ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 41

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  39  40  41  42   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 41

 

 

неслоистым   доломитом,   пористым   и   кавернозным.   Размер   каверн   изменяется   от

нескольких дюймов до фута и более в диаметре; они образовались, по-видимому, из

первичных пустот, измененных в результате растворения и переотложения материала.

Внешние   части   биогермов   обычно   переходят   в   тонкослоистые,   плотные,   не

содержащие   окаменелостей   доломиты   с   рассеянными   желваками   кремня.   Слои

доломитов круто падают во все стороны от центрального массива под углами от 40 до

70°. Такое крутое падение слоев, по-видимому, произошло в результате оползания и

уплотнения известкового ила [50]. По направлению к центру биогерма окружающие его

доломитовые пласты обычно увеличиваются в мощности и вклиниваются в рифовые

породы. Все имеющиеся данные указывают на то, что биогермы ниагарского возраста

росли   в   мелководной   части   бассейна   и   в   виде   небольших   холмов   высотой   от

нескольких   футов   до   нескольких   десятков   футов   воздымались   над   окружавшим   их

дном моря, где отлагались тонкозернистые известковые илы.

Органогенные рифы ниагарского возраста, например, в Иллинойсе и Индиане,

сложены почти чистыми карбонатными породами (известняками или доломитами), для

которых   характерно   более   высокое   по   сравнению   с   нормальными   межрифовыми

отложениями   электрическое   сопротивление.   В   отличие   от   многих   других

известняковых  толщ  эти породы  пе  содержат  включений  кремня.  Ширина  рифовых

массивов колеблется от немногих футов до нескольких миль, а высота от нескольких

футов   до   тысячи   футов.   Их   форма   изменяется   от   округлой,   эллиптической   до

гребневидной.   Рифы   могут   состоять   только   из   массивного   ядра,   непосредственно

контактирующего с окружающими риф формациями. В других случаях ядро

Фиг. 7-35. Распространение известных обнажающихся и погребенных биогермов

в силурийских отложениях (главным образом серии Ниагара) на востоке центральной
части   США   (Lowenstam,  RI  145,  Illinois  Geol.  Surv.,   1950).  1  -   области   отсутствия
силурийских   отложений;  2  -   области,   где   силурийские   отложения   обнажаются   на
поверхности;  3  -   области,   где   силурийские   отложения   перекрыты   более   молодыми
слоями; 4 - рифы.

Фиг. 7-36. Разрез органогенного рифа (биогерма) ниагарского возраста (средний

силу: в долине реки Уобаш, северная часть Индианы (Gumings, Shrock, Bull. Gee Soc.
Am., 39, p. 598, Fig. 7, 1928).

Диаметр рифа около 2000 футов, а высота его в приведенном разрезе 145 футов.

Риф начал расти на глинистом основании, а позже благодаря увеличению своего веса
он частично погрузился в подстилающие глины.

может   контактировать   со   слоистыми   отложениями,   сложенными   снесенным   с   рифа

детритом и падающими во все стороны от биогерма. Детальное строение одного из

таких рифов показано на фиг. 7-36.

Весьма   эффектным   обнаженным   древним   рифом,   аналогичным   современным

барьерным  рифам,   является   риф  Капитан   в  Пермском   бассейне   западного   Техаса   и

Нью-Мексико [51], показанный на фиг. 7-37. Этот риф, частично расположенный над

дневной   поверхностью,   а   частично   залегающий   под   ней,   намного   превышает   по

размеру все другие известные ископаемые рифы и достигает мощности 1200 футов и

более, простираясь на расстояние примерно 400 миль (см. фиг. 3-10). В пределах почти

всей его погребенной  части  (ВВ')  открыто множество нефтяных и газовых залежей.

Природа этого массивного тела, сложенного доломитовыми известняками, и столь же

мощного   нижележащего   рифа   Готсип   не   была   установлена   в   течение   длительного

времени.   Это   объясняется,   главным   образом,   ошибочной   интерпретацией

содержащихся   в   породах   органических   остатков,   что   представляет   собой   трудную

проблему. Рифы Капитан и Готсип стратиграфически относятся к гваделупской серии

пермской системы и территориально приурочены к зоне перехода от глубоководных

(содержащих   прослои   известняков)   кластических   песчаных   отложений   Пермского

бассейна   к  известнякам  зарифовой   или  лагунной  областей,   для  которых  характерна

эвапоритовая   седиментация   в   условиях   мелководья.   Другим   крупным,   рифовым

сооружением   является   риф   Або-Уичито-Олбани   в   пермских   отложениях   западного

Техаса и Нью-Мексико. Он представляет собой узкую полосу, обрамлявшую бассейн

Мидленд с запада, севера и востока. Здесь в локально развитых рифовых поднятиях

обнаружено   свыше   шестидесяти   нефтяных   залежей,   и   ожидается   открытие   еще

большего их количества [52].

В горах Сакраменто, Нью-Мексико, [53] в отложениях формации Лейк-Валли

миссисипской   системы   обнажаются   типичные   биогермы,   содержащие   остатки

криноидей.   Эти   биогермы   представляют   собой   округлые,   холмовидные,   имеющие

плоскую подошву тела, которые сложены твердыми известняками, без каких бы то ни

было отличительных черт; типичный пример такого массива показан на фиг. 7-38. Они

выделяются по отсутствию слоистости, что особенно характерно для их центральных

частей.  Размеры их бывают весьма различными, но некоторые  рифы достигают  200

футов мощности и 1 мили в диаметре основания. Начальный наклон слоев от центра

массивов   достигает   40°.   Единственными   ископаемыми   органическими   остатками

являются отдельные обособленные известняковые стебли криноидей, встречающиеся

на   предполагаемой   лагунной,   или   подветренной,   стороне   рифа,   где   развиты   фации,

представленные   слабосцементированными   обломками   криноидей.   Очевидно,

детритовые осадки смывались с растущего биогерма. Эти отложения переслаиваются с

породами   внешнего   края   биогерма,   от   которых   они   отделяются   отчетливыми

литологическими контактами. Для лагунной области типичны также песчаные фации, а

дальше   по   направлению   к   ее   внутренним   частям   развиты   известковые   мергели   с

ископаемыми   органическими   остатками;   обе   эти   фации   слабо   развиты   или   вообще

отсутствуют   на   обращенной   к   морю   стороне   рифа.   Поскольку   мощность   слоев,

прилегающих   к   рифу   и,   по-видимому,   сложенных   снесенным   с   него   обломочным

материалом,   увеличивается   в   сторону   рифового   тела,   а   перекрывающие   слои

непосредственно   над   биогермами   резко   утоняются   по   сравнению   с   межрифовыми

участками, Лаудон и Боушер сделали вывод о том, что отдельные биогермы в виде

холмов возвышались над дном моря.

В   группе   Борден,   или   Нобстон   (нижний   миссисипий),   Индиана,   биогермы

встречаются   в   виде   отдельных   известняковых   массивов,   сложенных   в   основном

остатками криноидей и содержащих множество включений кремня.

Эти массивы полностью заключены в обломочных отложениях - алевролитах и

мелкозернистых песчаниках с тонкими прослоями глинистых сланцев [54]. Биогермы

группы   Борден   росли   одновременно   с   накоплением   окружающих   их   обломочных

осадков.

Рифостроящие организмы из красноцветных отложений перми в районе Саут-

Парк, Колорадо, были описаны Джонсоном [55]. Этот риф, по-видимому, был построен

всего   одним   видом   известковых   водорослей,   крупная   колония   которых   развивалась

здесь на протяжении длительного времени. Размеры рифа в плане составляют 1100×300

футов,   а   мощность   его   достигает   80   футов.   Он   асимметричен   по   форме   и   от   него

отходят неравномерно

Фиг. 7-38. Разрез одного из типичных биогермов пачки Аламогордо формации

Лейка   Валли   (миссисипий)   в   районе   гор   Сакраменто,   юго-восток   Нью-Мексико
(Laudon,  Bowsher,  Bull.  Am.  Assoc.  Petrol.  Geol.,   25,  p.   2128,  Fig.   10,   1941).  Этот
биогерм,   по-видимому,   подобен   погребенным   продуктивным   биогермам   на   севере
Техаса.  1  - пачка Дона-Ана;  2  - пачка Арсент;  3  - фация верхних серых кремнистых
криноидных известняков Аламогордо; 4 - фация голубовато-серых мергелей; 5 - фация

зеленых криноидных песков;  6  - серая криноидная фация;  7  - фация плотных черных
кремнистых известняков Аламогордо;  8  - фация серых алевролитов Таонурус пачки
Аламогордо; 9 - формация Кабаллеро; 10 - биогермная фация пачки Аламогордо.

расположенные   выступы   водорослевых   известняков,   вклинивающиеся   в   крас-

ноцветные пласты. При изучении материала биогерма под микроскопом выяснилось,

что органогенные структуры частично разрушены при кристаллизации доломита. Тем

не   менее   в   известняках   определены   остатки   водорослей,   представленные

многочисленными соединенными друг с другом и разорванными нитями, трубочками и

массами клеточной ткани.

Многочисленные, местами продуктивные рифы пермского возраста установлены

в Предуральском прогибе в СССР [56]. Один из таких обнаруженных рифов - шихан

Тра-Тау - показан на фиг. 7-39.

Органогенные   рифы   в   соляных   куполах   Дамон-Маунд   и   Вест-Колумбиа   в

провинции Галф-Кост были описаны  Эллисор [57]. Она установила, что ассоциация

фораминифер   в   линзе   известняков   олигоценового   возраста   отличается   от   подобной

ассоциации,   обнаруженной   в   окружающих   глинистых   породах,   имеющих   тот   же

возраст   и   занимающих   такое   же   стратиграфическое   положение.   Многие   роды

фораминифер, встреченные в этих известняках, характерны для теплых мелководных

морей,   окружающих   рифы.   Руководящий   вид  Heterostegina  antillea,  который

повсеместно распространен в известняках, известен в современных коралловых рифах

острова Антигуа и Вест-Индии.

Стратиграфические   соотношения,   подобные   вышеописанным,   могут   быть

установлены   для   многих   ископаемых   рифов;   эти   соотношения   имеют   большое

значение   для   диагностики   фаций   и   установления   их   положения   по   отношению   к

другим   частям   рифового   комплекса   [58].   Схематическое   изображение   соотношения

фаций   рифового   комплекса   приведено   на   фиг.   7-40.   Многие   из   этих   особенностей

строения   могут   быть   сопоставлены   с   современными   рифами   (см.   фиг.   7-30).

Зарифовые, или лагунные, фации (А) представлены переслаивающимися известняками,

доломитами, песчаниками, красноцветными глинистыми и эвапоритовыми породами,

такими, как ангидриты; эти отложения примыкают к главному рифу (Б). Предрифовые

отложения (бассейновая  фация), примыкающие  к рифу со стороны  открытого моря,

представлены черными и серыми слоистыми известняками

Фиг. 7-39. Разрез шихана Тра-Тау, расположенный в нескольких милях севернее

Ишимбаевского  нефтяного  месторождения  (см. фиг. 7-51) (Dunbar,  Bull.  Am.  Assoc.
Petrol. Geol., 24, p. 256, Fig. 7).

Этот биогерм - одно из звеньев цепочки рифов, часть которых погребена под

более   молодыми   отложениями.   Предполагается,   что   под   рифом   расположена
тектоническая   складка,   рост   которой   обусловил   локализацию   рифообразования   во
время отложения сакмарских и артинских слоев.

и   глинистыми   породами   (Г);   они   переходят   в   рифовые   породы   через   зону

переслаивания песка и обломков рифов (склоновая фация) (В). В формациях Леонард и

Капитан пермской системы на западе Техаса обнаружены грубые конгломераты

Фиг.   7-40.   Фации,   Характерные   для   различных   частей   рифа   (Link,  Bull.  Am.

Assoc. Petrol. Geol., 34, p. 287, Fig. 18, 1950).

A  -   зарифовые   фации:   переслаивающиеся   в   различных   соотношениях

известняки,   доломиты,   красноцветные   породы,   эвапориты,   глинистые   породы,

песчаники и др.;  Б  - фации главного рифа, или биогерма: массивные, кавернозные и

пористые, светло-серые до белых доломиты и известняки; в обнажениях отмечаются

слабые   следы   нефти;  В  -   фации   склона   рифа:   переслаивающиеся   в   различных

соотношениях известняки и песчаники, нефтесодержащие, окрашенные в коричневый

цвет;  Г  -  бассейновые, или «понтические», фации: плотные, тонкозернистые, черные,

битуминозные,   слабопроницаемые   глинистые   породы   и   известняки;   при   нагревании

выделяют нефть.

с валунами диаметром до 15 футов и один перемещенный крупный блок пород длиной

900   и   мощностью   40   футов.   Эти   образования,   по-видимому,   результат   подводного

оползания осадков с крутых, покрытых обломками склонов органогенных рифов [58].

В   некоторых   районах   ископаемые   рифы   залегают   на   различной   глубине   в

пределах мощной толщи пород различного возраста; они образуют  комплексы  рифов,

для   которых,   вероятно,   лучше   подходит   название  рифовые  комплексы  или

рифоподобные  комплексы.  Такие   образования,   очевидно,   формируются   в  результате

чередующихся   трансгрессий   и   регрессий   моря   на   территорию,   благоприятную   для

рифообразования.   Наступающее   море   обусловливает   прогрессивное   смещение

участков   роста  биогермов  по  направлению  к  берегу  (А-1,  А-2  и  А-3  на  фиг.  7-41).

Каждый из последующих рифов перекрывается фациями склонов или бассейновыми

фациями,   что   указывает   на   трансгрессивную   природу   отложений.   Позже,   во   время

регрессии моря, каждый последующий риф рос вдоль отступающей береговой линии,

вероятно, так, как показано на фиг. 7-42 индексами  R-1,  R-2  и  R-3.  Отличительной

особенностью такого

Фиг.   7-41.   Идеализированная   схема   рифовых   отложений,   формирующихся   в

условиях трансгрессии  (А)  и регрессии  (Б)  береговой линии (Link,  Bull.  Am.  Assoc.
Petrol. Geol., 34, p. 278, Fig. 13, 1950). Рифы A-1, A-2 и А-3 одновозрастны береговым
линиями 1, 2 и 3.

типа   биогермов,   позволяющей   установить   их   регрессивную   природу,   является

перекрытие   их   лагунными   и   зарифовыми   отложениями.   На   фиг.   7-41   биогерм,

расположенный   ближе   к   берегу,   представляет   собой   одновременно   риф  А-3  и  R-1

соответственно трансгрессивной и регрессивной

Фиг. 7-42. Идеализированная схема группы рифов, формирующихся в условиях

наступающей береговой линии (А-1,  А-2  и  А-3)  и в условиях отступающей береговой

линии (R-1, R-2 и R-3) (Link, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 34, p. 279, Fig. 15, 1950). 

Рифы А-3 и R-1 соответствуют максимальной трансгрессии моря.

серий   [59].   Трансгрессивный   или   регрессивный   характер   перемещения   береговой

линии обусловливает также наклон ядра рифа, как это показано на фиг. 7-43.

Продуктивные рифы. Органогенные рифы, содержащие нефть и газ, открыты

на   многих   стратиграфических   уровнях   в   разрезе   осадочного   чехла.   Они   широко

распространены по всему земному шару, но, по-видимому, наиболее часто встречаются

в  Северной   Америке   -   вероятно   потому,   что   эта   территория   лучше   других   изучена

разведочным бурением. Известны продуктивные рифы самых различных типов и их

сочетаний - атоллы, столовые, береговые и бар

ь

ерные рифы, биостромы и биогермы.

Хотя   все  они   первоначально   образовались   в   результате   захоронения   скелетов

организмов,   росших   на   месте   рифа,   многие   из   них   состоят   из   смеси   обломочных,

хемогенных и биохемогенных отложений, генезис которых установить очень трудно.

Иногда рифы могут быть связаны с тектонической структурой, но чаще такая связь

отсутствует.   Именно   этим   объясняются   трудности   поисков   погребенных   рифов

обычными методами разведки на нефть и газ, которые направлены главным образом на

выявление   тектонических   деформаций   слоев.   Размеры   продуктивных   площадей,

приуроченных   к   рифогенным   образованиям,   изменяются   от   нескольких   акров   до

многих квадратных миль; они могут содержать как мелкие скопления нефти и газа, не

имеющие промышленного значения, так и крупные залежи с запасами нефти до 80 млн.

м³. Краткое описание некоторых из наиболее важных или особо интересных залежей,

Фиг. 7-43. Схема, показывающая продвижение органогенного барьерного рифа в

сторону моря и перекрытие им обломочных отложений склона при поднятии суши и
уменьшении глубины  (А)  и трансгрессию рифа на лагунные фации при погружении
суши и увеличении глубины моря (Б) (Henson, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 34, p. 229,

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  39  40  41  42   ..