загрузка...
загрузка...
На головну

Фактори вторинну міграцію нафти і газу

Вторинна міграція. Класифікація міграційних процесів

Сутність процесів вторинної міграції полягає в пересуванні нафти і газу в водонасичених природних резервуарах до пасток і формуванні покладів. Тому вторинну міграцію нафти і газу іноді називають збиральної міграцією.

Міграція УВ відбувається по зонам найменшого фільтраційного опору, має різні масштаби і напрямки як по відношенню до товщ гірських порід, так і по відношенню до тектонічних елементів.

шляхами міграції є локалізовані «канали» в природних резервуарах це:

1) весь обсяг ефективних пір і тріщин в покрівельної частини проникних порід;

2) зони підвищеної тріщинуватості порід, пов'язані з розломами і тектонічними розривами;

3) площині нашарування і незгодного залягання пластів;

4) контакти бічній поверхні соляних масивів і інтрузій з пов'язаними породами;

5) сутурние поверхні

6) литологические вікна в товщі флюідоупорамі і інші проникні зони.

Відповідно видам пустотного простору, в яких протікає міграція, розрізняють наступні види міграції: Порові; тріщинні; тріщини-порові; поверхнево-міжпластові.

За масштабами виділяється локальна, зональна и регіональна міграція.

локальна міграція відбувається в межах обмеженого обсягу гірських порід. Вона контролюється структурними, литологическими і стратиграфическими особливостями, гірських порід, а також гидродинамикой і веде до утворення одного родовища або покладу нафти і газу.

зональна міграція призводить до утворення зонинефтегазонакопленія, тобто покладів нафти і газу, пов'язаних з генетично єдиними пастками в межах тектонічної зони.

В результаті регіональної міграції формується кілька зон нефтегазонакопления, часто різного генетичного типу, які об'єднуються в нафтогазоносні райони (НГР) і нафтогазоносні області (НГО).

У 1953 році І. О. Брід і Н. А. Єременко класифікували міграційні процеси в залежності від їх відносини до товщ порід, В яких вони протікають, і в залежності від напрямку руху щодо земної поверхні. У зв'язку з цим з'явилися поняття про внутрірезервуарной і внерезервуарной міграції, а також - поняття про бічний і вертикальної міграції.

Внутрірезервуарная міграція відбувається сублатерально в межах одного шару або декількох шарів-колекторів по «тунелях» з найбільшою пористістю і проникністю. Вона йде по повстанню або напрямком простягання пластів, в залежності від векторів-градієнтів пластових вод. Стосовно земної поверхні цей вид міграції є латеральної або бічний міграцією.

Внерезервуарная або межформаціонная міграція йде з одного природного резервуара в інший по зонам розломів і підвищеної тріщинуватості порід, тектонічних розривів, контактам бічній поверхні соляних масивів і інтрузій з пов'язаними породами, литологическим вікнам і вікон прориву флюідоупорамі, які утворюються в місцях напруженого флюідодінаміческого режиму. У напрямку ця міграція є вертикальної або висхідний міграцією. Останнім часом деякі дослідники виділяють також вертикальну спадну міграцію.

Латеральна і вертикальна міграція в природі часто поєднується. В цьому випадку вона називається змішаної або ступінчастою міграцією.

Стосовно простиранию тектонічних елементів розрізняють фронтальну і поздовжнє міграцію.

фронтальна, або поперечна міграція відбувається тоді, коли зони пасток розташовані перпендикулярно до міграційного потоку. У цьому випадку, наприклад, пастки в антиклінальних зонах наповнюються УВ з крил.

поздовжня міграція виникає при збігу простягання зон нефтегазонакопления з напрямком міграційного потоку.

Однак частіше напрямок міграції УВ щодо зон нефтегазонакопления має складний характер і залежить від кількості вогнищ генерації УВ, які розташовуються в западинах і прогинах, а також від характеру дислоційованості периферичних частин западин і прогинів і розташування підняттів, які є областями нефтегазонакопления.

Таким чином, міграція УВ в природних резервуарах відбувається в трьох основних формах: фазово-відокремленої або струменевого; водорастворённой; дифузійної.

Струменевий форма є активною і йде за рахунок гравітаційної (архимедовой) сили. При цьому нафтова фаза може містити розчинений газ, а газова фаза - розчинену нафту (газоконденсатний розчин). До активної міграції відноситься також диффузионная форма.

Водорастворенних форма міграції є пасивною, оскільки залежить від швидкості руху пластових вод і протікає у вигляді істинних розчинів і колоїдних розчинів або емульсій. Через низьку швидкість руху пластових вод в зоні катагенеза і низьку розчинність УВ в воді великого значення для формування покладів нафти і газу вона не має.

Міграція УВ обумовлюється рядом причин або факторів. Серед найбільш важливих факторів виділяються: гравітаційний, гідравлічний, геодинамічний, дифузний і дію капілярних сил.

гравітаційний фактор. На думку більшості дослідників головною або навіть єдиною силою, що обумовлює вторинну міграцію УВ, є гравітаційна сила. Тому міграція УВ відбувається в вільному фазово-відокремленому стані і є в основному висхідній. Подання про струменевого міграції сформулював в 1958 році В. П. Савченко.

Спливання УВ йде по зонам найменшого фільтраційного або капілярного опору субвертікально в проникних зонах і сублатерально в покрівельної частини проникних пластів по їх повстання.

Гравітаційний фактор обумовлений спливанням нафти і газу в природних резервуарах по найбільш великим сполучених порожнин. Сила спливання або виштовхування нафти і газу водою рв пропорційна різниці щільності води ?в і вуглеводнів ?ув в пластових умовах, висоті струменя УВ Н і синусу кута нахилу пласта, помножених на прискорення сили тяжіння g:

рв = G (?в-?ув) Sin ?,

де рв - Сила спливання нафти і газу

g - Прискорення сили тяжіння,

Н - Висота струменя, як різниця відміток початку і кінця фази,

?в-?ув - Різниця щільності води і УВ (нафти або газу) в пластових умовах.

? - Кут нахилу пласта колектора.

У пластових умовах струменевий міграція нафти і газу починається тільки тоді, коли сила спливання нафти і газу перевищить капілярний тиск в поровом каналі, або тунелі, колектори. Найбільш істотну перешкоду міграції УВ представляють звуження порових каналів. З вязано це з тим, що краплі кулястої форми, яка володіє мінімальною поверхнею, для проходу через звуження необхідно подолати силу поверхневого натягу і витягнутися, тобто збільшити свою поверхню. Для цього необхідна додаткова енергія. Різниця тисків, що дозволяє подолати капілярні сили, утворюється при злитті крапель в струмінь. Тому спливання УВ полегшується, якщо це відбулося не окремими краплями, а струменем. Отже, вже на стадії міграції УВ необхідна первинна акумуляція УВ, яка і відбувається на контакті виробляє породи і колектора.

За розрахунками А. І. Леворсена сила спливання нафти починає помітно проявлятися при висоті безперервної фази (струменя) від 1 до 10 м. В. П. Савченко підкреслює, що міграція нафти і газу починається при найменшому перепаді тиску, тобто при перевищенні сили спливання нафти (газу) над капілярним тиском. Таким чином, чим інтенсивніше дислоковані породи і крутіше поставлені пласти, і чим більша різниця в щільності УВ і води і довше струмінь безперервної фази УВ, тим більше сила спливання.

Протидія капілярних сил різко зменшується при пластових температурах понад 90 ° С в присутності поверхнево-активних речовин, а при температурі 150 ° С стає настільки незначною що може не враховуватися. Пов'язано це зі зниженням сили поверхневого натягу.

гідравлічний фактор. Сутність цього фактора полягає в транспортуванні УВ водою. Рухаються вверх по пласту або розривному порушення підземні води переносять газ і нафту в розчиненому стані і полегшують спливання нафти і газу.

Фільтрація рідин відбувається відповідно до закону Дарсі, за яким кількість рідини, що проходить в одиницю часу через породу-колектор з певним поперечним перерізом, прямо пропорційно проникності породи і перепаду тиску, що обумовлює фільтрацію, і обернено пропорційно в'язкості рідини.

Роль гідравлічного фактора може проявлятися в жорстких термобаричних умовах при температурі вище 150 ° С, коли різко зростає розчинність нафти в воді. її розчинність при температурах до 100-110 ?С дуже низька і становить близько 100 г нафти на 1 м3 води.

Пов'язано це з низькою розчинювальною здатністю і швидкістю руху пластових вод. Швидкість руху підземних вод найбільша в складчастих областях і передових прогинах, а й тут вона досягає всього декількох десятків метрів на рік, а частіше знаходиться в межах декількох метрів або навіть декількох десятків сантиметрів на рік. У платформних умовах пластові води рухаються зі швидкістю від мікрометрів до 10 см в рік.

Геодинамический фактор. Потужним джерелом енергії міграційних процесів є тектонічні процеси і геодинаміка надр.

Тектонічні руху найбільш інтенсивно протікають при прояві тектонічних фаз. Підвищена тектонічна активність веде до істотної перебудови структури природних резервуарів, утворення в них шляхів вертикальної міграції - розривів і тріщин і порушує рівновагу флюїдних систем. Оскільки ці системи прагнуть до статичного стану, то вирівнювання енергії флюїдів в пласті, порушеною тектонічними процесами, досягається за рахунок процесів міграції, формування, переформування і руйнування покладів УВ.

Серед геодинамічних чинників найбільше значення мають постійні короткопериодические і бистропротекающие процеси - землетрусу, а також явища пов'язано з місячно-сонячними приливами і змінами сонячної активності. Ці процеси викликають варіації гравітаційного і електромагнітного поля Землі, баровакуумние ефекти і вібрації блоків гірських порід. Наприклад, на Землі відбувається від 200 тисяч до 1 млн. Землетрусів на рік. Все це сприяє зміні пружних сил розширення флюїдів і укладають їх порід і тим самим прояву інших факторів міграції, особливо - гравітаційного фактора.

дифузія УВ. Це один з механізмів переносу розчиненої речовини, пов'язаний з наявністю в розчині градієнтаконцентрацій. Дифузія завжди відбувається в бік зменшення концентрацій речовини.

Багато дослідників відзначають, що дифузія має місце при еміграції УВ, але вона в принципі за своєю природою, пов'язаної з вирівнюванням концентрацій, не може самостійно привести до акумуляції УВ і утворення їх покладів. Велика роль дифузії проявляється при руйнуванні і розсіянні скупчень УВ. Однак, в деяких сприятливих геологічних умовах, при наявності досить надійних флюідоупорамі дифузія може сприяти первинної акумуляції УВ і виникнення вторинної збиральної міграції в епігенетічних НГК. Цьому явищу може сприяти також зниження температури вгору по розрізу, яке веде до зменшення коефіцієнта дифузії УВ.

Дія капілярних сил. Вода краще, ніж нафта змочує гірські породи, тому сили поверхневого натягу між породою і водою більше. У зв'язку з цим вода витісняє нафту з дрібних пір в великі. Це створює в природному резервуарі умови для виборчого руху флюїдів, диференційованого за величиною перетину провідних каналів і виникнення струменевого міграції нафти. Капілярний тиск знижується зі збільшенням діаметра пір і відсутній в порах діаметром більше 0,5-1,0 мм і тріщинах шириною більше 0,25 мм. У субакапіллярних порах менш 0,0002 мм і тріщинах менш 0,0001мм фізичні пов'язані або адсорбовані флюїди перешкоджають руху нафти, газу і води. При проходженні нафти по пустотного простору породи поверхню мінералів гідрофобізуючої і тоді на контакті нафти і води знак капілярного тиску змінюється на протилежний.

Міграції УВ можуть сприяти і інші чинники, наприклад: пружні сили (напруги) розширення флюїдів і укладають їх порід, Що виникають внаслідок зменшення геостатичної тиску при тектонічному підйомі нафтогазоносних комплексів; різні коефіцієнти теплового розширення порід і укладених в них флюїдів при зануренні нафтогазоносних комплексів; зміна обсягу пір породи, Викликане їх цементацією або перекристалізацією мінералів; надлишковий тиск, Що виникає внаслідок різниці щільності флюїдів, що залягають в високоамплітудних пастках, яке викликає прорив газу або нафти через покришку і їх реміграції.

Первинна міграція нафти і газу «-- попередня | наступна --» Масштаби і напрямок міграції нафти і газу
загрузка...
© om.net.ua