Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66

ных пород в земной коре под влиянием повышенной температуры, давлений и химических воздействий. Типичные метаморфические горные породы - это мраморы, кварциты, кристаллические известняки и др.

Промышленные запасы нефти и газа сосредоточены главным образом в осадочных горных породах (песках, песчаниках, известняках и их конгломератах). В магматических (изверженных) и метаморфических горных породах нефть и газ встречаются крайне редко и, как правило, промышленного значения не имеют. Для осадочных горных пород характерно, что они обладают слоистостью, т.е. свойством располагаться параллельными или почти параллельными слоями. Причем каждый слой отличает свой состав, структура, твердость и окраска слагающих их пород. Каждый слой осадочных пород отделен друг от друга поверхностями раздела, которые называют поверхностями напластования. Поверхность напластования, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой, а ограничивающая сверху - кровлей. Понятно, что кровля нижележащего слоя одновременно является подошвой для вышележащего слоя. По-видимому, первичной формой залегания слоя-пласта был горизонтально лежащий слой-пласт. Однако за миллионы лет существования Земли в земной коре происходили и происходят различные сдвиги и смещения. Это приводит к тому, что первичные горизонтальные пласты осадочных пород деформируются и принимают положения, отличные от горизонтального (наклонные пласты, складки и т.д.). Происходящие движения в земной коре могут быть колебательными, складчатыми и разрывными. Колебательные движения связаны с вертикальными перемещениями отдельньХ участков земной коры относительно друг друга. В результате этого горизонтальность залегания пластов осадочных пород нарушается и образуются очень пологие прогибы, называемые синеклизами, и вздутия, называемые антеклизами, т.е. образуются локальные нарушения горизонтальности. Складчатые движения приводят к образованию так называемых складок, когда пласты изгибаются волнообразно. При этом различают два вида образующихся складок: синклинали и антиклинали. Синклиналь - это складка, ядро которой сложено более молодыми пластами, а по краям расположены более древние пласты. Синклиналь обычно обращена изгибом (вершиной) вниз. Антиклиналь - складка, ядро которой сложено более древними породами, а по краям расположены более молодые породы. Антиклиналь обращена изгибом (вершиной) кверху. Две соседние складки - синклиналь и антиклиналь - образуют полную складку. В земной коре редко встречаются одиночные полные складки. Обычно в земной коре полные складки последовательно располагаются друг за другом. Разрывные движения - комбинация колебательных и складчатых движений, приводящих к образованию складок разрывных форм. В процессе образования разрывных складок породы

пластов очень часто не выдерживают действующих сил и разрываются, образуя трещины. Кроме трещин возникают также такие разрывные нарушения, как сбросы, взбросы, сдвиги и надвиги. Сброс образуется, когда одна часть складки опускается, а вторая остается на месте. При взбросе, наоборот, одна часть складки поднимается, когда вторая часть складки остается неподвижной. Разрывные движения в земной коре бывают не только вертикальными, но и горизонтальными, способствуя образованию при этом сдвигов. Когда такие смещения горных пород в пластах происходят под небольшим углом наклона к горизонту, то в земной коре образуются надвиги.

В земной коре образуется ряд геологических структур, главные из которых - платформы и геосинклинали. Платформой называют основную тектоническую единицу земной коры, не способную к резкому изменению своей первоначальной структуры. Геосинклинали, наоборот, наиболее подвижные участки земной коры состоящие из осадочных горных пород большой мощности (толщины) -до нескольких тысяч метров. В развитии геосинклиналей различают две стадии:

геосинклиналь в виде морского бассейна с интенсивно прогибающимся дном, где скапливаются достаточно мощные пласты осадочных и изверженных (вулканических) пород;

превращение геосинклиналей за счет интенсивного поднятия земной коры в складчатую систему с последующим превращением в горы. Примером таких гор служат Уральские, Крымские и Карпатские. Следует отметить и примеры развивающихся в наше время геосинклиналей (например, часть Тихого океана с грядами Курильских островов).

Долгое время считали, что нефть в земной коре может скапливаться в пустотах большого объема или в крупных трещинах в земной коре. Однако еще в шестидесятых годах XIX в. великий русский ученый Д.И. Менделеев выдвинул идею о скапливании нефти и газа в осадочных горных породах с большим количеством мелких сообщающихся между собой пустот (наподобие губки или поролона). Последующее изучение продуктивных пластов (нефтяных или газовых) при бурении скважин полностью подтвердило эту идею. Пористость осадочных горных пород характеризуют различными параметрами (абсолютная пористость, коэффициент пористости). Абсолютная или теоретическая пористость характеризует суммарный объем пустот в горной породе (пор, каверн, трещин). Коэффициент пористости представляет собой отношение суммарного объема пустот в горной породе ко всему объему, занимаемому этой породой. Естественно, чем больше объем пор или коэффициент пористости для данной осадочной породы, тем больше жидкости или газа может разместиться в данном объеме породы. Суммарный объем пор в осадочной горной породе зависит от трех основных факторов: формы зерен, составляющих горную породу; характера взаимного расположения этих зерен; наличия цементирующих прос-

лоек между зернами. Конечно, форма частиц горной породы может быть самой различной. Однако гипотетически можно представить частицы горной породы в виде мелких шариков одинакового диаметра. В этом случае суммарный объем пор в горной породе будет зависеть только от взаимного расположения зерен-шариков. Кроме того, между частицами породы практически всегда присутствуют различные склеивающие прослойки, уменьшающие размер пор или полностью перекрывающие поры. Необходимо также учесть, что сам по себе показатель пористости (объем пор) не является еще критерием пригодности пластов осадочных пород для накапливания нефти или газа. Вторым показателем пригодности осадочных пород для накапливания нефти или газа является сообщаемость пор друг с другом. Чем больше сообщающихся пор и пустот в осадочной горной породе, тем легче перемещаются нефть или газ по пласту. Суммарный объем сообщающихся пор в горных осадочных породах называют эффективной пористостью. Открытые (сообщающиеся) поры в осадочных горных породах насыщаются жидкостью (нефтью, водой) и газом, а несообщающиеся (изолированные) поры в этом же объеме породы заполняются другими веществами. Для характеристики объема сообщающихся пор в осадочных горных породах введено понятие коэффициента насыщения, который представляет собой отношение общего объема пор и пустот, заполненных нефтью, водой или газом, к суммарному объему всех пус тот. Чем больше коэффициент насыщения, тем больше нефти или газа может разместиться в продуктивном пласте.

Для перемещения жидкости или газа по пласту необходимы двг фактора: наличие сообщающихся пор (каналов) достаточного диамет ра и перепада давления. Естественно, чем больше диаметр сообщающих ся каналов в горной породе, тем легче перемещается при данном пе репаде давления жидкость или газ по пласту. Способность осадочноР горной породы пропускать при данном перепаде давления газ или жид кость называют проницаемостью. При оценке пригодности горных пород для накапливания и перемещения нефти или газа необходимо учитывать оба показателя - как пористость, так и проницаемость, т.е наличия определенной пористости или только проницаемости недоста точно, чтобы данный пласт был продуктивным. Хорошо проницаемые породы - это пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известнякк и др. Эти же породы обладают и хорошей пористостью. Плохо прони цаемые породы - это плотные породы, такие, как глины, гипсы, слан цы и др. Высокопористые и хорошо проницаемые для жидкостей i« газа осадочные горные породы, способные быть вместилищем для неф ти или газа, называют коллекторами. Однако наличие таких коллек торов в земной коре еще недостаточно для сосредоточения нефти ил1 газа в пластах и формирования месторождения. Необходимо, чтобь сверху и снизу коллектор был перекрыт плотными непроницаемым1