Особенности геологического строения газовых месторождений
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ЗЕМНОЙ КОРЕ И ОБРАЗОВАНИЕ ГОРНЫХ ПОРОД И ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
Нефтяные и газовые залежи
Горные породы, составляющие земную толщу, подразделены на два основных вида - изверженные и осадочные.
Изверженные породы образуются при застывании жидкой магмы в толще земной коры (гранит) или вулканических лав на поверхности земли (базальт).
Осадочные породы образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Эти породы обычно залегают пластами. Все горные породы имеют поры - свободные пространства между зернами, т. е. обладают пористостью. Объем пустот в породе, включающий поры, поровые каналы между зернами и частицами породы, каверны, трещины - называется пористостью породы. Но промышленные скопления нефти (газа) содержатся главным образом в осадочных породах - песках, песчаниках, известняках, являющихся хорошими коллекторами для жидкостей и газов. Эти породы обладают проницаемостью, т. е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе. Нефть и газ встречаются в природе в виде скоплений, залегающих на глубинах от нескольких десятков метров до нескольких километров от земной поверхности. Пласты, в которых имеются скопления нефти (газа), называют залежами нефти (газа) (рис 1.2)
|
|
|
Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными (газовыми) пластами или горизонтами (рис. 1.3. и 1.4.).
Обычно залежь нефти (газа) бывает приурочена к определенной тектонической структуре, под которой понимают форму залегания горных пород. Термин тектоническая структура или просто структура применяют очень широко. Он характеризует структуру земли в целом, ее областей, районов и небольших участков.
Рис. 1.2. Природные резервуары, ловушки, залежи и
месторождения нефти и газа
Совокупность залежей нефти и газа, сконцентрированных в недрах на одной и той же территории, и подчиненных в процессе образования единой, тектонической структуре, называется нефтяным (газовым) месторождением.
В частном случае, когда нефтяное или газовое месторождение состоит всего лишь из одной залежи нефти (газа), понятия о нефтяном (газовом) месторождении и нефтяной (газовой) залежи совпадают.
Основные структурные формы складок нефтегазовых месторождений
Пласты осадочных горных пород, первоначально залегавшие горизонтально, в результате воздействия давлений, температур, глубинных разрывов поднимались или опускались в целом либо относительно друг друга, а также изгибались в складки различной формы (рис. 1.2, 1.3 и 1.4).
|
|
|
Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями (рис. 1.2), а складки, направленные выпуклостью вниз, - синклиналями (рис. 1.3).
Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть - сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом. Большинство нефтяных (газовых) залежей мира приурочены к антиклинальным складкам.
 |
Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, так как они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если она встречается, заполняет поры пород антиклиналей. Структурами, благоприятными для скопления нефти, помимо антиклиналей, являются также моноклинали. Тип залегания пластов горных пород с одинаковым наклоном в одну сторону называется моноклиналью (рис. 1.4).
При образовании складок обычно пласты только сминаются, но не разрываются. Однако в процессе горообразования под действием вертикальных сил пласты нередко претерпевают разрыв, образуется трещина, вдоль которой пласты смещаются относительно друг друга. При этом образуются разные структуры: сбросы, взбросы, подвиги, грабены, горсты.
|
|
|
Сброс - смещение блоков горных пород относительно друг друга по вертикальной или крутонаклонной поверхности тектонического разрыва. Расстояние по вертикали, на которое сместились пласты, называется амплитудой сброса. На рис. 1.5 правая от плоскости а-а часть пластов осталась на месте, а левая сместилась на амплитуду сброса «в». Если по той же плоскости происходит не падение, а подъем пластов, то такое нарушение называют взбросом (обратным сбросом).
Надвиг - разрывное нарушение, при котором одни массы горных пород надвинуты на другие.
Грабен - опущенный по разломам участок земной коры.
Горст - приподнятый по разломам участок земной коры.
Геологические нарушения оказывают большое влияние на распределение нефти (газа) в недрах Земли - в одних случаях они способствуют ее скоплению, в других, наоборот, могут быть путями обводнения нефтегазонасыщенных пластов или выхода на поверхность нефти и газа.
Промышленную ценность газового (нефтяного) месторождения можно определить по проницаемости его пород - способности проникновения газов и жидкости через породу. Проницаемость зависит от размеров пор и каналов в породе.
|
|
|
Газ и нефть находятся в пласте под определенным давлением, которое называется пластовым. Пластовое давление приблизительно равно гидростатическому давлению столба воды, соответствующего глубине залегания данного пласта. В нефтегазоносных залежах распределение жидкостей и газов соответствует их плотности. Верхнюю часть пласта занимает свободный газ, ниже залегает нефть, которая подпирается снизу пластовой водой.
Отношение объема содержащейся в породе воды к объему этой же породы называется коэффициентом водонасыщенности. Отношение объема содержащегося в породе газа к общему объему породы называется газо (нефте) насыщенностью.
Различают несколько режимов работы нефтяных залежей:
• водонапорный режим - режим, при котором нефть движется в пласте к скважинам под напором краевых (или подошвенных) вод;
• упруговодонапорный режим - развивается в том случае, если содержимое пласта вытесняется в скважину в результате упругого расширения пластовой жидкости и вмещающей ее породы;
• газонапорный режим - наблюдается при наличии газовой шапки, т.е. при использовании энергии свободного газа;
• режим растворенного газа, обусловлен выделением в пласте растворенного ранее в нефти газа, пузырьки которого расширяются и выталкивают нефть из области более высокого в область низкого давления, т.е. в скважину;
• гравитационный режим - нефть передвигается к скважинам под действием силы тяжести, т.е. по существу стекает в скважину.
Нефтесодержащие коллекторы
Нефтесодержащие коллекторы или породы-коллекторы (пески, песчаники, конгломераты, трещиноватые и кавернозные известняки и доломиты) - породы, у которых поры, пустоты и трещины могут быть вместилищами нефти и газа.
Песок - мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок), подразделяется на крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый и тонкозернистый. По форме зерен различают пески округленные и угловатые.
Песчаник - обломочная осадочная горная порода из сцементированного песка. Состоит главным образом из зерен кварца.
Глины - тонкодисперсные горные породы, состоящие в основном из так называемых глинистых минералов - силикатов со слоистой кристаллической структурой. В нефтеносных и газоносных месторождениях глины, играют роль непроницаемых перекрытий, между которыми залегают пласты пород, заполненные нефтью, газом и водой.
Особенности геологического строения газовых месторождений
Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция занимает ведущее место в развитии топливно-энергетической базы России. Одними из высокоперспсктивных районов в отношении скоплений углеводородного сырья являются Уренгойский и Северо-Уренгойский нефтегазоносные районы, а также наряду с ними входят и другие: Бованенковское, Ямбургское, Заполярное, Ямсовейское, Юбилейное, Медвежье и другие газоконденсатные месторождения.
Особенности геологического строения многих месторождений в значительной степени осложняют проводку скважин, а также работу при ликвидации газонефтеводопроявлений.
Некоторые месторождения по своей литолого-минералогической характеристике разделяются на несколько этажей, каждый их которых имеет специфические особенности: например, наличие ряда неустойчивых и сильно поглощающих горизонтов, наличие пород, агрессивно действующих на применяющиеся при проводке промывочные жидкости, или пластов, характеризующихся аномально высокими давлениями, и т.д. Эти особенности геологического разреза месторождений образуют исключительно сложное сочетание условий проводки скважин.
Для успешного проведения работ, предупреждающих возникновение выбросов и фонтанов, необходимо иметь четкое стратиграфическое и литологического расчленение вскрываемого разреза. Это вызывает необходимость совершенствования и широкого применения методов геологического и промыслово-геофизического изучения нефтяных и газовых месторождений.
По промыслово-геофизическим данным, результатам анализа кернового материала и испытаний скважины дается заключение о глубине залегания продуктивных горизонтов, их мощности, коллекторских свойствах породы, физических и химических свойствах нефти, газа и воды. В комплекс геофизических методов входят электрические, механические, радиоактивные термические, геохимические методы.
Электрический метод. Удельное электрическое сопротивление пород зависит от сопротивления флюида, который находится в породах. Удельное электрическое сопротивление породы насыщенной нефтью и газом с небольшим содержанием воды, выше удельного сопротивления этой же породы, но насыщенной только водой. По удельному электрическому сопротивлению - можно оценить фильтрационно-емкостные свойства пород- коллекторов нефти и газа. На практике применяют разные виды каротажа: каротаж сопротивления, боковой каротаж, индукционный каротаж, микрокаротаж, боковой микрокаротаж.
Радиоактивный метод. При исследовании разрезов скважин используют гамма - каротаж, основанный на изучении естественного гамма-излучения горных пород, а также методы, основанные на эффекте взаимодействия с горными породами излучения, создаваемого в скважине источником гамма излучения (гамма - гамма - каротаж) или источником нейтронов (нейтронный каротаж).
Акустический каротаж. Акустический каротаж основан на изучении упругих свойств горных пород по наблюдению в скважине за распространением упругих волн. Применяемый в акустическом каротаже прибор имеет источник и приемник упругих колебаний. Определение литологического состава по данным акустического каротажа основано на различии скоростей распространения и затухания упругих волн для разных пород.
Геохимические методы. Во время проходки продуктивных пластов свободный и растворенный в нефти и воде газ поступает на поверхность вместе с буровым раствором. При помощи вакуумного дегазатора газ извлекается из бурового раствора и поступает к приборам газового анализа. По данным газового анализа выделяют и предварительно оценивают газо-нефтесодержащие пласты в разрезе скважины.
Корреляция разрезов скважин. Геологическое строение месторождения выявляется корреляцией разрезов скважин: сопоставление отдельных разрезов с целью выделения одновозрастных отложений, выявления последовательности залегания пластов, измерения их мощности и литологических характеристик по площади месторождения. Это общая корреляция разрезов. Зональная, детальная корреляция - сопоставление разрезов в пределах продуктивной части разреза. Нормальный, или типовой, разрез характеризует средний разрез месторождения.
Геологический профиль - графическое изображение строения недр, в каком- либо выбранном вертикальном сечении. Такой профиль месторождения составляется по разрезам скважин путем соединения плавными линиями отметок кровли и подошвы одноименных пластов в различных скважинах.
Подготовка к изучению разрезов скважины начинается с выбора места ее заложения, составления ГТН, в котором указывается категория скважины (поисковая, разведочная, эксплуатационная), задачи бурения, проектные геологический разрез и конструкция скважины.
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 138; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!