Закономерности размещения залежей углеводородов по глубинам
Глава 1
Теоретические основы
На земном шаре известно порядка 32000 местоскоплений нефти, газа и битумов, открытых на всех континентах Земли. Однако выявленные скопления углеводородов в пределах нефтегазоносных территорий распределены крайне неравномерно как по площади, так и по разрезу осадочных отложений, что является главнейшей геологической особенностью размещения нефти и газа в недрах. Например, значительные концентрации ресурсов нефти и газа связаны с Ближним и Средним Востоком (Саудовская Аравия, Ирак, Иран, Кувейт и др), Северной Африкой (Ливия, Алжир), Мексиканским Заливом, Северным морем и другими регионами. Кроме того, в мире известно громадное количество мелких и средних местоскоплений. Вместе с тем неизвестны одиночные местоскопления углеводородов. Все они размещаются группами, зонами, ассоциациями, образуя категории региональных скоплений нефти и газа.
Как показывают многочисленные исследования, размещение ресурсов нефти и газа, типы их локальных и региональных скоплений находятся в тесной связи с геологической историей развития определенных типов геоструктурных элементов земной коры и с особенностями строения и состава слагающих их осадочных отложений.
В настоящее время можно считать доказанным, что образование углеводородов в земной коре генетически связано с формированием осадочных толщ. Отсюда вытекают и важнейшие выводы о закономерностях размещения нефтяных и газовых скоплений в земной коре.
1. Из выявленных в земных недрах ресурсов нефти и газа более 99,9 процентов приурочено к осадочным образованиям. В разрезе каждой нефтегазоносной провинции содержится один или несколько литолого-стратиграфических комплексов, характеризующихся региональной нефтегазоносностью и разделенных газонефтепроницаемыми толщами отложений – покрышек.
2. В земной коре не встречается единичных скоплений нефти и газа, они группируются в зоны нефтегазонакопления, совокупность которых, в свою очередь, образует нефтегазоносные области, объединяемые в крупные нефтегазоносные провинции.
3. Изучение условий залегания нефти и газа показывает, что на локальных местоскоплениях нефти и газа могут встречаться одновременно несколько типов залежей.
4. В размещении скоплений нефти и газа наблюдается зональность: одни территории преимущественно нефтеносны, другие преимущественно газоносны, третьи содержат и газ и нефть. Зональность может быть и вертикальной.
Также закономерности размещения нефтяных и газовых скоплений можно подразделить:
1. по глубинам
2. по стратиграфическим комплексам
3. по крупным геотектоническим структурам
Закономерности размещения залежей углеводородов по глубинам.
Исследованиями в нашей стране и за рубежом установлены некоторые общие закономерности распределения УВ в вертикальном разрезе земной коры. Для всех бассейнов наблюдается закономерное изменение фазового состояния УВ с глубиной.
В самом общем виде эта вертикальная зональность выглядит следующим образом:
· На небольших глубинах формируются продукты низкой степени преобразованности РОВ, главным образом газовые скопления.
· Ниже по разрезу вследствие большей степени катагенеза РОВ появляются жидкие УВ, конденсаты в составе газовой фазы и нефтяные оторочки.
· Еще ниже эту зону сменяют преимущественно чисто нефтяные скопления.
· Далее на больших глубинах появляются газовые и газоконденсатные шапки и залежи, постепенно содержание высших УВ в залежах снижается, и в самых нижних горизонтах отмечаются чисто газовые скопления с преобладанием СН4.
В основе данной закономерности лежит процесс метанизации жидких УВ при повышении температуры.
Метанизация (methanization) - процесс превращения нефти в природе; выражается химически в постепенном обогащении нефти алифатическими углеводородами при одновременном возрастании количеств легких фракций; М. нефти сопровождается уменьшением ее плотности, уменьшением количества смолистых веществ и увеличением содержания парафина; конечным продуктом М. нефти считается метан.
Такая закономерность в размещении запасов нефти и газа по вертикали объясняется генерацией УВ различного фазового состояния на различных уровнях погружения нефтегазоматеринских толщ, т.е. в различных геохимических зонах, выделенных В. А. Соколовым. Кроме того, в возникновении вертикальной зональности распределения жидких и газообразных УВ определяющую роль играют также повышенная миграционная способность газообразных УВ по сравнению с нефтью и процессы преобразования нефти в метан на больших глубинах под влиянием высоких температур.
Наряду с вертикальной зональностью в размещении скоплений нефти и газа наблюдается региональная (горизонтальная) зональность.
Рис. 1.1. Схема размещения залежей нефти и газа согласно принципу дифференциального улавливания углеводородов.
Анализ размещения запасов жидких и газообразных УВ в России и за рубежом показывает, что верхние части разреза (до глубины от 1,2 до 1,5 км) содержат преимущественно скопления газа, на глубинах от 1,5 до 3,5 км запасы газа сокращаются и увеличиваются запасы, жидких УВ. Далее с ростом глубины (более от 4 до 5 км) вновь происходит увеличение запасов газообразных УВ и уменьшение запасов нефти. Как правило, в нижней газовой зоне (на глубине более от 4 до 5 км) наряду с газом встречается нефть, растворенная в газе (газоконденсатные залежи).