ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 80

 

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

 

поиск по сайту            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  78  79  80  81   ..

 

 

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА (Арвилл Леворсен) - часть 80

 

 

отложений   (В  на   фиг.   14-2),   ловушки   могли   существовать   уже   со   времени,   когда

коллекторы  были  перекрыты   слабопроницаемыми  породами,  аккумуляция  нефти   и

газа  в залежи  могла начаться  здесь раньше  и  протекать  гораздо  более  длительное

время, чем на противоположном его борту.

2. Равновесное состояние флюидов, так же как давление и температура во всех

коллекторах   (резервуарах),   во   время   складко-   и   сбросообразования   на   борту  А

бассейна   были   нарушены.   Этот   этап   деформаций   осадочного   чехла   явился,   таким

образом, временем приспособления всех скоплений нефти и газа, расположенных в

пределах бассейна, к новым условиям. По мере того как пластовые флюиды вновь

приходили   в  равновесное   состояние,   все   более   интенсивно   происходили   процессы

миграции и переформирования залежей. Гидростатические условия при этом могли

смениться   активными   гидродинамическими,   а   последние   -   привести   к   тому,   что

направление   движения   пластовых   вод   оказывалось   противоположным

первоначальному направлению их движения.

3.   Возникает   вопрос,   где   находились   нефть   и   газ,   приуроченные   ныне   к

залежам   вдоль   складчатой   стороны   бассейна,   до   начала   складкообразования?

Очевидно, что породы-коллекторы отлагались на более обширной, чем современные

границы бассейна, площади. Они распространялись влево от области, показанной на

фиг. 14-2. Первоначальная граница распространения этих отложений, по-видимому,

располагалась   на   некотором   неизвестном   расстоянии   от   современного   складчатого

борта   бассейна   и   была   связана   либо   с   древней   береговой   линией   бассейна

осадконакопления, либо, что более вероятно, с утонением толщи осадков в сторону

открытого моря ввиду недостаточного количества поступающего материала (подобно

тому, как это наблюдается за краем материкового шельфа). Нефть и газ, залегающие

ныне вдоль складчатого борта (А) седиментационного бассейна, вероятно, поступали

из отложений, образовавшихся у этого же борта, поскольку давления здесь были, как

правило, выше, чем на противоположном его борту (В), связанном с трансгрессивным

прилеганием отложений вдоль древней береговой линии. Видимо, до возникновения

дислокаций   нефть   и   газ   находились   в   виде   дисперсных   частиц   как   в   породах-

коллекторах,   так   и   в   глинистых   породах.   После   образования   складок   началась

концентрация   этих   частиц,   происходившая   до   тех   пор,   пока   они   не   приобретали

достаточную   плавучесть,   чтобы   мигрировать   в   участки   с   низким   уровнем

потенциальной   энергии,   приуроченные   к   высоко   расположенным   структурам.

Возможно также, что капельки нефти и пузырьки газа двигались вместе с пластовой

водой в направлении наклона потенциометрической поверхности до аккумуляции их в

ловушке.

Таким   образом,   на   основании   изучения   отложений,   выполняющих

перспективно   нефтегазоносный   седиментационный   бассейн,   можно   сделать

следующий   вывод:   потенциальные   возможности   бассейна   наиболее   высокие,   если

мощность   осадочных   толщ   велика,   если   эти   толщи   представлены   морскими

образованиями,   имеют   разнообразный   литологический   характер   и   не

метаморфизованы. Седиментационные бассейны обычно являются гетерогенными, и

современная   пространственная   форма   выполняющих   их   толщ   может   иметь   лишь

весьма   отдаленную   связь   или   вообще   не   иметь   никакой   связи   с   формой   ранее

располагавшегося здесь бассейна или первоначального бассейна осадконакопления.

Образование нефти, вероятно, определяется в основном условиями, существовавшими

в бассейнах осадконакопления, в то время как миграция углеводородов и аккумуляция

их в залежи более тесно связаны  со структурными бассейнами  и с тектоническим

развитием последних на протяжении их геологической истории.

Нефте- и газопроявления

В настоящее время геологи не располагают достаточно точными знаниями о

нефтегазообразовании;   в   лучшем   случае   они   приблизительны.   Мы   еще   не   можем

полностью установить связь между органическим веществом (ОВ), с одной стороны,

и   нефтью   и   газом-с   другой.   Если   в   отложениях   рассматриваемого   региона

обнаруживаются нефте- и газопроявления, то на каком-то этапе, видимо, должен был

существовать   источник,   поставлявший   углеводороды   (УВ).   Хотя   было   бы   очень

важно иметь возможность сказать, что какие-либо богатые органическим веществом

или   темноокрашенные   породы,   видимо,   являются   нефтепроизводящими   (а   многие

исследователи так и говорят), все же выходы нефти или признаки «живой» нефти в

скважинах являются гораздо более надежными показателями перспективности района

- это нефтепроявления или установленные в скважинах непромышленные скопления

нефти. Обнаружение нефте- и газопроявлений на поверхности привело к открытию

почти всех нефтегазоносных провинций земного шара [20] (см. также стр. 26-30: глава

2,   условия   залегания).   К   прямым   признакам   нефтегазоносности   региона   относятся

высачивания  нефти   на  поверхность,  нефтяные   источники,  присутствие   окисленной

нефти   в   трещинах   обнажающихся   пород,   данные   хроматографических   анализов,   а

также глубинные нефтегазопроявления в скважинах в виде выпотов и примазок нефти

в  керне,   на  обломках   пород в  шламе  и  следов ее  в буровом  растворе.  Косвенные

признаки   нефтегазоносности   могут   быть   получены   в   результате   изучения

электрокаротажных   диаграмм,   флуоресценции   (люминесценции)   под

ультрафиолетовыми   лучами   или   путем   измерения   электрического   сопротивления

экстракта, полученного из шлама и бурового раствора и подвергнутого нагреванию в

вакууме.

Если обнаружена «живая» нефть, содержащая растворенный газ, это гораздо

более важный признак, чем «мертвые» остатки нафтидов, таких, как асфальт или кир.

Керн с высачивающимися каплями нефти¹ обычно еще не означает, что формация,

откуда он поднят, содержит промышленные залежи, но он может рассматриваться как

указание на присутствие жидких углеводородов в регионе.

Возможность   присутствия   нефти   или   газа   в   проницаемых   породах   тесно

связана   с   характером   пластовых   вод.   Пластовые   воды   -   связанные,   краевые   или

подошвенные - встречаются во всех промышленных скоплениях нефти и газа. Хотя

некоторые   залежи   со   всех   сторон   контактируют   с   породами,   т.е.   являются

литологически замкнутыми, большинство их плавает на поверхности подстилающих

пластовых вод [т.е. находится в незамкнутых ловушках]. Если пластовая вода пресная

или же концентрация солей в ней невелика, это означает, что либо осадки,

¹Интересно, что в таких образцах керна, когда они только что подняты из скважины,

заметны лишь очень слабые нефтепроявления или даже нет их совсем. Высачивание капель
нефти   из   породы  начинается   некоторое   время   спустя.   Одно  из   объяснений  этого   явления
заключается в том. что нефть в породе находится в отдельных, не связанных между собой
участках и что количество растворенного в ней газа недостаточно, чтобы вызвать вытеснение
нефти, обусловленное расширением газа при снижении пластового давления до атмосферного
при выходе нефти на поверхность. Другое объяснение сводится к тому, что проницаемость
пород   настолько   низкая,   что   для   вытеснения   нефти   при   температуре   и   давлении   в
поверхностных условиях требуется определенное время.

формирующие воды, отлагались в континентальной обстановке, либо на протяжении

геологической   истории   создавались   такие   гидродинамические   условия,   которые

способствовали   проникновению   в   формацию   пресных   вод,   вытеснивших

первоначально   существовавшие   здесь   соленые   воды.   Обильное   поступление   под

давлением пластовой воды в ствол скважины указывает на то, что содержащая эту

воду   формация   сложена   проницаемыми   породами   с   развитой   системой   связанных

между собой пор - системой, по которой нефть и газ, если они присутствуют в данной

формации,  могли мигрировать в ловушки. Обильные притоки  пластовой  воды при

условии нормального пластового давления являются, таким образом, положительным

признаком, поскольку они свидетельствуют о благоприятных условиях для миграции

углеводородов и аккумуляции их в залежи.

В нескольких регионах, где отмечаются многочисленные нефтепроявления в

обнажающихся на поверхности породах, высачивания нефти и нефтяные источники,

до сих  пор  не  обнаружены  промышленные   скопления   нефти  и  газа.   Выдающимся

примером в этом отношении является остров Куба. Несмотря на то что здесь известно

множество нефтепроявлений на поверхности и асфальтовые отложения, добываемое

количество   нефти   совершенно   незначительно   по   сравнению   с   кажущимися

перспективами  этого района.  Обнаружить значительные месторождения  нефти или

газа не удалось, хотя на Кубе в течение многих лет выполнялась широкая программа

разведочных   работ   [21].   Примерно   таково   же   положение   в   Австралии,   Новой

Зеландии и Бразилии, где известны многочисленные нефте- и газопроявления на по-

верхности,   но   до   настоящего   времени   было   открыто   только   очень   небольшое

количество   промышленных   залежей   [22].  [Эти   сведения   устарели.   И  на   Кубе,   и   в

Австралии   в   последние   годы   открыты   нефтяные   и   газовые   месторождения.]

Отсутствию   промышленных   месторождений   в   местах,   где   встречается   множество

нефтепроявлений, можно дать несколько объяснений: 1) большинство или даже все

существовавшие здесь залежи могли быть обнажены в результате эрозии и разрушены

на поверхности, на что указывают широко развитые выветрелые породы; 2) процессы

метаморфизма [катагенеза] могли обусловить удаление из отложений газа и легких

фракций нефти, после чего в породах остались только более тяжелые ее компоненты;

или 3) что наиболее вероятно, объем проведенных буровых работ в этих регионах

недостаточен,   чтобы   доствоверно   определить   их   потенциальные   возможности,   и

редкость промышленных месторождений нефти здесь только кажущаяся.

Некоторые   явления,   ранее   рассматривающиеся   как   доказательство   наличия

нефтематеринских пород, в действительности не имеют такого большого значения.

Присутствие пустот от выщелачивания раковин ископаемых и каверн, заполненных

нефтью,   безусловно   представляет   большой   интерес   для   геолога,   но,   вероятно,   не

может   существенно   повлиять   на   оценку   перспектив   нефтегазоносности   региона,

поскольку   эта   нефть   могла   целиком   образоваться   из   органических   остатков,

первоначально находившихся в подобных пустотах. [Это совершенно неправильное

утверждение, так как в теле организма много воды и таких соединений, которые не

могли дать начало нефти]. Залегание в разрезе темно-серых и черных битуминозных

сланцев или известняков далеко не так показательно, как реальные признаки нефти

или   газа   в   породах.   По   распространенному   мнению,   темноокрашенные   породы,

включающие   органические   остатки,   обычно   способны   генерировать   углеводороды.

Однако следует отметить, что эти породы содержат органическое вещество, которое

не   было   преобразовано   в   нефть   в   пластовых   условиях.  -  [Автор   не   учитывает

стадийности процесса нефтеобразования и не разграничивает признаки  отложений,

способных   стать   нефтематеринскими,   но   еще   не   ставших   таковыми,   и   признаки

отложений, уже генерировавших  нефть. В породах, содержащих нефтематеринское

вещество, долгое время присутствует лишь дисперсная недозрелая микронефть; такие

породы  являются  потенциально   нефтематеринскими  (ПНМ). Только  после  главной

фазы нефтеобразования, когда дополнительно образуется много битумоидов, а в их

составе   микронефть,   теперь   уже   обогащенная   низкокипящими   углеводородами,

породы становятся собственно нефтепроизводившими (НПШ). Если есть основания

считать,  что они и в настоящее  время генерируют  нефть, то их можно именовать

нефтепроизводящими (НПЩ). Одним из признаков таких пород (НПЩ  или  НПШ)

является широкое распространение в них следов миграции микронефти (нефти)].

Если на ранних этапах разведочных работ в регионе не отмечено каких бы то

ни было признаков нефти и газа, то это не обязательно означает, что такой регион

бесперспективен   в   отношении   нефтегазоносности.   Признаки   нефтегазоносности

могут быть не замечены из-за слабой изученности района; нефтегазопроявления могут

отсутствовать на поверхности из-за специфических условий; и, наконец, изучаемая

формация,   обнаженная   на   поверхности   или   испытанная   скважиной,   может   не

содержать нефти и газа. Легкие нефти, как правило, улетучиваются, не оставляя после

себя  никаких  следов.  Таким  образом,   не  следует  прекращать   разведочные  работы,

даже   если   в   регионе   нет   видимых   нефте-   и   газопроявлений.   Однако,   если   такие

проявления имеются, шансов на открытие промышленных скоплений углеводородов

значительно больше.

В заключение можно сказать, что выявление реального присутствия нефти и

газа   в   рассматриваемом   регионе   имеет   первостепенную   важность   для   оценки

перспектив   его   промышленной   нефтегазоносности.   Чем   больше   количество

нефтепроявлений   и   чем   они   эффектнее,   тем   большее   значение   они   имеют   как

индикатор   промышленной   нефтегазоносности   геологического   разреза.   И   если

отмечаются   небольшие   скопления   тяжелых   нафтидов   на   поверхности   или

нефтепроявления в скважинах, то можно ожидать открытия более крупных ловушек,

содержащих, соответственно, более крупные залежи.

Несогласия

Как уже было показано в главе 7, многие нефтяные и газовые залежи тесно

связаны   с   поверхностями   несогласия.   Поверхность   несогласия   может   служить

границей ловушки, с ней могут быть связаны проницаемые породы или она может

разделять   или   объединять   формации,   образовавшиеся   в   совершенно   различных

геологических условиях. В любом из этих случаев поверхность несогласия определяет

положение залежи. Если несогласия контролируют распределение нефтегазоносности

на ограниченном участке, такое же значение они будут иметь и в региональном плане,

поскольку многие из них, как известно, прослеживаются на обширных территориях.

Присутствие   поверхностей   несогласия   в   геологическом   разрезе   перспективно

нефтегазоносной провинции позволяет сделать ряд заключений.

1.   Поверхность   несогласия   определяет   положение   в   разрезе   проницаемых

пород.   Поскольку   поверхность   несогласного   залегания   слоев   является   эрозионной

поверхностью,   она   часто   подстилается   выветрелыми   породами,   для   которых

характерны   явления   растворения   и   вторичной   цементации.   Растворение   особенно

отчетливо   устанавливается   в   карбонатных   отложениях,   но   отмечается   также   и   в

любых   других   породах,   содержащих   растворимые   минералы.   Поэтому   отложения,

залегающие   непосредственно   ниже   поверхности   несогласия,   обычно   обладают

локально или регионально развитыми пористостью и проницаемостью, т. е. являются

перспективно нефтегазоносными коллекторами.

2.   Обломочные   породы,   отложившиеся   на   поверхности   несогласия,   в   силу

своей проницаемости могут служить путями миграции углеводородов из возможно

нефтематеринских толщ в коллекторы или соединять один резервуар (коллектор) с

другим,   даже   если   они   далеко   отстоят   друг   от   друга   как   по   вертикали,   так   и   в

латеральном   направлении.   Региональная   поверхность   несогласия,   как   правило,

представляет   собой   поверхность,   вдоль   которой   обнаруживаются   трансгрессивное

залегание   слоев,   трансгрессивное   или   регрессивное   их   прилегание,   срезание   ряда

горизонтов, а также изменение углов падения и простирания. Она обычно разделяет

отложения,   резко   различающиеся   по   своему   характеру;   с   ней   связаны   крупные

изменения   в   геологическом   строении,   как   структурные,   так   и   литолого-

стратиграфические.   В   некоторых   частях   региона   многие   из   перекрывающих

поверхность   несогласия   формаций   отлагались   непосредственно   на   различных

подстилающих ее формациях. Таким образом, вдоль пористой и проницаемой зоны

разреза,   приуроченной   к   поверхности   несогласия,   нефтематеринские   породы

различного   возраста,   благоприятные   для   образования   нефти   и   газа,   сближались   и

приходили в непосредственный контакт с отложениями, обеспечивавшими пути для

дальнейшей   миграции   углеводородов   и   содержащими   ловушки,   где   могла

происходить аккумуляция нефти и газа.

3.   Многие   поверхности   несогласия   разделяют   толщи,   образовавшиеся   в

совершенно  различных геологических  условиях. Данные, полученные при бурении

скважин,   показывают,   что   история   геологического   развития   большинства   крупных

регионов,  седиментационных  бассейнов   и  геосинклиналей   была  значительно   более

сложной, чем это представлялось на основании поверхностной геологической съемки.

Существующие в настоящее время бассейны или синклинали могут совпадать или не

совпадать в плане  с более древними бассейнами  осадконакопления;  тектонические

нарушения   и   антиклинальные   складки   могут   быть   выражены   или   не   выражены   в

формациях, залегающих выше поверхности несогласия; континентальные отложения

в верхних горизонтах осадочного чехла могут несогласно перекрывать слои морских

пород,   а   неглубокозалегающие   отложения   с   высоким   значением   углеродного

коэффициента   ниже   поверхности   несогласия   могут   подстилаться   породами,   не

испытавшими   метаморфизма.   [К   сожалению,   автор   не   приводит   примеров   таких

аномальных   случаев].   Таким   образом,   каждая   регионально   развитая   поверхность

несогласия   в   геологическом   разрезе   часто   отмечает   границу   между   основными

этапами   в   истории   геологического   развития   региона.   Региональные   поверхности

несогласия,   по-видимому,   разделяют   толщи   со   специфическими   особенностями

геологического строения и протекающих в них процессов примерно так же, как слои

начинки разделяют на части слоеный пирог.

Как в слоеном пироге нельзя определить состав каждого слоя, пока он не будет

разрезан,   так   и   при   восстановлении   геологической   истории   региона   невозможно

установить даже самые общие черты строения подстилающих поверхность несогласия

толщ до тех пор, пока они не будут вскрыты скважинами. В разрезах одних регионов

таких этажей, отличающихся по своему геологическому строению, может быть два, в

других же - три, пять, семь и более. Количество и характер этажей в осадочном чехле

остаются   неизвестными,   пока   породы   фундамента   не   будут   вскрыты   многими

скважинами.   Каждый   геологический   этаж   в   нефтегазоносном   регионе   имеет

свойственные   только   ему   и   отличные   от   других   структурные   и   литолого-

стратиграфические   особенности,   свои   специфические   условия   для   проведения

разведочных работ, типы нефтяных и газовых ловушек, а также количество и размеры

промышленных   скоплений   углеводородов.   Каждый   этаж   отличается   от

подстилающего   и   перекрывающего   его   этажа   многими   характерными   чертами.

Прежде   чем   поверхность   несогласия   не   будет   пройдена   скважинами,   невозможно

предсказать,   каково   геологическое   строение   залегающего   под   этой   поверхностью

этажа.   Уже   первые   скважины,   вскрывшие   поверхность   несогласия,   позволяют

обнаружить   совершенно   иную   геологическую   обстановку,   что   зачастую   означает

открытие   новой   перспективно  нефтегазоносной   субпровинции.   Таким   образом,

представления   об   общих   чертах   геологического   строения   глубоко   залегающих

горизонтов   в   том   или   ином   регионе   могут   считаться   достоверными   только   тогда,

когда до глубины 1-3 мили будет пробурено несколько скважин и полученные данные

нанесены   на   карту.   Регион   не   может   считаться   полностью   разведанным,   если   не

разведаны все этажи его осадочного чехла.

Пример   различного   геологического   строения   этажей   осадочного   чехла

приведен на фиг. 14-4, где показана северная часть центрального Техаса. Разрез чехла

состоит здесь из трех этажей, образованных породами мелового, пенсильванского и

допенсильванского возраста, разделенных поверхностями

Фиг.   14-4.   Схематический   разрез   северной   части   центрального   Техаса,

показывающий   три   структурных   этажа,   залегающих   один   над   другим   и
характеризующихся  специфическими особенностями  распространения  нефти и газа
(Levоrsen, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 27, p. 910, Fig. 19, 1943).

1 - простирание и направление падения меловых отложений на поверхности; 2

- простирание и направление падения пенсильванских отложений на поверхности; 3 -
простирание и направление падения погребенных отложений свода Бенд; 4 - меловые
отложения;  5  -   пенсильванские   отложения;  6  -   пенсильванские,   миссисипские   и
ордовикские отложения.

несогласия.   Каждый   этаж   отличается   специфическими   особенностями   нефте-

газонакопления.   Одна   из   причин,   почему   в   этом   регионе   разведочные   работы

проводились в течение столь длительного времени, как раз и заключается в том, что

геологическое   строение   толщ,   залегающих   ниже   каждой   поверхности   несогласия,

невозможно было предсказать, и оно выявлялось только по мере бурения все более

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  78  79  80  81   ..