ВЪВЕДЕНИЕ, АНОМАЛНО ВИСОКО НАЛЯГАНЕ В РЕЗЕРВОАРА - Природа на необичайно високото налягане в резервоара
Изложени са около 30 хипотези и предположения за естеството и механизма на образуване на AHRP, които са отразени в множество публикации на съветски и чуждестранни изследователи.
Проявата на необичайно високо налягане веднага привлече вниманието във връзка с проблема с пробиването на кладенци.
Различни фактори могат да доведат до необичайно налягане при формиране. д. налягания, които се различават от нормалните. За да се прецени причините за генезиса на тези налягания, е необходимо да се разбере необходимата роля на петрофизичните и геохимичните параметри и тяхната връзка със стратиграфската, структурната и тектонската история на геоложкото развитие на изследваните басейни и области.Тъй като условията за формиране на аномални налягания могат да бъдат причинени от някои фактори, трябва да бъдете внимателни, когато се изяснява техният генезис в нова област. Невъзможно е механично да се прехвърлят идентифицираните причини за възникването на анормални налягания в резервоара в добре проучен район към подобни условия в близък район, подобен по своята геоложка структура, който все още не е достатъчно проучен чрез сондиране [6].
Има много обяснения за възникването на повишено налягане в порното пространство, изпълнено с подземни течности: например локално нагряване на определен обем от подземната хидросфера, образуване на газови находища и т.н. Всяко обяснение характеризира само отделни прояви на аномалии и не може да претендира, че обосновава факта на съществуването на явлението в доста обширни територии на Западен Сибир, Северен Предкавказие, Волго-Уралския регион, Тюрк Менистан, Азербайджан и др. [4].
Неотложността на проблема. Големите дълбочини имат значителни резерви за търсене на въглеводородни залежи, напротив, развитието на подпочвените земи при условия на такива дълбочини е изправено пред сериозни технически проблеми.основно причинено от необичайно високи налягания при формиране (AHRP). Аномални резервоарни налягания в подпочвения слой са забелязвани от зората на развитието на нефтената индустрия, но доста рядко. Сега AHRP са известни в почти всички видове нефтени и газови басейни. И колкото повече проучвателна работа отива на голяма дълбочина, толкова по-очевиден е изводът: по-нататъшното увеличаване на запасите от въглеводороди е немислимо без възможността за разработване на находища в зоните на AHFP [1].
AHRP е налягането, действащо върху флуидите (вода, нефт, газ), съдържащи се в порестото пространство на скалата, чиято стойност се различава от нормалната (хидростатична) [4].
Налягания в резервоара надвишават хидростатичното, т.е. налягането на колона прясна вода (плътност 103 kg/m 3 ), равно на височина на дълбочината на образуването в точката на измерване, се нарича необичайно високо (AHRP), по-малко от хидростатично - необичайно ниско (ANPD).
Анормално налягане в резервоара съществува в изолирани системи. Естеството на възникването и връзката на аномалните налягания не могат да бъдат обяснени досега.Основните причини за образуването на аномално резервоарно налягане са уплътняването на глинести скали, катагенетичната трансформация на скалите и съдържащата се в тях органична материя, процесите на тектогенезата и геотермалните условия на земните недра. Всеки от тези фактори може да преобладава в зависимост от геоложката структура и историята на развитие на региона. Въпреки това, според някои изследователи, най-важният, очевидно, е температурният фактор, т.к. коефициентът на топлинно разширение на различни течности, съдържащи се в изолиран обем от скали, е много по-голям от този на минералните компоненти на скалите.
Появата на необичайно високо пластово налягане се обяснява със следните причини:
1.Пренасяне на част от скалния натиск върху находището. Ако скалният скелет е слаб, тогава част от скалното налягане се прехвърля към течността или газа в неговите пори. Такива скали със слаб скелет включват по-специално глини. Следователно в изолирани лещовидни резервоари с форма на джоб, разположени вътре в глинести пластове, възникват аномални налягания, които надвишават нормалното хидростатично налягане.
2. Вторично увеличение на обема на резервоара в зони с висока температура. В зоната на големи дълбочини и високи температури сложните въглеводородни съединения с дълги вериги се разрушават с образуването на голям брой прости молекули. Увеличаването на броя на молекулите води до увеличаване на обема. Увеличаването на обема на резервоара води до повишаване на налягането вътре в затворен резервоар. Поради тази причина AHRP често се наблюдава в газови кондензатни находища, образувани поради разрушаването на нефтен и газов резервоар.
3. По време на земетресения възниква краткотрайно повишаване на налягането в резервоара. Наблюденията показват, че в сеизмично активни зони преди земетресение дебитът на нефт в кладенците се увеличава.
4. Тектонски движения по разломи. В повдигнатия блок на находището, разкъсан от разломи, за дълго време ще се запази предишното високо резервоарно налягане, характерно преди издигането му.
5. Вторично намаляване на обема на порите в колекторите при кристализацията на цимента в крайните части на резервоара. В този случай депозитът придобива затворен и полузатворен характер.
По този начин необичайно високото налягане в резервоара възниква под влияние на различни причини, но основните са затворената лещовидна форма на резервоара, запечатването му от всички страни с непропускливи скали.
В недрата на Земята също има находища, които имат необичайно нискарезервоарно налягане. Появата му може да се дължи на вторично увеличаване на обема на резервоара поради възникването на вторично фрактуриране. Понижени налягания възникват и когато отлаганията се понижат отново. В същото време възстановяването на ново налягане в резервоара не се случва веднага и за дълго геоложко време ниското налягане в резервоара, което е съществувало преди неговото потъване, ще остане в находището.
Аномални резервоарни налягания бяха установени чрез пробиване на множество кладенци на сушата и във водни зони по време на търсенето, проучването и разработването на находища на нефт и газ в седименти от плейстоцена до докамбрия в широк диапазон от дълбочини. AHFP е по-често срещан, особено те са широко развити на големи дълбочини (повече от 4 km). Обикновено AHRP надвишава хидростатичното налягане с 1,3-1,8 пъти, много по-рядко с 2,0-2,2; те обаче обикновено не достигат стойностите на геостатичното налягане, упражнявано от теглото на лежащите над тях скали. Въпреки това, в изолирани случаи на големи дълбочини са регистрирани AHRP, равни или надвишаващи стойностите на геостатичното налягане, което очевидно се дължи на действието на допълнителни фактори (например в резултат на земетресения, кален вулканизъм, растеж на солени куполни структури). AHFP се срещат във Волго-Уралския, Южнокаспийския, Днепър-Донецкия, Западносибирския, Афганистанско-таджикския, Северно-Прекарпатския и други нефтени и газови басейни; в чужбина - в басейните на Персийския и Мексиканския залив, Caxapo-Източно Средиземноморие, Централна Европа и др.
Наличието на AHRP влияе благоприятно върху свойствата на резервоара на вместващите скали, увеличава времето за естествена експлоатация на нефтени и газови находища без използването на скъпи вторични методи, увеличава специфичните запаси на газ и дебита на кладенеца,е благоприятно по отношение на безопасността на натрупванията на въглеводороди, показва наличието на изолирани области и зони в нефтени и газови басейни. Зоните на AHFP, развити на големи дълбочини, особено там, където имат регионално разпространение, съдържат значителни ресурси от метан, който е в разтворено състояние в прегрята (до 150-200 ° C) вода. Може да се извлича метан, а също така може да се използва хидравличната и топлинната енергия на водата. От друга страна, AHRP са източник на инциденти по време на процеса на сондиране.
Неочакваното отваряне на AVPD зоните е причина за много усложнения, чието отстраняване води до големи материални разходи. При сондиране в зони на AHFP, сондажната течност се утежнява, за да се предотврати издухване от кладенци. Но такова решение може да абсорбира слоеве с хидростатично налягане и ANPD. Необичайно ниските пластови налягания обикновено възникват на етапа на дългосрочно развитие на находището, когато енергията на пласта е почти изчерпана и пластовото налягане е под хидростатичното налягане. Следователно, преди отварянето на скалите с AHFP, надлежащите абсорбиращи слоеве се покриват с колона. Ако е известно разпределението на налягането в скалите в дълбочина, тогава е възможно да се избере оптималната конструкция на сондажа, технологията на пробиване и циментиране и да се предотвратят възможни усложнения и аварии. Наличието на AHRP зони значително увеличава цената на кладенците. За прогнозиране на AHRP се използват основно сеизмични проучвания, данни от сондажи и различни видове каротаж (електрически, акустичен, гама-лъчев, неутронен и др.).
Както беше отбелязано по-горе, при нормални условия налягането в резервоара във всяка точка в резервоар за нефт и газ е равно на хидростатичното налягане, измерено на ниво OWC, плюс свръхналягане. В естествени условия има много находища, особено нана големи дълбочини, като пластовото налягане значително надвишава изчисленото хидростатично налягане [2].