МАСШТАБЫ (РАССТОЯНИЯ), НАПРАВЛЕНИЯ И СКОРОСТИ МИГРАЦИИ НЕФТИ И ГАЗА

Расстояния, направления и скорости миграции УВ зависят от их состояния и геологической обстановки формирования залежей.

При первичной миграции вместе с отжимаемыми из глинистых материнских пород водами в пласт-коллектор перемещаются и углеводороды. Скорость миграции УВ в этом случае будет не меньше, чем воды. Однако интенсивность первичной региональной миграции газа в растворенном, состоянии вместе с элизионными водами в среднем за какой-либо этап погружения (и уплотнения) глинистых материнских пород характеризуется довольно низкими значениями, не более п*10-6 м³/м² в год.

Вторичная миграция газа (и, возможно, нефти) в растворенном состоянии происходит с той же скоростью и в том же направлении, что и движение пластовых вод, в которых он растворен. Пластовые воды перемещаются в основном в латеральном (по напластованию) направлении (в область меньших пластовых давлений). Максимальные расстояния, на которые мигрирует газ вместе с пластовыми во­дами, соизмеримы с протяженностью артезианских бассейнов и могут достигать нескольких сот километров (например, в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции).

Диффузионный массоперенос газа, который осуществляется во всех направлениях (в сторону уменьшения концентрации газа) через трещины водонасыщенных горных пород, в том числе и глинистых, характеризуется наименьшими скоростями. Максимальные вертикальные расстояния, на которые мигрирует газ в диффузионном потоке, определяются диффузионной проницаемостью пород и временем этого процесса. По современным представлениям, эти расстояния вряд ли могут превышать 10 км.

Газ и нефть в свободном состоянии мигрируют преимущественно в вертикальном направлении к кровле пласта-коллектора, а затем в направлении большего угла восстания пласта. Миграция в этом случае характеризуется наибольшими скоростями. Скорость струйной миграции газа и нефти зависит главным образом от фазовой проницаемости пород для газа и нефти и пористости пласта, а также от вязкости нефти и газа, угла наклона пласта и разности плотностей воды, нефти и газа в пластовых условиях. По расчетам А.Е. Гуревича, скорость движения газа при угле наклона 1° может составить 1 м/год, при 70° - 71 м/год, что значительно (на два порядка) превышает скорость миграции газа в растворенном состоянии вместе с движущимися пластовыми водами. Расчеты В.П. Савченко показывают, что высота сечения струи при этом может быть весьма небольшой – около 1 м.

О значительных масштабах миграции нефти за длительный срок свидетельствуют крупные скопления битумов в виде нефтяных песков, асфальтовых «озер». Крупнейшие скопления битумов известны в Канаде (Атабаска), в Венесуэле (пояс Ориноко), в Сибири (Оленёк) и других местах. Для образования столь громадных скоплений окисленной, преобразованной нефти нужно еще более грандиозное количество мигрирующей нефти. Скорость перемещения флюидов гидрогеологи оценивают как невысокую – от единиц до десятков сантиметров в год.

По серии экспериментов Л. Каталана по миграции нефти в водонасыщенном песке получились скорости 110 000 – 430 000 км/млн. лет.

По расчетам С.Г. Неручева скорость в зависимости от условий может колебаться от 0,34 до 27 600 км в млн. лет.

В реальных геологических условиях скорости существенно изменяются в зависимости от тектонических, литологических, гидрогеологических и других условий. В спокойных платформенных условиях скорость движения флюида значительно ниже, чем в геосинклинальных областях.

По расстояниям движения (масштабам) миграция может быть:

- региональной, контролируемой размещением зон нефтегазообразования и зон нефтегазонакопления;

- локальной, контролируемой отдельными структурами дизъюнктивной тектоникой, литологическими и стратиграфическими экранами.

В процессе миграции углеводороды испытывают изменения и миграционные потери. Часть нефти адсорбируется, часть идет на преобразование минеральных веществ. Газ растворяется в воде и выходит на поверхность в виде источников. В некоторых складчатых сооружениях, например Баку и Берингово море расход газа составляет десятки и тысячи кубометров в сутки.

Миграция нефти и газа вместе с водой может происходить и в сорбированном (водой) состоянии — это одна из наиболее распространенных форм их перемещения в хорошо проницаемых породах (внутрирезервуарная миграция). В процессе движения воды нефть и газ могут образовывать самостоятельные фазы. Дальнейшее перемещение выделившихся из воды нефти и газа происходит за счет гравитационного фактора в виде струй по приподнятым частям валообразных поднятий. Таковы основные факторы миграции нефти и газа в коллекторах с хорошей проницаемостью.

В плохопроницаемых породах (алевролитах и глинах) основным фактором миграции является избыточное давление в подстилающих газонасыщенных толщах, обусловливающее диффузию газа.

Миграция облегчается, если:

- увеличивается наклон пласта коллектора, благоприятствующее всплыванию и продвижению нефти вверх по восстанию пласта;

- если происходит общее движение всех флюидов (в т.ч. воды) по восстанию пласта;

- если присутствует газ, снижающий вязкость нефти и способствующий ее продвижению в ловушки.

Движению жидких флюидов в пласте препятствуют:

- встречный поток воды, создающий гидрогеологический барьер (миграция затрудняется и может вовсе прекратиться;

- капиллярные силы, особенно в тонких капиллярах диаметром менее 0,05 мм, когда вода гораздо лучше, чем нефть смачивает большинство минералов и, легко поднимаясь по капиллярам, сужает пережимы в поровых каналах;

- снижение проницаемости на участках пласта.