Rocile colectoare

Reprezinta cel mai imp. element pt form zac de Hdc.Reprez. suportul mineral al petrolului al gazelor si al

apei de zacamint .Se mai numesc roci magazine , roci rezervor

In prospectiunea petroliera atunci cind se intrepreteaza profilele seismice , rocile colct sunt primele

cautate pe aceste profile. Sunt reprezen. prin : roci carbonatice si siliciclastice.Rocile carbonati..sunt

reprez. prin toate varitatile de calcare si dolomite fisurate , vacuolare.Rocile siliciclastice sunt

reprezentate prin gresii , m rar conglom. sau microconglom. Se mai num. roci clastice terigene.Pot fi

consolidate (gresii , microcongl. ,congl) si neconsolidate (nisip si pietris).

Rocile colectoare se caracterizeaza prin doua prop fundamentale :

1) capacit. de inmagazinare a petrol. si a gzelor in spatii libere, proprietate control de porozitate

si

2) propriet. de a permite curgerea fluidelor : petrol , apa , gazela gradienti mici de presiune,

prop.control de permeabilitate.Alte prop. :saturatia in fluide , tortuozitatea , gradul de

interconectare al canalelor.Toate aceste propr. sunt controlate de comp. min. a roc colect. , de

grd. de compactare si de ev. geol. a lor

Porozitatea reprez una din cele imp prop a roc colect deoarece de marimea porilor va depinde

cantit de Hdc acumul in aceste roci Dpdv

al formei spatiilor deosebim urmatoarele tipuri de de porozitate:

a) intergranulara (total spatiilor libere dintre granule le rocilor colectoare .Se intilneste la gresii ,

pietrisuri rar la calc si dolomite)

b) fisurala ( total . fisurilor unei roci : calcare , dolomite )

c) vacuolara ( total vacuolelor la cac si dolomite)

d) matriciala reprezen prin porii din matricea cal si dolom

Poroz reprez totalit spatiilor libere din roca rezervor. Se pot definii mai multi coef.de poroz :

1)poroz absoluta sau totala ce prezinta rap dintre vol spatiuporos si vol brut al rocii si notata cu

m

2) poroz efectiva si reprez rap dintre vol spat poros saturat cu Hdc si vol brut al rocii notata cu

me

3) poroz utila ce reprez poroz data de porii interconectati prin care curg doar Hdc

4) poroz dinamica ce este data de porii interconectati prin care are loc curgerea tuturor

fluidelor.Roc colect au val de poroz cuprise intre 15 % si 30 %.

Dupa val coef. De poroz roc colect se impart in : roc cu porz nesemnificativa 2,5 % : f slaba 5-10 % ;

slaba 10-15 % buna 15-20% ; f buna 20-25 % ; excel>25 %

Roci cu por = 30 % in nisip daciene de la Moreni.Poroz se poate determina in mod direct : mas

se fac pe esantioane din carote mecanice Se inject Hdc in roca si se mas poroz si indirect se det cu ajut

met. Geof de sonda .Cele mai utilizate sunt carotajul acustic si neutronic

Permeabilitatea Reprez prop rocilor de a permite curgerea prin ele a unui fluid oarecare : aer ,

apa gaz., petrol.Aceasta prop determ debitul cu care produc sondele conform relatiei

q = k / µ * A* Δp / Δl unde q = debitul ; k = permeabiliatea ; µ = viscozitatea ; Δl = lungimea segm de

roca pe care are loc curgerea

si Δp caderea de presiune pe lungul Δl. Permeab se mas in mD si dupa legea lui Bringham este de 3

tipuri : absoluta , efectiva si relativa Permeabil efectiva K e este prop rocolor saturate intr-un fluid ( apa)

de a permite curgerea altui fluid diferit de cel saturat ( petrol sau gaz ) Permeab. Relativa K r este raportul

dintre K e / K .In gen val K ale roc colect din zac de Hdc variaza intre cel putin 1 mD si citeva mii de mD

( 3 mi - 4 mi mD ) in calc si dolom din Golf Persic.Cele mai mari val le u rocile slab onsolidate ( nisip ,

pietris ) Dpdv al K rocile se impart in :roci cu K slaba < 10 mD ; buna 10-100 mD ; f buna 100-1000 mD

si excelenta > 1000 de mD.Un mD =10 la -12 m²

Saturatia in fluide a unei roc colect inseamna prop in fluide care satureaza sau ocupa spatiul

poros .In roc colect exista 2 tipuri de apa :

1) apa imobila sau apa fixa sau remanenta care nu curge din roca sau ireductibila .Ac apa

imbraca peretii canalelor capilare sub forma a 4-5 strate apa monomoleculare legate foarte

strins de mineralele rocii care alcatuiesc shelet min al porilor S ai = 7 -10 % pt roci carb care

dispun de o poroz fisurala sau vacuol

2) apa mobila ce cuerge impreun a cu petrolul si gazele la gradienti mici de presiune S a = 40 -

50 % St = Sa + Sp + Sg = 100 % Sg= 1- Sai

Sp =1 - ( Sa+Sg) Sp = ! - Sai . Sa=Va / Vsp

Intre sat si K exista o relat : cu cit S intr-un fluid este > cu atit va creste K e a sa prin roca. Pe mas ce

creste sat in petrol scade K rel a apeiPe mas ce scade sat in apa creste K rel a petrol.In zac de Hdc exista 2

tipuri de petrol - petrol mobil ce curge usor la grad mici de pres si - petrol remanent sau rezidual.Hdc

remanente se gasesc in porii rocii colect care fie sunt inchisi complet sau au forma de fund de sac.Unele

roci sunt umezite m bine de catrre petrol ( roci oleofile ) astefel petrolul ramine ca o satuartie reziduala pe

peretii rocii colect in locul S ai

Gradul de interconectare al canalelor se rtefera la legaturi singulare sau multiple ce se pot

stabilii la capetele unui canal capilar cu alte canale capilare .Aceasta interconectare contribuie la curgerea

m mult sau m putin buna a fluidelor prin rocile colectoare.

Tortuozitatea exprima gradul de sinuozitae al canalelor capilare .Se poate calcula prin rap dintre

lungim unui canal in linie dreapta si lungimea acelui canal masurata in roca

Compozitia mineralogica si granulometrica .Comp gr det marimea porozitatii .Rocile care au

granulatie fina au supraf specif f mare si poroz totala f mare .Cu cit creste diam. granul. Scade poroz

totala si se mkicsoreaza si suprafata specifica a rocii.Poroz efect la r cu granul fina este f mica Aria

specifica arocilor influenteaza prop de curgere : cu cit aria specif va fi m mare cu atit fenom de interfata

dintre fluide si roca vor fi m puternice iar curgerea fluid va fi foarte doficila.Comp min influen m ales

curgerea fluid .Continutul de min argiloase din toate rocile grezoase det in mod frecvent blocarea porilor

fie datorita unificarii in contact cu fluide cu comp chim diferita fata de cel original sau blocarea porilor se

face prin deplas frag de min argil pina cind obtureaza pori. Min argil react f slab atuncui cind se fac

acidizari sau alte operatii de stimulare a sondelor

Rocie sursa Sunt roci cu granulatie fina , au un continut de mat org semnific m mare decit

celelalte roci .Continut de mat org este exprimat prin TOC .Pe suprafata min care alcat partea min a rocii

sursa au aratat ca un continut m mic de 1 % TOC nu permite expulzarea petrolului din aceste roci

deoarece petrolul si gazele formate din Kerogen vor fi absorbite si atasate pe suprafetele min sau atasate

de reteaua de Kerogen din roca sursa .Contin m mare de 1% TOC vor permite expulzarea contin gazoase

si cont de Hdc..Roca sursa de Hdc are culoarea negra sau inchisa .Rocile bituminoase sunt rocile sursa de

Hdc ce au generat petrol sau vor genera petrol daca sunt incalzite la T > 700º C.Rocile bituminoase au o

sistuoziate II cu planul de stratificatie , majoritatea fiind sisturi bituminoase.Partea min a sist bitum poate

fi reprez prin min argi.l Se num sisturi argil bitum ( Anina J 2 ; Maikop , Green River ,Naslavcea ,Iroti ,

MAnsfeld )

Sist bit calcaroase sunt cunoscute calcare de Doamna , calcare devonieine ion Plat Moesica.Sisturile

silicioase din Carp Orientali.Agilele kimeringiene din M Nordului sunt argile bitum carbunoase care

datorita matricei min lor pot fi folosite surse neconventionale de petrol si gaze naturale.

Nisipurile asfaltoase se formeaza prin migratia petrol de la roca sursa pina la suprafata sau migratia petrol

din zac in afara sa pina intilneste supraf Pamintului.

Hdc vin in contact cu atm Pamintului sau cu ape de suprafata si vor fi degradate de bacterii. Hdc pierd

elemente usoare volatile reprez prin gaze hidrocarburice sau alti compusi nesaturati cu instabilitate

chimica redusa

In porii sau suprafetele libere ale rocilor aflate la supraf Pamin se formeaza in mod treptat gudroane de

petrol reprezentate prin asfalt .Aceste bitumene solide impregneaza porii , vacuolele si se formeaza roci

asfaltoase (nisipurile asfaltoase ) In Rom nisipurile daciene de la Matita - Podenii Noi au fost exploatate

pina oin 1980 si la Derna - Budoi si la Suplacu de Barcau m intilnim nisipuri asfaltoase Importante rezeve

se afla in Canada si anume nisipurile de Athabanska iar in China si Venezuela unt mari rezerve de

asfaltene In concluzie TOC 0.5 % confera roci denumirea de roca sursa.

Evaluarea rocilor sursa poate fi dicutata din 2 pct de vedere

1) indentificarea rocilor sursa de Hdc

2) evaluarea maturizarii termice a rocilor sursa de Hdc. Indentificarea rocilor sursa se face prin

metode optice , chimice si fizice .

Aceste metode urmaresc indentif tipului de mat org din r sursa , cantitatea mat org si grd de

maturiz termica pe care l-au atins .Metodele optice se bazeaza pe studiul la microscop a esantioanelor de

roci preparate fie prin slefuire fie inglobate intr-o rasina

Astfel avem metodele

1) studiu in lumina reflectata a supraf lustruie a probelor de roca bruta

2) stud. In lum reflect a particolelor org izolate de roca prin macerare cu acizi si cu ajutorul

flotatiei

3 ) stud. in lumina transmisa a part org din roca

4 ) stud in fluorescenta a probelor. Fiecare dintre aceste metode are o aplicabilitate optima astfel

ca pentru obtinerea unor rezultate corecte se folosesc cel putin 2 metod ale caror rezultate se pot

corela.Metodele chimice de analiza ar sursa se impart in 2 categori : 1 ) metod care au ca obiect de studio

mat org insolubil ( Kerogenul ) 2) metode chimice care studiaza mat org solubila

Metode fizico- chiomice : metoda pirolizei , spectometria in infrarosu , rezonanta spinului de

electron ,continutul isotopic al carbonului , gaz- cromatografia , microdifractie electronica, fission tracks

Rocile protectoare Sunt reprez de rocile ale caror permeabil sunt f mici de ordinul microdarcy si

ale caror presiuni de intrare au valori f mari .Prop capilare sunt date de raza canalelor capilare Pc= 2 T cos

fi / rc

Unde Pc =pres capilara ; T = tensiune interfaciala fi = unghiul de contact dintre fazele fluide care adera la

peretele canalului capilar.Prop princip ale r protect ce det ecranarea petrol si a gaz sunt permeabil , timpul

geologic si grosimea lor.In mod indirect trebuie adaugata raza capilara a canalelor care det permeabil

a) Raza cap. = 2,86* radical din k / Cd unde Rc este raza capilara k este permeabil si C d capaciataea dew

comunicare intre canalelel capilare ale rocilor si este subunitara b ) permeabil are valori tipice - gresii 10

la -12 - 10 la - 15 m² la calcare si dolomite 10l a -14 - 10 la - 17 m² iar pt r pelitice 10 la -18 - 10 la - 22

m². Rocile cu val f mici ale permeabil si ale razei capilare au granul atia fina : silturi , argile , marne ,

calacre si dolomite compacte .Aceste roci sunt considerate greu permeabile pt petrol si gaze.Deasemenea

si rocile evaporit sunt roci protect : sare , gips , anhidrit b ) Timpul geologic t = 4µl²a² / ΔP* Rc unde t

este timpul geologic . µ viscozit l grosimea r protect si a tortuozitaea , Δp diferenta de presiune dintre

presiunea fluidului si presiunea capilara a r protect si R c raza canal capilar . Timpul necesar unui strat cu

r protect pt conserv unui fluid cu anumita presiune .Astfel zac de petrol formate cu multe sute de mil ani

in urma nu isi mentin presiunea initiala de zac si nici vol initial de Hdc decit f rar. Alte proprietati :

ductilitaea sau plasticitatea si grd de raspindire regionala .Ductibilitaea este necesara pt a mentine inchise

fisurike / fracturile care se formeaza dupa fiecare eveniment tectonic .Datorita ductibil aceste fisuri d\se

inchid f repede si nu permit disiparea pres de zac si nici a fluidelor. Prop de ductibil o au numai r

argiloase , marnoase si evaporitice.

Roci sursa continuare.....Calcarele si dolomitele nu sunt roci plastice.Ele se fisureaza si in

permanenta isi mentin deschise aceste fisuri pot fi vazute in aflorimente sau pe carote sub forma de

stilolite . O parte din fisuri se pot inchide prin circulatia apelor si au loc depuneri de min argil sau form

unor min carbonatice ce pot inchide fisurile

Gradul de raspindire regionala este necesar a fi cunoscut deoarece pt a proteja si a ecrana zac de petrol si

g nat si pt a dirija microcurenti hidraulici ai petroluluyi care vine de la r sursa unde pres sunt mari catre r

colect situate la adinc m mica unde pres este scazuta. R protect functioneaza ca niste ecrane de dirijare a

Hdc catre capcane unde are loc concentrarea lor . R protect se intind si in acop si in patul stratelor colect

formind zac stratif sau apar doar in zac masive .Rolul lor este de a intirzia migratia Hdc din zac. Sunt

prezente si in zona falilor ecran

Procese fz- ch de formare a petrolului Etapele de transformare a mat org in Hdc se impart in 2

mari grupe

1 ) etapa detrtansformare inainte de incorporarea in sed mineral si

2 ) etapa dupa amestecul cu sedimentul min

1) Mat org diupa devitalizare , fie ea animala fie vegetala incepe sa fie atacata de agenti externi :

apa aer , bacterii aerobe .Aceasta degradare se produce in toate medile de sedim .Sa presupu cazul clasic

aldevitaliz : subst org in mediu marin in patura eufotica de apa grasa are loc o degradare intensa a mat org

.Patura eufotica e putenic aerata pt ca este afectata de valorile si curentii de suprafata ai marilor si

oceanelor explicind dezv bacterilor .Mat org care scapa de aceasta distrugere e atacata in continente pe

masura ce traverseaza coloana de apa a bazin de catre bacterile aerobe .In cond in care in aprop fund

oceanic continutul de O 2 scade sub 0,15 5 mg / l activitaea bacterilor aerobe inceteaza , incep sa

actioneze bact anaerobe iar mediul de sedim lipsit de O 2 se numeste m anoxic. M anoxic se formeaza in

lacurile inchise sau in marile si oceanele in care nu exiasta curenti orizontalisau verticali de apa iar dezv

vietuitoareloreste f intensa .Animalele si plantele consuna oxigenul din apa pina deviune anoixic. Activ

bact anaerobe continua su dupa amestecul resturilor organice cu sed min pina la adincimea de 300-400

m . La inceput bact anaerobe se dezv pe seama gruparilor ch azotate din M o apoi incep sa consume O 2

din gruparile su lfate si in final consuma O 2 din struct comp org ( cetone , alcooli , etc) Activ bact

inceteaza datorita proprilor produse de dezasimilatie care le sufoca

2 ) In aceata etepa se formeaza intii kerogenul si apoi prin transf succesive se form petrol si

gaze .In aceasta etapa exista 3 subetape denumite diageneza , catageneza si metageneza . Acesti termeni

se aplica numai pt evol M o si nu pt ev rocilor

Diageneza reprez stadiul imatur al M o ce se desf pina la temp de 55- 65 coresp unei adincimi de

1500-2000 m pt un gradient geotermic normal. Poate fi imparita in 2 subetape : diageneza timpurie si

diageneza tirzie .Dioageneza timpuriew se desf pina la 25- 30 C .In aceasta etapa activitaea bact in special

anaeroba este inca f intensa si transf M o in gaze biogene de generatia 1 prin CH 4 , CO2 si H2O ( gazele

din baz Transilv de origine biogena ) . In cadrul diagenezei timpurii are loc litificare si consolid sedim si

incep sa intervina catalizat nat in reactii ch de transf a M o . Diagen tirzie se realizeaza la 30 -65 C si este

etapa principala de formare a kerogenului . In aceasta subetapa actioneaza bact anaerobe si mineralele , in

special , argiloase pe post de catalizatori . R ch sunt complicate si sunt reprezentate prin r de

dehidrogenare , de alchilare , de deformilare .Se trece de la biopolimeri la geopolimeri reprez in final prin

kerogen . La sfirsitul diagenezei pe liga kerog se poate forma si o mica cantitate de petrol si apoi se trece

in etapa de catageneza .

Catageneza ( 55- 150 C ) etapa in care au los reactii ch in total sub influenta temp .Bactrile

aeobe/ anaerobe isi inceteaza total activitatea .R ch sunt reprez prin r de clivaj homolitic si r de clivaj

Procese de transf continuare ...heterolitic La inceput se formeaza petrolul greu si pe masura ce

temp creste, adincimea creste se form petrolul normal ( densit= 0.9 g / cm³ mai jos se formeaza petrolul

usor ( dens 0,8 - 0,82 g / cm³) in final se formeaza gaze umede si condensate. Pe linga aceste Hdc lichide

se formeaza o mare cantitate de gaze termogene ( gaze generatia 2 ) .Sunt gaze bogate si intilnite in zac de

petrol sub forma de gaze dizolvate fie gaze din capul primar dse gaze

Metageneza in aceasta etapa se formeaza gaze termogene de gen a 3 . Sunt reprez prin CH 4

termogenla care se adauga cantitati f mici de CO2 si de H2S. Se formeaza adt descompo piritei si sideritei

care elibereaza S care este f reactiv si se combina cu H De asemenea CO 2 se formeaza pe baza C si O

eliberat de unii carbonati f sensibili la temp ( naxtrolit ). Se formeaza un cocs de petrol asemanator cu un

gudron de petrol . Se desf la temp de peste 150 c si adincimi > 4500-5000 m Se transforma toate Hdc

lichide in gaze , tot kerogenul solid in gaze si din el ramine un cocs de petrol . In M o exista uneori unii

compusi asemanatori cuasfaltenele si rasinile care ramin in stare solida pina la 3000-4000 m apoi se

descompun si ei in gazesi se numesc compusi nonhidrocarburici Factorii transformarii mat org si ai

gebnerari petrilului si ai gazelor nat sunt facorul : termic, temporal , bacterial , geochimic , catalitic , rata

de sedimentare

Capcanele zac de Hdc Sunt structurile geologice in care sunt acumuilate Hdc si reprezinat si

conditiile structurale ale formarii zac de petrol si gaze.Pot fi definite din punct de vedere genetic,

hidrodinamic , energetic 1) genetic Sunt aranjamente strucutrale , stratigrafice si litologice intre rocile

colectoare si rocile protect , aranjamente ce au determinat oprirea afluxului de tiei de la rocile sursa si

consrvarea petrolului si gazelorin roci colectExista 3 tipuri si anume capcane structurale ( tectonice ) ,

stratigrafice si litologice.

Capcanele structurale se formeaza pe seama proceselor de cutare si de faliere sau dat

diapirismului sarii si argilelor care au det formarea anticlinalelor , domurilor , monoclinalelor faliate Mai

mult de 95 % dintre zac de petrol si gaze sunt consevate in capcane structurale .Primele capcane descop

au fost cele structurale

Capcanele stratigrafice se formeaza pe seama miscarilor de oscilatie pe verticala a bazinelor de

sed care au determinat aparitia discordantelor stratigrafice pe care sau sub care se reteaza rezervoarele

Capcanele litologice se formeaza datorita schimbarii conditilor de sedimentare care au

determinat aparitia lentilelor de nisipsau a efilarilor de r colect . Se m formeaza datorita unor procesede

diageneza , recristalizarii rocilor ( dolomitizarea calcarelor) datorita actiunii de dizolvare a apelor

subterane process pe seama caruia se formeaza zone de mare permeabilitae in roci carbonatice.capcanele

stratigrafice su cele litologice pot forma capcane litostratigrafice. Capcanele diagenetice se formeaza

datorita proceselor de recristalizaare a rocilor sau datorita proceselor de dizolvare a apelor subterane .Sunt

cuprinse cu capcanele litologice in categoria ccapcanelor subtile sau obscure

Capcane hidrodinamice reprez acele struct geolog in care acumularea si conservarea Hdc se

face datorita curgerii apelor subterane si a Hdc. Aceste capcane pot fi definite si dpdv energetic. Petrolul

si gazele migreaza prin rocile col;ectoare catre sectoarele bazinului unde exista cel mai scazut exces de

presiune . capcanele dpdv energetic pot fi definite ca acele sectoare ale bazinului unde fluidele din

rezervoare au energie cinetica nula si energie potentiala minima . Aceste sectoare se caracterizeaza printr-

un regim hidrogeologic inchis sau regin hidrostatic in care curgerea Hdc a incetat. Pentrui indentificarea

acestor capcane sunt necesare inregistrarea de presiune de la la sonde si apoi construire ahartilor

hidrogeologice si in special a hartilor cu hidroizohipse in care sunt prezentate curbele echipotentiale

Obiectivele prospectiunii si explorarii petroliere Cercetarile geologice , geofizice ,

geochiomice , hidrogeologice si uneori cu foraje efectuiate in etapa de prospectiune au amai multe

obiectivedintre care cele mai importante sunt urmat. :

1) descifrarea conditiilor geologice regionale care controleza geneza , expulzarea si migratia

petrolului si a gazelor , conditiii care au determinat apoi acumularea si conservarea Hdc

2 ) Descoperirea structurilor geologice sau a capocanelor pt hidrocarburi favorabile formari

acumularilor de petrolifer - gazeifere In concluzie obiectivele urmarite in etapa de prospectiune constau in

indentificarea si analiza evol sitemelor petroliere care s-au format si au evoluat in cuprinsul baz de

sedimentare..Astfel prospectiunea nu are ca scop dirtect descoperirea acumul de hidrocarb cid oar a

elucida conditiile principale de formare a zac si de acontura capcanele de petrol si gaze

Lucrarile de explorare petroliera se efectueaza pt rezolvarea urmatorelor obiective principale :

a ) descoperirea acumul petrolifer - gazeifere in structurile geologice ( capcane ) indentificate in

etapa de prospectiune

b ) stabilirea starii fizice a Hdc din zac descop

c ) determinarea conditiilor fizico- geologice de zac si anume : presiunea si temp de zac , prop

fizice ale fluidelor , poroz , permeabil si saturatia in fluidse a r colect

d) stabilirea unitatilor hidrodinamice ale zacamintului

e) cunoasterea caracteristicilor litostrtigr si tectonice a zonei in care se afla zac descoperit

f ) stabilkirea caracterului industrial sau nonindustrial al zac

g ) evalurea extinderii la suprafata sau in adincime a zac

Obiectivele explorarii petroliere se realizeaza cu ajutorul soondelor de explorare. Acestea sunt ca si cele

de prospectiune , sonde de cercetare astefel ca , programul lor de lucfru trebuie sa fie complet urmarind

efectuarea in conditii bune atit a operatiunii de foraj si de constructie a sondei cit si investigarea geologica

si geofizica completa a formatiunilor geologice traversate