VII.3. Эффект дифференциального улавливания

С увеличением глубины залегания и возраста отложений уменьшаются плотность и вязкость нефти, количество циклов в молекулах углеводородов, увеличивается роль нормальных соединений по сравнению с изомерными, возрастает газонасыщенность нефтей, конденсатный фактор газов.

Влияние возраста. древние (палеозойские) нефтегазоносные провинции, в основном нефтеносные.

Формирование залежей здесь давно завершилось. После своего образования

залежи претерпели значительные превращения, сопровождавшиеся потерей газов за счет диффузии, сокращением высоты залежей и т.д. Месторождения асфальтов, образовавшиеся за счет гипергенных превращений нефтей, встречаются только на древних платформах. Нефти древних бассейнов мало насыщены газом.

В молодых (мезозойских и кайнозойских) бассейнах нефти мало измененные, в основном нафтеновые, насыщенные газом, ловушки часто заполнены до замка, процессы формирования залежей продолжаются и в настоящее время. К ним приурочена основная часть разведанных мировых запасов газа.

Таблица 14

Свойства нефтей Среднеобской области (Западная Сибирь)

 

Типы нефтей	Глубина залегания (км.)	Плотность, г/см3	Содержание серы, %
Нефти барремского яруса	1,5-1,8	0,87-0,89	0,75-1,0
Нефти валанжин-готеривского подкомплекса (нижний мел)	1,8-2,5	0,85-0,87	0,5-0,75
Нефти верхнеюрского комплекса	2,1-2,8	0,83-0,85	0,25-0,50
Нефти нижне-среднеюрского комплекса	2,3-3,0	<0,83	<0,25

 

 

На глубине 1000-1500 м. появляются критические давления и температуры, при достижении которых начинается обратная (ретроградная) растворимость нефтей в газах. Критические давления составляют 100-150 ат., критическая температура – 45-60°С. При дальнейшем росте давлений и температур в газообразную фазу переходят тяжелые углеводороды и газ становится жирным.

На многозалежных месторождениях до глубины 1 км. наблюдаются залежи сухого газа и тяжелой нефти. На глубине 1-2 км. развиты залежи нормальных метано-нафтеновых нефтей, газонасыщенные, иногда с газовыми шапками. На глубинах 2-5 км. устанавливаются залежи легких нефтей, жирных газов, а также газоконденсатные залежи, иногда с нефтяными оторочками. На глубинах 5-10 км встречаются залежи жирного газа, газоконденсатные и редко – легких нефтей.

Причиной изменения состава и свойств нефтей и газов в вертикальном разрезе является не только давление, температура и эффект фильтрации, но и смена литолого-фациальных типов нефтегазогенерирующих толщ. Морские песчано-глинистые, карбонатные и терригенные толщи богаты рассеянным органическим веществом сапропелового типа, континентальные песчано-глинистые толщи - рассеянным органическим веществом гумусового типа. Опытами в лабораторных условиях доказано, что сапропеловая органика генерирует, в основном, жидкие, гумусовая – газообразные углеводороды.

Если в разрезе месторождения наблюдается чередование нескольких изолированных друг от друга нефтегазоносных комплексов разного происхождения, то в каждом из них формируются залежи разных типов углеводородов. Например, в пределах Западно-Сибирской провинции неокомский комплекс континентально-морского происхождения преимущественно нефтеносен, апт-альб-сеноманский комплекс континентального происхождения – преимущественно газоносен.

Он установлен канадским геологом В. Гасооу и советским геологом С.П. Максимовым. Если кровля резервуара имеет региональный наклон в одну сторону, то в нем возникают условия для боковой (латеральной) миграции нефтяных и газовых углеводородов вверх по восстанию пластов. При этом нефтегазовые системы, находящиеся в растворенном в воде состоянии, попадая в зоны пониженных температур и давлений, распадаются (дифференцируются) с образованием самостоятельных газовых и нефтяных систем. Газ, выделившийся из воды в свободную фазу, обладает большей миграционной способностью, чем нефть, и первым заполняет ловушку. Если газообразных углеводородов достаточно много, то ловушка полностью заполняется газом, а дополнительные порции газа перетекают в вышележащую ловушку.

Если генерируются только жидкие углеводороды, то все ловушки будут заполнены нефтью, но плотность ее будет закономерно уменьшаться в сторону погружения резервуара. Если генерируются только газообразные углеводороды, то все ловушки будут заполнены газом, но жирность их будет падать также в сторону погружения резервуара. Однако следует отметить, что природа сложна и не всегда и не повсюду эта закономерность подтверждается фактами.

Рис.8 Схема дифференциального улавливания. По С.П.Максимову, 1964:

1 – газ; 2 – нефть; 3 – водонасыщенная часть пласта-коллектора; 4 – направление миграции нефти и газа по пласту; 5 – плотность нефти.