Факторы разрушения залежей нефти и газа

Разрушение залежей представляет собой непрерывно действующий процесс частичного или полного рассеяния и распада УВ, составляющих залежь нефти или газа, или процесс перехода УВ в другие вещества: вязкие и твердые битумы. Разрушение залежей противостоит процессу формирования залежей. Началом процесса сокращения залежи является естественное истощение источника генерации УВ. Однако прекращение поступления УВ в залежь может произойти и вследствие появления преград на пути миграционного потока, связанного с перестройкой структурно плана.

Непосредственными причинами разрушения и переформирования залежей являются различные нарушения условий их залегания.

Выделяется ряд факторов разрушения залежей нефти и газа.

1. Тектонический фактор, который обусловлен следующими процессами:

1.1) изменением наклона пластов и раскрытием замка структурных ловушек;

1.2) рассечением залежи разрывными нарушениями;

1.3) осложнением структурной залежи внедрением масс каменной соли, глины, сопочной грязевулканической брекчии, магматических пород;

1.4) эрозией покрышки и вскрытием залежи;

1.5) уплотнением коллекторов;

1.6) увеличением проницаемости покрышки залежи при тектонических напряжениях;

2. Гидродинамический фактор связан с активностью пластовых вод, которые вымывают УВ из малоамплитудных структурных ловушек с пологими крыльями. Происходит это по А.А. Карцеву (1972) в случае, когда наклон водонефтяного (газоводяного) контакта меньше угла падения крыла сводовой ловушки.

Условием сохранения залежи от механического выноса УВ водой является неравенство:

Q < α,

 

где Q – угол наклона водонефтяного (газоводяного) контакта;

α – угол падения пласта на крыле ловушки.

 

 

3. Гидравлический фактор. Его действие связано с прорывом капиллярного давления избыточным давлением в залежи.

4. Физико-химический фактор. Метан и его гомологи обладают большой растворимостью в воде по сравнению с жидкими УВ. При нахождении газовых залежей в инфильтрационных водонапорных системах пластовые воды, омывающие залежи растворяют и выносят газы. Количество выносимых газов зависит от состава вод и термобарических условий. Действию этого фактора подвержены, главным образом, газовые залежи, которые погружаются.

Газы растворяются в пластовых водах, вплоть до исчезновения залежи и при тектоническом погружении, когда повышение пластового давления не компенсируется ростом газонасыщенности вод. Особо благоприятны для растворения залежей условия при температуре, превышающей 100-120 °С, когда растворимость метана в воде резко возрастает (А.А. Карцев и др., 2001).

5. Химический и биохимический факторы. Действие этих факторов тесно переплетается. Химическое разложение УВ нефтяных и газовых залежей происходит за счет кислорода, сульфатов, нитратов и различных окислов, растворенных в пластовых водах. В результате образуются: углекислый газ, вода, сероводород, аммоний и другие растворимые вещества, а также вязкие и твердые битумы.

Главными процессами распада УВ является их анаэробное окисление за счет сульфатов при участии сульфатредуцирующих бактерий и аэробное окисление кислородом воздуха и пластовых вод. Для окисления 1 г метана требуется 6 г сульфат-иона. Сероводород, получающийся при окислении УВ, образует над разрушенными залежами нефти и газа скопления свободной серы. Так, например, при образовании известных в Туркмении залежей серы было разрушено несколько триллионов кубических метров газа.

6. Термально-метаморфический фактор. Его действие связано с изменением состава нефтей и газов в залежах, вплоть до их полного разрушения в условиях жесткого катагенеза и метаморфизма. При деструкции лёгких нефтей образуется метан, а при деструкции тяжёлых высокосмолистых нефтей, кроме метана, образуются кериты и антраксолиты. При дальнейшем погружении газовых залежей и соответственном повышении температуры метан разлагается на углерод и водород, а антраксолиты превращаются в графит, рассеянный в коллекторе.

7. Диффузионный фактор. Концентрация УВ, находящихся в залежах в тысячи раз превышает концентрацию УВ в окружающих водонасыщенных породах. В результате возникает молекулярное диффузионное перемещение УВ в сторону меньших концентраций и над залежами нефти и газа образуется ореол рассеяния

Залежи нефти и газа, их классификация и параметры