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

когда наивысшая точка пласта занимает более высокое положе­ ние относительно уровня моря, чем устье скважины, для которой определяется давление.

Гидростатическое давление в отличие от гидродинамического характеризует потенциальную энергию напора контурных вод пласта, в котором пластовые жидкости находятся в состоянии равновесия, т. е. без движения.

3. Тектонические движения, которые в одних случаях создают остаточную тектоническую напряженность пластовых водонапор­

ных систем, в других нарушают равновесное состояние существую­ щих давлений, погружая пли, наоборот, поднимая пластовые системы и тем самым образуя новые гидродинамические условия.

Остаточные тектонические напряжения отмечаются в складках и месторождениях геосинклинальпых областей, для которых

характерны частые и интенсивные поднятия и прогибания слоев,

надвиговые деформации различной амплитуды, сбросы, взбросы, грязевулканпческая деятельность и т. д.

Они совершенно не характерны для платформенных областей, где имеются волнообразные и другие колебательные движения главным образом в вертикальной плоскости.

Степень тектонической напряженности пластов находится в за­ висимости от интенсивности складкообразующих процессов как ио времени, так и в пространстве. Напряжения и давления, об­ разующиеся в пластах в результате непрерыг по-прерывпсто про­ исходящих тектонических процессов, целесообразно было бы назы­ вать геотектоническими давлениями или геотектоническими на­ пряжениями.

Максимальную величину геотектонического напряжения воз­ можно, по-видимому, оцепить как предел упругости пластов, горных пород, слагающих данную складку. Не представляется, од­ нако, возможным определить, какая часть этого напряжения пере­ дается на жидкости или газы, насыщающие пласты, образуя

вних давление, а какая погашается деформацией самих пластов.

4.Сообщение между пластами, образовавшееся в результате тектонических нарушений или других причин, создающее усло­

вия для перетока жидкости и газов с высоким давлением в пласты с низким давлением.

Путями для перетока жидкости могут служить как тектони­ ческие нарушения, стволы грязевых вулканов, так в некоторых случаях и скважины. При наличии перетока из нефтяных или газовых горизонтов высокого давления в нефтяные и газовые горизонты низкого давления в последних может значительно

повыситься пластовое давление.

5. Химическое взаимодействие вод и пород, а также вторич­ ные явления цементации пористых проницаемых пластов, непре­ рывно происходящие в недрах.

18

ченных в породах, в первую очередь углекислого калия и натрия,

углекислого кальция и магния, сернокислого натрия, сернокис­ лого кальция и магния, хлористого натрия и хлористого маг­

ния и кальция, а также других солей.

В результате выщелачивания солей концентрация их в глу­

бинных водах возрастает, а поровое пространство горных пород

увеличивается.

При постоянном объеме жидкости и возрастающем объеме порового пространства в пласте отмечается снижение пластового

давления. Наоборот, выпадение солей из пересыщенных водных растворов может вызвать локализацию отдельных участков пласта и повышение в них давления. Однако выщелачивание пли вторич­ ное отложение солей вряд ли, может иметь решающее значение в образовании или серьезном изменении величины пластового давления.

Некоторые авторы [1, 17, 45] считают, что на состояние пла­ стового давления в тех или других природных условиях оказывает влияние и ряд других факторов. В частности, указываются тем­ пература и замечаемые в недрах процессы распада высокомолеку­ лярных углеводородов. Полной ясности, однако, в этом вопросе не существует.

Действительно, с одной стороны, взаимосвязаны изменение температуры и разложение высокомолекулярных углеводородов, с другой — оба эти явления в какой-то мере и сами зависят от состояния давления в пласте.

Тем не менее, если взять каждое явление изолированно,

т. е. предположить, что распад высокомолекулярных углеводо­

родов при неизменной температуре и постоянном давлении про­ исходит в силу каких-то третьих условий, то в результате этого распада будет увеличиваться объем углеводородов, а при постоян­ ном объеме расти давление. Правда, весьма трудно доказать в при­

родных условиях, обычно характеризующихся большим числом переменных, количественное выражение процесса роста

давления.

Что касается влияния температуры на состояние пластовых давлений, то оно, само по себе, серьезного практического значе­ ния для большинства нефтяных и газовых месторождений не имеет.

Рассмотрим существо вопроса. Согласно законам физики рост пластовой температуры должен сопровождаться расшире­ нием жидкостей и газов, заключенных в пласте.

При постоянном объеме, т. е. полной локализации залежи

глинами или другими непроницаемыми породами, расширение нефти и газа должно сопровождаться повышением давления в за­ лежи. Иначе говоря, изначально высокая температура или после­ дующее повышение температуры могут вызвать какое-то повыше­ ние давления в залежах.

Предположим, что мы имеем залежь нефти или газа абсолютно изолированную, благодаря тектоническим процессам, ироисхо-

дившим после формирования залежи. Кроме того, допустим, что

имеем какое-то локальное тепловое воздействие на эту залежь.

Р — давление газа при изменившихся условиях температуры;

t— величина повышения температуры сравнительно с началь­ ными условиями.

составит еще меньшую величину, если допустить хотя бы весьма

слабую связь залежи с поверхностью, т. е. возможность изменения

объема залежи от теплового расширения. Для повышения давле­ ния в изолированной газовой залежи на 14%, как это было пока­ зано выше, необходимо увеличение температуры на 40°. Это

увеличение, принимая для простоты расчета геотермическую сту­ пень равной 25 м/град, может быть достигнуто при погружении пласта на 1000 м. Отметим при этом, что такие размеры относи­ тельного погружения реальны и на самом деле наблюдаются даже в условиях платформы, не говоря о складчатых областях.

Чтобы получить ясное представление о сравнительной роли температуры в образовании пластового давления, покажем, что

то же погружение в 1000 м может вызвать рост пластового давле­ ния за счет напора контурных вод на 100 ата. А если допустить погружение изолированной залежи, не имеющей сообщения с днев­ ной поверхностью, то рост давления будет еще больше за счет действия горного или геостатического давления и может соста­ вить 200—230 ата.

Еще меньше будет эффект образования или повышения давле­

ния от теплового расширения нефтей или вод.

Это подтверждается практическими примерами. Так, в нефтя­ ных месторождениях Озек-Суат, Зимняя Ставка, расположенных в.Ставропольском крае в пределах Затеречной равнины, темпера­

20

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ ПО ТЕКТОНИЧЕСКИМ ЗОНАМ И ВОЗРАСТУ

В настоящей работе собран материал о начальных пластовых давлениях по 322 нефтяным и газовым залежам различных нефте­ газоносных районов. Территориально эти залежи располагаются в пределах СССР — на западе и востоке Украины, в Предкавказье,

на Апшеронском полуострове и Прикуринской низменности Азер­

байджана, на западе Туркмении, в Ферганской долине и Бухар­ ском районе Узбекистана, Поволжье, Урале и Приуралье, а

также за рубежом — в Канаде, США, Иране, Индии, Франции

и ДР-

Рассмотренные месторождения приурочены к древним (палео­

зойским) и молодым (мезозойским) платформенным и геосинкли-

нальным областям.

В тектоническом отношении они связываются с крупными сводовыми валоподобными поднятиями, погружениями их и раз­ деляющими поднятия впадинами — в платформенных областях— внутренними и периферийными частями предгорных прогибов, межгорных впадин и погружениями складчатых систем — в геосинклинальных областях.

расположены на Русской, Северо-Американской и Африканской платформах и Днепровско-Донецкой впадине.

Месторождения, относящиеся к мезозойским отложениям, располагаются главным образом в пределах молодой мезозойской платформы, примыкающей с юга к Русской платформе. Эта плат­ форма протягивается от Черного до Каспийского морей и носит название Предкавказской.

На восточном берегу Каспия мезозойская платформа носит название Каракумской. В окраинных погруженных зонах ее

обнаружены нефтяные и крупные газовые месторождения.

22