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 || 3 | 4 |

«.. Смехов, Т. В. Дорофеева ВТОРИЧНАЯ ПОРИСТОСТЬ ГОРНЫХ ПОРОД- КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА Л Е Н Й Н Г Р А Д «НЕДРА» Л Е Н И Н Г Р А Д ...»

-- [ Страница 2 ] --

Эпигенетические процессы сводятся к последующему уплотнению горной породы, взаимодействию циркулирующих в ней растворов с твердой фазой ( м е т а с о м а т о з ), раскристаллизации аморфных материалов и их перекристал л и з а ц и и, эпигенетической сульфатизации, доломитизации, кальцитизации, окремнению и выщелачиванию. По своей природе все эти процессы физико химические, роль биологического ф а к т о р а в них ограниченна.

Н а стадии эпигенеза различают ранний и поздний этапы. Ранний этап протекает при давлении не более 1000 бар, и при температуре до 100° С.

•На этом этапе эпигенеза происходят образование аутигенных минералов, растворение неустойчивых минералов и замещение их более устойчивыми.

Поздний этап эпигенеза осуществляется при давлении 1000—2000 бар и температуре 100—200° С. Д л я терригенных обломочных пород граница м е ж д у указанными этапами эпигенеза условно проводится по появлению структур растворения и внедрения под давлением. В карбонатных породах в позднем эпигенезе происходят увеличение поверхности соприкоснове ния зерен и форменных образований и усложнение контактов между ними (конформные, инкрустационные и микростилолитовые структуры). По ристость пород в позднем эпигенезе з а м е т н о понижается (до 2 — 5 % ).

Постседимеитационные процессы д а л е к о не однозначно влияют иа форми р о в а н и е коллекторских свойств горных пород, то улучшая их, то ухудшая.

Э т о обстоятельство, разумеется, осложняет к а к выделение в разрезе пород коллекторов, так и установление закономерностей их развития.

В образовании и формировании вторичной пористости горных пород с у щ е с т в е н н о е значение имеет их растворимость.

О д н а из причин преобразования порового пространства заключается в растворении минералов под воздействием давления. Условиями наилучшего р а с т в о р е н и я в поровой жидкости песчаных зерен являются малые площади к о н т а к т о в зерен, расположенные перпендикулярно к направлению давления.

Р а с т в о р е н н о е в поровой жидкости на одних участках вещество осаждается на других участках этих ж е пород (часто вблизи поверхности растворе н и я ). Скорость перемещения вещества в поровом растворе прямо про п о р ц и о н а л ь н а растворимости минерала.

В общем случае растворение под давлением в песчаниках приводит к з а п о л н е н и ю порового пространства продуктами растворения. В процессе р а с т в о р е н и я под давлением увеличивается поверхность контакта зерен до тех пор, пока поровое пространство нацело не заполнится материалом р а с т в о р е н и я. П е с ч а н а я порода теряет пустотное пространство, и давление р а с п р е д е л я е т с я внутри породы равномерно.

Песчаники, в которых наблюдается структура, образованная про ц е с с а м и растворения, встречаются довольно часто (на контактах зерен — с л е д ы растворения, в поровом пространстве — новообразованные минераль ные а г р е г а т ы ).

К а р б о н а т н ы е минералы (особенно кальций) сильнее реагируют на давле ние по сравнению с кварцем, вследствие того что они обладают лучшей р а с т в о р и м о с т ь ю и более высокой скоростью растворения. Поэтому в песча никах, с о д е р ж а щ и х кальций, процессы растворения под давлением наблю даются особенно четко. Как сообщает В. Энгельгардт [44], «раствори мость при одностороннем давлении д л я одного молярного объема (37 см 3 ) кальцита примерно вдвое больше, чем у к в а р ц а ».

Растворение под давлением иногда приводит почти к полной перекристал лизации породы. Такое явление наблюдается, например, в карбонатных песчаниках третичных моласс в предгорьях Альп. З д е с ь к тому ж е м о ж н о наблюдать, что на одной и той ж е глубине з а л е г а н и я пород отмечаются уменьшение пористости на фоне уменьшения р а з м е р а зерен кальцита и увеличение пористости на участках, где примесь кальцитового м а т е р и а л а преобладает над доломитовым. По этим данным м о ж н о сделать вывод о более легкой перекристаллизации тонкозернистого кальцита по сравнению с доло митом такой ж е зернистости.

Нередко в породах встречается замещение кластического кварца или его новообразований кальцитом. Происходит, видимо, растворение к в а р ц а при повышенных пластовых температурах и давлениях пластовой воды, что, вероятно, способствует повышению растворимости кварца и понижению растворимости карбонатов. Этот вопрос достаточно подробно о б с у ж д а е т с я в работах Б. К. Прошлякова, В. Н. Ш в а и о в а и других исследователей.

Процессы растворения и выщелачивания обусловили образование раз личного рода пустот в горных породах. Эти процессы, как правило, проте кают в сложных физико-химических и термодинамических условиях. Влияние процессов растворения в различных минеральных средах оказывается неодинаковым, что соответственно обусловливает неоднородность коллек торских свойств, в том числе н пористость.

Процессы выщелачивания представляют собой явление избирательного растворения и выноса каких-либо легкорастворимых минералов с образо ванием на их месте пустот выщелачивания. Эти процессы являются, пожалуй, одним из важнейших постседимеитационных факторов в образовании вторичной пористости. Р а з в и т и ю вторичных пустот выщелачивания во многом способствует тектоническая трещиноватость. Каверны, карстовые и стилолитовые полости обычно развиваются по трещинам в виде пустот расширения последних (рис. 13). В карбонатных породах вторичная по ристость часто является основной составляющей в общей емкости пласта коллектора.

Известно, что основным агентом выщелачивания горных пород яв ляется углекислота. Насыщенные углекислотой воды ведут себя весьма агрессивно по отношению к карбонатным и силикатным породам. Формиро вание вторичной пористости в карбонатных породах и в песчаниках с кар бонатным цементом происходит за счет их реакций с углекислыми водами.

Выщелачиванию подвергаются как карбонатные осадки (диагенети ческий процесс), т а к и карбонатные породы (эпигенетический процесс).

Диагенетическое выщелачивание карбонатных осадков в целом является процессом ограниченным. Суммарный объем возникших пустот невелик и практически мало о т р а ж а е т с я на изменении существующей пористости осадка.

Эпигенетическое выщелачивание в противоположность диагенетическому приводит к весьма существенным изменениям пористости карбонатных Рис. 13. Форма кавери в тонкозернистом доломите (в) и галите (б), соеди няющихся микротрещина ми.

Схематическое изображение шли фов: а — усольская свнта, Атовка, скв. P-1, увел. 30;

б — верхиебельская свнта, М а р кове, скв. P - I, увел. 60.

п о р о д и практически о к а з ы в а е т б о л ь ш о е влияние иа ф о р м и р о в а н и е их к о л л е к т о р с к и х свойств. П р и э п и г е н е т и ч е с к о м в ы щ е л а ч и в а н и и растворению п о д в е р г а е т с я и з е р н и с т а я к а р б о н а т н а я м а с с а, и р а з л и ч н ы е форменные о б р а з о в а н и я. П о с л е д н и е могут б ы т ь в ы щ е л о ч е н ы как частично, т а к и пол ностью.

С е л е к т и в н ы й х а р а к т е р в ы щ е л а ч и в а н и я контролируется особенностями с т р о е н и я горной породы. В этом процессе большую роль играют р а з м е р ы и ф о р м а пор и поровых к а н а л о в, а т а к ж е трещины, которые контролируют пути ц и р к у л я ц и и вод (рис. 14). В р е з у л ь т а т е эпигенетического в ы щ е л а ч и в а н и я в о з н и к а ю т пустоты р а з л и ч н ы х р а з м е р о в. Р а с п р е д е л е н и е вторичных пустот в ы щ е л а ч и в а н и я в к а р б о н а т н ы х породах обычно неравномерное, р а с с е я н н о е, ч а с т о вторичные пустоты р а з в и в а ю т с я по ходу открытых микро т р е щ и н и иногда внутри м и н е р а л ь н ы х т р е щ и и и стилолитов.

И н т е н с и в н о с т ь р а з в и т и я в т о р и ч н ы х пустот и геометрия обусловленного ими порового п р о с т р а н с т в а в о многих с л у ч а я х о п р е д е л я ю т с я веществен ным с о с т а в о м пород и их с т р у к т у р н ы м и и текстурными особенностями.

Т а к и е з а в и с и м о с т и м о ж н о п р о с л е д и т ь на примере вторичных изменений к а р б о н а т н ы х пород г а з о к о н д е н с а т н о г о Оренбургского м е с т о р о ж д е н и я [17].

В этих п о р о д а х геометрия п о р о в о г о п р о с т р а н с т в а имеет свои особенности д л я Рис. 14. Конфигурация вторичных пустот в карбонатных породах кайнозойских образований Юго-Восточной Ферганы [Бацман В. Ф., 1965 г.].

о — м е ж г р а н у л я р н ы е поры (черное) в доломите, увел. 72. Пористость открытая 11%. проницаемость 80 м Д ;

6 — поры растворения (черное) в известняке-ракушечнике, увел. 72. Пористость о т к р ы т а я 2 0 %, проницаемость 170 м Д ;

— остаточные поры (черное) по оолитовом) образованию, увел. 72. П о р и с т о с т ь открытая 9 %, проницаемость 15 м Д.

к а ж д о й из групп генетически одноименных пород. Так, в хемогенных п о р о д а х этого р а з р е з а возникновение вторичных пор о б я з а н о процессам в ы щ е л а чивания преимущественно вдоль т р е щ и н. Геометрию вторичных пустот ( о к р у г л а я и п р о д о л г о в а т а я ф о р м а пор) о п р е д е л и л и обломки о р г а н о г е н н о г о ш л а м а и д е т р и т а. Н а и б о л е е ч а с т о в с т р е ч а ю т с я поры д и а м е т р о м менее 0,6 мм.

В биогенных р а з н о с т я х пород поры в ы щ е л а ч и в а н и я (обычно о к р у г л о й формы) имеют более крупные р а з м е р ы (от 0,4 д о 2,8 м м ). Геометрия п о р о в о г о пространства биогенных известняков п р е д с т а в л е н а м е ж ф о р м е н н ы м и, в н у т р и форменными и каверновымн п у с т о т а м и. З д е с ь о т м е ч а ю т с я поры к а к в ы щ е л а ч и в а н и я, в большей степени, т а к и п е р е к р и с т а л л и з а ц и и, которые в сово купности с остаточными порами п р е д с т а в л я ю т с л о ж н у ю картину по геометри ческим и морфологическим х а р а к т е р и с т и к а м. Р а з м е р ы пустот в биогенных известняках варьируют в широких п р е д е л а х (от 0,4 д о 7,2 м м ).

П о р о в о е п р о с т р а н с т в о механогенных о б р а з о в а н и й к а р б о н а т н ы х п о р о д по своему рисунку п р и б л и ж а е т с я к геометрии м е ж г р а н у л я р н о й пористости.

З д е с ь наиболее ч а с т о встречаются м е ж ф о р м е н н ы е поры, но нередко и в н у т р и форменные, о б р а з о в а в ш и е с я к а к в р е з у л ь т а т е седиментации, т а к и в р е з у л ь т а т е в ы щ е л а ч и в а н и я и п е р е к р и с т а л л и з а ц и и. Р а з м е р ы пор с о с т а в л я ю т 0,6—5,2 мкм.

К о н ф и г у р а ц и ю пустот м е т а с о м а т и ч е с к о г о д о л о м и т а определяет в основ ном ф о р м а к р и с т а л л о в (контуры пор м н о г о г р а н н ы е, неправильные, и н о г д а округлые), хотя генетически пустоты в с т р е ч а ю т с я двух типов, м е ж к р и с т а л л и ческие и кавернозные, иногда р а с п о л о ж е н н ы е вдоль трещин. Р а з м е р ы пор колеблются в пределах 0,6—4,5 мкм. Г е о м е т р и я порового п р о с т р а н с т в а тонкозернистых доломитов и и з в е с т н я к о в сходна, р а з м е р ы пор в ннх д о 1 мкм.

В карбонатных породах на интенсивность р а з в и т и я вторичной пористости нередко влияет не столько в е щ е с т в е н н ы й с о с т а в, сколько с т р у к т у р н ы е особенности породы. Примером м о ж е т с л у ж и т ь коллектор осинского го ризонта Ботуобинской разведочной п л о щ а д и ( т а б л. 1). Сходные с т р у к т у р н ы е характеристики пород (1 и 4;

2 и 6;

3 и 7) о б л а д а ю т сходными к о л и ч е с т венными з н а ч е н и я м и вторичной пористости.

Суммарный объем пор и к а в е р н в ы щ е л а ч и в а н и я м о ж е т быть з н а ч и тельным. О б у с л о в л е н н а я им в т о р и ч н а я пористость к а р б о н а т н ы х пород ч а с т о ТАБЛИЦА Вторичная эффективная пористость в различных карбонатных породах Ботуобииской разведочной площади (14] 1 Известняк водорослевый, катаграф 9, 2 Известняк сгустково-комковатой структуры 3, 3 Известняк тонкозернистый, глинистый 2, 4 Доломит водорослевый комковато-пятнистой струк- 10, туры 5 Доломит неравиомернозерннстый (мелко-средне- 10, крупнозернистый) с реликтами тонкозернистого доломита 6 Доломит сгустково-комковатой структуры 3, 7 Доломит тоико-мелкозернистый 1, 8 Доломито-ангидрит 0, п р е в ы ш а е т м е ж з е р н о в у ю пористость и с л у ж и т основным видом емкости к а р б о н а т н ы х пород. С т р у к т у р а порового п р о с т р а н с т в а карбонатных пород в основном определяется химическими процессами растворения и осаждения.

Органогенные ж е известняки обычно имеют относительно высокую пористость.

П о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы е и з м е н е н и я п о р о в о г о п р о с т р а н с т в а карбонатных п о р о д, к а к п р а в и л о, п р и в о д я т к резкому уменьшению порового объема и з в е с т к о в о г о о с а д к а. О д н а к о известны пористые «мягкие» известняки, п р е д с т а в и т е л е м которых я в л я е т с я т а к н а з ы в а е м ы й писчий мел, состоящий в основном из о с т а т к о в н а н о п л а н к т о н н ы х о р г а н и з м о в (кокколиты), фора м и н и ф е р и другой ф а у н ы, в которых, н е с м о т р я на то что эти известняки с о с т о я т из тонких ч а с т и ц (поры их к р а й н е м а л ы ), о б щ а я пористость очень в ы с о к а и на глубине 1,5—2 км д о с т и г а е т 3 0 %. Подобные породы-коллекторы в о т л о ж е н и я х м е л о в о г о в о з р а с т а известны на европейском континенте и в Северной Америке, где они с л у ж а т о б ъ е к т а м и промышленной р а з р а б о т к и.

В. Э н г е л ь г а р д т [44] высокую пористость писчего мела о б ъ я с н я е т диагене т и ч е с к и м и п р е о б р а з о в а н и я м и, в основном процессами растворения и пере к р и с т а л л и з а ц и и. Он ж е с п р а в е д л и в о оценил роль трещиноватости в этих к а р б о н а т н ы х к о л л е к т о р а х, у к а з а в, что «пустые п р о с т р а н с т в а трещин обра з у ю т л и ш ь н е з н а ч и т е л ь н у ю д о л ю о б ъ е м а породы. О д н а к о д л я дрениро в а н и я п л а с т а и т р а н с п о р т и р о в к и у г л е в о д о р о д о в к с к в а ж и н е трещины играют б о л ь ш у ю роль...».

В познание в л и я н и я п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х процессов на развитие в т о р и ч н о й пористости с у щ е с т в е н н ы й в к л а д внесла В. Н. К а л а ч е в а [13].

И с с л е д о в а н и я п р о в о д и л и с ь ею на примере осинского горизонта нижнего к е м б р и я в И р к у т с к о м а м ф и т е а т р е с привлечением различных методов д л я оценки в л и я н и я п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х процессов на коллекторскне с в о й с т в а пород ( л и т о л о г о - п е т р о г р а ф и ч е с к о е изучение пород в шлифах, ф а к т о р н ы й а н а л и з при установлении х а р а к т е р а и интенсивности различных с о в о к у п н о с т е й п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х изменений, а н а л и з л а б о р а т о р н ы х о п р е д е л е н и й с и с п о л ь з о в а н и е м к о э ф ф и ц и е н т а корреляции и д р. ).

В р е з у л ь т а т е б ы л о у с т а н о в л е н о, что на ф о р м и р о в а н и е вторичной по р и с т о с т и, я в л я ю щ е й с я основной емкостью в к а р б о н а т н ы х породах рассматри ваемого горизонта, большое влияние оказали постседиментационные про цессы, происходившие на различных стадиях литогенеза, и преимущественно в эпигенезе.

Степень влияния различных постседиментационных процессЬв на форми рование емкости карбонатных пород определяется различно разными исследователями. Одни, например, наибольшую роль в формировании вторичной пористости отводят диагенетической доломитизации, другие — эпигенетической доломитизации. Более вероятно, формированию вторичной пористости в рассматриваемом осинском горизонте, в соответствии с дан ными В. Н. Калачевой, способствуют эпигенетическая перекристаллизация и доломитизация (метасоматическое замещение известняков).

В целом приходится констатировать, что установление связи коллек торских свойств с одним каким-либо постседиментационные процессом весьма затруднительно, так как на горную породу эти процессы о к а з ы в а ю т совместное воздействие.

На наиболее поздних этапах постседиментационных изменений, с в я з а н ных с образованием новых минералов (процессы кальцнтизации, сульфати зации, засолонения), формирование и сохранение вторичной пористости, как правило, затруднены. О д н а к о роль эпигенетической доломитизации в образовании вторичной пористости усложняется. В одних случаях («за печатывание» пор выщелачивания и трещин) эпигенетическая доломити зация играет негативную, а в других (метасоматическое замещение кристал лов кальцита доломитом) — позитивную роль.

Наиболее спорным в вопросе о степени влияния на формирование вторич ных пустот в процессе постседиментационных преобразований породы яв л я е т с я перекристаллизация (рис. 15). Большинство исследователей (Т. И. Гу рова, Л. П. Гмид,. X. Булач и др.) считают, что процессы перекристалли зации ведут в конечном счете к увеличению порового пространства. Д р у г и е исследователи утверждают, что этот процесс оказывается негативным в формировании вторичной пористости [15].

Детальные литолого-петрографические исследования, проведенные в последние годы для р а з р е з о в различных регионов, свидетельствуют о том, что перекристаллизация я в л я е т с я положительным фактором в форми ровании вторичной пористости, хотя роль ее д л я различных типов пород неоднозначна.

Так, И. А. Буровой [3] д л я карбонатных пород нижнекембрийских отложений Южной Якутии установлено следующее. В известняках и доло митах с неясно-комковато-пятнистой текстурой (осинский и юряхский горизонты) поры выщелачивания развиты на предварительно перекристал лизованных участках. Зернистые доломиты этих отложений х а р а к т е р и зуются пористостью,- в основном обусловленной процессами перекристалли зации (межкристаллические полости);

в некоторых случаях размеры таких пор увеличены процессами в ы щ е л а ч и в а н и я.

Перекристаллизация на о б р а з о в а н и е вторичной пористости, несомненно, влияет положительно (рис. 16). Это справедливо в том случае, если у д а е т с я восстановить последовательность наложения более поздних процессов.

Поздние процессы в целом негативно влияют на образование вторичной пористости (кальцитизация, с у л ь ф а т и з а ц и я, засолонение), однако их учет Рис. 15. Поровое пространство различ ного генезиса.

— шлиф ортокварцнта. в котором видны регене* рация зерен и перекристаллизация, заметно изме нившие первичную структуру порового простран ства [ 2 4 ] : / — зерна кварца, 2 — регеиерацион ный кремнезем, 3 — доломит, 4 — пирит. 5 — поро вое пространство: б — поры первичные (межфор менные) и вторичные (постинкрустификационные и выщелачивания) в оолитовом известняке (С·, намюрский ярус, Кулешовка, скв. 69, схемати ческое изображение шлифа, увел. 5 0 ) : в — поры угловатой и полигональной формы (зачернены) в эпигенетически перекристал-иизоваином (белое) доломите (Drj 1 задонско-елецкип l o i ' t u o H i. Осташ ковичи, скв. Р-8, схематическое изображение шли фа, увел. 50).

ч а с т о в а ж е н при определении условий ф о р м и р о в а н и я вторичной емкости.

Н а конкретных о б ъ е к т а х в з а в и с и м о с т и от тектонических и первичных л и т о ф а ц и а л ь н ы х условий в ы я в л е н и е с в я з и о б р а з о в а н и я вторичной по р и с т о с т и с постседиментационными п р о ц е с с а м и часто о к а з ы в а е т с я сложным.

К о н с т а т и р у е т с я л и ш ь тот ф а к т, что более поздние постседиментационные п р о ц е с с ы в основном к о н т р о л и р у ю т ф о р м и р о в а н и е вторичной емкости и их с о х р а н н о с т ь в горных п о р о д а х.

Т а к, на месторождении М а л и н О р д о с с к о г о нефтегазоносного бассейна в п е с ч а н и к а х юрского в о з р а с т а н а б л ю д а е т с я процесс постепенного преобра з о в а н и я первичной пористости во вторичную. Процесс этот, с одной стороны, с л е д у е т з а счет о т л о ж е н и я в п о р а х к в а р ц е в ы х песчаников аутнгенных м и н е р а л о в и уплотнения пород, в с л е д с т в и е чего происходит уменьшение п о р и с т о с т и [49]. С другой стороны, н а б л ю д а е т с я о б р а з о в в н и е вторичных п у с т о т в р е з у л ь т а т е р а с т в о р е н и я и к а о л и н и з а ц и и полевых ш п а т о в под в о з д е й с т в и е м д е к а р б о к с и л и з а ц и и O B углистых прослоев и известковистых с л а н ц е в под влиянием в о з р а с т а н и я т е м п е р а т у р ы в условиях погружения о с а д к а [Oil a n d G a s Geol., 1982, v. 3, № 3, p. 195—203].

З н а ч и т е л ь н ы й интерес п р е д с т а в л я ю т палеогидрогеологические иссле п,% а 1 0 0 Jjf ** ** * * о о 40 • О +J * -L.

12 т0,% ГО О во •/ о о° ° •о К ч° q _ О 2 3 4 10 15 20 25 т0,% Рис. 16. Зависимость открытой пористости т0 от степени перекристаллизации зер нистых доломитов (а) и комковатых известняков (б). По И. А. Буровой [1982 г.].

а — доломиты: / — тонкозернистый, 2 — тоико-мелкозериистый, 3 — мелкозернистый, 4 — мелко-средиезер иистый и крупно-среднезернистый;

б — поры: / — перекристаллизации, 2 — выщелачивания по перекристал лизованным участкам.

д о в а н и я вторичной измеиенности горных пород подземными в о д а м и [ 3 1 ].

На примере верхнеюрской к а р б о н а т н о й т о л щ и мощностью 3 0 0 — 5 0 0 м ( С р е д н я я А з и я ), з а л е г а ю щ е й иа глубине более 1,5 км, в постседимента ционной истории ф о р м и р о в а н и я к о л л е к т о р о в в ы д е л я е т с я четыре э т а п а, к а ж д о м у нз которых свойствен свой к о м п л е к с вторичных процессов.

Первый этап, наиболее ранний, соответствует стадии д и а г е н е з а и н а ч а л у стадии эпигенеза. Он с о п р о в о ж д а е т с я п р о ц е с с а м и п е р е к р и с т а л л и з а ц и и первичных и з в е с т н я к о в и з а в е р ш а е т с я п о я в л е н и е м тектонической т р е щ и н о ватости и стилолитизацией.

Н а втором э т а п е доминируют процессы с у л ь ф а т и з а ц и и и з в е с т н я к о в и з а п о л н е н и е поровых полостей и т р е щ и н а н г и д р и т о м. О прежнем с у щ е с т в о вании этих н о в о о б р а з о в а н и й на втором э т а п е постседиментациоиной истории ф о р м и р о в а н и я коллекторов с в и д е т е л ь с т в у ю т многочисленные псевдомор ф о з ы по ангидриту позднее о б р а з о в а в ш и х с я м и н е р а л о в.

Т р е т и й этап — интенсивное повсеместное, но неравномерное растворение а н г и д р и т а с о б р а з о в а н и е м пустот и его з а м е щ е н и е в основном кальцитом.

Ч е т в е р т ы й этап (неоген-четвертичный) — возобновление процесса суль ф а т и з а ц и и к а р б о н а т н ы х пород.

Т а к и м о б р а з о м, В. Н. О з я б к и н п о к а з а л, что э в о л ю ц и я ф о р м и р о в а н и я к о л л е к т о р о в и их коллекторских, с в о й с т в в истории р а с с м а т р и в а е м о й карбо н а т н о й т о л щ и п р о и с х о д и л а на ф о н е смены гидрохимических режимов.

С о в р е м е н н ы й облик верхнеюрских пород-коллекторов с ф о р м и р о в а л с я на з а к л ю ч и т е л ь н о м э т а п е, в з н а ч и т е л ь н о й степени обусловленном предыдущим этапом палеогидрогеологического процесса..· З н а ч и т е л ь н ы е и з м е н е н и я вторичной пористости (поры перекристаллиза ции и в ы щ е л а ч и в а н и я ), к а к у к а з а н о ранее, происходят в зависимости от в е щ е с т в е н н о г о с о с т а в а и с т р у к т у р ы к а р б о н а т н ы х пород. Так, исследо в а н и я к а р б о н а т н ы х п о р о д - к о л л е к т о р о в венда — н и ж н е г о кембрия Ботуобин с к о г о р а й о н а п о к а з а л и, что наиболее интенсивное р а з в и т и е вторичная п о р и с т о с т ь получает в основном в органогенных р а з н о с т я х карбонатных п о р о д к а к в и з в е с т н я к а х, т а к и в д о л о м и т а х [14]. М е н ь ш е е развитие вторич ной пористости отмечено в и з в е с т н я к а х и д о л о м и т а х со сгустково-комко ватой структурой и хемогенных глинистых к а р б о н а т н ы х породах.

И с с л е д о в а н и я м и В Н И Г Р И на м а т е р и а л е различных отечественных и за р у б е ж н ы х регионов у с т а н о в л е н о, что к о л е б а н и е значений вторичной по р и с т о с т и з а в и с и т в основном от интенсивности постседиментационных из менений горных пород на к а ж д о м конкретном участке. Так, в хемогенных п о р о д а х вторичная пористость и з м е н я е т с я в з а в и с и м о с т и от их глинистости (чем в ы ш е глинистость, тем меньше в т о р и ч н а я пористость). Эти зави с и м о с т и р а н е е были отмечены Г. А. К а л едой и другими исследователями.

П о р е з у л ь т а т а м и с с л е д о в а н и й у с т а н о в л е н а п р я м а я с в я з ь м е ж д у открытой пористостью, о п р е д е л я е м о й с т а н д а р т н ы м и л а б о р а т о р н ы м и методами, и вто ричной пористостью, получаемой методом микроскопического изучения.

З а м е ч е н о, что в горных п о р о д а х с высокой степенью глинистости (более 1 0 — 1 5 % ) большим з н а ч е н и я м открытой пористости соответствуют меньшие з н а ч е н и я вторичной пористости.

М е ж д у вторичной пористостью и степенью п е р е к р и с т а л л и з а ц и и на б л ю д а е т с я п р я м а я с в я з ь, т о г д а к а к м е ж д у этими д в у м я п а р а м е т р а м и и глинистостью устанавливается обратная связь.

П р и прочих р а в н ы х у с л о в и я х глинистость, к а к известно, о к а з ы в а е т н е г а т и в н о е влияние на эпигенетическую п е р е к р и с т а л л и з а ц и ю и вторичную пористость. Тем не менее к н а с т о я щ е м у времени н а к а п л и в а ю т с я данные, с в и д е т е л ь с т в у ю щ и е о том, что и в с у щ е с т в е н н о глинистых породах в форми р о в а н и и э ф ф е к т и в н о й емкости о п р е д е л я ю щ е е з н а ч е н и е имеют процессы п о с т с е д и м е н т а ц и о н н ы х п р е о б р а з о в а н и й минеральных, как правило, аутиген ных компонентов.

П р и м е р о м т а к и х п о р о д - к о л л е к т о р о в могут с л у ж и т ь сапропелево-крем нисто-глинистые породы б а ж е н о в с к о й свиты (верхний мел — волжский ярус, З а п а д н а я С и б и р ь ). В этих о т л о ж е н и я х, х а р а к т е р и з у ю щ и х с я повышенным с о д е р ж а н и е м O B (C o p r д о 13% и б о л е е ), под воздействием неординарных т е р м о д и н а м и ч е с к и х условий ( а н о м а л ь н о повышенные п л а с т о в ы е д а в л е н и я и т е м п е р а т у р ы ) в с р е д е п о р о в ы х вод ( п л а с т о в ы е воды отсутствуют) происхо дят многие вторичные изменения карбонатной и кремнистой составляю щих пород с образованием на з а в е р ш а ю щ е й стадии вторичных пустот (рис. 17).

Карбонатный материал в породах баженовской свиты участвует в про цессе кальцнтизации, р а з в и в а ю щ е м с я по радиоляриям, и в процессе доло митизации, проявляющемся в появлении в породе ромбоэдрических ново образований доломита (на фоне отсутствия первичного тонкозернистого доломита). Часто наблюдается процесс перекристаллизации карбонатного материала — замещение тонкозернистого доломита мелко- или среднезер нистым и преобразование кальцита, с л а г а ю щ е г о скелет макрофауны, в среднезернистый. Небольшое и неравномерное присутствие карбонатного материала в этих породах приводит к тому, что появившиеся при его преобра зовании пустоты не столь значительно влияют на формирование коллектора баженовской свиты по сравнению с изменениями кремнистого м а т е р и а л а.

Одним из наиболее характерных процессов преобразования кремнезема в породе является его р а с к р и с т а л л и з а ц и я. Н а ч а л ь н а я стадия этого процесса отражена в породе рассеянным кремнеземом и скоплениями неопределен ной формы его тонкозернистых модификаций. Более поздняя с т а д и я ха рактеризуется наличием мелкозернистого и мелкоагрегатного кремнезема, представленного преимущественно скелетами радиолярий.

Д л я наблюдаемого в породах процесса окварцевания характерны мета соматоз и в меньшей степени выполнение кварцем пустот. Н а и б о л е е часто процесс окварцевания в ы р а ж е н псевдоморфозами кварца по вторичному доломиту и наличием вторичного к в а р ц а в пустотах выщелачивания. Сравни тельно часто вторичный к в а р ц появляется в результате растворения и осаждения в том ж е месте с образованием новых кварцевых зерен.

Наличие вторичных пустот в породах баженовской свиты обусловлено преобразованием аутигенных минералов в основном процессами выщела чивания и перекристаллизации (табл. 2 ). И з таблицы видно, что вторичная пористость пород баженовской свиты в зонах ее развития изменяется в пределах от 3 до 6 %. Минимальные ее значения связаны с преобразова нием карбонатного м а т е р и а л а. Максимальные значения присущи зонам выщелачивания по м а к р о ф а у н е (образование микрокаверн) или зонам выщелачивания в существенно кремнистых разностях. Н а и б о л ь ш а я сооб щаемость т а к ж е характерна д л я участков повышенной кремнистости и, кроме того, д л я горизонтов с хорошо развитой трещиноватостью, в свою очередь обусловливающей интенсивное выщелачивание по трещинам.

Значения вторичной пористости в зонах ее развития ( 4 — 6 % ) соот ветствуют преобладающим значениям эффективной пористости пород коллекторов баженовской свиты [Дорофеева Т. В. и др., 1983 г.]. Эти данные свидетельствуют об определяющей роли вторичной пористости в оценке параметров коллекторов б а ж е н о в с к н х отложений.

Одним из наиболее распространенных процессов постседиментацион ного преобразования карбонатных пород является доломитизация извест няков. Этот процесс в а ж е н н потому, что результатом его может явиться формирование высокой пористости (например, характерной д л я пород на месторождении Л и м а - И н д и а н а, рис. 18). Образование пустот в породе в процессе доломитизации, вероятнее всего, здесь происходит тогда, когда • Рис. 17. Геометрия и морфология пустот выщелачивания в зонах вторичных преобра зований пород баженовской свиты (Западная Сибирь, схематическое изображение шлифа, Верхний Салым, скв. 17, увел. 150).

а — участок карбоиатнэированиой породы;

б — радиолярит;

в — участок зоны интенсивной трещ.иноватости.

/ — карбонатные образования;

2 -г- пустоты;

3 — трещины;

4 — сапропелево-кремнисто-глннистая порода матрицы.

слоев край залежи совпадает с границей доломитизации. Н и ж е по падению коллектор заполнен водоя, нзогипсы проведены через 50 м.

/ — газ;

2 — нефть.

процесс идет в уплотненном о с а д к е ( н а п р и м е р, в позднем д и а г е н е з е, эпи генезе) и уменьшение о б ъ е м а породы м о ж е т к о м п е н с и р о в а т ь с я о б р а з о в а нием порового п р о с т р а н с т в а. О д н а к о р о л ь д о л о м и т и з а ц и и в о б р а з о в а нии вторичной пористости не всегда я в л я е т с я положительной, и з в е с т н ы случаи и о т р и ц а т е л ь н о г о в л и я н и я этого п р о ц е с с а. О б ъ я с н е н и е у к а з а н н ы м ф а к т а м пока не найдено.

ТАБЛИЦА Генетические типы вторичных пустот и их соотношение с параметрами коллекторов (бажеиовская свита, Западная Сибирь) Плотность трещин Т, м Частота Вторич Распределение Преобладаю- встречае- ная по вторичных щий вторичный горизон- верти- суммар мости. ристость.

пустот процесс тальных кальных ная % % Т, Т, T,+Т.

35 4, Выщелачи- По радиоляриям 180 36 7 вание По макрофауие 5,9 18 На участках преимуще- 15 3,3 172 25 ственного развития карбонатного матери ала На участках преоблада- 17 5,5 153 32 ния кремнезема Вдоль трещины 4,2 14 53 12 4, Перекристал- На участках преоблада- 100 54 иия кремнезема лизация В целом у с т а н а в л и в а е т с я, что независимо от возраста горных пород и геологических условий на р а з в и т и е вторичной пористости положительное влияние оказывают процессы перекристаллизации, метасоматической доломитизации и в ы щ е л а ч и в а н и я. Приведем некоторые примеры по геоло гически различным районам (краткие данные литолого-петрографического описания шлифов).

1. ОРДОВИК (БАЛТИЙСКАЯ СИНЕКЛИЗА) С е в е р о - Г у с е в с к а я площадь (Калининградская область). И з в е с т н я к слабоглнинстый, пятнистый, с большим количеством о б л о м к о в фауны. В большинстве случаев обломки ф а у н ы перекрнсталлнзованы н п р е д с т а в л е н ы средне-мелкозернистым кальцитом, внутри кото рого отмечаются пустоты. И з б и р а т е л ь н о перекрнсталлнзованиые участки окрашены битумом в темио-коричиевый цвет. Б и т у м н о е п р о к р а ш и в а н и е наблюдается т а к ж е по контуру пятеи ( д е с я т ы е и сотые доли миллиметр,!). В т о р и ч н а я пористость в ы щ е л а ч и в а н и я достигает 2%.

ПлощадьШакяй (Литовская С С Р ). И з в е с т н я к оолитово-оргаиогенный, слабодоломити з и р о в а н н ы й. Обломки ф а у н ы о к а т а н н ы е, с о д е р ж а т значительную примесь глинистого м а т е р и а л а. Цемент породы вторичный, представлен средне-крупнозернистым кальцитом.

HB отдельных у ч а с т к а * породы в цементе отмечается прокрвшиванне битумом кальцита по плоскости спайности. Процесс п е р е к р и с т а л л и з а ц и и отчетливо отмечается в цементе, в ц е м е н т е ж е наблюдаются и редкие поры в ы щ е л а ч и в а н и я (до 1 % ).

К о н т а к т м е р г е л я и и з в е с т н я к а снльноглинистого, значительно пиритизированного ( о к р у г л ы е скопления пирита д и а м е т р о м до 0,1—0,2 мм). В породе наблюдаются поры в ы щ е л а ч и в а н и я, р а с п о л о ж е н н ы е преимущественно вблизи контакта мергеля и известняка в виде мнкрокарманов, с о е д и н я ю щ и х с я м е ж д у собой трещинами, заполненными т а к ж е среднезериистым кальцитом (шириной от 0,2 мм до I сы). Н а б л ю д а ю т с я открытые поры в ы щ е л а ч и в в н и я. Характерны процессы: в ы щ е л а ч и в а н и е -*• к а л ь ц и т и з а ц и я -*• выщелачивание.

Д о л о м и т неравнозериистый (от тонко- до крупнозернистого, р а з м е р зерен от 0,005 до 0,35 м м ), неравномерно глинистый, у ч а с т к а м и хлоритизироваи. Ф о р м а зерен доломита и з о м е т р н ч и а я, у г л о в а т а я, р о м б о э д р и ч е с к а я. Упаковка местами плотная, местами рыхлая, где и о б р а з у ю т с я поры, з а л е ч е н н ы е ангидритом. Ангидрит спутанно-волокнистый, мета соматический, з а м е щ а е т т а к ж е на отдельных участках доломит. П е р е к р и с т а л л и з а ц и я доломитв п р о х о д и л в быстро, т а к к а к внутри крупных кристаллов доломита наблюдается замутнен иость, о б р а з о в а н н а я тонкозернистыми а г р е г а т а м и. К наиболее глинистым и тонкозернистым у ч а с т к а м породы приурочены стнлолиты (растворение под д а в л е н и е м ), бугорчатые, преры вистые, п а р а л л е л ь н ы е н а п л а с т о в а н и ю, часто перисто-всгвящиеся.

Площадь Л е д а й (Литовская С С Р ). И з в е с т н я к органогенный, глинистый, пиритизи р о в а и н ы й. Цемент представлен мелкозернистым кальцитом. Б о л ь ш и н с т в о обломков фауиы п е р е к р и с т а л л и з о в а н ы на р а з л и ч н ы х с т а д и я х эпигенеза. В породе отмечаются стилолнты, пустоты в ы щ е л а ч и в а н и я р а з л и ч н о й ф о р м ы и р а з м е р о в, открытые трещины. Последователь ность вторичных процессов в породе: перекристаллизация преимущественно обломков ф а у н ы — р в с т в о р е и и е под д а в л е н и е м ( с т и л о л и т и з а ц и я ) -*- пиритизация -*- перекристаллиза ция преимущественно цемента -»- о б р а з о в а н и е пустот в ы щ е л а ч и в а н и я.

И з в е с т н я к органогенный, глинистый, у ч а с т к а м и мелкозернистый, пиритнзироваииый.

В ш л и ф е отмечаются зоны эпигенетической перекристаллизации ( н о в о о б р а з о в а н и я средне з е р н и с т о г о к а л ь ц и т а ) и с у л ь ф а т и з а ц и и ( к р и с т а л л ы ангидрита), поры выщелачивания.

Н а б л ю д а ю т с я обрывкн стилолитоподобиых о б р а з о в а н и й (растворение под давлением) и т р е щ и н о п о д о б и ы е о б р а з о в а н и я, з а п о л н е н н ы е глинистым веществом, внутри которых развиты о т к р ы т ы е т р е щ и н ы ( с т и л о л и т и з а ц и я -»- с у л ь ф а т и з в ц и я поры в ы щ е л а ч и в а н и я ).

Известняк сильиоглинистый, мелкозернистый. В нем широко развиты процессы с у л ь ф а т н з а ц н и ( з а м е щ е н и е а н г и д р и т о м ). Судя по распределению кристаллов внгидрита, в п о р о д е происходило одновременно в ы щ е л а ч и в а н и е кальцита и выпадение из перенасыщен ного р а с т в о р а сульфатов. В ш л и ф е отмечены открытые трещины более поздней генерации.

Площадь Лигумай (Литовская С С Р ). И з в е с т н я к глинистый. В шлифе наблюдаются п р е о б р а з о в а н и я вещественного с о с т а в а на различных стадиях эпигенеза, кристаллы ново о б р а з о в а н и й кальцита р а з л и ч н о г о р а з м е р а, от долей д о 1 — 1,5 мм. Эпигенетический кальцит ( с р е д и е з е р н и с т ы й ) з а п о л н я е т пустоты и преимущественно тупиковые трещины или развит в т р е щ и н а х, заполненных на более ранних с т а д и я х эпигенеза. По н о в о о б р а з о в а н и я м кальцита отмечаются поры выщелачивания, открытые трещины и, по спайности кристаллов, битумы.

Есть и редкие поры эпигенетической перекристаллизации карбонатов.

И з в е с т н я к мелкозернистый, глинистый, пиритизироваиный, с включениями средие и крупнозернистых криствллов кальцита, образование которых, вероятно, происходило в условиях быстрой перекристаллизации (замутиенность кристаллов, не успевший пере крнсталлнзоваться мелкозернистый материал). Новообразования кальцита, появившиеся, видимо, на более поздних стадиях • эпигенеза за счет выпадения из рвствора, отмечаются в тупиковых клиновидных трещинах (по обломкам фауны и в кавернах), заполняющих существующие пустоты выщелачивания. В тектонических трещинах небольшого раскрытия т а к ж е отмечается крупно-средиезернистый кальцит. В породе широко развиты парастилолнты.

Примечательно, что новообразования «мутных кристаллов» расположены в зонах развития парастилолитов и, судя по их взаимоотношению, парастилолнты — более раииие по времени образования. Отмечаются участки, где парастилолнты являются соединительными каналами между «микробаиками» скоплений мутных среднезериистых кристаллов кальцита, что свидетельствует о том, что эти образования служили путями фильтрации растворов, формиро вавших новообразования кальцита. В породе отмечаются открытые трещины. Последователь ность процессов: растворение под давлением -»- перекристаллизация -»- выщелачивание.

И з в е с т н я к тонкозернистый, в нем отмечаются парастилолнты, заполненные глинистым, ожелезнениым веществом, разветвленные диагенетнческие.трешнны (размером от 2 мм X 1 см) с перекристаллнзоваииым заполнителем, представленным среднезериистым кальцитом, хорошо раскристаллизоваиным в стадию эпигенеза. Морфология трещин разнообразна, ч а ш е трещины ветвящиеся, затухающие в пределах шлифа. Внутри заполнителя трещин отмечаются пустоты выщелачивания и поры эпигенетической перекристаллизации. В породе наблюдаются открытые трещины различной конфигурации, иногда звтухающие на небольшом рвсстояиии, клинообразные, нередко ориентированные вдоль парастилолитов, но всегда вытянутые в одном направлении. По плоскостям спайности отмечается битумное прокрашивание породы.

Процесс кальцитизацин породы происходил в позднем эпигенезе, что регистрируется нали чием крупнокристаллического кальцита в порах выщелачивания.

Разрез скв. Реиава (Литовская С С Р ). И з в е с т н я к сильноглииистый, слабодоломн тизированиый, тонкозернистый, с редкими обломками плохо сохранившейся фауны, с рассеян ным пиритом и примесью тоико-мелкОзернистого алевритового матернвла (до 3 % ). По контуру обломков фауны проходят трещины, заполненные кристаллическим кальцитом.

Отмечаются многочисленные поры, размеры которых превышают размеры с л а г а ю щ и х породу зереи — поры выщелачивания. В породе широко развиты диагеиетнческая доломити зация и перекристаллизация кальцита.

И з в е с т н я к неотчетливо сгустковый (до 70% сгустков размером 0,05—0,1 мм сложены мелкозернистым кальцитом с размером зерен до 0,03 мм), с небольшой примесью алевритовых зерен, с органогенным детритом (до 3 мм) и перекристаллнзоваииым шламом (до 0,1 м м ), плохой сохранности. Цемент породы глинисто-карбонатиый, поровый, представлен тонкозер нистым кальцитом, тонкозернистым доломитом и тоикодисперсным глинистым веществом.

В породе отмечается диагеиетнческая перекристаллизация главным образом органогенного материала и днвгеиетическая доломитизация преимущественно цементирующего в е щ е с т в а.

Поры диагенетического преобразования породы заполнены коричневым битумом.

Разрез сив. Колка (Латвийская С С Р ). И з в е с т н я к органогенный, состоящий из обломков различной фвуиы, сцементированных тонко-мелкозернистым глинистым известняком, заполняющим также скелеты фауиы. Цемент перекристаллизоваи на стадии эпигенеза с образованием пор, заполненных коричневым битумом. Кристаллы среднезернистого квльцита наблюдаются в трещинах неправильной формы, затухающих на небольшом протя жении (днагенетические трещины).

И з в е с т н я к органогенный, глинистый. Цемент представлен глинистым тонко-мелко зернистым известняком. Обломки фауиы и участками цемент часто перекрнсталлизоваиы иа стадии эпигенеза. Поры перекристаллизации заполнены метаморфизоваиным битумом.

Новообразования кристаллического кальцита встречаются в пустотах выщелачивания н в трещинах. Более поздние пустоты выщелачивания отмечаются иа участках к а л ь ц и т и з а ц и н породы. Преимущественно вдоль напластования развиты открытые трещины.

И з в е с т н я к органогенно-обломочный, с поровым карбоиатно-глинистым цементом. Ilo фауне отмечается эпигенетическая перекристаллизация с образованием крупнозернистого кальцита, заполняющего полости раковин, в результате чего образуются поры перекристалли зации.

Поры днагеиетической перекристаллизации заполнены метаморфнзованиым битумом.

И з в е с т н я к органогенный, сильноглиинстый. В породе наблюдаются новообразовании кальцита, приуроченные к пустотам выщелачивания — в цементе (в микрокаверивх), и к трещинам. Отмеченный в шлифе стилолит, заполненный метаморфизоваиным битумом, рассекается линзочкой средне-крупиозериистого кальцита. В шлифе встречаются трешиио подобные образования, выполненные кальцитом, ориентированные под разными углами к стилолитовым образованиям. В открытых трещинах отмечается желтый битум.

Д о л о м и т разиозернистый, слабоглииистый, слабоожелезиениый. В породе заметна интенсивная перекристаллизация с образованием крупнозернистых хорошо ограненных кристаллов. Перекристаллизация происходила, вероятно, бурно, но в течение малого времени, ибо внутри кристаллов наблюдается неперекристаллизованиый тонкозернистый материал. В шлифе отмечаются редкие пустоты выщелачивания и открытые трешииы.

Доломит глинистый, образовавшийся вследствие перекристаллизации кальцита, слагающего обломки фауны. Перекристаллизация происходила на стадии эпигенеза неравно мерно, с образованием криствллов различных размеров (мелко-среднезернистых), в результате чего образовались поры перекристаллизации. В породе нвблюдаются и новообразования кальцита, сформировавшиеся на поздних стадиях эпигенеза. Более поздние вторичные процессы — выщелачивание — главным образом отмечаются на участках развития кальцита.

Поры выщелачивания имеют различные размеры (преимущественно сотые и десятые доли миллиметра), нередко доходящие до размеров каверн. Пустоты соединяются трещинами.

Суммарная пористость за счет пустот перекристаллизации и выщелачивания в среднем составляет 5—7%, на отдельных участках (зоны развития микрокавери) достигает 20%.

Д о л о м и т глинистый, состоящий из обломков перекристаллизоваииой фауны. Средний размер кристаллов 0,1—0,2 мм и более. В результате перекристаллизации образованы поры, которые позднее увеличились в процессе выщелачивания. Поры выщелачивания нередко сообщаются открытыми трещинами.

Д о л о м и т слабоизвестковнстый, слабоглинистый. В ием отмечаются пустоты выщела чивания, по размеру близкие к кавернам. Стены кавериы оквймлены мелкозернистым хорошо раскристаллизованиым доломитом. Кввериы распределены равномерно, сообщаются между собой по мнкротрещинам.

II. В Е Р Х Н И Й М Е Л (Северо-Западное Предкавказье, Новороссийский ирогиб) Р а з р е з по р. Аша. М е р г е л ь неравномерно обогащенный органогенно-обломочным материалом (крииоиден, форамиииферы), с примесью зерен глауконита, кварца, плагиоклазов.

Зерна плагиоклазов кальцитнзированы. По обломкам фауиы и плагиоклазу в результате постседиментационных преобразований развиты пустоты выщелачивания, некоторые из них позже заполнены мелкокристаллическим кальцитом. В породе наблюдаются тонкие, изви листые, участками прерывистые, кулисообразные трещины с размытыми стенами, заполнен ные карбоиатио-глинистым материалом. Перпендикулярно этим трещинам отмечается открытая трещина, вдоль которой наблюдается пропитывание породы легким битумом.

В породе фиксируется также стилолнтоподобиая трещина, частично открытая, частично заполненная вторичным хорошо раскристаллизоваиным квльцитом.

И з в е с т н я к глинистый, с остатками сильно перекристаллизованной фауны. Участки перекристаллизации породы представлены мелко- н средиезернистым кальцитом, возможно заполняющим пустоты выщелачивания. В породе встречено большое количество четких, прямолинейных трешии, ориентированных перпендикулярно к напластованию, заполненных мелкозернистым кальцитом. Есть стилолитовые образования, также заполненные кальцитом, и тонкие трещины, заполненные частично гидроокислами железа, частично сильно окислен ным битумом.

И з в е с т н я к глинистый, с прожилками неправильной формы, заполненными мелко- и средиезернистым кальцитом. В шлифе отмечается значительное количество диагеиетн ческнх трещии (типа трещин усыхания), участками заполненных квльцитом, участками — смесью глинистого вещества и битума. Отдельные трещины имеют абрис стилолитов, в иих развиты поры выщелачивания.

И з в е с т н я к глинистый, с мелкими остатками перекристаллизованной фауны, участками ожелезиенный, с прожилками средне-крупнозернистого кальцита, иногда чешуйчатого, с порами вторичного выщелачивания. В породе отмечаются взаимно пересекающиеся стилолиты, частично заполненные к а р б о н а т н ы м материалом, частично открытые. Н а о т д е л ь н ы х участках породы в н о в о о б р а з о в а н и я х к а л ь ц и т а по плоскости спайности н а б л ю д а е т с я корич невый битум. Такое ж е битумное о к р а ш и в а н и е отмечается в к а л ь ц и т е — звполиителе много численных трещии.

I I I. Б А Ж Е Н О В С К А Я С В И Т А (верхняя юра — волжский ярус, Западная Сибирь) Горшковская площадь. А р г и л л и т лиизовидно-микрослоистый, слабоалевритистый (до 5 % ), сапропелево-известковисто-доломитистый, с небольшим количеством ( д о 1 0 % ) органических остатков, представленных призматическими с р е з а м и двустворок, с л о ж е н н ы х мелкозернистым кальцитом. В породе отмечаются идиоморфные зерна д о л о м и т а. Д о л о м и т аутигениый, диагенетически-метасоматический. К а л ь ц и т седнмеитационный, рассеянный, в органических остатках п е р е к р и с т а л л и з о в а и и ы й. Ч а с т и ц ы глинистого вещества ( г и д р о с л ю д ы ) интенсивно пигментированы с поверхности Гемио-коричневым битумом, развитым по спай ностям кристаллов" к а л ь ц и т а. В основной массе н а б л ю д а е т с я н е з н а ч и т е л ь н а я примесь опаловидиого кремнезема, т а к ж е пигментированного битумом. О т м е ч а е т с я с л а б а я п и г м е н т а ц и я и зереи каолинита, спорадически в с т р е ч а ю щ е г о с я в породе. Вторичные поры в ы щ е л а ч и вания развиты по органическим о с т а т к а м и отдельным з е р н а м доломита. Р а з м е р пор в пределах 0,01—0,5 мм ( в т о р и ч н а я пористость достигает 5 % ). В породе н а б л ю д а ю т с я и седиментациоиные поры размером 0,5—1 мкм ( с у б к а п и л л я р н а я пористость). В б о л ь ш и н с т в е случаев поры с в я з а н ы между собой р а з л и ч н о ориентированными мнкротрещииами.

А р г и л л и т известковистый ( д о 2 5 % ), слабоалевритистый, битуминозный, с т о н к о л и и з о видно-слоистой микротекстурой, с редкими р а д и о л я р и я м и и с ф е р а м и, с н е з н а ч и т е л ь н о й примесью изотропного кремнезема ( о п а л ). О с н о в н а я м а с с а породы — гидрослюда — интенсивно пигментирована темно-коричневым битумом. О р г а н и ч е с к и е остатки т р у д н о о п р е делимы, имеют удлиненную л и и з о в и д н у ю форму, сложены мелкозернистым к а л ь ц и т о м.

Скелеты радиолярий представлены м е л к о а г р е г а т н ы м кремнеземом, сферы — о п а л о в ы м кремне земом. Кальцит органических о с т а т к о в пигментирован д о в о л ь н о подвижным битумом, отмечающимся т а к ж е и по спайности к р и с т а л л о в к а л ь ц и т а. В породе н а б л ю д а ю т с я поры выщелачивания, р а з в и т ы е в к а р б о н а т н о м заполнителе органических остатков. Ф о р м а пор р а з н о о б р а з н а я : щелевидная, у г л о в а т а я, л а п ч а т а я. Р а з м е р пор в пределах 0, 0 3 — 0, 5 мм.

Участками отмечается линейное р а с п о л о ж е н и е пор вдоль открытых мнкротрещии, ориенти рованных параллельно и реже иаклоиио к н а п л а с т о в а н и ю.

Ем-Еговская площадь. Г л и и н с т о - к е м и и с т о - б и т у м и и о з н а я п о р о д а интенсивно пнритизироваиа, пигментирована сильно окисленным битумом. Кремнистость породы обусловлена реликтвми органических остатков, расположенных послойно (биогенная крем нистость). Кремнезем представлен мелкозернистым кварцем и опалом. Порода п о р и с т а я за счет растворения в стадии д и а г е н е з а и, в о з м о ж н о, эпигенеза органических остатков (вероятно, кислыми слабоминерализоваииыми в о д а м и ). На отдельных у ч а с т к а х поры с о о б щ в ю т с я тре щинами, иногда развиты по ходу т р е щ и н. Р а з м е р пор до 0,2—1 мм, кавери — до 1 —1,5 мм.


В части пор, вероятно возникших в эпигенезе, отмечается л е г к а я иефть.

Сосново-Мысская площадь. Р а д и о л я р и т слабонзвестковистый (до 5 % ), алевритнстый (до 5 % ), пиритнзированный (до 1 5 % ), битуминозный, глинистый, участками снльиогли нистый (аргиллит, с с о д е р ж а н и е м р а д и о л я р и й до 3 5 % ). Скелеты радиолярий выполнены опаловидиым кремнеземом, редко вторичным мелкозернистым к а л ь ц и т о м. Поры вторичного выщелачивания развиты по ходу т р е щ и н и иа участках породы, где наблюдается в ы щ е л а ч и в а ние кальцитового м а т е р и а л а р а д и о л я р и й и цементирующего их в е щ е с т в а.

К р е м н и с т о - б и т у м и н о з н а я п о р о д а алевритистая ( 2 0 % ), пиритиэированная ( 2 5 % ), с содержанием (до 3 0 % ) р а д и о л я р и й, частично заполненных мелкозернистым к в а р ц е м и опаловидиым кремнеземом, ио преимущественно выщелоченных. Форма пор соответствует конфигурации радиолярий, на с т е и к а х пор отмечаются примазки маслянистого б и т у м а. Поры соединяются микротрешииамн.

Салымская площадь. И з в е с т н я к органогенный, слабоглнинстый, битуминозный, 6 0 % породы представлено р а д и о л я р и я м и, выполненными мелкозернистым кальцитом, перекристаллнзоваииым, н е р а в н о м е р н о пигментированным битумом. Ц е м е н т и р у ю щ и м ма териалом является мелкозернистый к а л ь ц и т, седиментациоиные поры в котором з а п о л н я е т коричневый битум, о б р а з у ю щ и й оторочки по контуру р а д и о л я р и й и местами в с т р е ч а ю щ и й с я в породе в виде линзовидных керогенных прослоев. В породе н а б л ю д а ю т с я редкие открытые прерывистые трещины (раскрытием до 15 мкм) и редкие вторичные пустоты выщелачивания по органическим остаткам. Кроме того, для породы характерны тонкие (раскрытием до 200 мкм) субпараллельные, вероятно вертикальные или крутоиаклонные к напластованию, трещины с различными контурами, заполненные веществом, близким по составу к вмещающей породе («общие трещины» или трещины усыхания, образовавшиеся на раиией стадии диа генеза).

Д л я пород баженовской свиты характерно развитие стнлолнтоподобиых образований, фиксирующихся особенно отчетливо в шлифах, изготовленных параллельно напластованию.

Иногда эти образование заполнены материалом, близким к составу породы, иногда имеют внутри пустоты выщелачивания, развитые по более поздним минеральным ибразонвиинм.

Этот вид стилолнтоподобных образоввннй трещин явлнется здесь следствием уплотнения породы под давлением — образование пустот, обязанных растворению под давлением.

IV. С О Л Е Н О С Н А Я Т О Л Щ А (надсолевые и даиково лебедяиские слои, Б С С Р ) Первомайская площадь. К а м е н н а я с о л ь мелко-среднезернистая. Порода состоит нз зерен галита размером от 1 до 8 мм. Форма зерен неправильная, по некоторым из них наблю дается первичное зональное строение. В породе много пор, расположенных по границам галитовых зерен. Форма пор неправильная, удлиненная, иногда поры располагаются цепочкой, иногда соединяются трещинами. Пустоты в прослоях несоленых пород развиты значительно чаще, чем внутри солей. В породе отмечаются волнисто-изогиутые, иногда тупиковые трещины, заполненные тонкозернистым глинистым ангидритом, окрашенным окисными соединениями железа.

Раскрытие трещии варьирует от 0,05 до 0,3 мм. Трещины, как правило, ориентированы вдоль плоскости напластования (проходят параллельно, субпараллельно и реже под неболь шим углом к нему). Морфология трещин, их расположение в породе свидетельствуют об их появлении в стадии диагенезе. Заполнению трещин, вероятно, способствовали процессы ранней перекристаллизации породы, в результате чего тонко рассеянный аигидрнт из эереи галита переместился в пустоты-трещины. В этих трещинах наблюдаются многочисленные пустоты, образовавшиеся в процессе выщелачивания на более поздних этапах эпигенеза.

К а м е н н а я с о л ь мелкозернистая. Порода состоит из зереи галита размером от 0, до 3 мм. Форма зерен неправильная, контуры их довольно четкие, часто резко очерченные каймой окненых соединений железа. Между зерен галита наблюдаются участки, сложенные тонкозернистым глинисто-карбоиатным материалом, крупнозернистым кальцитом, аутигеиным чалчелоном и д| К трещинам, заполненным г.шнисто-аигнлритоиым веществом, нередко приурочены мелкие (0,1—0,2 мм) поры. Поры отмечаются и в самой породе в местах сопри косновения эереи галита. В породе встречаются открытые трещины более поздней генерации К а м е н н а я с о л ь среднезернистая. Зерна галнта (размером от 1 до 12 мм) имеют неправильную форму, по их периферии, иногда внутри нх, отмечаются скопления иголь чатых кристаллов ангидрита и мелкозернистого доломита. В породе фиксируются также крупные кристаллы доломита и ангидрита, а также стяжения халцедона. Наблюдаются трещины, заполненные глнинсто-ангидритовым веществом, окрвшениым окисными соеди нениями железа. В заполнителе трещин отмечаются пустоты выщелачивания (размером от 0,1 до 0,2 мм) неправильной округлой формы. Между зернами галита н внутри залеченных трещин расположены различно ориентированные открытые трещины.

Приведенные примеры краткого описания постседиментационных процессов, приводящих к о б р а з о в а н и ю вторичных пустот в породах, сви детельствуют о том, что осадочные породы любого возраста и в любой тектонической зоне в общем виде характеризуются одной и той ж е последо вательностью вторичных преобразований.

Н а ранних стадиях литификации осадка в формировании вторичных пустот определяющими ф а к т о р а м и являются давление, температурный ф а к т о р, обусловленный глубиной погружения, поровые воды (растворы).

На более поздних стадиях литификации вторичная пористость опреде ляется преимущественно составом пластовых растворов, который в свою очередь обусловливается рядом причин (см. гл. I I ).

Одним из ранних процессов, формирующих пустотность пород, яв ляется растворение| пород под давлением. Этот процесс в ы р а ж а е т с я в появлении стилолитфв и стилолитоподобных образований, имеющих широкое развитие во всех породах осадочного комплекса (см. выше — описание шлифов). Образовавшиеся стилолитоподобные трещины в начале своего существования имеют заполнитель, близкий к вещественному с о с т а в у вмещающей их породы. В дальнейшем этот заполнитель является участком, легкопреобразуемым под воздействием иных процессов, в результате чего здесь в конкретных случаях появляются поры перекристаллизации, выще лачивания, микрокаверны, трещины.

Другим широко развитым процессом изменения породы как в с т а д и ю диагенеза, так и в стадию эпигенеза является перекристаллизация, в результате которой могут появиться пустоты и обязательно о б р а з у ю т с я минералы иных групп. В первом случае эти пустоты в процессе в ы щ е л а чивания могут увеличивать свои размеры. Во втором случае в процессе перекристаллизации может образоваться новый минерал, более способный к выщелачиванию.

Таким образом, наиболее определяющим и более поздним процессом формирования вторичной пористости я в л я ю т с я процессы в ы щ е л а ч и в а н и я, интенсивность и направленность которых в большинстве случаев опреде ляется плотностью и ориентировкой развитых в породе трещин. Количество ф а з вторичных процессов, как показывают исследования, в активных, подвижных областях значительно больше, т а к как смена гидрохимической обстановки здесь происходит значительно чаще.

На интенсивность проявления постседиментационных процессов влияет в основном длительность погружения отложений, а не глубина их з а л е г а н и я.

Об указанной закономерности свидетельствуют данные по районам Тимано Печорской провинции (средний карбои, В у к т ы л ), Сибири (нижний кембрнй) и Северо-Восточного К а в к а з а (верхний мел).

О роли вторичных процессов в формировании коллекторских свойств сложных типов пород-коллекторов интересные данные содержатся в публи кациях ряда авторов. Так, И. А. Бурова [3] п о к а з а л а, что перекристаллиза ция зернистых нижиекембрийских доломитов Южной Якутии приводит к формированию вторичной пористости блоков горной породы, составляющих ее основную емкость. Указывается, что процесс этот происходит с возникно вением вторичных пор, образованных укрупненными кристаллами. По мнению И. А. Буровой, процесс перекристаллизации в рассматриваемых сгустково комковатых известняках и доломитах «подготавливает» структуру породы к последующему процессу выщелачивания, увеличивая этим пористость доломитов и известняков.

Однако известны примеры, когда ряд традиционных вторичных про цессов не оказывает позитивного влияния на развитие коллекторских свойств в карбонатных породах. Это, очевидно, имеет место в том случае, когда условия осадконакоплеНия обусловили плотную упаковку зерен горной породы. Полезная емкость в подобных доломитах и известняках возникает л и ш ь в процессе их выщелачивания и трещинообразования.

Аналогичные примеры д л я нижнедевонских — верхнесилурийских карбо натных отложений р а з р е з о в Седьягинской и Варандейской площадей в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции приведены Л. Д. Неуйминой [1982 г.].

В большинстве случаев роль вторичных постседиментационных процессов в формировании коллекторских свойств горных пород, и прежде всего карбонатных, в н а с т о я щ е е время достаточно обоснована. Многие исследова тели, детально изучая постседиментационные преобразования пород, успешно выделяют в изучаемых разрезах различные типы сложных кол лекторов. Так, например, А. В. Стахеева и Т. Д. Шибина [1982 г.), изучая карбонатные коллекторы нижиекембрийского осинского горизонта Непско Ботуобинского и Камовского сводов и Катангской седловины (Сибирская п л а т ф о р м а ), выделили в их р а з р е з а х шесть различных по составу и структуре типов сложных коллекторов. Ими было т а к ж е установлено возрастание пористости в известняках (сравнительно с доломитами), преимущественно в сгустково-комковатых разностях.


Замечено, что д о л я вторичной пористости повышается с увеличением возраста горных пород. В относительно молодых породах-коллекторах (пермь, карбои) вторичная пористость по своему происхождению является в основном пористостью выщелачивания. В кембрийских же отложениях вторичная пористость обусловлена совокупностью процессов не только выщелачивания, но и перекристаллизации и доломитизации.

С л о ж н ы е типы коллекторов (в основном карбонатные) существенно отличаются по микрооднородности вещественного состава. Как известно, в терригенных породах-коллекторах эти отличия обусловлены только разме ром с л а г а ю щ и х их частиц. В карбонатных (сложных) коллекторах про дуктивные участки р а з р е з а представлены сложным сочетанием большого количества структурно-генетических типов пород, каждому из которых свойственны своя структура порового пространства и своя степень преобра зования. Влияние этих факторов обусловливает значения пористости, проницаемости, нефтенасыщенности и других параметров. Д л я сложных коллекторов характерна многомерность кривых распределения физических параметров.

Трещины в сложных типах коллекторов, как ранее уже указывалось, способствуют формированию вторичной пористости, связывая пустоты между собой, образуя системы взаимосвязанных пустот большой протяжен ности (рис. 19).

При вскрытии такого пласта-коллектора, обладающего широко развитой вторичной пористостью, депрессия может о к а з а т ь с я значительной и объемы жидкости, фильтрующейся в пласт, соответственно увеличиваются, что сни ж а е т его проницаемость (для нефти) на значительном удалении от забоя.

Опробование и освоение з а л е ж е й нефти ( г а з а ), приуроченных к сложным типам коллекторов, требуют специального подхода и более длительного времени на вызов притока. Процессы освоения указанных залежей в зна чительной степени обусловлены хорошей растворимостью карбонатных пород-коллекторов в соляной кислоте и глубоким проникновением последней по трещинам и другим пустотам вторичного происхождения, что во многом повышает продуктивность пластов-коллекторов. Исследования показали, что Kt мД IOOO r Рис. 19. Зависимость между проница емостью К и пористостью т в палео зойских породах-коллекторах западного Техаса, представленных известняками и доломитами [24].

K m a t — максимальная проницаемость пород в на правлении, параллельном системе т р е щ и н ;

/Cgo проницаемость пород в направлении, п е р п е н д и к у лярном к системе трещин;

поле м е ж д у л и н и я м и Kmat и Лэгг (заштриховано) о т р а ж а е т объем н распределение вторичной пористости, с в я з а н н о й с трещинами и кавернами.

/ — трещиноватые известняки;

2 — доломиты.

солянокислотные обработки к а р б о н а т н ы х коллекторов способствуют т а к ж е снижению д е й с т в и я кольцевых с ж и м а ю щ и х н а п р я ж е н и й, в ы з ы в а ю щ и х частичное с м ы к а н и е трещин в п р и з а б о й н о й зоне с к в а ж и н ы.

В существующих м о д е л я х п л а с т о в - к о л л е к т о р о в у ч и т ы в а ю т с я т о л ь к о упругие (обратимые) д е ф о р м а ц и и горных пород, в о з н и к а ю щ и е при их уплотнении. М е ж д у тем н е о б р а т и м ы е д е ф о р м а ц и и, происходящие в г о р н ы х породах вследствие в л и я н и я д р у г и х процессов д и а г е н е з а, этими м о д е л я м и ие учитываются.

В трещинно-пористых с р е д а х с у щ е с т в у е т несколько механизмов, о б у с л о в л и в а ю щ и х их неупругое д е ф о р м и р о в а н и е, в к л ю ч а я внутреннее р а з р у ш е н и е.

Это процессы о б р а з о в а н и и и роста т р е щ и н, необратимое « з а л е ч и в а н и е »

пустот, переупаковка зерен с р е д ы ( м а т р и ц ы ) и с к о л ь ж е н и е части м а т р и ц ы [29].

Горные породы по д о с т и ж е н и и определенных глубин з а л е г а н и я при высоких т е м п е р а т у р а х и д а в л е н и я х т е р я ю т п е р в о н а ч а л ь н ы е к а ч е с т в а и приобретают новые ф и з и ч е с к и е с в о й с т в а, с у щ е с т в е н н о о т л и ч а ю щ и е с я от первоначальных. Н а б о л ь ш и х г л у б и н а х горные п о р о д ы - к о л л е к т о р ы уп л о т н я ю т с я настолько, что т е р я ю т свои коллекторские свойства и при от сутствии интенсивной т р е щ и н о в а т о с т и п р е в р а щ а ю т с я в ф л ю и д о у п о р ы.

И наоборот, п о р о д а - п о к р ы ш к а в р е з у л ь т а т е переуплотнения и д е г и д р а т а ции может при развитии т р е щ и н о в а т о с т и приобрести свойства к о л л е к т о р о в иефти и г а з а.

В формировании емкости горных пород значительную р о л ь и г р а ю т их кавернозность и о к а р с т о в а н н о с т ь. Р е з у л ь т а т ы исследований я в л е н и й кавернозности и о к а р с т о в а н и о с т и горных пород, и п р е ж д е всего к а р б о н а т ных, показали, что они о б л а д а ю т с р а в н и т е л ь н о широким р а с п р о с т р а н е н и е м.

К а в е р н ы и к а р с т о в ы е полости ч а с т о с в я з а н ы взаимными п е р е х о д а м и, что з а т р у д н я е т их р а з д е л ь н о е в ы д е л е н и е к а к по р а з р е з у, т а к и в п р о с т р а н с т в е.

В целом по морфологическим п р и з н а к а м у с л о в н о м о ж н о считать, что к а в е р н ы х а р а к т е р и з у ю т с я относительно о к р у г л ы м и изометричными ф о р м а м и, близ кими по конфигурации к крупным м е ж з е р н о в ы м поровым п у с т о т а м. К а р с т о вым ж е пустотам свойственны преимущественно линейные (удлиненные) ф о р м ы и самые различные размеры.

П р и изучении коллекторских свойств горных пород явления каверноз ности и окарстованности приходится р а с с м а т р и в а т ь совместно, поскольку возникновение каверн и карстовых полостей в горных породах связано с одними и теми ж е процессами в ы щ е л а ч и в а н и я.

М е ж д у трещиноватостью горных пород и их окарстованностью и кавер нозностью существуют определенные генетические связи. Установлено, что к а р с т о в ы е полости развиваются избирательно, преимущественно по основ ным системам трещин. Наиболее широким распространением в карбонат ных породах пользуются не собственно карстовые полости, а окарстованные з о н ы — трещины, расширенные': за счет растворения. Можно считать, что истоки процессов образования подземных карстовых полостей начинаются с р а з в и т и я окарстованных трещин, преимущественно в зонах перерывов седиментации.

Р о л ь трещиноватости в развитии карста столь велика, что без призна ния этого важнейшего фактора не может быть и речи об образовании карсто вых форм.

В н а с т о я щ е е время уже определилась в а ж н а я закономерность в развитии к а р с т а, з а к л ю ч а ю щ а я с я в том, что пространственное распространение его в т о л щ а х карбонатных пород обусловлено геометрией и ориентировкой основных систем трещин. Эта закономерность имеет важное практическое з н а ч е н и е, поскольку она указывает вероятные направления развития карсто вых полостей в карбонатных т о л щ а х на глубине и их распределение по п л о щ а д и. Другой ие менее в а ж н о й закономерностью является то, что к а р с т о в ы е полости находятся в состоянии сообщаемости по системам микротрещин, связывающих эти полости не только друг с другом, но и с прнзабойными зонами буровых с к в а ж и н.

Необходимо отметить, что геологические условия развития каверноз ности горных пород отличны от таковых д л я карстовых пустог. Каверноз ность в основном развивается в зонах перерывов седиментации. Условия пространственного распространения этих зон весьма сложны, хотя по своим р а з м е р а м они могут оказаться достаточно широкими.

Р е з ю м и р у я изложенное выше, можно заключить, что постседиментацион ные процессы часто нацело изменяют первоначальный состав и морфологи ческий облик горных пород. На общем фоне развития геологической истории р а с с м а т р и в а е м о г о района на различных э т а п а х литогенеза и тектони ческих событий происходит переформирование ранее «залеченных» пустот и о б р а з о в а н и е новых открытых полостей.

Формирование физических и коллекторских свойств горных пород к о л л е к т о р о в в целом обусловлено диагенетическнми и эпигенетическими процессами. По своей природе это процессы физико-химические.

В формировании вторичной пористости горных пород важное значе ние имеет их растворимость. Процессы растворения и выщелачивания я в л я ю т с я основными постседиментационными факторами в образовании вторичной пористости. В карбонатных породах эти процессы происходят з а счет реакций с углекислыми водами.

Д о м и н и р у ю щ а я роль в формировании коллекторских свойств горных пород принадлежит эпигенетическому выщелачиванию. Этот процесс имеет селективный характер, ои контролируется особенностями строения горной породы. Суммарный объем всех пустот выщелачивания в горной породе-коллекторе и обусловленная им вторичная пористость часто служат основным видом емкости карбонатных пород.

Установлено, что формирование вторичной пористости в горных породах контролируется в основном более поздними постседнментационными про цессами. Существенное значение в эволюции формирования коллекторов и их физических свойств имеет смена гидрохимических режимов в геологи ческой истории региона и слагающих его карбонатных толщ. Исследова ниями показано, что современный облик коллекторов формируется на заключительном этапе палеогидрогеологнческого режима.

Истоки процессов образования подземных карстовых полостей на чинаются с развития окарстованных трещин, часто приуроченных к зонам перерывов седиментации. Пространственное распространение карстовых' полостей в карбонатных породах указанных зон обусловлено геометрией и ориентировкой основных систем трещин.

Глава IV ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ М Е Ж Д У СТРУКТУРОЙ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА ГОРНОЙ ПОРОДЫ И ЕЕ Ф И Л Ь Т Р А Ц И О Н Н Ы М И С В О Й С Т В А М И Значительный интерес представляет установление функциональ ной зависимости между пористостью и проницаемостью горных пород.

Статистические данные о соотношении этих параметров, например, для карбонатных пород показывают, что при радиусе межзерновых пор менее 4—5 мкм и проницаемости менее 10 мД корреляционная связь между ними очень низкая, и, по существу, она не может быть использована д л я практических целей.

Замечено, что две среды с одной и той же пористостью могут иметь совер шенно различные значения проницаемости. Корреляционные связи между пористостью и проницаемостью становятся тесными тогда, когда горная порода-коллектор по своему структурному строению оказывается одно родной. В том случае, если наблюдается частная корреляционная зави симость между этими двумя параметрами, она не может быть универсальной.

Так, например, значительный интерес представляют связи м е ж д у ем костными и фильтрационными характеристиками средне-верхнеордовикских пород-коллекторов (известняки органогенные, детритовые, реже глинистые) и покрышек (глинистые известняки, мергели ордовика, мергели и глина среднего и нижнего лландовери) Лиепае-Салдусской тектонической зоны Балтийской синеклизы. Здесь установлено, что улучшение коллекторских свойств происходит за счет увеличения значений газопроницаемости и вторичной пористости;

повышение глинистости пород снижает их коллектор с к и е х а р а к т е р и с т и к и. М и н и м а л ь н ы е з н а ч е н и я открытой пористости гли нистых к а р б о н а т н ы х пород п р и с у щ и н е ф т е н а с ы щ е н и о м у р а з р е з у, макси м а л ь н ы е — ф л ю и д о у п о р а м, и н т е н с и в н а я т р е щ и н о в а т о с т ь свойственна гли нам, пониженная — известнякам.

Э т о к а ж у щ е е с я п р о т и в о р е ч и е о б ъ я с н я е т с я тем, что о т к р ы т а я пористость глинистых пород п р е д с т а в л е н а порами м а л ы х, к а п и л л я р н ы х размеров, з н а ч и т е л ь н о с н и ж а ю щ и м и н е ф т е о т д а ч у п л а с т а, в этом с л у ч а е о т к р ы т а я пористость не м о ж е т б ы т ь о т о ж д е с т в л е н а с эффективной емкостью. Кроме того, в п о р о д а х - к о л л е к т о р а х р а с п р о с т р а н е н ы трещины, ориентированные под р а з л и ч н ы м и у г л а м и к н а п л а с т о в а н и ю, в покрышках — трещины по н а с л о е н и ю, отсюда к о л л е к т о р о п р е д е л я е т не столько интенсивность тре щ и н о в а т о с т и, сколько о р и е н т и р о в к а т р е щ и н. В этом с л у ч а е флюидоупор х а р а к т е р и з у е т с я отсутствием вторичных пор, каверн и секущих трещин.

Н а примере к а р б о н а т н ы х коллекторов, м е ж с о л е в ы х и подсолевых отло ж е н и й д е в о н а П р и п я т с к о г о п р о г и б а, емкость которых п р е д с т а в л е н а в основ ном вторичными пустотами, м о ж н о р а з л и ч а т ь с л е д у ю щ и е парные связи м е ж д у различными п а р а м е т р а м и.

П р я м а я зависимость:

— м е ж д у открытой и полной пористостью, — м е ж д у полной пористостью и удельным весом породы, — м е ж д у полной п о р и с т о с т ь ю и к а р б о н а т н о с т ь ю непродуктивной части разреза, — м е ж д у остаточной в о д о н а с ы щ е н н о с т ь ю и пористостью.

Не наблюдается связей:

— м е ж д у пористостью и проницаемостью, — м е ж д у н е р а с т в о р и м ы м о с т а т к о м и проницаемостью, — м е ж д у пористостью и к а р б о н а т н о с т ь ю д л я пород продуктивной части разреза, — м е ж д у емкостными х а р а к т е р и с т и к а м и и степенью доломитизации.

Вместе с тем д л я у к а з а н н ы х пород н а м е ч а ю т с я связи м е ж д у геофизи ческими п о к а з а н и я м и и ф и з и ч е с к и м и свойствами. Т а к и е с в я з и устанав л и в а ю т с я м е ж д у полной п о р и с т о с т ь ю и д а н н ы м и Н Г К и AK, пористостью н сопротивлением пород в о д о и а с ы щ е н и о й части р а з р е з а, нерастворимым о с т а т к о м и п о к а з а н и я м и ГК*. П р и м е р ы у к а з а н н о м у известны, в частности, и по Оренбургскому и В у к т ы л ь с к о м у месторождениям.

Следует заметить, что у н и в е р с а л ь н а я з а в и с и м о с т ь м е ж д у пористостью и проницаемостью горных п о р о д пока не н а й д е н а. М о ж н о л и ш ь у т в е р ж д а т ь, что л ю б а я п р о н и ц а е м а я г о р н а я города пориста, тогда как не л ю б а я пористая порода проницаема.

О д н а к о д л я к о л л е к т о р о в отдельных районов (месторождений или от д е л ь н ы х з а л е ж е й нефти и г а з а ) т а к а я з а в и с и м о с т ь иногда у с т а н а в л и в а е т с я.

В этих с л у ч а я х з а в и с и м о с т ь носит статистический, корреляционный х а р а к т е р.

П о д а н н ы м о з а к о н о м е р н о с т и пространственного р а с п р о с т р а н е н и я горных п о р о д с различной пористостью и выявленным статистическим взаимо с в я з я м п р е д с т а в л я е т с я в о з м о ж н ы м судить о проницаемости пород.

* Приняты следующие обозначения методов каротажа: AK — акустический, КС — сопротивления (кажущегося), ПС — потенциалов собственной поляризации, БКЗ — бокового зондирования, ГК — гамма-каротаж;

НГК — нейтронный гамма-каротаж.

В недалеком прошлом бытовало представление о том, что нефть и газ содержатся в земной коре в огромных п у с т о т а х — р е з е р в у а р а х. В н а ш е время отражением подобных взглядов я в л я ю т с я представления, например, пермских геологов, согласно которым в известняках на больших глубинах существуют значительных размеров пустоты карстового происхождения, содержащие большие запасы углеводородов. В классификации Г. А. М а к с и мовича и В. Н. Быкова [1973 г.] д а ж е выделен «пещерный» тип к а р б о н а т ного коллектора. В свете современных данных это аыглядит как курьез.

Горные породы-коллекторы нефти и г а з а можно рассматривать как нефтяные (газовые) резервуары. Такие подземные резервуары о б л а д а ю т тремя основными элементами, к а ж д ы й из которых в своем развитии м о ж е т существенным образом изменяться.

Первый элемент — сама горная порода, в м е щ а ю щ а я нефть и газ. Л и т о логический состав породы-коллектора крайне разнообразен. Это могут быть породы не только осадочного происхождения, но и эффузивные, и и з в е р ж е н ные. Т а к ж е весьма изменчивы условия развития подобного коллектора по разрезу и особенно в пространстве, где этот коллектор часто представ лен линзами разных масштабов.

Второй элемент — пористость и проницаемость горной породы. П о р о в о е пространство составлено из совокупности всех эффективных ( н а х о д я щ и х с я в гидродинамической связи между собой) пустот горной породы. Это поровое пространство в основном соответствует объему коллектора, с о д е р ж а щ е г о нефть и газы.

Пропускная способность горной породы-коллектора, заполненной углеводородами, как известно, измеряется проницаемостью последней.

Это свойство обусловливается не только физическими параметрами нефти или газа (плотность, вязкость, упругость, сжимаемость), с о д е р ж а щ и х с я в горной породе, но и особенностями геометрии порового пространства (размеры поперечного сечения и формы поровых каналов). Пористость горной породы определяет только сумму всех эффективных (открытых) взаимосвязанных поровых каналов, характеристика ж е проницаемости особенно специфична;

она часто меняется в пространстве и по р а з р е з у (от образца к образцу). Именно по 'данным о проницаемости можно, по существу, получить относительно дЬстоверное представление о структуре порового пространства, а не по данным о пористости, как это часто принято думать.

Пористость и проницаемость горных пород — это физические свойства, постоянно зависящие от наличия в породе порового пространства. Эти параметры находятся в непрерывной функциональной зависимости;

по ним определяют способность породы-коллектора аккумулировать и о т д а в а т ь заключенную в ней нефть ( г а з ).

Третий элемент — наличие ловушки, в которой нефть (газ) з а к л ю ч е н а, пока пласт-коллектор не вскрыт буровой скважиной. Л о в у ш к а о б р а з у е т с я в результате сочетания различных структурных и стратиграфических особенностей горных пород, а т а к ж е в меняющихся условиях д а в л е н и я в пластовых жидкостях (нефть, в о д а ).

Существует бесконечное количество нефтяных (газовых) коллекторов, различающихся между собой в д е т а л я х. Однако, как известно, все они о б л а д а ю т следующими основными показателями: достаточная мощность пород-коллекторов, проницаемое поровое пространство, наличие непро н и ц а е м о й покрышки и, наконец, наличие ловушки.

Поскольку проницаемость горных пород более чувствительна к измене ниям структуры порового пространства, чем пористость, то ее отклонение от среднего значения будет намного больше. Влияние глубины залегания пластов-коллекторов иа их проницаемость характеризуется большими в а р и а ц и я м и. Так, с изменением глубины залегания проницаемость из м е н я е т с я в геометрической прогрессии: на к а ж д у ю 1000 м глубины прони ц а е м о с т ь уменьшается в среднем в 2 р а з а.



Pages:     | 1 || 3 | 4 |
 





 
© 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.