Термобаричні умови в покладах та родовищах нафти і газу

Тиск є важливим параметром, який характеризує енергію нафтогазоносних та водонос­них пластів. Пластовим називається тиск, що існує в поровому просторі порід і під дією яко­го перебувають нафта, газ та вода. Він може виникати під впливом різних факторів. Деякі з них можуть діяти постійно, а інші лише в окремі моменти геологічної історії. Пори порід, з'єднуючись між собою, створюють простір, в якому тиск при відсутності руху флюїдів роз­поділяється згідно з законами гідростатики. Пластовий тиск у верхній частині осадових порід за своєю природою є гідростатичним, тобто його значення залежить від висоти h сто­впа рідини (глибини залягання пласта) та її густини/?:

де g - прискорення вільного падіння. Пластові тиски, які підпорядковані законам гідростатики, називають нормально гідростатичними.

У нафтових і газових покладах, особливо при значній їх висоті, виникає надлишковий тиск, навіть якщо на контакті з водою і у водоносній частині пласта тиск є нормальним гідростатичним (рис. 1.11). Надлишковий тиск зумовлений різницею густини нафти чи газу і води у пластових умовах.

Узагальнений розподіл тиску в нафтогазовому покладі показано на рис. 1.12. Як видно з графіка, наростання тиску Р з глибиною h відбувається по-різному. В газовій частині покла­ду градієнт зростання тиску незначний, в нафтовій - більший, у водоносній — найбільший і залежить від густини флюїдів у пласті.

Рис. 1.11. Графіки зміни геостатичного (1) Рис. 1.12. Графік розподілу тиску Р по

і пластового (2) тиску Р по глибині Л в по- глибині h унафтогазовому покладі кладах нафти і газу великої висоти.

У природі досить часто зустрічається тиск, що значно відрізняється від гідростатичного. Відношення фактичного пластового тиску до умовного гідростатичного називають ко­ефіцієнтом аномальності тиску. Верхньою межею аномально високого пластового тиску (АВПТ) служить геостатичний тиск, який приблизно в 2,3 раза перевищує умовно гідростатичний. При аномально низькому пластовому тиску (АНПТ) коефіцієнт аномаль­ності менший від одиниці.

У природних резервуарах відкритого типу пластовий тиск завжди близький до гідростатичного. Тільки в ізольованих резервуарах може виникати аномальний пластовий тиск.

Причинами аномальних тисків можуть бути геостатичний і геодинамічний тиск, пере­токи між пластами, спливання нафти й газу, зміна температури, випадін-ня вторинних це­ментів, розчинення та вилуговування породи, хімічні та біохімічні перетворення нафти, газів і органіки, осмотичні явища, вертикальні переміщення порід та ін.

Пластовий тиск є сумарним ефектом від дії всіх можливих факторів і може змінюватися в часі. Повсюдно у родовищах нафти і газу спостерігається зростання пластового тиску з ро­стом глибин. Частота зустрічі аномально високих (надгідрос-татичних) тисків з глибиною зростає. На великих глибинах вони, очевидно, є зви-чайним явищем.

Температура в земних надрах з глибиною зростає, що зумовлено тепловим потоком, який іде від більш прогрітих глибинних зон до поверхні. Зміну темпера-тури з глибиною ви­ражають через геотермічний градієнт - приріст температури в градусах на одиницю глиби­ни. Обернена величина називається геотермічним сту-пенем.

Геотермічний градієнт змінюється в досить широких межах. Понижеш зна-чення його спостерігаються на ділянках платформ із спокійною тектонікою, де за-лежно від складу порід коливається в межах 1 — 3°С на 100м. Підвищений геотер-мічний градієнт (3—4°С на 100м) трапляється в деяких геосинклінальних облас-тях. Максимальні його значення пов'язані з молодими складчастими областями, де наявні тектонічна активність та вул­канічна діяльність.

На розподіл температур в земній корі, крім її глибинної будови, впливає та-кож тепло­провідність порід, яка коливається в межах 0,82—5,73 Вт/(м◦°С). Поро-ди, насичені водою, мають значно вищу теплопровідність, ніж породи, насичені газом або нафтою. При негори-зонтальному заляганні порід наявне заломлення теплового потоку, тому над ан­тиклінальними підняттями спостерігається підвище-не, а над синкліналями понижене зна­чення геотермічного градієнту. В межах родо-вищ він вищий, ніж за їх межами. Поклади нафти зустрічаються при температурах до 180, а газу — до 220°С,.