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.