авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«STRATIGRAPHIC TRAPS IN SANDSTONES -EXPLORATION TECHNIQUES by Daniel A. B u s c h Published by The American Association of ...»

-- [ Страница 3 ] --

Древние пляжевые песчаники Основные принципы поисков углеводородов в э т о м районе были разработаны Бушем [ 4 2 ] на ранних стадиях развертывания буро вых работ, однако данные, полученные в п р о ц е с с е последующего разведочного и эксплуатационного бурения, позволяют в настоящее время произвести б о л е е детальный анализ. На фиг. 3 8 изображен обобщенный поперечный р а з р е з (А — В) толщи Moppoy (нижний п е н сильваний) меридионального направления. Толща Moppoy представ ляет собой генетически взаимосвязанную толщу (GSS) отложений, несогласно залегающих на миссисипских породах и перекрытых и з вестняками "Тертин-Фингер". Мощность толщи Moppoy увеличивает ся с с е в е р а на юг, что с в я з а н о с появлением у основания толщи в э т о м направлении в с е б о л е е и б о л е е древних пластов и свиде т е л ь с т в у е т о е е т р а н с г р е с с и в н о м характере. Изохроны в основном располагаются параллельно основанию известняков "Тертин—Фингер" и упираются в эродированную поверхность подстилающих мисси сипских отложений.

На приведенном р а з р е з е (фиг. 3 8 ) показаны три песчаных тела, расположенных кулисообразно по отношению друг к д р у г у и в ы к л и нивающихся к югу, в направлении к внутренним ч а с т я м бассейна.

С а м о е верхнее тело упирается в древнюю поверхность миссисип ской суши, т о г д а как с а м о е нижнее выклинивается, не достигнув поверхности несогласия. Из э т о г о р а з р е з а нельзя определить, пе реходит ли средний песчаник в глины, прежде ч е м он д о с т и г н е т п о верхности несогласия. Б о л е е детальный поперечный р а з р е з (A-B) Ф и г. 38. Упрощенный стратиграфический разрез по линии A - B отложений серии Морроу, развитых в северо-западной части штата Оклахома, на котором видно кулисообразное расположение трех базальных песчаных пачек [42].

Положение разреза можно видеть на фиг. 40.

6- База/иная г. 39. Стратиграфический разрез по линии А — В серии отложений Moppoy, развитых в северо-западной части штата Оклахома, на котором показано кулисообразное расположение песчаных резервуаров [43].

Положение профиля показано на фиг. 40.

Древние пляжевые песчаники показан на фиг. 3 9. На э т о м р а з р е з е изображен примерно тот же интервал, что и на ф и г. 3 8, однако при е г о построении было ис пользовано значительно больше каротажных диаграмм. Отдельные кулисообразно расположенные песчаные т е л а показаны крапом. В направлении поверхности несогласия большинство песчаников песте— пенно переходит в глины или алевролиты. В сторону моря (к югу) некоторые песчаники переходят в алевролиты. Каждое из этих п е с чаных т е л отлагалось в период стабильного состояния береговой линии в условиях циклически повторявшейся трансгрессии ранне пенсильванского моря. Они представляют собой либо песчаники п р и брежных баров, либо окаймляющие пляжевые песчаники, либо то и д р у г о е в м е с т е и простираются параллельно древним береговым линиям.

Карта изопахит генетически взаимосвязанной толщи Морроу, с о держащей газоносные песчаники, показана на фиг. 4 0. Р а з р е з мор роусских отложений о т р а ж а е т б о л е е или м е н е е непрерывный процесс седиментации, несмотря на т о что б е р е г о в а я линия испытывала т р а н с г р е с с и ю циклического (прерывистого) характера. В сущности Газоносные песчаники Ф и г. 40. Одна из первых карт изопахит серии Морроу, распространенной в северо-западной части штата Оклахома, на которой показано общее простира ние нескольких тел газоносных песчаников [43].

Следует обратить внимание на то, что отдельные песчаники приурочены к участ кам сокращенной мощности серии Морроу. Сечение изопахит 100 футов.

84 Глава э т а карта изопахит отображает палеорельеф подвергшейся эрозии поверхности миссисипских отложений, на которую т р а н с г р е с с и р о в а ло раннепенсильванское море. Отдельные прослеженные тела пес чаников (крап) о б р а з у ю т извилистые полосы. Эти т е л а приурочены к у ч а с т к а м критического сокращения мощности GlS. При всех этих построениях кровля известняков "Тертин-Фингер", которая располагалась параллельно уровню моря, принималась в качестве изохроны. Показанное на карте увеличение мощности отложений с е рии Moppoy по направлению к внутренней части б а с с е й н а отражает наклон в э т о м направлении миссисипской поверхности несогласия.

Поскольку э т а поверхность была неровной, такой же неровной была испытывавшая циклическую (прерывистую) т р а н с г р е с с и ю береговая линия, что обусловило извилистость границ кулисообразных "сту пенчатых" тел песчаников.

Карта, изображенная на фиг. 4 1, была построена примерно 5 л е т спустя после рассмотренной выше карты (фиг. 4 0 ), когда появилось в два раза больше данных электрокаротажных диаграмм. Эта карта изопахит (фиг. 4 1 ) толщи отложений Moppoy ясно свидетельствует о том, что потоки, размывшие поверхность миссисипских отложений, текли в ю г о - з а п а д н о м направлении. Каждой песчаной и алевроли товой пачке, входящей в с о с т а в толщи Морроу, Хайвка [ 1 5 6 ] присво ил свой номер. На фиг. 4 2 показано простирание и положение их в ы клинивающихся с е в е р о - в о с т о ч н ы х окончаний. На большей части п л о щади с в о е г о развития тела песчаников и алевролитов трансгрессив но перекрываются другими отложениями, и п о э т о м у изобразить г р а фически распространение каждого тела не п р е д с т а в л я е т с я возможным.

Ф и г. 41. Современная карта изопахит серии Морроу, распространенной в се веро-западной части штата Оклахома, по которой можно представить себе рель еф допенсильванской поверхности [156].

Пунктирными линиями показаны русла потоков. Сечение изопахит 100 футов.

I Граница, штата Канзас M Ф и г. 43. Карта изопахит трех тел морроусских песча ников, развитых в северо западной части штата Окла хома [156].

мили Граница штата 2лесм Мили Фиг. 42. Последовательное перемещение береговой линии в процессе формирования серии Морроу, развитой в северо-за падной части штата Оклахома []56].

Толстыми линиями показаны береговые линии, к которым приурочены песчаники;

пунктирными линиями — береговые линии, вдоль которых песчаники не развиты.

Древние пляжевые песчаники Большинство положений, которые занимала береговая линия, у с танавливается по алевролитам, которые обрываются у миссисип— ской поверхности несогласия. Однако в некоторых м е с т а х в п о в е р х ность несогласия упираются и песчаники. Изображенные на фиг.

4 2 положения б е р е г о в о й линии протягиваются параллельно изоли ниям поверхности миссисипских отложений (фиг. 4 1 ).

На фиг. 4 3 показаны простирание, мощность и ширина трех п р о нумерованных теп морроусских песчаников и алевролитов. Обращен ные к суше (северные) границы этих тел параллельны береговой линии. Неровности их обращенных к морю границ, возможно, обу словлены рядом различных причин, например неровностями м о р с к о го дна (явившимися частично р е з у л ь т а т о м дифференцированного у п лотнения о с а д к о в ), направлением движения волн, вдольбереговыми течениями и положением дельт. Песчаник № 2 9 представлен не только песчаником кромки пляжа очень неправильной формы, но и песчаником нескольких субпараллельных баров. Карты т а к о г о типа были построены для каждой песчаной пачки толщи Морроу.

На фиг. 4 4 изображена карта миссисипской поверхности с е в е р о западной части штата Окл ахома, на которой не видно никаких струк турных ловушек. В послеморроусское время э т а поверхность была наклонена в сторону внутренней части б а с с е й н а (на ю г ), что видно по б о л е е крутым у г л а м падения пород в э т о м направлении по сравнению с углами наклона поверхности палеорельефа, показанной Ф и г. 44. Структурная карта кровли миссисипских отложений, развитых в северо-западной части штата Оклахома [156].

Следует обратить внимание на то, что направления структурных понижений аналогичны направлениям русел палеорек, показанных на фиг. Al. Сечение изогипс 100 футов.

Г лава на фиг. 4 0. Изолинии структурной карты менее извилисты по с р а в нению с изолиниями карты палеорельефа. Как указывалось выше, в процессе исследований морроусских песчаников оказалось возмож ным систематически проследить отдельные песчаные пачки. Однако представленные карты (фиг. 4 0 - 4 4 ) являются только геологичес кой основой для систематического отбора образцов, детального и з у чения шлифов и других петрографических исследований. Песчаники баров, окаймляющих пляжей, русел и дельт, которые развиты в толще морроусских отложений, должны отличаться друг от друга по своим диагностическим петрографическим характеристикам. Макси мальная плотность скважин, на основании которых проводились эти исследования, составляет 1 скважина на 2, 5 6 км 2. В юго-вос точной части района исследований плотность скважин была значи тельно меньше.

ПЕСЧАНИКИ МЕСАВЕРДЕ, БАССЕЙН САН-ХУАН Холленсхед и Притчард [ 1 3 1 ] опубликовали данные анализа песчаников Месаверде, развитых в бассейне Сан-Хуан, штат Нью Мексико. Наиболее важным вкладом этих авторов в проблему и з у чения развитых на глубине отложений является то, что они шаг з а шагом анализируют применяемые для этих целей методы. Их рабо та, краткий обзор которой з д е с ь приведен, служит примером приме нения основополагающих принципов стратиграфии для решения кон кретных вопросов.

Из песчаников, залегающих в подошве и кровле отложений г р у п пы Месаверде, было добыто большое количество г а з а. Залежи г а з а приурочены к ловушке литологического типа, не имеющей никакой связи с о структурой.

На фиг. 4 5 показан бассейн Сан-Хуан и положение района, и з у ченного Холленсхедом и Притчардом. Газоносный участок шириной около 1 2 0 км и длиной 4 8 км протягивается с с е в е р о - з а п а д а на юго-восток. При изучении этой площади были проанализированы око ло 1 9 0 0 диаграмм электрокаротажа и гаммо—нейтронного карота жа, шламм, керн, и шлифы.

коло ют» ;

Р Д АО Ф и г. 45. Обзорная карта, на ко аризона i нью торой показано положение района, Imekchi изученного Холленсхедом и Прит чардом [131], по отношению к бас сейну Сан-Хуан и стыку четырех планшетов (Фор-Корнерс).

Древние пляжевые песчаники Отложения группы М е с а в е р д е образовались в с р е д н е м е л о в о е в р е мя в пределах обширного мелководного моря. Морской залив про тягивался с с е в е р а на юг на несколько тысяч миль, а с запада на восток - приблизительно на 1 0 0 0 миль. Западная б е р е г о в а я линия в районе Фор»—Корнере м е с т а м и имела с е в е р о - з а п а д н о е простирание.

Ее положение существенно менялось во времени, так как она вна чале регрессировала, а з а т е м трансгрессировала. Б а с с е й н Сан-Хуан представляет собой замкнутую структуру, которая расположена в пределах развития среднемеловых отложений. Конфигурация этого структурного бассейна, по Холленсхеду и Притчарду, в о с п р о и з в е д е на на фиг. 5 1.

На фиг. 4 6 изображена диаграмма, на которой приведены н а з в а ния литологических единиц, образовавшихся в п о з д н е м е л о в о е время в б а с с е й н е Сан-Хуан. Самая нижняя формация группы Месаверде, Пойнт-Лукаут, сложена мелко— и тонкозернистыми морскими пес чаниками, в которых с о д е р ж и т с я значительное количество газа.

Формация Минфи представляет собой выклинивающуюся в северо восточном направлении континентальную толщу, состоящую из п л а с тов глин, песчаников и угля, имеющих хаотический характер рас пространения и не содержащих ни нефти, ни г а з а. Формация Минфи перекрыта мелкозернистыми и тонкозернистыми газоносными пес чаниками Клифф-Хаус.

Стратиграфические и фациальные взаимосвязи этих трех форма ций показаны в нижней части фиг. 4 7. Песчаники Пойнт-Лукаут р е грессивны по отношению к изохронам в пределах 107-метровой толщи р а з р е з а, а песчаники Клифф-Хаус трансгрессивны в пределах 6 4 - м е т р о в о й толщи (справа налево, фиг. 4 7 ). Формация Минфи, а Литологические I fe единицы бассейна Сан-Хуан мак-лертт кивтлено (глины) Фоитпеиямкчашт. гмкы, угли) Пикчерд-Квицще /песчаники) Льюис (глины Ш/рщ-Хаус !песчаники) Ф и г. 46. Названия литологических еди Минфи (песчаники, глины, уш) Ii ниц, образовавшихся в бассейне Сан-Ху Пойнт -Лукаут (песчаники!

ан в позднемеловое время [131 с измене о;

ниями].

«а « о Манкос /глины) Дакота (песчаники, глины;

уш) N Г лава а - поперечный разрез группы Месаверде, развитой в бассейне Сан-Хуан, на котором показана временная взаимосвязь между отдельными пачками;

б — условия осадконакопления группы Месаверде [131].

залегающая между песчаниками Пойнт-Лукаут и Клифф-Хаус, у м е н ь шается в мощности от 2 6 7 м на ю г о - з а п а д е до 4 9 м на северо востоке. Морские глины Манкос отлагались одновременно с нижней частью формации Минфи и песчаниками Пойнт-Лукаут, т о г д а как морские глины Льюис образовались в течение трансгрессивной фазы отложения песчаников Клифф-Хаус. Таким образом, в период о т л о жения осадков группы М е с а в е р д е одновременно существовали ч е т ы ре среды осадконакопления, схематически изображенные на фиг. 4 7.

К ним относится пойменная равнина с континентальными условиями осадконакопления, отделенная у з к и м болотистым участком, где формировались угли, от зоны, примыкающей к береговой линии, г д е проходило накопление песков. Прибрежно-морская з о н а с о стороны внутренней части б а с с е й н а граничила с зоной, г д е отлагались илы.

В период накопления осадков М е с а в е р д е в с е четыре района о с а д к о накопления вначале испытывали регрессию, а з а т е м трансгрессию.

В с л е д с т в и е перемещения береговой линии в каждой из обстановок откладывались различные типы осадков. На песчаниках Пойнт-Лу каут непосредственно з а л е г а е т тонкий угольный пласт;

другой угольный пласт подстилает песчаники Клифф-Хаус. Ни один из с л о ев угля не м о ж е т служить в качестве синхронного маркирующего горизонта. Обращенные в сторону суши края двух песчаных тел, там, г д е они контактируют с у г л е м, очень р е з к о обрываются, т о г д а как с о стороны моря песчаники местами постепенно переходят в морские глины и алевролиты.

Древние пляжевые песчаники На фиг. 4 7 показаны три варианта условий осадконакопления:

1. Скорость седиментации превышала скорость прогибания, вследствие ч е г о происходила р е г р е с с и я береговой линии.

2. Скорость прогибания была выше скорости седиментации, в р е з у л ь т а т е ч е г о б е р е г о в а я линия трансгрессировала.

3. Скорости седиментации и прогибания были одинаковы, в с л е д с т в и е ч е г о б е р е г о в а я линия находилась в стабильном состоянии;

при э т о м локально накапливались относительно мощные береговые и прибрежные пески.

Холленсхед и Притчард [ 1 3 1 ] выделили четыре стадии цикли ческой регрессии б е р е г о в о й линии для времени формирования п е с ч а ников Пойнт-Лукаут (фиг. 4 8 ). Песчаник Лукаут не о б р а з у е т од нородного покрова. В пределах площади е г о развития имеются че тыре участка, г д е мощность песчаника увеличена, что связано со стабильным положением б е р е г о в о й линии, в ц е л о м испытавшей р е грессию. В этих участках песчаник хорошо сортирован, т о г д а как ЮЗ CB Уровень моря — Море — Стадия Ф и г. 48. Поперечные раз резы, на которых показана регрессия береговой линии в период отложения песков Пойнт»

Лукаут [131].

Стадия J Стадия 92 Г лава маломощный песчаник, формировавшийся в условиях относительно быстрого смещения береговой линии, характеризуется плохой сор тированностью.

На фиг. 4 9 показаны три стадии циклического погружения, кото рые имели место в период отложения песков Клифф-Хаус. Причиной накопления в ряде м е с т более мощных, хорошо отсортированных пес ков опять-таки явилось стабильное состояние береговой линии, тогда как отложение плохо отсортированных песков на промежуточ ных участках было следствием относительно быстрой трансгрессии моря.

В качестве условной поверхности отсчета был выбран литоло гический маркирующий пласт, залегающий в нижней части толщи морских глин Льюис. Этот пласт представлен бентонитом, который на большинстве электрокаротажных диаграмм кажущегося сопротивле ния выделяется в виде минимума. В ряде районов, г д е бентонитовая зона становится неясно выраженной на электрокаротажных диа граммах, пользуются другим маркирующим горизонтом. Бентонито вый маркирующий горизонт, называемый "зеленым маркирующим горизонтом", з а л е г а е т параллельно другим пластам, которые ЮЗ CB Стадия Стадия Ф и г. 49. Поперечные разрезы, на которых показано неправильное тело транс грессивных песчаников Клифф-Хаус [131].

Древние пляжевые песчаники фиксируются на диаграммах "пониженным" значением величин кажуще г о с я сопротивления. При построении поперечных р а з р е з о в, как это показано на фиг. 5 0, Х о л л е н с х е д и Притчард з а условную поверх ность о т с ч е т а взяли "зеленый маркирующий горизонт", что дало возможность л е г к о установить верхнюю и нижнюю границы толщи Минфи. Они восстановили историю накопления толщи М е с а в е р д е для площади структурного б а с с е й н а Сан-Хуан. Ступенчатый характер песчаников Пойнт-Лукаут и Клифф-Хаус непосредственно связан с о скачкообразным и з м е н е н и е м положения береговой линии. По напра влению к суше (на ю г о - з а п а д ) каждая ступень песчаника резко с м е н я е т с я болотными отложениями формации Минфи. Обращенные к морю ( с е в е р о - в о с т о ч н ы е ) границы этих ступеней сглажены и не так л е г к о выделяются, как края, обращенные к суше.

На фиг. 5 1 приведена структурная карта бассейна Сан-Хуан, составленная по "зеленому маркирующему горизонту". На карте видно, что слои регионально погружаются примерно на 4 5 0 м преи мущественно в с е в е р о - в о с т о ч н о м направлении. В целом на карте вырисовывается очень асимметричная синклиналь. Скопления г а з а в основном приурочены к у ч а с т к а м перехода песчаников Пойнт-Лукаут В В' Фиг, 50. Поперечный разрез В - В' в направлении с юго-запада на северо-вос ток, на котором показаны стратиграфические соотношения песчаников Месавар Де [131].

Г лава Фиг. 51. Структурная карта бассейна Сан-Хуан, Нью-Мексико, составлен ная по "зеленому маркирующему горизонту" [131].

Сечение изогипс 100 футов.

и Клифф-Хаус в глины вверх по восстанию пластов вдоль обра— к суше границ ступенчатых клиньев. Для т о г о чтобы выя пенных вить пояса осадконакопления и определить ширину ступеней, Хол л е н с х е д и Притчард построили д в е карты изопахит. Одна из них (фиг. 5 2 ) построена для стратиграфического интервала между "зе леным маркирующим г о р и з о н т о м " и основанием песчаников Клифф Хаус. Э т а толща аналогична GlS, которая схематически изобра жена на фиг. 1 6,. По б о л е е т е с н о м у расположению изогипс на мечаются районы б о л е е стабильного положения береговой линии и пояса осадконакопления, т о г д а как районы трансгрессии выделяются по б о л е е широким интервалам между изолиниями. Таким образом, палеотренды береговой линии были построены с помощью методов, которые исключают влияние тектонических процессов, проявившихся после осадкообразования. Палеотренды береговой линии совершен но не связаны с современной структурой б а с с е й н а Сан-Хуан.

На фиг. 5 3 показана карта изопахит GSS1 в кровле которой з а л е г а е т "зеленый маркирующий горизонт";

з а основание э т о й толщи была в з я т а подошва формации Минфи, поскольку контакт между п л а с т о м у г л я и подстилающими песчаниками Пойнт-Лукаут р е з к о выражен.

Были выявлены четыре отчетливые ступени, которые с о о т в е т с т в у ю т Древние пляжевые песчаники Ф и г. 52. Карта изопахит для интервала разреза между "зеленым маркирую· щим горизонтом" и кровлей формации Минфи, на которой видны основные сту пени песчаников Клифф-Хаус.

1 - ступень А;

2 - ступень В;

3 - ступень С. Сечение изопахит 20 футов.

различным с т а д и я м р е г р е с с и и, имевшим м е с т о в период отложения песчаников Пойнт—Лукаут. Циклы прогибания характеризовались м е н ь шими амплитудами по сравнению с амплитудами прогибания в п р о ц е с с е отложения песчаников Клифф-Хаус. Вполне очевидно, что п у т е м п о с т роения карт изопахит д л я отдельных толш GIS и GSS можно и н терполировать положение береговой линии в районы, д л я которых нет достаточной информации по буровым скважинам. С помощью проведенного этими методами стратиграфического анализа з а л е г а ю пих на глубине отложений можно выявить участки, перспективные для проведения разведочных работ. В р а с с м о т р е н н о м примере для решения вопроса о выборе участков под концессии и разбуривание знание тектонического строения и з у ч а е м о г о района и м е е т очень небольшое значение.

Ванек [ 2 8 4 ] закартировал д в е ступени (языка) песчанихов Me с а в е р д е к с е в е р у - з а п а д у от б а с с е й н а Сан-Хуан, г д е эти песчаники обнажаются. Простирание и местоположение этих двух ступеней и Г лава Ф и г. 53. Карта изопахит для интервала разреза между "зеленым маркирую· цим горизонтом" и основанием формации Минфи, на которой видны основные ступени песчаников Пойнт-Лукаут [131].

1 - ступень D', 2 - ступень С;

3 - ступень В;

4 - ступень А. Сечение изопа хит 10 футов.

ступеней и С песчаников Клифф-Хаус (фиг. 5 3 ) очень сходны между собой. Такие обнажающиеся на поверхности ступени из вестны и ю г о - в о с т о ч н е е б а с с е й н а Сан-Хуан. Изучение стратиграфии развитых на поверхности отложений М е с а в е р д е в районах, распо ложенных ю г о - в о с т о ч н е е и с е в е р о - з а п а д н е е Сан-Хуан, до начала развертывания интенсивного разбуривания большого г а з о в о г о мес торождения дало в о з м о ж н о с т ь одной крупной компании предположить наличие аналогичных с т у п е н е й песчаников на глубине, г д е их су ществование раньше не предполагалось. Увязав м,ежду собой обна жающиеся на поверхности и предполагаемые на глубине ступени,эта компания получила в о з м о ж н о с т ь в з я т ь под лицензию интересующий е е участок з а д о л г о до т о г о, как между компаниями развернулась борьба з а право получения концессии на э т о й территории.

Древние пляжевые песчаники ПЕСЧАНИКИ, ВЫПОЛНЯЮЩИЕ ДОЛИНЫ, РАЗВИТЫЕ ПО ПРОСТИРАНИЮ СЛОЕВ Термин "песчаники долин по простиранию" был предложен Бушем [ 4 2 ] для того, чтобы д а т ь определение песчаникам, которые о т л о жились в понижениях между куэстами © период, когда в р е з у л ь т а т е трансгрессии поверхность была затопйёна водами моря. Такие ку э с т ы могут представлять собой или обрывы эрозионного происхож дения, или сбросовые уступы. Эрозионные обрывы возникают в р е з у л ь т а т е постепенного срезания серии чередующихся друг с д р у г о м устойчивых и неустойчивых к эрозии слоев, каждый из которых и м е е т региональный наклон.

Песчаники, развитые в долинах по простиранию, необычны в т о м отношении, что их можно отнести как к прибрежно-морским, так и русловым образованиям. Впервые они были выделены и описаны в пределах Мидконтинента. В с л е д з а э т и м геологи описали м н о г о ч и с ленные примеры таких песчаников и в других районах. На фиг. показано строение толщи миссисипских отложений в районе нефтя ной залежи, г д е пробурено много скважин. Скважины расположены по с е т к е 1 скважина на 1 6, 2 га. Карта строилась по данным элек трокаротажа, которые имелись для в с е х контрольных скважин;

и з о линии проведены ч е р е з 3 м. Вдоль южной границы закартированно го района прослеживается очень узкий, по—видимому антиклиналь ного типа, гребень, который погружается к западу, С с е в е р а к н е му примыкает узкий, погружающийся к з а п а д у асимметричный п р о гиб. Данная с х е м а не является истинно структурной картой;

она скорее в с е г о является с о ч е т а н и е м карты рельефа послемиссисип ской поверхности и структурной карты, причем последняя отражает Ф и г. 54. Структурная карта толщи миссисипских отложений, на которой вид но положение синклинального прогиба, выполненного песчаниками долины по простйранию [42].

Скважины расположены по сетке 1 скважина на 16,2 га;

сечение изогипс 10 фу тов.

7- Г лава наклон толщи в послепенсильванское время. Между характером и з о браженной поверхности и распространением з а л е г а ю щ е г о на ней линзовидного т е л а песчаников с у щ е с т в у е т непосредственная связь.

Максимальная мощность песчаника с о с т а в л я е т 1 5, 2 — 1 6, 8 м.

На фиг. 5 5 показаны два меридиональных поперечных разреза одного и т о г о же песчаного тела, к которому приурочена залежь, изображенная на фиг. 5 4. При построении профиля, расположенного в верхней части фигуры, з а условную поверхность о т с ч е т а был при нят пласт известняка, который является синхронным г о р и з о н т о м и л е г к о выделяется. Миссисипская поверхность несогласия показана волнистой линией, которая не параллельна маркирующему горизон ту известняка. Эта поверхность несогласия по направлению к с е в е ру с р е з а е т в с е б о л е е и б о л е е древние осадки;

однако при этом сохранился сложенный у с т о й ч и в ы м к выветриванию и з в е с т н я к о м у с туп, расположенный с внутренней стороны бассейна от самой юж ной продуктивной скважины. Это песчаное тело, закрашенное чер ным, в поперечном р а з р е з е и м е е т очень асимметричную, каплевид ную форму. Наблюдаемую с в я з ь между песчаным т е л о м, развитым в долине по простиранию, и поверхностью, представляющей собой сочетание топографических и структурных особенностей, следует рассматривать как нечто большее, ч е м простое совпадение. На нижнем р а з р е з е изображены т е же с а м ы е условия, что и на верх нем, с той лишь разницей, что при е г о построении з а условную п о верхность о т с ч е т а принимался уровень моря. Песчаное т е л о п о г р у ж а е т с я под таким же у г л о м, как склон миссисипской поверхно сти, однако вблизи от обрыва оно р е з к о выклинивается.

Ф и г. 55. Меридиональные поперечные разрезы, на которых показана связь между песчаниками, развитыми в долинах по простиранию, и залегающей ни же миссисипской эрозионной поверхностью несогласия [42].

Древние пляжевые песчаники На фиг. 5 6 приведена блок—диаграмма, иллюстрирующая условия осадконакопления песчаников, развитых в долинах по простиранию.

Когда уровень моря занимал положение 1, б е р е г о в а я линия р а с п о л а г а л а с ь в средней части блок—диаграммы, а нижнее песчаное т е л о (закрашенное черным) формировалось у обрьюистого склона более выдвинутого в море гребня. По м е р е т о г о как поверхность о с а д к о накопления трансгрессировала, б е р е г о в а я линия смещалась справа налево ( с юга на с е в е р ) и с з а д и следующего, б о л е е высокого, о б рыва сформировалось второе п е с ч а н о е тело. Такая диаграмма с очевидностью показывает, что кровля миссисипской толщи не явля е т с я истинно структурной поверхностью, а представляет собой со четание структуры и палеорельефа.

Поверхность т а к о г о типа в период, когда она оказывалась ниже уровня моря, контролировала р а з м е щ е н и е и простирание формиро вавшихся линзовидных песчаных тел.

Геометрическая форма песчаных т е л э т о г о типа в целом может быть представлена в с л е д у ю щ е м виде:

1. Протяженность отдельных песчаных тел может д о с т и г а т ь м н о гих миль.

2. Ширина песчаных т е л м о ж е т варьировать от 0, 8 до 1, 5 к м и б о л е е в з а в и с и м о с т и от изменения наклона поверхности осадконакопления.

3. В поперечном р а з р е з е п е с ч а н о е т е л о и м е е т асимметричную двояковыпуклую форму;

в сторону моря песчаники р е з к о сменяются глинами, т о г д а как в сторону суши они постепенно выклиниваются.

4. Обычно встречаются д в а или несколько параллельных друг другу песчаных т е л. Их простирание обычно определяется первич ным палеорельефом поверхности осадконакопления, а не современ ной структурой толши, з а л е г а ю щ е й под поверхностью несогласия.

Уровень моря г I Уровень моря Ц Ниммцу.

тнсиямании I /чероки/ 'Щ:

Ф и г. 56. Блок-диаграмма, иллюстрирующая связь между песчаниками, раз· витыми в долинах по простиранию, и эрозионными уступами, образовавшими ся на наклоненной и эродированной миссисипской поверхности [42].

Характеристики песчаных тел: 1 - длина много миль;

2 - ширина 0,8 - 1,5 км;

3 - двояковыпуклые в сечении;

4 — резко обрываются в сторону моря;

5 - по степенно выклиниваются в сторону суши;

6 — наблюдается два или несколько субпараллельных песчаных тел;

7 - простирание контролируется постмисси-, сипской поверхностью, а не современной структурой подстилающей толщи.

100 Г лава Так как песчаные тепа, развитые в долинах по простиранию сло ев, формируются в пределах дренирующего русла субсеквентной д о лины, первоначально они будут наклонены в направлении течения потока. Направление движения потока и угол наклона палеодолины, развитой по простиранию пластов, можно определить путем пост роения карты изопахит толщи GlS, заключенной между синхрон ным литологическим горизонтом, залегающим выше песчаного тела, и поверхностью несогласия, расположенной ниже его. Мощность т а кой толщи GlS будет систематически увеличиваться вниз по т е ч е нию потока, а градиент увеличения мощности (приращение мощно сти на расстоянии 1 км) приблизительную совпадает с палеогради— ентом падения долины.

Первый поток, который возникает на поверхности только что претерпевшей поднятие прибрежной равнины, течет в направлении, перпендикулярном береговой линии залива, который примыкает к этой равнине.

Такой поток является консеквентным. В результате процессов эрозии, протекающих у е г о истоков, поток удлиняется, врезаясь как в твердые, так и в мягкие породы. Образующиеся первыми притоки будут размывать более мягкие породы и вливать ся в основной (консеквентный) поток преимущественно под прямы ми углами. Эти субсеквентные потоки формируют долины, развитые по простиранию пород. Таким образом, два субсеквентных потока могут занять одну и ту же долину, ограниченную уступом, и течь навстречу друг другу. Оба потока могут влиться в консеквентный поток приблизительно в одном и т о м же месте. Когда позднее в результате трансгрессии моря такая долина, развитая по простира нию пластов, оказывается заполненной песком, песчаное тело мо жет оказаться внутри толщи GIS, мощность которой увеличивается в противоположных направлениях. Там, г д е толша GIS имеет мак симальную мощность, можно предположить наличие песчаного тела, образовавшегося в русле потока, текущего вкрест простирания пла стов. Наличие руслового песчаника может свидетельствовать о з а купорке русла консеквентного потока, что можно объяснить повы шением базиса отложения осадков консеквентного потока, поскольку последний постепенно затопляется водами трансгрессирующего м о ря. Однако происхождение заполненных песком долин, развитых по простиранию пород, объяснить не так легко. Такая долина может заполниться песком в процессе повышения базиса отложения о с а д ков в период трансгрессии моря. Т е м не м е н е е происхождение п е с чаников долин, развитых по простиранию, вероятнее всего, надо связывать с транспортировкой прибрежно-морских песков вдольбе реговыми течениями после того, как примыкающая к морю часть суши оказывается заполненной.

В авторитетной статье Мартина [ 1 8 9 ] детально обсуждается вопрос применения методов реконструкции палеогеоморфологии для практических целей.

Глава РУСЛОВЫЕ ПЕСЧАНИКИ Различные типы песчаных тел, встречающиеся в недрах, харак теризуются обычно двумя свойствами — они вытянуты и в попереч ном сечении имеют линзовидную форму. Эти свойства характерны для песчаных тел, сформировавшихся в обстановках оторочек пляжей, низких гряд, долин по простиранию, зон волнового наката, зон приливных течений и палеорусел, а также для некоторых тур— бидитов и отдельных участков дельт. Из всех перечисленных типов песчаников наиболее необычен русловой тип, главным образом по той причине, что он формируется в субаэральных условиях, а сле довательно, его с большим успехом можно наблюдать и изучать на дневной поверхности. В последние годы в печати появилось много статей, посвященных результатам изучения обнажений древних рус ловых песчаников. Особый интерес представляют работы Фиска [ 8 5 ], Уилсона [ 2 9 3 ], Линса [ 1 8 3 ], Сивера [ 2 5 2 ], Пеппера и др. [ 2 0 8 ], Хопкинса [ 1 3 2 ], Фридмана [ 1 0 3 ], Шли и Менча [ 2 3 6 ], Андресена [5,6], Поттера [ 2 1 5 ], Поттера и Петиджона[217] и Бернарда и Мейджера [ 2 4 ].

ДРЕНАЖНЫЕ СИСТЕМЫ Геологи-нефтяники, изучающие песчаники палеорусел, должны быть знакомы с основами геоморфологии и методами восстановле ния палеорельефа. Любое отдельное русло почти всегда является составной частью дренажной системы. При анализе какого-либо палеоруслового песчаника обычно выявляются и другие генетически связанные с ним резервуары.

Существуют дренажные системы различных типов. Наиболее обычной является ветвистая (dendritic) система дренажа, в ко торой притоки ответвляются под острыми углами, образуя форму, сходную с ветвями дерева. Такая система развивается, как прави ло, на однородной, слоистой толще пород, которая довольно одно образно реагирует на процессы выветривания и эрозии. Коренные породы по существу залегают горизонтально и представлены о с а д ками однообразного литологического состава. В сетчатой (trellis ) 102 Русловые песчаники с и с т е м е дренажа субпараллельные потоки ориентированы согласно простиранию пород, которые либо испытали региональный наклон, либо были смяты в складки. В р е з у л ь т а т е такого наклона на днев— ной поверхности обнажились переслаивающиеся твердые и мягкие слои, а субпараллельные дренажные русла оказались врезанными в более мягкие породы. Прямоугольная (rectangular) с и с т е м а дренажа напоминает с е т ч а т у ю с и с т е м у, з а т е м исключением, что притоки соединяются с основным р у с л о м по существу под прямым углом. В э т о м случае основной поток п р о р е з а е т с в о е русло как в твердых, так и в мягких породах, которые з а д о л г о до э т о г о испытали на клон. К отдельным потокам, являющимся составными частями п р я моугольной дренажной с и с т е м ы, применимы такие термины, как консеквентные, субсеквентные, ресеквентные и обсеквентные. О важности выявления этих типов потоков говорится в работе М а р т и на [ 1 8 9 ]. В крючкообразной (barbed) с и с т е м е притоки соеди няются с основным р у с л о м под углами, превышающими 9 0 °. Это довольно необычный случай. В районах с "волнистым" рельефом, например там, г д е и м е е т с я донная, рецессионная или конечная морена, при отсутствии с и с т е м а т и ч е с к о г о контроля, не считая из начальных депрессий на первичной поверхности, м о ж е т сформиро ваться беспорядочная (deranged) с и с т е м а дренажа. Такой тип дренажа не играет существенной роли при изучении палеорусел.

Другими необычными типами дренажа являются центростремительная (centripetal), радиальная (radial) и кольцевая (annular) с и с т е м ы. К числу наиболее обычных с и с т е м палеодренажа о т н о с я т ся ветвистая, с е т ч а т а я и прямоугольная.

Отдельные русла м о г у т быть прямыми, искривленными, изо гнутыми, меандрирующими, а н а с т о м о з и р у ю щ и м и или петляющими;

они также м о г у т представлять собой дельтовые с и с т е м ы. Послед няя разновидность настолько важна, что т р е б у е т самостоятельного рассмотрения. По данным бурения и геофизики обычно удается установить н е только тип дренажной с и с т е м ы, но также получить информацию о палеоградиенте и направлении потока. Практическая ценность такой информации р а с с м а т р и в а е т с я ниже при анализе р у с ловых песчаников.

РАЗРЕЗЫ ДРЕВНИХ РУСЛОВЫХ ПЕСЧАНИКОВ Для выявления и прослеживания древних русловых песчаников геолог—поисковик должен быть широко о с в е д о м л е н относительно в с е х известных разновидностей поперечных профилей песчаных тел и м е т о д о в их оконтуривания и проецирования. На фиг. 5 7 схемати ^Соединяющимися и вновь разъединяющимися. — Прим. перев.

Глава 6 Электрокаротажная диаграмма с сопр.

а Врез и заполнение после уплотнения г Врез и заполнение;

циклическое погружение пород ложа Глины, запечатывающие „оШтого Г русло долота „ ыхФфщ*. г— S Врез и заполнение до уплотнения пород ложа в Одновременная седиментация е врез и заполнение депрессии вдавливания Фиг. 57. Схематические диаграммы шести типов заполнения русел.

ПС - спонтанная поляризация;

Сопр. — сопротивление.

чески изображено шесть вариантов заполнения русел и их обычное отображение на электрокаротажных диаграммах. Сущность каждого из них с л е д у е т описать подробно.

Врезание и заполнение на уплотненном ложе. На фиг.

57,а приведен профиль п е с ч а н о г о т е л а заполнения русла, которое образовалось в породах, полностью уплотнившихся (под в о з д е й с т в и ем вышележащих осадков) д о начала воздымания и эрозии. Русло заполнено либо неуплотняюшимся песком, либо п е с к о м и гравием.

Т а м, г д е подстилающие и прилегающие с боков породы (обычно гли ны) были предварительно уплотнены, толща заполнения в разрезе х а р а к т е р и з у е т с я плоско-выпуклой формой д а ж е после того, как накопилась значительная мощность перекрывающих осадков. Форма записи на электрокаротажных д и а г р а м м а х напоминает колокол, с в и д е т е л ь с т в у я о р е з к о м б а з а л ь н о м контакте б о л е е грубозернистого обломочного материала с подстилающими Породами. Вверх по раз р е з у р а з м е р з е р е н обычно уменьшается. Верхняя часть толщи за полнения может быть представлена либо алевритами, постепенно переходящими в глины, либо переслаиванием мелкозернистых п е с ч а ников и глин. В любом случае верхнюю границу толщи заполнения обычно трудно установить по каротажу. Электрокаротажные диа граммы с л е д у е т использовать как вспомогательный материал;

ни в к о е м с л у ч а е их нельзя рассматривать в к а ч е с т в е единственного кри терия выделения русловых песчаников в р а з р е з е.

Т е л о заполнения м о ж е т с л а г а т ь с я как горизонтально-слоистым так и косослоистым песчаником. • В е г о основании обычно з а л е г а е т Русловые песчаники галечниковый конгломерат, а остальная часть сложена чрезвычай но мелкозернистым песчаником. Песчаник более грубозернистой текстуры и галечниковый конгломерат также могут быть развиты в различных участках в пределах основной части тела заполнения.

Сортированность варьирует от плохой до хорошей. Во многих ме стах толща заполнения представлена разобщенными зонами хорошо или плохо отсортированных песчаников, переслаивающихся с алевро литами. Некоторая часть толщи руслового заполнения может быть также представлена отчетливыми "прослоями" и карманами глин.

Известны примеры, когда вся толша заполнения сложена глинами и алевристыми глинами. В этом случае данные электрокаротажа для целей идентификации имеют очень ограниченное значение и не следует принимать во внимание колоколовидную форму записи. Од нако, если русло, выполненное глинами, врезано в толщу, сложен ную преимущественно песчаником или известняком, его можно выя вить с помощью электрокаротажа.

Врезание и заполнение до уплотнения пород ложа. На фиг. 5 7, 6 показан профиль песчаного тела заполнения русла, ко торый образуется в том случае, если русло врезается до или в процессе уплотнения пород ложа. Параметры, характеризующие м а териал толщи заполнения, обычно аналогичны указанным для слу чая заполнения после уплотнения пород ложа (фиг. 5 7, ). Каро тажная диаграмма, подобная изображенной на фиг. 5 7, а, указыва ет, что материал заполнения представлен в основном песчаником.

Анализ захороненных песчаников данного типа осложняется прояв лением дифференцированного уплотнения. Вследствие давления вы шележащих толщ пески уплотняются лишь очень незначительно или совсем не уплотняются, в то время как латерально прилегающие к ним глины могут уплотняться на 4 5 - 5 5 % от их первоначальной мощности.

На фиг. 5 8 приведена схема, показывающая различные стадии образования профиля данного типа песчаного тела заполнения рус ла. На стадии А русло врезалось в частично уплотненные илы и глины. На стадии В это русло заполнилось песком до высоты H и вся площадь перекрылась маломощным слоем осадков. Изогну тые вниз пунктирные линии, соответствующие изохронам, показыва ют, что верхняя часть перекрывающего слоя отлагалась одновре менно с русловыми песками.

На стадии С русло полностью заполнилось песком, а латераль но прилегающие к нему илы и глины уплотнились приблизительно до двух третей от их первоначальной мощности. О том, что дифферен цированное уплотнение протекало одновременно с заполнением р у с ла и накоплением перекрывающих осадков, свидетельствует слабое утонение перекрывающего слоя на участке непосредственно выше зоны максимальной мощности песков. Наиболее примечательной чер— Глава 6 Эрозия Ф и г. 58. Схематическое изображение стадий эрозии, седиментации и диффе ренцированного уплотнения осадков, связанных с русловым песчаником.

той э т о й иллюстрации является то обстоятельство, что увеличение мощности песков происходит в основном з а с ч е т подстилающих илов и глин, а не з а с ч е т вышележащих слоев. Это диагностический критерий для установления русловых песчаников в р а з р е з е. Только по одному э т о м у признаку обычно у д а е т с я отличить песчаники за полнения русла от баровых. Для последних обычно характерно у в е личение мощности в основном з а с ч е т утонения перекрывающих осадков. В п р о ц е с с е т а к о г о анализа лучше в с е г о выбирать для с о поставления коротажные диаграммы близко расположенных друг от д р у г а скважин с р е з к о контрастирующей мощностью песчаников. Е с ли в качестве репера д л я построения палеотектонического профиля принят маркирующий пласт определенного литологического типа, залегающий ниже тела заполнения,то аналогичный маркирующий г о ризонт, залегающий близко над э т и м телом, будет и з о г н у т вверх ( в с л е д с т в и е дифференцированного уплотнения), если данное тело заполнения сложено в основном песчаниками. Однако мощность ин тервала глин, отделяющих кровлю песчаников от в е р х н е г о марки рующего горизонта, б у д е т о с т а в а т ь с я постоянной,· если не считать локального уменьшения мощности непосредственно над у ч а с т к о м н а ибольшей мощности песчаной линзы.

Обычно б о л е е ц е л е с о о б р а з н о восстановить первоначальный про филь линзы песчаника;

э т а процедура выполняется п у т е м подбора с о о т в е т с т в у ю щ е г о литологического репера выше п е с ч а н о г о тела.

Таким с п о с о б о м устанавливают первоначальное з а л е г а н и е исходно Русловые песчаники го репера, а кровля руслового песчаника соответственно спрямля ется. Такая методика восстановления первоначального профиля п е с чаника, однако, приводит к тому, что положение на профиле лито— логического репера, залегающего несколько ниже песчаника, ока жется искаженным;

он изогнется вниз. Независимо от того, выби рается ли исходный репер выше или ниже линзы руслового песча ника, мощность самого песчаника наращивается в основном за счет подстилающих осадков.

Совместная седиментация. На фиг. 5 7, в показан пример совместной седиментации, когда русло заполняется песком одновре менно с накоплением илов и алевритов на сопредельных участках.

Диагностические критерии выделения этого типа руслового запол нения аналогичны критериям для случая вреза и заполнения до уплотнения ложа (фиг. 5 7, б );

в дополнение к этому для него ха рактерно переслаивание алевритистых песчаников с латерапьно при легающими глинистыми сланцами. Данные электрокаротажа свиде тельствуют о переслаивании песчаников и глин в базальной части тела заполнения и о преимущественном развитии песчаников в верх ней его части. Однако если скважина случайно окажется в центре русла, то диаграммы электрокаротажа зарегистрируют одни песча ники.

Для развития этого типа руслового заполнения благоприятны две обстановки осадконакопления. Одна из них - область поверхностных наносов дельты, где, как правило, развиты протоки. Поскольку о т мели в пределах русла периодически затопляются, в тыловой части заболоченной поймы в межпроточных зонах образуется маломощ ный покров алевритов и глин. Таким образом, дельтовая равнина формируется одновременно с заполнением протоков песками. Такие русловые пески не следует смешивать с песками пальцевидных б а ров, описанных Фиском [ 8 9 ] для дельты типа птичьей лапки реки Миссисипи.

Другая обстановка, в которой формируется данный гип тел заполнения, характерна для районов, где разгрузка континенталь ных осадков происходит в зоне мелководного моря и они отлагают ся на неровной подводной поверхности. Так, например, известно, что в третичный и четвертичный периоды на дне мелководных уча стков Мексиканского залива происходил рост многочисленных струк тур, которые обусловили неровность подводного рельефа и в свою очередь явились причиной локализации рагрузки водных потоков между подводными возвышенностями и по их периферии. Осадки, транспортируемые через подводные "понижения", были представ лены песками, алевритами и глинами. Песчаный материал отлагался в понижениях и переслаивался с глинисто—алевритовыми осадками, отлагающимися в условия более спокойных вод, как по окраинам п о нижений, так и поверх седловин, разделяющих понижения. Различ Глава 6 ный о б ъ е м р а з г р у з к и приводил к чередованию по горизонтали рус ловых песчаников с глинами и алевритами. Данная с и с т е м а прото ков по существу не является истинной дельтой, а представляет с о бой случайное явление, обусловленное неравномерным развитием в подводном рельефе возвышенностей.

Прекрасный пример влияния р о с т а структур на формирование син генетичного т е л а р у с л о в о г о заполнения приведен на фиг. 5 9. Тело заполнения подводного русла фиксируется непосредственно под фау— нистической зоной B0Iivina perca, которая выбрана в качестве опорного репера. Данный р е п е р точно совпадает с подошвой мар кирующего горизонта глинистых сланцев. Мощности с л о е в над п е с чаным т е л о м отличаются постоянством. В базальной части песча ники переслаиваются с латерально прилегающими глинами и м о щ н о с т ь песчаного р е з е р в у а р а Анахуак в о з р а с т а е т з а с ч е т подстилаю— щих глинистых сланцев. Поскольку первоначальное горизонтальное з а л е г а н и е репера Bolixina регса восстановлено произвольно, два маркирующих горизонта ниже линзовидного песчаника изогнуты вниз. О т с у т с т в и е параллелизма между этими двумя маркирующими горизонтами, расположенными ниже репера Bolivina регса, доста точно убедительно объясняется различной степенью уплотнения г л и нистых сланцев, латерально прилегающих к русловому песчанику.

Горизонтальные контуры нефтяной залежи, приуроченной к п е с ч а н и кам Анахуак, показаны в верхней части фиг. 5 9. Залежь имеет конфигурацию русла, ориентированного на юг, к области разгрузки.

Это русло можно проследить к югу на значительное расстояние.

А Фиг. 59. Разрез руслового песчаника Анахаук (олигоцен - миоцен), округ Акейдия, Луизиана, составленный по реперу Bolivina регса.

Построен на основании данных Слингерланда [устное сообщение, 1967].

Русловые песчаники Карту изопахит толщи непрерывного наращивания мощности для этой территории можно построить, приняв репер Bolivina регса в качестве верхнего маркирующего слоя и любой из маркирующих г о ризонтов, залегающих ниже песчаника, в качестве нижней грани цы толщи. Участки максимальной мощности на такой карте будут совпадать с максимумом развития песчаников Анахуак. В целом толща CIS по обе стороны песчаника представлена глинами. Этот интервал глин будет иметь минимальную мощность над поднятиями, которые образовались на морском ложе в процессе накопления осадков Анахуак. Фиксируя различия мощности толши G/S, удается воссоздать подводный рельеф, который существовал в процессе фор мирования песчаника Анахуак. Естественно, что песчаники отлага лись на участках понижений (наибольшая мощность CIS). Не с л е дует ожидать, что залежи нефти и газа будут встречены повсе местно, где развиты песчаники Анахуак. Скорее всего они приуро чены к участкам песчаников, ограниченным вверх по восстанию ку половидными структурами или сбросами. Поэтому структурную кар ту, построенную по реперу Bolivina регса, следует наложить на карту предполагаемого развития песчаников Анахуак, что послужит основой для выявления в этой формации литологических ловушек.

Врезание и заполнение при циклическом • (прерывистом) погружении. Наиболее необычные условия руслового заполнения п о казаны на фиг. 5 7,. Русло имеет сечение блюдца, свидетельству ющее о его зрелости. Материал руслового заполнения представлен преимущественно глинами и алевритистыми глинами, которые на склонах русла прерываются несколькими парами песчаных тел, вы клинивающихся к центру русла. Линза песчаника может также на блюдаться в подошве русла. Клинья песчаников по обеим сторонам русла характеризуются кулисообразным расположением по отноше нию друг к другу и разделены отчетливыми прослоями глин. Ilo н а правлению к верховьям русла появляются клинья, занимающие более высокое стратиграфическое положение, и постепенно исчезают клинья, залегающие стратиграфически ниже. На электрокаротажной диаграмме скважины, пробуренной на краю такого русла, будет фиксироватьс% несколько маломощных песчаников, разделенных "прослоями" глин. На электрокаротажной диаграмме скважины, про буренной в центральной части русла, обычно фиксируется единое песчаное тело, развитое в подошве толши заполнения и залегающее на поверхности несогласия.


Приуроченность песчаников к бортам долины объясняется воз действием специфической комбинации условий осадконакопления.Сра з у же после образования широкой поймы, врезанной в мягкие гли ны, на всей территории имела место циклическая морская транс грессия. Поток, который образовал эту широкую долину, переносил f Глава 6 значительно больший объем алевритов и илов, нежели песков. В периоды стабилизации береговой линии по обеим бортам затоплен ной долины отлагались окаймляющие пляжевые пески, которые в о з можно, сформировались в результате рассеивания волнами осадков, поставляемых в пойму в основном з а счет медленного размывания террас. Только очень ограниченные участки таких линзовидных п е с чаников могли оказаться ловушками для углеводородов. Методы изучения трендов и закономерностей распространения песчаников т а кого типа, а также проблемы выбора объектов для постановки бу рения в таких условиях детально рассмотрены на примере песча ников Мадди, бассейн Паудер-Ривер, северо-восточный Вайоминг [см. главу "Примеры древних палеорусел"].

Прирусловая отмель. Для любого потока, достигшего профиля равновесия, когда осадконакопление и эрозия протекают одновременно, характерно образование прирусловых отмелей. По следние формируются з а счет намыва и при меандрировании пото ков. Такие отмели образуются на выпуклом склоне меандрирующего русла, где скорость потока минимальна. Р а з р е з осадков, образо вавшихся в этих условиях, показан на ф и г. 5 7, д. За определенный отрезок времени радиусы кривизны отдельных меандр уменьшаются по мере латерального перемещения русла з а пределы излучины.

Одновременно, но в меньшей степени отдельные меандры мигриру ют в направлении склона поймы, которую они образуют.. Многие петляющие меандры в стадии половодья отчленяются и таким обра з о м теряют связь с основным дренажным руслом. Такие изолиро ванные меандры становятся старицами, в которых позднее аккуму лируются алевриты, илы и растительный материал. На ранних э т а пах развития меандр одиночные отмели имеют форму полумесяца и располагаются уступообразно по обеим сторонам русла. По мере того как отдельные меандры приобретают форму открытой петли, прирусловые отмели теряют вид полумесяца и их очертания стано вятся неправильными, как показано на фиг. 6 0. Эта фигура пред ставляет собой схему действующей модели, на которой изображена сложная система прирусловых отмелей чрезвычайно неправильных очертаний. Такую же систему можно встретить в захороненных тол щах. Ширина пояса меандр гораздо больше петли любой из меандр данного русла. Сложность поисков залежей нефти и г а з а в коллек торах данного типа лучше всего представить, если наклонить мо дель TaiiHM образом, чтобы нефть и г а з могли мигрировать вверх по восстанию и аккумулироваться в наиболее высоко расположенных частях каждой из многочисленных прирусловых отмелей. В основа нии данной модели залегает регионально выдержанный пласт слабо слоистых грубозернистых песчаников или конгломератов. Таким образом, модель должна представлять собой единую гидродинами 110 Русловые песчаники Ф и г. 60. Зарисовка модели гипотетического пояса меандр, показывающая, как может возникнуть сложный песчаный коллектор прирусловой отмели с пробками русловых глин.

Характер распределения типов слоистости показан схематично. Зональность заключается в последовательной смене типов слоистости. Одна или несколько верхних зон могли быть эродированы на поздних стадиях развития меандр, и на их месте могла отложиться новая толща, состоящая из одного или несколь ких ритмов. Модель изготовлена Варне [устное сообщение,.1967]. 1 - мелкая струйчатость;

2 — горизонтальная слоистость;

3 — косая слоистость с гигант ской струйчатостью;

4 — массивные и слабо слоистые осадки.

ческую с и с т е м у. Ни одна пара з а л е ж е й не б у д е т и м е т ь одинаковые контуры, и верхние границы в каждом случае с л е д у е т устанавли вать по характеру извилистости русла, заполненного непроницаемы ми илами.

Несмотря на неправильные в плане очертания песчаного коллек тора данного типа, в р а з р е з е большинство таких прирусловых о т м е лей независимо от их г е о л о г и ч е с к о г о в о з р а с т а можно л е г к о уста новить по единичным неориентированным о б р а з ц а м керна. Х а р а к т е р но, что в р а з р е з е прирусловая отмель представлена четырьмя зо нами (фиг. 6 1 ), которые снизу вверх представлены: 1 ) слабо ело Глава 6,Зона мелкой струйчатости *Зона горизонтальной слоистости Уровень воды Ф и г. 61. Схематический разрез прирусловой отмели, на котором показа· ны четыре отчетливые зоны, образовавшиеся при различных энергетических уровнях потока.

В целом, размерность зерен осадков уменьшается вверх по разрезу. Обычно наблюдается повторяемость слоистых серий, иногда в разрезе встречаются прослои гальки.

истыми песками или г р а в и е м ;

2 ) пачкой, характеризующейся косой слоистостью и наличием гигантской струйчатости;

3 ) горизонталь но—слоистыми пластами и 4 ) осадками с мелкой струйчатостью., Для базальной з о н ы с л а б о слоистого п е с к а и гравия характер ны наиболее крупные р а з м ё р ы з е р е н из четырех з о н прирусловой отмели. Диапазон з е р н и с т о с т и чрезвычайно широкий ( о т алеврити стых частиц д о валунов), что обусловлено р а з м е р о м обломочного материала, находящегося в пределах данной дренажной системы. О п ределенную роль в установлении диапазона размерности частиц э т о й з о н ы играют и такие параметры, как градиент потока, с о с т а в обломочного материала, о б ъ е м потока и т. д. Наиболее обычными осадками э т о й зоны являются с р е д н е - и крупнозернистый песок и галька.

Зона косой слоистости с гигантской струйчатостью начинается непосредственно над нормальным низким уровнем вод потока, и о б разующий е е материал о т л а г а е т с я на выпуклых сторонах меандр в период высокой воды. Мощность отдельных косых слоев варьирует от дюймов д о нескольких футов. В керне из э т о й зоны обычно встречаются включения глин и углефицированные обломки растений.

Кровля э т о й зоны, как правило, представляет поверхность эрози онного в р е з а, выше которой н е п о с р е д с т в е н н о з а л е г а е т з о н а гори зонтально-слоистых осадков.

Зона горизонтально-слоистых о с а д к о в формировалась в течение периодически повторяющихся паводков, когда лоток распространялся з а пределы с в о е г о обычного русла. Как правило, она представлена очень хорошо отсортированными, мелкозернистыми песками или алевритами. В керне т а к ж е встречаются глинистые конкреции не правильной формы и углефицированные стебли и листья растений. В коллекторах э т о й зоны латеральная проницаемость выше вертикаль ной, что обусловлено наличием слоистости.

Русловые песчаники Зона с мелкой струйчатостью формировалась только в периоды широких разливов и обычно и м е е т наибольшую мощность из всех четырех зон прирусловой отмели. Слагающие е е осадки х а р а к т е р и з у ю т с я наиболее хорошей сортированностью и мелкозернистостью (мелкозернистые и тонкозернистые п е с к и ). Лишь изредка амплитуда отдельных струй д о с т и г а е т 0, 3 2 - 0, 6 4 с м. В керне встречаются неправильные глинистые конкреции и углефицированные стебли и листья растений. Горизонтальная и вертикальная проницаемость обычно одинакова.

В ряде случаев обычная последовательность р а з р е з а прирусловой отмели прерывается в с л е д с т в и е присутствия базальной неотчетливо слоистой зоны п е с к о в и гравия, залегающей н е с о г л а с н о либо на з о н е горизонтально—слоистых осадков, либо на з о н е мелкой струй— ч а т о с т и. Т а к о е нарушение последовательности р а з р е з а р а с с м а т р и в а е т с я как р е з у л ь т а т частичной эрозии обычного р а з р е з а отмели на б о л е е поздней стадии латеральной эрозии и седиментации при меандрировании потока. В других случаях в одной скважине можно зафиксировать неоднократное повторение полного ритма. Такое яв ление наблюдалось в палеоруслах бассейна Маракайбо, В е н е с у э л а.

Кривая ПС (спонтанная поляризация) на электрокаротажной д и а г р а м м е скважины, вскрывшей р а з р е з прирусловой отмели, обычно и м е е т колоколовидную форму, обусловленную уменьшением вверх по р а з р е з у р а з м е р о в з е р е н осадков, сопровождающимся увеличением глинистости. Изменение этих параметров с о г л а с у ю т с я с т е м из вестным фактом, что по направлению кверху ч е р е з в с е четыре р а с смотренные литологические зоны р а з р е з а наблюдается постепенное снижение э н е р г е т и ч е с к о й активности среды седиментации.

Поскольку прирусловые отмели составляют только какую—то ч а с т ь от общего осадочного выполнения пойм, их довольно трудно выделить при анализе р а з р е з о в. Хотя предстоит еще много работы в области разработки м е т о д о в поисков таких резервуаров, т е м не м е н е е известны некоторые приемы, позволяющие идентифицировать их в р а з р е з е. Установлено, что прирусловые отмели в единичном, неориентированном керне можно распознать по вышеописанной зо нальности четырех циклов. На карте изопахит т а к о г о песчаного т е ла б у д е т о т м е ч а т ь с я р е з к о е уменьшение мощности к т о м у краю, г д е оно контактирует с глинистым материалом заполнения русла.

По периферии р е з е р в у а р а прирусловой отмели б у д е т фиксироваться одна или несколько плавно изогнутых линий, проведенных по непро дуктивным скважинам, расположенным непосредственно з а п р е д е л а ми залежи. На карте изопахит интервала глин между кровлей п е с чаника и выбранным литологическим репером выше песчаника от мечаются р е з к и е изменения мощности, обусловленные различной степенью уплотнения алевритов и глин в меандрирующих руслах.


Глава 6 На структурной карте, построенной по э т о м у реперу, фиксируется эффект обволакивания песчаного тела. Другие м е т о д ы поисков таких р е з е р в у а р о в в настоящее время находятся в стадии разработки, их еще необходимо испытать и проверить перед т е м как опубликовать в печати.

Месторождение Литл-Крик, округа Линкольн и Пайк, штат М и с сисипи, х а р а к т е р и з у е т с я геометрическими особенностями, типичны ми для прирусловой отмели. Суммарные з а п а с ы э т о г о м е с т о р о ж д е ния, которое приурочено к нижней части песчаников Таскалуса (верхний м е л ), составляют 3, 4 млн. нефти [ 7 6 ]. На фиг. приведена карта изопахит продуктивного песчаника указанной з а л е жи [ 7 6 ], на которой видно чрезвычайное непостоянство формы и Ф и г. 62. Карта изопахит песчаников Денкман, месторождение Литл-Крик, округа Линкольн и Пайк, штат Миссисипи, на которой показано местоположе ние и простирание предполагаемого русла, заполненного глинами [76].

Сечение изопахит 20 футов.

8- Русловые песчаники мощности песчаника. Особую важность представляет т о т факт, что непродуктивные скважины концентрируются близко от границы з а л е жи. Песчаники мощностью 6 - 1 4 м сменяются глинистыми слан цами между скважинами, каждая из которых х а р а к т е р и з у е т площадь 4 0 0 0 0 м 2. Эйзенштатт [ 7 6 ] отмечал, что "в одной скважине мощность песчаника" м о ж е т быть достаточно большой, а в другой, отстоящей в с е г о на несколько футов, он может с о в с е м отсутство вать. Данное явление повлияло на методику разведки месторожде ния, поскольку м н о г и е скважины были пробурены по принятой с е т к е с м2.

целью обнаружения края песчаного тела на площади 1 6 0 0 0 На фиг. 6 3 приведены электрокаротажные диаграммы по скважинам, расположенным на расстоянии 2 0 0 м. Песчаник Денкман 1 (про дуктивный горизонт толщи Т а с к а л у с а ), зафиксированный в с к в а ж и н е Джонс № 2, полностью о т с у т с т в у е т в скважине Джонс № 1. Эти д в е скважины показаны на фиг. 6 2. На э т у фигуру автором были нанесены местоположение и простирание п р е д п о л а г а е м о г о русла, заполненного глинами. На фиг. 6 4 изображена структурная карта, составленная Эйзенштаттом [ 7 6 ] с у ч е т о м е г о трактовки конфи гурации песчаников Нижняя Таскалуса. Он отмечал: "Судя по имеющимся данным, з д е с ь мы видим структурный нос, полого по гружающийся к югу. Обратный региональный наклон на с е в е р ам плитудой в с е г о лишь 9 м фиксируется на участке от наиболее вы соко расположенной в структурном отношении скважины д о наиболее погруженной части продуктивного горизонта. Однако высота нефтя ной колонны д о с т и г а е т 3 5 м. Исходя из э т о г о, можно заключить, что з д е с ь мы и м е е м д е л о с комбинированной ловушкой - с т р у к т у р но-литологической*.

Скв. Джонс NtZ Ска. Джоне N Ф и г. 63. Стратиграфический разрез песчаников Нижняя Тас калуса, месторождение Литл Крик, округ Пайк, штат Мисси сипи [76].

Между двумя скважинами, от стоящими друг от друга на 75 м, песчаник Денкман резко выкли нивается.

Этот песчаник не следует путать с песчаным горизонтом Денкман юр ского возраста формами Норфлет, который также является продуктивным коллектором в рассматриваемом районе.

Глава 6 Ф и г. 64. Структурная карта кровли песчаников Нижняя Таскалуса, месторож- Округ дение Литл-Крик, округа Линкольн и Пайк, Линкольн Wpye ' штат Миссисипи [76].

Паок Сечение изогипс 20 футов.

Врезание и заполнение при развитии депрессии вдавливания.

На фиг. 5 7, е показан последний тип русла, когда в р е з и з а п о л н е ние протекают с о в м е с т н о с р а з в и т и е м депрессии вдавливания. Э т о т пример и т е о р е т и ч е с к о е обоснование взяты автором в основном из неопубликованной работы Б е р н х э м а [ 4 0 ]. Стратиграфический ин тервал, охватывающий горизонты от H д о К, с о о т в е т с т в у е т части р а з р е з а песчаников Офисина, отложившейся на шельфе южного с к л о на структурного б а с с е й н а западной Венесуэлы. Накопление толщи Офисина происходило в болотных, лагунных и солоноватоводных мор ских условиях, благоприятных для образования мощных м а с с торфа, переходящего в угли. Для такой обстановки характерны неоднократ ные циклические изменения уровня моря или положения суши, что привело к развитию мощной толщи переслаивающихся м е ж д у собой глин и крупнозернистых обломочных образований. Э т а площадь представляла собой участки дельтовой с и с т е м ы с м н о ж е с т в о м р у к а вов, которые отлагали осадочный материал частично в субаэральной обстановке б е р е г а, а частично в чрезвычайно мелководных субак вальных условиях. Многочисленные соподчиненные русла врезались в толщу полуконсолидированных илов. Б е р н х э м отмечал:

"С незначительным п о д ъ е м о м относительного уровня воды с к о р о с т ь течения в р а з м ы в а е м ы х руслах должна снижаться, а с а м и русла з а с ы п а т ь с я песками, поступающими из тыловой о б л а с т и песчаных баров, расположенных в у с т ь е. Это должно п р и водить к «запечатыванию русла хорошо отсортированными п е с ками, в р е з у л ь т а т е ч е г о о б р а з у ю т с я узкие мощные песчаные т е л а, типичные д л я мелководной дельты»[Фиск]. В и т о г е русло оказывается почти запруженным чистым, хорошо отсортирован ным песком, выше которого медленно текущими потеками о т л а г а ю т с я алевриты и алевритистые глины".

Русловые песчаники Б е р н х э м указывал, что эти русловые пески "... м о л о ж е, ч е м ис чезающие корреляционные маркирующие горизонты, которые они де— нудируют и замещают". О с о б о е внимание он обращал на т о т факт, что ключевые маркирующие горизонты, такие, как лигниты, под т е лами мощных русловых песков прогибались, или провисали. Такое провисание подстилающих с л о е в происходит б е з значительного со кращения их мощности, з а исключением т е х участков, г д е они были эродированы. На фиг. 5 7, е только один средний из трех лигнитовых слоев не деформирован. Верхний слой лигнита изогнут вверх в силу неодинаковой степени уплотненности глин, латерально смежных с песчаной толщей заполнения русла, в т о время как нижний лигни товый слой прогнут под в о з д е й с т в и е м концентрированной нагрузки песка, з а л е г а ю щ е г о непосредственно над ним. Стадии развития д а н ного типа д е п р е с с и й вдавливания показаны на фиг. 6 5. Б е р н х э м [ 4 0 ] предполагал, "что они развивались на полуконсолидированных о с а д ках, а не на мягких глинах, как указывал Фиск. В полууплотнив шихся осадках напряжение должно было п е р е д а в а т ь с я вертикально и горизонтально, обусловливая провисание, а не уплотнение или течение" На фиг. 6 6 приведен стратиграфический р а з р е з толщи мощнос тью 5 3 м, составленный по материалам шести скважин. В к а ч е с т в е исходного репера принят горизонт лигнита 16, расположенный вверху р а з р е з а. Алевролит J За и кровля горизонта J 3b р е з к о п р о гнуты под в о з д е й с т в и е м уплотняющей нагрузки на участках, р а с п о ложенных непосредственно под двумя глубокими, заполненными Iilir Ф и г. 65. Стадии развития депрес сии вдавливания, связанной с русло вым заполнением [40].

1 - глины;

2 — песчаники;

3 - лигниты,.

• ' Ш2 0 Глава 6 спи/ шшг czzz3 j ISU J Ф и г. 66. Стратиграфический разрез части формации Офисина в районе Ист Мапири, бассейн Маракайбо, Венесуэла, на котором можно видеть провисание горизонта / За и кровли горизонта / 3 6 под участками максимальной мощности руслового заполнения [40].

1 - глины;

2 - алевролиты;

3 — песчаники;

4 - коррелирующиеся глины или глины среди кластических осадков;

5 - лигниты.

песками руслами. По мнению автора, такое прогибание маркирующих слоев под телами руслового заполнения более характерно д л я д е л ь товых условий, г д е в большем о б ъ е м е отлагаются продельтовые илы, ч е м для с у г у б о субаэральной обстановки седиментации.

Русловые песчаники ВНУТРЕННЯЯ СТРУКТУРА Р а н е е указывалось на значительное р а з н о о б р а з и е типов осадков, которые м о г у т отлагаться в пределах русел. Действительно, прак тически каждый тип осадочной породы, з а исключением эвапоритов, можно встретить в телах руслового заполнения. Р а з м е р зерен, с т е п е н ь сортированности и характер косой слоистости почти на столько разнообразны, как и литологический с о с т а в. Мак-Ки [ 1 9 4 ] в опытах с искусственными желобами удалось получить некоторую информацию относительно факторов, обусловливающих стратификацию.

В этих опытах моделировался процесс заполнения осадками русел, образованных потоками и подводными течениями. Отмечалось, что "... русла, образованные потоками, характеризуются уплощенным дном, крутыми или отвесными б е р е г а м и и мелководностью". Для русел, образованных подводными т е ч е н и я м и, "... характерно полу округлое с е ч е н и е как с л е д с т в и е постоянного оползания стенок под в о з д е й с т в и е м воды".

Эти эксперименты выявили значение уровня воды как д и а г н о с т и ч е с к о г о фактора формирования косой слоистости в осадках р у с л о в о го заполнения. Мак-Ки [ 1 9 4 ] показал, что "... там, г д е поток о т л а г а е т осадок на д н е русла, либо в р е з у л ь т а т е увеличения е г о н а грузки, либо вследствие снижения скорости с л о и с т о с т ь по с у щ е с т ву горизонтальна и повторяет упрощенный профиль дна русла, вы м ы в а е м о г о потоком". Эта ситуация изображена на фиг. 6 7, а, к о т о рая вычерчена по фотографии, включенной в статью Мак-Ки. В Фиг. 67. Зарисовки фотоснимков, характеризующих типы стратификации руслового заполнения, полученные при экспериментах.

а — мульдовая коса» слоистость, образованная в процессе отложения осадков потоком. Поверхность воды в течение большей части процесса оставалась ни же границ русла;

б - симметрично заполненное русло. Мощность слоев увели чивается в направлении к центральной, наиболее глубокой, части русла. Рус ло образовано потоком и видоизменено вследствие подъема уровня воды;

за полнено материалом, перемещавшимся подводным течением вниз вдоль русла;

в - симметрично заполненное русло. Русло вымыто потоком и видоизменено в результате подъема уровня воды. Седиментация происходила путем оседания частиц из спокойной воды;

г - асимметрично заполненное русло. Русло про резано потоком, видоизмеиено в результате подъема уровня вод и заполнено материалом подводною течения, перемещавшимся по диагонали к направле нию русла [193].

Глава 6 полностью заполненном водой русле с л о и с т о с т ь русловых осадков может образовывать выпуклость вниз. Мак-Ки отмечал, что "... с т е п е н ь и з г и б а обусловлена глубиной русла, в котором проис ходила седиментация". Э т а ситуация изображена на фиг. 6 7, б\ м о щ н о с т ь отдельных пластов, показанных на э т о й фигуре, в о з р а с т а е т в направлении к осевой части толши руслового заполнения.

В д р у г о м эксперименте Мак—Ки обломочный материал осаждал ся вертикально в спокойной толще воды, заполнявшей эродирован ное русло. В э т о м случае (фиг. 6 7, в) о т м е ч а л о с ь лишь очень не значительное увеличение мощности отдельных слоев по направлению к оси. В п р о ц е с с е седиментации слои б о л е е или м е н е е выдержанной мощности заполняли русло, постепенно уменьшая е г о ширину и г л у бину. В п о с л е д н е м опыте Мак-Ки подводное течение ориентирова л о с ь по диагонали к руслу, в р е з у л ь т а т е ч е г о заполнение е г о н о с и ло очень асимметричный характер (фиг. 6 7, г )· Такая асимметрия косой слоистости, возможно, должна развиваться на внутренней стороне подводных меандр потока по периферии растущих структур.

Для т о г о чтобы р е з у л ь т а т ы лабораторных исследований у в я з а т ь с реально существующими условиями, необходимо помнить ряд об стоятельств. Во-первых, практически в с е русловые песчаники (за исключением т е х, что отлагались в дельтах и по периферии п о д в о д ных возвышенностей) отлагаются в субаэральной обстановке. Сле довательно, к вариациям ситуации, изображенной на фиг. 6 7, а, с л е д у е т относить т е русловые образования, г д е наблюдается косая слоистость. Во-вторых, условия, в которых возникает тип с л о и с т о сти, показанный на фир. 6 7,, должны приводить к отложению глин и алевритов, а не лесков. Только алеврит и глина могли осаж д а т ь с я из суспензии верхнего слоя спокойной толщи воды, запол няющей эродированное русло, поскольку для транспортировки пес чаного материала т р е б у е т с я скорость 0, 9 - 1, 8 к м / ч. Поэтому р у с л о в о е заполнение э т о г о типа не б у д е т р а с с м а т р и в а т ь с я в к а ч е с т в е потенциальной ловушки для аккумуляции промышленных залежей нефти и г а з а. В - т р е т ь и х, типы слоистости, п р и в е д е н н ы е на фиг.

67,6 и 67,г, б у д у т характерны для отложений дельтовых проток (но не для песчаников пальцевидных баров) и песчаников мелко водных русел, отлагавшихся по периферии подводных возвышенно стей. В обеих ситуациях подстилающие толщи скорее в с е г о будут представлены глинами и алевритистыми глинами, которые под тя ж е с т ь ю вышележащих осадков будут уплотняться неравномерно. С л е довательно, любой седиментационный наклон русловых песчаников должен измениться ( с т а т ь б о л е е горизонтальным) в такой степени, в какой латерально прилегающие глинистые сланцы уплотняются под в е с о м перекрывающей толщи.

120 Русловые песчаники МЕТОДЫ КАРТИРОВАНИЯ ПАЛЕОДРЕНАЖНЫХ СИСТЕМ Методы выделения и трассирования русловых отложений в раз р е з е плохо освещены в печати. Однако работа Андресена [ 6 ] за служивает внимания,и на ней с л е д у е т остановиться подробнее. Анд— р е с е н предложил четыре м е т о д а выявления и трассирования осе вых ч а с т е й долин;

в с е они базируются на глубине в р е з а долин. Пя тый метод основан на определении мощности толщи выполнения д о лины. Хотя Андресен свои методические приемы разработал на теоретической основе, автор может поручиться з а их надежность, поскольку в течение многих л е т применял в какой-то м е р е сходные, если н е аналогичные, приемы в своих исследованиях р а з р е з о в по материалам бурения.

Метод т р а с с и р о в а н и я несогласий. Метод трассирования несогласий и с п о л ь з у е т с я в т е х случаях, когда м е ж д у подошвой т о л щи руслового заполнения и подстилающими пластами наблюдается существенное литологическое отличие. По данным каротажа или по керну скважин о п р е д е л я е т с я глубина залегания подошвы руслового выполнения, и по э т и м контрольным точкам строится структурная карта (фиг. 6 8 ). Ч е р е з точки с минимальным р а д и у с о м изгиба последовательных изогипс проводятся о с е в ы е линии, которые с о о т ветствуют простиранию наиболее глубоко залегающей зоны п о в е р х ности несогласия.

Андресен [ 6 ] указывал на три возможных источника ошибок при интерпретации палеодренажа (фиг. 6 8, А - С) с использованием этой методики. На площади А вьггянутая в с е в е р о - з а п а д н о м направлении впадина образовалась в р е з у л ь т а т е структурной деформации после Ф и г. 68. Метод структурного кар тирования долины при изучении сис темы палеодренажа [6].

Горизонтали в футах.

Мили Глава 6 выпахивания долины и генетически не связана с эрозией;

поэтому она не будет содержать русловых осадков. На площади В понижение рельефа после выпахивания долины оказалось приподнятым, там, где его пересекла меридионально простирающаяся антиклиналь. Го ризонтали обычно загибаются вверх по течению потока, з а т е м р е з ко пересекают его и далее по противоположному берегу потока идут в обратном направлении. В верховьях потока (к западу от оси антиклинали) наблюдается противоположная картина. На площади С обратное направление палеоградиента связано с наличием сброса.

Учитывая возможность таких ошибок, Адресен рекомендовал свой метод использовать только для тех районов, структурная актив ность которых с момента образования долины бьиа минимальной.

Автор убедился, что влияние этих структурных факторов легко о б наружить, а следовательно, вводить поправки на возможные ошибки не следует. Путем построения структурной карты какого-либо мар кирующего горизонта, расположенного на небольшом удалении выше или ниже толщи заполнения долин, можно установить влияние тек тонической активности и внести соответствующие коррективы при реконструкции палеодренажной системы (и толщи заполнения).

Влияние наложенных структур можно почти полностью исклю чить путем построения карты изопахит интервала разреза пород выше наиболее глубокого залегания маркирующего горизонта в пре делах изучаемого района. При наложении кальки такой карты на карту, аналогичную приведенной на фиг. 6 8, удается получить до полнительные данные для воссоздания первоначального рельефа по верхности несогласия. Для всех точек пересечения изолиний этих двух карт вычисляют новые числовые значения глубины залегания поверхности несогласия путем прибавления (или вычитания в зави симости от того, располагается исходный репер выше или ниже толщи заполнения долины) к имеющимся данным величины мощно сти интервала, для которого составлена карта изопахит. Полученная в результате этих новых данных карта будет отражать палеорельеф несогласия только при условии, что к моменту выпахивания долины осадки залегали по существу горизонтально. Можно считать, что такая ситуация имела место, если маркирующие слои, залегающие выше и ниже несогласия, субпараллельны.

Метод поперечных профилей. Этот метод не нов и заклю чается в вычерчивании частных стратиграфических поперечных р а з резов на основе анализа диаграмм стандартного и радиоактивного каротажа по скважинам, вскрывающим отложения руслового типа.

Для построения карты палеодренажной системы проводятся линии, которые соединяют самые нижние точки разрезов. Такие линии б у дут соответствовать направлению палеоградиента. Хотя Андресен [ 6 ] графически не иллюстрировал этот метод, тем не менее ука 122 Русловые песчаники зал на е г о принципиальные преимущества: при нанесении на р а з р е з данных о т е к с т у р е и литологических свойствах осадков заполнения долины можно л е г к о установить характер мигрирования русла в пределах долины. Андресен отмечал, что э т о т м е т о д т р е б у е т б о л ь шой затраты времени и для правильного выбора используемых скважин необходимы предварительные сведения о простирании долины.

Метод палеогеологических карт. Данный м е т о д заключа е т с я в построении палеологической карты поверхности несогласия, на которой была врезана дренажная с и с т е м а, п о з д н е е заполненная осадками.

На фиг. 6 9 показаны три частично эродированные формации (А, В и С) и их относительное положение на поверхности несогласия.

Оси долин проводятся ч е р е з центральные участки наиболее древних слоев. Данный м е т о д и м е е т ряд ограничений. Например, у с т а н о в л е ние границ развития формаций носит субъективный характер;

кроме т о г о, амплитуда в р е з а должна быть достаточно большой, чтобы обнажились б о л е е ч е м одна из выделенных толш. В северной части площади, показанной на фиг. 6 9, ширина долины превышает 1 6, 0 км.

Ось долины проходит ч е р е з центральную часть области развития формации А. Вполне вероятно, что протекающий по такой широкой долине поток характеризовался наличием отчетливо выраженных м е андр в пределах полосы шириной, г о р а з д о меньше 1 6 км. Поэтому положение оси долины м о ж е т с о в с е м не совпадать с последним п о л о ж е н и е м потока, проложившего э т о русло.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.