Основы добычи жидких и газообразных полезных ископаемых

Общие сведения

Наиболее распространенными жидкими и газообразными полезными ископаемыми являются нефть и природный газ. Месторождения нефти сосредоточены в осадочной оболочке земли. Это важнейшее полезное ископаемое залегает на большой глубине. Оно выявлено на всех континентах (кроме Антарктиды) и на значительной площади прилегающих акваторий.

Нефтяное месторождение — это совокупность залежей нефти, приуроченных к одной или нескольким ловушкам, контролируемым единым структурным элементом и расположенным на одной локальной площади. По числу залежей нефтяные месторождения могут быть однозалежными и многозалежными, по фазовому содержанию углеводородов — нефтяные, газонефтяные, газоконденсатно-нефтяные. По запасам выделяют супергигантские (более 500 млн. т извлекаемой нефти), гигантские (от 100 до 500 млн. т), крупные (от 30 до 100 млн. т), средние (от 10 до 30 млн. т), мелкие (меньше 10 млн. т) и непромышленные нефтяные месторождения.

Практический интерес имеют залежи нефти, представляющие ее скопление с массой от нескольких тысяч тонн и больше, находящиеся в пористых и проницаемых породах — коллекторах. Различают три основных вида коллекторов: межгранулярные (песчаные и алевролитовые); кавернозные (карстово-кавернозные, рифогенные и другие известняки); трещинные (карбонатные, кремнистые и другие трещиноватые породы).

Залежь обычно располагается под слабопроницаемыми породами, слагающими покрышку. Каждая залежь нефти находится в ловушке. Различают три типа ловушек — замкнутые, полузамкнутые и незамкнутые. Ловушка нефти — это часть коллектора, условия залегания которого и взаимоотношения с экранирующими породами обеспечивают возможность накопления и длительного сохранения нефти и газа. Элементами ловушки являются коллектор нефти и газа, покрышка, экран. Выделяют ловушки сводовые, тупиковые или экранированные и линзообразные (рис. 8.1).

Сводовые ловушки образуются в сводовых частях антиклиналей, над соляными куполами, интрузивными массивами и т.д. Ловушки экранированного типа в зависимости от происхождения экрана бывают: тектонически экранированные, возникающие в результате сброса, взброса, надвига или внедрения массива каменной соли, глиняного диапира, интрузивного тела; стратиграфически экранированные — при несогласном перекрытии коллектора герметичным экраном; литологически экранированные — при выклинивании, уплотнении коллектора или запечатывании коллектора асфальтом; гидродинамически экранированные— возникающие на моноклиналях, в зонах угловых несогласий и разрывных нарушений при нисходящем движении воды и встречном всплывании нефти.

Рис. 8.1. Типы ловушек (залежей) нефти: а — массивная сводовая газонефтяная залежь (незамкнутая); б — тектонически экранированная залежь нефти; 1 — газ; 2 — нефть; 3 — вода

Линзообразные ловушки образуются в коллекторах линзообразного строения (погребенных песчаных барах, русловых и дельтовых песчаниках).

Свыше 70 % запасов нефти и газа находятся в ловушках сводового типа, заключенных в антиклиналях.

Природные горючие газы — это газообразные углеводороды, образующиеся в земной коре. Они состоят из метана, этана, пропана и бутана. В них также содержатся углекислый газ, азот, сероводород и инертные газы.

Промышленные месторождения природных газов встречаются в виде обособленных скоплений, не связанных с какими-либо другими полезными ископаемыми, в виде газонефтяных месторождений, в которых газообразные углеводороды полностью или частично растворены в нефти или находятся в свободном состоянии, в виде газоконденсатных месторождений, в которых газ обогащен жидкими, преимущественно низкокипящими углеводородами.

Залежи природных газов формируются, как и нефть, в природных ловушках на путях миграции газа. Газовые залежи по особенностям их строения разделяются на пластовые и массивные (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Типы газовых залежей:

а — сводовые ненарушенные пластовые; б — сводовые массивные

В пластовых залежах скопления газа приурочены к определенным пластам — коллекторам. Массивные залежи не подчиняются в своей локализации определенным пластам. Подземными природными резервуарами для большинства залежей служат песчаные, песчано-алевролитовые и алевролитовые породы, нередко переслоенные глинами.