Возможные принципы классификации ловушек нефти и газа

При классификации нефтяных и газовых ловушек выбор правильной основы или принципа классификации является, безусловно, делом огромной важности. В прошлом за основу классификации брались поверхностная тектоника, структура недр и стратиграфические изменения в типах пород или изменения пористости продуктивных горизонтов. Общепризнано, что одни скопления нефти и газа обязаны структурно-тектоническому фактору, другие — стратиграфическим изменениям, а третьи — и, тому и другому вместе. Таким образом, совершенно ясно, что стратиграфия и тектоническая структура являются наиболее важными основами для классификации нефтяных и газовых залежей.

Любой процесс или условие, которое оказывало большое влияние на миграцию нефти и газа или на образование ловушек, или на сохранение в них нефти и газа может быть взято за основу классификации. Другие принципы классификации, хотя и не являющиеся столь существенными или полезными, как стратиграфические и структурно-тектонические критерии, также должны учитываться, так как они направляют внимание на те факторы, которые в противном случае могли бы быть упущены. В основу классификации нефтяных и газовых залежей можно положить, например, происхождение пор или пустот, в которых скапливаются углеводороды (об этом уже говорилось в предыдущей главе). Другая классификация, рассматриваемая ниже, основана на соотношении газа, нефти и воды в резервуаре.

Перед рассмотрением отдельных, частных сторон проблемы целесообразно отметить некоторые основные положения общепринятых классификаций. Прежде всего, бесспорным надо считать положение, что скопления нефти и газа могут встречаться в зонах, обладающих пористостью, в зонах, которые отделены непроницаемыми или почти непроницаемыми породами, препятствующими удалению из этих зон в каком-либо направлении слишком больших количеств нефти и газа. Очевидно, что изолирующие отложения не всегда являются абсолютно непроницаемыми для нефти и газа, так как их выходы встречаются иногда в изобилии над нефтяными и газовыми залежами. Ясно, что в подобных случаях имеет место медленная утечка углеводородов, по всей вероятности, по трещинам отдельности и нарушений. Если медленное истечение нефти происходит вертикально вверх через пласты, то возможно также медленное передвижение нефти параллельно пластам нефтеносной свиты вверх по их восстанию. Выходы нефти из обнаруженных продуктивных горизонтов указывают на значение данного типа миграции. Изолирующие слои в некоторых местах могут быть до некоторой степени проницаемыми, однако не настолько, чтобы нефтяная залежь оказалась истощенной.

Удачная классификация будет более четкой в том случае, если ею будет учитываться характер изолирующего слоя по всем направлениям. Три типа пород могут служить изоляторами нефти и газа: 1) пласты пород с низкой пористостью и проницаемостью — такие, как известняки, доломиты и ангидриты; 2) более или менее пористые породы, обладающие слабой, но довольно заметной проницаемостью для воды — такие, как глинистые сланцы и глины; 3) пористые проницаемые коллекторы, как например, песчаники. Первые два типа могут быть хорошими изолирующими слоями, если они располагаются над ловушкой или латерально (сбоку) на том же самом стратиграфическом уровне; третий тип изоляции может быть эффективен только в том случае, если коллектор распространен ниже по падению и, кроме того, заполнен водой. Глинистые сланцы и глины считаются обычно непроницаемыми; однако они при уплотнении теряют свою пористость, что указывает на фильтрацию через эти породы первоначально содержавшейся в них воды, т. е. на их проницаемость для воды. Если бы эти породы были в равной мере проницаемы и для нефти, то накопления нефти под ними, безусловно, не происходило бы. Причина непроницаемости глинистых пород для нефти и газа заключается в том, что в порах этих пород находится вода, которая в силу явлений поверхностного натяжения препятствует проникновению в них нефти и газа.

На ранних этапах развития нефтяной геологии нефтяные месторождения классифицировались, главным образом, на основе данных о геологическом строении поверхности, причем было обнаружено, что многие залежи встречаются в антиклиналях с невыраженным на поверхности замыканием верхних слоев [no closure at the surface]. Исследование подземной тектоники таких месторождений показало, что многие залежи приурочены все же к замкнутым в отношении продуктивной свиты антиклиналям или к выклинивающимся вверх по восстанию коллекторам.

О нефтяных залежах последнего типа принято говорить, что они замкнуты стратиграфически [стратиграфические ловушки].

Однако известны нефтяные и газовые залежи, в которых коллекторы не выклиниваются вверх по восстанию, а протягиваются в том же направлении выше. He всегда удается установить, изолируется ли продуктивный горизонт вверх по восстанию каким-либо непроницаемым барьером, например разрывом, или закупоривается асфальтом, или же коллектор сплошь проницаем и дальше вверх по восстанию. Высказывалось мнение, что структурные террасы могли останавливать внутрирезервуарную миграцию нефти и тем самым обеспечить образование ее скопления. Однако если такие случаи и имеют место, то очень редко.

Наиболее удачными классификациями ловушек для нефти и газа надо признать те, которые базируются на причинах, вызывающих латеральное (боковое) ограничение скопления нефти и газа, другими словами, основываются на том, что удерживает залежь в ее границах. Принято считать, хотя и без объяснений [tacitly], что ловушки изолируются и сверху и снизу. Классификация, описываемая в данной главе, основывается на характере структурно-тектонической формы пород-коллекторов (на деформации после их отложения), на различии в литологии отложений и в взаимоотношении свит. Происхождение пористости непосредственно классификацией не учитывается, за исключением того случая, когда образование коллекторов связано с возникновением трещиноватости.

Различие между структурными [структурно-тектоническими] и стратиграфическими ловушками не является достаточно четким.

Образование чисто стратиграфических ловушек обусловлено отклонениями от обычного согласного залегания пород, возникающими в процессе формирования отложений, в то время как возникновение структурных ловушек связано с нарушением горизонтального положения пластов, образованием трещин и сбросов вследствие тектонических причин уже после накопления осадков. Как правило, региональное падение, возникшее в результате придания пластам после их отложения наклонного положения, является довольно четким структурным признаком. Следовательно, любая ловушка, закрытая в одном направлении региональным падением, будет иметь частично структурное происхождение. В то же время залежи, находящиеся в ловушках, закрытых с одной стороны стратиграфически [т. е. несогласно лежащими слоями или в силу выклинивания коллекторов], а с другой — региональным падением, принято называть стратиграфическими.

Ловушки, возникшие вследствие перерыва в отложениях и регионального падения слоев, как например ловушки в месторождении Ист Тэксис, можно было бы рассматривать как чисто структурные, хотя обычно их относят к стратиграфическим ловушкам. В настоящее время термин «стратиграфическая ловушка» обозначает любую ловушку, которая не ограничена в каком-либо направлении падением слоев или разрывами.

Для практических целей важно выяснить, возможно ли выявление местоположения ловушек по чисто структурным признакам, например, методами поверхностной геосъемки, картирования подземного рельефа, или сейсмической съемки. Если можно, то тогда это будет структурная ловушка в обычном толковании этого термина, а если нет — то ловушка будет стратиграфической. Согласно такому пониманию, структурно-стратиграфические ловушки по общей классификации, данной ниже, следует рассматривать как стратиграфические ловушки. Неясно, как трактовать значение термина «стратиграфический» — включает ли последний изменение пористости или нет. Возможно, что термин «литологические ловушки» был бы лучше в этом отношении, так как по своему смыслу он объединяет как переходы от одного типа породы к другому, так и различие в пористости и проницаемости одной и той же породы. Однако термин «стратиграфическая ловушка» настолько прочно укрепился в геологической литературе, что попытки заменить его не будут, вероятно, иметь успеха.