Классификация ловушек
Существует множество классификаций ловушек для нефти и газа. Последняя классификация Клаппа включает следующие основные их разновидности: 1) антиклинальные структуры, 2) синклинальные структуры, 3) гомоклинальные структуры, 4) куполовидные структуры, или «купола», 5) несогласия, 6) линзы песчаных пород, 7) трещины и пустоты независимо от их структурного положения, 8) структуры, обусловленные дизъюнктивными нарушениями. Херой подразделяет ловушки на: 1) седиментационные, 2) диагенетические, 3) деформационные.
Вильсон выделяет: 1) закрытые резервуары: а) закрытые локальной деформацией слоев; б) изолированные вследствие изменения пористости пород (для их формирования не требуется никакой деформации слоев, кроме регионального наклона); в) изолированные благодаря сочетанию складок и изменений пористости пород; г) изолированные благодаря сочетанию дизъюнктивных нарушений и изменений пористости пород; 2) открытые резервуары (не имеют промышленного значения). Хилд различает две группы резервуаров: 1) изолированные локальными деформациями слоев; 2) изолированные вследствие изменения проницаемости пород. Подробную классификацию предложил Вилхелм; в ней сделана попытка учесть все факторы, принимающие участие в формировании ловушки. Основными подразделениями этой классификации являются: 1) ловушки, связанные с выпуклостью слоев; 2) ловушки, связанные с изменениями проницаемости пород; 3) ловушки, связанные с выклиниванием коллектора; 4) соляные ловушки; 5) диапировые ловушки.
Ни одна из перечисленных классификаций не является полностью исчерпывающей, поскольку существует множество уникальных по своей природе ловушек, которые в совокупности не могут быть отражены даже в самой подробной классификационной схеме. Хочется, однако, верить, что предлагаемая ниже схема не менее полезна, чем другие. Несмотря на свою простоту, она охватывает большую часть известных видов ловушек, с которыми могут быть связаны промышленные запасы нефти и газа. Это не всеобъемлющая классификация, но все встречающиеся исключения можно будет оговорить. По этой классификации ловушки подразделяются на три основных типа: 1) структурные ловушки, 2) стратиграфические ловушки и 3) ловушки, представляющие собой комбинацию первых двух типов.
Приводимые в качестве примеров классификации ловушек наглядно отражают смешение различных понятий в зарубежной нефтегеологической литературе. Одни авторы (Вильсон, Хилд) приравнивают ловушки к природным резервуарам, другие (Клапп, Вилхелм) рассматривают собственно ловушки для залежей нефти и газа наравне со структурными элементами, контролирующими нефтяные и газовые месторождения.
На кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ предложена морфологическая классификация ловушек, различающая следующие классы и подклассы:
I. Незамкнутые¹: 1) в перегибах слоев, 2) в эрозионных выступах и 3) в выступах биогермов.
II. Полузамкнутые: 1) литологического выклинивания: а) первичного, или фациально-седиментационного, и б) вторичного (в смысле потери породой резервуаром своих коллекторских свойств вследствие процессов диа- или катагенеза и гипергенных изменений); 2) стратиграфического (вторичного) выклинивания (экранирование поверхностью несогласия) и 3) тектонического выклинивания - экранирования разрывами (в том числе, по В.Б. Оленину, у ядер диапиров и у интрузий).
III. Замкнутые (в участках повышенной пористости и проницаемости). В учебнике Н.А. Еременко «Геология нефти и газа» («Недра», 1968) ловушки подразделены по условиям их образования на: 1) ловушки складчатых дислокаций; 2) ловушки разрывных дислокаций; 3) ловушки стратиграфических несогласий; 4) ловушки литологические; 5) различные комбинации перечисленных типов.
Следует признать право на существование, а следовательно и полезность, нескольких классификаций ловушек по различным существенным признакам.
- Структурной называется ловушка, у которой верхняя ограничивающая поверхность изогнута выпуклой стороной вверх, в связи с какой-либо местной деформацией коллекторского пласта, например образованием складки, разрыва или того и другого вместе. Контуры залежи, приуроченной к структурной ловушке, определяются полностью или частично пересечением подстилающего залежь зеркала подземных вод с покрышкой, перекрывающей деформированную породу-коллектор.
- Стратиграфической называется ловушка, основным фактором формирования которой являются некоторые отклонения в стратиграфических соотношениях или литологическом составе пластов, или и то и другое вместе. К этим отклонениям относятся фациальное замещение, локальное изменение пористости и проницаемости пород или выклинивание коллекторского пласта по восстанию независимо от того, чем оно обусловлено. Площадь залежи, связанной со стратиграфической ловушкой, контролируется целиком или в значительной мере теми или иными фациально-стратиграфическими изменениями, которые претерпевает коллекторский пласт. В одних случаях залежь может покоиться на подстилающем зеркале подземных вод, которое либо горизонтально, либо наклонено, в других - полностью занимать весь объем коллектора, не имея под собой сколько-нибудь значительной массы пластовой воды. Во многих стратиграфических ловушках важным фактором улавливания нефти и газа, очевидно, являются нисходящие водные потоки, создающие своего рода стратиграфический барьер на пути восходящего движения нефти и газа.
- Комбинированные ловушки. Между двумя названными типами ловушек имеется почти полный набор переходных типов, среди которых можно встретить ловушки любой мыслимой комбинации структурных и стратиграфических вариантов. Ловушки, в формировании которых явно преобладает структурный или стратиграфический фактор, могут быть легко отнесены к структурному или стратиграфическому типу. Если же переходный тип находится где-то посередине между структурным и стратиграфическим, оценить относительную роль в формировании ловушки упомянутых основных факторов становится весьма затруднительным. Ловушки переходной группы, сформированные при равном участии структурного и стратиграфического факторов, лучше всего называть комбинированными.
Когда мы говорим о «ловушке», то практически имеем обычно в виду какой-то ограниченный объем пород; термины же «структурная ловушка», «стратиграфическая ловушка», «антиклинальная ловушка», «комбинированная ловушка» употребляются нами в тех случаях, когда необходимо определить природу этих образований. Положение залежи внутри ловушки может частично зависеть от циркуляции пластовых вод. В случае их неподвижности залежь занимает наиболее приподнятую часть ловушки; если же вода движется, залежь может смещаться на различные расстояния вниз по уклону ловушки. Движение воды определяется гидравлическим градиентом, свойственным коллектору. Таким образом, в особых гидродинамических условиях и при некоторых значениях температуры и давления в пласте, наблюдающихся ныне или существовавших в геологическом прошлом, образовавшаяся ловушка может оказаться непродуктивной.
¹Незамкнутые ловушки, типичным примером которых служат сводовые или антиклинальные ловушки, являются ловушками гидравлическими; газ и нефть в таких ловушках со всех сторон подпираются водой.