Файл: Тхостов Б.А. Начальные пластовые давления в нефтяных и газовых месторождениях.pdf

Месторождение Пембина, как указано выше, расположено

в штате Альберта, на юго-западе Канады, в 112 км запад-юго-

западнее г. Эдмонта. Продуктивная площадь месторождения

составляет 161 880 га. Это самое крупное месторождение Ка­ нады и одно из крупнейших в Северной Америке.

Залежь приурочена к выклинивающимся по восстанию пе­ скам, причем региональный наклон пластов юго-западный.

Глубина залегания пластов изменяется от 1400 м в северо-

восточной части до 1900 м в юго-западной части месторождения.

Мощность пласта колеблется от 0 до 10'—12 м\ пористость от 9 до 29%; средневзвешенная пористость 14,4%, минимальная проницаемость 0,1 миллидарси, максимальная до 100 миллидарси.

были запечатаны полностью, то начальное давление определя­ лось бы горным давлением и было бы значительно выше условного гидростатического давления. Древние седиментационные воды, выжатые под воздействием горного давления, сообщаются

с дневной поверхностью и определяют своим напором и природу

и величину пластового давления. Напором седиментационных вод объясняется также природа и величина давления в нижнемело­ вых залежах. Наивысшая точка гидродинамической системы в данном случае располагается значительно ниже дневной поверх­ ности, в связи с чем начальные давления залежей ниже условного гидростатического давления (см. рис. 9).

Предкавказье

Территория распространения нефтяных и газовых месторожде­ ний, приуроченных к мезозойским отложениям, охватывает Краснодарский и Ставропольский края, Чечено-Ингушскую,

Северо-Осетинскую и Дагестанскую автономные республики, т. е. все Предкавказье в широком смысле этого слова.

Мезозойские отложения нефтеносны как в пределах молодой

альпийской платформы, так и в геосинклинальной части Пред­

кавказья — в передовых прогибах Азово-Кубанской и Терско-

Каспийской впадин.

Молодая альпийская платформа имеет палеозойское склад­ чатое основание. С юга ограничивается предгорными структурами

Большого Кавказа, с севера Русской платформой. В общем плане тектоники Предкавказье занимает окраинную часть.

В пределах платформы выделяется ряд сводовых поднятий и тектонических валов: Ейско-Березанский вал, в пределах которого

известны Каиевско-Челбасская и Ясепско-Староминская зоны поднятий, Ставропольское сводовое поднятие, на котором распо­ ложены Невинномысский, Северо-Ставропольский, Кугультип-

ский и Сальский валы, Прикумскпй вал, состоящий из зоны поднятий (Ачикулак, Озек-Суат, Величаевка и др.).

Нефтяные и газовые месторождения приурочены к антикли­ нальным структурам, расположенным на крупных тектонических элементах платформы — структурах первого и второго порядков.

По мезозойским отложениям нефтяные и газовые месторождения тяготеют к Ейско-Березанскому валу, в пределах северного плат­ форменного склона Азово-Кубанской впадины, а в пределах Терско-Каспийской впадины к Прикумскому валу и другим зо­ нам поднятий.

Вданном разделе мы рассматриваем природу и величины начальных пластовых давлений в нефтяных месторождениях

Терско-Каспийской впадины, полагая это достаточным для

выяснения принципиальных положений, общих для мезозойских отложений всего Предкавказья.

Впределах Терско-Каспийской впадины 1 нефтеносными являются юрские п меловые отложения. Ниже приводится харак­ теристика залежей нефти в отношении величины начальных пласто­

вых давлений (табл. 8).

Приведенные примеры по величине начального пластового давления резко разбиваются на две группы: залежи, обладающие начальными давлениями, близкими к величине условного гидро­ статического давления, и залежи, обладающие начальными да­ влениями, превышающими условное гидростатическое давление.

Из табл. 8 видно, что месторождения, расположенные в плат­ форменной части Предкавказья, относятся к первой группе, т. е.

давления в них близки к условным гидростатическим, а место­ рождения, расположенные в складчатой части Предкавказья, относятся ко второй группе — начальные давления в них намного превышают гидростатические.

Сточки зрения обычно принятых схем образования пластовых давлений проницаемые пласты в наиболее приподнятом их зале­ гании (области питания) принимают атмосферные и иные воды,

которые затем через область стока и разгрузки должны выходить на дневную поверхность.

Вэтом случае в любой точке между областью питания и раз­ грузки давление будет определяться весом столба воды, соответ­ ствующего гипсометрическому положению области питания.

Областью наиболее приподнятого залегания мезозойских отло­ жений в нашем случае является северный склон Большого Кав­ каза. Здесь мезозойские отложения выведены на дневную поверх-

1 Тектоническая терминология в соответствии с разработанной в 1958 г. Краснодарским совещанием геологов, геофизиков и буровиков-разведчиков по районам Северного Кавказа.

52

Севернее Терского хребта отложения мезозоя имеют региональ­ ное южное падение, образуя огромную пологую моноклиналь,

осложненную крупными малоамплитудными поднятиями платфор­

менного типа, составляющими тектонические линии или валы. На северном склоне Большого Кавказа, который считается

областью питания мезозойских отложений, последние обнажаются большим количеством рек, ручьев и временных потоков и на

огромном протяжении (550 км — ио Г. М. Сухареву) поглощают атмосферные дождевые воды, а также воды, получающиеся от таяния льда и снега, вод горных потоков и т. д.

53

Основное количество вод здесь поступает именно в зоне распро­ странения меловых и юрских отложений, которые обладают

высокой проницаемостью вследствие хорошо развитой сети тре­ щин и значительной мощности проницаемых пород.

Г. М. Сухарев, который длительное время занимается гидро­ геологией Предкавказья, считает, однако, что активным водо­ обменом охвачена сравнительно узкая зона, протягивающаяся вдоль склона Большого Кавказа. Здесь водоносные горизонты вскрываются речными долинами и образуют источники пресных вод, дебиты многих из них достигают 20 000—50 000—70 000 м3/сутки (Бекенез-Булак, Верхнее Казанище, оз. Церик-Кель и т. д.).

Движение вод происходит при значительных скоростях только

в верхних частях мезозоя, затухая по мере нарастания глубин вследствие уменьшения проницаемости, трещиноватости пород, а также в связи с отсутствием областей разгрузки севернее зоны свободного водообмена.

Таким образом, в связи с отсутствием необходимых условий интенсивным стоком подземных вод охвачена только зона свобод­ ного водообмена. Севернее этой зоны мезозойские отложения погружаются на тысячи метров ниже уровня моря.

В табл. 9 приводится глубина залегания верхпемеловых и юрских отложений относительно уровня Черного моря.

Инфильтрационные воды в направлении погружения мезозой­ ских пород под более молодые отложения сменяются сильно ми­ нерализованными седиментационными водами, здесь сток под­ земных вод отсутствует. В этой связи Г. М. Сухарев [39] на основе фактических материалов анализов выделяет в верхнем мелу

несколько генетических типов вод:

54

а) пресные сульфатно-натровые; б) гидрокарбонатно-натровые, характерные для области не­

глубокого погружения мезозоя в пределах северного склона

Кавказа;

в) хлоркальциевые воды, характерные для области глубокого погружения мезозойских пород в северном направлении от Кав­

казского хребта до Нижнего Поволжья;

указывают на отсутствие свободного водообмена. То же подтверж­ дается литолого-фациальной характеристикой мезозойских отло­ жений и геолого-физическими параметрами их.

Таким образом, и в данном случае, как это доказал Г. М. Су­ харев путем гидрогеологического анализа, не имеет места та примитивная схема гидродинамической связи: область питания — область стока — область разгрузки, которой многие исследова­ тели объясняют величины начальных пластовых давлений и зако­ номерность их изменения.

Начальные пластовые давления в нефтяных месторождениях области молодой альпийской платформы образованы напором седиментационных вод в гидродинамической системе, созданной,

с одной стороны, региональным планом тектонического строения, с другой — выдавливанием вод из областей наибольших геостатических нагрузок (горных давлений) в области наименьших

давлений. Областью же питания гидродинамической системы служит зона наивысшего положения уровня седиментационных

вод, которая и определяет величину начального пластового да­ вления любого конкретного месторождения.

Подтверждением такого взгляда является и то обстоятельство, что, несмотря на очень высокое, как было указано выше, поло­

жение выходов мезозойских отложений на северном склоне Боль­ шого Кавказа (до +1200 .и), ни в одной из скважин, пробуренных на месторождениях области молодой платформы (Озек-Суат,

Зимняя Ставка, Величаевка и др.), не было получено серьезного превышения начального пластового давления над условным гидростатическим, хотя удельный вес пластовых вод достигал 1,12 г/см? и более. Наоборот, соответствие замеренных величин начальных пластовых давлений значениям условного гидроста­ тического давления при удельном весе воды более единицы сви­

детельствует о том, что наивысшие уровни пластовых вод распола­ гаются ниже дневной поверхности.

Вместе с тем и в этом случае область питания, образованная наивысшим положением седиментационных вод, может не иметь активной гидродинамической связи с месторождением. Эта связь

будет тем слабее, чем дальше находится данное месторождение

от области питания, чем ниже проницаемость пласта и чем больше

солей выпало из водного раствора и зацементировало пласт.

55