Ловушки нефти и газа Лекция 2 Аккумуляция

Ловушки нефти и газа Лекция 2

Аккумуляция углеводородных флюидов Вторичная миграция При совместном движении несмешивающихся флюидов каждый находит себе устойчивый канал (тоннельный эффект Р. Коллинза). Только в пределах этих каналов достигается насыщение, необходимое для перемещения в непрерывной фазе (в виде струй). Наиболее крупные поры занимает нефть.

Каким образом происходит заполнение коллектора England (1989, Advances in Org. Geochem. ) Миграция нефти заканчивается в ловушке. Вытеснение УВ воды из порового пространства –основной механизм заполнения ловушки.

Аккумуляция • Заполнение ловушки флюидами водонасыщенный песчаник миграция нефти нефтенасыщенный песчаник глины Миграция нефти заканчивается в ловушке. Вытеснение УВ воды из порового пространства – основной механизм заполнения ловушки. Схема постепенного заполнения нефтью антиклинальной ловушки

Аккумуляция углеводородных флюидов Пример заполнения антиклинальной ловушки нефтью – миграция в кровельной части коллектора-проводника под покрышкой – баженовская свита (Западная Сибирь)

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Впервые ловушки нефти и газа классифицировал американский геологнефтяник Ф. Клапп (1910 -1922 гг. ). • Основные подразделения: антиклинальные; синклинальные; гомоклинальные; куполовидные структуры, или "купола"; несогласия; линзовидные пески; трещины или пустоты, не зависящие от структуры; структуры, обусловленные сбросами. • И. М. Губкин, отмечая большое значение классификации для практики поисков и разведки и для теории геологии нефти и газа, в книге "Учение о нефти" (1932 г. ) развил классификацию Ф. Клаппа, придав ей основополагающее значение. • И. О. Брод (1937 -1962 г. ). выделил три типа ловушек: пластовых, массивных и ограниченных со всех сторон непроницаемыми породами. • А. Леворсен (1967 г. ) предложил выделять ловушки трех основных типов: структурные (ловушки антиклиналей и других структур, связанных с тектоническими деформациями), стратиграфические (стратиграфические, литологические, гидродинамические ловушки) и комбинированные.

Ловушки нефти и газа • Термин «ловушка» использовали многие отечественные и зарубежные ученые (А. А. Бакиров, И. О. Брод, Н. Б. Вассоевич, В. Г. Вильсон, Н. А. Еремеко, М. К. Калинко, А. И. Леворсен, К. К. Лэйндс и др. ). • Определение ловушки у разных авторов несколько отличается • И. О. Брод под ловушкой понимал часть ПР, в которой создаются условия для улавливания флюидов и формирования нефтегазового скопления, в ней устанавливается относительное равновесие подвижных веществ. Наличие ловушки — первое условие формирования залежи. • В. Б. Оленин полагал, что ловушки без наличия в них флюидов нельзя уверенно называть ловушками, что только присутствие скопления флюидов — залежи определяет ее как таковую. • «Ловушка, в которой присутствует залежь нефти и/или газа, представляет собой участок недр, состоящий из коллекторов и примыкающих плохо проницаемых отложений, способный аккумулировать УВ в своей коллекторской части и заключающий в ее пределах залежь нефти и/или газа» .

Ловушки нефти и газа • Ловушка -- часть ПР, в которой устанавливается равновесие между, с одной стороны, внешним давлением, вызывающим перемещение воды и растворенных в ней веществ, нефти, свободного газа в породахколлекторах, и с другой ~ силами, препятствующими перемещению. (В. В. Семенович, 1987 г. ) • В участках земной коры, где структура пластов, их литологический состав или другие свойства и процессы создают такое противодействие, т. е. экранируют движение, образуется ловушка. • • Г. А. Габриэлянц (2000 г. ) Ловушка - часть ПР, в которой благодаря структурному порогу, стратиграфическому экранированию, литологическому ограничению или другим барьерам возможно образование скоплении нефти и газа. • Наиболее простая ловушка - пласт-коллектор в антиклинали, перекрытый и подстилаемый непроницаемыми породами.

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Почти все классификации построены по форме и/или генезису ловушек. • Г. Р. Лавли (1943) впервые разделил все ловушки на три группы: • структурные (structural), • стратиграфические (stratigraphic) • литологические (lithological).

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Критика В. Е. Хаина, В. Б. Оленина • Выделение «структурных» ловушек должно предполагать, что ловушки двух других групп не являются структурными. • Однако таких ловушек в природе быть не может, потому что все ловушки обладают тем или иным строением, т. е. структурой. • Стратиграфическими в США часто именуют ловушки, образовавшиеся как у поверхности несогласия, так и за счет выклинивания. • Стратиграфическое несогласие рассматривают обычно как синоним параллельного несогласия, а наиболее благоприятные условия возникновения ловушки у поверхности размыва связаны с угловым несогласием. • Образование любой ловушки требует участия пород при их определенном составе и соотношении. С этой точки зрения все ловушки можно именовать «литологическими» . • Специфика ловушек третьей группы в таком названии совершенно не отражена.

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Генетико-морфологическая классификация ловушек (В. Б. Оленин, 1977 г. ) Группа и подгруппа выделяется по форме ловушки, Вид – по генезису ловушки. Процессы создающие основные типы ловушек: 1. Осадконакопление – коллектор, покрышка; 2. Деформация пластов; 3. Чередовани эрозии и осадконакопления; 4. Изменение геохимических условий в пластах коллекторах – вторичные коллекторы По форме ловушки можно разделить на 4 группы: 1 – изгибы; 2 - выступы; 3 – ловушки экранирования; 4 – линзы и линзовидные ловушки

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК В основу положена классификация И. О. Брода Классификация ловушек с нефтью и/или газом составлена на основании генезиса и строения представляющих ловушки участков земной коры. Строение для ловушек с нефтью и/или газом более важен, поскольку основное их исследование проводится на стадии разведки, когда одной из основных задач является выяснение формы залежи, обусловленной формой содержащей ее ловушки. Генезис структурного элемента, которым представлена ловушка, является по значению вторым ее признаком. Этот признак позволяет предполагать разновидности ловушек, наиболее вероятные для данной геологической обстановки, а в ряде случаев априорно судить о характере изменчивости коллекторских свойств в ловушках.

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Генетико-морфологическая классификация ловушек (В. Б. Оленин, 1977 г. )

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • продолжение

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • продолжение

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • Г. А. Габриэлянц Все наиболее распространенные в природе ловушки нефти и газа можно разделить на три типа: • 1) связанные со структурными дислокациями; • 2) литологически ограниченные; • 3) стратиграфически экранированные. • В практике разведочных работ на нефть и газ ловушки двух последних типов относят к категории неантиклинальных, а ловушки первого типа называют антиклинальными.

Антиклинальные ловушки Типы антиклинальных структур могут быть различными — от пологих куполов до длинных антиклиналей с симметричными или асимметричными крыльями. Размеры структурных ловушек также различны. Площадь отдельных структур достигает 5000 км 3, высота складок может колебаться от единиц до 1000 м и более. Некоторые складки могут меняться по форме или смещаться с глубиной, в связи с чем наблюдается несовпадение структурных планов на различных глубинах Объемная модель антиклинальной ловушки: 1 - изогиисы кроили, м; 2 -песчаники; 3 - — глины Схема асимметричной складки, свод которой смещается с глубиной. 1 — известняки; 2 - — соли; 3— глины; 4 - ось складки

Антиклинальные ловушки • Тектонически экранированная ловушка Тектонические нарушения —- сбросы, взбросы, надвиги — часто осложняют складки, изменяют их структуру и влияют на условия скопления нефти и газа. Ловушка, экранированная в результате тектонического нарушения антиклинальной складки: 1 - песчаники; 2 - глины; 3 -разрывное нарушение; 4 - залежь нефти и гaзa На отдельных месторождениях в складчатых областях наблюдаются многочисленные тектонические нарушения, что приводит к образованию большого числа самостоятельных залежей в тектонически экранированных ловушках.

Неантиклинальные ловушки • Ловушки, образование которых обусловлено не структурообразующим фактором, а литологическим ограничением или стратиграфическим срезанием. • • Могут образоваться как при осадконакоплении, так и при последующих денудационных и эрозионных процессах. Коллекторы в результате фациальных замещений нередко могут переходить в латеральном направлении в непроницаемые породы и создавать ловушки нефти и газа. Необходимо не только замещение песчаных отложений глинистыми, но и наличие наклона пластов Ловушка, образованная в результате выклинивания песчаного пласта по восстанию в непроницаемых породах: а — блок-диаграмма; б структурная карта; 1 - песчаники, 2 — глины, 3 - изогипсы кровли, м; 4 - линия выклинивания песчаников Ловушка, формирование которой обусловлено литологическим выклиниванием пластов : 1 - песчаники: 2 – глины, 3 - линия выклинивания пластов-коллекторов, 4 - граница возможного распространения залежи; (а-6 -линия разреза)

Линзовидные ловушки Карта распространения залежей в песчанике (девон) на с-з Пенсильвании В процессе осадконакопления возможно образование песчаных тел линзовидной формы, заключенных в слабопроницаемых породах. 1 — граница распространения залежей. 2 — изогипсы, м

Рифовые ловушки • Для них характерны горизонтальное или наклонное положение нижней поверхности и выпуклая форма кровли. • Рифовые ловушки наиболее значимы с точки зрения нефтегазонакопления среди неантиклинальных ловушек. Рифовые ловушки обладают весьма своеобразным и сложным строением ПР, для которого характерна большая пестрота в распределении пористых и проницаемых участков даже в пределах одного рифа. Карачаганакскос газоконденсатное месторождение. Разрез массивной залежи в теле рифа. Состав отложений резервуара: 1 — слоистые известняки; 2 — ядра рифовых массивов; 3 — обломочный шлейф; 4 — осадки внутририфовой лагуны; 5 — ангидриты

Баровые ловушки • Характерны горизонтальное или наклонное положение нижней поверхности и выпуклая форма кровли. Ловушка барового типа, холмовидная. Волго-Уральский НГБ, месторождение Яблоневый Овраг, бобриковскии горизонт (C 1 v), пласт Б 2

Русла палеорек • • • Неантиклннальныс ловушки нефти и газа могут образоваться в руслах палеорек. В ловушках подобного типа литологические барьеры создаются под воздействием эрозионно-аккумулятивных процессов, когда в результате эрозии образуются врезы, в которых впоследствии накапливаются аллювиальные песчано-алевритовые породы. Обычно это линейно вытянутые песчаные тела в руслах палеорек и подводных палеотечений. Ловушка речного типа, шнурковая. Волго-Уральский НГБ, Арланское месторождение, алексинскии горизонт (C 1 v) Литологические ловушки другого типа могут быть обусловлены: неравномерными уплотнением и цементацией, доломитизацией, заполнением пор кальцитом и солью, а также образованием трещин в непроницаемых породах.

Стратиграфические ловушки • Значительная группа неантиклинальных ловушек может быть связана со срезанием ПР и их перекрытием более молодыми непроницаемыми породами. • Главной причиной образования таких ловушек являлись стратиграфические несогласия, поэтому ловушки выделяют под названием стратиграфических. Ловушка, образованная в результате стратиграфически несогласного перекрытия коллекторов непроницаемыми породами: 1 — песчаники; 2 — глины; 3 — поверхность стратиграфического несогласия; 4 - изогипсы кровли, м

Стратиграфические ловушки • • По условиям образования эти ловушки делят на две группы. Первая формируется под воздействием только денудационных процессов эрозионно-останцовые. Ловушка в эрозионном останце на Шакшинском месторождении: 2 - известняки, 2 - глины; 3 - нефть; 4 – поверхность несогласия • Геологический разрез нефтяной залежи Литтон-Спрингс в округе Колдуэлл, Техас Вторая - связана с несогласным перекрытием проницаемых пород непроницаемыми и их изгибом в положительную структурную форму под воздействием тектонических движений - структурно-стратиграфические. Схема залегания нефти в Гнединцевском месторождении: 1 - залежи нефти; 2 - водоносные части ПР; 3 - покрышка (пересажская свита); 4 - глины; 5 - поверхность несогласия

Классификация неантиклинальных ловушек нефти и/или газа В основу классификации положены процессы, приведшие к образованию ловушек 1) седиментационные

Классификация неантиклинальных ловушек нефти и/или газа (продолжение) 2) постседиментационные

КЛАССИФИКАЦИИ ЛОВУШЕК • В иностранной литературе пользуются классификацией А. Леворсена (1967 г. ), который предложил выделять ловушки трех основных типов: структурные (ловушки антиклиналей и других структур, связанных с тектоническими деформациями), стратиграфические (стратиграфические, литологические, гидродинамические ловушки) и комбинированные.

Структурные ловушки Biddle and Wielchowsky, 1994 (AAPG Bull. ) Ø Структурные ловушки возникают при первичной и вторичной деформации пластов с образованием такой геометрии (структуры), которая позволяет образование залежи УВ. Ø Складки, сдвиги, складки и разрывы над диапирами и их комбинации. Ø Верхний экран, экран подошвы пласта, сдвиговый экран.

Наиболее распространенные виды структурных ловушек Biddle and Wielchowsky, 1994 (AAPG Bull. ) Ловушка экранированная разломом (сдвиг) Верхняя часть соляного диапира Антиклинальная складка над ядром диапира Комбинированная складчато / сдвиговая система Ловушка экранированная ядром диапира

Стратиграфические ловушки Biddle and Wielchowsky, 1994 (AAPG Bull. ) Ø Стратиграфические ловушки – «. . . изменение в стратиграфии является основным изолирующим элементом пласта, в котором заключена нефть» (Levorsen, 1936). Ø Верхний экран - экран подошвы пласта, поперечный экран. Ø Первичные (литологические) ловушки: Изменение фаций, литологическое выклинивание, эоловые дюны, впадины подводного конуса выноса. Ø Ловушки обусловлены несогласиями. Ø Вторичные ловушки: обусловлены цементацией. Ø Точки утечки, точки перелива встречаются реже.

Наиболее распространенные виды стратиграфических ловушек Впадина подводного конуса выноса Латеральное изменения фаций Литологическое выклинивание Карбонатный риф Эоловая дюна

Другие стратиграфические ловушки Верхний экран ловушки обусловлен несогласием (врезанная долина, перекрытая глинами) Вторичная (диагенетическая) ловушка

Комбинация структурных и стратиграфических ловушек Суб-несогласие В данных ловушках имеется комбинация элементов структурных и стратиграфических ловушек Разлом

Материал для обсуждения на лекции: какие ловушки мы здесь видим?

Материал для обсуждения на лекции : какие ловушки мы здесь видим? NW SE P 20 3. 0 sec 4. 0 sec T. Olig 5. 0 sec E 90 T. Ceno 6. 0 sec 10 km