ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ МИГРАЦИИ

Направление миграции определяется тектоническим строением района, так как нефть при движении выбирает пути наименьшего сопротивления и мигрирует в этом направлении. Это предполагаемое направление миграции углеводородов устанавливается:

1. По соотношению коэффициентов заполнения ловушек.

Постепенное уменьшение степени заполнения ловушек по мере удаления от источника генерации вверх по восстанию пластов;

2. По изучению изотопного состава нефти и газа и элементов, входящих в них;

3. Размещение продуктивных и «пустых» структур;

4. В направлении миграции происходит постепенное облегчение нефтей (уменьшение ее плотности, обогащение легкими фракциями и снижение содержания асфальтовых смолистых веществ);

5. В направлении миграции уменьшается содержание ароматических УВ. Ароматические углеводороды меньше мигрируют по сравнению с группами - метановыми и нафтеновыми.

6. Состав УВ газов в направлении миграции меняется: обеднение процентного содержания гомологов метана (CH₄).

Миграция нефти и газа сопровождается неизбежными потерями, которые для нефти, мигрирующей сквозь поровый коллектор, составляет как минимум 20%. Потери нефти в любых условиях всегда в 1,5 – 2 раза больше, чем потери газа.

ВОЗМОЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СКОПЛЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА

В результате миграции углеводороды перемещаются по пласту-коллектору до тех пор, пока не встретят на своем пути ловушку, в которой и происходит аккумуляция нефти и газа.

Процесс аккумуляции – это этап процесса миграции, при котором интенсивность рассеивания углеводородов из объема горных пород меньше интенсивности их поступления в этот объем.

Нефтяные углеводороды всегда аккумулируют вместе с некоторым количеством растворенных в них углеводородных газов.

Газообразные углеводороды могут накапливаться обособленно или с растворенными в них жидкостями (конденсат).

По отношению к нефтематеринским толщам И.М. Губкин предлагает выделить первичные и вторичные залежи углеводородов.

ПЕРВИЧНЫЕ ЗАЛЕЖИ

Первичная миграция завершилась и углеводороды отжаты из пелитовых пород в породы – коллекторы. Дно седиментационного бассейна не всегда строго горизонтальное, а имеет определенный первичный уклон, который в некоторых случаях обусловливает миграцию углеводородов по региональному восстанию слоев. Некоторые исследователи допускают возможность внутрирезервуарной миграции углеводородов даже при наклоне 1 – 2 м на 1 км.

В зависимости от мощности пелитовых пород – генераторов и пород – коллекторов от интенсивностей генераций углеводородов термобарических условий и других факторов углеводороды могут находиться в свободном состоянии или растворенным в воде состоянии.

Важное замечание при формировании залежей нефти и газа может иметь струйная миграция углеводородов в свободном состоянии. Капли нефти и пузырьки газа объединяются и в силу своей плавучести стремятся занять наиболее гипсометрические приподнятые части природного резервуара.

Ловушкой на пути углеводородов могут стать:

- локальная антиклинальная структура;

- тектонически экранированная часть пласта;

- зоны литологического выклинивания коллекторов;

- участки стратиграфического несогласия.

ВТОРИЧНЫЕ ЗАЛЕЖИ

Если при формировании первичных залежей основную роль играет внутрирезервуарная миграция, то вторичные залежи образуются в результате межрезервуарной миграции углеводородов из нефтематеринских свит главным образом в нефтегазосодержащие другого стратиграфического комплекса. Переток углеводородов происходит по микро- и макротрещинам и по поверхностям стратиграфических несогласий.

В природе залежи формируются в результате сочетания различных видов миграции. Залежи могут формироваться ступенчато, при сочетании горизонтальной и вертикальной миграции (рис.29).

Рис. 29. Схема ступенчатой миграции углеводородов.

- В платформенных условиях (Волго-Уральская и Западно-Сибирская нефтегазоносные провинции), где разрывные нарушения практически отсутствуют, залежи образуются за счет латеральной миграции углеводородов.

- В геосинклиналях и передовых прогибах (Западно-Уральская зона складчатости), где широко развиты дизъюнктивные нарушения, дислоцированность слоев, залежи образуются преимущественно в результате вертикальной миграции.

Образованные первичные и вторичные залежи в природных геологических условиях часто имеют закономерное распределение. Российские ученые С.П. Максимов, А.Л.Козлов и канадский ученый У. Гассоу, исследуя эту закономерность, пришли к выводу, что при ступенчатом распределении структурных ловушек по восстанию пластов залежи нефти и газа располагаются согласно принципу дифференциального улавливания углеводородов, т.е. газовые залежи по мере повышения гипсометрических отметок ловушек сменяются газонефтяными, еще выше – нефтяными (рис. 30).

Залежи нефти и газа размещаются согласно принципу дифференциального улавливания только в том случае, если углеводороды мигрируют в свободном состоянии в виде струй нефти и газа.Струя газа, обладая большей миграционной способностью, опережает в своем движении струю нефти и занимает наиболее погруженную, первую на пути миграции ловушку. Эта ловушка, наполнившись газом, уже не сможет принимать нефть, и поэтому следующая по восстанию ловушка будет аккумулировать газ и нефть, и затем, когда газовая струя «иссякнет» – только нефть. Если углеводородов окажется недостаточно для заполнения ловушек, расположенных гипсометрически еще выше, то они могут оказаться пустыми (водоносными).

Рис. 30. Схема размещения залежей нефти и газа согласно принципу дифференциального улавливания углеводородов.

Совершенно иная картина наблюдаетсяпри миграции углеводородов в растворенном состоянии. При движении растворов по региональному восстанию слоев снижение давления и температуры будет способствовать выделению из них нефти и газа в свободное состояние. Так как жидкие углеводороды растворяются хуже, чем газообразные, первой из раствора должна выделиться нефть, которая и заполнит первую, гипсометрическую самую нижнюю ловушку. В дальнейшем, по мере миграции раствора вверх по восстанию слоев и снижении пластовых давлений и температур наряду с жидкими углеводородами будут выделяться и газообразные, и поэтому в следующих ловушках будут аккумулироваться нефть и газ, а еще выше – только газ. Такая дифференциация углеводородов соответствует принципу гравитационного разделения флюидов.

Авторы теории дифференциального улавливания рассматривают его как универсальный закон формирования залежи нефти и газа. Однако с критикой этой теории выступил И.О. Брод, А.А. Бакиров, И.В. Высоцкий, которые считают, что описанное явление является частным случаем общей закономерности и не объясняет всего многообразия условий формирования залежей нефти и газа в земной коре.

В действительности процесс аккумуляции УВ протекает в более сложных условиях, которые зависят от конкретной геологической обстановки и ее изменений во времени.