Терригенные отложения

Карбонатные коллекторы

Спектр их типов  наиболее широк:

• гранулярные, представленные обломочными и оолитовыми известняками;
• трещинные, к которым относятся доломиты и плотные известняки;
• кавернозные, образующиеся в результате карста;
• биопустотные, представленные органогенными известняками.

К отличительным особенностям коллекторов карбонатного вида относятся их ранняя литификация, склонность с образованию трещин, а также  избирательная растворимость. Эти факторы  обусловливают разнообразие генезиса и морфологии пустотного пространства.

Качественные характеристики карбонатных коллекторов зависят от  первичных условий седиментации, а также от интенсивности и направления постседиментационной эволюции. Эти факторы влияют на  развитие дополнительных пор, трещин,  каверны и более крупных  полостей выщелачивания.

Для свойств карбонатных коллекторов характерны крайняя невыдержанность  и большое разнообразие, которое зависит  от фациальных условий, при которых происходило их образование. Это делает их сопоставление довольно затруднительным. Фациальные условия при формировании пород карбонатной природы на свойства коллекторов влияют в гораздо большей степени, чем при формировании  терригенных пород.

По своему минеральному составу породы карбонатного типа отличаются меньшим разнообразием по сравнению с терригенными, однако имеют больше структурно-текстурных разновидностей. Отличаются карбонатные коллекторы от терригенных и  по характеру происходящих в них преобразований в постседиментационный период. Это отличие заключается в степени уплотнения.

Поскольку остатки биогермов в карбонатных породах твердые с самого начала процесса эволюции, то  дальнейшее уплотнение протекает очень медленно.  Карбонатный ил и комковато-водорослевые карбонатные осадки с мелкими обломками литифицируются достаточно быстро. В результате  пористость немного сокращается, однако значительное поровое пространство как бы  «консервируется».

Этот показатель, при значительной мощности продуктивных горизонтов весьма значим при оценке величины полезного объёма пласта. Дополнительную ёмкость таких коллекторов обеспечивают стилолитовые швы, которые образуются вследствие неравномерного растворения минералов под действием давления. Глинистая корка на таких швах является нерастворимым остатком породы. Зачастую стилолитовые  горизонты наиболее продуктивны в разрезе, из-за процессов вымывания глинистых корок.

Нефтяной коллектор

Терригенные породы

Большая часть коллекторов терригенной природы – порового типа, который характеризуется межзерновыми пустотами, которые еще называют гранулярными. Помимо поровых. встречаются и так называемые смешанные терригенные  коллекторы: трещинно-поровые или кавернозно-поровые (образующиеся в случае выщелачивания части зёрен).

Свойства коллекторов терригенного вида зависят от:

Перечисленные параметры характеризуют геометрию расположения пор,  величину эффективной проницаемости и пористости, а также принадлежность горной породы к тому или иному классу.  Фильтрационная способность терригенных пород  зависит также от минерального состава, количества и характера распределения снижающей проницаемость породы глинистой примеси.

Классификаций коллекторов терригенной природы существует множество, но самая популярная основана на следующих критериях:

• гранулометрический состав;
• эффективная пористость;
• эффективная проницаемость.

С учетом перечисленных параметров выделяют  шесть классов таких коллекторов:

• проницаемость более 1 тысячи миллидарси (мД);
• проницаемость от 500 до 1 тысячи мД;
• от 10-ти до 100 мД;
• от 1-го до 10-ти мД;
• меньше 1-го мД.

Один миллидарси примерно равен  1·10-3 микрометра в квадрате.

Каждый тип песчано-алевритовой породы внутри одного класса характеризуется своим значением  эффективной пористости. Породы, которые относятся к классу с показателем  проницаемости меньше 1-го мД, как правило, содержат от 90 процентов остаточной воды, поэтому относятся к непромышленным коллекторам. Самые лучшие фильтрационные свойства показывают кварцевые пески, поскольку сорбционная способность кварца очень низкая. Полимиктовые песчаники, вследствие  своего таблитчатого облика, наличия трещин спайности и повышенной сорбционной емкости слагающих их минералов, обладают  значительно более низкой способностью фильтрации флюидов.

Известково-доломитовая группа

Известково-доломитовая группа включает в качестве ведущих породообразующих минералов кальцит и доломит. Порода, содержащая 50% и более кальцита, называется известняком, 50% и более доломита – доломитом. Наиболее чистые разности известняков содержат от 95 до 100% кальцита. Таковыми же будут содержания доломита CaMg(CO₃)₂ в чистых доломитах. Васе остальные разности известково-доломитовой группы являются породами смешанного состава.

Таблица 1 – Классификация известково-доломитовых пород (по С. Г. Вишнякову)

Заключительный этап: зарождение обломочных пород

За диагенезом следует катагенез — это процесс, при котором происходит метаморфизация образовавшихся пород. В результате все большего накопления осадков камень подвергается переходу в фазу более высокого температурного режима и давления. Долгосрочное действие такой фазы температур и давления способствует дальнейшему и окончательному формированию пород, которое может длиться от десятка до одного миллиарда лет.

На данном этапе при температурном режиме 200 градусов Цельсия происходит перераспределение минералов и массовое образование новых минеральных веществ. Так создаются терригенные породы, примеры которых есть в каждом уголке земного шара.

Классификация структуры обломочной породы

Еще одна классификация заключается в различии структуры обломочного слоя, которая помогает определить характер формирования породы. Слоистая текстура характеризует собой поочередное сложение слоев породы.

Условия, при которых сформировались обломочные породы, можно выяснить из признаков поверхности слоя, то есть по наличию знаков ряби, капель дождя, трещин усыхания или, например, знаков морского прибоя. Пористая структура камня говорит о том, что обломки сформировались вследствие вулканогенного, терригенного, органогенного или гипергенного воздействий. Массивная структура может быть определена породами различного происхождения.

Доломиты

Доломит, Прилеп, Македония

Доломиты сложены в основном (на 50% и более) одноименным минералом. Часто отмечается примесь аутигенных кальцита, гипса, ангидрита, кремнезема, окислов железа, глинистого вещества, отмечаются целестин, флюорит, соли, тонкорассеянное органическое вещество, пирит или марказит, терригенные обломки. Органические остатки в доломитах редки и плохой сохранности. Обычно это ядра, реже отпечатки. По внешнему виду мало отличаются от известняков, что обуславливают необходимость их испытания слабым (2-5%) раствором соляной кислоты. Цвет доломитов белый, желтовато-белый, красноватый, желтый, зеленоватый, серый до черного (присутствие органического вещества). Битуминозные доломиты окрашены в коричневый цвет. Как правило, образует зернистые массы различной размерности от микрозернистых до крупнозернистых, могут быть кавернозными за счет пустот (каверн) выщелачивания. Органогенные биоморфные структуры встречаются редко.

Доломиты – обычная составная часть карбонатных и фоленосно-гипсоносных толщ. По генезису они подразделяются на первично-осадочные, сингенетические и диагенетические, и вторичные или эпигенетические.

Метагенез

Основная статья: Метагенез (геология)

На этой стадии происходит максимальное уплотнение осадочных пород, меняется их минеральный состав, структура. Преобразование пород происходит под влиянием тех же факторов, что и при катагенезе, но температура более высокая (200—300 °C), выше минерализация и газонасыщенность вод, иные значения Eh и рН.

Изменение структуры пород проявляется в укрупнении размера зерен, в упорядочении их ориентировки, перекристаллизации с исчезновением фаунистических остатков. Завершается стадия метагенеза переходом осадочных пород в метаморфические горные породы.

Катагенез

Основная статья: Катагенез

В эту стадию осадочные породы претерпевают существенные преобразования, сопровождаемые изменением химико-минералогического состава, строения и физических свойств. Основными факторами преобразования пород являются температура, давление, вода, растворенные в ней соли и газообразные компоненты, рН, Eh и радиоактивное излучение. Направленность и интенсивность преобразований в значительной степени определяются составом и физическими свойствами пород. В процессе катагенеза происходит уплотнение пород, их обезвоживание, растворение неустойчивых соединений, а также перекристаллизация и образование новых минералов.

Терригенно-карбонатная группа

Группа терригенно-карбонатных пород представляет относительно разнородное сообщество, включающее доломит, известняк с преобладанием доломита или кальцита с обязательной примесью терригенной составляющей различной размерности, а также известняки и доломиты глинистые, алевритовые, песчаные, гравийные, галечниковые. Выделяемые некоторыми литологами карбонатно-терригенные породы с содержанием карбонатов менее 50% строго к карбонатным породам не относятся. Это обломочные породы, сцементированные карбонатным материалом.

Как и кластические обломки, в составе карбонатов часто отмечается примесь глинистого вещества. Ряд карбонатных пород, известняков и доломитов, включающих глинистый материал, завершается мергелем с содержанием глинистой компоненты 25-50%.

Таблица 2 – Классификация терригенно-карбонатных пород (по И. В. Хворовой)

При катагенезе карбонатные породы могут быть подвергнуты выщелачиванию, перекристаллизации с появлением таких текстурных особенностей как фунтиковая текстура, стилолитовые швы, вторичная пористость. Вторичная пористость связана по Э. Ф. Емлину с селективным растворением компонентов карбонатной породы, с доломитизацией (образование пор за счет уменьшения объема), с разложением организмов, имеющих внешний скелет (криноидеи, кораллы и др.).

Пористость карбонатных, карбонатно-терригенных накоплений, лежащая в основе образования пластов-коллекторов, играет важную роль в геологии нефти и газа.

Основные обстановки карбонатного осадконакопления – морские, в которых накапливаются мелководные и глубоководные карбонатные илы, шельфовые, где формируются фораминиферовые, оолитовые известняки, ракушечники, пеллетовые пески, рифовые, банково-рифовые образования.

Терригенная порода

Терригенные породы развиты: глинистые доманикового типа — в турней-ском ярусе зоны Камско-Кинельской системы прогибов, глинистые с прослоями песчаников — в малиновском надгоризонте визейского яруса этой же зоны, песчано-глинистые — в бобриковском, тульском и частично алексинском горизонтах визейского яруса, глинисто-песчаные — в верейском горизонте среднего карбона.
 

Терригенные породы образуются в результате разрушения и переотложения коренных пород. Они могут значительно отличаться по составу, размерности и отсортированности обломочного материала, его цементации и степени вторичных изменений. Образование карбонатных пород происходит в результате проявления более разнородных процессов: хемогенных, биохимических, денудационных, эпигенетических, метасоматических и др. Под влиянием вторичных процессов первичная структура перового пространства может претерпеть значительные изменения. Существенную роль в проявлении вторичных процессов играет трещиноватость, особенно в формировании региональных палеокарстовых зон.
 

Терригенные породы встречаются в разрезе карбонатных пород редко, имеют небольшую мощность и существенного значения не имеют.
 

Терригенные породы представлены сланцами, туфопесчаниками, полимиктовыми и полевошпатово-кварцевыми песчаниками, от мелко-до грубозернистых и гравелитовых, преимущественно массивными, реже рассланцованными; в меньшей степени встречаются конгломераты, алевролиты и аргиллиты. Их также можно отнести к категории прочных пород: сопротивление сжатию песчаников 900 — 105 — 1200 — 105 Па, оно не снижается ни при водонасыщении, ни после 40 циклов замораживания и оттаивания. Массивы туфопесчаников и песчаников разбиты в основном трещинами напластования и тектоническими. Степень их трещиноватости невысокая. Большие значения горного давления относятся к выветрелым и трещиноватым участкам горных пород. В зонах повышенной трещиноватости пород при строительстве тоннелей возможны вывалы крупных ( 3 — 5 м3) блоков.
 

Терригенные породы залегают в основании и в.
 

Терригенные породы — глинистые и аспидные сланцы, как правило, не играют существенной роли в составе формации.
 

Терригенные породы образуются в результате разрушения и переотложения коренных пород. Они могут значительно отличаться посоставу, размерности и отсортированное обломочного материала, его цементации и степени вторичных изменений.
 

Девонские терригенные породы живетского и франского, реже эйфельского ярусов, залегающие на размытой поверхности верхне-бавлинской серии, а местами непосредственно на фундаменте, являются основной, аккумулирующей большую часть запасов, нефтеносной формацией.
 

Типичные терригенные породы на основании литологических особенностей объединены в два комплекса ( глины и песчано-алев-ритовые породы), для которых по отдельным пачкам буримости приведены механические свойства.
 

Терригенные породы кабаковской свиты обнаруживают повышенное содержание натрия и закисного железа.
 

Терригенные породы нижнего карбона и девона сложены песчаниками, алевролитами, глинами, переслаивающимися в различных сочетаниях. Наиболее сложными по своему геологическому строению и характеру нефтенасшцения являются пласты СП и СШ.
 

Для терригенных пород он значительно ниже, чем в карбонатных породах, или практически отсутствует совсем. Это объясняется, по-видимому, особенностями структуры перового пространства и смачиваемости поверхности пород.
 

Для терригенных пород с межзерновым типом пористости различие между kn и kn Q практически отсутствует и наблюдается лишь для отложений, в которых в результате вторичных процессов возникли изолированные пустоты. Наиболее типичным примером таких пород могут служить полимиктовые коллекторы Южного Мангышлака.
 

Выветривание как этап формирования терригенных пород

Первым и основным этапом образования обломочных пород является разрушение. При этом появляется осадочный материал, в результате разрушения оголившихся на поверхности скал магматического, осадочного и метаморфического происхождения. Сначала горные массивы подвергаются механическому влиянию, такому как растрескивание, дробление. Следом идет химический процесс (трансформация), вследствие которого породы переходят в другие состояния.

При выветривании вещества разделяются по составу и перемещаются. В атмосферу уходит сера, алюминий и железо — в растворы и коллоиды, кальций, натрий и калий — в растворы, а вот оксид кремния устойчив к растворению, поэтому в виде кварца механическим путем переходит в обломки и транспортируется текучими водами.

Седиментогенез — третий этап

Седиментогенез — это накопление транспортированных осадочных образований, при котором перенесенные частицы переходят из подвижного состояния в статичное. При этом случается химическая и механическая дифференциация веществ. В результате первой происходит разделение частиц, перенесенных в растворах или коллоидах в бассейн, в зависимости от замены окислительной среды на восстановительную и изменения солёности самого бассейна. В результате механической дифференциации происходит разделения обломков по массе, размеру и даже способу и скорости их транспортировки. Так перенесенные частицы равномерно осаждаются четко, согласно зональности по дну всего бассейна .

Диагенез

Основная статья: Диагенез

Осадок, накопившийся на дне водоема или на поверхности суши, обычно представляет собой неравновесную систему, состоящую из твёрдой, жидкой и газовой фаз. Между составными частями осадка начинается физико-химическое взаимодействие. Активное участие в преобразовании осадков принимают обитающие в иле организмы.

Во время диагенеза происходит уплотнение осадка под тяжестью образующихся выше него слоев, обезвоживание, перекристаллизация. Взаимодействие составных частей осадка между собой и окружающей средой приводит к растворению и удалению неустойчивых компонентов осадка и формированию устойчивых минеральных новообразований. Разложение отмерших животных организмов и растений вызывает изменение окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных свойств осадка. К концу диагенеза жизнедеятельность бактерий и других организмов почти полностью прекращается, а система осадок — среда приходит в равновесие.

Продолжительность стадии диагенеза изменяется в широких пределах, достигая десятков и даже сотен тысяч лет. Мощность зоны осадка, в которой протекают диагенетические преобразования, также колеблется в значительном диапазоне и, по оценке большинства исследователей, составляет 10— 50 м, а в ряде случаев, по-видимому, может быть и больше.

Магматические породы

Коллекторы нефти и газа выявляют с помощью целого  комплекса геофизических исследований с помощью бурения  скважин, а также путем  и анализа лабораторных данных, учитывающих  геологическую информацию о  месторождении.

Список используемой литературы:

• Нефть — Википедия
• ἔλαιον. Liddell, Henry George; Scott, Robert; A Greek–English Lexicon at the Perseus Project.
• Экономидес, М. Цвет нефти. Крупнейший мировой бизнес: история, деньги и политика/ Экономидес М., Олини Р. Издательство: «Олимп-Бизнес», 2004. 256 с.
• Эрих В.Н. Химия нефти и газа. — Л.: Химия, 1966. — 280 с. — 15 000 экз.
• Хаустов, А. П. Охрана окружающей среды при добыче нефти/ Хаустов, А. П., Редина, М. М. Издательство: «Дело», 2006. 552 с.

Терригенная порода

Объект представлен терригенными породами. Пласт неоднороден и обладает низкими емкостными и фильтрационными характеристиками. Пластовая нефть средняя по плотности и вязкости, сернистая и высокопарафиновая.
 

Объект представлен терригенными породами. Пористость пород равна 18 %, коэффициент проницаемости пласта составляет 0 300 мкм2, динамическая вязкость пластовой нефти — 9 3 мПа — с. Средняя глубина залегания пласта Д ] составляет 2308 м, среднее начальное пластовое давление — 23 4 МПа, пластовая температура — 47 С.
 

Объект сложен терригенными породами. Залежь — пластового типа, литологически экранирована. Пласты обладают хорошими емкостными и фильтрационными характеристиками. Нефти данного объекта также являются средними по плотности и вязкости, с низким газосодержанием, сернистыми и высокопарафиновыми.
 

Объект сложен терригенными породами. Основной по начальным извлекаемым запасам нефти пласт Б2 ( 97 8 % от запасов всего объекта) обладает средними емкостными и фильтрационными характеристиками. Нефть в пластовых условиях — тяжелая, высоковязкая, с низким газосодержанием, высокосернистая и высокопарафиновая.
 

Представлены они исключительно терригенными породами — песчаниками, алевролитами, глинами. В нижнем триасе преобладают глины.
 

Бассейн сложен терригенными породами кайнозойского возраста и карбонатно-терригенными образованиями мелового возраста, залегающими на метаморфических породах фундамента. В подошве осадочного чехла на севере бассейна допускается возможность существования юрских отложений. На севере бассейна ( складчатый борт) значительная роль принадлежит миоценовым и олигоценовым отложениям ( более 7 км), мощность меловых отложений более 3 5 км. Известны небольшой мощности эоценовые ( 750 м) и палеоценовые ( 750 м) отложения. На юге и западе бассейна мощность всех отложений уменьшается, из разреза выпадают породы палеоцена и эоцена.
 

Фундамент сложен метаморфизо-ванными вулканогенными и терригенными породами ордовикского и силурийского возраста. Чехол выполнен отложениями от нижнего карбона до палеогена включительно. Палеозойские терриген-но-карбонатные породы соленосны в нижнедевонских и пермо-пенсильван-ских отложениях. В осадочном чехле преобладают отложения морского генезиса. В центральной, наиболее погруженной, части отложения залегают согласно, к бортам бассейна появляются многочисленные несогласия. Толщи осложнены пологими антиклинальными складками, иногда куполовидными, возможно развившимися над погруженными соляными штоками.
 

Коллекторами нефти служат терригенные породы, главным образом песчаники, обладающие высокими пористостью и проницаемостью. Нефть месторождений этого типа обычно маловязкая, легкая, малосернистая.
 

Сейсмическое воздействие на терригенные породы осуществляется двояким образом. Вибрация нарушает прочность скелета пород, особенно глинистых, вызывая тем самым их деформацию под деи / — ствием веса — вышележащих пород, а значит, и повышение давления воды в деформируемых отложениях.
 

Весьма характерной чертой терригенных пород является моно-миперальный состав кластического материала, представленного в основном кварцем. Такой состав, а также хорошая окатанность и отсор-тированность кластического материала свидетельствуют об удаленных источниках сноса, длительной транспортировке речной сетью и, очевидно, неоднократном переотложении.
 

Сокращение порового пространства терригенных пород определяется в большинстве случаев вторичным минералообразованием. Так, в отложениях юры и неокома Среднего Приобья на границе с норовым пространством происходят гидратация, расщепление на волокна и разбухание биотита. При этом объем новообразований возрастает в несколько раз и в зависимости от степени преобразования ( хлоритизация, сиде-ритизация, каолинизация) может целиком заполнять поровое пространство терригенных пород различного возраста.
 

Как и для терригенных пород, существует цикличность образования карбонатных отложений, связанная с условиями осадконакопления.
 

Степень влияния цементации терригенных пород на их свойства зависит от типа и строения цемента. Прежде всего цемент может распределяться в породе равномерно и неравномерно. При равномерном распределении он может представлять собою массу, в которую вкраплены частицы породы, при этом пустотность породы равна нулю.
 

Карбонатный и терригенный коллектор

Карбонатные коллекторы имеют отличительные особенности от терригенных коллекторов. Одной из таких отличительных характеристик является то, что фильтрационные и емкостные свойства карбонатных коллекторов могут существенно улучшаться, если повлиять на них растворами соляной кислоты, карбонизированной водой или иными способами, которые используют химическую активность кальцита и доломита. Напомним, что данные минералы являются основой карбонатных пород.

Терригенный коллектор, не смотря на то, что в карбонатном коллекторе происходит накопление значительной доли от всех общих известных на сегодня запасов нефти, все же является основным. В нем скапливается 78% природного газа и 58% всех нефтяных запасов, разведанных на сегодняшний день по всему миру. По своим характеристикам терригенные коллекторы имеют достаточно разнообразные емкостно-фильтрационные свойства. Средняя пористость терригенных нефтеносных коллекторов оценивается в 20%, в то время, как их проницаемость составляет десятые, сотые доли миллиметров квадратных. Стоит сказать, что данному виду коллекторов принадлежит лидирующая позиция по своему качеству и количеству залежей полезных ископаемых, оставив на втором месте карбонатные коллекторы.

В настоящее время разработан ряд технологий, позволяющих определить удельную продуктивность пластов терригенного вида. Эти технологии способны прогнозировать образование новых скважин.

Толща карбонатных и терригенных коллекторов представляется месторождениями пермских отложений. Именно они создают природные резервуары. Однако, тут есть отличительная особенность, которая заключается в том, что природные резервуары в карбонатных коллекторах располагаются на больших площадях, тогда как в терригенных они занимают участки локально.

Глинисто-кремнисто-битуминозные коллекторы

Их довольно низкие фильтрационные и емкостные свойства объясняются микрослоистостью, микротрещинноватостью и  наличием субкапиллярных пор. Пористость некоторых коллекторов такого типа может достигать 15-ти процентов, а проницаемость при это составлять всего доли миллидарси. В породах такого типа участки с увеличенной пористостью и повышенной проницаемостью образуются как результат процесса катагенеза.

Считается, что на этапе  седиментогенеза формируются породные микроблоки, которые покрываются плёнкой органического вещества (их еще называют кремнеорганическими рубашками). Мелкие послойные трещины образуются в процессе трансформации минералов глинистой природы и в процессе выделения связанных  вод.

Во время вскрытия коллекторов такого типа в большинстве случаев  отмечают высокую степень разуплотнения и аномально большое давление пласта.  На образование трещин также влияют и тектонические процессы.

Обратно закачать в них нефть, газ или нефтепродукт уже нельзя, как это практикуется при организации хранилищ подземного типа в других  породах.

Генезис осадочных горных пород[ | код]

«Осадочные горные породы» объединяют три принципиально различные группы поверхностных (экзогенных) образований, между которыми практически отсутствуют существенные общие свойства. Собственно из осадков образуются хемогенные (соли) и механогенные (обломочные, частично терригенные) осадочные породы. Образование осадков происходит на поверхности земли, в её приповерхностной части и в водных бассейнах. Но применительно к органогенным породам довольно часто термин «осадок» не применим. Так если осаждение скелетов планктонных организмов ещё можно отнести к осадкам, то куда отнести скелеты донных, а тем более колониальных, например, кораллов, организмов не ясно. Это говорит о том, что сам термин «Осадочные горные породы» является искусственным, надуманным, он является архаизмом. Вследствие этого В. Т. Фролов пытается заменить его термином «экзолит». Поэтому анализ условий образования этих пород должен происходить раздельно.

В классе механогенных пород первые два понятия являются равнозначными и характеризуют разные свойства этого класса: механогенный — отражает механизм образования и переноса, обломочный — состав (состоит практически из обломков (понятие строго не определено)). Понятие Терригенный отражает источник материала, хотя механогенными являются и значительные массы обломочного материала, образуемого в подводных условиях.

Биогенные породы | код

Хемогенные породы | код