ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 33

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  31  32  33  34   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 33

 

 

увеличение или уменьшение структурной амплитуды складок, приведенной к уровню

моря,   в   зависимости   от   того,   в   каком   соотношении   находятся   направление

регионального   падения   и   направление   сокращения   мощности.   Например,   складка,

закартированная на поверхности в виде структурной террасы, может быть выражена в

структуре коллекторского горизонта как замкнутый купол. И наоборот, куполовидная

складка на поверхности может утерять замкнутые очертания на глубине и потому более

не   служить   ловушкой.   На   фиг.   6-8   схематически   показано   возможное   изменение

структуры   с   глубиной   и   смещение   ее   свода,   даже   для   случая,   когда   степень

деформированность   верхних   и   нижних   слоев   разреза   одинакова.  Повторное

складкообразование.  Некоторые   складки   интенсивно   формировались   на   протяжении

всего отрезка геологической истории от образования пород-коллекторов (их диагенеза

и   литификации)   до   настоящего   времени.   Крутизна   таких   складок   прогрессивно

возрастает вниз по разрезу, т.е. с глубиной увеличивается их структурный рельеф. В

подобных условиях наблюдается уменьшение мощности толщ на сводах складок по

сравнению с их крыльями. Иногда утонение прослеживается прерывисто в нескольких

Фиг.   6-8.   Схематические   разрезы,   показывающие   изменение   структурной

амплитуды   и   смещение   свода   складки   с   глубиной   при   наличии   в   районе
выклинивающихся толщ.

Структурный   рельеф   складок   на   всех   профилях   одинаков.   Черные

треугольнички отмечают положение свода складки для каждого из горизонтов.

пачках отложений, в других случаях оно отмечается непрерывно в определенной части

геологического разреза. Резкое увеличение амплитуды складок обычно происходит в

слоях,   залегающих   непосредственно   над   поверхностью   несогласия.   Время

формирования   складок   легко   определить   на   разрезах   и   картах   изопахит   (картах,

показывающих   изменение   мощностей   стратиграфических   подразделений   в   виде

изолиний мощности); доказательством формирования складки служит утонение слоев

на   ее   своде   (см.   также   стр.   544-548).   Некоторые   данные,   позволяющие   судить   о

существовании повторного складкообразования, приведены на фиг. 6-9. Как видно на

схеме, амплитуда складки на поверхности  def  больше, чем на поверхности  аbс.  Это

свидетельствует о том, что формирование структуры происходило во время отложения

пластов   между   двумя   поверхностями   несогласия.   Кроме   того,   можно   сказать,   что

поверхность def была деформирована уже после образования складки в самых молодых

подстилающих   ее  слоях,  которые  вслед  за   тем  были  срезаны  эрозией  и  несогласно

перекрыты   комплексом   вышележащих   отложений.   Подобное   же   скачкообразное

увеличение амплитуды структуры  весьма обычно для многих ловушек, связанных с

антиклинальными   складками.   Примерами   структур,   рост   которых   неоднократно

возобновлялся   после   отложения   коллекторского   горизонта,   являются   складки

Оклахома-Сити  в Оклахоме [18] (см. фиг. 14-7) и Хокинс в Техасе  [19]. Несколько

повторных   этапов   складкообразования   устанавливаются   на   куполовидной   структуре

месторождения   Эрат   в   Луизиане   при   сравнении   серии   структурных   карт   все   более

глубоко залегающих продуктивных горизонтов (фиг. 6-10).

Образование   параллельных   складок.  В   мощном   разрезе   осадочных   пород,

особенно   глинистых   сланцев,   смятом   в   пологие   антиклинали   и   купола,   складки   в

структуре коллектора могут быть практически параллельны складкам в вышележащей

толще   осадков   и   на   поверхности.   Существование   таких   параллельных   складок

означает,   что   во   время   складкообразования   мощности   пластов   существенно   не

изменялись и складки с глубиной становятся все более

Фиг.   6-9.   Схематический   разрез,   показывающий   увеличение   структурного

рельефа   складки   с   глубиной   в   результате   неоднократного   повторения
складкообразования.

Доказательством   неоднократного   складкообразования   служит   утонение

отдельных   слоев   на   своде   погребенной   структуры.   В   приведенном   примере   свой
окончательный вид складка приобрела после трех этапов формирования: первый этап -
до   образования   поверхности   несогласия  def,  второй   этап   -   после   образования
поверхности  def,  но до образования поверхности несогласия  аbс,  третий этап  -  после
отложения наиболее молодых показанных на разрезе слоев.

резко   выраженными   [20].   Пример   параллельных   складок   показан   на   фиг.   6-11.   На

площади, где породы-коллекторы залегают на глубине 2-3 миль, складки в структуре

коллектора большей частью оказываются более резкими, чем в верхних слоях разреза.

Образование дискордантных и диапировых складок.  Характер образующихся складок

зависит   в   частности   от   того,   залегает   ли   некомпетентная   толща   выше   или   ниже

компетентной.   Когда  компетентные   коллекторские  слои  перекрыты  мощной  толщей

мягких   пластичных   пород,   может   наблюдаться   крупное   несоответствие   между

структурными   планами   коллекторов   и   верхних   горизонтов   осадочного   чехла.

Наглядным   примером   этого   могут   служить   некоторые   антиклинальные   складки   на

Среднем   Востоке,   содержащие   крупные   залежи   нефти   (фиг.   6-12).   Компетентные

коллекторские   известняки   Асмари   (миоцен   и   олигоцен)   перекрыты   здесь   серией

переслаивающихся,   крайне   пластичных   эвапоритов   и   глинистых   пород,   которые

деформированы   совершенно   несогласно   с   известняками   Асмари.   Подобные   же

соотношения   наблюдаются   на   нефтяных   месторождениях   Польши,   а   также   в

предгорьях Карпат, где залежи нефти приурочены к флишевым отложениям, развитым

в стратиграфическом диапазоне от мела до олигоцена. В этой области нефтяные залежи

связаны со складками, не прослеживающимися в более молодых Когда некомпетентная

формация  подстилает  компетентную,   развивается   другой   тип   складок.   Для   таких

складок   характерно   наличие   центрального   ядра,   сложенного   более   древними

пластичными породами, которые прорывают вышележащие слои и выжимаются вверх

на своде антиклинали. Подобные складки, называемые  диапировыми,  или  складками

протыкания(фиг. 6-13), весьма обычны в Аквитанском и Карпатском регионах Европы,

а также в СССР, в районе Кавказского хребта [22].

Фиг. 6-10. Структурные карты нефтяного месторождения Эрат в Луизиане по

кровле различных продуктивных горизонтов (St eig, et al., Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol.,
35, Figs. 8, 11, 13, 15, 17, 27).

Показаны повторяющиеся этапы формирования глубоко погруженной складки.

Структура приурочена к лежачему крылу сброса. Изогипсы в футах. Приблизительная
величина структурной амплитуды между произвольными точками  х  и  у  для разных,
горизонтов следующая:  А  - 45 футов,  Б  - 71 фут,  В  - 83 фута,  Г  - 153 фута,  Д  - 155
футов,  Е  -   172   фута.   Карты   изопахит   стратиграфических   интервалов   между   по-
верхностями,   по   которым   построены   структурные   карты,   показали   бы   следующее
изменение   мощности   между   теми   же   пунктами,   отражающее   прирост   структурной
амплитуды: между Е и Д - 17 футов, между Г и В - 70 футов, между В и Б - 12 футов,
между Б и А - 26 футов и выше А - 45 футов, а всего 170 футов (точнее 172 фута) на
толщу общей мощностью 11 600 футов.формациях [21], и структурный план последних
не может оказать помощь в поисках древних антиклинальных структур.

Фиг. 6-11. Параллельные складки.
Образование   параллельных   складок   может   обусловливать   увеличение

структурной   амплитуды  складки   с  глубиной.  Особенно   важно  это  для  районов,  где
породы-коллекторы залегают в нескольких милях от поверхности. На большей глубине
складки такого типа полностью выполаживаются.

Фиг. 6-12. Разрез нефтяного месторождения Масджеде-Солейман, Иран (Lees, in

The Science of Petroleum, 1, p. 147, Fig. 4).

Продуктивны   известняки   Асмари   (нижний   миоцен   и   верхний   олигоцен).

Хорошо   видно   крупное   несоответствие   структурных   форм   между   верхними
некомпетентными   толщами   песчаников,   глинистых   сланцев   и   эвапоритов   верхнего
фарса (миоцен - плиоцен) и подстилающими компетентными известняками Асмари. Из
этой залежи получено более 1 млрд. баррелей нефти.

Складки с ядром протыкания, сложенным выжатыми подстилающими породами,

обычно сильно сжаты; для них характерно вертикальное или близкое к вертикальному

падение   слоев   вблизи   осей.   Если   подстилающие   породы   представлены   каменной

солью,   что,   например,   наблюдается   в   Румынии,   такие   структуры   часто   называются

«соляными   антиклиналями».   Там   же,   где   ядро   складки   образовано   глинистыми

породами, иногда обратится грязевые вулканы и грязевые потоки (см. фиг. 2-5)¹. Кроме

того, в составе прорывающих пород отмечаются пески, ангидриты, глинистая брекчия,

а также битумы или асфальт.

¹Установлено, что возникновение грязевых вулканов связано не с диапировыми иками,

а с наличием аномально высоких пластовых давлений в газоносных породах. - Прим. ред.

Нефтяные   залежи,   связанные   с   диапировыми   складками,   обычно   залегают   в

пологонаклоненных   пластах,   примыкающих   к   крутопадающим   слоям   вокруг   ядра

протыкания.   Ранее   считалось,   что   углеводороды   выжимались   из   пород,   слагающих

ядро протыкания, и накапливались в окружающих коллекторах. Однако в настоящее

время полагают, что диапировые складки представляют собой только специфическое

проявление деформаций в условиях сочетания компетентных и некомпетентных толщ и

не имеют генетической связи со скоплениями углеводородов. Важное значение этих

структур для нефтегазонакопления ограничивается их ролью в формировании ловушек.

Погребенные   возвышенности.  «Погребенными   возвышенностями»   называют

некоторые   складки,   перекрывающие   захороненные   топографические   выступы   [23].

Такие   возвышенности   изучались   многими   геологами,   причем   роль,   которую   они

играют в формировании вышележащих куполовидных складок или антиклиналей,

Фиг. 6-13. Схематический разрез диапировой складки.
Залегающая внизу некомпетентная толща прорывает складку в перекрывающих

компетентных,   формациях.   Следует   сравнить   этот   тип   структуры   со   складками,
развитыми на нефтяном месторождении в Иране (см. фиг. 6-12 и 6-21).

толковалась   по-разному.   Обычно   удавалось   доказать,   что   перекрывающие   осадки

испытывали дифференциальное уплотнение над выступом или облекали его склоны,

образуя, таким образом, пологую складку, над гораздо более резкой структурой в более

глубоких породах-коллекторах [24].

Многие из погребенных возвышенностей в действительности не представляли

собой выраженные в рельефе поверхности выступы во время накопления несогласно

перекрывающих их осадков. При недостаточно детальном изучении их можно принять

за   приподнятые   участки,   вокруг   которых   в   течение   определенного   промежутка

геологического   времени   происходило   уплотнение   осадков   с   образованием

куполовидной структуры, но на самом деле они часто являются обычными складками,

выраженными в структуре поверхности несогласия. Отсутствие выраженного в рельефе

выступа   можно   легко   установить   на   стратиграфических   профильных   разрезах,

построенных   по   выровненной   поверхности   (см.   стр.   540).   Многие   из   подобных

структур   представляют   собой   погребенную   антиклиналь   с   полностью   или   почти

полностью   снивелированной   к   началу   отложения   вышележащих   осадков

поверхностью,  причем  формирование  складки  возобновилось  уже  после  накопления

более молодых толщ.

Однако   погребенные   возвышенности   могут   являться   и   настоящими

выраженными в рельефе выступами, такими, как биогермы (или органогенные рифы)

либо плотные линзы, сложенные породами типа песчаников и гравелитов и залегающие

среди глин и глинистых сланцев. В этих случаях образование складки в вышележащих

слоях осадочных пород может быть обусловлено двумя причинами.

1.   Оно   может   определяться   более   значительным   уплотнением   за   пределами

выступа,   где   покрывающие   глинистые   осадки   имеют   большую   мощность,   чем   над

вершиной  выступа.  Такое  различие  в уплотнении   приводит  к  изгибу   вышележащих

слоев   у   краев   выступа   и,   следовательно,   формированию   антиклинальной   складки.

Трудно   представить   себе,   чтобы   такая   складка   прослеживалась   в   разрезе   немного

выше, чем непосредственно перекрывающие и окружающие выступ толщи глинистых

сланцев. Это объясняется  тем, что глинистые  осадки,  по-видимому, должны быть в

процессе диагенеза литифицированы и уплотнены до сланцев, а неровности рельефа

снивелированы 

Фиг. 6-14. Схематические разрезы антиклинальных складок.
На   разрезе  А  различие   мощностей   в   интервалах  аа'  и  bb'  указывает   на

существование погребенного выступа рельефа на эрозионной поверхности, а разность
этих мощностей позволяет установить амплитуду выступа, над которым образовалась
складка в вышележащих формациях. На разрезе Б мощности  се' и  dd'  одинаковы, что
доказывает отсутствие топографического расчленения поверхности несогласия.

Фиг. 6-15. Схематические разрезы, показывающие суммарный эффект сочетания

асимметричных   складок   и   конвергенции   слоев   в   результате   уменьшения   мощности
формаций.

Штриховая   линия   показывает   положение   оси   асимметричной   складки   при

постоянной мощности отложений. На разрезе А формации утоняются в сторону крутого

крыла складки, и свод структуры смещается в направлении уменьшения мощности. На
разрезе Б утонение происходит в сторону пологого крыла асимметричной складки, и в
этом же направлении смещается ее сводовая часть

эрозией. В результате накапливающиеся в более позднее время толщи будут, видимо,

иметь одинаковую мощность и соответственно в равной мере подвергаться уплотнению

на всех участках.

2. Выраженные в рельефе выступы могли локализовать образовавшиеся позднее

в   регионе   складки.   Такая   локализация   складок,   возможно,   является   результатом

первичных   седиментационных   наклонов   слоев   вокруг   выступа   или   биогерма,   при

которых   углы   падения   вышележащих   слоев   от   центральной   части   выступа   могут

достигать   30°   [25].   Там,   где   погребенный   выступ   связан   с   образовавшейся   ранее

антиклиналью или разрывом, он, видимо, мог локализовать более поздние деформации,

в результате  чего  складка  прослеживается  далеко  вверх по разрезу  в гораздо  более

молодые отложения.

Присутствие погребенных возвышенностей может быть установлено по картам

изопахит, на которых показана мощность стратиграфического интервала разреза между

поверхностью   несогласия   и   ближайшим   вышележащим   маркирующим   горизонтом.

Местами, как видно на фиг. 6-14, Б где dd'  имеет такую же мощность, как  ее'), почти

никаких   данных   о   присутствии   сколько-нибудь   заметных   топографических

неровностей   на   поверхности   несогласия   не   обнаруживается.   Различие   мощностей   в

интервалах  аа'  и  bb'  на   фиг.   6-14,  А  ясно   указывает   на   наличие   выступа.  Роль

погребенных  возвышенностей   как   причины   образования   складок   в   результате

неравномерного уплотнения вышележащих осадков, видимо, чрезмерно преувеличена.

Представляется более вероятным, что формирование многих из складок, связанных с

подобными   погребенными   возвышенностями,   обусловлено   главным   образом

обычными   тектоническими   деформациями,   которые   были   локализованы   такими

геологическими формами, как складки, сбросы, первичные наклоны слоев и интрузии

магматических пород.

Асимметричные   складки.  Образование   асимметричной   складки   приводит   к

смещению   свода   антиклинали   с   глубиной   в   направлении   более   пологопадаю-щего

крыла.  Смещение   может  достигать   значительной  величины,   если  глубина  залегания

потенциально   нефтегазоносных   коллекторов   составляет   2-3   мили   и   в   то   же   время

существенно различаются углы падения слоев на противоположных крыльях складки.

Положение свода структуры на глубине можно подсчитать по данным, полученным на

поверхности и в верхних слоях разреза [26], или установить

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  31  32  33  34   ..