ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 39

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  37  38  39  40   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 39

 

 

Первичные стратиграфические ловушки

Образование первичных стратиграфических ловушек непосредственно связано с

обстановкой   осадконакопления   -   оно   зависит   от   характера   материала,   слагающего

коллекторы, и условий, при которых отлагались породы. Слабопроницаемые породы,

ограничивающие  эти ловушки сверху, как и эффективное  поровое пространство,  по

существу   являются   образованиями   первичных   седиментационных   процессов.   Такие

ловушки могут быть также¹ названы «седиментационными» и «диагенетическими» [2].

Эффективность   (улавливающая   способность)   первичной   стратиграфической

ловушки зависит главным образом от формы и условий залегания толщи коллекторов.

1

В американской литературе под термином «стратиграфические ловушки» понимаются,

помимо чисто стратиграфических и литологические ловушки (см. также примечание редактора
на стр. 219). - Прим. ред.

Форма   ловушки,   как   показано   на   фиг.  1-1,  А,  может   полностью   определяться

линзовидной формой пористого и проницаемого тела, образующего резервуар, или она

может   быть   частично   ограничена   расположенной   вверх   по   восстанию   зоной

выклинивания толщи коллекторов на фоне общего моноклинального падения пластов

(фиг. 7-1, Б). Известны все промежуточные формы и комбинации этих двух основных

ситуаций.

Фиг.   7-1.   Схематическое   изображение   типичной   линзовидной   ловушки,

полностью   окруженной   непроницаемыми   породами  (А)  и   зоны   выклинивания
проницаемых   пород,   расположенной   вверх   по   региональному   восстанию   слоев   на
гомоклинали (Б). Стрелкой показано направление падения пластов.

Первичные   стратиграфические   ловушки   могут   быть   подразделены   на   две

основные   группы:   1)   линзы   и   фациальные   замещения   обломочных   пород   и

изверженные породы; 2) линзы и фациальные замещения хемогенных пород, включая

биостромы, органогенные рифы и биогермы.

Линзы и фациальные замещения обломочных пород

Некоторые   резервуары   представляют   собой   относительно   маломощные

линзовидные   тела   пористых   и   проницаемых   обломочных   пород,   заключенные   в

слабопроницаемых   осадках.   Площадь   их   распространения   обычно   измеряется

несколькими квадратными километрами, хотя отдельные тела достигают чрезвычайно

больших размеров. Чаще всего линзы сложены обломочным материалом - песчаными

породами,   ракушечниками;   в   особый   класс   можно   выделить   линзовидные   тела,

сложенные   выветрелыми,   брекчированными   и   переотложенными   изверженными   и

метаморфическими   породами,   которые   известны   под   названиями   «базальты»   и

«серпентиниты». Образование многих линзовидных песчаных тел, в особенности тех,

которые   приурочены   к   обращенной   в   сторону   моря   части   быстро   погружавшихся

седиментационных бассейнов, связано с турбидитами, хотя распознавание последних

часто бывает затруднительным.

Граница между линзовидным телом и вмещающими отложениями может быть

как   резкой,   так   и   постепенной.   Породы,   слагающие   линзы,   либо   одновозрастны

вмещающим   отложениям,   либо   несколько   древнее   их   [но   могут   быть   и   более

молодыми]. С увеличением площади распространения линзы переходят в фациальные

зоны, характеризующиеся ограниченной площадью распространения, которые в свою

очередь замещаются отложениями обычного фациального состава.

Под фациальным замещением понимается постепенное (реже резкое) изменение

характера пород в латеральном направлении внутри формации, которое обусловлено

одновременным   отложением   различных   осадков   [3].   Если   эти   изменения   касаются

литологического состава пород, это  литофациалъное замещение;  если они связаны с

изменением   состава   ископаемых   организмов,   говорят   о  биофациалъном   замещении.

Литофациальное замещение проницаемых пород непроницаемыми является причиной

образования многих ловушек, содержащих залежи нефти и газа. Поскольку зоны лито-

фациальных замещений, обычно имеющие региональное распространение, встречаются

в природе значительно чаще, чем линзовидные тела, они имеют большее значение при

анализе геологического строения регионов. Слово «фация» может использоваться как

общий   термин,   применяемый   по   отношению   к   различным   формациям,   отдельным

песчаным   линзам   или   отложениям   органогенных   рифов;   например,   песчаная   фация

формации Чероки (пенсильваний) Оклахомы и Канзаса или рифовая фация верхнего

девона   Альберты¹.   Когда   песчаники   вверх   по   восстанию   гомоклинали   переходят   в

глинистые   породы   или   когда   проницаемые   доломиты   в   подобных   же   условиях

замещаются слабо проницаемыми известняками, то линия выклинивания проницаемых

пород, расположенная вверх по их восстанию, является границей ловушки или группы

ловушек.

Залежь нефти и газа может заполнять все поровое пространство песчаной линзы

или   занимать   только   самую   верхнюю   часть   ее.   Если   региональная   структура

представляет собой гомоклиналь, нефть и газ могут заполнять участки неправильной

формы  вдоль верхней  границы  выклинивания  проницаемых  пород. При проведении

исследовательских   работ   необходимо   помнить,   что   если   обнаружена   одна   такая

первичная   стратиграфическая   ловушка,   содержащая   нефть,   поблизости   могут

находиться   и   другие   подобные   залежи,   поскольку   условия,   определяющие

возникновение   ловушек,   связанных   с   линзами   и   зонами   фациального   замещения,

имеют обычно региональное распространение, и, следовательно, локальные явления с

большей   долей   вероятности   должны   неоднократно   повторяться   на   обширной

территории.

Во многих регионах, где в песчаных породах содержатся залежи нефти и газа,

распространение   залежей   отражает   неравномерное   расположение   участков   развития

песчаных зон, линз, баров и русел. В качестве примера можно привести песчаник Сёрд-

Стрей группы Венанго (девон), развитый в северо-западной части Пенсильвании, близ

исторически   известной   скважины   Дрейка   [4].   В   этом   регионе   было   открыто   много

богатых залежей, связанных с не повсеместно распространенными песчаниками Сёрд-

Стрей [фиг. 7-2]. Кроме того, здесь установлены подобные же песчаные зоны в более

молодых и более древних отложениях (см. фиг. 7-17).

Замещение   в   латеральном   направлении   верхнемиссисипских   песчаников

южного Иллинойса непроницаемыми породами показано  на литологическом разрезе

фиг. 7-3. Для миссисипских пород характерно развитие отдельных песчаных тел, линз,

баров,   русел   и   зон   фациального   замещения;   эти   отложения   срезаются   к   северу

несогласно   перекрывающими   их   формациями   пенсильванского   возраста,   которые

также   содержат   линзовидные   песчаные   тела.   Здесь   в   песчаниках   миссисипского   и

пенсильванского возраста обнаружены многочисленные залежи нефти; большинство их

связано со струк-

¹По-видимому, в термин «фация» автор вкладывает несколько иной смысл, чем принято

в советской литературе. - Прим. ред.

Пропуск стр. 276-292

близости   с   низкопродуктивными   скважинами¹.   Нефти   большей   частью   легкие,   с

удельным   весом   0,84-0,83   (36-39°  API),   но   имеются   и   более   тяжелые.   Нефти

высокопарафинистые;   пластовая   вода   в   большинстве   месторождений   встречается

редко. Разрез типичной залежи, связанной с серпентинитами, показан на фиг. 7-22. До

настоящего времени залежи нефти в серпентинитах были выявлены только в этой части

территории Техаса, где они были открыты в результате бурения «случайных» скважин

или   бурения   в   зонах   магнитных   аномалий.   Несмотря   на   необычный   характер

коллекторов   и   ловушек,   нефтяные   залежи   здесь,   как   и   на   других   месторождениях,

приурочены   к   телам   проницаемых   пород   с   выпуклой   кровлей,   перекрытых

непроницаемыми отложениями.

На месторождении Хатибонико примерно в 30 км к юго-востоку от Харауэка в

провинции Санта-Клара на Кубе нефтесодержащие породы представлены истинными

серпентинитами [24]. Залежь здесь вскрыта более чем 1200 скважинами, но количество

добываемой на месторождении нефти невелико.

Линзы и фации хемогенных пород

Два   основных   класса   первичных   стратиграфических   ловушек   выделяют   в

хемогенных   отложениях,   большую   часть   которых   составляют   карбонатные   породы.

Оба они имеют большое значение для добычи нефти и газа. Этими классами являются

следующие:

1.

Пористые фации, литофации или биофации, заключенные среди обычных

слабопроницаемых глинистых пород, известняков или доломитов. Линзы таких пород с

почти   плоскими   ограничивающими   поверхностями,   состоящие   из   карбонатных

остатков организмов, называются биостромами;

2.

Пористые   карбонатные   массивы,   имеющие   форму   линз   или   холмов   и

сложенные   главным   образом   обломками   скелетов   донных   прикрепляющихся

организмов   и   окруженные   слабопроницаемыми   породами.   Такие   тела   называются

органогенными рифами, или биогермами.

Пористые   карбонатные   фации.  Ловушки   этой   группы   могут   иметь   как

локальное, так и региональное распространение. Они напоминают песчаные фации, но

слагающие   их   породы   имеют   хемогенную   природу   и   обычно   представлены

карбонатами.   Наиболее   часто   встречающийся   тип   таких   ловушек   возникает   в

результате   доломитизации   известняков;   отложившиеся   магнезиальные   карбонатные

осадки   имеют   меньший   объем,   чем   карбонат   кальция,   удаленный   в   результате

растворения. Таким образом, при доломитизации образуются пористые и проницаемые

породы (см. также стр. 127 -128). Некоторые ловушки этого класса созданы песчаными

или   кремнистыми   фациями,   заключенными   в   толще   карбонатных   пород.   Другие

связаны   с   линзами   перекристаллизованных   обломочных   пород,   состоящих   главным

образом   из   скелетов   организмов,   ракушечников,   оолитов   и   обломков   карбонатов.

Подобные слоистые пластовые тела, сложенные органическими остатками, являются

биостромами   [25].   Одни   из   них   образованы   на   месте,   вероятно,   скелетами   донных

прикрепляющихся организмов, другие - остатками организмов, перенесенных волнами

или течениями.

Зона   замещения   вверх   по   восстанию   пластов   проницаемой   доломитовой   фации

известняков Трентон (средний ордовик), простирающихся на 170 миль через северо-западную

часть Огайо и северную Индиану, определяет положение многочисленных нефтяных и газовых

залежей [26] (фиг. 7-23, см. также стр. 128). На всем этом расстоянии залежи распространены

почти   непрерывно,   но   наибольшая   их   концентрация   отмечается   в   более   пористой

доломитизированной   части   формации.   Поскольку   природа   и   время   развития   процесса

доломитизации   неизвестны,   нет   возможности   установить,   являются   те   или   иные   ловушки

первичными или вторичными. Ловушка считается первичной, если местная 

¹Значительно позже было установлено, что подобная картина характерна для залежей,

приуроченных к трещинным коллекторам. - Прим. ред.

Пропуск стр. 294-296

других организмов и слагающими линзу биострома, которая залегает непосредственно

над   поверхностью   несогласия   между   пенсильванскими   и   ордовикскими   отложениями.

Криноидные   отложения,   по-видимому,   имеют   определенную   генетическую   связь   с

куполовидной   структурой.   Возможно,   что   биостром   формировался   как   сложенный

известняковыми обломками прибрежный бар, или он представлял собой риф, образованный

донными организмами, обитавшими на приподнятом участке дна древнего бассейна. Подобный

резервуар   в   виде   линзы   ракушечников,   или   биостром,   известен   на   юго-восточном   крыле

куполовидной структуры Лисбон в Луизиане [28]; соотношение его со структурой показано на

фиг.   7-27.   Тектонические   движения,   в   результате   которых   образовалась   куполовидная

структура,   происходили   после   отложения   ракушечников;   по-видимому,   эти   движения

оказывали   очень   небольшое   влияние   или   вообще   не   влияли   на   положение   рифа,   что

подтверждается   отсутствием   уменьшения   мощности   дорифовых   отложений   на   своде

структуры.

Органогенные рифы. К органогенным рифам самых разнообразных размеров и

форм приурочено множество крупных залежей нефти, особенно в Северной Америке

[29]. Органогенные рифы - довольно часто встречающиеся образования, они известны в

отложениях всех систем - от докембрийских до современных. Некоторые из них нацело

сложены   остатками   организмов,   захороненных   на   месте   обитания,   но   большинство

рифов   представляет   собой   сложный   комплекс   чередования   слоев,   сложенных

остатками   организмов,   захороненных   на   месте   обитания,   и   обломков   организмов   и

раковин [30]. Ввиду трудности поисков рифов (многие, если не большинство залежей,

связанных   с   рифами,   были   открыты   случайно   или   при   разведке   на   другие   типы

ловушек)   пройдет   еще   много   времени,   пока   удастся   достоверно   оценить   их

потенциальные возможности

1

. Однако благодаря богатству залежей, приуроченных к

ископаемым   рифам,   в   будущем   поискам   рифовых   ловушек   на   всем   земном   шаре,

видимо,   будет   отводиться   более   существенная   и   все   возрастающая   роль   в   наших

исследованиях.

Рифы этого типа получили название «коралловых рифов» еще до того, как стало

известно, что во многих из них кораллы либо вообще отсутствуют, либо содержатся в

очень   небольших   количествах.   Термин   «органогенный   риф»   представляется

наилучшим [31], в настоящее время он широко используется геологами. Этот общий

термин применяется к рифам всех форм и размеров, состоящим в значительной мере из

органических остатков и залегающим среди осадков различного характера. Округлые

куполовидные   органические   массивы   называются  биогермами  [32].   Каммингс   [33]

определил   биогерм   как   «любой   куполовидный,   холмовидный   или   другой   округлой

формы ограниченный массив, сложенный исключительно или в значительной степени

остатками   прикрепляющихся   донных   организмов,   таких,   как   кораллы,

строматопороидеи, водоросли, брахиоподы, моллюски, криноидеи, и залегающий среди

нормальных   пород   иного   литологического   состава»   [33].   Термин   «биогерм»   может

использоваться для отличия любых округлых рифов от вытянутых, имеющих десятки и

даже   сотни   миль   в   длину   и   лишь   несколько   миль   в   ширину.   Известняковые   или

доломитовые   тела,   для   которых   не   может   быть   установлено   их   преимущественно

органическое   происхождение,   называются

 известняковыми   массивами,

известняковыми банками, известняковыми рифами, рифовыми телами, рифоподобными

отложениями или просто рифами.

После того как продуктивный органогенный риф полностью разбурен и залежь

из него извлечена, выявляются характерные особенности его геологического строения -

его размеры, очертания и внутренние изменения. Но при проведении поисковых работ

или когда первые скважины встретят на глубине рифовые отложения, правильно

1

В настоящее время довольно хорошо изучены общие закономерности развития рифов.

В   определенных   геологических   условиях   эти   рифы   можно   уверенно   выявлять   с   помощью
геофизических методов разведки, и поэтому имеется возможность проводить поиски залежей
нефти   и   газа,   связанных   с   рифовыми   массивами,   целенаправленно,   а   не   случайно.   Так,
например, проводятся поиски нефти и газа в Предуральском прогибе.- Прим. ред.

предсказать,   какой   тип   разведки   окажется   наиболее   эффективным   и   в   каком

направлении   должна   развиваться   разведка,   можно   только   в   том   случае,   если   будет

распознана   вероятная   форма   рифа   и   основные   черты   его   строения.   Поэтому   для

изучения органогенных рифов, которые погребены под более молодыми отложениями

и   геологическое   строение   которых,   как   и   окружающих   риф   образований,   известно

только по данным буровых скважин, полезны исследования как современных растущих

в океанах рифов, так и ископаемых рифов, обнажающихся на поверхности во многих

районах земного шара. Изучение логично проводить в такой последовательности: 1)

современные органогенные рифы,

Фиг. 7-28. Разрез типичного берегового рифа (Yonge, Endeavour, p. 144, 1951).
Показаны различные отложения, образующие рифовый комплекс. 
1 - берег; 2 - защищенная от волн рифовая отмель; 3 - гребень рифа; 4 - осыпь.

2)   ископаемые   органогенные   рифы,   обнаженные   в   результате   последующей

эрозии; 3) погребенные нефтегазоносные органогенные рифы.

Современные   рифы.  В   настоящее   время   в   теплых   морях   Индонезии,

Индийского океана и региона Флорида - Багамские острова - Вест-Индия происходит

формирование   четырех   основных   типов   органогенных   рифов   [34]:   береговых,

барьерных, атоллов и столовых рифов.

Береговые   рифы  почти   вплотную   примыкают   к   береговой   линии.   Во   время

низких отливов они выступают над поверхностью моря в виде шельфа или плоской

террасы шириной от нескольких футов до четверти мили (фиг. 7-28). Среди известных

береговых   рифов   наибольшую   длину   имеет   риф   вдоль   побережья   Красного   моря,

который   протягивается   практически   без   перерывов   более   чем   на   2700   миль   [35].

Шельф, образованный береговым рифом, сложен в основном породами, состоящими из

скелетов   рифостроящих   организмов.   Однако   на   его   внешнем,   обращенном   к   морю

склоне в изобилии встречаются живые кораллы и другие организмы, которые обычно

заселяют склон до глубины около 20 морских саженей. Морской склон берегового рифа

круто погружается от узкого рифового шельфа. Построенные различными организмами

рифовые структуры постоянно подвергаются здесь разрушающему воздействию волн.

Часть обломков рифовых пород, иногда очень крупных, отрывается волнами от края

рифов и выносится на берег. Но значительное количество обломков биогенных пород

сносится  вниз  вдоль морского  склона,   где  под  воздействием   отливов они  образуют

спускающуюся   к   морскому   дну   осыпь.   На   внутренней   стороне   рифа   обычно

наблюдается тона скопления валунных обломков рифовых пород. Между этой зоной и

берегом   острова   или   континента,   с   которым   связан   береговой   риф,   может

располагаться   внутренняя   низина  -  небольшой   пролив   с   плоским   дном,   в   пределах

которого процессы аккумуляции осадков и их разрушения находятся в равновесии.

По мере того как риф разрастается в сторону открытого моря, его внутренний

пролив расширяется и углубляется; в результате береговой риф может превратиться в

барьерный   риф,  который   представляет   собой   волнорез,   или   барьер,   защищающий

внутреннюю лагуну. Глубина лагуны, как правило, не превышает 30 морских саженей;

дно  лагуны  обычно   плоское,   оно  круто   поднимается   к  внутреннему  склону  живого

рифа   и   полого   -   в   сторону   берега.   У   краев   лагуны   дно   моря   покрыто   слоем

«известнякового   песка»;   в   ее   спокойных   водах   пышно   разрастаются   крупные

ветвящиеся  кораллы.  В  центральной   части  более   глубоких   лагун  коралловый  песок

может замещаться бесструктурным илом. Поскольку осадконакопление в лагуне весьма

замедлено   [36],   здесь,   вероятно,   развиваются   процессы   растворения   известкового

материала и перемещения пелитовых частиц в виде суспензии. С лагунной стороны

ископаемых рифов в осадках часто содержатся эвапориты, оолиты, а также красные и

зеленые   глинистые   осадки.   Береговые   рифы   обычно   формируются   у   берегов,   для

которых характерны крутые уступы, или клифы, тогда как барьерные рифы - у берегов

с пологим склоном на расстоянии нескольких миль от них. Поэтому асимметричные

острова   могут   быть   окаймлены   с   одной   сторны   береговым   рифом,   с   другой   -

барьерным.

Наиболее   представительным   и   крупным   является   Большой   Барьерный   риф   у

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  37  38  39  40   ..