К флюидоупорам (покрышкам) относятся плохопроницаемые породы, перекрывающие нефтяные и газовые залежи. Роль пород флюидоупоров выполняют глины, соли, гипсы, ангидриды и некоторые другие разности горных пород. Породы-покрышки различаются по характеру распространения, мощности, наличию или отсутствию нарушений сплошности, однородности сложения, плотности, проницаемости, минералогическому составу.
Наиболее широким распространением пользуются глинистые покрышки. Надежным экраном является каменная соль, которая благодаря своей пластичности деформируется без нарушения сплошности. Ангидриты значительно более упругие, чем соль и не являются надежными экранами. Однако абсолютно непроницаемых покрышек для нефти и газа в природе не существует. На больших глубинах вследствие потери воды глинистые породы могут стать породами-коллекторами.
Приведем описание основных типов пород, являющихся флюидоупорами или покрышками.
Глины - осадочные породы обломочного происхождения, образующие при смачивании водой пластичное тело, сохраняющее после высыхания приданную ему форму. Окраска глин различная в зависимости от примесей (органические вещества дают черную окраску, окиси и железа – красную и бурую, хлорит и глауконит - зеленую и др.). По степени преобладания того или другого «глинистого» минерала среди них выделяются каолиновые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые разности. Глины характеризуются массивными слоистыми текстурами.
Аргиллитами называют твердые глинистые породы, не размокающие в воде и возникающие при уплотнении, дегидратации и цементации пластичных глин. Аргиллиты могут быть массивными, плитчатыми и сланцевыми.
Каменная соль - осадочная порода химического происхождения. Это мономинеральная порода, в чистом виде бесцветная или молочно-белая. Примеси придают породе желтый, бурый и другие оттенки. Структура средне и крупнокристаллическая. Порода имеет соленый вкус, легко растворима в воде.
Ангидрит и гипс - осадочные породы химического происхождения и образуются при выпадении сернокислых солей в водных бассейнах с повышенной минерализацией вод. Ангидрит горная порода, состоящая из минерала ангидрита (Ca(SO4)). Цвет обычно голубовато-белый. Образует плотные мелкозернистые скопления. Гипс – слоистая или массивная порода различной плотности, состоящая, в основном, из минерала гипса (Ca(SO4)2Н2О), структура – от микро- до грубозернистой, цвет белый, светло-серый, желтоватый, розоватый и бурый. Гипс легко определить на твердость, чертится ногтем.
Мергели – осадочные породы, переходящие от известняков и доломитов к глинистым породам, содержание от 20% до 50% глинисто-песчаного материала. В зависимости от преобладания тех или иных составных частей различают песчаные, глинистые, известковистые, доломитовые мергели. Типичные мергели тонкозернистые и однородные, а во влажном состоянии часто пластичны. Окрашены обычно в светлые тона, но встречаются разности коричневого, фиолетового и других цветов. Для мергелей характерна массивная структура.
КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКРЫШЕК
Наиболее общепризнанными классификациями покрышек, являются разработки А.А. Ханина и Э.А. Бакирова.
В основе классификации покрышек Э.А. Бакирова лежит несколько принципов.
1. По площади распространения покрышки делятся на:
Региональные – распространены в пределах нефтегазоносной провин-ции или большей ее части, характеризуются значительной мощностью и литологической выдержанностью.
Субрегиональные – распространены в пределах нефтегазоносной области или большей ее части,
Зональные – распространены в пределах зоны или района нефте-газонакопления,
Локальные – распространены в пределах отдельных местоскоп-лений, обусловливают сохранность отдельных залежей.
2. По соотношению с этажами нефтегазоносности покрышки подразделяются на:
Межэтажные – перекрывают этаж нефтегазоносности в моноэтаж-ных местоскоплениях или разделяют их в полиэтажных местоскоплениях,
Внутриэтажные – разделяют продуктивные горизонты внутри этажа нефтегазоносности,
3.По литологическому составу
Однородные (глинистые, карбонатные; галогенные) - состоят из пород одного литологического состава
Неоднородные:
- смешанные (песчано-глинистые; глинисто-карбонатные; терригенно-галогенные и др.) - состоят из пород различного литологического состава, не имеющих четко выраженной слоистости
- расслоенные - с остоят из чередования прослоев различных литологических разностей пород.
К факторам, снижающим экранирующие свойства пород-флюидо-упоров, относятся: трещиноватость, неоднородность, малая мощность и большая глубина залегания.
Трещиноватость в породах-флюидоупорах снижает их экранирующие свойства. Например, в зонах региональных разломов первоначальные пластичные свойства глин и солей утрачиваются, они становятся хрупкими, с раскрытыми трещинами, могут пропускать флюиды.
Степень однородности покрышек играет важную роль в экранирующих свойствах: присутствие прослоев песчаников и алевролитов ухудшает их качество. Алевролитовая примесь при увеличения ее содержания в глинах оказывает влияние на структуру порового пространства. Более чистые разности глин уплотняются интенсивней и характеризуются преимущественно тонкими сечениями поровых каналов, а также низкой проницаемостью. Чем больше мощность покрышки, тем выше ее изолирующие качества и способность удерживать залежи с большими высотами. Абсолютно непроницаемых для нефти и газа покрышек в природе не существует. В.П. Савченко на основе экспериментальных работ установил, что глинистая покрышка удерживает только такую залежь, избыточное давление в которой меньше перепада давлений, обусловливающего начало фильтрации флюидов сквозь эту покрышку.
На больших глубинах из-за потери воды глинистые породы становятся хрупкими и могут стать породами-коллекторами.
В основу классификации А.А. Ханина положен петрофизический принцип (табл. 11).
Табл. 11. Классификация покрышек А.А. Ханина.
| Группа | Экранирующая способность | Проницаемость по газу, мкм2 | Давление прорыва газа, МПа |
| А | Весьма высокая | ≤10-9 | ≥ 12 |
| B | Высокая | 10-8 | 8,0 |
| C | Средняя | 10-7 | 5,5 |
| D | Пониженная | 10-6 | 3,3 |
| E | Низкая | 10-5 | 0,5 |