Глава 6 Пластовые ловушки: общие сведения и структурные ловушки

Антиклинальная теория. Классификация ловушек. Структурные ловушки, связанные с образованием складок, сбросов, трещин.

Первым из главных элементов нефтегазового природного резервуара, как уже упоминалось, является порода-коллектор, вторым - наличие сообщающихся пор, способных в совокупности вмещать и удерживать скопления углеводородов. Третий элемент ‑ нефть, вода и газ, находящиеся в движении, либо способные перемещаться, - заполняет сообщающиеся поры. Четвертый элемент - это ловушка, т.е. место, попадая в которое нефть и газ прекращают дальнейшее перемещение.

Поскольку нефть и газ легче воды, а коллекторы обычно имеют региональный уклон, хотя часто и слабый, нефть и газ движутся в воде как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении, пока не встретят на своем пути непроницаемые или слабопроницаемые породы. Непроницаемый слой, перекрывающий коллектор, называется покрышкой (roof rock)¹. Покрышка, имеющая вогнутость выпуклой стороной вверх, препятствует миграции нефти и газа по вертикали и горизонтали и тем самым способствует образованию залежей. Такой внешний барьер является структурной ловушкой. Латеральное уменьшение проницаемости пласта в связи с фациальным замещением его или нарушения последовательности напластования и другие стратиграфические изменения в соотношении с породой-покрышкой образуют внутренний барьер, или стратиграфическую ловушку².

Структурная ловушка представляет собой результат преобразования формы коллектора; стратиграфическая же ловушка возникает благодаря изменениям свойств самой породы. При разнице гидравлических напоров, обусловливающей нисходящий поток воды, который препятствует направленной вверх миграции углеводородов, образуются гидродинамические барьеры (fluid barriers). Повышенные градиенты гидродинамического потенциала обычно возникают там, где сокращается сечение потока, что происходит, например, при уменьшении мощности проводящей толщи пород или ухудшении ее проницаемости.

[Обращает на себя внимание условность применяемой для ловушек терминологии и особенно неточность определений некоторых понятий.

Структура по-древнегречески означает строение. То или иное строение, т.е. структуру, имеют все ловушки, все горные породы. Американцы под «структурой» в геологии нефти и газа стали понимать тектоническую структуру. Вошло в обиход,

¹Используется также термин «кепрок» (cap rock), но он больше подходит для обозначения пород кровли соляных штоков.

² А. Леворсен и другие американские авторы обычно шире понимают термины, связанные со словом «стратиграфия»и производными от него («стратиграфический» и др.), чем мы. В понятие «стратиграфия» они включают также и элементы понятия о литологии. То же самое можно сказать и в отношении стратиграфических ловушек А. Леворсена они охватывают как собственно стратиграфические, так и лито логические ловушки (по распространенной у советских геологов-нефтяников классификации). Читатель должен учитывать это, поскольку терминология ловушек, данная в книге, оставлена при переводе почти везде без изменений.- Прим. ред.

сначала в США, а затем, к сожалению, и у нас, называть «структурой» отдельную складку или вообще изгиб слоев. Против этого в свое время безуспешно возражал акад. А.Н. Заварицкий.

Правильнее, конечно, говорить о структурно-тектонических или дислокационных ловушках. Такое название уже само по себе является основным элементом генетического определения данного типа ловушек.

Критерии, которые положены в данной главе в основу разграничения структурных и стратиграфических ловушек (о стратиграфических ловушках см. подстрочное примечание на стр. 219), также нельзя признать удачными (по крайней мере в той формулировке, которая приведена выше и которая принадлежит, по-видимому, редактору 2-го, посмертного издания книги А. Леворсена). Форма коллектора (резервуара), а следовательно, и его непрерывность изменяются в ловушках обоих типов: в одних благодаря изгибу слоев, в других - их размыву или выклиниванию, первичному (фациальному) или вторичному (например, в результате сброса).

Логически более строгой является классификация ловушек именно как ловушек, т.е. по тому фактору, который обусловливает их способность остановить движение флюидов и обеспечить накопление нефти и газа. В одних случаях причиной возникновения ловушек является выклинивание коллектора (резервуара). Это ловушки выклинивания, полузамкнутые или замкнутые (если выклинивание во все стороны). В другом случае коллектор (резервуар) не выклинивается и причиной образования ловушки является гидродинамика. Это незамкнутые (или гидравлические) ловушки. Такое деление ловушек впервые было предложено в «Спутнике полевого геолога-нефтяника» (II, Гостоптехиздат, 1954).]

Природные резервуары бесконечно разнообразны. Практически каждая седиментационная поверхность в той или иной степени претерпевала деформацию, большинство же из них подвергались деформации неоднократно. Латеральные изменения свойств пород являются скорее правилом, чем исключением, и направление движения пластовых флюидов, несомненно, не оставалось постоянным в течение геологического времени, поскольку оно реагировало на беспрерывные изменения гидравлического напора. [У автора говорится об изменении потенциометрического уровня (potentiometric surface). В нашей литературе обычно пользуются другими терминами, относящимися к близким, но не тождественным понятиям: эквипотенциальные поверхности, пьезометрические уровни; нередко просто говорят о гидродинамических напорах.] Относительная роль каждого из этих факторов в формировании любой конкретной залежи может быть выяснена только после полного разбуривания месторождения и его эксплуатации в течение ряда лет.

Задача геолога-нефтяника в том и состоит, чтобы попытаться до открытия залежи наметить места наиболее благоприятных сочетаний перечисленных факторов. Сведения, которыми он располагает, обычно весьма отрывочны: геофизические данные часто ненадежны; разрезы скважин, которые могли бы пролить свет на строение недр, отсутствуют или широко разбросаны; давление флюидов не известно, а обнажения невелики или слишком удалены одно от другого. Эту скудную информацию приходится как-то комбинировать и экстраполировать на большие расстояния и глубины. Из всех основных элементов природного резервуара до начала бурения легче всего поддается определению наличие ловушек, связанных со структурными особенностями залегания коллекторов. Структурно-геологические исследования могут осуществляться различными методами: геологическим картированием, мелким колонковым бурением, подземным картированием и геофизической съемкой. Поскольку большинство природных резервуаров обнаруживают хотя бы незначительную деформированность, наиболее ценные сведения, подтверждающие предшествующее прогнозирование, дает структурное картирование; оно становится основой прогнозирования в тех случаях, когда ловушки контролируются деформациями отложений, содержащих коллекторы. Однако определение типа резервуара (коллектора), включая такие параметры, как особенности его распространения, пористость и проницаемость, гораздо труднее. Эти свойства нельзя исчерпывающе охарактеризовать без соответствующих данных, которые можно получить только при исследовании разрезов буровых скважин, а также при изучении каротажных диаграмм, бурового шлама, керна, при построении профильных разрезов и структурных карт, отражающих распространение пород-коллекторов, их соотношения с другими породами, несогласия в напластовании. Чтобы собрать данные, которые можно положить в основу прогнозирования местоположения участков, наиболее благоприятных с точки зрения нефтегазонакопления, требуется построение различных карт, в том числе обзорной геологической карты района, структурных карт, карт распространения песчаников, карт мощностей (изопахит), карт подземных срезов и палеогеологических карт, карт продуктивности и равных потенциалов продуктивности, карт литофа-ций и других. Все они более подробно рассматриваются в разделе, посвященном глубинному картированию (стр. 539-564).

Наиболее распространенный случай возникновения ловушки для нефти и газа в погребенной проницаемой толще связан с образованием антиклинальной складки. Ловушка, приуроченная к антиклинальной складке, легче всего поддается картированию и часто может быть выявлена прямо на поверхности. Тесная связь нефтяных и газовых залежей с антиклинальными складками была подмечена еще на ранних этапах развития нефтяной геологии, что и привело к возникновению представлений, длительное время известных под названием антиклинальной теории распределения скоплений нефти и газа. Геологи повсюду вели поиски антиклиналей и куполов для постановки на них разведочного бурения, почти полностью игнорируя при этом различные другие виды ловушек. Антиклинальная теория занимала в свое время очень важное место в практике нефтепоисковых работ, поэтому небезынтересно дать здесь краткий обзор истории ее развития и постепенного преобразования позднее в теорию ловушек.

Антиклинальная теория

Хотя различные нафтиды были известны человечеству еще во времена появления первой письменности, только после того, как они приобрели экономическое значение, люди стали всерьез задумываться над тем, почему, как и где нефть и газ аккумулируются в залежи. Начало современной нефтедобывающей промышленности [в США] было положено в 1859 году, когда Дрейк открыл нефть в западной Пенсильвании, хотя задолго до этого нефть добывали из шахт и колодцев во многих районах земного шара. Дрейк показал, что бурение скважин с целью добычи нефти может иметь успех, а количество полученной им нефти, хотя и небольшое по сравнению с тем, что мы добываем в настоящее время, убедило мир в том, что бурение скважин представляет собой наиболее эффективный способ добычи нефти. С этого времени и впредь разведчиков нефти стал волновать один главный вопрос: где ставить бурение? Поиски ответа на этот вопрос постоянно стимулируются непрерывным повышением спроса на нефтепродукты и до настоящего времени составляют суть геологии нефти и газа.

Попытки выяснения условий, контролирующих формирование залежей, нефти и газа, породили множество различных теорий, позволяющих предсказывать, где могут быть развиты такие условия и где, следовательно, можно ожидать открытия залежей. Дольше всех привлекала к себе самое серьезное внимание антиклинальная теория [1]. Развитие этой теории как одного из аспектов геологической мысли само по себе представляет интерес, но в рамках данной работы мы можем лишь вкратце коснуться этого вопроса. Она зародилась еще до открытия Дрейка, и, с годами видоизменившись и обогатившись, по существу столь же верна сегодня, как и на заре своего существования.

Одно из наиболее ранних упоминании о связи скоплений нефти с антиклинальными складками относится к временам, предшествовавшим открытию Дрейка, когда нефтяные источники близ Гаспе, в устье реки Святого Лаврентия, восточная Канада, были обследованы сэром Уильямом Логаном в 1842 г., а затем в 1844 г. описаны им как приуроченные к антиклиналям [2]. Интерес к этому вопросу сильно возрос в связи с открытием Дрейка, и спустя короткое время несколько геологов независимо друг от друга пришли к одинаковому выводу: нефть нужно искать в антиклиналях.

Одним из многих исследователей, изучавших условия накопления нефти и газа, был Уайт, сотрудник Второй геологической службы Пенсильвании. В 1883 г. он отказался от прежней должности и посвятил себя коммерческой деятельности в области нефтедобычи. Прежде всего перед ним встал вопрос, можно ли предсказать наличие или отсутствие в районе газа, основываясь на сведениях о геологической структуре. Он подметил, что газовые скважины в западной Пенсильвании располагаются близ антиклиналей, из чего сделал вывод, что между положением газовой залежи и [тектонической] структурой должна существовать какая-то связь. Его формулировка антиклинальной теории, опубликованная в 1885 г. [3] и затрагивавшаяся в более поздних работах [4, 5], и ныне не утратила значения, которое приобрела в свое время.

Впоследствии Мак-Кой и Кейт отметили важное значение скоплений углеводородов в неструктурных ловушках, т.е. в ловушках, не связанных с антиклинальными складками. В 1934 г. вместо термина «антиклинальная теория» они предложили новый - «структурная теория», подчеркнув, что последний «достаточно широк», чтобы охватить залегание нефти на крыльях антиклиналей, в виде линз и в синклиналях, равно как и в антиклиналях, куполах и структурных выступах¹. Структурная теория сводилась авторами к следующему: «...Промышленные скопления нефти и газа ассоциируются со структурными нарушениями в пористых осадочных породах, причем наиболее важными в этом отношении являются антиклинали и купола» [6].

Хотя от самого термина «антиклинальная теория», возможно, следует ныне и отказаться, основной принцип, на котором она базируется и который заключается в том, что нефть и газ скапливаются в наиболее приподнятой части резервуара, как и прежде, сохраняет свою силу. Единственное отличие состоит в том, что теперь, кроме антиклиналей, мы признаем большое количество других структурных форм, которые образуют вогнутую ограничивающую поверхность коллектора.

В 1934 г. Мак-Коллоф впервые ввел в употребление термин «ловушка» («trap»), который был применен для обозначения природных резервуаров нефти и газа, отличающихся большим разнообразием условий изоляции залежей: образование асфальтовой пробки, линзовидная форма коллектора, локальные изменения пористости пород, срезание и трансгрессивное перекрытие коллектора непроницаемыми отложениями, особенно на гомоклинальных участках, а также формирование складок и дизъюнктивных нарушений [7]. Укоренившееся признание того факта, что структурные деформации ‑ лишь один из нескольких путей формирования ловушек и что большое число залежей может быть приурочено к ловушкам иной природы, еще более усиливало желание заменить термин «антиклинальная теория» каким-либо более широким. В настоящее время обычно используется термин «теория ловушек», причем «ловушкой» вне зависимости от ее вида и происхождения называется объем пород любой геометрической формы, способный улавливать и накапливать нефть.

Большое значение водо-нефтяного контакта в ограничении ловушки заставило пересмотреть сложившееся в прошлом представление о том, что зеркало подземных вод, подпирающих залежь, всегда либо горизонтально, либо почти горизонтально. Установлено, что в некоторых районах, где наблюдаются градиенты давлений пластовых вод, водонефтяной контакт имеет отчетливый наклон. Последний

¹ И.М. Губкин еще в 1932 г. в своей работе «Учение о нефти» писал о структурной теории: «Теория гравитационного распределения воды, нефти и газа в зависимости от удельного веса носит название антиклинальной или вообще структурной теории» (стр. 264). В подстрочном примечании к этому И. М. Губкин отметил: «Это название не вполне правильно, ибо отображает лишь частный, хотя и распространенный случай гравитационной теории...». - Прим. ред.

влияет на положение залежи относительно границ ловушки; залежь может смещаться на то или иное расстояние в направлении движения воды вплоть до полного вымывания нефти из ловушки. Основные представления о воздействии движущейся воды на вещества меньшей плотности изложены в классической статье Хьюберта, описывающей физическую сторону этого явления [8]. Влияние наклонного зеркала подземных вод на положение залежи было рассмотрено Расселом [9] и на еще большем количестве примеров продемонстрировано Хьюбертом [10]. Независимо от других это явление исследовал Хилл (G.A. Hill, неопубликованная рукопись, 1961), который пришел к такому же, что и Хьюберт, выводу, а именно, что ловушка для нефти и газа в породе-коллекторе отвечает положению минимума потенциальной энергии пластовых жидкостей и это положение определяется разницей гидравлических напоров в поперечном сечении ловушки.

Классификация ловушек

Существует множество классификаций ловушек для нефти и газа. Последняя классификация Клаппа включает следующие основные их разновидности: 1) антиклинальные структуры, 2) синклинальные структуры, 3) гомоклинальные структуры, 4) куполовидные структуры, или «купола», 5) несогласия, 6) линзы песчаных пород, 7) трещины и пустоты независимо от их структурного положения, 8) структуры, обусловленные дизъюнктивными нарушениями [11]. Херой подразделяет ловушки на: 1) седиментационные, 2) диагенетические, 3) деформационные [12].

Вильсон выделяет: 1) закрытые резервуары: а) закрытые локальной деформацией слоев; б) изолированные вследствие изменения пористости пород (для их формирования не требуется никакой деформации слоев, кроме регионального наклона); в) изолированные благодаря сочетанию складок и изменений пористости пород; г) изолированные благодаря сочетанию дизъюнктивных нарушений и изменений пористости пород; 2) открытые резервуары (не имеют промышленного значения) [13]. Хилд различает две группы резервуаров: 1) изолированные локальными деформациями слоев; 2) изолированные вследствие изменения проницаемости пород [14]. Подробную классификацию предложил Вилхелм; в ней сделана попытка учесть все факторы, принимающие участие в формировании ловушки. Основными подразделениями этой классификации являются: 1) ловушки, связанные с выпуклостью слоев; 2) ловушки, связанные с изменениями проницаемости пород; 3) ловушки, связанные с выклиниванием коллектора; 4) соляные ловушки; 5) диапировые ловушки [15].

Ни одна из перечисленных классификаций не является полностью исчерпывающей, поскольку существует множество уникальных по своей природе ловушек, которые в совокупности не могут быть отражены даже в самой подробной классификационной схеме. Хочется, однако, верить, что предлагаемая ниже схема не менее полезна, чем другие. Несмотря на свою простоту, она охватывает большую часть известных видов ловушек, с которыми могут быть связаны промышленные запасы нефти и газа. Это не всеобъемлющая классификация, но все встречающиеся исключения можно будет оговорить. По этой классификации ловушки подразделяются на три основных типа: 1) структурные ловушки, 2) стратиграфические ловушки и 3) ловушки, представляющие собой комбинацию первых двух типов.

[Приводимые в качестве примеров классификации ловушек наглядно отражают смешение различных понятий в зарубежной нефтегеологической литературе. Одни авторы (Вильсон, Хилд) приравнивают ловушки к природным резервуарам, другие (Клапп, Вилхелм) рассматривают собственно ловушки для залежей нефти и газа наравне со структурными элементами, контролирующими нефтяные и газовые месторождения.

На кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ предложена морфологическая классификация ловушек, различающая следующие классы и подклассы:

I. Незамкнутые¹: 1) в перегибах слоев, 2) в эрозионных выступах и 3) в выступах биогермов.

II. Полузамкнутые: 1) литологического выклинивания: а) первичного, или фациально-седиментационного, и б) вторичного (в смысле потери породой резервуаром своих коллекторских свойств вследствие процессов диа- или катагенеза и гипергенных изменений); 2) стратиграфического (вторичного) выклинивания (экранирование поверхностью несогласия) и 3) тектонического выклинивания - экранирования разрывами (в том числе, по В.Б. Оленину, у ядер диапиров и у интрузий).

III. Замкнутые (в участках повышенной пористости и проницаемости). В учебнике Н.А. Еременко «Геология нефти и газа» («Недра», 1968) ловушки подразделены по условиям их образования на: 1) ловушки складчатых дислокаций; 2) ловушки разрывных дислокаций; 3) ловушки стратиграфических несогласий; 4) ловушки литологические; 5) различные комбинации перечисленных типов.

Следует признать право на существование, а следовательно и полезность, нескольких классификаций ловушек по различным существенным признакам.]

1. Структурной называется ловушка, у которой верхняя ограничивающая поверхность изогнута выпуклой стороной вверх, в связи с какой-либо местной деформацией коллекторского пласта, например образованием складки, разрыва или того и другого вместе. Контуры залежи, приуроченной к структурной ловушке, определяются полностью или частично пересечением подстилающего залежь зеркала подземных вод с покрышкой, перекрывающей деформированную породу-коллектор.

2. Стратиграфической называется ловушка, основным фактором формирования которой являются некоторые отклонения в стратиграфических соотношениях или литологическом составе пластов, или и то и другое вместе. К этим отклонениям относятся фациальное замещение, локальное изменение пористости и проницаемости пород или выклинивание коллекторского пласта по восстанию независимо от того, чем оно обусловлено. Площадь залежи, связанной со стратиграфической ловушкой, контролируется целиком или в значительной мере теми или иными фациально-стратиграфическими изменениями, которые претерпевает коллекторский пласт. В одних случаях залежь может покоиться на подстилающем зеркале подземных вод, которое либо горизонтально, либо наклонено, в других - полностью занимать весь объем коллектора, не имея под собой сколько-нибудь значительной массы пластовой воды. Во многих стратиграфических ловушках важным фактором улавливания нефти и (или) газа, очевидно, являются нисходящие водные потоки, создающие своего рода стратиграфический барьер на пути восходящего движения нефти и газа (см. также гл. 9).

3. Комбинированные ловушки. Между двумя названными типами ловушек имеется почти полный набор переходных типов, среди которых можно встретить ловушки любой мыслимой комбинации структурных и стратиграфических вариантов. Ловушки, в формировании которых явно преобладает структурный или стратиграфический фактор, могут быть легко отнесены к структурному или стратиграфическому типу. Если же переходный тип находится где-то посередине между структурным и стратиграфическим, оценить относительную роль в формировании ловушки упомянутых основных факторов становится весьма затруднительным. Ловушки переходной группы, сформированные при равном

¹ Незамкнутые ловушки, типичным примером которых служат сводовые или антиклинальные ловушки, являются ловушками гидравлическими; газ и нефть в таких ловушках со всех сторон подпираются водой. - Прим. ред.

участии структурного и стратиграфического факторов, лучше всего называть комбинированными.

Когда мы говорим о «ловушке», то практически имеем обычно в виду какой-то ограниченный объем пород; термины же «структурная ловушка», «стратиграфическая ловушка», «антиклинальная ловушка», «комбинированная ловушка» употребляются нами в тех случаях, когда необходимо определить природу этих образований. Положение залежи внутри ловушки может частично зависеть от циркуляции пластовых вод. В случае их неподвижности залежь занимает наиболее приподнятую часть ловушки; если же вода движется, залежь может смещаться на различные расстояния вниз по уклону ловушки. Движение воды определяется гидравлическим градиентом, свойственным коллектору (см. также гл. 9). Таким образом, в особых гидродинамических условиях и при некоторых значениях температуры и давления в пласте, наблюдающихся ныне или существовавших в геологическом прошлом, образовавшаяся ловушка может оказаться непродуктивной.

Структурные ловушки

Ловушки, сформировавшиеся в основном в результате образования складок и разрывов, могут быть достаточно уверенно выявлены при геологическом картировании, они легче и быстрее других типов ловушек устанавливаются в разрезе осадочных толщ и лучше других помогают открытию залежей нефти и газа. Поэтому геологи уделяли поискам структурных ловушек наибольшее внимание, что подтверждается широким распространением термина «антиклинальная теория» и всеобщей тенденцией называть «структурными» любые ловушки, связанные с деформированными слоями горных пород. Почти все работы по геологическому картированию, мелкое колонковое бурение, геофизические исследования, а также подземное картирование направлены на поиски ловушек, полностью или частично зависящих от деформаций коллекторских слоев.

Важнейшей чертой структурных элементов, таких, как антиклинальные складки, является то, что они прослеживаются по вертикали в значительном по мощности интервале разреза осадочного чехла, обусловливая образование ловушек во всех заключенных в этом интервале потенциально нефтегазоносных коллекторских горизонтах. По этой причине бурение глубоких скважин на структурные ловушки высокоперспективно, даже если характер пород-коллекторов и другие литолого-стратиграфические особенности строения погребенных осадочных толщ изучены недостаточно. Обоснованием для постановки бурения служит предположение, что если в вскрываемом скважиной разрезе содержатся какие-либо коллекторские слои, то залежи нефти и газа будут, вероятнее всего, приурочены к ловушкам, связанным с их структурными деформациями. Одним из многочисленных примеров, когда антиклинальная складка прослеживается в толще пород большой мощности, является месторождение Санта-Фе-Спрингс в округе Лос-Анджелес, Калифорния. Пологая куполовидная складка почти округлой формы образует здесь ловушку в 25 или более коллекторских горизонтах, каждый из которых содержит залежь нефти [16]. Разрез месторождения показан на фиг. 6-1.

Деформацию коллекторского горизонта можно установить несколькими способами. Некоторые складки и разрывы в коллекторском горизонте проявляются на дневной поверхности, где их удается установить обычными методами геологического картирования. Модификацией геологического картирования является мелкое колонковое бурение до глубины 1-2 тыс. футов, например, с целью глубинного структурного картирования. Колонковое бурение особенно полезно в регионах, где коренные породы перекрыты аллювиальными или другими неконсолидированными осадками, которые не только маскируют структуру слоев, но и искажают результаты геофизических исследований. Более глубинное картирование, называемое подземным картированием, базируется на данных различного типа каротажа (см. стр. 82-90: глава 3, разрезы буровых скважин). Детальность полученных карт зависит от того, насколько надежно увязаны разрезы пробуренных скважин, и от количества информации, которое можно получить по результатам различных видов каротажа. Подземное картирование может производиться и без данных каротажа - на основе интерпретации геофизических данных. Геофизические исследования включают измерение различных физических свойств пород, таких, как упругость, магнитная восприимчивость и плотность.

Фиг. 6-1. Разрез нефтяного месторождения Санта-Фе-Спрингс, Калифорния [16, стр. 345, фиг. 142].

На этом примере показано, что несколько отдельных ловушек, содержащих изолированные залежи, могут быть приурочены к одной складке. Отсутствие связи между отдельными подземными резервуарами видно по различному положению уровня водо-нефтяного контакта в каждом из продуктивных песчаных пластов.

Измерения всех этих свойств производятся на поверхности, но при этом геофизические исследования позволяют обнаружить те или иные породы, иногда с большой точностью, на глубинах до нескольких миль. Таким путем можно закартировать структуру предполагаемой коллекторской толщи или близ расположенной от нее толщи. Учитывая, что объектом поисков является лову па в коллекторских горизонтах, картирование именно таких поверхностей наиболее желательно, поскольку оно исключает многие ошибки, возникающие при экстраполяции структур из верхних слоев осадочного чехла вниз, на кол лекторскую толщу. Если складки в коллекторских слоях не прослеживаются во всей толще вышележащих отложений, а распространяются только до поверхности несогласия, то первые данные о таких складках могут быть получены на глубинах в тысячи футов. В этих условиях для их картирования могут потребоваться и данные бурения, и геофизические исследования. Местоположение подобных погребенных ловушек часто очень трудно предсказать заранее.

Образование почти всех ловушек нефти и газа (за исключением некоторых типов, связанных с линзами пористых пород и рифами) происходит вследствие деформаций коллекторских пластов. Поскольку такие деформации тем или иным путем ассоциируются почти со всеми ловушками, структурное картирование приобретает значение важнейшего метода поисков нефтяных и газовых залежей. В образовании ловушки иногда участвует только структурный фактор, в других случаях этот фактор выступает в комбинации с благоприятными литолого-стратиграфическими и гидродинамическими условиями. При поисковых работах первую скважину закладывают обычно на участке, который по данным структурного картирования соответствует гипсометрически наиболее высокой зоне потенциально нефтегазоносного коллекторского пласта.

Постоянная опасность ошибки при построении структурных карт глубоко залегающих горизонтов связана с недостаточным количеством имеющихся у геолога материалов; кроме того, отраженные на картах данные - геологические, геофизические или геохимические - часто бывают неопределенны или недостоверны. Поэтому надежность геологических обоснований и прогнозов непосредственно зависит от достоверности данных, на которых они базируются. Другая возможность ошибки в структурных картах - встречающееся в ряде случаев несовпадение структуры коллекторского пласта со структурным планом вышележащих отложений. Антиклинальная складка может смещаться с глубиной в латеральном направлении или раскрыться в низлежащих слоях и не представлять собой ловушки; под влиянием движения пластовых вод в коллекторском горизонте залежь может быть смещена на крыло складки. Поэтому залежь нефти или газа часто удается открыть только второй или третьей разведочной скважиной; место для их заложения выбирается на основании данных, полученных при бурении первой скважины.

Ловушки в глубоких слоях разреза осадочного чехла, связанные в основном со структурными изгибами, образованы почти всеми теми типами складок, разрывов и других деформаций, которые наблюдаются на дневной поверхности. Эти структурные формы могут находиться в самых различных сочетаниях, когда же появляются комбинации структур с литолого-стратиграфическими изменениями разреза, количество возможных вариаций ловушек становится почти бесконечным. Все возрастающее развитие геофизических исследований и буровых работ, тщательный отбор образцов, совершенствование техники промыслово-геофизических исследований и детальное изучение стратиграфии и палеонтологии привели к тому, что геологи начали в большей мере понимать, что типы встречающихся в природе ловушек неисчислимо разнообразны. Местами структура коллекторского горизонта не менее сложна, чем та, которая наблюдается на поверхности. Проблема состоит в том, чтобы, используя все доступные данные, еще до проведения буровых работ суметь предсказать природу и характер структурной деформации. Геологические прогнозы базируются на сопоставлении и обобщении многих типов геологических и геофизических данных, ценность которых различна; их относительное значение необходимо правильно оценить.

Ловушки, имеющие в основном структурную природу, в зависимости от преобладающего типа деформации могут быть подразделены на ловушки, связанные: 1) со складкой, 2) сбросом или взбросом, 3) трещиноватостью, 4) интрузивным штоком, обычно солевым, 5) с комбинацией любых из названных структурных форм.

⇐ Предыдущая 14 15 16 17 181920 21 22 23 Следующая ⇒