Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







ФЛЮИДОДИНАМИЧЕСКИЙ И ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМЫ НЕФТЕ­ГАЗОНОСНЫХ ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ





Как уже было сказано, нефть и газ, объединяемые понятием углеводородного раствора, представляют собой результат процес­сов, происходящих в недрах в определенном температурном интервале.

Сама генерация УВ флюидов по сути является разновиднос­тью дефлюидизации органического вещества, находящегося в по­родах главным образом в рассеянном состоянии. Осадочный бас­сейн при погружении испытывает влияние восходящего теплово­го потока, активизирующего процессы нефтегазообразования во всем бассейне. Чем интенсивнее прогибание, тем в более высоко­температурные условия попадают породы и тем выше уровень ре­ализации нефтегазоматеринского потенциала до определенных критических глубин и температур, т.е. реализация этого потенци­ала зависит от условий прогрева.

Какова температура наиболее интенсивного (максимального) образования жидких и газообразных УВ, каковы предельные тем­пературы существования залежей нефти и газа? Эти вопросы до сих пор дискуссионны. На рис. 8.15 приведена схема предельных температур (и глубин) существования УВ залежей флюидов раз­ного состава в условиях прогрессирующей термической и катали­тической деструкции УВ. А.Я. Куклинский и Р.А. Пушкина на основе теоретических расчетов и эмпирических данных пришли к выводу, что предельные температуры составляют для нефти 140°С, легкой нефти 180°С, метаново-нафтенового конденсата 200°С, высокоароматизированного конденсата 300°С, газ может выдерживать температуры более 300°С. А.Н. Резников предель­ные температуры существования нефтяных залежей рассматрива­ет в зависимости от возраста отложений и давления. Так, для за­лежей в олигоценовых отложениях эти температуры составляют 250-260°С, а для нижнемеловых 170—180°С, в условиях проявле­ния АВПД интервал предельных температур повышается соответ­ственно до 280-290°С и 200-210°С. Глубинное положение уров­ня предельных температур определяется геотермическим режи­мом бассейна.

Геотермический (температурный) режим осадочного бассейна зависит от его геоструктурного положения и глубины положения источников тепла, в значительной степени определяющим вели­чины теплового потока (кондуктивного и конвективного) и усло­вий теплопереноса. Эти условия прежде всего определяются внутренним теплом Земли, источником которого является ман­тия. В зависимости от глубины источника, т.е. мантии, и прони-


цаемости земной коры и распределяются тепловые потоки. Они повышеы в рифтовых зонах (и соответственно рифтогенных бас­сейнах), поскольку рифты, как правило, закладываются над ман­тийными диапирами. Определенную роль играют радиогенные источники. По данным Я.Б. Смирнова, генерация радиогенно­го тепла составляет в среднем для литосферы 10"6 Вт/м3 (более интенсивная в гранитном слое). Источники тепла мо­гут находиться и в разрезе нефтегазоносного бассейна, преимущественно в нижней его части. Сама осадочная толща может быть источ­ником тепла за счет экзо­термических реакций, про­исходящих в процессе дес­трукции ОВ, старения кол­лоидов, некоторых мине­ральных преобразований.

Чем интенсивнее и длительнее погружение оса­дочного бассейна, тем бо­лее высокую температуру имеет восходящий тепло­вой поток. Величина его неодинакова в блоках с различным строением зем­ной коры и подстилающего субстрата. При толщине континентальной коры около 40-50 км расчетная средняя плот­ность потока составляет примерно 55,2 мВт/м2, доля радиогенно­го тепла по некоторым расчетам составляет половину или не­сколько больше (на древних стабилизированных платформах от 20 до 50, на молодых платформах от 32 до 55 мВт/м2, в не­которых зонах молодых подвижных поясов более 500 мВт/м2). В областях с океанической корой толщиной 12-14 км сред­няя плотность потока достигает 59,2 мВт/м2, в рифтовых зонах до 100 мВт/м2 и выше, доля радиогенного тепла не превы­шает 10%.

Геотермический режим в геологической истории Земли не оставался постоянным. Так, с начала рифея в пределах древних платформ геотермический градиент изменялся. Согласно расче­там, в рифейских прогибах он составлял 6°С/100 м, в раннем па­леозое 4-5, в позднем палеозое, включая триас, в юре и мелу -2-3, в кайнозое - 1-2°С/100 м.


Учитывая, что тепловой поток на Земле в пределах крупных структур длительное геологическое время остается стабильным, наблюдаемые аномалии теплового поля во многом связаны с из­менением теплопроводности пород. Теплопроводность X характе­ризует количество энергии (тепла), переносимого на определен­ное расстояние при определенном градиенте (изменении темпе­ратуры на этом расстоянии). В песчано-алевритовых породах λ = 1,5-2,3 Вт/м · К, в глинах — менее 1,6, в солях — более 3-3,5 Вт/м · К. В терригенных породах в целом теплопроводность выше в чехле древних платформ по сравнению с молодыми. Для сравнения можно привести значения средней теплопроводности этих пород в чехле Восточно-Европейской (палеозой) и Запад­но-Сибирской (мезозой) платформ — соответственно 2,4 и 1,0 Вт/м · К. Соленосные толщи отличаются высокой теплопро­водностью, что отражается в пониженных температурах залегаю­щих под ними пород, так как соли выводят тепло. Карбонатные породы в целом характеризуются повышенной теплопроводнос­тью. В дислоцированных и преобразованных породах значения теплопроводности повышаются вне зависимости от возраста. В породах подвижных поясов отмечается повышенная контраст­ность в распределении величин теплопроводности, одни породы имеют низкую теплопроводность (например, кремнистые, такие как диатомиты), а другие высокую (например, гидротермально переработанные известняки и песчаники). Теплопроводность из­меняется в процессе преобразования пород, в результате их пере­кристаллизации, удаления флюидов и т.д. При постоянном теп­ловом потоке это отражается на геотермическом градиенте. Он возрастает при снижении теплопроводности, и это сказывается на распределении температур. Уплотнение пород в катагенезе приводит к снижению градиента, обычно скачок происходит на уровне 2-3 км, а при высокой скорости накопления молодых осадков — глубже. С этим связано и изменение температурного режима на этих глубинах, чаще температура здесь возрастает.

В тектонически активных зонах распределение температур носит иной характер. Это касается активных вулканических поя­сов, рифтовых зон в океанах и на континентах. Если проследить положение 100-градусной изотермы в разных частях периокеани-ческих бассейнов Атлантического океана у западной континен­тальной окраины Африки (рис. 8.16), можно видеть, что она из­меняет свое положение очень резко: от 1 км глубины от дна оке­ана до 5 км и более. На западе аномалии высокого положения этой изотермы линейно ориентированы вдоль Срединно-Ат-лантического хребта. В сторону континента изотерма погружает­ся, в отдельных его участках на глубину 5 км и более. Зона тем­пературных аномалий ориентирована в северо-восточном направ-


лении. Вдоль этой зоны протягиваются мощнейшие осадочные бассейны, которые были ранее заложены на рифтовых прогибах, и, возможно, влияние теплового потока в них сохранилось до сих пор. В целом характер распределения участков «горячих» и «холодных» достаточно мозаичен. Еще более резкие вариации распределения температурных аномалий наблюдаются в пределах северо-запада Тихоокеанской активной окраины. Так. положение 100-градусной изотермы в разных частях изменяется от ме­нее 1 км в окраинных морях до 7,5 км и более в глубоководных желобах.

В целом геотермический режим бассейна определяет ход и интенсивность литогенетических процессов, включающих генера­цию УВ и дефлюидизацию. Процессы дефлюидизации происхо­дят стадийно в разных типах бассейнов в зависимости от текто­нического, геотермического режимов и скорости накопления осадков.



В той части осадочного разреза, которая соответствует сред­ним градациям катагенеза, флюиды представлены водно-углево­дородными компонентами, в нижней — водно-углекислыми, эва-поритовыми, рудными. Под действием возрастающей с глубиной температуры (особенно в зонах аномального теплового поля) флюиды разогреваются и внутрипластовое давление аномально увеличивается. Это приводит к тому, что периодически разогре­тые флюиды прорываются в более высокие части осадочного раз­реза. Мигрирующие вверх флюиды, в свою очередь, являются мощными тепломассоносителями. Они инициируют конвектив­ный механизм весьма значительного дополнительного прогре­ва вышележащих осадочных толщ, тем самым резко ускоряя их катагенетическое преобразование. Здесь имеет место взаимо­действие двух разнонаправленных вещественно-энергетических потоков. Один из них связан с погружением и катагенетичес-ким преобразованием пород и содержащегося в них органическо­го вещества — захороненных продуктов жизнедеятельности бак-териосферы, а с другой — с подъемом конвективного теплового потока, осуществляющего тепломассоперенос из нижних частей бассейна к его поверхности (рис. 8.17).

Углеводородные потоки поднимаются из очагов генерации углеводородов, где нефтегазоматеринские породы находятся в зо­нах с температурой от 100°С и больше. Если процесс погружения бассейна достаточно длителен и(или) прерывист, то в его разрезе появляется несколько уровней очагов генерации, проявлявшейся в разное время. Над ними могут располагаться несколько этажей размещения залежей углеводородов. Если внизу состав нефтей и газа будет соответствовать составу генерировавшего их ОВ сопря­женного с ними очага генерации, то в более высоко расположен­ных скоплениях нефти и газа их химический состав будет опреде­ляться смешением углеводородов, мигрировавших из различных очагов, расположенных ниже.

Таким образом, нефтегазообразование представляет собой универсальный саморазвивающийся процесс, закономерно со­провождающий развитие осадочных бассейнов. Последние явля­ются накопителями ОВ и производителями УВ. Развитие бассей­нов происходит таким образом, что основная масса углеводоро­дов генерируется при повышенных термобарических условиях, а накопление их часто происходит в осадочных слоях, расположен­ных в зонах с невысокими термобарическими характеристиками, т.е. перенос УВ совместно с другими флюидами осуществляется потоками, направленными в целом из более глубоких в более высоко расположенные горизонты.

Системы восходящих тепловых потоков в совокупности обра­зуют мощные флюидодинамические системы.


Флюидодинамический режим является ведущим фактором формирования скоплений нефти и газа. Режим трансформирует­ся в различных тектонических условиях. Для внутриплатформен-ных синеклизных и главным образом окраинно-платформенных рифтовых бассейнов характерны мощные восходящие потоки вы­соко нагретых флюидов. Здесь можно наметить нескольких уров­ней очагов генерации. В этих бассейнах часто присутствуют соле-носные толщи, являющиеся разделами флюидодинамических систем. Такие бассейны обычно отличаются наличием крупных


углеводородных скоплений, приуроченных к ловушкам самого различного генезиса, в том числе к соляным куполам. Нефтегазо-носность многоэтажна и охватывает большой стратиграфический диапазон.

В окраинно-платформенных (перикратонных) бассейнах флю­идные потоки и их системы складываются в соответствии с ха­рактером основных этапов развития. В Баренцевом море, напри­мер, в результате мощного прогибания и накопления более чем десятикилометровой толши осадков за сравнительно короткий отрезок времени в поздней перми и раннем триасе, по-видимому, произошло существенное изменение режима перемещения флюи­дов. В бассейне на больших глубинах усилились процессы газо­образования. Направленные вверх потоки газа могли послужить причиной растворения и перемещения нефти в краевые участки бассейна.

В перикратонно-орогенных бассейнах передовых прогибов флюидные потоки изменяют свое направление в процессе эволю­ции. В качестве основных различаются инфильтрционный и эли-зионный типы систем флюидных потоков. На определенных эта­пах тот или иной тип является преобладающим. На ранних эта­пах погружения края кратона поток может формироваться за счет инфильтрации. По мере погружения создаются условия форми­рования элизионной системы флюидных потоков, направленных вверх по бортам бассейна, и перемещающиеся в этих потоках углеводороды заполняют ловушки в рифовых массивах, эрозион­ных выступах и других структурах. На этапе рифтогенеза поток флюидов, несущих тепло, идет из грабенообразных рифтогенных прогибов. Для этого же этапа развития характерны внедрения в осадочную толщу магматических образований, флюиды которых вносят определенное своеобразие в процессы катагенеза отложе­ний. В период роста покровно-складчатого сооружения и заложе­ния передового прогиба направления потоков изменяются в свя­зи с переформированием структур на платформенном борту, воз­никновением валообразных поднятий, зон выклинивания и т.д. На орогенном борту вследствие надвигания идет рост интенсивно выраженных структур в зоне передовой складчатости. Это приво­дит к перераспределению флюидных потоков, возникают боль­шие перепады высот в области питания водоносных горизон­тов на склоне орогена и в смежном прогибе. В связи с этим ин-фильтрационные потоки имеют большое значение в краевых участках бассейна. В то же время происходящее интенсивное по­гружение и накопление осадков приводит также к выжиманию седиментационных вод, возникают условия для формирования элизионных потоков. На этом фоне происходит дифференциация распределения углеводородов на платформенном и складчатом


бортах, создаются условия переформирования их залежей. В слу­чае интенсивного проявления процессов сжатия, как это проис­ходило, например, при надвигании структур Каракульско-Смуш-ковской зоны к северу и перекрытии ими борта Прикаспийской впадины, интенсивный геодинамический режим создал возмож­ность образования потоков соответствующих флюидных систем.

Сложная картина перераспределения флюидных потоков на­блюдается в бассейнах подвижных поясов, особенно на активных континентальных окраинах. В тыльнодуговых прогибах на опре­деленных этапах действуют субвертикальные потоки. При про­цессах скучивания и образования тектонических покровов систе­ма потоков становится весьма сложной, происходят перетоки флюидов из одного структурного комплекса в другой и перефор­мирование залежей. В большинстве островодужных бассейнов от­четливо фиксируются восходящие флюидные газово-жидкостные потоки. Они хорошо фиксируются и на сейсмических профилях.

В условиях формирования новообразованной глубоководной котловины в межконтинентально-орогенных бассейнах в их нед­рах возникают мощные направленные вверх флюидные пото­ки, формирующие глиняные диапировые и грязевулканические структуры, вызывающие новообразование и перераспределение углеводородов в недрах. Это особенно хорошо видно на примере Южно-Каспийского бассейна, где развиты диапировые структуры глубокого заложения и связанные с ними грязевые вулканы. По­токи флюидов здесь также обусловили формирование многочис­ленных скоплений нефти и газа.

Таким образом, если нефтегазообразование представляет со­бой саморазвивающийся процесс, являющийся неразрывной час­тью эволюции осадочного нефтегазоносного бассейна, то флюид­ные системы непосредственно определяют формирование скоп­лений углеводородов, а также режим и условия их разработки.








Date: 2015-04-23; view: 588; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.011 sec.) - Пожаловаться на публикацию