Роль пластовых вод в миграции и аккумуляции нефти и газа

При рассмотрении гидрогеологических условий миграции и акумуляции нефти и газа следует выделять активную и пассив­ную роль этих условий, точнее литосферных растворов, в данных процессах. Пассивная роль гидрогеологических условий заключа­тся в том, что литосферные водные растворы являются средой, в которой протекают процессы миграции и аккумуляции УВ и других веществ. Надо, однако, отметить, что рассматривать среду пассивной можно только условно, так как она может действовать и в качестве, например, химического реагента. Активная роль гидро­геологических условий в нефтегазонакоплении заключается в том, что литосферные воды (растворы) выступают как транспортирую­щий агент (иногда удерживающий), определяющий миграцию нефти и газа, а следовательно, и их аккумуляцию.

Литосферные водные растворы образуют среду нефтегазообразования и нефтегазонакопления. К таким растворам можно отнести и литогенные, возникающие при дегидрации глинистых минералов. Создание напора в водоносных коллекторах обусловливается преимущественно проявлением дегидрационных вод, выделяющихся из минералов под влиянием повышенной температуры (100-150^оС).

Сложнее обстоит дело с проблемой активной, транспортирующей функции водных растворов при миграции УВ, которая проявляется при миграции УВ в виде растворов, эмульсий и, наконец, в составе двух- или трехфазного потока, где главной фазой и (или) определяющим фактором потока являются водные массы вследствие преобладания над другими жидкими и газовыми фазами в бассейне.

Нет оснований считать водорастворенную форму миграции особенно для нефтяных УВ, единственной или даже основной формой переноса. Количество нефтяных УВ, выносимое в растворенном состоянии водами в коллекторы, весьма велико, но все недостаточное для того, чтобы на его счет отнести образование всех известных, еще не открытых и ранее исчезнувших залежей нефти.

Следует обратить внимание на специфическое значение возрожденных из дегидратирующихся глинистых минералов вод. вода, высвобождающаяся при перестройке структуры глинистых минералов, обладает аномально высокой растворяющей способностью, в том числе по отношению к неполярным органическим соединениям, и может «эвакуировать» из нефтепроизводящих пород значительное количество нефтяных УВ. Вода указанного генезиса появляется в существенных объемах при погружении осадочных толщ уже на глубину 2 — 3 км. Количество ее, как показывают подсчеты, таково, что на целый порядок может превосходить имеющиеся объемы пористого пространства коллекторов.

Таким образом, с учетом ряда рассмотренных выше фактов и представлений можно считать, что первичная миграция нефтяных УВ (и тем более простейших — метана, этана) вместе с водными
растворами имеет масштабы, достаточные для формирования в некоторых случаях промышленных скоплений.

Несколько сложнее вопрос о роли вод в миграции нефти по коллекторам. Воды, переходящие в коллекторы из глин, по-видимому, должны терять свои аномальные растворяющие свойства, а содержащиеся в них в растворе УВ в значительной своей части должны выделяться, высаливаться. Поэтому в любом случае нужно констатировать следующее: водная миграция у В по коллекторам (вторичная миграция) играет относительно меньшую роль, чем водная эвакуация УВ из нефтепроизводящих пород (первичная миграция); в коллекторах относительно боль­шее значение должно иметь перемещение УВ в свободной фазе в составе много (двух) фазных потоков, а также путем всплывания.

Однако это не означает, что водорастворенная форма миграции нефтяных УВ (не говоря о метане) по коллекторам не играет ника­кой роли.

При миграции по коллекторам роль водной формы переноса для нефти остается значительной. К числу этих факторов нужно отнести, во-первых, наличие и в породах-коллекторах «микропор», т.е. поровых каналов с малым диаметром (менее 1 мкм), в пределах кото­рых воды, имеющие свойства «микропоровых растворов», облада­ют аномально высокой растворяющей способностью; так, при об­щей пористости песчаников около 20 % радиусы норовых каналов обычно менее 1 мкм. Во-вторых, как уже говорилось, существует возможность переноса нефти водами в виде микроэмульсий, т.е. эмульсий с размерами капель-шариков того же порядка, что и не­ионные мицеллы, которые могут свободно перемещаться даже в «микропористой» среде.

Особое внимание следует уделить воздействию сейсмических колебаний непосредственно на всплывание УВ в водонасышен-ной среде коллекторов, завершающее вторичную их миграцию и обеспечивающее собственно аккумуляцию УВ в ловушках. Силы всплывания УВ должны преодолевать противодействие капилляр­ных сил, а сейсмические колебания могут весьма существенно способствовать этому. Есть две стороны такого эффекта. Во-пер­вых, геодинамическое давление расширяет поры. Проницаемость пород сама частично может рассматриваться как функция про­хождения сейсмических волн. Все это уменьшает влияние капил­лярных сил (и увеличивает вообще скорость и объем фильтрации флюидов). Во-вторых, то усиливая, то ослабляя действие архиме­довой силы (т.е. прибавляясь к ней то с положительным, то с отрицательным знаком), пульсирующее геодинамическое давле­ние способствует слиянию отдельных капель, пузырьков углево­дородной фазы: при уменьшении расстояния между каплями может происходить их слияние, тогда как при увеличении рас­стояния слившиеся капли уже не разделяются. Тем самым повы­шается общая нефтегазонасыщенность пород, увеличивается фа­зовая проницаемость для УВ, ослабляется противодействие со стороны капиллярных сил. В целом действие эффекта геодина­мического давления на всплывание углеводородных фаз в водонасыщенных коллекторах, а значит, и на аккумуляцию нефти и газа должно быть положительным.

Следовательно, влияние сейсмотектонических явлений может существенно увеличивать скорость и масштабы миграции и акку­муляции нефти и газа.