[Н1.3] Строение месторождений

Согласно биогенной теории, условия для превращения керогена в нефть присутствуют в интервале глубин от 2100 м до 5400 м. При этом известно, что первая скважина, пробуренная в Пенсильвании, дала нефть после достижения отметки 21 м. На бакинских промыслах нефть добывали, вычёрпывая вёдрами из глубоких колодцев. Как же она оказалась так близко к поверхности земли?

Дело в том, что добыча нефти ведётся вовсе не из тех пород, где она возникла. Процесс превращение керогена в нефть протекает очень медленно, а поскольку нефть обладает меньшей плотностью по сравнению с окружающими её породами, она постепенно вытесняется вверх. Из-за этого в местах образования нефть присутствует в незначительном количестве и она распределена по всему объёму породы. В промышленных объёмах нефть скапливается в геологических структурах, называемых ловушками.

Вопреки расхожему мнению, подземных нефтяных озёр под землёй не существует. Нефтяной пласт представляет собой горную породу, пропитанную нефтью, газом и водой. Из-за высокого давления порода спрессовывается до весьма плотного состояния и на ощупь обычно напоминает бетон. Такой пласт геологи называют коллектором, а вещества, находящиеся в коллекторе — флюидом. С точки зрения нефтедобытчика пласт-коллектор обладает двумя основными параметрами — пористостью и проницаемостью.

Пористость определяется долей пустот в горной породе, способных вмещать флюид. Чем больше пористость коллектора, тем в нём поместится нефти и газа. Хорошим показателем является пористость в пределах 15-25%. Проницаемость — свойство горной породы пропускать через себя флюид. Некоторые породы оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы), другие легко пропускают флюид (песчаники, доломиты). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров. Классический пример дисбаланса пористости и проницаемости — мел, который обладает исключительно высокой пористостью за счёт пронизывающих его капилляров, но эти капилляры имеют очень небольшие размеры и проницаемость у мела плохая.

Одного только коллектора для формирования ловушки недостаточно, поскольку он не только накапливает, но и легко отдаёт флюид. Миновав пористую и проницаемую породу, нефть и газ продолжат своё движение к поверхности земли. Чтобы этого не произошло, путь должна преграждать покрышка — слой пород, непроницаемых для нефти и газа. Покрышки часто бывают сложены из глины или каменной соли. Коллектор, сверху которого расположена покрышка, называется ловушкой. Несколько ловушек образуют месторождение.

oiltraps1

Существует 4 основных вида ловушек. Одна из самых распространённых — антиклинальная ловушка, представляющая собой выпуклый вверх изгиб пласта. Тектонически экранированные  ловушки формируются при вертикальном перемещением пластов, когда пласт непроницаемых пород располагается напротив пласта проницаемых пород. Соляной купол образуется при внедрении соляного штока в другие пласты. Стратиграфическая ловушка получается при замещении пористых пород непроницаемыми.

Как правило, нефть содержит растворённый в ней газ. Если газа достаточно много, он может присутствовать в свободном состоянии в верхней части ловушки. Такое скопление газа называется газовой шапкой. Снизу и по краям ловушки обычно находится вода.

Горные породы делятся на три большие группы: осадочные, магматические и метаморфические. Осадочные, в полном соответствии с названием, образовались из осадка, опустившегося когда-то на дно моря или океана. К таким породам относятся пески, песчаники, глины, известняки, доломиты. Вторая группа – магматические породы. И тут без сюрпризов — к этой группе относятся породы, образовавшиеся из магмы, например граниты, базальты, порфириты. Третья группа – породы, претерпевшие преобразование (метаморфизм). Они образовались из осадочных или магматических пород. К метаморфическим породам относятся сланцы, мрамор, кварциты.

Подавляющее число ловушек находятся в осадочных бассейнах. Формирование ловушки в магматической или метаморфической породе — редчайший случай. Возвращаясь к теме аномального строения месторождения «Белый тигр» (про это говорилось в статье о теориях происхождения нефти), нужно отметить, что нахождение нефти в гранитах или туфах не говорит о том, что она образовалась именно в этих породах и, следовательно, имеет абиогенное происхождение. С уверенностью можно утверждать лишь то, что данный коллектор представлен трещиноватыми или выветрелыми магматическими породами. То есть место залегания и тип коллектора не имеют прямой связи с происхождением нефти.