» » Разрушение залежей нефти и газа

Разрушение залежей нефти и газа

06.08.2016

Разрушение залежей нефти и газа - это заключительный этап в жизненном цикле углеводородов (онтогенезе), который схематически можно представить себе таким образом:
преобразование органического вещества → генерация и первичная миграция нефти и газа → вторичная миграция и аккумуляция углеводородов → разрушение скоплений нефти и газа.
Глядя на эту цепочку и соизмеряя ее с той информацией, которая содержалась в предыдущих разделах этой книги, видно, что каждый последующий ряд жизненного цикла углеводородов тесно связан с предыдущим. И это очень часто встречается в природе; процессы формирования и разрушения скоплений нефти и газа нередко протекают одновременно даже в пределах одного и того же месторождения в различных его частях (тектонических блоках).
Некоторые факторы, на первом этапе обусловливающие формирование залежей нефти и газа, со временем начинают играть отрицательную роль, приводя к их разрушению. Тектонические движения, способствующие миграции и аккумуляции углеводородов, при восходящих движениях могут привести к эрозии нефтегазосодержащих комплексов, а, следовательно, к частичному или полному разрушению залежей нефти и газа. Диффузионные процессы, как мы уже говорили, уже с момента начала формирования скоплений углеводородов действуют в направлении их рассеяния, в особенности газа.
Наиболее часто разрушению залежей нефти и газа способствуют раскрытие ловушек, эрозионные, геохимические (биохимические) и гидродинамические (гидрогеологические) процессы, дегазация нефтей, а также глубокий метаморфизм пород-коллекторов и содержащихся в них нефтей на больших глубинах. Изучение механизма формирования локальных структур методом палеотектонического анализа показало, что вследствие дифференцированных подвижек блоков фундамента на отдельных этапах развития некоторые локальные структуры раскрывались. Залежи нефти и газа в таких структурных ловушках древнего заложения, развивавшихся конседиментационно (одновременно с осадконакоплением), в результате изменения прежнего структурного плана подвергались частичному или полному разрушению или переформированию. При раскрытии ловушек нефть и (или) газ перемещаются по региональному восстанию слоев или по тектоническим нарушениям. В случае, если они на своем пути встретят новые ловушки, начнется процесс формирования нового скопления нефти и (или) газа. Если такие ловушки не попадутся, то нефти и (или) газ, в конце концов, попадут на дневную поверхность. Газ улетучится в атмосферу, а нефть в конечном итоге образует скопления продуктов природного изменения нефтей - природные битумы.
Масштабы разрушения нефтяных скоплений могут быть различными. От небольших битумопроявлений на поверхности земли, до значительных, как, например, на Апшеронском полуострове, в Западной Туркмении, на Сахалине, или острове Тринидад и до катастрофических, как, например, в Канаде (штат Альберта), где асфальтовый пояс, в песках Атабаски, как мы уже говорили, протягивается на сотни километров (рис. 11.29).
Разрушение залежей нефти и газа

По данным Д. Жардана запасы нефти в битумах, содержащихся в песках Атабаски составляет 800 млрд бар. (125 млрд м3). Этот битум является продуктом природного преобразования нефтей, мигрировавших на дневную поверхность, из-за разрушения крупных скоплений нефти.
Примеры значительных по запасам месторождений продуктов природного преобразования нефтей есть и в нашей стране, только меньшие по масштабам.
Так, например, в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции (Татарстан) запасы асфальтов в пермских отложениях составляют около 18-20 млрд т.
Процессы разрушения скоплений углеводородов происходят и в недрах в зоне водонефтяного или газоводяного контакта. Там благодаря биохимическим процессам происходит окисление и разрушение углеводородов, а также восстановление сульфатов, растворенных в подземных водах при участии сульфатредуцирующих бактерий, В.А. Соколов подсчитал, что для окисления 1 грамма метана требуется 6 граммов сульфат-иона, то ость для окисления 1 млрд M3 газа (в основном метана) требуется около 6 млн т сульфатов. Сероводород, получающийся при окислении углеводородов, образует скопления свободной серы. По данным В.А. Соколова, в подавляющем большинстве случаев месторождения серы располагаются в разрезах выше залежей нефти и газа. Залежи серы, сформировавшиеся в результате разрушения нефтяных и газовых скоплений, известны в Туркмении, как, например, месторождение Серные Бугры, в пределах Центрально-Каракумского свода, серное месторождение в Гаурдаке, Подсчитано, что для формирования месторождений серы в Туркмении должно было разрушиться несколько триллионов кубических метров газа. Есть месторождения серы, образовавшиеся в результате разрушения нефти и газа в Ферганской впадине в Восточном Узбекистане, на Западной Украине, в солянокупольной провинции Мексиканского залива и во многих других регионах, В ряде случаев причиной разрушения залежей нефти и газа является гидродинамическая активность подземных вод, вымывающих углеводороды, в особенности нефть из малоамплитудных и слабовыраженных ловушек. По данным А.А, Карцева, условием для сохранения залежей от механического разрушения водой является неравенство Q < α, где Q - угол наклона водонефтяного или газоводяного контакта; α - угол падения пласта на крыле ловушки (рис. 11.30).
Разрушение залежей нефти и газа

Из рис. 13.30 видно, что в случае, если угол наклона водонефтяного контакта меньше угла падения пласта на крыле ловушки, то соблюдаются условия для сохранения нефтяной залежи (о). Если угол наклона водонефтяного контакта равен углу падения пласта на крыле ловушки, то начинается процесс разрушения нефтяной залежи (б).
Большую роль в разрушении газовых, а возможно, в некоторых случаях и нефтяных залежей, является процесс растворения углеводородов в подземных водах. Известно, что метан и его гомологи обладают большей растворимостью в водах по сравнению с жидкими углеводородами. Инфильтрационные воды, омывающие залежи газа и нефти, в зависимости от состава вод и термобарических условий, растворяют и выносят различное количество углеводородов. Таким образом, если на элизионном этапе подземные воды способствуют аккумуляции нефти и газа в ловушки, то с наступлением инфильтрационного этапа они, наоборот, выносят углеводороды из залежей и, в конце концов, приводят к разрушению их скоплений. Так, например, в среднеазиатской части эпигерцинской платформы большинство залежей газа в меловых отложениях и в настоящее время находятся на стадии разрушения. В Предкавказье, наоборот, в отложениях палеогена (олигоцен) до сих пор происходит процесс формирования газовых залежей.
Следует отметить также разрушающее действие сверхвысоких температур на сохранность скоплений углеводородов в недрах. Если природные резервуары с заключенными в них скоплениями нефти и газа попадут в зону субдукции, то, естественно, такие месторождения будут разрушены.