Οι κύριοι παράγοντες που οδηγούν στην γένεση του πετρελαίου, είναι οι ακόλουθοι:

Transcript

1 ΓΕΩΛΟΓΙΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΩΝ

2 Στόχος και σκοπός: Η ανάλυση στρωματογραφικών και παλαιογεωγραφικών δεδομένων βάση την Ανάλυση Ιζηματογενών Λεκανών, τη Στρωματογραφία Ακολουθιών και τη γεωχημική ανάλυση επιλεγμένων δειγμάτων έτσι ώστε : i.να προσδιοριστεί η δυνατότητα ανάπτυξης και δημιουργίας πεδίων υδρογονανθράκων σε μια περιοχή ii.να δοθούν πιθανές θέσεις γένεσης και αποθήκευσης υδρογονανθράκων iii.να προταθούν πιθανές συμφέρουσες θέσεις γεωτρήσεων για την περαιτέρω εκμετάλλευση τους.

3 Οι κύριοι παράγοντες που οδηγούν στην γένεση του πετρελαίου, είναι οι ακόλουθοι: 1. Ύπαρξη μητρικού πετρώματος (source rock) 2. Ύπαρξη ρηγμάτων, διακλάσεων (migration) 3. Ύπαρξη αποταμιευτήρα (reservoir) 4. Ύπαρξη μονωτήρα (seal) 5. Ύπαρξη παγίδων (traps)

4 οι παραπάνω πέντε κύριοι παράγοντες της πετρελαιογένεσης θα πρέπει να συνυπάρχουν στο πετρελαϊκό σύστημα φόρτισης Το μητρικό πέτρωμα προσφέρει τη γένεση. Τα ρήγματα, οι διακλάσεις ή το πρωτογενές πορώδες προσφέρουν τους δρόμους μετανάστευσης των υδρογονανθράκων. Ο αποταμιευτήρας δίνει τη συγκέντρωση. Το μονωτήριο πέτρωμα προσφέρει την προφύλαξη και Οι παγίδες δίνουν τη φυλάκιση των υδρογονανθράκων. Όλοι αυτοί οι παράγοντες θα πρέπει να τοποθετηθούν με τη σωστή σειρά μέσα στο γεωλογικό χρόνο, έτσι ώστε να έχουμε γένεση και διατήρηση μεγάλης συγκέντρωσης πετρελαίου.

5

6 ΠΕΤΡΕΛΑΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ Εμφανίζεται όταν γεννιέται πετρέλαιο σε ένα μητρικό πέτρωμα, εν συνεχεία αποβάλλεται και τέλος μεταναστεύει διαμέσου ενός στρώματος μεταφοράς σε μία παγίδα ΦΟΡΤΙΣΗΣ Πετρελαικό σύστημα φόρτισης

7 ΧΗΜΙΚΕΣ-ΦΥΣΙΚΕΣ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΤΟΥ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ Το πετρέλαιο είναι μια ανάμειξη από συστατικά υδρογονάνθρακα και αλλά συνθετικά που περιέχουν σημαντικές ποσότητες αζώτου, θειου, οξυγόνου 3 είναι οι κύριες ομάδες συνθετικών στο πετρέλαιο: i. Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες ii. Αρωματικοί υδρογονάνθρακες iii. Συνθετικά αζώτου-θείου-οξυγόνου

8 ΜΗΤΡΙΚΟ ΠΕΤΡΩΜΑ Το πετρέλαιο πηγάζει από βιολογικά προερχόμενο οργανικό υλικό θαμμένο σε ιζηματογενή πετρώματα. Τα μητρικά πετρώματα είναι ιζήματα πλούσια σε οργανικό υλικό προερχόμενο από φωτοσυντιθέμενα θαλάσσια ή λιμναία φύκη και χερσαία φυτά τα οποία περιέχουν χημικά συνθετικά, γνωστά ως λιπίδια (lipids). Οι λιμναίες, δελταϊκές και θαλάσσιες λεκάνες είναι οι κυριότερες αποθετικές θέσεις των μητρικών στρωμάτων.

9 ΜΗΤΡΙΚΟ ΠΕΤΡΩΜΑ Ως μητρικά πετρώματα υδρογονανθράκων καθορίζονται τα λεπτόκοκκα ιζήματα, τα οποία δημιουργήθηκαν, δημιουργούνται ή θα δημιουργηθούν στο φυσικό τους περιβάλλον και θα απελευθερώσουν αρκετό υδρογονάνθρακα για να σχηματίσει μια αξιοσημείωτη συγκέντρωση από πετρέλαιο ή αέριο Οι ανοξικές συνθήκες είναι κρίσιμες για τη διατήρηση του οργανικού υλικού στα ιζήματα. Επομένως η προφήτευση μητρικών πετρωμάτων σχετίζεται κύρια με την προφήτευση που και πότε είναι πιθανόν να υπάρχουν στο γεωλογικό παρελθόν ανοξικές συνθήκες. (0.5 ml / l, μπορεί να ληφθεί σαν το οξικό/ανοξικό επίπεδο.)

10 ΜΗΤΡΙΚΟ ΠΕΤΡΩΜΑ Για τη διατήρηση του οργανικού υλικού στα αποθετικά περιβάλλοντα απαιτούνται αναερόβιες συνθήκες, γιατί περιορίζουν την δραστηριότητα των αερόβιων βακτηρίων και των παρασυρόμενων και βιοαναμοχλευμένων οργανισμών οι οποίοι υποβοηθούν στην καταστροφή του οργανικού υλικού. Ανοξικές συνθήκες αναπτύσσονται εκεί όπου η ζήτηση σε οξυγόνο είναι μεγαλύτερη από το παρεχόμενο οξυγόνο. Το οξυγόνο κύρια καταναλώνεται από την αποσύνθεση του πεθαμένου οργανικού υλικού και για το λόγο αυτό η ζήτηση σε οξυγόνο είναι μεγάλη στις περιοχές υψηλής οργανικής παραγωγικότητας. Σε υδρόβια περιβάλλοντα η παροχή οξυγόνου ελέγχεται κύρια από την κυκλοφορία του οξυγονωμένου νερού και ελαχιστοποιείται εκεί όπου υπάρχουν στάσιμα νερά και στο βυθό (>200m). Ο χρόνος μεταφοράς του οργανικού υλικού στη στήλη του νερού από την ευφωτική ζώνη στον πυθμένα της θάλασσας, το κοκκομετρικό μέγεθος των ιζημάτων και ο ρυθμός ιζηματογένεσης είναι επίσης παράμετροι που επηρεάζουν την απόθεση των μητρικών πετρωμάτων.

11 Η σύνθεση του κηρογόνου στα διαφορετικά μητρικά πετρώματα ελέγχεται σημαντικά από τις συνθήκες ιζηματογένεσης. Χαμηλοί ρυθμοί ιζηματογένεσης, κάτω από συνθήκες καλής οξυγόνωσης, επιτρέπουν τη διατήρηση μόνο του ινερτινίτη, ενώ αναερόβια περιβάλλοντα απόθεσης επιτρέπουν την διατήρηση σχετικά μεγάλων ποσοτήτων από πλούσιων σε υδρογόνο (Η), λιπτινίτη, και έτσι αυξάνεται έντονα το ενδεχόμενο γένεσης υδρογονανθράκων. Το κηρογόνο πάντα αντικατοπτρίζει τον όγκο του συνολικού οργανικού υλικού (TOC).

12 ΧΗΜΙΚΗ ΣΥΝΘΕΣΗ ΟΡΓΑΝΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ Το οργανικό υλικό αποτελείται από τα ακόλουθα χημικά συστατικα Ένυδρους άνθρακες Πρωτεΐνες Λιπίδια Ξυλίτες Μόνο τα λιπίδια και οι ξυλίτες είναι ανθεκτικά και έχουν τη δυνατότητα να ταφούν και να ενσωματωθούν στα ιζήματα.τα λιπίδια βρίσκονται σε θαλάσσιους οργανισμούς και χερσαία φυτά και ο ξυλίτης είναι παρόν μόνο σε χερσαία φυτά Για να διατηρηθεί το οργανικό υλικό στα αποθετικά περιβάλλοντα πρέπει να υπάρχουν αναερόβιες συνθήκες λόγω του ότι περιορίζουν τη δραστηριότητα των αερόβιων οργανισμών και της βιοαναμόχλευσης που καταστρέφουν το οργανικό υλικό. Το οργανικό υλικό στις πηγές πετρωμάτων των υδρογονανθράκων υποδιαιρείται σε 2 ομάδες : Πισσάσφαλτος: Διαλυτό οργανικό υλικό σε οργανικούς διαλύτες, που αντικατοπτρίζουν μονό ένα μικρό λόγο του TCO Κηρογόνο: Αδιάλυτο οργανικό υλικό σε οργανικούς διαλύτες και είναι στερεωμένο στο ιζημα.αντικατοπτρίζει τον όγκο του συνολικού TCO. Με την αύξηση της θερμοκρασίας έχουμε τη χημική διάσπαση του κηρογόνου και σαν αποτέλεσμα προκύπτει η γένεση του πετρελαίου. Καθώς απελευθερώνονται οι υδρογονάνθρακες το υπολειπόμενο κηρογόνο αναπτύσσεται στην κατεύθυνση ανθρακικού υπολείματος. Οι πιο σημαντικοί παράγοντες για τη διάσπαση του κηρογόνου είναι η θερμοκρασία και ο χρόνος

13 Το κηρογόνο ταξινομείται σε τέσσερις κύριους τύπους: 1. Τύπος 1 κηρογόνου ή Λιπτινιτικός τύπος κηρογόνου: λιποειδή συνθετικά, από τα υλικά φυκών. Οι αποθέσεις είναι πλούσιες σε λιπτινίτη, τυπικά σκούρες, και πλούσιες σε TOC. Σχηματίζονται σε λίμνες και σε λιμνοθάλασσες, αλλά και σε θαλάσσια περιβάλλοντα. Εμφανίζει υψηλό λόγο H/C, ενώ έχει χαμηλό λόγο O/C. Μητρικά πετρώματα πλούσια σε λιπτινίτη έχουν μια πολύ καλή δυνατότητα γένεσης πετρελαίου. 2. Τύπος 2 κηρογόνου ή Εξινιτικός τύπος κηρογόνου: μεμβρανώδη φυτικά θραύσματα, όπως σπόροι, γύρη, νεκρά φύλλα κ.α. Η ρετσίνι και το κερί ανήκουν επίσης σ αυτόν τον τύπο κηρογόνου. Τέτοια φυτικά συστατικά παράγονται στη χέρσο, σε λίμνες και ωκεανούς. Έχει υψηλή αναλογία H/C (χαμηλότερο από το λιπτινίτη) και μέτριο λόγο O/C. Τα μητρικά πετρωμάτων πλούσια σε εξινίτη έχουν μια καλή δυνατότητα για τη γένεση του πετρελαίου, συμπυκνωμάτων και υγρού αερίου. 3. Τύπος 3 ή Βιτρινιτικός τύπος κηρογόνου: ξυλώδη υλικά ανωτέρων φυτών. Χαμηλή αναλογίας H/C, αλλά μια αρχικά υψηλή αναλογία O/C. Αυτός ο τύπος είναι το κύριο συνθετικό από τα περισσότερα είδη κάρβουνου. Όμως επιπλέον εμφανίζεται και σε θαλάσσια και λιμναία ιζήματα σε ποικίλες ποσότητες. Αυτός ο τύπος κηρογόνου έχει μεγάλη δυνατότητα για τη γένεση αέριων υδρογονανθράκων, αλλά περιορισμένη για τη γένεση πετρελαίου και συμπυκνωμάτων. 4. Τύπος 4 ή Ινερτινιτικός τύπος κηρογόνου: μαύρα αδιαφανή θραύσματα υψηλής μεταμόρφωσης, συνήθως επανατοποθετημένων παλιών οργανικών υλικών, κύρια προερχόμενων από φυτά. Εξαιτίας της αρχικής οξείδωσης και / ή του υψηλού επιπέδου ανθρακοποίησης, το ποσοστό Η και η αναλογία H/C του ινερτινίτη είναι πολύ χαμηλά. Πετρώματα που περιέχουν μόνο ινερτινίτη πρακτικά δεν έχουν καμία δυνατότητα για πετρέλαιο και αέριο.

14 Οι κύριες θέσεις απόθεσης των μητρικών πετρωμάτων είναι: Λίμνες, Δέλτα και Θαλάσσιες λεκάνες. Ενώ μικρότερης σημασίας είναι τα έλη φρέσκων νερών, μη δελταϊκές ακτογραμμές και ηπειρωτικές κατωφέρειες και υβώματα.

15 ΛΙΜΝΑΙΕΣ ΛΕΚΑΝΕΣ είναι οι πιο σημαντικές θέσεις απόθεσης μητρικών πετρωμάτων σε ηπειρωτικές ακολουθίες. Οι λίμνες πρέπει να ζουν για μακρύ γεωλογικό χρόνο. Οι ανοξικές συνθήκες αναπτύσσονται σε σταθερές λίμνες όταν η στήλη του νερού διαστρωματώνεται. Σε βαθιές λίμνες: συνήθως ελέγχονται τεκτονικά, αναπτύσσονται σε γρήγορα βυθιζόμενα συστήματα ηπειρωτικών ανοιγμάτων διαστολής (extensional rift, continental rift system). Σε χαμηλά γεωγραφικά πλάτη: Σε θερμά, τροπικά, ομοιόμορφα κλίματα το νερό των ποταμών είναι λιγότερο πυκνό, και δεν έχει τη δυνατότητα υψηλής πυκνότητας ροές και μεταφέρει λιγότερο οξυγόνο. Αυτές οι συνθήκες ευνοούν την ανάπτυξη ανοξικών συνθηκών. Σε ξηρό κλίμα: μπορεί να αναπτυχθεί διαστρωμάτωση αλμυρότητας ως αποτέλεσμα της υψηλής απώλειας επιφανειακής εβαποριτοποίησης. Το πάχος των μητρικών πετρωμάτων και η ποιότητα τους είναι βελτιωμένη σε λίμνες με μεγάλη γεωλογική διάρκεια και ελάχιστη κλαστική απόθεση.

16 ΤΑ ΔΕΛΤΑ Μπορεί να είναι σημαντικές θέσεις απόθεσης μητρικών πετρωμάτων. Το οργανικό υλικό μπορεί να προέρχεται από φύκη φρέσκων νερών και βακτήρια σε έλη και λίμνες που δημιουργούνται στη δελταϊκή πλατφόρμα, από το θαλάσσιο φυτοπλαγκτόν και βακτήρια στη δελταϊκή κατωφέρεια, και θαλάσσιους σχιστόλιθους στην προδελταϊκή περιοχή και πιθανά πιο σημαντικά, από μεταφερμένα χερσαία φυτά που αναπτύσσονται στη δελταϊκή πλατφόρμα. Οι διαφορετικοί τύποι δέλτα έχουν και διαφορετική συμπεριφορά. Τα δέλτα εποικοδόμησης (ποτάμιας ή παλιρροϊκής υπερίσχυσης) χαρακτηρίζονται από εξακολουθητικά χαμηλής ενέργειας περιβάλλοντα στη δελταϊκή πλατφόρμα τα οποία ευνοούν τις αποθέσεις μητρικών στρωμάτων. Τα στατικά ή καταστρεπτικά δέλτα (κυματικής υπερίσχυσης) γενικά παράγουν λιγότερο ευνοϊκά περιβάλλοντα για απόθεση μητρικών πετρωμάτων. Η μετανάστευση των παράκτιων φραγμών τείνει να επαναεπεξεργάζονται τα ιζήματα στην κατώτερη δελταϊκή πλατφόρμα και το οργανικό υλικό συνήθως αποικοδομείται σε ένα αδρανές στάδιο.

17 ΟΙ ΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΛΕΚΑΝΕΣ Το πετρέλαιο πηγάζει από θαλάσσια μητρικά πετρώματα. Τα μητρικά στρώματα μπορούν να αναπτυχθούν σε κλειστές λεκάνες με περιορισμένη κυκλοφορία οξυγόνου, ή σε ανοιχτές υφαλοκρηπίδες και κατωφέρειες. Παράδειγμα μοντέρνων κλειστών θαλάσσιων λεκανών είναι η Μαύρη Θάλασσα. Οι μηχανισμοί για την ανάπτυξη μητρικών πετρωμάτων για καθένα από τα περιβάλλοντα αυτά είναι αρκετά διαφορετικοί: 1. Σε κλειστές λεκάνες η υδάτινη στρωμάτωση μειώνει την παροχή οξυγόνου, 2. Σε ανοιχτές υφαλοκρηπίδες / κατωφέρειες η προς τα πάνω ωκεάνια ροή δικαιολογεί: 1. την υψηλή οργανική παραγωγικότητα και για το λόγο αυτό την υψηλή απαίτηση σε οξυγόνο, και 2. την καταπάτηση του ελάχιστου στρώματος οξυγόνου του μέσου νερού των ωκεανών.

18 ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ

19 ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ Γίνεται με τη βοήθεια διόδων μετανάστευσης όπως ρήγματα διακλαδώσεις και γίνεται με πρωτογενή και δευτερογενή τρόπο ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗ

20 ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ Τέλος έχουμε τη μετανάστευση του πετρελαίου από το μητρικό πέτρωμα με τη βοήθεια διόδων μετανάστευσης (ρήγματα, διακλαδώσεις) με πρωταρχικό και με δευτερογενή τρόπο. Η διαδικασία της μετανάστευσης περιλαμβάνει δύο στάδια : αρχικά μέσω του μητρικού πετρώματος και στη συνέχεια μέσω ενός περατού συστήματος. Η μετανάστευση στο περατό σύστημα πραγματοποιείται λόγω της διαφοράς πυκνότητας των ρευστών, και οδηγεί τους υδρογονάνθρακες είτε στην επιφάνεια, είτε σε κάποιο σχηματισμό όπου παγιδεύονται (παγίδα-trap).

21 Πρωτογενής μετανάστευση Παρατηρούμε την αποβολή υδρογονανθράκων από το μητρικό πέτρωμα διαμέσου μικροδομών που δικαιολογείται από την απελευθέρωση της υπερπίεσης. Η αιτία της υπερπίεσης στο μητρικό πέτρωμα μπορεί να είναι ο συνδυασμός της γένεσης πετρελαίου και αερίων, διαστολή των ρευστών σε αυξημένες θερμοκρασίες, συμπύκνωση των μεμονωμένων μονάδων μητρικού πετρώματος, απελευθέρωση του νερού σε αφυδατωμένα αργιλικά ορυκτά. Η αύξηση της πίεσης πολλές φορές είναι αρκετά μεγάλη και μπορεί να προκαλέσει μικροσπασίματα τα οποία απελευθερώνουν πίεση και επιτρέπουν την μετανάστευση του πετρελαίου έξω από το μητρικό πέτρωμα και μέσα σε γειτονικά στρώματα μεταφοράς από τα οποία ξεκινάει η δευτερογενής μετανάστευση.

22

23 Δευτερογενής μετανάστευση Εμφανίζεται με τη μορφή πολυφασικών ροών, δηλαδή ως σταγόνες πετρελαίου ή φυσαλίδες αερίου στο νερό των πόρων που τείνουν να κινηθούν προς τα πάνω λόγω της πλευστότητας ή οδηγούμενες από υδροδυναμικές συνθήκες. Τα τελευταία σημεία της δευτερογενούς μετανάστευσης είναι οι παγίδες ή οι εκροές στην επιφάνεια. Εάν μια παγίδα διαμελιστεί κάποια στιγμή τότε το πετρέλαιο που είχε συγκεντρωθεί σε αυτήν ξαναμεταναστεύει, είτε μέσα σε άλλες παγίδες ή εκρέει στην επιφάνεια. Επίσης οι ζώνες ρηγμάτων μπορούν να λειτουργήσουν τόσο σαν αγωγοί όσο και σαν φραγμοί στη δευτερογενή μετανάστευση. Το υλικό που έσπασε λόγω της τριβής από την κίνηση του ρήγματος είναι συνήθως στεγανό και δεν επιτρέπει το πέρασμα του πετρελαίου. Οι διακλάσεις είτε σε πεσμένο είτε σε ανεβασμένο τέμαχος αν παραμείνουν ανοιχτές μπορεί να σχηματίσουν διόδους μετανάστευσης.

24 ΠΡΩΤΟΓΕΝΗΣ ΚΑΙ ΔΕΥΤΕΡΟΓΕΝΗΣ ΜΕΤΑΝΑΣΤΕΥΣΗ ΥΔΡΟΓΟΝΑΝΘΡΑΚΩΝ

25 ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΗΡΙΟ ΠΕΤΡΩΜΑ Μια απαραίτητη προϋπόθεση για την πετρελαιογένεση είναι η ύπαρξη αποταμιευτήριου πετρώματος με καλό πορώδες και διαπερατότητα. Το πορώδες και η διαπερατότητα επηρεάζονται από την αποθετική γεωμετρία των πόρων των ιζημάτων του αποταμιευτήρα και τις διαγενετικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα μετά την απόθεση.

26 Το πορώδες του αποταμιευτήρα επηρεάζει τα αποθέματα ενός πιθανού ή υπαρκτού πετρελαϊκού πεδίου. Η διαπερατότητα επηρεάζει τον ρυθμό με τον οποίο τα πετρελαϊκά ρευστά μπορούν να κινηθούν έξω από τον αποταμιευτήρα κατά τη διάρκεια της παραγωγής. Μπορεί να αποτελούνται από πελαγικούς ασβεστολίθους με σπασίματα (fractures) μέχρι αιολικούς άμμους με μεγάλο πορώδες. Η διαγένεση μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην ποιότητα του αποταμιευτήρα, ειδικά σε ανθρακικές ακολουθίες.

27

28 ΠΟΡΩΔΕΣ Ένα αποταμιευτήριο πέτρωμα πρέπει να έχει υψηλό πορώδες για να μπορεί να αποτελέσει δεξαμενή πετρελαίου και οι πόροι του πρέπει να συνδέονται σε τέτοιο βαθμό ώστε να επιτρέπει στο περιεχόμενο πετρελαικό ρευστό να ρέει διαμέσου του πετρώματος προς τη γεώτρηση. Το πορώδες του αποταμιευτήρα επηρεάζει τα αποθέματα ενός πιθανού υπαρκτού πετρελαικού πεδίου

29 ΔΙΑΠΕΡΑΤΟΤΗΤΑ Η διαπερατότητα επηρεάζει το ρυθμό με τον οποίο τα πετρελαικά ρευστά μπορούν να κινηθούν έξω από τον αποταμιευτήρα κατά τη διάρκεια παραγωγής.

30 ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΙ ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΗΡΕΣ Χαρακτηρίζονται από υπερβολικά ανομοιογενές πορώδες και διαπερατότητα. Αυτές οι ανομοιογένειες εξαρτώνται από το περιβάλλον απόθεσης των ανθρακικών φάσεων και πολύ περισσότερο από τη δευτερογενή μετατροπή της πρωτογενούς δομής του πετρώματος. Οι κύριοι τύποι πορώδους, είναι: Vuggy (πόροι μεγαλύτεροι των κόκκων), Intergranular (πόροι ανάμεσα στους κόκκους) Intragranular (πόροι εσωτερικά των κόκκων) και Chalky (κιμωλία). Τα διαγενετικά γεγονότα που οδηγούν σε αλλαγές στο πορώδες και την διαπερατότητα μπορούν να συνοψιστούν κάτω από πέντε αιτίες: διαλυτοποίηση, δολομιτοποίηση, κατακερματισμό, τσιμεντοποίηση και επανακρυστάλλωση.

31 ΑΝΘΡΑΚΙΚΟΣ ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΗΡΑΣ

32 ΑΜΜΟΥΧΟΙ ΑΠΟΤΑΜΙΕΥΤΗΡΕΣ Το αρχικό πορώδες και η διαπερατότητα των άμμων εξαρτάται από το μέγεθος των κόκκων, τη διαβάθμιση και ταξιθέτηση των ιδιαίτερων ιζημάτων και συνεπώς οι αποταμιευτήρες αυτοί είναι ευκολότερο να προβλεφθούν από ότι οι ανθρακικοί. Η διαπερατότητα ασύνδετων άμμων μειώνεται όσο μικραίνει το κοκκομετρικό μέγεθος και όσο η ταξιθέτηση γίνεται φτωχότερη.

33 The following microphotographs illustrate features of reservoir rocks This microphotographs illustrates the typical components of a sandstone reservoir: quartz grains (gray), secondary quartz cement (also gray), pore space (dark), and secondary minerals in the pore spaces (brownish). Notice that the original grains are well rounded, but the quartz cement is forming a polygonal crystal. This is an example of well-rounded, clean sandstone. The green area is open pore space. This rock has high porosity and probably high permeability also. Poorly sorted coarse sandstone. The spaces between the large, well-rounded grains are filled by small angular fragments in a dark clay-rich matrix. This rock has very low porosity and permeability. This is a sandstone that has been completely cemented. It is now a quartzite: a metamorphic rock with no porosity left. Notice that irregular grain boundaries, like a jig-saw puzzle.this is the result of pressure solution under high stress conditions. Pressure solution causes the grains to indent each other at the points of contact. This is an oolitic sandstone with most of the primary porosity (space between the round oolites) filled with secondary quartz crystals.

34 ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟΣ ΜΟΝΩΤΗΡΑΣ Η ύπαρξη ενός πετρελαϊκού πεδίου εξαρτάται από την παρουσία ενός αποτελεσματικού περιφερειακού μονωτήρα (cap rock, top seal). Ένας περιφερειακός μονωτήρας ή πέτρωμα κάλυψης είναι απαραίτητος για να μονώσει το πετρέλαιο στην μονάδα αποθήκευσης.. Ένας μονωτήρας είναι αποτελεσματικός εάν η ισχύς του ή η κατανεμημένη πίεσή του υπερβαίνει την προς τα πάνω πίεση της πλευστότητας που παράγεται από την υποκείμενη στήλη υδρογονανθράκων. Η πίεση της πλευστότητας προσδιορίζεται από την πυκνότητα των υδρογονανθράκων και το ύψος της στήλης τους. Απαιτείται ένας μονωτήρας με υπερβολικά μικρό μέγεθος πόρων για να εμποδίσει την ανύψωση της επίπλευσης-πλευστότητας μιας υψηλής υποκείμενης στήλης αερίων. Το ιδανικό πέτρωμα κάλυψης είναι από λεπτόκοκκη λιθολογία, και είναι εύπλαστο και πλευρικά συνεχές. Οι αποτελεσματικότερες λιθολογίες μονωτήρων είναι τα λεπτόκοκκα κλάσματα και οι εβαπορίτες. Η πλαστικότητα είναι και αυτή μια σημαντική απαίτηση, ιδιαίτερα σε τεκτονισμένες περιοχές. Το αλάτι και ο ανυδρίτης είναι τα πιο εύπλαστα υλικά, ακολουθούμενα από σχιστόλιθους πλούσιους σε οργανικό υλικό. Οι μονωτήρες δεν είναι απαραίτητο να έχουν μεγάλο πάχος για να είναι αποτελεσματικοί, φτάνει να διατηρούνται πλευρικά σε μεγάλες αποστάσεις. Ομοίως το βάθος ταφής δεν φαίνεται να είναι κρίσιμο, διότι η μόνωση μπορεί να είναι αποτελεσματική σε όλα τα βάθη.

35 ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΟΣ ΜΟΝΩΤΗΡΑΣ

36 ΠΑΓΙΔΕΣ Η τελική απαίτηση για τη λειτουργία της πετρελαϊκής γένεσης είναι η παρουσία παγίδων εσωτερικά του πεδίου των πλωτών διόδων. Η παγίδα αντικατοπτρίζει τη θέση ενός υποεπιφανειακού εμποδίου στη μετανάστευση του πετρελαίου προς την επιφάνεια της γης, το οποίο αιτιολογεί μια τοπική συγκέντρωση πετρελαίου.

37 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΑΓΙΔΩΝ Οι δομικές παγίδες, σχηματίστηκαν από τεκτονικές, διαπυρικές και βαρυτικές διαδικασίες. Σαν παραδείγματα δομικών παγίδων είναι οι πτυχές, τα αντίκλινα, οι αλατούχοι δόμοι και οι διαπυρικές δομές. Οι στρωματογραφικές παγίδες, είναι αυτές που κληρονομήθηκαν από την πρωτογενή αποθετική μορφολογία, ή τις ασυνέχειες μέσα στη λεκάνη πλήρωσης, ή από μεταγενέστερες διαγενετικές επιδράσεις. Παραδείγματα στρωματογραφικών παγίδων είναι τα ποτάμια κανάλια, τα φραγματικά αναχώματα-φραγμοί, τα υποθαλάσσια ριπίδια, οι ανθρακικοί ύφαλοι κ.α.. Οι υδροδυναμικές παγίδες, είναι αυτές που σχηματίστηκαν από την κίνηση των εσωτερικά ευρισκόμενων ρευστών διαμέσου της λεκάνης, και σε παγκόσμιο πλαίσιο είναι γενικά σπάνιες. Παρόλη τη σπανιότητα τους, οι υδροδυναμικές επιδράσεις είναι σημαντικές σε μερικές λεκάνες προχώρας.

38 Στρωματογραφικές παγίδες

39 Στρωματογραφικές παγίδες. Εξ αιτίας της ασυμφωνίας παγιδεύονται οι υδρογονάνθρακες κάτω απ αυτήν.

40 Δομικές παγίδες (ρήγματα και αντίκλινα)

41

42 Δομικές παγίδες

43 Σύστημα παγίδων εξ αιτίας ρηγμάτων

44 Ίσως όμως η σπουδαιότερη παράμετρος των παγίδων είναι ότι δεν φτάνει μόνο να υπάρχει μια ιδανικής γεωμετρίας μονωτήρια παγίδα για την ύπαρξη μιας πετρελαϊκής παγίδας, αλλά ο χρόνος της ανάπτυξής της θα πρέπει να θεωρείται σύγχρονος. Έτσι η κατανόηση της ιστορίας ανάπτυξης των ανεξάρτητων παγίδων μαζί με την ιστορία ταφής και θέρμανσης της λεκάνης, είναι βασική για την ανάπτυξη πιθανών πετρελαίων.

45

46 ΠΑΛΑΙΟΣΤΡΩΜΑΤΟΓΡΑΦΙΑ Η σωστή αναγνώριση και ερμηνεία των υπαρχόντων μέγα-ακολουθιών είναι το πρώτο βήμα στην κατεύθυνση κατασκευής των γεωλογικών μοντέλων για την εκτίμηση της γένεσης πετρελαίου. Η στρωματογραφική διάρθρωση κάθε μέγα-ακολουθίας ελέγχεται από την αλληλεπίδραση της τεκτονικής βύθισης, του ρυθμού ιζηματογένεσης και τις αλλαγές της στάθμης της θάλασσας. Στην ανάλυση των λεκανών επίσης περιγράφονται οι διαδικασίες που ελέγχουν τις ιζηματογενείς φάσεις και την κατανομή τους μέσα στις αποθετικές ακολουθίες. Αυτό σχηματίζει τη βάση για την προφήτευση των μητρικών, αποταμιευτήριων και μονωτήριων πετρωμάτων. Η επιτυχία είναι να επιτευχθεί μια αξιόπιστη χρονοστρωματογραφική ερμηνεία της ακολουθίας, έτσι ώστε η κατανομή και η φύση των ιζηματογενών φάσεων να γίνουν κατανοητές σε όρους των γεωλογικών διαδικασιών που εφαρμόζονται σε συγκεκριμένους χρόνους.

47 Σε μια μικρή σύνοψη από όλα τα παραπάνω θα μπορούσαμε να πούμε ότι: 1. Μια αποταμιευτήρια μονάδα, ικανή να αποθηκεύσει τα ρευστά πετρελαίου και αποδίδοντας αυτά μέσα από γεωτρήσεις με εμπορικούς ρυθμούς. 2. Ένα πετρελαϊκό σύστημα φόρτισης, συνθέτοντας μητρικά με θερμικά ώριμα πετρώματα πετρελαίου ικανά να αποβάλλουν ρευστά πετρελαίου μέσα στο πορώδες των στρωμάτων μεταφοράς, τα οποία μεταφέρουν αυτά σε θέσεις συγκέντρωσης (παγίδες) στην χοντρική αποταμιευτήρια μονάδα. 3. Έναν περιφερειακό μονωτήρα ή πέτρωμα κάλυψης της αποταμιευτήρας μονάδας, η οποία περιέχει τα πετρελαϊκά ρευστά στο στρωματογραφικό επίπεδο του αποταμιευτήρα. 4. Πετρελαϊκές παγίδες, οι οποίες συγκεντρώνουν το πετρέλαιο σε ιδιαίτερες θέσεις επιτρέποντας την εμπορική εκμετάλλευση. 5. Η σύγχρονη σχέση των παραπάνω τεσσάρων παραμέτρων δίνει την δυνατότητα π.χ. να υπάρχουν διαθέσιμες παγίδες την χρονική στιγμή της πετρελαϊκής φόρτισης.

48

49

50