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 |

«МИНИСТЕРСТВО НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ АКАДЕМИЯ НАУК СССР ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ ...»

-- [ Страница 3 ] --

В карбонатных породах с глинистой примесью наблюда­ е т с я два типа т е к с т у р : м е з о - и микротекстуры. Так как зоны сочленения т е к с т у р разных типов служат путями миграции у г л е в о д о р о д о в, то преобладание т о г о или иного их типа определяет с п о с о б н о с т ь пород коллектировать и отдавать заключенные в них нефть и г а з.

Текстурный облик карбонатных пород, описанных выше, с о з д а е т с я взаимодействием двух основных породообразую­ щих компонентов: карбоната ( х е м о г е н н о г о и раковинного) и глинистых минералов. Некоторую роль играет также О В, присутствующее в виде стяжений в п у с т о т а х между фраг­ ментами породы или каплевидных с г у с т к о в в поровом п р о ­ странстве пород. Ч а с т о О В, расположенное между фраг­ ментами породы, пропитывает находящиеся т а м глинистые минералы, что еще б о л е е о с л а б л я е т связи между о т д е л ь ­ ными ее частями. Для этих пород основную роль играют м е з о т е к с т у р ы, а микротекстуры - второстепенную.

Если глинистые минералы находятся в тонкой с м е с и с микрозернистым х е м о г е н н ы м карбонатным материалом, то эта глинисто-карбонатная масса обладает большей пластичностью и поэтому большей прочностью связи с раковинными карбонатными фрагментами, ч е м каждый из этих компонентов в отдельности. Зоны контакта г л и н и с т о карбонатной массы с органогенными обломками меньше способны к разъединению, ч е м зоны их контакта с г л и н и ­ стыми минералами и тонкозернистым х е м о г е н н ы м к а р б о ­ натом.

В формировании т е к с т у р н о г о облика отложений д о м а н и кового горизонта участвуют четыре породообразующих компонента: карбонат ( х е м о г е н н ы й и раковинный), О В, глинистые минералы (диоктаэдрическая г и д р о с л ю д а ) и к р е м н е з е м. Раковинный и крупнозернистый хемогенный карбонат, а также присутствующие в породе терригенные минералы образуют м е з о т е к с т у р ы, а глинистые минералы, тонкозернистый карбонат и сорбированное ОВ - м и к р о ­ т е к с т у р ы. Для пород доманикового горизонта с у щ е с т в е н ­ ную роль в формировании полезной емкости играют как м е з о -, так и микротекстуры.

В состоянии т е к т о н и ч е с к о г о покоя, который характерен для с о в р е м е н н о г о этапа г е о л о г и ч е с к о й истории, з а м е р е н ­ ный размер пор и величина о с л а б л е н н ы х зон, п р е д с т а в л е ­ ние о которых получается при изучении шлифов и снимков с Р Э М а на электронном вычислительном у с т р о й с т в е " К в а н т и м е т - 7 2 0 ", позволяют оценить потенциальные возможности пород как коллекторов нефти и г а з а.

Подводя итоги м и н е р а л о г и ч е с к о г о и экспериментально­ го изучения влияния глинистых минералов на формирова­ ние полезной емкости карбонатных пород, можно к о н с т а ­ тировать, что оно определяется главным образом е е т и ­ пом и формой распределения в ней г л и н и с т о г о вещества.

В зависимости от размера фрагментов и генезиса ( о р г а н о ­ генный или х е м о г е н н ы й ), а также от соотношения г л и н и ­ с т ы х и органических компонентов полезная е м к о с т ь к а р ­ бонатных пород либо полностью определяется текстурной неоднородностью, либо последняя увеличивает полезную е м к о с т ь за с ч е т ослабленных зон.

В породах доманикового горизонта вся полезная е м ­ к о с т ь обусловлена текстурной неоднородностью на м е з о и микроуровне. Об этом красноречиво говорят величины проницаемости, замеренные в керне ( 1-50* 10 мкм ), -15 которые не м о г у т обеспечить дебкты, получаемые при разработке месторождений в к о л л е к т о р е данного типа.

Что же касается крупнозернистых органогенных, о р г а ногенно-обломочных или оолитовых карбонатных пород, то имеющиеся в их с о с т а в е г л и н и с т ы е минералы увеличивают их е м к о с т ь в соответствии с описанными выше з а к о н о ­ мерностями, установленными экспериментально и в ы т е к а ю ­ щими из формы их распределения между фрагментами. Но м е з о т е к с т у р а м в э т о м процессе принадлежит ведущая роль.

Промежуточное положение занимают породы, в к о т о ­ рых в породообразующем количестве присутствуют о р г а н о генные фрагменты и хемогенный т о н к о -, с р е д н е - или крупнозернистый карбонат. В таких породах роль о с л а б ­ ленных зон На микроуровне снижается от м и к р о - к к р у п ­ нозернистым составляющим пород по м е р е увеличения их количества. В э т о м же направлении возрастает роль о с л а б ­ ленных зон на м е з о у р о в н е.

УДК 552.8:550. Ю.И. М а р ь е н к о, С.Ф. Бегишева, Л. Н. Егорова ( В Н И И ) ПРИНЦИПЫ ИЗУЧЕНИЯ Л И Т О Л О Г И Ч Е С К И Х ИЗМЕНЕНИЙ НЕФТЕНОСНЫХ К А Р Б О Н А Т Н Ы Х ПОРОД ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ В нашей стране и за рубежом д о с т а т о ч н о широко р а з ­ виты так н а з ы в а е м ы е " н о в ы е " методы разработки нефтяных месторождений. Среди них наиболее распространены т е п ­ л о в ы е. Так, при разработке залежей нефти с помощью внутрипластового горения, воздействия паром и т. д. нефть м е н я е т свои физические свойства, становится м е н е е вязкой, б о л е е подвижной и, с л е д о в а т е л ь н о, л е г ч е в ы т е с н я е т с я из коллектора.

Помимо непосредственного воздействия на нефть при разработке з а л е ж е й тепловыми м е т о д а м и на эффектив­ н о с т ь ее вытеснения ч а с т о существенно влияет изменение литолого-физических с в о й с т в вмещающих ее пород. Н а и б о ­ л е е существенные превращения испытывают карбонатные породы, ч т о в значительной м е р е вызвано их с п о с о б н о с т ь ю диссоциировать, т. е. р а з л а г а т ь с я при т е р м и ч е с к о м в о з д е й ­ ствии на б о л е е простые химические соединения.

Исходя и з э т о г о ц е л е с о о б р а з н о и з у ч и т ь следующие а с ­ пекты проблемы:

- изменения минерального с о с т а в а пород и о с о б е н ­ ности термической диссоциации, в значительной степени их обусловливающей;

- преобразования структуры п у с т о т н о г о пространства и, как с л е д с т в и е, коллекторских с в о й с т в карбонатных п о ­ род.

Методика исследований и ее обоснование. Изучение к а ­ чественной и количественной сторон в с е х явлений и п р о ­ цессов, происходящих под влиянием т е п л о в о г о в о з д е й с т ­ вия, возможно провести на основе экспериментальных и с с л е ­ дований. Д л я них и с п о л ь з о в а л и с ь образцы керна из п е р м о карбоновой залежи У с и н с к о г о нефтяного месторождения.

Основанием д л я т а к о г о выбора материала послужил т о т факт, что в пермо-карбоновой залежи широко представлены л и т о л о г и ч е с к и е разности наиболее распространенных к а р б о ­ натных пород ряда известняк - д о л о м и т. К р о м е т о г о, в этой залежи установлены фактически в с е известные типы карбонатных к о л л е к т о р о в. Наконец, э т о было о б у с л о в л е н о практической необходимостью, так как на Усинском м е с ­ торождении проектируется разработка пермо-карбоновой залежи нефти с помощью внутрипластового горения.

В основу изучения л и т о л о г и ч е с к и х изменений нефтенос­ ных пород под влиянием т е п л о в о г о воздействия был п о л о ­ жен сравнительный литолого-физический анализ образцов до и после термической обработки, проводившейся при различных т е м п е р а т у р а х в муфельной печи в течение 1,5-6 часов, а при необходимости - 8 и 24 часов.

Т е п л о в о е воздействие на образцы керна по своим р е ­ з у л ь т а т а м было наиболее близким к т о м у, которое и с п ы ­ тывают породы при с у х о м горении нефти в залежах. П о ­ скольку в пластовых у с л о в и я х при с у х о м горении т е м п е ­ ратуры не м о г у т превышать 6 0 0 - 7 0 0 ° С, то для э к с п е р и ­ ментов с некоторым з а п а с о м был у с т а н о в л е н максимальный предел нагревания образцов до 8 0 0 ° С Ввиду т о г о, что получение непрерывных характеристик ц е л о г о ряда свойств пород в процессе их нагревания от комнатных т е м п е р а т у р до 8 0 0 ° С невозможно, появилась необходимость выделить в указанном выше диапазоне п р о ­ межуточные температурные ступени: 200, 400 и 6 0 0 ° С, В р е з у л ь т а т е экспериментов важно было установить, какие значения т е м п е р а т у р являются критическими для определенных минералов и, с л е д о в а т е л ь н о, типов пород, вызывая изменения их вещественного с о с т а в а и с т р у к т у ­ ры п у с т о т н о г о пространства. Отчасти эту задачу у д а л о с ь решить с помощью термографического анализа, который обычно предшествовал д р у г и м видам исследований. С е г о помощью можно проследить характер изменения в е щ е с т в е н ­ н о г о состава пород в интервале т е м п е р а т у р от комнатной до 1000 С. Однако э т о т анализ по своим техническим в о з ­ можностям не может подменить в е с ь комплекс проводив­ шихся исследований.

Образцы керна до и после термической обработки на каждой температурной ступени подвергались широкому к о м ­ плексу л и т о л о г и ч е с к и х и физических исследований: м а к р о ­ скопическому, микроскопическому в прозрачных шлифах, р е н т г е н о в с к о м у дифрактометрическому, т е р м о г р а ф и ч е с к о ­ му и люминесцентному анализам, установлению пустот— ности;

а также в ограниченных о б ъ е м а х проводились х и м и ­ ческий и электронно-микроскопический анализы и о п р е д е л я ­ л а с ь проницаемость.

Изменение минерального с о с т а в а карбонатных пород в процессе их термической диссоциации. Основная м а с с а карбонатных пород, вовлекавшихся в эксперимент, с о с т о ­ ит из кальцита (CaCO ) и доломита, представляющего со­ бой более сложную карбонатную соль - CaMg( СО ). Не­ значительное у ч а с т и е в с о с т а в е карбонатных пород при­ нимают г л и н и с т ы е минералы. С а м ы е существенные и з м е н е ­ ния минерального состава карбонатных пород при т е р м и ­ ч е с к о м воздействии на них, как уже о т м е ч а л о с ь выше, о б у с л о в л е н ы диссоциацией карбонатных минералов, п р о ­ текающей при относительно высоких температурах.

Диссоциация кальцита происходит при 990 С:

CaCO ®CaO+CO,доломита - при 820 С в несколько 3 этапов: CaMg( СО ) ®CaCO + M g C O. На первом этапе 3 2 3 о б р а з у ю т с я кальцит и м а г н е з и т. Поскольку м а г н е з и т р а з ­ л а г а е т с я при б о л е е низких температурах, ч е м д о л о м и т и кальцит, формирующийся за с ч е т доломита м а г н е з и т с р а ­ зу же диссоциирует: MgCO Новообразо­ ®MgO+CO 3 ванный кальцит достаточно ч е т к о фиксируется на дифракто г р а м м а х, а также в прозрачных шлифах с помощью р е а к ­ ций прокрашивания. При т е м п е р а т у р е свыше 900 С д и с ­ социацией вторичного кальцита завершается с у щ е с т в о в а ­ ние доломита как карбонатного образования.

Из приведенных выше реакций диссоциации кальцита и доломита видно, что в р е з у л ь т а т е их осуществления всегда о б р а з у е т с я C O, количество к о т о р о г о прямо зависит о т степени диссоциации карбонатного вещества.

Р о л ь CO в процессе разработки нефтеносных к а р б о ­ натных пород довольно значительна и заключается в т о м, что при удалении из пород он с п о с о б с т в у е т увеличению их пустотности и, с л е д о в а т е л ь н о, в определенных пределах, улучшению коллекторских с в о й с т в. К р о м е т о г о, C O с у ­ щественно снижает в я з к о с т ь нефти и таким о б р а з о м п о л о ­ жительно влияет на м е х а н и з м ее вытеснения из к о л л е к т о ­ ров. Однако е г о влияние может быть также отрицатель­ ным, так как повышенные количества г е н е р и р у е м о г о в п л а ­ с т о в ы х у с л о в и я х CQ^ будут препятствовать внутрипласто— в о м у горению.

В с е изложенное выше послужило основанием д л я п р о ­ ведения исследований с ц е л ь ю количественной оценки с т е ­ пени диссоциации различных типов карбонатных пород.

Д л я э т о г о и с п о л ь з о в а л и с ь т е р м о г р а м м ы 5 0 образцов о с н о в ­ ных типов карбонатных пород из пермо-карбоновой залежи У с и н с к о г о нефтяного месторождения.

К о л и ч е с т в о C O ( в в е с о в ы х % % ), выделяющееся при диссоциации, о п р е д е л я л о с ь по потерям веса образцов от начала диссоциации до достижения заданной т е м п е р а т у ­ ры. П у т е м пересчета у с т а н а в л и в а л и с ь объемы CO, проду­ цируемые при т е р м и ч е с к о м разложении 1 м породы. При р а с ч е т а х учитывался объемный вес породы, который был принят для в с е х изучавшихся типов за 2,2 г / с м. Полученные данные и с п о л ь з о в а л и с ь для составления с х е м распределения карбонатных пород по степени д и с ­ социации и количеству г е н е р и р у е м о г о ими CO при р а з л и ч ­ ных температурах. Основой д л я составления указанных с х е м послужили с х е м ы распространения литологических типов пачек У, У1 и УП с р е д н е г о эксплуатационного о б ъ ­ екта пермо-карбоновой залежи У с и н с к о г о нефтяного м е с ­ торождения ( р и с. 1 ). В с е г о же в пермо-карбоновой залежи выделяются три эксплуатационных объекта, объединяющих д е с я т ь пачек пород-коллекторов*. На с х е м а х распростра­ нения л и т о л о г и ч е с к и х типов пород выделяются участки, обозначенные буквами А, Б, В и т.д.**, которые о х а р а к ­ теризованы в л и т о л о г и ч е с к о м отношении качественно и количественно ( у с л о в н ы м и знаками и г и с т о г р а м м а м и ).

*Персова Н.Я. Выделение эксплуатационных о б ъ е к т о в в продуктивной карбонатной толще У с и н с к о г о м е с т о р о ж ­ дения. В кн.: Г е о л о г и я и разработка нефтяных м е с т о р о ж ­ дений Коми А С С Р. М.гВНИИОЭНГ, 1975. С. 19-24.

**Марьенко Ю.И., Е г о р о в а Л. Н., Бегишева С.Ф. Т и ­ пы с т р у к т у р нефтяного пространства к о л л е к т о р о в п е р м о карбоновой залежи У с и н с к о г о нефтяного месторождения.

В кн.: Нефтегазопромысловая г е о л о г и я и методика п о д с ч е ­ та запасов. Вып. 86. М. : ВНИИ, 1983. С. 31-37.

Рис. 1. Схема распрост­ ранения литологических т и ­ пов пород пачки У1 п е р м о карбоновой залежи 1 - известняки, 2 - и з в е с т ­ няки доломитистые, 3 - и з ­ вестняки доломитовые или доломиты известковые, 4 доломиты, 5 - доломиты известковистые, 6 - трещи­ новатость, 7 - каверноз ность, 8 - известковая и доломитовая мука, 9 участки с различными л и т о ­ логическими типами пород, 10 - границы участков Для каждой из указанных пачек было с о с т а в л е н о по три с х е м ы, на которых показано, какое количество м и н е ­ рального вещества от всей м а с с ы пород, слагающих о п р е ­ деленную пачку в данном у ч а с т к е, продиссоииирует на температурных с т у п е н я х в 6 0 0 °, 700° и 8 0 0 ° С ( р и с. 2 ).

На них хорошо видно, насколько эффективно каждая из трех пачек может вовлекаться в термическую диссоциа­ цию и какое количество СО она может продуцировать на указанных выше температурных ступенях. Эти с х е м ы м о г у т и с п о л ь з о в а т ь с я при составлении технологической с х е м ы разработки пермо-карбоновой залежи У с и н с к о г о нефтяного месторождения с помощью внутри п л а с т о в о г о горения.

При проектировании необходимо рассчитать о п т и м а л ь ­ ную температуру разработки залежи, при которой т е р м и ­ ческая диссоциация будет наиболее эффективно с п о с о б с т ­ вовать вытеснению нефти из коллектора.

Совершенно очевидно, ч т о с т о и м о с т ь разработки з а л е ­ жи с т а л а бы меньше, е с л и бы процесс внутрипластового горения, не снижая е г о эффективности, у д а л о с ь проводить при наиболее низких температурах. О т о м, что такая в о з ­ можность с у щ е с т в у е т, с в и д е т е л ь с т в у ю т литературные данные и р е з у л ь т а т ы проведенных авторами э к с п е р и м е н ­ т о в, заключавшиеся в изучении влияния различных п р и м е ­ сей на снижение температуры диссоциации карбонатных п о ­ род. Для опытов были отобраны предварительно проэкстра гирозанные от битума образцы керна из п е р м о - к а р б о н о ­ вой залежи, представленные относительно чистыми и з ­ вестняком и д о л о м и т о м. К и з м е л ь ч е н н ы м породам в о п р е ­ деленных пропорциях ( о т долей до 1 0 - 1 5 % ), д о б а в л я л и с ь глинистое вещество, S i O и NaCI. Изготовленные таким о б р а з о м с м е с и п о д в е р г а л и с ь термическому анализу на дериватографе*. О к а з а л о с ь, ч т о влияние г л и н и с т о г о и кремнистого вещества на снижение температуры д и с с о ц и а ­ ции незначительное.

Зато весьма эффективным в э т о м отношении о к а з а л о с ь влияние N a C I на диссоциацию доломита. П р и м е с ь 0,5% NaCI в д о л о м и т е вызвала снижение температуры е г о первого эндотермического эффекта с 820 до 630 С. Д а л ь *Термический анализ проводился Н.А. Вазерской.

Р и с. 2. С т е п е н ь диссоциации карбонатных пород, % ( а ) и количество CO м ( б ), генерируемое в пермо-карбоно вой залежи при различных т е м п е р а т у р а х 1 - диссоциация и генерация практически не происходят;

2 - 01-1 ( а ), 1 - 1 0 ( 6 ) ;

3 - 1-2 ( а ), 10-20 ( б ) ;

4 - 2-3 ( а ) ;

20-30 ( б ) ;

5 - 3-5 ( а ), 30-50 ( б ) ;

6 - 5 ( а ), 5 0 ( б ).

О с т а л ь н ы е у с л о в н ы е обозначения с м. на рис. нейшее увеличение содержания с м е с и N a C I фактически не приводит к еще большему снижению температуры д и с ­ социации д о л о м и т а. А н а л и з т е р м о г р а м м доломита п о з в о л я ­ е т заключить, ч т о е г о диссоциация в присутствии N a C I начинается уже при 500 С. Так, если в интервале т е м п е paтур 500-600 С потеря в е с а образцов доломита с о с т а в л я ­ е т д е с я т ы е доли процента, т о в присутствии N a C I за с ч е т выделения CO - 2, 5 - 4, 5 % ;

при т е м п е р а т у р а х 6 0 0 - 7 0 0 ° С - с о о т в е т с т в е н н о 2-3% и 10-18%.

Влияние N a C I на снижение температуры диссоциации известняка практически независимо от содержания примеси о к а з а л о с ь м е н е е значительным ч е м у д о л о м и т а, и разница т е м п е р а т у р составила лишь 5 0 ° С.

Изменение структуры п у с т о т н о г о пространства и к о л л е к ­ торcких с в о й с т в карбонатных пород в р е з у л ь т а т е т е п л о в о ­ г о воздействия. Структура п у с т о т н о г о пространства к а р ­ бонатных пород и з у ч а л а с ь в прозрачных шлифах под м и к р о ­ скопом, одновременно определялись п у с т о т н о с т ь и прони­ цаемость.

Изменение структуры п у с т о т н о г о пространства к а р б о ­ натных пород в значительной степени зависит от т е м п е р а ­ туры, минерального с о с т а в а, а также содержания в п о р о ­ д а х о р г а н и ч е с к о г о вещества ( О В ). Характер изменения структуры п у с т о т н о г о пространства пород, п р о э к с т р а г и р о ванных от О В, отличается от т а к о в о г о в битумо— и нефте— насыщенных карбонатных породах.

Зависимость пустотности экстрагированных образцов от т е м п е р а т у р ы нагревания представлена на рис. 3. До т е м ­ пературы в 400 С структура п у с т о т н о г о пространства практически не и з м е н я е т с я, при 400-500 С интенсивно о б ­ разуются микротрещины;

п у с т о т н о с т ь при э т о м в о з р а с т а е т незначительно и с о с т а в л я е т 1-3%, проницаемость у в е л и ч и ­ в а е т с я в 2-4 раза. При т е м п е р а т у р е до 600 С п у с т о т н о с т ь в о з р а с т а е т в 1,5-4 раза, что связано с проявлением д и с ­ социации карбонатных, прежде в с е г о д о л о м и т о в ы х пород.

Наиболее существенно она увеличивается в породах с н е ­ значительной начальной п у с т о т н о с т ь ю. В данном д и а п а з о ­ не т е м п е р а т у р происходит з а м е т н о е переформирование структуры п у с т о т н о г о пространства: увеличиваются р а з ­ меры п у с т о т, нивелируется их морфология, и в с л е д с т в и е непосредственного соединения пустот друг с д р у г о м, а также возрастания трещиноватости улучшается их с о о б щ а е м о с т ь. П у с т о т н о е пространство при т е м п е р а т у р е 500-600 С и м е е т т а к у ю же характеристику, как при интенсивном в ы ­ щелачивании.

Проницаемость пород на температурной ступени в 600 С д о с т и г а е т максимума, иногда возрастая против исходных значений в 8—16 раз. На б о л е е высокой температурной Р и с. 3. Зависимость пустотности карбонатных пород от температуры нагревания ступени в 800 С образцы пород становятся настолько н е ­ прочными, ч т о для большинства из них после термической обработки п у с т о т н о с т ь определить не у д а л о с ь. Однако, когда э т о было возможно, в таких образцах выявлялась тенденция дальнейшего ее увеличения. Наблюдения за и з ­ менением структуры п у с т о т н о г о пространства в указанном диапазоне температур затруднены, так как в п у с т о т а х н а ­ капливается значительное количество конечных продуктов диссоциации, которые м о г у т заполнять о т д е л ь н ы е мелкие поры и трещины, нарушать с о о б щ а е м о с т ь пустот друг с д р у г о м. Это подтверждают также определения проницае­ м о с т и, проведенные Ю.О. Дороховым. На температурной ступени в 700 С зафиксировано резкое снижение проницае­ мости пород, значения которой о к а з а л и с ь даже ниже и с ­ ходных.

Б о л е е сложный характер изменения пустотности и с т р у к ­ туры п у с т о т н о г о пространства присущ нефте- и битумона сыщенным карбонатным породам, подвергнутым т е р м и ч е ­ скому воздействию б е з предварительной экстракции О В.

При нагревании до 200 °С во в с е х образцах наблюдается устойчивая тенденция к снижению пустотности. При п о в ы ­ шении температуры до 3 0 0 ° С в некоторых образцах п у с ­ т о т н о с т ь несколько в о з р а с т а е т, но не д о с т и г а е т первона­ чальных значений, в д р у г и х продолжает снижаться. При 350-400 °С п у с т о т н о с т ь в с е х образцов увеличивается и при б о л е е высоких т е м п е р а т у р а х проявляет с е б я так же, как в экстрагированных от ОВ карбонатных породах.

Изучение шлифов под люминесцентным микроскопом и визуальные наблюдения позволяют объяснить снижение пустотности отложением на поверхности зерен тяжелых фракций У В. В то время как л е г к и е фракции, кипящие ниже температуры воспламенения нефти, улетучиваются, б о л е е т я ж е л ы е УВ задерживаются, а при дальнейшем нагревании расщепляются с образованием т в е р д о г о коксовидного о с ­ татка, который занимает и изолирует ч а с т ь п у с т о т н о г о пространства. Поскольку он не у д а л я е т с я при э к с т р а г и ­ ровании пород органическими растворителями, п у с т о т н о с т ь уменьшается.

При 3 5 0 - 4 5 0 ° С коксовидный остаток выгорает и п у с ­ т о т н о с т ь повышается до значений, близких к исходным.

На основании вышеизложенного можно с д е л а т ь с л е д у ю ­ щие выводы.

1. При изучении изменений нефтеносных карбонатных пород, подвергшихся т е п л о в о м у воздействию, в полном о б ъ е м е м о г у т б ы т ь использованы все виды л и т о л о г о - ф и зических анализов и определений. О с о б о е значение при э т о м имеет сравнительный литолого—физический анализ п о ­ род до и п о с л е их термической обработки на о п р е д е л е н ­ ных температурных ступенях.

2. Основные изменения минерального вещества к а р б о ­ натных пород и структуры их п у с т о т н о г о пространства обусловлены проявлением термической диссоциации к а р б о ­ натных пород. В с е с т о р о н н е е изучение э т о г о процесса позволяет лучше о с м ы с л и т ь масштабы и глубину п р о и с х о ­ дящих в карбонатных породах литолого-физических превра­ щений, а также в какой-то мере им управлять.

3. Важным м о м е н т о м в изучении термической д и с с о ­ циации карбонатных пород является оценка количества продуцируемого ими СО^, который непосредственно и косвенно может влиять на механизм вытеснения нефти из коллекторов.

4. При т е р м и ч е с к о м воздействии на нефте- и б и т у м о насыщенные карбонатные породы УВ в них в широком д и а ­ пазоне температур испытывают глубокие превращения и в с л е д с т в и е э т о г о непосредственно участвуют в формиро­ вании структуры п у с т о т н о г о пространства коллекторов.

Э т о т факт т р е б у е т дальнейшего изучения и должен у ч и т ы ­ ваться при проектировании разработки залежей нефти с помощью внутрипластового горения.

УДК 553.98.061.43:552. Г.Е. Белозерова, И.В. Шершуков ( В Н И Г Н И ) М Е Т О Д И К А ОЦЕНКИ Т Р Е Щ И Н О В А Т О С Т И И ФИЛЬТРАЦИОННЫХ СВОЙСТВ НИЗКОПОРИСТЫХ К А Р Б О Н А Т Н Ы Х ПОРОД Трещиноватость карбонатных пород привлекает большое внимание исследователей, так как является фактором, определяющим процессы фильтрации и накопления у г л е ­ водородов, и относится к числу малоизученных и сложных вопросов. Открытие ряда месторождений нефти и г а з а на больших глубинах (свыше 4000 м) показало, что трещино­ ватость в этих отложениях развита повсеместно, о к а з ы в а ­ ет решающее влияние на формирование сложных типов коллекторов и обусловливает строение природных р е з е р ­ вуаров.

Особое значение трещиноватость имеет для низкопори­ с т ы х пород, в которых она обеспечивает и емкостные, и фильтрационные свойства.

В настоящее время для оценки трещи но ватости приме­ няются несколько способов: метод больших шлифов ( В Н И Г Р И ) ;

изучение пластических и механических свойств под давлением ( И Г и Р Г И ) ;

капиллярное насыщение о б р а з ­ цов люминесцирующей жидкостью с последующим фотогра­ фированием их в источнике ультрафиолетового света ( В Н И Г Н И ) и гидродинамические методы. Их комплекси рование позволяет получить качественную и количествен­ ную характеристики трещиноватости образца горной п о р о ­ ды: ориентировку, морфологию, сообщаемость трещин, а также величины емкости, поверхностной плотности и р а с крытости. Наиболее сложными и мало освещенными вопро­ сами являются оценка раскрытости трещин и их влияния на фильтрационные свойства пластов.

В проблемной лаборатории электронной микроскопии МИНГ им. И.М. Губкина разработана методика, которая дает возможность с помощью растрового электронного микроскопа ( Р Э М ) оценить структуру пустотного п р о с т ­ ранства: распределение пор по размерам, величину с р е д н е ­ го радиуса пор;

протяженность и раскрытость трещин, и з ­ вилистость;

общую просветность пустот. Сущность методики заключается в пропитке образцов породы контрастным по отношению к электронному пучку веществом, способным полностью заполнять пустоты в жидком состоянии и з а ­ твердевать в них. В качестве заполнителя и с п о л ь з у е т с я мономер ( м е т и л м е т а к р и л а т ) с добавкой полимеризатора и контрастного вещества. Работа на Р Э М проводится в режиме "катодолюминесценции". Образец горной породы и з у ч а е т с я в широком диапазоне увеличений ( о т до 100000 к р а т ), разрешающая способность 60 и менее.

Исследования керна месторождений Жанажол и Карача­ ганак с использованием данной методики показали, что трещины, которые визуально и при небольшом увеличении часто воспринимаются едиными, на с а м о м д е л е представ­ ляют собой ряд отрезков различной длины, разобщенных перемычками размером 300­500 мкм;

иногда трещины р а з ­ дваиваются. Наблюдается сильная изрезанность стенок т р е ­ щин, коэффициент изрезанности (отношение истинной длины стенки трещины к длине последней) 1,6. Перечисленные м о р ­ фологические особенности трещин препятствуют их с м ы к а ­ нию на глубине. Установлено, что раскрытость трещин и з ­ меняется в широких пределах ­ от 9 до 150 мкм.

Изучение фильтрационных свойств трещиноватых разно­ стей в лабораторных условиях имеет ограничения, с в я з а н ­ ные со значительной длиной трещин по сравнению с р а з ­ мерами образцов. В настоящее время размеры последних определяются диаметром керна и конструктивными в о з м о ж ­ ностями приборов, поэтому изучаются либо образцы кубиче­ ской формы с длиной ребра 5 с м, либо керны, м а к с и м а л ь ­ ный диаметр которых не превышает 9 с м. В пластах же протяженность трещин составляет несколько метров, а иногда и десятки метров. Таким образом, проницаемость керна трещиноватой породы нельзя отождествлять с п р о ­ ницаемостью продуктивного пласта. Следует учитывать невыдержанность трещин, изменчивость их морфологии, протяженности, раскрытости и сообщаемости на сравни­ т е л ь н о небольших расстояниях.

В связи с этим возникла необходимость найти способ обработки результатов лабораторного исследования трещи­ новатости пород, позволяющий на основе определений по отдельным образцам оценить фильтрационные свойства пластов в целом.

И.В. Шершуков, а также сотрудники МИФИ В.И. С е л я ков и Э.К. Костюченко, руководствуясь положениями м а ­ тематической теории перколяции, предложили метод с т а т и ­ стического обсчета количественных параметров трещино­ ватости, полученных по фотоснимкам образцов керна, н а ­ сыщенных люминофором.

Насыщение пород люминофором (Багринцева К.И., 1977, 1982) позволяет выявить в образцах кубической формы открытые трещины с внутренней емкостью и, наоборот, исключить поверхностные, а также определить параметры трещиноватости: количество трещин, их длину, п о в е р х ­ ностную плотность по граням и среднюю по образцу. П о ­ л у ч а е м ы е количественные показатели характеризуют о т д е л ь ­ ный образец. По этим данным можно математически у с т а ­ новить вероятность образования в пласте связанной п р о ­ водящей системы трещин.

Согласно теории перколяции при определенных с о ч е т а ­ ниях значений поверхностной плотности трещин ( r i g ) и средней длины трещин ( l ), а именно, когда пороговое значение система трещин становит­ ся связанной, т. е. в пласте образуется " к л а с т е р ", по к о т о ­ рому непосредственно может происходить фильтрация флюи­ да. При э т о м рассматривается среда с хаотически распре­ деленными в ней дисковыми трещинами. Предполагается, что трещины изотропно ориентированы в пространстве. Для такой среды определяется с в я з ь между объемной к о н ­ центрацией дисковых трещин ( n ), средней длиной трещин в объеме породы (l ) и плоскостными параметрами т р е ­ щиноватости n, l основе соотношений, у с т а н о в л е н ­ на 2 ных в теории перколяции Значение этих величин позволяет рассчитать коэффициент проница­ емости К.

где b - раскрытость;

k - числовой коэффициент, р а в ­ ный 1,8;

P - вероятность связи трещин ( д о л я сообщаю­ щихся трещин).

При э т о м Таким образом, задача сводится к определению в е л и ­ чин n и l, что подробно рассмотрено в работе, н а ­ 2 писанной автором совместно с К.Н. Багринцевой, Б.Ю. Вендельштейном и И.В. Шершуковым ( И с с л е д о в а ­ ние..., 1986).

Оценка трещиноватости продуктивных отложений п е р мо-карбона месторождения Карачаганак методом насыще­ ния образцов люминофором с последующей с т а т и с т и ч е ­ ской обработкой р е з у л ь т а т о в указанным способом п о з в о ­ лила выявить широкое и повсеместное присутствие трещин в продуктивной толще, доказать единое строение природ­ ного резервуара за счет развития трещин в прослоях н и з ­ копористых пород и рассчитать трещинную проницаемость ряда интервалов.

Установлено, что трещины имеют разнообразную м о р ­ фологию, которая зависит от вещественного состава пород, их г е н е з и с а, текстурно-структурных особенностей, мине­ ралогического состава заполняющего вещества ( с у л ь ф а т ­ ные минералы, кальцит, кремний). В карбонатных о т л о ж е ­ ниях месторождения преобладают трещины наклонной и горизонтальной ориентировки, вертикальные распростране­ ны меньше. Ориентировка и раскрытость трещин сохраняю юте я и на глубинах до 5000 м. Трещины выявлены в п л о т ­ ных, низкопористых и высокопористых разностях. Морфо­ л о г и я и ориентировка трещин в них близки, величины п о ­ верхностной плотности снижаются от 4,9 до 0,14 с м / с м ^, пористость увеличивается от 2,1 до 19%. Диапазон и з м е н е ­ ния раскрытости трещин 10-60 мкм, единичные значения достигают 140 мкм в разностях, подвергшихся выщелачи­ ванию. Е м к о с т ь трещин к о л е б л е т с я от 0,5 до 2,8%.

Использование теории перколяции позволило о б о с н о ­ вать, что сообщаемость пластов обеспечивается трещина­ ми длиной б о л е е 2 см и раскрытостью свыше 10 мкм.

Р а с ч е т теоретической проницаемости пластов по трещинам проведен для 124-метрового интервала разреза, сложенного плотными породами ( с к в. 10, глубина 4050-4174 м ), на месторождении Карачаганак. Изучались три отдельных пласта и вся пачка в целом. Определялись пороговые значения для каждого образца и для с у м м ы о б ­ разцов из одного пласта, а з а т е м проницаемость этих пластов. При э т о м замеренная величина раскрытости т ре шин уменьшалась в 1,5 раза для т о г о, чтобы исключить ее искажения за счет неперпендикулярности выхода этих т р е ­ щин на грани образца.

В первом пласте ( г л у б и н а 4050-4084 м) в трех из п я ­ ти образцов значения Р были меньше 1,5, но в целом для пласта Р - 2, 2 1, что обеспечивает фильтрацию по т р е щ и ­ с нам, К = 3 3 * 1 0 м при принятой раскрытости трещин - т 10 мкм. Во втором пласте ( г л у б и н а 4097-4151 м) из д е ­ сяти изученных образцов четыре имели пороговые з н а ч е ­ ния меньше 1,5, однако д л я в с е г о пласта в целом Р =5,05 с и проницаемость К =216*10 м при раскрытости т р е ­ -15 т щин 10 мкм. Для в с е г о интервала 4050-4151 м у с т а н о в л е ­ но, что при той же раскрытости К = 1 8 2 * 1 0 м. В -15 т т р е т ь е м п л а с т е ( г л у б и н а 4152-4174 м) два образца из шести характеризовались Р 1,5, но для всего пласта п о ­ роговое значение составляет 2,36, ч т о обеспечивает филь­ трацию по трещинам К = 4, 9 - 1 0 м. Раскрытость т р е ­ -15 т щин принята 10 мкм.

Таким образом, изученные пласты, сложенные низкопо— ристыми карбонатными породами за с ч е т развитых в них трещин, являются проницаемыми и не м о г у т служить флюидоупорами.

Изложенный материал показывает, что комплексное и с ­ пользование различных лабораторных методов анализа трещиноватости, а также математическая обработка их р е з у л ь т а т о в позволяют получить достаточно полную и всестороннюю характеристику трещиноватости в о б р а з ­ цах, оценить по этим данным возможность с у щ е с т в о в а ­ ния в п л а с т е связанной системы трещин и рассчитать ее фильтрационную способность.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Б а г р и н ц е в а К.И. Карбонатные породы-коллекторы нефти и г а з а. М. : Недра, 1977. 219 с Б а г р и н ц е в а К.И. Трещиноватость осадочных пород, М. : Недра, 1982. 239 с.

И с с л е д о в а н и е и оценка карбонатных коллекторов сложного строения. Обзор и рекомендации. М. : ЦП Н Т Г О, 1986. 75 с. А в т. : К.И. Багринцева, Г.Е. Белозерова, Б.Ю. Вендельштейн, И. В. Шершуков.

УДК 553.981/982.550. В.Д. Скарятин ( М Г У ) БЛОКОВАЯ М О Д Е Л Ь ТРЕЩИННОГО КОЛЛЕКТОРА И ЕЕ ЗНАЧЕНИЕ ПРИ П О И С К А Х СКОПЛЕНИЙ У Г Л Е В О Д О Р О Д О В (НА ПРИМЕРЕ Т Е Р С К О - С У Н Ж Е Н С К О Й ЗОНЫ СЕВЕРНОГО К А В К А З А ) Трещинный коллектор принципиально отличается от г р а ­ нулярного, что существенно сказывается на поисках, р а з ­ ведке, подсчете запасов и разработке залежей у г л е в о д о р о ­ дов ( У В ). Основным е г о отличием является высокая с т е ­ пень неоднородности проницаемости в пластовых условиях, что соответственно обусловливает неоднородность прито­ ков жидкостей и г а з о в в скважины, вскрывающие разные участки залежи.

Для создания эффективных методов поисков и разведки залежей в трещинных коллекторах необходимо представлять характер их строения, важнейшие принципиальные черты которого служат фундаментом модели трещинного к о л л е к ­ тора. Автором с 1964 г. разрабатывается блоковая м о д е л ь трещинного коллектора на основе многочисленных и разно­ образных данных по эксплуатации залежей нефти, наблюде­ ниям нефтяного пласта в шахтах, комплексному изучению скважин, вскрывших трещинный коллектор в е р х н е м е л о в о ­ го возраста на Северном Кавказе, полевым исследовани­ ям в естественных обнажениях пород и горных выработ­ ках.

Были изучены скважины, пройденные в отложениях верхнего мела со 100%-ным отбором керна. В неоосажен­ ном с т в о л е скважин путем опытных водонагнетаний о п р е ­ д е л я л а с ь величина проницаемости в пластовых условиях, а з а т е м производилось сплошное фотографирование н е о б саженных стенок скважин для выявления характера фильт­ рующих пустот. В образцах из керна устанавливались величина общей пористости и пористости насыщения, г а з о ­ проницаемости, содержание нерастворимого остатка в кар бонатных породах, физико-механические свойства. П у т е м пропитки образцов окрашенным бакелитовым лаком в ы я в ­ лялись "эффективные" трещины в шлифах и пришлифовках.

У д а л о с ь показать, что в условиях трещинного к о л л е к ­ тора притоки в скважину осуществляются из узких и н т е р ­ валов разреза, которые не имеют определенной л и т о л о г о стратиграфической приуроченности и не прослеживаются вдоль напластования пород даже на коротких расстояниях.

Анализировались и сопоставлялись скважины, находящиеся на расстоянии нескольких десятков метров друг от друга.

Выявлено, что проницаемость трещинного коллектора в условиях пласта довольно неравномерна как по вертикали, так и по площади. О т с у т с т в у е т с в я з ь между величиной притока в скважину и мощностью вскрытого открытым з а ­ боем трещинного коллектора, что, вероятно, является о д ­ ним из критериев определения э т о г о типа коллекторов.

Для гранулярных коллекторов такая с в я з ь была у с т а н о в ­ лена и характеризуется высокими положительными з н а ч е ­ ниями коэффициента корреляции ( + 0, 7 8 ).

Анализ промысловых данных по залежам, находящимся в поздней стадии разработки, также указывает на з н а ч и ­ тельную неоднородность притоков жидкости в скважины, неодинаковый суммарный объем отобранной продукции из разных частей природного резервуара. Эксперименты по "гидропрослушиванию" скважин и анализ их интерферен­ ции показали, что существует избирательная с в я з ь между участками залежи. Кроме т о г о, продуктивные и непродук­ тивные скважины в трещинном коллекторе размещаются довольно прихотливо. Известен тип залежей УВ в трещи­ новатых карбонатных породах, где продуктивные скважи­ ны вытянуты в виде полосы, пересекающей моноклиналь палеозойских известняков на с е в е р о - в о с т о к е США ( С ц и пио-Альбион, Дип-Ривер и д р. ). После д е т а л ь н о г о и з у ч е ­ ния выяснилось, что они приурочены к зоне повышенной трещиноватости, г д е известняки замещены доломитом. В Терско-Сунженском районе рядом с основными обнаруже­ ны так называемые "залежи-спутники" ( С е в е р о - М а л г о б е к ская, Северо-Эльдорадовская и д р. ), г д е верхнемеловые о т ­ ложения продуктивны Не в своде складки, а на ее крыле в зоне повышенной трещиноватости.

Эти и многие другие данные свидетельствуют о т о м, что в трещинном коллекторе основные притоки в скважи­ ну обеспечиваются крупными трещинами и зонами п о в ы шенной трещиноватости. Ширина этих зон, как правило, н е ­ велика и исчисляется первыми метрами при значительной протяженности по площади и разрезу, вследствие ч е г о они дренируют значительные объемы горных пород. Однако предсказать заранее положение этих трещин в разрезе с к в а ­ жин трудно;

косвенно они определяются по б о л е е высокой скорости проходки, а также по поглощению бурового р а с т ­ вора. Установлена отрицательная корреляционная с в я з ь между величиной пластовой проницаемости и процентом выноса керна из соответствующего интервала скважины, т. е. ч е м меньше % выноса керна, т е м выше проницае­ м о с т ь пород, ч т о можно объяснить их повышенной трещи новатостью. Из этой связи становится ясно, что и з в л е ­ каемый керн далеко не всегда можно считать представи­ т е л ь н ы м для исследования трещинного коллектора, г д е расстояния между эффективными пустотами намного п р е ­ вышают диаметр скважины, в то время как в г р а н у л я р ­ ном коллекторе и размер пустот и расстояния между ними во много раз меньше диаметра скважины. По фильтрующим "эффективным" трещинам керн просто р а з ­ рушается, а "эффективные" поры гранулярного к о л л е к ­ тора могут быть определены в нем. Именно поэтому п е р е ­ носить на трещинный коллектор методы и приемы изучения гранулярного коллектора нельзя. И з - з а принципиального различия между этими типами коллектора не с л е д у е т распространять на трещинный тип такие понятия г р а н у л я р ­ ного коллектора, как эффективная мощность или нижний предел емкости и проницаемости, определенной по керну.

Вероятно, для трещинного коллектора вообще нет т а к о г о предела. Даже при " н у л е в ы х " (крайне незначительных) значениях этих величин, установленных в образцах из к е р ­ на, коллектор может быть высокопродуктивным.

Из многочисленных наблюдений за распределением п а ­ раметров трещинного коллектора по разрезу и площади можно с д е л а т ь вывод о т о м, что в нем основные п р и т о ­ ки обеспечиваются неравномерно распространенными круп­ ными секущими тектоническими трещинами, а мелкие т р е ­ щины, более равномерно распределенные в объеме залежи, м о г у т лишь "подпитывать" крупные, но сами по с е б е они не создают с т о л ь характерной для трещинного коллектора анизотропии проницаемости. Методика изучения этих т р е ­ щин по керну разработана коллективом сотрудников под руководством Е. М. Смехова, а также К. И. Багринцевой, В.М. Бортницкой и другими. Ч а с т о мелкие трещины с г у ­ щаются в зонах дробления, у тектонических смещений, на флексурах и т.д., что хорошо наблюдается в естественных обнажениях и горных выработках.

На основании комплексного исследования реальных г е о ­ логических объектов независимыми методами автором пред­ ложена блоковая модель трещинного коллектора, п р е д с т а в ­ ляющего собой совокупность двух сред, на несколько п о ­ рядков отличающихся друг от друга по проницаемости: блоки горных пород или м а т р и ц а к о л л е к т о р а, к которой о т ­ носятся такие формы пустотного пространства, как поры, каналы, каверны и мелкие трещины, более или менее равномерно распределенные в объеме природного резервуара;

межблоковое п р о с т р а н с т в о, разде­ ляющее эти блоки, представлено крупными трещинами и зонами повышенной трещиноватости с приуроченными к ним кавернами и другими пустотами выщелачивания.

Для выявления свойств блоков горных пород (матрицы коллектора) существует много достаточно хорошо р а з р а ­ ботанных методов. Для изучения межблокового простран­ ства их значительно меньше. Автором предлагалось и с ­ пользовать фотогеологические методы для установления пространственных закономерностей взаимоотношения круп­ ных трещин в пределах значительных площадей и объемов горных пород. Вначале в их число входили аэрофотомето ды, з а т е м прибавилась обработка наземных инструменталь­ ных снимков, материалов подземного фотографирования, а позже и изображений земной поверхности, полученных из космического пространства. Эти методы л е г л и в основу разработанного автором метода многоступенчатой г е н е р а ­ лизации, основанного на изучении разномасштабных изобра­ жений земной поверхности, при котором на каждом уровне решается своя специфическая геологическая задача, в т о м числе и изучаются межблоковые зоны разной протяжен­ ности. В зависимости от э т о г о параметра в земной коре выделяются крупные и мелкие блоки. Крупные блоки с о ­ стоят из серии более мелких, а т е, в свою очередь, - из еще более мелких и т.д. Таким образом, с о з д а е т с я с и с т е ­ ма иерархически соподчиненных структур земной коры и отдельных ее частей. По высокоточным геодезическим д а н ­ ным ( А. Т. Донабедов, В.А. С и д о р о в ), движения блоков на современном этапе являются знакопеременными, разнонаправ­ ленными и пульсирующими во времени. Возможно, ч т о имен­ но такими они были и в б о л е е древние геологические эпохи.

Наиболее полные и обоснованные представления о блоковой структуре т о г о или иного участка земной коры могут быть получены в р е з у л ь т а т е сочетания геологических, геофизиче­ ских, геохимических, геодезических и дистанционных м е ­ тодов.

В Терско-Сунженском нефтегазоносном районе прове­ рялась гипотеза о конседиментационном характере д в и ­ жений блоков относительно друг друга от мелового до неогенового периода включительно. Для э т о г о автором совместно с З.Х. М о л л а е в ы м анализировались карты мощ­ ностей для указанного отрезка времени, причем скорость прогибания земной коры принималась равной скорости осадконакопления. Зоны максимального изменения с к о ­ ростей осадконакопления принимались за активные на э т о м отрезке г е о л о г и ч е с к о г о времени конседиментационные р а з ­ ломы. Вдоль вытянутых зон максимальных градиентов мощ­ ностей проводилась средняя осевая линия на каждой к а р ­ т е, после ч е г о все такие линии переносились на сводную карту для в с е г о анализируемого времени и определялась средняя величина их плотности. Сопоставление карты с у м ­ марных градиентов с картой линеаментов выявило их з н а ­ чительное сходство. Среди линеаментов (рисунок) в ы д е л и ­ л и с ь зоны постоянного с к в о з н о г о, унаследованного развития:

Серноводско-Минеральненская, Гудермес-Правобережнен ская, Беной-Эльдарово-Галюгаевская и другие. Они наибо­ л е е четко выражены на всех анализируемых этапах р а з ­ вития.

При прогнозировании пространственного развития т р е ­ щинных коллекторов зоны разломов сквозного у н а с л е д о ­ ванного развития, вероятно, представляют наибольший ин­ терес не т о л ь к о для верхнего мела, но и для нижележа­ щих комплексов.

Для выявления специфики трещинного типа коллектора и выработки критериев е г о пространственного прогнозиро Гудермес-Правобережненский, Б-Э-Г - Беной-Эльдарово-Галюгаевский и другие^ С-3 - Сюрецко-За вития высокопродуктивных трещинных коллекторов: С-Д - Северо-Датыхский, Ц-А - Центрально Схема размещения трещинных коллекторов в залежах разного типа Терско-Сунженской нефте­ Алханчуртовский, Ю-Х - Южно-Ханкальский, Ш - Шалинский;

5 - линеаменты наибольшей протя­ вания анализировалось б о л е е Сер - Серноводская, С-Мин - Северо-Минеральная, Мин - Минеральная, В-Г - Восточно-Гудер­ Малгобек-Вознесенская, С - Старогрозненская, Бен -Ёенрйская);

^ - прогнозные участки раз­ манкульскии;

6 - кольцевые структуры и их элементы: Б-М - Большая Малгобекская, Да - Да­ 3 - нетипизированные с параметрами, выходящими за пределы первого и второго типов (М-В женности, в том числе унаследованного развития: С-М -Серноводско-Минеральненский, Г-П 20 месторождений У В, содержа­ К-А - Карабулак-Ачалукская, X - Хаянкортская, Я - Ястребиная, Пр - Правобережная, Бр - Брагунская, Ок - Октябрьская), Залежи: 1 - первого типа (А-Д - Арак-Далатарекская, Ах - Ахловская, Зам - Заманкульская, щих залежи нефти и г а з а в карбонатных породах верхне­ г о мела Т е р с к о - С у н ж е н с к о г о нефтеносного района. Р а с с м а т ­ ривались особенности проводки скважин в этих породах, харак­ т е р и местоположение зон п о ­ глощения бурового раствора, результаты испытания скважин, емкостные и фильтрационные тыхская, Бур - Бурунные, Бн - Бенойские, У-Сун - Усть-Сунженская параметры в пластовых у с л о в и ­ ях, размещение запасов У В, свойства нефтей, г а з о в и п л а ­ стовых вод, термодинамические Эльдаровская, условия в залежах, размеры и форма ловушки. В пределах площади месторождений оцени­ валась современная и древняя активность земной коры по геодезическим наблюдениям и методом градиентов мощностей, определялась величина г е о т е р ­ мической ступени. По р е з у л ь ­ месская, Д - Датыхская), 2 - второго типа (Э татам многолетней разработки залежей вычислялась так на­ зываемая "динамическая е м ­ к о с т ь " как отношение объема нефти в пластовых условиях к объему выработанной части залежи.

Выяснилось, что между к о ­ личеством и интенсивностью поглощений бурового раствора газоносной области при проходке отдельных пачек верхнемеловых пород и п о л у ч е ­ нием притока нефти из них с у ­ ществует прямо пропорциональ­ ная с в я з ь. Это может быть истолковано с позиций б л о к о ­ вой модели трещинного к о л л е к ­ тора как интенсивное развитие межблокового пространства в менее глинистых разностях известняков второй, четвертой и шестой пачек, условно выделяемых в разрезе скважин по геофизическим материа­ л а м. Вероятно, б о л е е чистые разности карбонатных пород и з - з а лучшей способности их к растворению подземными водами обладают и большей межблоковой проницаемостью.

Е с т ь косвенные подтверждения увеличения проницаемости трещинного коллектора с приближением к разрывным н а ­ рушениям и у з л а м их пересечения.

При анализе взаимосвязей вышеперечисленных п а р а м е т ­ ров залежей они условно разделялись на два типа. Первые (пассивные) характеризуются незначительной плотностью запасов и приурочены к участкам земной коры, менее под­ вижным как в настоящее время, так и в истории г е о л о г и ­ ч е с к о г о развития, ч е м вторые ( а к т и в н ы е ), которые о б л а ­ дают большей плотностью запасов. При одинаковой шири­ не ловушки ( о к о л о 2-3 к м ) длина активных залежей б о ­ л е е чем в два раза превышает длину пассивных. А м п л и ­ туда по кровле верхнего мела в три раза больше у а к т и в ­ ных. Глубина погружения минимальной отметки почти на 1 км ниже у активных ( о к о л о 4,5 к м ), ч е м у пассивных ( 3, 5 к м ) залежей. Для активных коэффициент избыточного давления составляет 1,5 при колебаниях от 1,4 до 1,7 по с р а в н е ­ нию с пассивными, у которых среднее значение 1,4 при колебаниях 1,3-1,6. Средняя величина геотермической с т у ­ пени равна 25,5 м / 1 ° С для пассивных и 27 м / 1 ° С для активных. Трещинный коллектор пассивных залежей в е р х ­ него мела содержит пластовые воды с меньшей минерали­ зацией, ч е м активных (средние значения соответственно 1100 и 1250 м г - э к в / л. Несмотря на т о, ч т о средние е м ­ костные параметры коллектора залежей в 1,5 раза б о л ь ­ ше, коэффициент удельной продуктивности скважин, э к с п л у ­ атирующих залежи активного типа, в 1,6 раза превышает этот показатель для пассивных.


Данный факт указывает на высокую проницаемость трещин в мобильных участках земной коры, к которым приурочены б о г а т ы е залежи а к т и в ­ ного типа. Степень современной и древней подвижности, оценивающаяся по геодезическим данным и градиентам мощностей, с о с т а в л я е т соответственно для пассивных 8,3 мм/км и активных 17,6 мм/км по результатам п о ­ вторных ( ч е р е з один г о д ) нивелировок и 11,2 м/км и 18,7 м/км за миллион л е т по геологическим данным. К о ­ личество отдешифрированных разрывных нарушений ( т а к называемых линеаментов) больше для площадей с з а л е ж а ­ ми активного типа, которые приурочены, как правило, или к зонам протяженных линеаментов или к у з л а м их п е р е ­ сечения. По с в о е м у структурному положению в земной коре бедные залежи пассивного типа можно отнести к в н у т р и б л о к о в ы м, а богатые залежи активного типа - к межблоковым структурам. Вероятно, именно этим о б с т о я т е л ь с т в о м и обусловлена разная подвижность з е м ­ ной коры на этих участках. По-видимому, формирование новых эффективных трещин или подновление старых проис­ ходит в коллекторе и в настоящее время. Причем эти п р о ­ тяженные пути фильтрации влияют на коллекторские с в о й ­ ства не т о л ь к о в трещинном коллекторе, но ив поровом и смешанном е г о типах. Т а к о е явление автору удалось н е ­ посредственно наблюдать в шахтах Я р е г с к о г о нефтяного месторождения в Тимано-Печорской нефтегазоносной про­ винции, г д е вязкая нефть высачивается из трещин г р у б о ­ зернистых девонских песчаников. Крупные трещины и зоны дробления служат основными путями движения жидкостей в э т о м продуктивном пласте, вероятно, не т о л ь к о на с т а ­ дии е г о разработки, но и при формировании залежи. По многочисленным данным отмечается, ч т о с увеличением глубины залегания фильтрационная роль порового простран­ ства значительно снижается, в р е з у л ь т а т е ч е г о о т н о с и ­ тельная роль трещин возрастает с глубиной. Особенно о т ­ четливо эта тенденция наблюдается в участках повышен­ ной мобильности земной коры.

В залежах активного типа с возрастанием глубины з а ­ легания увеличивается коэффициент избыточного давления (коэффициент корреляции + 0, 6 7 ), уменьшается минерализа­ ция пластовых вод верхнего мела (коэффициент корреля­ ции - 0, 8 3 ), ч т о можно объяснить увеличением роли конден­ сационных вод, под большим давлением подающихся снизу.

С глубиной возрастает и величина запасов залежей и плот­ ность запасов (коэффициент корреляции + 0, 5 7 ). Величина запасов довольно тесно связана с геотермической ступенью (коэффициент корреляции +0,64, а для величины плотности запасов +0,74) и с минерализацией пластовых вод ( к о э ф ­ фициент корреляции - 0, 5 7 ). Избыточное давление в этих залежах прямо пропорционально величине градиента с о в р е ­ менных движений (коэффициент корреляции + 0, 7 3 ), которые являются унаследованными от прежних геологических эпох, поскольку и м е е т с я прямая с в я з ь палео— и современной п о движности земной коры по крайней мере с позднемелового времени. Подобные и некоторые другие закономерности м о ­ гут косвенно указывать на существование в настоящее в р е ­ мя условий для формирования скоплений нефти и газа в т р е ­ щинных коллекторах при преобладании вертикальной м и г р а ­ ции по межблоковым зонам протяженностью от десятков метров до сотен километров.

Установление корреляционных связей между у с р е д н е н ­ ными значениями параметров трещинных коллекторов и м о ­ бильностью межблоковых зон по территории Терско—Сун­ женского нефтегазоносного района позволило с д е л а т ь площад­ ной прогноз зон развития трещинных коллекторов с ори­ ентировочной оценкой их параметров. Такими перспектив­ ными участками являются Северо-Датыхский, Центрально— Алханчуртовский, Южно-Ханкальский и Шалинский.

Таким образом, предложенная блоковая модель трещин­ ного коллектора имеет не только теоретическое, но и прак­ тическое значение.

УДК 552.54:553.598.06.4:553.98. Г. И. Суркова ( И Г и Р Г И ) Р О Л Ь ПОСТСЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ФОРМИРОВАНИИ ПОРОВОГО П Р О С Т Р А Н С Т В А КАРБОНАТНЫХ ПОРОД Открытие новых залежей нефти в карбонатных о т л о ж е ­ ниях различных стратиграфических подразделений фанеро зоя в С С С Р и за рубежом определяет интерес к их д е ­ тальному и всестороннему изучению. Р о л ь скоплений у г л е ­ водородов в карбонатных толщах в приросте их запасов постоянно возрастает. Научно обоснованные поисковые и разведочные работы на нефть и г а з немыслимы б е з у с т а ­ новления закономерности формирования и распространения пород-коллекторов, что может быть достигнуто лишь при комплексном подходе.

На современном этапе развития нефтяной г е о л о г и и р е ­ шение этой сложной проблемы невозможно б е з учета с т е ­ пени преобразованности пород-коллекторов. В настоящее время благодаря работам литологов—нефтяников с т а л о о б щ е ­ известным представление о длительной истории формиро­ вания карбонатной породы как коллектора нефти, г а з а или воды.

Р а с с м о т р и м влияние постседиментационных п р е о б р а з о ­ ваний на коллекторские параметры карбонатных пород, формировавшихся в различных фациальных обстановках и изначально резко отличающихся друг от друга е м к о с т н ы ­ ми и фильтрационными свойствами, на примере девонских и каменноугольных отложений востока Русской платфор­ мы и палеозойских пород промежуточного тектонического комплекса юго-востока Западно-Сибирской плиты.

Для большей наглядности опишем крайние члены н е ­ прерывного ряда, в котором значения первичной пористости и проницаемости убывают в зависимости от условий о с а д к о ­ образования.

Породы п е р в о г о типа накапливались в мелководной, хорошо аэрируемой среде с активной гидродинамикой. Это обломочные, органогенно-детритовые и оолитовые илы с небольшим содержанием первичного микрозернистого к а р ­ бонатного и глинистого материала. Хорошая отсортирован ность обломков карбонатных пород, скелетных остатков организмов, наличие в них естественных пустот, а также малое содержание или о т с у т с т в и е цементирующей о с н о в ­ ной массы создали предпосылки для формирования в ы с о к о ­ пористых и проницаемых пород. Р о л ь постседиментацион ных изменений в породах-коллекторах такого типа с в о д и ­ л а с ь преимущественно к заполнению их пустотного п р о ­ странства различными минеральными новообразованиями, т. е. к сокращению их е м к о с т н о г о пространства, вплоть до превращения в плотные разности. Однако, как показали наши исследования, воздействие постседиментационных преобразований о к а з а л о с ь неоднозначным. Помимо з а л е ­ чивания пустот, в породах происходили неоднократное растворение карбонатного, а на последнем этапе и с у л ь ­ фатного материала, перекристаллизация, трещинно- и с т и л о литообразование, что вело к увеличению пустотного п р о ­ странства и улучшению сообщаемости отдельных пор и каверн.

Соотношение процессов, приводящих, с одной стороны, к сокращению объема пустот или усложнению их конфи­ гурации, а с другой - к появлению новых фильтрующих каналов и увеличению полезной емкости карбонатных п о ­ род, определяет современный облик коллектора.

В карбонатных пластах с изначально хорошей порис­ т о с т ь ю и проницаемостью в преобладающем большинстве с л у ч а е в породы, несмотря на интенсивную постседимента ционную преобразованность, отрицательно влияющую на их емкостные и фильтрационные свойства, не теряют с п о ­ собности коллектировать жидкие и газообразные флюиды, хотя на отдельных участках они становятся практически непористыми и непроницаемыми. Примером т а к о г о типа пород могут служить среднекаменноугольные отложения Пермской области (Суркова Г.И., 1971, 1983;

Шароно­ ва В.Н., 1974).

Д р у г о й тип карбонатного коллектора - первично плотные и слабопроницаемые органогенные, б и о х е м о г е н ные и хемогенные породы. Они с о с т о я т из с г у с т к о в р а з ­ личного происхождения, скелетных остатков организмов, с л е д о в их жизнедеятельности и обильной основной массы.

Характерно, что преобладающая ч а с т ь фрагментов и о с ­ новная масса имеют микрозернистую структуру. Такое строение пород неблагоприятно для фильтрации флюидов вследствие небольшого (капиллярного и субкапиллярного) размера каналов. Эффективная пористость подобных пород мала, несмотря на довольно высокие значения общей пори­ стости.

Хорошо сохранившиеся седиментационные признаки с в и ­ д е т е л ь с т в у ю т об их слабой преобразованности. Известняки незначительно перекристаллизованы, содержат малые к о л и ­ чества новообразованных минералов, среди которых п р е ­ обладают пирит, полевые шпаты, халцедон и кварц. И с к л ю ­ чение представляют породы, в различной степени подверг­ шиеся диагенетической доломитизации, участками значи­ т е л ь н о изменившей с о с т а в пород вплоть до перехода и з ­ вестняков в метасоматические доломиты. На стадии к а ­ т а г е н е з а, т. е. в уже сформировавшейся породе, процессы аутигенного минералообразования, растворения и перекри­ сталлизации карбонатного материала существенно з а т р у д ­ нены в связи со слабой проницаемостью пород т а к о г о т и ­ па. Зонами, вдоль которых возможны преобразования, служат стилолитовые швы, контакты неоднородных по с о ­ ставу и структуре участков - сочленений новообразован­ ных минералов, в основном кремнезема и доломита с в м е ­ щающими их известняками, но преимущественно - л и т о л о гические и тектонические трещины различных размеров.


Важнейшим процессом, формирующим коллекторские свойства описанных известняков, является растворение карбонатного материала, связанное с изменением г а з о в о ­ го состава пластовых вод, главным образом с появлени­ ем углекислоты.

По современным гидрохимическим условиям накопления у г л е к и с л о т ы в разрезе палеозойских отложений Прикамья И.Н. Шестовым и Ф. М. Т в е р ь е ( 1 9 7 3 ) выделено четыре зоны:

- окисления органического вещества, совпадающая с зоной свободного водообмена;

- активной жизнедеятельности сульфатредуцирующих бактерий или зона развития сероводородных вод;

- замедленной микробиологической жизни, но о т н о с и ­ т е л ь н о активного окисления углеводородных залежей;

- развития преимущественно эндогенного у г л е к и с л о г о газа.

Первая и вторая зоны распространены почти п о в с е м е с т ­ но, в то время как воды двух других прослеживаются в виде небольших линз, либо окаймляющих залежи у г л е в о д о ­ родов, либо вытянутых вдоль разломов фундамента.

Таким образом, растворение карбонатов возможно по всему разрезу, однако масштаб э т о г о явления неодинаков в различных гидрохимических зонах.

Особый интерес представляют палеокарстовые процессы.

На территории Пермского Прикамья отмечена б о л е е ч е м девятикратная смена континентальных условий на морские.

В гипергенных условиях карстующиеся, в т о м числе и к а р ­ бонатные породы подвергаются интенсивному выщелачива­ нию. Растворяются различные компоненты пород, но в первую очередь, как показали многочисленные наблюдения в шлифах, перекристаллизованный кальцит и новообразован­ ный доломит б о л е е крупнозернистого строения, ч е м о р г а ­ ногенные фрагменты и основная масса. И происходит это не повсеместно, а лишь в трещиноватых участках. Под микроскопом, как правило, мы имеем возможность и з у ­ чать матрицу карбонатной породы, т. е. наименее и з м е н е н ­ ную ее часть. Сильно выщелоченные породы обычно не выносятся в керне. О существовании крупных пустот и о масштабе растворения дают представление такие явления, как провалы бурового инструмента, потеря циркуляции бурового раствора, обрушения стенок скважины, с о з д а ю ­ щие нередко аварийные ситуации. Палеокарстовые процес­ сы проявляются в первично плотных и слабопроницаемых породах очень отчетливо, являясь основными, формирую­ щими их коллекторские свойства, в то время как в р а с ­ смотренных ранее высокопористых и проницаемых к а р б о ­ натных породах они выражены менее отчетливо. Связано э т о, по-видимому, с относительно свободным проникно­ вением агрессивных вод и воздействием их на большие массы пород на значительных расстояниях.

Другим примером карбонатных пород, коллекторские показатели которых определяются в основном палеокар стовыми процессами, являются силур—нижнекаменноуголь— ные отложения переходного тектонического комплекса, распространенные в юго-восточной части Западно-Сибир­ ской плиты.

Своеобразие их постседиментационных изменений з а ­ ключается в т о м, что они происходили не однонаправлен но. Этапы прогрессивного катагенеза сменялись крипто гипергенезом, а при выведении пород на дневную поверх­ ность или в зону аэрации и свободного водообмена они испытывали воздействие гипергенных агентов. Достаточно значительной о к а з а л а с ь роль таких преобразующих фак­ торов, как тангенциальное давление, возникающее при тектонических напряжениях, и повышенные температуры, связанные не т о л ь к о с погружением в более глубокие слои литосферы, но и с проявлением магматической д е я ­ тельности (внедрение пластовых и секущих интрузивных гипабиссальных т е л, излияние лав, инфильтрация г и д р о ­ термальных р а с т в о р о в ).

Карбонатные породы достаточно сильно изменены, но т е м не менее сохранили многие седиментационные призна­ ки и следы диагенетических и раннекатагенетических п р е ­ образований. В зависимости от первичной структуры и з ­ вестковые илы претерпели неодинаковые диагенетические преобразования, выразившиеся прежде в с е г о в различной их перекристаллизации и доломитизации. Среди изученных пород преобладают, как уже о т м е ч а л о с ь, известняки с большим содержанием основной массы микрозернистого строения. Их диагенетическая перекристаллизация была незначительной и коснулась в основном скелетных о с т а т ­ ков организмов.

Диагенетическая и раннекатагенетическая д о л о м и т и з а ­ ция в отдельных случаях проявилась настолько интенсив­ но, что известняки превратились в метасоматические д о ­ ломиты ( М а л о - И ч с к а я, Останинская, Урманская, К а л и н о ­ вая п л. ), которые впоследствии неоднократно перекристал лизовывались и выщелач и вались.

Другим постседиментационным процессом, значительно изменившим не только облик, но и с о с т а в известняков, явилось окремнение. Образование халцедона и кварца в карбонатных породах обычно и широко распространено в различных стратиграфических подразделениях и регионах.

В изученном районе в живетских, франских и фамен ских отложениях встречены глинисто-кремнистые и к р е м ­ нистые пластовые т е л а. Их микроскопическое изучение показало, что в большинстве случаев это бывшие и з в е с т ­ няки в различной степени глинистые. Многочисленные достаточно хорошо сохранившиеся скелетные остатки о р ­ ганизмов (радиолярий, губки, тентакулиты) частично или целиком замещены халцедоном. Окремнению подверглась и основная масса микрозернистого строения, реликты ко— торой четко видны в шлифах. В глинисто-кремнистых п о р о ­ дах, имеющих с л о и с т о е строение, можно наблюдать и з б и ­ рательное окремнение известняковых прослоев.

До начала воздействия гипергенных агентов карбонат­ ные породы уже были значительно преобразованными, практически непористыми и слабопроницаемыми, поэтому процессы интенсивного растворения могли протекать лишь в дислоцированных толщах, находящихся близ крупных тектонических нарушений. О масштабах растворения к а р б о ­ натных пород можно судить по различным осложнениям при бурении скважин (провалы бурового инструмента, п о ­ глощение промывочной жидкости или потеря ее циркуляции, отмечавшиеся на Северо-Калиновой, Северо—Останинской, Лугинецкой, Урмановской и других площадях), а также по наличию осадков, выполнивших разнообразные карстовые полости.

При микроскопическом изучении наблюдаются пустоты выщелачивания, образованные преимущественно по пере— кристаллизованным и доломитизированным участкам как наиболее проницаемым. Нередко растворению подвергался кальцит, заполняющий трещины.

Последующие преобразования известняков фиксируются заполнением каверн и крупных пор с р е д н е - и крупнокри­ сталлическим кальцитом, появлением слепых прожилков перекристаллизации.

В заключение с л е д у е т о т м е т и т ь, что в карбонатных п о ­ родах процессы трещинообразования, растворения и кри­ сталлизации аутигенных минералов происходили неодно­ кратно. В формировании современного объема и конфигура­ ции пустот в различных генетических типах карбонатных коллекторов ведущая роль принадлежит постседиментацион ным преобразованиям. Она может быть как положительной, так и отрицательной, что зависит от конкретных г е о л о г и ­ ческих и палеогидрогеологических условий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ С у р к о в а Г.И. О некоторых постседиментационных преобразованиях карбонатных коллекторов нефти. В кн.:

Проблемы г е о л о г и и нефти. Вып. 2. М. : Недра. 1971.

С. 143-152.

С у р к о в а Г.И. О б определении постседиментационной преобразованности карбонатных пород-коллекторов в связи с их промышленной оценкой. В кн.: Проблемы регионального и локального прогноза коллекторов. Минск: Белорусок, научно-исслед. г е о л о г о р а з в. ин-т, 1983. С. 77-81.

Ш а р о н о в а В.Н. Изменчивость известняков н а л о ­ кальных структурах по данным количественных соотноше­ ний кон- и постседиментационных признаков ( П е р м с к о е П р и к а м ь е ). В кн.: Латеральная изменчивость состава и физических свойств осадочной толщи в пределах локальных структур и ее отражение в зональности геофизических полей. Труды ВНИГНИ. Вып. 160. Пермь: Камское отд.

ВНИГНИ, 1974. С. 85-95.

Ш е с т о в И.Н., Т в е р ь е Ф.М. Р о л ь свободной у г л е ­ кислоты в пластовых водах палеозойских отложений в фор­ мировании карстовых коллекторов. Карстовые коллекторы нефти и г а з а. В кн.: Латеральная изменчивость состава и физических свойств осадочной толши в пределах л о к а л ь ­ ных структур и ее отражение в зональности геофизических полей ( м а т е р и а л ы совещания). Пермь: Ин-т карстоведения и Пермский государств, у н - т, 1973. С. 104-107.

УДК 553.98.061.4:552.54(476) Е. В. Постников, В. В. Солдатов ( ВНИГНИ) ПРОГНОЗИРОВАНИЕ К О Л Л Е К Т О Р О В В ЦИКЛИЧЕСКИ ПОСТРОЕННЫХ РАЗРЕЗАХ КАРБОНАТНЫХ КОМПЛЕКСОВ ( Н А ПРИМЕРЕ ЗАДОНСКО-ЕЛЕЦКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ПРИПЯТСКОЙ ВПАДИНЫ) Анализ поисково—разведочных работ на нефть и г а з в карбонатных комплексах выявляет их низкую эффектив­ ность, обусловленную в значительной степени сильной н е ­ однородностью продуктивных разрезов. В пределах к о н т у ­ ра залежи, на расстояниях 300-500 м, открытая с р е д н е ­ взвешенная пористость может меняться на 20-30%, а эф­ фективная мощность - на сотни процентов.

Открытая пористость и эффективная мощность часто рассматриваются как случайные величины, не поддающие­ ся достоверному прогнозированию в пределах контура з а ­ лежи. В разрезах скважин выделение пород-коллекторов ведется по комплексу ГИС по принципу коллектор - н е ­ коллектор и носит формальный характер. Отсутствие ч е т ­ кого научного обоснования приуроченности пластов—коллек­ торов к определенным частям разреза ведет к з н а ч и т е л ь ­ ным погрешностям при выделении эффективных мощностей и оценке открытой пористости. В эффективные интервалы включаются глинистые низкопоровые пласты, что искажа­ ет картину распределения полезной емкости в природном резервуаре и ведет к увеличению ошибки при оценке з а ­ пасов месторождений. Затрудняется планирование м е р о ­ приятий по отбору керна. Это приводит либо к н е о б о с н о ­ ванному увеличению проходки с отбором керна, либо к п о ­ т е р е литологической информации о коллекторах и репер— ных горизонтах, на которых базируются расчленение и к о р ­ реляция разрезов. А потому представляется актуальным теоретическое обоснование положения и качества к о л л е к ­ торов в карбонатных резервуарах.

Одной из важных особенностей карбонатных комплек­ с о в является их циклическое строение, связанное с пери­ одичностью тектонических движений и процесса с е д и м е н ­ тации. Под циклом подразумевается "комплекс отложений, связанных определенной направленностью изменения, з а в и ­ сящей от смены фациальных условий осадконакопления, которые определяются региональными внешними причина­ ми, имеющими тектоническую природу..."* ( с. 1 5 ). Правиль­ ное понимание цикличности во многом зависит от иденти­ фикации наименьшей седиментационной единицы, характе­ ризующейся определенной парагенетической ассоциацией текстурно—генетических типов пород, которая выделяется по данным ГИС. Таким наименьшим осадочным подразде­ лением в карбонатном комплексе является элементарный циклит ( Э Ц К Л ), накопление которого контролируется т е к ­ тоническим фактором ( р и с у н о к ). Под воздействием т е к т о ­ нических движений формируются основные факторы, влияю­ щие на процесс седиментации: палеорельеф дна бассейна, глубина моря, гидродинамическая активность среды о с а д ­ конакопления и привнос в бассейн терригенного материала.

Особенность накопления карбонатного Э Ц К Л в т о м, что в процессе седиментации глубина моря и соответственно гидродинамика среды осадконакопления изменяются и з а в и ­ сят при прочих равных условиях от двух взаимосвязанных процессов - тектонического погружения и биогенной с е д и ­ ментации.

В зависимости от соотношения этих двух процессов в р е ­ мя формирования Э Ц К Л можно разделить на два этапа.

Первый характеризуется быстрым тектоническим п о г р у ­ жением, увеличением привноса в бассейн терригенного материала, ухудшением экологической обстановки и незна­ чительной скоростью биогенной седиментации. В р е з у л ь ­ т а т е нижняя ч а с т ь Э Ц К Л представлена набором пород, х а ­ рактеризующихся повышенной глинистостью, и л е г к о в ы ­ д е л я е т с я по кривой ГК повышением естественной г а м м а активности, что позволяет использовать эту ч а с т ь р а з р е ­ за в качестве геофизического репера при статификации и корреляции разрезов. В слабоглинистых разрезах репер ные части циклитов выражаются появлением б о л е е плотных * Ботвинкина Л. Н. Методическое руководство по и з у ­ чению слоистости. М. : Наука, 1965, 259 с.

разностей, фиксируемых кривой НГК. При накоплении р е перной части Э Ц К Л мелководные осадки постепенно с м е ­ няются б о л е е глубоководными, т. е. наблюдается т р а н с г р е с ­ сивная последовательность пород.

Второй этап формирования Э Ц К Л характеризуется з а ­ медлением тектонического погружения, уменьшением при вноса терригенного материала, улучшением экологической обстановки и увеличением скорости биогенной седимента­ ции, опережающей погружение. Постепенно глубина моря над поверхностью осадка за счет биогенного роста у м е н ь ­ шается, влияние волновой деятельности возрастает, и плотные с л о и с т ы е глинистые разности сменяются комкова­ тыми, переходящими иногда в карбонатные песчаники и гравелиты, завершающие полные разрезы Э Ц К Л. При на­ коплении надреперной части Э Ц К Л на фоне продолжающего­ с я, хотя и замедленного тектонического погружения о б р а ­ з у е т с я регрессивный седиментадионный ряд, что п о з в о ­ л я е т для второго этапа формирования карбонатного Э Ц К Л применить термин "псевдорегрессивный". Мощность Э Ц К Л измеряется метрами и десятками метров.

Седиментационные Э Ц К Л, следуя друг за д р у г о м, о б р а ­ зуют цикл более высокого порядка - мезоциклит ( М З Ц К Л ), соответствующий применяемому на практике термину ' п а ч ­ ка*. В разрезе межсолевых отложений Южно-Сосновского месторождения 1-П М З Ц К Л состоит из двух, Ш - из семи, а 1 У - У - из трех Э Ц К Л. Карбонатные МЗЦКЛ так же, как и Э Ц К Л, имеют трансгрессивно-псевдорегрессивную направленность, а их нижние глинистые элементы пред­ ставляют собой региональные реперные пласты.

Мезоциклиты с л а г а ю т цикл еще более высокого поряд­ ка, соответствующий в рассматриваемом с л у ч а е задонско­ му горизонту с характерным трансгрессивно-псевдорег­ рессивным набором мезоциклитов ( с м. рисунок).

Многими исследователями показано, что для формирова­ ния коллектора необходимо соблюдение двух основных требований: наличия породы с фрагментарной внутренней структурой и первичной пористостью и благоприятного влияния вторичных процессов. Соблюдение этих двух у с л о ­ вий осуществляется в надреперных слабоглинистых частях Э Ц К Л и М З Ц К Л, представленных водорослевыми образова­ ниями с благоприятной комочковой структурой, харофитами, серпулами, карбонатными песчаниками и гравелитами. С л а ­ бая глинистость надреперных частей циклитов с п о с о б с т в о вала развитию созидательных постседиментационных и з м е ­ нений и возникновению вторичной емкости ( с м. рисунок).

К началу нового тектонического этапа и отложению очередного циклостратиграфического подразделения породы циклита оказались под воздействием постседиментационных процессов и представляли собой сформировавшийся э л е м е н т природного резервуара. Нижняя глинистая ч а с т ь Э Ц К Л прошла стадию гравитационного уплотнения, сопровождав­ шегося отжатием элизионных вод, и подверглась слабой перекристаллизации и доломитизации, в р е з у л ь т а т е ч е г о преобразовалась в плотный реперный пласт в основании ЭЦКЛ.

В верхней слабоглинистой части Э Ц К Л, попавшей под влияние перерыва в осадконакоплении, вторичные преобра­ зования ( г л а в н ы м образом, выщелачивание и д о л о м и т и з а ­ ция) прошли с большей интенсивностью.

В пределах изученных площадей северной части Припят ской впадины выявлены резкие колебания мощностей и фациальных особенностей циклитов, обусловленные н а л и ­ чием мелкоблоковой структуры фундамента, образованной регматической ортогональной системой разломов. Р а с с т о я ­ ние между разломами в среднем с о с т а в л я е т 300-500 м, что с о о т в е т с т в у е т шагу неоднородности продуктивной т о л ­ щи в пределах локальных структур. Дифференцированные опускания тектонических блоков фундамента выражались в изменении рельефа морского дна и формировании в п р е д е ­ л а х площадей локальных структурно-фациальных зон с х а ­ рактерным набором осадков.

Выявлены три основные локальные структурно-фациаль ные зоны: относительно глубоководная, мелководная и "отсутствия межсолевых отложений".

Морфология рельефа дна бассейна седиментации з а в и ­ с е л а от начального положения блоков фундамента. В ы с о ­ ким и повышенным блокам соответствовали палеоподнятия и зоны мелководья, а низкие блоки формировали отрица­ тельные формы рельефа и относительно глубоководные з о ­ ны бассейна. На некоторых площадях у д а л о с ь выделить так называемые пониженные участки палеоструктуры, з а ­ ключенные между высокими, которым соответствовали з а ­ тишные мелководные лагуны с преобладанием плотных, преимущественно с л о и с т ы х осадков.

Если фациальный с о с т а в Э Ц К Л обусловлен морфологи­ ей дна и гидродинамикой среды осадконакопления, то мощ ность Э Ц К Л определяется динамикой тектонических б л о ­ ков ( с м. р и с у н о к ). В зависимости от гипсометрического положения и активности тектонических опусканий у д а л о с ь выявить следующие участки палеоструктур: высокий с т а ­ бильный;

очень с л а б о погружающийся;

высокий с л а б о п о ­ гружающийся;

высокий активно погружающийся;

понижен­ ный и низкий. Т е м п погружения двух последних не имеет решающего значения.

Каждому из выделенных участков палеоструктуры с о о т ­ ветствуют локальные структурно-фациальные зоны с х а ­ рактерным набором текстурно-генетических типов пород.

Палеорельеф дна бассейна представлял собой с л а б о всхолмленную равнину, повышенные участки которой н а х о ­ дились выше базиса действия волн, о ч е м с в и д е т е л ь с т в у ­ ет широкое развитие пород с неслоистыми комковатыми брекчиевидными и массивными текстурами. В самых п о ­ груженных участках бассейна глубина моря не превыша­ ла 60-70 м, ч т о с о о т в е т с т в у е т нижней границе распростра­ нения с и н е - з е л е н ы х водорослей, образующих тонкие с л о е ­ вища в глинистых относительно депрессионных разрезах.

В процессе накопления реперной части Э Ц К Л глубина моря возрастала, но повышенные участки палеорельефа не о п у ­ скались ниже базиса действия волн. На самых мелковод­ ных участках в основании Э Ц К Л о т л а г а л и с ь карбонатные брекчии, вверх по разрезу и латерали постепенно замещаю­ щиеся комковатыми брекчиевидными глинистыми с т р о м а т о ­ литами. На пониженных и низких участках палеоструктур накапливаются преимущественно с л о и с т ы е глинистые р а з ­ ности, а брекчии в основании циклитов уступают место микритовым прослоям, обогащенным терригенным м а т е ­ риалом.

Накопление надреперной части Э Ц К Л характеризовалось сокращением привноса в бассейн терригенного материала, ч т о обусловило повсеместное накопление слабоглинистых разностей, за исключением низких участков палеоструктур, где глинистость разреза не изменилась. На высоких с т а ­ бильных участках происходил размыв отложений, а на слабопогружающихся блоках накапливались маломощные комковатые массивные строматолиты комочковой с т р у к т у ­ ры с остатками херовых водорослей и серпулами.



Pages:     | 1 | 2 || 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.