ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 13

 

  Главная      Учебники - Разные     ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - 1970 год

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  11  12  13  14   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 13

 

 

(морские).

3.

Нарастание   вторичного   полевого   шпата   вокруг   обломочных   зерен

полевых шпатов (морские).

4.

Наличие   агрегатов,   состоящих   из   зерен   полевых   шпатов   и   кварца,

сцементированных вторичным полевым шпатом (морские).

5.

Широкое распространение по площади «покровных» песков с одинаковой

слоистостью (морские).

6.

Мощные   толщи   переслаивания   неотсортированных   обломочных   пород,

лишенных органических остатков и образующих линзы (неморские).

7.

Тиллиты, крупнозернистые песчаные породы и эрратические образования

(неморские,   возможно   ледниковые   отложения,   хотя   иногда   могут   образоваться   в

результате подводного оползня в море).

¹В настоящее время установлено и всеми геологами признано, что углеводороды могут

быть генерированы любыми тонкозернистыми породами субаквалыюго происхождения, в том
числе и сформированными в пресноводных континентальных бассейнах. - Прим. ред.

8.

Пласты   угля,   толщи,   содержащие   обломки   костей   и   линзовидные

песчаные породы (неморские).

Заполняющие   желоба   шнурковые   песчаные   породы   (неморские).   Нефть,

добываемая   из   залежей   Кэптен,   Саут-Маунтин,   Шиллс-Каньон   и   Бардсдейл   в

Калифорнии,   целиком   связана   с   континентальными   красно-цветными   фациями

формации   Сесп  

-

  толщи   осадков   мощностью   до   7500  футов,   широко   развитых   в

бассейне Вентура в южной Калифорнии. Эта толща имеет возраст от верхнего эоцена

до нижнего миоцена, причем в западном направлении в ее разрезах увеличивается роль

морских   отложений.   Она   состоит   в   основном   из   красноцветных   или   каштановых

мелкозернистых   аркозовых   песчаников,   более   или   менее   алевритистых   глин,

алевропелитов и плохо отсортированных песчаных конгломератов.

В северо-западном Колорадо нефть и газ добывают из линзовидных песчаных

тел   пачки   Гайавата   континентальной   формации   Уосатч   (эоцен).   Коллекторами

являются сильно линзовидные песчаные пласты с ярко выраженной косой слоистостью

и знаками ряби, переслаивающиеся с пестро-цветными алевропелитами, глинистыми

сланцами   и   тонкими   пропластками   угля,   в   которых   содержатся   обломки   костей.

Породы   формации   Уосатч   имеют   в   основном   речное   происхождение   и   среди   них

изредка   встречаются   отложения   мелких   озер.   Таким   образом,   продуктивная   толща

относится  к пресноводным образованиям [78]. Считают,  что нефть и газ, очевидно,

образовались   в   самой   формации   Уосатч,   ибо   на   возможных   для   миграций

углеводородов расстояниях от этой формации не встречено ни одной морской толщи,

которую   можно   было   бы   принять   за   нефтегазоматеринскую.   Далее   на   юго-запад,   в

штате   Юта,   переслаивающиеся   с   другими   породами   песчаные   породы   формации

Уосатч также содержат нефть и газ.

В бассейне Уинта, северо-восточная Юта, несколько нефтяных залежей было

открыто   в   отложениях   формации   Грин-Ривер   (средний   эоцен),   представленных

озерными   мергелями,   известняками   и   алевритами   и   достигающих   мощности   7000

футов [79]. Нефтенасыщенные песчаники распространены по периферии бассейна, а в

восточной его части, где разрез формации Грин-Ривер сложен в основном сланцами,

известны   многочисленные   жилы   гильсонита   и   заполненные   им   трещины.   Бассейн

Уинта уже давно известен большим разнообразием и обилием поверхностных нефте- и

газопроявлений.

Обломочные   породы   континентальной   формации   Кирикире   (плиоцен   -

плейстоцен)   являются   коллекторами   нефти   на   одноименном   высокопродуктивном

месторождении в восточной Венесуэле. Эти породы, достигающие на месторождении

Кирикире  максимальной  мощности  1600 футов полностью выклиниваются  в его же

пределах.  Продуктивная  толща  состоит   из   «песчанистых   глин,  переслаивающихся   с

неотсортированными   обломочными   образованиями,   размер   слагающих   структурных

элементов   которых   изменяется   от   алевритистых   песков   до   конгломератов   и

валунников. По всему разрезу формации от ее подошвы до кровли встречаются тонкие

прослои лигнита, лигнитовой глины, туфа, травертина и асфальта» [80].

Коллекторской   толщей   на   нефтяном   месторождении   Сан-Педро   в   Аргентине

[81] служит формация Тупамби, состоящая из мелкозернистых песчаников, алевритов,

крупнозернистых   песков   и   тиллитов   преимущественно   ледникового   генезиса.   Эта

толща   является   базальным   членом   разреза   пермо-карбона.   Предполагается,   но   не

доказано,   что   нефтепроизводящимп   отложениями   для   этой   залеяш   являются

нижележащие   девонские   глинистые   сланцы   и   первые   складкообразовательные

движения, приведшие к появлению ловушки, происходили в раннетретичное время.

В   Румынии   нефть   добывают   из   ряда   залежей,   приуроченных   к   отложениям

мэотиса   (плиоцен),   которые   представлены   переслаивающимися   песками,   мергелями,

песчаниками   и   известняками.   Эти   осадки   обычно   считаются   континентального

пресноводного происхождения [82].

Продуктивная   толща   (миоцен-плиоцен)¹  богатого   нефтью   Апшеронского

полуострова (Бакинский район, СССР) имеет мощность более 9500  футов  (2850  м)  и

сложена   переслаивающимися   линзовидными   песками,   прослойками   глин   и

алевролитов,   которые   постепенно   замещаются   отложениями   конусов   выноса.

Отложения   содержат   большое   количество   остатков   пресноводных   организмов.

Считается, что эти осадки были отложены палео-Курой и палео-Волгой и представляют

собой образования их эстуариев и морских илистых дельт [83]. Продуктивной толще

Бакинского   района   по   возрасту,   литологическому   облику,   мощности,   условиям

накопления   и   нефтеносности   аналогична   богатая   по   запасам   нефти   красноцветная

толща   Туркменской   ССР.   Многочисленные   нефтепроявления   и   промышленные

притоки   нефти,   приуроченные   к   континентальным   плиоцен-миоценовым   глинам,

пескам и конгломератам, известны в южной Кахетии, Грузия, СССР [84].

В двух крупных нефтяных месторождениях Китая - Лаоцзюнмай, близ Юймыня

в провинции Ганьсу, и Цзюпинхай, возле Усу в провинции Синьцзян, - добывают нефть

из континентальных песчаников третичного возраста [85]. Мелкие скопления нефти в

неморских   отложениях   были   описаны   во   многих   районах   Китая.   Одно   из   них,   в

северном   Шаньси,   приурочено   к   серии   Шаньси   (юра-триас).   Последняя   достигает

мощности около 6600  футов  (2000  м)  и сложена континентальными образованиями,

частично   речными,   а   частично   озерными.   К   ней   приурочены   многочисленные

нефтепроявления   на   поверхности   и   одна   нефтяная   залежь,   получившая   название

Юннань. В провинции Сычуань несколько поверхностных выходов нефти связано с

известняком Цзылюцзин (нижний мел), отложившимся в озерной обстановке.

Многочисленные поверхностные нефтепроявления и выходы гудрона в западной

части острова Мадагаскар приурочены к континентальной формации Карру (верхний

карбон-средний лейас) и мелководным речным отложениям слоев Анкавандра (нижний

лейас  и триас).  Эти  осадки представлены  песками  (от мелко- до крупнозернистых),

конгломератами,   глинистыми   сланцами   и   слюдистыми   песками   общей   мощностью

около 2400 футов [86].

В Пакистане нефтепроявления широко распространены в нижней части разреза

пресноводных отложений серии Нимадрик (олигоцен-плейстоцен) вдоль или несколько

выше ее несогласного контакта с подстилающими морскими нуммулитовыми осадками

(эоцен).   Серия   Нимадрик   сложена   чередующимися   песчаными   и   алевритовыми

пластами   с   некоторым   количеством   конгломератов   и   обладает   общей   мощностью

свыше   20   000   футов;   она   имеет,   очевидно,   частично   речное   и   частично   эоловое

происхождение   [87].   Сходные   соотношения   наблюдаются   в   Ассаме   (Индия),   где

мощные неморские пески и глины Типам (миоцен) несогласно перекрывают морские

осадки (эоцен 

-

 олигоцен), и все они содержат многочисленные нефтепроявления [88].

Итак,   мы   видим,   что   промышленная   нефть   действительно   встречается   в

континентальных, или неморских, отложениях [89]. Можно также сделать вывод, что

неморские   осадки,   характеризующиеся   пористостью,   проницаемостью,

непроницаемыми   покрышками   и   благоприятными   условиями   для   возникновения

ловушек, не должны игнорироваться как возможные хорошие коллекторы нефти и газа.

Геологи   обычно   пытаются   объяснить   наличие   нефти   в   неморских   отложениях   как

результат   миграции   ее   по   трещинам,   азломам   п   плоскостям   напластования   из

залегающих поблизости морских осадков. хотя прямых доказательств такой миграции

может и не быть. Недостаточный масштаб поисков нефти в неморских отложениях в

основном   объясняется   господствующим   мнением,   что   вся   нефть   имеет   морское

происхождение. Образовалась ли нефть в неморских отложениях или мигрировала в

¹

Продуктивная толща Азербайджана имеет плиоценовый возраст. - Прим. ред.

них   из   каких-либо   близко   расположенных   морских   осадков   -   это   не   имеет

практического   значения;   основная   проблема   заключается   в   определении   места   ее

аккумуляции. Приуроченность месторождений нефти и газа к неморским осадочным

образованиям   в   самых   разных   уголках   земного   шара   свидетельствует   о   том,   что

углеводороды   действительно   мигрируют   сквозь   толщи   неморских   отложений   и

скапливаются  в залежи там, где имеется  ловушка. При более интенсивной  разведке

неморских осадочных толщ имеются все основания ожидать открытия в них гораздо

большего числа залежей углеводородов, чем установлено в настоящее время.

Заключение

Порода-коллектор   представляет   собой   природный   материал,   в   котором

находятся нефть и газ; это преимущественно песчаные породы, известняки и доломиты.

Ни одна из этих пород не является, очевидно, более благоприятной по сравнению с

другими,   поскольку   крупные   залежи   углеводородов   могут   быть   приурочены   как   к

каждой   из   них,   так   и   к   любой   их   совокупности.   Важным   критерием   в   оценке

перспективности   предполагаемого   нефтегазоносного   района   является   не   только

порода-коллектор,   как   один   из   существенных   элементов   отдельного   природного

резервуара,   но   также   (см.   гл.   14)   объем,   характер   и   изменчивость   осадков,

распространенных в этом районе. Предполагается, что если имеется большой объем

осадков, то в нем обязательно найдется место потенциальной коллекторской породе.

Действительно, коллекторами служат столь разнообразные осадочные породы, что вряд

ли может случиться, чтобы какой-либо седиментационный бассейн не содержал хотя

бы несколько типов пород, которые могут стать коллекторами нефти и газа.

Цитированная литература

1.

Graba A.W., On the Classification of Sedimentary Rocks, Am. Geol., 33, pp.

228-247, 1904; Grabau's Principles of Stratigraphy, A.G. Seiler and Co., New York, pp. 269-

298, 1913. (Генетическая классификация осадочных пород.)

Krynine P. D., The Megascopic Study and Field Classification of Sedimentary Rocks,

Prod. Monthly, 9, pp. 12-32, 1945; Juorn. Geol., 56, pp. 130-165, 1948; Tech. Paper 130,

School   of   Mineral   Industries,   State   College,   Pennsylvania,   1948.   Shrock   R.R.,   A

Classification of Sedimentary Rocks, Journ. Geol., 56, pp. 118- 129, 1948.  (Упрощенная

классификация осадочных пород, основанная на их составе и текстуре.)

Pettijohn  F.J.,  Sedimentary  Rocks,  Harper  and  Brothers,   New  York,  pp.  191-194,

1949.  (Рассмотрение   осадочных   пород   ведется   с   позиций   времени   и   способа   их

образования, а также их тектонической истории.)

Krumbein W.С, Slоss L.L., Stratigraphy and Sedimentation, W.H. Freeman and Co.,

San-Francisco,   pp.   150-189,   1963.  (Осадочные   породы   группируются   на   основании

конечных продуктов отложения.)

2. Wentwоrth Ch.К., A Scale of Grade and Class Terms for Clastic Sediments, Journ. Geol.,

30, pp. 377-392, 1922.

3. Shepard F.P., Nomenclature Based on Sand-silt-clay Ratios, Journ. Sed. Petrol., 24, pp.

151-158, 1954.

4. Griffiths   J.C,   Grain-Size   Distribution   and   Reservoir-Rock   Characteristics,   Bull.   Am.

Assoc. Petrol. Geol., 36, pp. 205-229, 1952.

5. Кrynine P.D., op. cit. (note 1).

6. Krynine P. D., Sediments and the Search for Oil, Prod. Monthly, 9, p. 22, 1945.

7. Jenkins O. P., Geologic Formations and Economic Development of the Oil and Gas Fields

of California, Bull. 118, Calif. Div. Mines, 773 p., 1943. (В работе описаны почти все

залежи нефти и газа Калифорнии.)

8. Ваrtоn D.С., Sawtеllе G., (ed.), Gulf Coast Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa,

Oklahoma, 1970  p., 1936. (В работе описаны  многочисленные примеры песчаных

пород-коллекторов.)

Пропуск стр. 95-99

Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора

Пористость,   ее   измерение.   Проницаемость:   измерение,   эффективная   и

относительная   проницаемость.   Классификация   и   происхождение   перового
пространства:   первичная,   или   межзерновая,   пористость;   вторичная,   или
промежуточная, пористость; соотношение между пористостью и проницаемостью.

Первым   из   главных   элементов   нефтегазового   природного   резервуара   является

порода-коллектор, а основным физическим свойством последней - ее пористость. Порода

должна содержать поры или пустоты таких размеров и характера, которые бы сделали

возможной концентрацию нефти и газа в залежь, достаточно крупную для рентабельной

разработки.   Однако   наличия   одной   пористости   еще   недостаточно;   поры   должны   быть

сообщающимися,   чтобы   обеспечить   фильтрацию   нефти   и   газа   сквозь   породу.   Таким

образом, порода должна быть проницаемой, т.е. обладать проницаемостью. В противном

случае залежи не было бы пли могли образовываться лишь небольшие скопления и, кроме

того,   нельзя   было   бы   добыть   нефть   и   газ   с   помощью   буровых   скважин,   так   как

отсутствовал бы подток их в достаточном количестве в скважину. Например, пемза не

является хорошим коллектором, хотя большая часть объема этой породы может состоять

из пор, но эти поры не сообщаются между собой и пористость поэтому неэффективна.

Обычная  глинистая  порода также  не  может стать  коллектором,  ибо поры  в ней столь

малы, что возникающие в них капиллярные силы обусловливают сцепление жидкости с

минеральными зернами и удерживают ее в породе. Попытка получить нефть из глинистой

породы была бы равносильна стремлению извлечь чернила из промокательной бумаги.

Породы-коллекторы широко различаются между собой по размерам отдельных пор

и   взаимному   их   расположению.   Эти   различия   называются   первичными,   если

контролируются:   1)   обстановкой   осадконакопления,   степенью   однородности   размеров

частиц и 3) природой слагающего породу материала. Различия именуются вторичными,

когда   они   обусловливаются   процессами,   воздействовавшими   на   осадок   после   его

отложения; к ним можно отнести: 1) образование трещин и раздробление, 2) растворение,

переотложение   и   цементацию,   4)   уплотнение   под   влиянием   возрастающей   нагрузки

перекрывающих отложений.

Каждую   пору   в   породе-коллекторе   можно   рассматривать   в   качестве

микроскопической модели природного резервуара с заключенной в нем залежью нефти и

газа   или   как   микроскопическую   лабораторию,   где   протекают   многие   физические

процессы и химические реакции. Отдельно взятая пора с содержащимися в ней флюидами

и со всеми ее свойствами является той элементарной ячейкой, которая, будучи повторена

бессчетные триллионы раз, образует залежь и природный резервуар. Поэтому пористость

является  весьма важным параметром как  для геолога-разведчика,  так и для инженера-

промысловика. Изучение порового пространства и его особенностей составляет предмет

петрофизики¹ [1].

¹Точнее,   физики   нефтегазового   пласта   или   учения   о   коллекторах,   так   как   петрофизика   изучает

почти все физические свойства горных пород в широком плане. - Прим. ред.

Форму и размеры некоторых отдельно взятых пор можно наблюдать в шламе и

кернах невооруженным глазом. Многие поры, однако, удается рассмотреть только под

бинокуляром   или   поляризационным   микроскопом,   значительная   часть   элементов

порового   пространства   характеризуется   субмикроскопическими   размерами.   Поры,

заполненные нефтью, можно изучать в ультрафиолетовом свете. При ультрафиолетовом

облучении   отчетливо   проявляется   флуоресценция   мельчайших   капель   нефти,

заключенных   невидимых   глазу   микроскопических   трещинках   и   порах   между

кристаллами. Некоторые залежи были открыты только благодаря использованию этого

высокочувствительного метода обнаружения нефти в породах. При необходимости можно

изготовить   слепок   сообщающихся   пор   путем   нагнетания   парафина   или   другого

пластического   материала   под   давлением   в   обломки   породы   или   образцы   керна   и

последующего   растворения   окружающего   нагнетенную   массу   минерального   вещества.

(

Так   в   оригинале   текста  

-

  А.Ф.).

  Такой   слепок   порового   пространства   обычного

песчаника   по   внешнему   облику   весьма   напоминает   кусок   хлеба,   в   то   время   как

аналогичный   слепок   породы,   сложенной   угловатыми   зернами   или   кристаллическим

веществом,   имеет   вид   леденца.   Эффектным   способом   изучения   структуры   порового

пространства  пород может  служить стереоскопическое  исследование  микрофотографий

слепков пор.

Характер пористости является результатом сложного взаимодействия различных

факторов,   влияющих   на   формирование   порового   пространства   породы-коллектора.   Он

определяется размером и формой пор, особенностями их сочленения, природой поровых

стенок, а также распределением, количеством и соотношением крупных пор. По размерам

отдельные   поры   колеблются   от  субкапиллярных   и  субмикроскопических  отверстий   до

капиллярных каналов и пустот растворения любой формы и размеров вплоть в каверн в

карбонатных   породах.   Отдельные   поры   могут   иметь   трубчатую   форму   наподобие

капиллярной трубки или обособляться в виде ячей и быстро выклинивающихся пустот

между   соприкасающимися   зернами,   могут   предъявлять   собой   тонкие   межзерновые

отверстия   с   плоскими   стенками,   ширина   которых   в   50-100   и   более   раз   превосходит

величину   их   зияния.   Стенки   пор   могут   быть   сложены   чистым   кварцем,   кремнем,

кальцитом   или   покрыты   глинистыми   частицами,   акцессорными   минералами

пластинчатого   габитуса,   а   также   мелкими   обломками   пород.   Извилистость   порового

пространства,   называемая   его  кривизной,   выражается   отношением   расстояния   между

двумя точками, измеренного вдоль порового канала, к расстоянию между ними по прямой

линии.  Точечная  пористость,   как   следует   из   самого   называется.   представляет   собой

совокупность   мельчайших   изолированных   пор,   наблюдаемых   под   бинокулярным

микроскопом   или,   в   том   случае,   если   они   заполнены   нефтью,   при   ультрафиолетовом

облучении.

Пористость и проницаемость являются свойствами, характеризующими породу в

целом. Пористость обломочной породы-коллектора представляет собой функцию ряда ее

петрографических   характеристик:   1)   зерна   -   их   размеры,   морфология,   сортировка,

химический и минералогический состав; 2) основная масса - относительное содержание в

ней различных минералов, характер их распределения, минералогический и химический

состав; 3) цемент - его характер, состав, количество, распределение относительно зерен

основной   массы   [2].   Пористость   хемогенных   пород-коллекторов   зависит   от   таких

факторов, как 1) содержание органических остатков, 2) трещиноватость и отдельность, 3)

растворение   и   переотложение,   4)   содержание   доломита,   5)   перекристаллизация,   6)

содержание глинистого материала, 7) плоскости наслоения.

Количество изолированных пор в  акр-футе¹ средней породы-коллектора огромно

[3], как можно видеть на фиг. 4-1. Поскольку средний диаметр частиц в большинстве

¹Акр-фут   равен   объему,   исчисляемому   из   площади   в   один  акр  (43   560   кв.  футов),

помноженной на мощность в 1 фут, т. е. равен 43 560 куб. футам.

обломочных коллекторов колеблется в пределах 0,002-0,01  дюйма  (0,05-0,25  мм), число

пор   в   одном   акр-футе  коллектора   может   изменяться   от   1   до   1000   триллионов.   В

большинстве песчаных коллекторов радиусы пор изменяются от 20 до 200  мк. Следует

указать,   что   расчеты   для   графика,   приведенного   на   фиг.   4-1,   производились   при

допущении однородности и ромбоэдрической упаковки частиц; в действительности же в

средней обломочной породе частицы далеко не однородны по своим размерам и могут

изменяться в широких пределах. Карбонатные породы характеризуются более высоким

процентным содержанием пустот растворения, чем песчаные породы с такой же общей

пористостью, и, возможно, имеют меньшее количество пор на единицу объема.

Удельная поверхность минеральной части породы, слагающей стенки пор, резко

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  11  12  13  14   ..