Миграция нефти и газа в растворенном в воде состоянии

Возможность миграции нефти и газа в растворенном в воде состоянии почти никем не рассматривалась, хотя этот вопрос в 1903 г. ставился на обсуждение Адамсом. Согласно данным П. Наттинга, растворимость нефти в воде составляет примерно 0,02%. Это примерно в 10 раз больше, чем растворимость кальцита, и в 10 раз меньше, чем растворимость ангидрита. П. Наттинг также утверждал, что если налить нефть поверх слоя воды в несколько миллиметров толщиной, покрывающую пласт чистого песка, то через несколько дней капельки нефти будут обнаружены под слоем воды на поверхности песка, причем нефть в этих капельках по цвету и составу будет такой же, как нефть, которая была налита сверху. В данном случае, по-видимому, капельки нефти достигли поверхности песка только лишь путем диффузии через раствор.

Геологам хорошо известны грандиозные явления, обусловленные растворением известняков, а так как последние менее растворимы в воде, чем нефть, то можно ожидать, что растворение газа и нефти в воде также должно приводить к. явлениям геологического масштаба. Некоторые неясные моменты в процессе миграции нефти можно объяснить заметным увеличением растворимости нефти в воде при повышении температуры или растворении в воде больших количеств газа. Опытами Тиля и Эммонса установлено, что растворение больших объемов газов значительно способствует миграции нефти; однако неясно, происходит ли миграция в результате растворения или под влиянием снижения поверхностного натяжения.

Растворимость всех природных газов в воде при атмосферном давлении составляет несколько процентов; растворимость природных газов, как и всех других газов, пропорциональна давлению и обратно пропорциональна температуре.

Существует несколько условий, при которых миграция нефти и газа в растворенном виде может быть эффективной. За миллионы лет огромные массы нефти могли бы мигрировать путем диффузии лишь на несколько метров или десятков метров. Это имеет особо важное значение при объяснении миграции нефти из материнских пород и через очень мелкие поры. Миграция в виде раствора из очень мелких пор в более крупные поры обусловливается тем, что жидкость в очень мелких каплях подвергается большему внутреннему давлению, чем в крупных каплях. Отсюда, если растворимость нефти и газа повышается под давлением, то они в мелких капельках будут стремиться перейти в растворенное состояние, а затем — выделяться из раствора и скапливаться в крупных порах. Если на поверхностях крупных пор имеются какие-либо гидрофобные вещества, то нефть и газ будут стремиться концентрироваться на них. Так как молекулы нефти и газа в растворе легче молекул воды, то они будут стремиться двигаться вверх, в верхние части коллектора. Этот процесс будет отличаться от диффузии и, вероятно, сможет привести к перемещению нефти и газа на большие расстояния. Возможно, что таким образом нефть и газ мигрируют из нижних частей коллектора в верхние: углеводороды растворяются в нижних частях и выделяются из раствора в верхних.

Для того, чтобы ясно представлять себе роль растворения в процессе нефте- и газонакопления, необходимо дальнейшее изучение этого вопроса. Большая потребность ощущается в экспериментальных данных о влиянии растворенных газов на растворимость нефти в воде и о характере миграции нефти в присутствии больших объемов растворенных газов. В настоящее время выяснилось, что перемещение [нефти и газа] в растворенном состоянии следует учитывать как возможный фактор миграции и аккумуляции нефти и газа, главным образом, при продвижении углеводородов через очень мелкие поры.