Роль циркуляции артезианских вод в образовании скоплений нефти и газа » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Роль циркуляции артезианских вод в образовании скоплений нефти и газа

22.07.2021

О различных мнениях геологов по этому вопросу. Вопрос о роли движения артезианских вод в аккумуляции нефти и газа является одним из тех немногих вопросов геологии нефти, относительно которых геологи придерживаются самых различных точек зрения.

Некоторые геологи думают, что подземные водные потоки выполняли очень важную функцию в процессах внутрирезервуарной миграции нефти и газа и их аккумуляции в залежи; другие же считают, что артезианские потоки в продуктивных коллекторах были очень слабыми и не могли оказать влияния на нефте-и газонакопление; там же, где эти потоки были достаточно сильными, как, например, в некоторых толщах, содержащих пресную воду, их воздействие выразилось в том, что они разрушали нефтяные или газовые залежи или же препятствовали их образованию.

Сущность вопроса. Большинство геологов, независимо от того, признают ли они важность циркуляции артезианских вод в процессе формирования залежей или нет, считают, что нефть и газ обнаруживаются обычно там, где единственным фактором, обусловившим накопление, было всплывание, т. е. что нефть и газ скапливаются обычно в самых высоких частях закрытых антиклиналей и в верхних частях выклинивающихся коллекторов, нефть в которых снизу подпирается водой. На первый взгляд представляется возможным допустить, что процесс нефтенакопления обусловлен всплыванием и что поэтому нет необходимости в какой-либо другой теории. Тем не менее, очень трудно объяснить сам механизм всплывания, в результате которого происходит аккумуляция нефти и газа. Наибольшая трудность состоит в том, что, как показывают экспериментальные данные, капельки нефти и пузырьки газа не проходят через песчаники с такой тонкозернистой структурой и проницаемостью, которыми обладают коллекторы нефти и газа. А так как совершенно очевидно, что скопления нефти и газа образовались из малых масс нефти и газа, поднимавшихся вверх по восстанию в самые высокие части коллектора, то этот факт подрывает гравитационную теорию. Te, кто считает, что движение артезианских вод играет важную роль в процессе нефтенакопления, допускают, что артезианские потоки могут продвигать малые частицы нефти и газа через коллекторы к антиклиналям, несмотря на то, что даже силы всплывания не способны выполнить это. Накопление нефти в сводах антиклиналей и в зонах выклинивания коллекторов вверх по восстанию объясняется сторонниками этой точки зрения тем, что как только артезианский поток воды сдвинет частицы нефти с места, так силы всплывания получают возможность продвинуть эти частицы дальше, вплоть до самых возвышенных участков коллекторов.

Часто нефть и газ встречаются в таких геологических условиях, в которых накопление трудно объяснить миграцией под воздействием всплывания. К аккумуляциям такого типа следует отнести нефтяные или газовые залежи, заполняющие песчаные линзы в глинах, а также залежи, встречающиеся в отдельных, изолированных пористых зонах в песчаниках, известняках и доломитах. Некоторые геологи пытались объяснить такие накопления как результат действия потоков артезианских вод, однако им не удавалось внести ясность в вопрос, каким именно образом артезианские потоки могут проникнуть в совершенно изолированные линзы.

Гидравлические градиенты и скорости водных потоков, которые можно ожидать в нефтяных и газовых коллекторах. В вопросе о влиянии движения воды на нефте- и газонакопление многое проясняется при возможно более точном определении гидравлических градиентов и скоростей потоков, которые следует ожидать в коллекторах. Безусловно, нельзя определить точно скорости потоков и гидравлические градиенты, существовавшие в геологическом прошлом, но установить вероятный порядок их и верхние пределы вполне возможно. Два типа потоков можно считать существенными для процесса нефте- и газонакопления: 1) артезианские потоки атмосферной воды, проникающей в коллектор в самых высших точках его развития и выходящей из него в самых низших точках, и 2) потоки, образующиеся за счет воды, выжимаемой из смежных или подстилающих пород в результате их уплотнения; эти воды движутся по коллектору в направлении к поверхности земли.

Общепринятая схема артезианского бассейна предполагает синклинально изогнутый проницаемый резервуар, выходящий на поверхность в двух зонах, превышение [отметка] одной из которых больше превышения другой. Если резервуар имеет хорошую проницаемость по всей площади синклинали, то вода, попадая в резервуар через более высоко расположенные обнажения и вытекая из него через более низко расположенные, образует артезианский поток. Средний гидравлический градиент определяется путем деления разницы в превышениях [амплитудах] выходов (обнажений) проводящих пластов на расстояние между выходами. Например, если расстояние между обнажениями [между областью питания и областью разгрузки вод] равно 200 милям (320 км), а разница в их превышениях составляет 2000 футов (600 м), то средний гидравлический градиент будет приблизительно равен 1/500. В тех местах, где коллектор имеет небольшую мощность, плотно сцементирован или является глинистым, гидравлический градиент будет намного больше среднего, но затона других участках коллектора он будет меньше.

После рассмотрения всех факторов, влияющих на градиент, можно сделать вывод, что в прошлые геологические эпохи в пластах, являющихся в данное время коллекторами нефти и газа, максимальные гидравлические градиенты не превышали 1/500. Такой градиент является верхним пределом; однако, это вовсе не означает, что флюиды в газо-нефтеносных коллекторах характеризуются такими же высокими градиентами. При гидравлическом градиенте, равном 1/500, вода в коллекторе будет продвигаться. примерно, на 30 см за 200 дней (вообще же — в зависимости от проницаемости).

Верхние пределы скоростей водных потоков, образующихся в результате уплотнения, также можно определить, если допустить условия, особенно благоприятные для быстрых потоков. Предполагается, что вода, выжимаемая в коллекторы при уплотнении смежных глинистых пород, стремится занять возвышенные части коллекторов, а оттуда — попасть на поверхность земли. Если коллектор не достигает поверхности, то вода, попадающая в него из смежных глин, может выйти на дневную поверхность только пройдя через покрывающие коллектор глинистые породы. Так как мощность последних является наименьшей над самым поднятым участком развития коллектора, то здесь через него на единицу площади пройдет вверх больше выжатой воды, чем через более опущенные части коллектора; согласно теории это создает поток воды к верхним частям коллектора, а также к вершинам антиклиналей.

По мере отложения осадков над коллектором и увеличения их общего веса усиливается уплотнение глинистых пород, прилегающих к коллектору. Хорошо известно, что уменьшение пористости глин с глубиной происходит сначала быстро, а затем замедляется. Вероятно, аккумуляция нефти и газа не начинается до тех пор, пока над коллектором не сформируется толща осадков мощностью более 2000 футов (300 м). При расчетах исходят из следующих условий: мощность пород-коллекторов — 50 футов (15 м); пористость их 20%; протяженность коллектора вниз по падению от пункта, для которого определяется скорость потока, — 50 миль (80 км).

Далее предполагается, что глинистая зона, мощностью в 500 футов (150 м), вследствие увеличивающейся в течение 10 млн. лет нагрузки в виде отлагающихся сверху отложений, уплотняется на 20%; что вся вода, выжатая в результате уплотнения, попадает в коллектор и что на протяжении 50 миль (80 км) (считая по падению слоев) не происходит утечки воды вверх через кровлю коллектора.

Таким образом вся вода, попадающая в коллектор на протяжении 50 миль (80 км) будет протекать через тот пункт, для которого определяется скорость потока. При указанных условиях образующийся поток будет иметь скорость, приблизительно равную 3 дюймам (75 мм) в год. Так как принятые условия в общем являются исключительно благоприятными для возникновения быстрых потоков, то следует ожидать, что нормальные скорости флюидов, выжимаемых в результате уплотнения, будут значительно меньше, чем 3 дюйма (75 мм) в год.

Другой способ установления максимальной скорости артезианских потоков основан на определении ширины зоны, занимаемой в коллекторе пресной водой вниз по падению от выхода его на поверхность. В проницаемых песчаниках на некотором расстоянии вниз по падению от их обнажений, как правило, располагается пояс пресной воды. Наличие такого пояса вовсе не свидетельствует о том, что пресная вода шла вниз по падению, замещая воду в песчаниках на всем пути к выходам проводящих пластов на противоположном крыле артезианского бассейна, или же на пути к зоне выклинивания песчаника — в том случае, когда этих выходов там не было. Пресная вода могла попадать в песчаник через более высокие обнажения и выходить из того же песчаника через другое, гипсометрически более низкое обнажение на той же стороне артезианского бассейна, создавая таким образом циркуляцию, обусловливающую вымывание соленой воды на некотором расстоянии вниз по падению коллектора. Ширина этого пояса ограничивает масштаб артезианской циркуляции, включая и замещение пресных вод, сохранившихся, вероятно, с того времени, когда выходы проводящих пластов на поверхность оказались примерно в том же положении, которое они занимают теперь. А.У. Мак-Кой и У.Р. Кейт предположив, что ширина пресноводного пояса равна 100 милям (160 км) (это, вероятно, превышает среднюю ширину), а протекшее время — 10 млн. лет, подсчитали, что максимальная скорость продвижения вод будет меньше 25 мм в год. Они утверждают, что вряд ли поток с такой малой скоростью смог бы преодолеть сопротивление маленьких капелек нефти и увлечь их за собой.

Гидравлическая теория Манна. Теория, согласно которой аккумуляция нефти и газа происходит под влиянием гидравлических потоков, впервые была разработана М. Манном и Е.У. Шоу, Е.Ф. Лайнзом и М. Манном. Первоначально гидравлическая теория М. Манна была предложена для объяснения геологических условий нефтеносной площади Сьюикли в Пенсильвании, где нефть залегает в линзовидных резервуарах в ряде песчаников. М. Манна особенно интересовали залежи в песке Хандрид-Фут, заключенном в мощном песчанике нижнемиссисипского возраста. Этот песчаник так плотно сцементирован, что при проходке его канатным бурением флюиды никак себя не проявляют, но в нем имеются изолированные линзы, или карманы грубозернистого, пористого, проницаемого песка, в котором содержатся нефть и соленая вода. На составленной М. Манном карте нефтяных залежей в песке Хандрид-Фут квадренгла Сьюикли, Пенсильвания (рис. 12-1), видно, что залежи явно тяготеют к осям антиклиналей, хотя на соседних участках имеются скопления нефти в том же песке, не проявляющие подобной тенденции.

М. Манн указал, что скопления нефти в квадренгле Сьюикли нельзя объяснить лишь одним явлением всплывания, в чем, несомненно, согласятся с ним все геологи-нефтяники. Он предположил, что по мере погружения осадки становятся суше и что вода с поверхности проникает в эти сухие породы, увлекает за собой нефть и газ, концентрируя их в пористых линзах возле антиклиналей.

М. Манн считал, что внедрение воды вызвано гидравлическим давлением, связанным с капиллярностью и что гидравлические потоки, проходя через глины, в которых возникли нефть и газ, вытесняли из них эти флюиды в коллекторы.

Еще раньше на pоль гидравлических потоков [движения подземных вод] в нефтенакоплении обратил внимание Д. Адамс, однако честь создания гидравлической теории аккумуляции нефти и газа принадлежит именно М. Манну. Заслуга М. Манна перед нефтяной геологией состоит в том, что он привлек всеобщее внимание к другим факторам, помимо сил всплывания, которые также, вероятно, оказывали влияние на аккумуляцию нефти и газа. Однако трудно поверить тому, что артезианские потоки, берущие начало на поверхности, могли пройти через глины и плотные песчаники, как это предполагал М. Манн. Хотя плотный песчаник Хандрид-Фут является по своим свойствам неблагоприятным для артезианских потоков, можно все же согласиться с Манном в том, что капиллярные силы сыграли важную роль в образовании скоплений нефти и газа в этой свите.

Гидравлическая гипотеза Рича. He так давно Д. Рич высказал мнение, что нефть может пере носиться на большие расстояния потоками [течением] воды, выжимаемой из зон сильно уплотненных пород, расположенных в глубоких геосинклиналях. Д. Рич также считает, что артезианские или гидравлические потоки могут перемещать нефть через глинистые сланцы в линзовидные песчаники. Большинство геологов не согласно с тем, что нефть так просто мигрировала на большие расстояния и что гидравлические потоки могут столь легко перемещать нефть через непроницаемые глины, за исключением, вероятно, тех случаев, когда нефть выжимается из материнских [глинистых] пород. Точка зрения Д. Рича отражает крайние взгляды на данную проблему. Другой крайностью является мнение, поддерживаемое многими геологами, что артезианские потоки не способствуют нефтенакоплению, а, наоборот, играют важную роль в разрушении залежей и предотвращении их образования на участках с активной циркуляцией артезианских вод.

Диастрофическая гипотеза Дейли. М. Дейли предположил, что гидравлические потоки, обусловливающие аккумуляцию нефти и газа, могут возникать при образовании складок и разрывов. Потоки, имеющие важное значение для аккумуляции нефти и газа, представляют собой передвижений воды по отношению к содержащим ее породам. При образовании разрывов и складок огромные блоки пород с содержащимися в них флюидами могут передвигаться на небольшие, а иногда и на значительные расстояния, но происходящее при этом перемещение флюидов не является настоящими гидравлическими потоками, способствующими нефте- и газонакоплению. Единственными потоками, возникающими в процессе сбросо- и складкообразования, которые могли бы повлиять на аккумуляцию нефти и газа, являются потоки, образуемые в результате уплотнения пористых пластов при их деформации. Большая степень уплотнения сильно деформированных [дислоцированных] осадков в сравнении с недеформированными пластами того же возраста указывает на то, что сильная деформация ускоряет уплотнение, хотя до сих пор не вполне ясно относительное влияние такой деформации [обусловливаемой геодинамическим давлением] и глубины погребения [когда усиливается геостатическое давление] на уплотнение пород. Вследствие того, что при более быстром уплотнении пород выжимаемая из них вода образует более сильные потоки, то под влиянием сильной деформации [дислокации] будут возникать более активные гидравлические потоки. Однако мы не располагаем данными о том, что такие потоки создают какой-то особый вид аккумуляции нефти, а большинство нефтяных месторождений США находится в настолько слабо деформированных пластах, что любые потоки, порождаемые деформацией, вряд ли будут оказывать воздействие на нефте- и газонакопление.

Зависимость наклона границ между флюидами от изменения напора артезианских вод. Одно из возможных объяснений существования описанных выше наклонных контактов нефть-вода и газ-вода основывается на существовании в коллекторах активных артезианских потоков. Во всех случаях наклона разделов между флюидами необходимо знать величину того гидравлического градиента, при котором образуется данный угол наклона, так как это, в свою очередь, позволит определить степень крутизны антиклинали, необходимую для сохранения залежи нефти при данном гидравлическом градиенте; если величина последнего известна, то в этом случае полевые данные можно использовать для выяснения, образованы ли наклонные контакты напором вод или какими-либо другими причинами. Если поверхность нефте-водя-ного контакта в коллекторе первоначально была горизонтальной, то артезианский поток, проходя через коллектор ниже этого контакта обусловит его наклон в сторону своего движения. Равновесие будет достигнуто после того, как угол наклона достигнет величины, при которой всплывание нефти будет уравновешиваться гидравлическим напором.
Роль циркуляции артезианских вод в образовании скоплений  нефти и газа

На рис. 12-5 изображена схема образования наклонного контакта под влиянием артезианского потока [напорных вод]. DE — первоначальный горизонтальный контакт углеводороды-вода, a FG — наклонный контакт с уклоном в направлении артезианского течения. Под влиянием сил всплывания углеводороды H стремятся вернуть контакт к прежнему горизонтальному уровню, но этому препятствует гидравлический градиент или увеличение гидростатического давления на том же уровне справа. Если представить себе две трубы ML и JK, идущие из резервуара к поверхности, то вода будет подниматься по трубе JK до точки Q, а по трубе ML — до точки Р. Точка Q выше точки P на расстоянии С, а С/В есть гидравлический градиент. Наклон контакта углеводороды-вода численно равен гидравлическому градиенту, деленному на разность между удельными весами воды и углеводородов; при этом оба наклона выражаются в процентах. Таким образом, если наклон контакта углеводороды-вода равен 50 футов на 1 милю (15 м на 1,6 км), а разница между удельными весами углеводородов и воды составляет 0,2, то гидравлический градиент будет равняться 10 футов на 1 милю (3 м на 1,6 км). Если равновесие установилось, то наклон контакта FG таков, что давления в правом углу оказываются сбалансированными. Внутри углеводородной массы Н течения отсутствуют. Гидростатическое давление убывает кверху в соответствии с. удельными весами обеих жидкостей. Наклон контакта FG должен быть таким, чтобы снижение гидростатического давления кверху в воде точно уравновешивалось возрастанием давления, связанного с горизонтальным гидравлическим градиентом. Это условие будет осуществляться в том случае, если наклон контакта равен гидравлическому градиенту, деленному на разность удельных весов жидкостей.

Значение присутствия пресных вод на глубине и обычная артезианская циркуляция. Известно, что соленая вода весьма обычна в проницаемых породах на глубине нескольких десятков метров в нефтеносных и газоносных районах. Такое широкое распространение соленой воды в нефтяных и газовых резервуарах указывает на то, что артезианская циркуляция, обусловливающая поступление пресных метеорных [атмосферных] вод, совершается с незначительной скоростью; в противном случае в течение геологического времени соленая вода была бы вытеснена из коллекторов пресной водой. Однако скопления пресной воды наблюдаются на глубинах, значительно превышающих несколько десятков метров. Существование таких скоплений, несомненно, связано с вымывающим действием атмосферных вод; содержание пресной или почти пресной воды в коллекторах можно объяснить также тем, что эта вода находилась в пластах еще до их погребения и сохранилась до настоящего времени, или же еще и тем, что соленая вода была вытеснена из коллекторов еще до их захоронения в результате легкого поднятия или эрозии данного участка. Прежде считали, что пресная вода, обнаруженная в дакотских песчаниках в восточной части Северной и Южной Дакоты на глубинах свыше 1000 футов (300 м), проникла туда через выходы песчаников на поверхность в Скалистых горах в результате артезианской циркуляции, существующей в данном бассейне. Однако несколько лет тому назад Рассел указал на возможность объяснения такой картины путем допущения, что линзовидные песчаники отлагались в пресной воде; наклон пластов к востоку и увеличение давления в песчаных линзах в связи с уплотнением пород обусловили фонтанирование скважин и довольно значительный гидравлический градиент. По данным А. Мак-Коя и У. Кейта общее содержание сухого остатка в различных частях бассейна Дакота в районе Скалистых гор, определяется следующими цифрами: на расстоянии 20 миль (32 км) от выходов пластов на поверхность (от обнажений) на глубинах от 100 до 400 футов (30—120 м) содержание остатка колеблется от 300 до 400 мг/л; в Солт Крик на расстоянии 35 миль (56 км) от обнажения оно составляет 5000 мг/л; в Пуэбло, на расстоянии 25 миль (40 км) от обнажений — 9400 мг/л; в Пьерро, Южная Дакота — 3400мг/л; в западном Канзасе и в западной части Небраски — 8000—18 000 мг/д; а в восточной части Северной Дакоты — 2500—10 500 мг/л; наиболее минерализованные воды при этом встречаются в северо-восточной части штата.

Опираясь на эти данные, А. Мак-Кой и У. Кейт утверждают, что в большей части бассейна Дакота никогда не существовало свободной циркуляции атмосферных вод. Вообще, основываясь, на существовании скоплений соленой воды в резервуарах, можно сделать вывод, что любые гидравлические потоки, прошедшие через коллектор, были чрезвычайно слабыми. Наличие же глубинных скоплений пресной воды приводит к мысли, что первоначальная соленая вода была вымыта путем циркуляции артезианских вод; следует, однако, принимать во внимание также и другие точки зрения.

Нефть и газ и соленость сопутствующих им вод. В палеозойских формациях США (за исключением района Скалистых гор) воды нефтяных месторождений характеризуются обычно такой же концентрацией солей как и морская вода, а иногда и во много раз большей. В этих палеозойских породах, содержащих вблизи дневной поверхности, а в некоторых пластах и на большей глубине, почти пресную воду, нефть, как правило, является более вязкой и более тяжелой, чем нормальная; это наводит на мысль о том, что нефть выветривается или химически изменяется опресненными водами. Отсюда вытекает вывод, что пресная вода и любая артезианская циркуляция, приводящая к опреснению, исключительно неблагоприятны для аккумуляции нефти и газа.

В районе Скалистых гор геологические условия совершенно иные. Воды, связанные с нефтяными залежами, характеризуются здесь обычно гораздо меньшей концентрацией солей, чем морская вода. Воды с концентрацией, равной концентрации морской воды, очень редки. Часто встречаются солоноватые воды, а иногда и пресные. Вполне возможно, что слабая соленость некоторых вод объясняется тем, что содержащие эти воды коллекторы отлагались в солоноватой или пресной воде, однако сильно опресненные воды в районе Скалистых гор гораздо чаще встречаются в коллекторах, в которых имеет место артезианская циркуляция. Крофорд считает, что если концентрация воды меньше, чем 1000 мг/л, то нефть маловероятна, если концентрация составляет от 1000 до 2000 мг/л, то нефть вероятна, если свыше 2000 мг/л, то нефть весьма вероятна. Средняя концентрация вод в Монтанской равнине составляет около 4000 мг/л.

Вообще, при рассмотрении связи нефти с соленой или солоноватой водой можно прийти к выводу, что сильные артезианские потоки, вымывающие первоначальную соленую воду, или совсем не встречаются в коллекторах или, если они и встречаются, то оказывают отрицательное воздействие на нефте- и газонаполнение. Отсутствие нефти в некоторых, казалось бы, обещающих антиклиналях в Скалистых горах объясняется артезианской циркуляцией, которая, по мнению некоторых геологов, вымыла возможно существовавшие первоначальные скопления нефти или же вообще воспрепятствовала образованию нефтяных залежей. Тём не менее, другие геологи отсутствие нефти в подобных структурах приписывают другим причинам. Ф.М. Ван Тайл, Б.Г. Паркер и У.У. Скитерс указывают, что в песчаниках этих бесплодных структур не было обнаружено никаких следов нефти, чего нельзя было бы ожидать в том случае, если бы эти структуры когда-либо содержали нефтяные залежи. Более того, по крайней мере, в некоторых случаях, если не во всех, коллекторные воды в пустых структурах являются опресненными [разбавленными — dilute] не более, чем в продуктивных антиклиналях. Очевидно, существуют какие-то другие причины непродуктивности этих структур, например, отсутствие материнских пород или же преждевременная миграция нефти и газа — до образования ловушек.

Экспериментальные данные о роли движения подземных вод. Об экспериментальных данных, связанных с вопросом влияния гидравлических потоков на нефте- и газонакопление, упоминалось выше. Многочисленные опыты Миллса и других показали, что нефтяные скопления в большинстве наиболее типичных ловушек можно воспроизвести [в другом масштабе] в лаборатории. Однако при всех опытах с движущейся водой применялись такие гидравлические градиенты и скорости потоков, которые значительно превышают встречающиеся в естественных условиях. Гидравлические потоки в нефте- и газоносных коллекторах являются чрезвычайно медленными; их максимальная скорость не превышает 1 дюйма (25 мм) в год. Ясно, что осуществить опыты по аккумуляции нефти такими медленными потоками очень трудно, а поэтому, вероятно, не предпринималось никаких попыток для того, чтобы определить влияние потоков с данной скоростью на продвижение капелек нефти через песчаники, имеющие такую же среднюю проницаемость, как и нефтепродуктивные коллекторы. Тем не менее, факт прилипания капелек [пленки] нефти к стенкам пор песчаников с такими скоростями гидравлических потоков в них и такими градиентами, которые неизмеримо выше существующих в природных условиях, явно указывает на то, что слабые потоки со скоростью менее, чем 25 мм в год, не смогли бы продвинуть капельки нефти и пузырьки газа через обычные песчаные коллекторы при той температуре и концентрации растворенных газов, какие были созданы в лаборатории.

Выводы по вопросу о влиянии гидравлических потоков на нефте- и газонакопление. Все известное относительно роли гидравлических потоков в процессе аккумуляции нефти и газа можно подытожить следующим образом. Многие геологи считают, что гидравлические потоки [движение подземных вод] имеют важное значение для миграции нефти и газа. Основная идея заключается в том, что потоки продвигают малые частицы нефти и газа, которые без этого крепко удерживались бы на месте силами поверхностного натяжения, превышающими силы всплывания. Ho приведенные однажды в движение [оторванные от породы] сильными потоками эти малые частицы нефти и газа продвигаются далее под влиянием сил всплывания в закрытые антиклинали и другие гравитационные ловушки. Распределение нефтяных, и газовых залежей в антиклиналях подтверждает важность фактора всплывания в процессе нефте- и газонакопления. Геологи, признающие важное значение гидравлической теории, опираются главным образом на данные опытов. Эксперименты показывают, что в лабораторных условиях капельки нефти и газа, находясь только под влиянием сил всплывания, не способны мигрировать через обычные песчаные коллекторы. Под влиянием быстрых и сильных течений при высоких гидравлических градиентах капельки нефти и пузырьки газа могут пройти через эти песчаники, а при выборе правильных условий опыта могут образовываться нефтяные и газовые скопления, в поперечном сечении весьма сходные с естественными залежами.

Многие геологи признают важное значение гидравлической теории, однако в ряде новых работ роль гидравлических потоков в формировании залежей оспаривается. В 1924 г. Е. Паркс отметил, что каждое положение этой теории свидетельствует против способности артезианских потоков благоприятствовать аккумуляции нефти и, наоборот, о их способности оказывать отрицательное воздействие на процесс нефтенакопле-ния. В 1924 г. У. Рассел также указывал, что теория накопления нефти под влиянием гидравлических потоков зиждется на очень слабой экспериментальной основе, так как опыты обычно ставятся при таких скоростях гидравлических потоков, которые в природе не существуют. В 1934 г. А. Мак-Кой и У.Р. Кейт отметили, что гидравлическая теория сталкивается со всеми теми трудностями, с которыми приходится иметь дело гравитационной теории, а также с рядом других.

Так как в основе гидравлической теории лежат экспериментальные данные, то, безусловно, критика этих данных должна иметь большое значение. По-видимому, большинство геологов, признающих важную роль гидравлических потоков в образовании скоплений нефти, основывают свои доводы главным образом на опытных данных, показывающих, что капельки нефти и пузырьки газа будут проходить через коллекторы под влиянием сил всплывания, а также на том, что в лабораторных условиях им удалось получить скопления нефти, сходные с естественными нефтяными залежами. Как будет показано в следующем разделе, в силу некоторых причин можно сделать предположение, что в природных условиях нефть и газ могут мигрировать в коллекторах интенсивнее, чем в лаборатории. А это значит, что капельки нефти и пузырьки газа смогут подниматься вверх по коллекторам в результате лишь одного всплывания; в таком случае необходимость в гидравлической теории [в гидравлических потоках] вообще отпадает. Несомненно, однако, что указанная возможность более свободного передвижения флюидов облегчает проталкивание нефти слабыми и медленными артезианскими потоками. Если бы те условия, которые создаются в лабораториях, имели место в природе, то, очевидно, сильные потоки, необходимые для передвижения частиц нефти и газа, размыли бы большие скопления нефти или, вернее, помешали бы их образованию, а также воспрепятствовали бы накоплению нефти и газа в тех гравитационных ловушках, в которых они заключены в настоящее время. На основании вышеизложенного можно сделать следующее заключение относительно гравитационной теории: ее экспериментальная основа является неубедительной, а полевые данные, в общем, не подтверждают ее.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: