Миграция и аккумуляция УВ

 

Миграция нефти и газа – перемещение этих веществ в земной коре в различном агрегатном состоянии.

Основные факторы миграции нефти и газа – сила тяжести, градиенты давления, температуры и концентрации УВ.

Различают миграцию первичную и вторичную, вертикальную, латеральную и ступеньчатую (комбинированную).

Первичная миграция (или внутриматеринская, начальная миграция, эмиграция) – совокупность процессов десорбции микронефти от материнского рассеянного органического вещества и передвижения по нефтегазоматеринской свите вплоть до ухода из нее. Десорбция УВ происходит под совместным влиянием трех основных непрерывно действующих факторов: растущей температуры, процесса растворения УВ в воде и сжатых газах и уменьшения сорбционной способности глин в процессе катагенеза.

Реже УВ остаются в нефтегазоматеринской свите и формируют самостоятельные залежи (баженовская свита Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, доманиковый горизонт Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции).

Вторичная миграция (или внутрирезервуарная, собирательная миграция) – собственно миграция по резервуару, завершающаяся образованием скоплений УВ.

Различают три формы миграции:

– в водорастворенном состоянии в истинных, коллоидных растворах или эмульсиях (пассивная миграция);

– в фазово-обособленном, свободном состоянии и путем диффузии (активная миграция);

– в состоянии газоконденсатных растворов (комбинированная миграция).

Экспериментально установлено (М.И. Гербер, А.Н. Гусева, Е.И. Парнов), что истинная растворимость УВ в воде изменяется следующим образом:

– увеличивается от нафтеновых и парафиновых и особенно резко к ароматическим (при одинаковом количестве атомов углерода в молекуле);

– снижается с увеличением размеров молекулы для всех групп УВ (и неуглеводородных компонентов);

– увеличивается с повышением температуры – с увеличением температуры на 40-60⁰С примерно в 3-6 раз, а при 220-250⁰С растворимость различных УВ по сравнению с их растворимостью в нормальных условиях возрастает в 100-150 раз и продолжает увеличиваться с ростом температуры до 300⁰С; с увеличением температуры снижается влияние размеров молекул на их растворимость;

– уменьшается с увеличением минерализации вод;

– увеличивается при наличии в воде коллоидных органических соединений (солей высокомолекулярных жирных кислот и спиртов, различных сложных эфиров и др.).

В целом растворимость различных УВ в интервале температур 70-180⁰С (зона нефтегазогенеза) изменяется от 100 до 1000 г/м³, а для ароматических УВ еще больше.

Коллоидная растворимость УВ в воде значительно больше (в несколько десятков и даже тысяч раз) истинной, причем она увеличивается с температурой.

Перевод УВ из сорбированного состояния в раствор в седиментационных водах глин обеспечивает простой механизм переноса УВ в коллекторские толщи в результате гравитационного уплотнения глин и выжимания из них воды.

Из расчетов Ю.В. Мухина (1965) следует, что большая часть воды – 75% – выжимается на стадии диагенеза, а 25% – на стадии катагенеза.

Cледует, однако, учесть, что водный механизм извлечения УВ прекращается на глубине около 3500 м, в то время как нижняя граница собственно зоны нефтегазогенеза опускается до глубины не менее 5000 м. Далее, при большей степени сжатия глин начинает сказываться микрофильтрационный эффект глин, которые превращаются в молекулярные сита.

Начиная с глубин 3500-4000 м, т. е. с середины нефтегазогенной термокаталитической зоны, начинает существенно сказываться газовая экстракция УВ. Установлено, что углеводородный (метан, пропан) и углекислый газы способны извлекать из глинистых пород жидкие УВ, смолы и асфальтены. Количество извлекаемых из пород битумов увеличивается с повышением давления, степени влажности пород (до 10%) и длительности воздействия газов на них. Наилучшей экстрагирующей способностью характеризуется пропан, далее идет углекислый газ и минимальной способностью обладает метан.

Аккумуляция нефти и газа – этап в общем процессе миграции УВ, когда интенсивность их рассеяния из какого-либо объема горной породы меньше интенсивности их поступления в этот объем.