- •Оглавление
- •Предисловие
- •Предисловие автора к первому изданию
- •Предисловие редактора английского издания
- •Часть первая. Введение Глава 1 Введение
- •Глава 2 Распространение нефти, газа и других нафтидов
- •Условия залегания
- •Поверхностные нафтидопроявления
- •Геологический возраст пород-коллекторов
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть вторая. Природный резервуар
- •Глава 3 Порода-коллектор
- •Классификация
- •Номенклатура пород-коллекторов
- •Обломочные породы-коллекторы
- •Цементация обломочных пород-коллекторов
- •Хемогенные породы-коллекторы
- •Химически осажденные карбонатные породы
- •Кремнистые породы-коллекторы
- •Породы-коллекторы смешанного происхождения
- •Разрезы буровых скважин
- •Породы-коллекторы морского и неморского происхождения
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора
- •Пористость
- •Измерения пористости
- •Проницаемость
- •Измерения проницаемости
- •Эффективная и относительная проницаемость
- •Классификация и происхождение порового пространства
- •Первичная, или межзерновая, пористость
- •Вторичная, или промежуточная, пористость
- •Связь между пористостью и проницаемостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 5 Пластовые флюиды-вода, нефть, газ
- •Флюиды, содержащиеся в природных резервуарах
- •Источники информации о пластовых флюидов
- •Распределение газа, нефти и воды в резервуаре
- •Классификация вод нефтяных месторождений
- •Характеристика вод нефтяных месторождений
- •Происхождение соленых вод нефтяных месторождений
- •Измерение количества нефти
- •Химические свойства нефти
- •Ряды углеводородов
- •Другие компоненты нефтей
- •Физические свойства нефтей
- •Природный газ
- •Измерение объема природного газа
- •Состав природного газа
- •Примеси в природном газе
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 6 Пластовые ловушки: общие сведения и структурные ловушки
- •Антиклинальная теория
- •Классификация ловушек
- •Структурные ловушки
- •Ловушки, связанные с разрывными нарушениями
- •Ловушки, связанные с трещиноватостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 7 Пластовые ловушки (продолжение): стратиграфические и гидродинамические
- •Первичные стратиграфические ловушки
- •Линзы и фациальные замещения обломочных пород
- •Линзы и фации хемогенных пород
- •Вторичные стратиграфические ловушки
- •Гидродинамические ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 8 Пластовые ловушки (продолжение): комбинированные ловушки и соляные купола
- •Комбинированные ловушки
- •Соляные купола
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть третья. Термодинамические условия в природном резервуарах
- •Глава 9 Пластовые условия ‑ давление и температура
- •Пластовое давление
- •Измерение давления
- •Градиенты давления
- •Источники пластового давления
- •Аномальные пластового давления
- •Температура
- •Измерение температуры
- •Геотермическии градиент
- •Использование результатов температурных замеров
- •Источники тепловой энергии
- •Результаты воздействия тепла
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 10 Механика природного резервуара
- •Фазовые состояния
- •Поверхностные явления
- •Поверхностная энергия; поверхностное натяжение; межфазное натяжение
- •Капиллярное давление
- •Пластовая энергия
- •Газ, растворенный в нефти
- •Режим газовой шапки (газонапорный режим)
- •Водонапорный режим
- •Гравитационные силы
- •Комбинированные источники пластовой энергии
- •Движение нефти и газа в залежи
- •Явления, связанные с разработкой залежи
- •Максимально эффективный темп добычи
- •Коэффициент продуктивности
- •Уравнение материального баланса
- •Сверхвысокопродуктивные скважины
- •Малорентабельные скважины и залежи
- •Эксплуатационный период скважин и залежей
- •Вторичные методы разработки залежей
- •Добыча газа
- •Попутный газ
- •Свободный газ
- •Экономические и правовые вопросы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть четвертая Геологическая история нефти и газа
- •Глава 11 Происхождение нефти и газа
- •Граничные условия
- •Неорганическое происхождение нефти и газа
- •Органическое происхождение нефти и газа
- •Современные теории органического происхождения нефти и газа
- •Природа органического материнского вещества
- •Современное органическое вещество
- •Органическое вещество неморского происхождения
- •Превращение органического вещества в нефть и газ
- •Деятельность бактерий
- •Теплота и давление
- •Изменение нефти под влиянием теплоты и давления
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 12 Миграция и аккумуляция нефти и газа
- •Геологические условия миграции и аккумуляции
- •Дальность миграции
- •Первичная миграция
- •Вода, выжимаемая из глин и сланцев
- •Циркуляция воды
- •Седиментационная и переотложенная нефть
- •Вторичная миграция
- •Перенос частиц нефти и газа водой
- •Явления, связанные с капиллярным давлением и давлением вытеснения
- •Плавучесть
- •Влияние растворенного газа на миграцию нефти
- •Аккумуляция
- •Наклонные водонефтяные контакты
- •Литологические и стратиграфические барьеры¹
- •Вертикальная миграция
- •Время аккумуляции
- •Приток нефти и газа
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть пятая Использование данных нефтегазовой геологии на практике
- •Глава 13 Глубинная геология
- •Типы глубинных карт
- •Структурные карты и разрезы
- •Карты изопахит ( карты равных мощностей)
- •Карты фаций
- •Палеогеологические карты
- •Геофизические карты
- •Геохимические карты
- •Другие типы глубинных карт
- •Счетно-решающие машины
- •Сухие скважины
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 14 Нефтегазоносные провинции
- •Характер отложений
- •Теория углеродного коэффициента
- •Седиментационные бассейны
- •Нефте- и газопроявления
- •Несогласия
- •Зоны выклинивания проницаемых отложении
- •Региональные своды
- •Локальные ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 15 Перспективы нефтегазоносности¹
- •Открытие
- •Геологические факторы
- •Экономические факторы
- •Субъективные факторы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Общие работы
- •Приложение Словарь специальных терминов1
- •Сокращения, принятые в английской литературе по нефти и газу
- •Литература
- •Дополнительный список литературы
Первичная миграция
Наиболее общий случай первичной миграции - это увлечение нефти и газа водой, выжимающейся из глин в процессе их диагенеза, и в меньшей степени - водой, циркулирующей в породах уже после окончания диагенеза. Нефть и газ находятся в воде в виде субмикроскопических и коллоидальных частиц или в растворенном состоянии. Объем их составляет около 10-50 ч. на млн. (0,001-0,005%) от объема воды. В данном случае исключается движение больших масс нефти в результате эрозии нефтяных залежей или обогащенных углеводородами пород (см. стр. 477-478: глава 11, переотложенная нефть. – А.Ф.). Такая нефть иногда может быть снова переотложена непосредственно в будущих коллекторах, например рифах, песчаных барах и т. п.
Предложено несколько теорий первичной миграции нефти и газа вместе с движущейся водой. Это:
1) гидравлическая теория Манна [6],
2) теория всплывания Рича [7], Мразека [8] и Дэли [91,
3) теория седиментационного уплотнения Кинга [10], Монне [11] и Льюиса [12],
4) теория Чени [13], учитывающая как гидравлический фактор, так и уплотнение.
Все эти теории сходятся в одном: предполагается перемещение огромных масс воды, несущей нефть и газ в диспергированном состоянии в ловушки, в которых они аккумулируются в залежи.
Перенос нефти и газа в растворенном состоянии в пластовых водах также изучался многими сторонниками теории первичной миграции. Растворимость природного газа в воде изменяется от 4 куб. фут /баррель при давлении 400 фунт/кв. дюйм до 22 куб. фут/баррель при давлении 2000-6000 фунт/кВ .дюйм [14]. Легкие компоненты нефти также растворимы в воде, причем растворимость их возрастает с увеличением давления. При атмосферном давлении она равна 0,014 куб. фута нефти на 100 баррелей воды и значительно возрастает при давлении 1100 фунт/кв. дюйм [15]. При снижении давления нефть выпадает из раствора. Нефть и газ, встречающиеся в поверхностных водах при опробовании скважин, могут быть именно теми нефтью и газом, которые выделились из пластовых вод при снижении давления от пластового до давления на устье скважины.
Вода, выжимаемая из глин и сланцев
Если в процессе первичной миграции вода, содержащая нефть и газ, отжимается из глинистых отложений в коллекторы, она замещает в этих коллекторах воду, находившуюся там ранее. Это должно привести к течению воды по коллекторам в сторону понижения пластового давления вплоть до выхода ее на дневную поверхность. Толща глинистых отложений мощностью в 1 милю и площадью 100×100 миль будет обладать объемом 10 тыс. куб. миль. На ранней стадии диагенеза половину общего объема толщи, т.е. около 5 тыс. куб. миль, может составлять вода. В настоящее время в результате диагенетического уплотнения и деформации объем воды в толще уменьшился до 25%, в результате чего общий объем толщи сократился до 6666 куб. миль. Иными словами, из начального количества воды, содержавшегося в этой толще, 3334 куб. миль было выжато и 1666 куб. миль осталось. Большая часть выжатой воды, видимо, просачивается вверх по поверхностям напластования, образовавшимся в процессе диагенеза, и в конечном счете попадает в океан. Однако некоторая часть выжатой воды, примерно ⅓, или 1111 куб. миль, позднее, когда глины погрузились на большую глубину и превратились в глинистые сланцы, могла мигрировать лате-рально в окружающие пористые породы. В конечном счете латеральная миграция должна была стать более интенсивной, чем вертикальная. Часть углеводородов, отложенных или образовавшихся в глинах, должна была уноситься поступающей в коллекторы водой как в растворенном состоянии, так и в виде мельчайших, субмикроскопических рассеянных коллоидных частичек.
По мере движения воды по коллектору захваченные ею частички нефти и газа флоккулируют и переносятся вместе с водой до тех пор, пока не образуется их непрерывная фаза и не начнется всплывание нефти и газа в верхние слои воды. Такие скопления углеводородов в виде линз длиной до нескольких футов и толщиной в несколько молекул могут создаваться и До их всплывания; они будут двигаться в воде в виде отдельной фазы.
В процессе миграции в виде дискретной (отдельной) фазы внутри гидрофильного коллектора нефть и газ будут стремиться занимать только наиболее крупные поры, поскольку замещение воды в мелких порах требует слишком большого давления вытеснения. Таким образом, в гидрофильных породах, характеризующихся различной пористостью, нефть будет скапливаться в крупных порах, а вода - в мельчайших. В конечном счете должна произойти концентрация нефти в грубозернистых и более проницаемых породах, в которых миграция в ловушки относительно облегчена, а вода будет продолжать двигаться сквозь менее проницаемые породы.
Теория замещения, предложенная Мак-Коем [16], основана на вытеснении нефти из глин и тонкозернистых пород водой в смежные более пористые и грубозернистые породы. Этот процесс замещения происходит вследствие того, что в мельчайших капиллярных порах силы сцепления между породой и водой значительно больше, чем между нефтью и породой или между нефтью и водой. Вода отделяет нефть от породы и заставляет двигаться из капиллярных пор глинистых сланцев в крупные поры песчаников. Мак-Кой считает, что этот процесс является главной причиной перемещения нефти и что зоны, в которые была вытеснена таким путем нефть, становятся площадями современных нефтяных месторождений. Это значит, что ко времени первичной миграции нефти из глинистых сланцев в коллектор ловушка уже должна была быть сформированной.