2.4 Пастки нафти і газу

Розглянемо пластовий природний резервуар і механізм уловлювання в ньому вуглеводнів.

В природному резервуарі нафта і газ утворюють скупчення лише в певних, сприятливих для цього місцях. Це такі ділянки природного резервуара, де нафта і газ внаслідок наявності перешкоди (екрану) на шляху руху здатні збиратись значною масою. Такі ділянки носять назву пасток нафти і газу.

Отже, пастка – це частина природного резервуара, в якій існують умови для акумуляції і збереження нафти і газу.

Пастка утворюється там, де структури пластів, їх літологічний склад або інші властивості чи процеси екранують рух флюїдів, створюючи йому протидію.

При цьому основними чинниками, які створюють перешкоди руху нафти і газу в пласті, є такі:

• перегин пластів–колекторів і покришок у формі антиклінальної складки;

• різка зміна колекторських властивостей пласта внаслідок переходу однієї породи в іншу;

• контакт проникного пласта з непроникним по тектонічному порушенню;

• зрізання проникних порід непроникними більш молодого віку;

• вилив зустрічного потоку вод, що чинить протидію переміщенню нафти і газу.

В реальних умовах надр перешкоди руху нафти і газу в пласті створюються одночасно кількома факторами, що діють з різною силою. Це призводить до утворення численних комбінованих пасток.

Складовими частинами пастки є: порода–колектор, покришка, екран.

Найбільш поширеною пасткою нафти і газу є антиклінальна складка, в складі якої серед непроникних пластів знаходиться пласт–колектор.

Основними елементами такої пастки є:

– крило – бокова частина (схил) складки, де пласти мають односторонній нахил. У складці виділяють два крила.

– замок (склепіння) – зона перегину пластів, в якій крила змикаються. Це найбільш піднята частина пастки.

– перикліналь – ділянка складки, де пласти замикаються і переходять з одного крила на друге.

– кут складки γ – кут, утворений продовженими до перетину крилами;

– осьова поверхня (площина) – це уявна площина, що поділяє кут складки навпіл;

– шарнір – лінія перетину осьової поверхні складки з поверхнею будь–якого із пластів, зібраних в складку.

– вісь складки – це проекція шарніру складки на земну поверхню;

– ядро складки – внутрішня частина складки, що знаходиться між крилами і замком.

Основні параметри, що характеризують розміри і потенційну ємність пастки:

– висота пастки (або ) – віддаль по вертикалі між точками покрівлі колектора в найбільш піднятій і опущеній частинах;

– довжина пастки L (довга вісь) – це протяжність осі складки в межах найзануренішої замкнутої ізогіпси;

– ширина пастки B (коротка вісь) вимірюється по перпендикуляру до осі складки в межах найзануренішої замкнутої ізогіпси;

– площа пастки визначається в межах найзануренішої замкнутої ізогіпси;

– товщина колектору – відстань між покрівлею і підошвою пласта–колектору.

2.4.1 Класифікації пасток

Складність геологічних процесів зумовлює велику різноманітність пасток нафти і газу.

За наявністю або відсутністю вуглеводнів розрізняють такі пастки:

– продуктивні, які вміщують промислову кількість нафти і газу;

– непродуктивні, або „порожні”.

За механізмом формування, який визначає характер перешкоди руху нафти і газу, пастки поділяються на такі основні типи: склепінні, диз’юнктивні (розривні), літологічні, стратиграфічні, комбіновані.

Склепінні (антиклінальні) пастки утворились внаслідок антиклінального перегину пластів–колекторів природного резервуару.

За формою в плані розрізняють:

– куполоподібні пастки (куполи), у яких ;

– брахіантикліналі: ;

– лінійні (лінійно витягнуті): і більше.

Склепінні пастки найбільш поширені на родовищах нафти і газу.

Диз’юнктивні (розривні, прирозломні) пастки сформувались внаслідок розриву суцільності природного резервуару і зіткнення пласта–колектору в площині порушення з непроникними породами. Такі пастки часто пов’язані з тектонічними порушеннями типу скиду і підкиду і є найпоширенішими.

Літологічні пастки формуються в тих частинах природного резервуару, де спостерігається зміна складу або колекторських властивостей одновікових порід.

Серед них виділяють:

– літологічно екрановані пастки, які утворились внаслідок виклинювання (зменшення товщини до нуля) колектора вгору за підняттям пласта.

– лінзоподібні (неправильної форми) пастки, які з’явились в результаті обмеження проникних тіл непроникними з усіх боків.

Стратиграфічні пастки сформувались внаслідок ерозії (розмиву) колекторів під час перерви в осадконагромадженні і наступного перекриття їх непроникними породами. Поверхня, яка при цьому відокремлює колектор від покришки, називається поверхнею стратиграфічної незгідності.

Серед цього типу найчастіше трапляються:

– стратиграфічно екрановані пастки, у яких моноклінальний пласт–колектор зрізаний і перекритий непроникними породами молодшого віку.

– еродовані залишки давнього рельєфу: наприклад, кора вивітрювання фундамента, яка незгідно перекрита непроникними породами.

Утворення тектонічно, літологічно і стратиграфічно екранованих пасток можливе лише при виконанні однієї важливої умови. Вона полягає в тому, що в плані ізогіпса покрівлі колектора повинна замикатись в обидва боки на лінію екрану, утворюючи з ними єдиний замкнутий контур. Така умова виконується в таких випадках:

а) покрівля колектора зазнає поперечної структурної ундуляції (підняття і занурення шарнірів складок);

б) поверхня екрану утворює не плоску, а вигнуту поверхню.

Гідродинамічні пастки формуються, як правило, в пластових природних резервуарах, в колекторі якого утворюється перешкода рухові нафти і газу шляхом гідродинамічного впливу зустрічного потоку води.

Комбіновані пастки утворюються при спільній дії кількох геологічних факторів. Наприклад:

– структурно–стратиграфічна:

– літолого–стратиграфічна: