З найдавніших часів люди використовували нафту і газ там, де спостерігалися їх природні виходи на поверхню землі. Такі виходи зустрічаються і зараз. У нашій країні - на Кавказі, в Поволжі, Приуралля, на острові Сахалін. За кордоном - в Північній і Південній Америці, в Індонезії і на Близькому Сході.
Всі поверхневі прояви нафти і газу приурочені до гірських районів і міжгірських западин. Це пояснюється тим, що в результаті складних горотворних процесів нафтогазоносні пласти, що залягали раніше на великій глибині, виявилися близько до поверхні або навіть на поверхні землі. Крім того, в гірських породах виникають численні розриви і тріщини, що йдуть на велику глибину. За ним виходять на поверхню нафту і природний газ.
Найбільш часто зустрічаються виходи природного газу - від ледь помітних бульбашок до потужних фонтанів. На вологому грунті і на поверхні води невеликі газові виходи фіксуються по з'являтимуться на них бульбашок. При фонтанних ж викидах, коли разом з газом вивергаються вода і гірська порода, на поверхні залишаються грязьові конуси заввишки від кількох до сотень метрів. Представниками таких конусів на Апшеронському півострові є грязьові «вулкани» Тоурагай (висота 300 м) і Кянізадаг (490 м). Конуси з бруду, що утворилися при періодичних викидах газу, зустрічаються також на півночі Ірану, в Мексиці, Румунії, США та інших країнах.
Природні виходи нафти на денну поверхню відбуваються з дна різних водойм, через тріщини в породах, через просочені нафтою конуси (подібні грязьовим) і у вигляді порід, насичених нафтою.
На річці Ухті з дна через невеликі проміжки часу спостерігається спливання невеликих крапель нафти. Нафта постійно виділяється з дна Каспійського моря недалеко від острова Житлового.
У Дагестані, Чечні, на Апшеронському і Таманському півострові, а також в багатьох місцях земної кулі є численні нафтові джерела. Такі поверхневі нефтепроявленія характерні для гірських регіонів з сильно порізаним рельєфом, де балки та яри врізаються в нафтоносні пласти, розташовані поблизу поверхні землі.
Іноді виходи нафти відбуваються через конічні горби з кратерами. Тіло конуса складається з загусла окисленої нафти і породи. Подібні конуси зустрічаються на Небіт-Дазі (Туркменія), в Мексиці та інших місцях. На острові Трінідат висота нафтових конусів досягає 20 м, а площа «нафтових озер» навколо них - 50 га. Поверхня таких «озер» складається з загусла і окисленої нафти. Тому навіть в жарку погоду людина не тільки не провалюється, але навіть не залишає слідів на їх поверхні.
Породи, просочені окисленої і затверділої нафтою, іменуються «кірамі». Вони широко поширені на Кавказі, в Туркменії та Азербайджані. Зустрічаються вони, хоча і рідше, на рівнинах: на Волзі, наприклад, є виходи вапняків, просочених нафтою.
Протягом тривалого часу природні виходи нафти і газу повністю задовольняли потреби людства. Однак розвиток господарської діяльності людини вимагало все більше джерел енергії.
Прагнучи збільшити кількість споживаної нафти, люди стали рити колодязі в місцях поверхневих нефтепроявленій, а потім бурити свердловини.
Спочатку їх закладали там, де нафта виходила на поверхню землі. Але кількість таких місць обмежена. В кінці минулого століття був розроблений новий перспективний спосіб пошуку. Буріння стали вести на прямій, що сполучає дві свердловини, вже дають нафту.
У нових районах пошук родовищ нафти і газу вівся практично наосліп, кидаючись з боку в бік. Цікаві спогади про закладення свердловини залишив англійський геолог К. Крег.
«Для вибору місця з'їхалися завідувачі бурінням і керуючі промислами і спільно визначили ту площу, в межах якої повинна бути закладена свердловина. Однак зі звичайною в таких випадках обережністю ніхто не наважувався вказати ту точку, де слід було починати буріння. Тоді один з присутніх, що відрізнявся великою сміливістю, сказав, вказуючи на кружляв над ними ворону: «Панове, якщо вам все одно, давайте почнемо бурити там, де сяде ворона. »Пропозиція була прийнята. Свердловина виявилася надзвичайно вдалою. Але якби ворона пролетіла на сотню ярдів далі на схід, то зустріти нафту не було б ніякої надії. »Зрозуміло, що так не могло тривати довго, адже буріння кожної свердловини коштує сотні тисяч доларів. Тому гостро постало питання про те, де бурити свердловини, щоб безпомилково знаходити нафту і газ.
Це зажадало пояснити походження нафти і газу, дано потужний поштовх розвитку геології - науки про склад, будову та історії Землі, а також методів пошуку та розвідки нафтових і газових родовищ.
1.1 покладів вуглеводнів У ПРИРОДНОМУ СТАНІ
Природний резервуар - природне вмістилище нафти, газу і води (усередині якого може відбуватися циркуляція рухливих речовин) форма якого обумовлюється співвідношенням колектора з вміщають його погано проникними породами.
Види: пластовий, масивний, Лінзовідно (литологически обмежений з усіх боків).
Пластовий резервуар (Малюнок 1.1) являє собою колектор, обмежений на значній площі в покрівлі і підошві погано проникними породами. Особливостями такого резервуара є збереження потужності і літологічного складу на великій площі.
Малюнок 1.1 - Принципова схема пластового резервуара
1 - колектор (пісок); 2 - погано проникні породи
Під масивним резервуаром розуміють потужні товщі порід, що складаються з багатьох проникних пластів, не відділених один від іншого погано проникними породами.
Більшість масивних резервуарів особливо широко поширених на платформах, представлено вапняково-доломітизованими товщами.
Слабо проникні породи покривають всю цю товщу зверху. За характером їхніх порід масивні резервуари поділяються на дві групи:
1. однорідні масивні резервуари - складені порівняно однорідної товщею порід, здебільшого карбонатних (Малюнок 1.2а).
Малюнок 1.2а - Схема однорідного масиву
2. неоднорідні масивні резервуари - товща порід неоднорідна. Літологічних вона може бути представлена, наприклад, чергуванням вапняків, пісків і пісковиків, зверху перекритих глинами. (Малюнок 1.2б)
Малюнок 1.2б - Схема неоднорідного масиву
Резервуари неправильної форми, литологически обмежені з усіх боків (Малюнок 1.3) .У цю групу об'єднані природні резервуари всіх видів, в яких насичують їх газоподібні і рідкі вуглеводні оточені з усіх боків або практично непроникними породами, або породами, насиченими слабоактивними водою.
Малюнок 1.3 - Резервуар, литологически обмежений з усіх боків практично непроникними породами
Яким би не був механізм утворення вуглеводнів для формування великих скупчень нафти і газу необхідно виконання ряду умов:
ü наявність проникних гірських порід (колекторів);
ü непроникних гірських порід, що обмежують переміщення нафти і газу по вертикалі (покришок);
ü а так же пласта особливої форми, потрапивши в який нафту і газ виявляються як би в глухому куті (пастці).
Пастка - частина природного резервуара, в якому завдяки різного роду структурним дислокациям, стратиграфическому або литологическому обмеження, а так само тектонічному екрануванню створюються умови для скупчення нафти і газу.
Гравітаційний фактор викликає в пастці розподіл газу, нафти і води за питомими вагами.
Типи пасток (Малюнок 1.4):
Структурна (сводовая) - утворена в результаті вигину шарів;
Стратиграфическая - сформована в результаті ерозії пластів - колекторів і перекриття їх потім непроникними породами;
Тектонічна - утворена в результаті вертикального переміщення місць обриву відносно один одного, пласт-колектор в місці тектонічного порушення може стикатися з непроникною гірською породою.
Літологічна - утворена в результаті літологічного заміщення пористих проникних порід непроникними.
Близько 80% покладів в світі пов'язано з пастками структурного типу.
Малюнок 1.4 - Типи пасток
Скупчення нафти, газу, конденсату та інших корисних супутніх компонентів, зосереджені в пастці, обмежені поверхнями різного типу, в кількості, достатній для промислової розробки, називається залежью.
Типи: пластова, масивна, литологически обмежена, стратиграфически обмежена, тектонічно екранована (Малюнок 1.5А - д).
Малюнок 1.5А - Пластовий тип поклади
Малюнок 1.5г - Поклад тектонічно екранованого типу
Малюнок 1.5д - Поклад масивного типу
Поверхня, що розділяє нафту і воду або нафту і газ, називається відповідно водонефтяного або газонафтових контактом. Лінія перетину поверхні контактів з покрівлею пласта називається відповідно зовнішнім контуром нафтоносності або газоносності, а з підошвою пласта - внутрішнім контуром нафтоносності або газоносності (Малюнок 1.6). Найкоротша відстань між покрівлею і підошвою нефтегазаносного пласта називають його товщиною.
Малюнок 1.6 - Схема поклади пластового типу
Частини пласта: 1 - водяна, 2 - водонефтяная, 3 - нафтова, 4 - газонафтова, 5 - газова; 6 - породи-колектори; Н - висота поклади; hг. h н - висоти відповідно газової шапки і нафтової частини поклади.
Під родовищем нафти і газу розуміється сукупність покладів, приурочених територіально до однієї площі і зведених зі сприятливою тектонічної структурою. Поняття родовище і поклад рівнозначні, якщо на одній площі є всього одна поклад, таке родовище називається однопластовим. Родовище, що має поклади в пластах (горизонтах) різної стратиграфической приналежності, прийнято називати многопластового.
Залежно від фазового стану та основного складу вуглеводневих сполук в надрах поклади нафти і газу поділяються на нафтові, які містять тільки нафту, в різного ступеня насичену газом: газові. якщо воно містить тільки газові поклади, що складаються більш ніж на 90% з метану, газонафтових і нафтогазові (двофазні). У газонафтових покладах основна за обсягом частина нафтова і менша - газова, в нафтогазових - газова шапка перевищує за обсягом нафтову частину. До нафтогазовим, ставляться так само поклади з вкрай незначною за обсягом нафтової частиною - нафтовий облямівкою. Газоконденсатнонефтяние і нафтогазоконденсатні. в перших - основна за обсягом нафтова частина, а по-друге газоконденсатна (Малюнок 1.7).
До газоконденсатних відносять такі родовища, з яких при зниженні тиску до атмосферного виділяється рідка фаза - конденсат.
Малюнок 1.7 - Класифікація покладів по фазовим станам вуглеводнів
1.2 ФАКТОРИ, ЩО ВИЗНАЧАЮТЬ ВНУТРІШНЯ БУДОВА покладів