4. Механическое уплотнение

Степень уплотнения возрастает с глубиной, понижая коллекторские свойства пород. Пористость и проницаемость терригенных пород разного литологического состава с увеличением глубины снижается неодинаково. Быстрее всего это происходит у пелитовых пород, а у песчаников и алевролитов – более резко в случае повышенного содержания глинистого материала.

5. Вторичное минералообразование

Наибольшее влияние оказывают вторичные образования аутигенного кварца и кальцита, которые образуются в больших количествах.

Развитие процессов вторичного минералообразования при диагенезе и катагенезе связано с поступлением в пористые породы все новых порций погребенных вод из глин по мере уплотнения последних. Огромное количество отжатой воды из глин со всеми разнообразными солями почти полностью переходит в выше- и нижележащие пористые породы.

Вторичное минералообразование зависит от двух факторов:

1) минерального состава глин, который влияет на отдачу воды (при прочих равных условиях каолинитовые и гидрослюдистые глины отдают воду быстрее, чем монтмориллонитовые);

2) соотношения глин и песков в разрезе.

Характер осаждающихся из растворов минералов определяется химическим составом и концентрацией солей в иловых, а затем в пластовых водах. Общая минерализация вод увеличивается с глубиной. Если у поверхности она равна сотням миллиграммов или нескольким граммам на литр, то на глубине около 2 км и более в некоторых водоносных горизонтах минерализация может достигать 150-200 г/л и более.

Фактически на глубине формируются уже рассолы, которые могут существовать только при повышенных температурах и давлениях. В результате их снижения, благодаря движению вод, в осадок начинают выпадать труднорастворимые соединения. Прежде всего, идет выпадение кальцита, который переходит в состав цемента при температурах около 65-70 °С. В результате мы наблюдаем следы замещения глинистых минералов и даже зерен кварца, которые разъедаются карбонатным цементом.

Тем самым порода оказывается в подзоне карбонатизации. В связи с потерей ионов СОз в подзоне карбонатизации в пластовых водах начинают преобладать сульфат-ионы.

Дальнейшее повышение их концентрации приводит к выпадению сульфатов, которые тоже входят в цемент. Здесь же высокую активность приобретает кремнезем, часто замещающий другие минералы. Аутигенный кварц в обломочных породах образует главным образом каемки регенерации. В зависимости от геохимической и термобарической обстановок верхняя граница появления регенерированных зерен кварца располагается на разных глубинах. Породы, в которых регенерационный кварц полностью занял межзерновое пространство, не являются коллекторами.

6. Растворение неустойчивых минералов

В песчаниках и алевролитах наиболее распространенные неустойчивые минералы кальцит и ангидрит, слагающие цементирующую часть породы.

Растворению кальцита способствует углекислота, образующаяся в результате разложения органического вещества, восстановления гидроокислов железа и растворения карбонатов.

В благоприятных геологических условиях кальцитовый цемент растворяется и выносится из породы.

Например, из мезозойских песчаных и алевритовых пород Прикаспийской впадины при погружении до 2,0-2,5 км выносится до 60% растворимой в 6%-ной НСL части, состоящей преимущественно из кальцита.

Вследствие выноса кальцита пористость терригенных пород к глубине 2000-2500 м (когда цемент в основном кальцитовый и отсутствует глина) может возрасти до 20-25%.

Образование новых и растворение имеющихся минералов в значительной степени зависит от состава флюидов. В случае заполнения коллектора нефтью его начальные свойства консервируются. Поэтому дебиты нефтяных скважин во много раз выше, чем водяных. Это следствие снижения коллекторских свойств в зонах водяных скважин за счет минеральных новообразований. В зонах нефтяных скважин минеральные новообразования отсутствуют.

В зоне ВНК чаще всего происходит окисление нефти с образованием углекислоты, которая способствует растворению кальцита и доломита, что улучшает коллекторские свойства пород. Наряду с этим в зоне контакта часто имеют место минеральные образования (регенерация зерен кварца, выделения халцедона, кальцита и т. д.). Они происходят в результате удаления углекислоты из системы в газовую шапку или в атмосферу и возникающего за счет этого пресыщения пластовой воды отдельными компонентами.