книги из ГПНТБ / Прошляков, Б. К. Вторичные изменения терригенных пород-коллекторов нефти и газа

главным образом в результате тектонических процессов и есте­ ственного гидроразрыва. В условиях стабильного погружения, характерного, например, для Прикаспийской впадины начиная с мезозоя, отложения различного литологического состава уп­ лотняются, как было показано выше, неодинаково. Коэффициент уплотнения карбонатных пород на глубине около 1000 м состав­ ляет уже 0,9. В глинистых и песчано-алевритовых породах по­ добные значения kb наблюдаются ниже 3500—4000 м. Именно на таких глубинах и появляются трещины в терригенных поро­ дах. Залечивание трещин в платформенных условиях происхо­ дит главным образом за счет вторичных образований (каль­ цит, кремнезем и др.).В случае отсутствия активной циркуляции подземных вод открытые трещины, по-видимому, сохраня­ ются достаточно долго, а в благоприятных условиях они могут быть заполнены нефтью или газом.

Трещиноватость в терригенных породах наблюдалась в кер­ не из глубоких скважин Прикаспийской впадины и Северного Предкавказья, однако, судя по результатам изучения камен­ ного материала из Биикжальской и Аралсорской сверхглубоких скважин, для терригенных пород она особенно характерна на глубинах более 4500—5000 м. Несомненно, что трещины воз­ никли на глубине не менее 3500—4000 м, после того, как глины превратились в аргиллиты, а песчано-алевритовые породы до­ стигли высокой степени уплотнения. Трещины, как правило, за­ полнены белым вторичным кальцитом. Размеры агрегатов его кристаллов в шламе показывают, что ширина трещин в терри­ генных подсолевых палеозойских породах из Биикжальской скважины достигает 14 мм, а в мезозойских отложениях Арал­ сорской скважины —2 мм. Поскольку керновый материал от­ бирался в ограниченном количестве, о плотности трещин мож­ но судить только по косвенному признаку — соотношению в шламе между агрегатами вторичного кальцита из трещин и об­ ломками пород. Ориентировочный подсчет, сделанный на ма­ териале из Биикжальской скважины, показал, что в интервале 5000—5700 м кальцит содержится в количестве от долей про­ цента до 5% общего количества шлама. Учитывая, что калвдит, заполнявший тонкие трещины, в процессе бурения переходил в тонкодисперсное состояние или растворялся под действием химических реагентов промывочной жидкости, надо считать эти цифры значительно заниженными.

Таким образом, есть все основания считать, что начальная трещинная пористость (до выделения вторичных образований) на этих глубинных составляла до 5—10%, т. е. около половины все­ го объема пор, а проницаемость измерялась тысячами и даже де­ сятками тысяч миллидарси. Вполне допустимо наличие такой начальной трещиноватости и на глубинах до 1000—1500 м. Воз­ можно, что обстановка для сохранения трещин в условиях таких глубин более благоприятна, так как есть теоретические пред-

2211

посылки к тому (о чем говорилось выше), что вторичные про­ цессы здесь происходят иначе, и, в частности, аутигенный каль­ цит не образуется.

Таким образом, на больших глубинах (>5000 м) возможно существование вторичных (сформировавшихся в стадию ката­ генеза) коллекторов. Среди них различаются межгранулярные в обломочных породах и трещинные —в обломочных, глинистых, карбонатных и сульфатных. Эти коллекторы, очевидно, суще­ ствуют в течение ограниченных отрезков времени. В благопри­ ятных структурных условиях, при наличии покрышки и источ­ ника углеводородов в них возможно образование залежей. Если для этого нет соответствующих условий, то с течением време­ ни поры и трещины будут заполнены аутогенными минерала­ ми, главным образом кальцитом и кремнеземом.

Кроме вторичных межгранулярных коллекторов на больших глубинах возможны первичные песчано-алевритовые коллекторы этого типа, а также вторичные — каверновые, трещинные и сме­ шанные в карбонатных породах, возникшие в условиях малых и умеренных глубин за счет растворения отдельных компонен­ тов, доломитизации известняков и механического растрескива­ ния. Своей сохранностью они обязаны углеводородам. Как из­ вестно, в породах нефтяных залежей в обстановке застойного режима процессы катагенеза и механического уплотнения про­ текают иначе, чем в водоносных. Из-за отсутствия доступа под­ земных вод аутигенное минералообразование и растворение со­ ставных частей протекают очень вяло или не происходят вооб­ ще. Механическому уплотнению противодействуют нефть и газ, находящиеся под большим давлением в порах, кавернах или трещинах. Этим определяется сохранность высоких коллектор­ ских свойств нефтегазоносных пород в обстановке региональ­ ного погружения территории, при условии сохранения запол­ ненной ловушки. Нефть и газ, следовательно, выступают в данном случае в качестве компонентов, консервирующих коллектор­ ские породы и способствующие сохранению высоких коллектор­ ских свойств.

Большое значение в проблеме нефтегазоносности в насто­ ящее время придается породам-экранам. В деле их познания, как известно, достигнуты определенные успехи, предложен це­

По-видимому, применительно к обстановке больших глубин эти критерии будут нуждаться в существенной корректировке.

Приступая к оценке глубокозалегающих пород-экранов, на­ до иметь в виду две стороны вопроса. Во-первых, свойство са­ мой породы препятствовать миграции жидких и газообразных веществ и, во-вторых, способность пласта (толщи), как геоло­ гического тела, создавать экран над нефтяной и газовой зале­ жью.

222

Исходя из общих закономерностей механического уплотне­ ния и катагенетических изменений осадочных образований, с уче­ том физических свойств возникающих из них метаморфических пород, можно вполне определенно утверждать, что экранирую­ щие свойства всех пород с глубиной повышаются. Этому, в частности, способствуют существенное понижение объема порового пространства (путей миграции), а также уменьшение разме­ ра элементарных пор за счет механического уплотнения, выде­ ления вторичных образований и изменения структуры глинистых минералов, сопровождаемого увеличением давления поровых вод в глинистых толщах.

Свойства экранирующего пласта с глубиной также изме­ няются, притом не всегда в благоприятном направлении. Так, при уплотнении породы, сопровождаемом возрастанием коэф­ фициента уплотнения от 0,6 до 0,95, мощность сокращается на 35%, увеличивается хрупкость породы; это повышает возмож­ ность рассечения всего пласта от кровли до подошвы система­ ми трещин, и, таким образом, приводит к потере им экраниру­ ющих свойств.

Самым надежным экраном на больших глубинах, по-види­ мому, является каменная соль, обладающая высокой пластич­ ностью и в условиях высоких давлений способная к быстрому самозалечиванию возникших трещин. Остальные широко рас­ пространенные породы — аргиллиты, алевролиты, песчаники, из­ вестняки, доломиты, ангидриты — в случае отсутствия в них нефти и газа на больших глубинах, по-видимому, могут выпол­ нять роль как покрышек, так и проводящих толщ. Их принад­ лежность к тем или иным определяется прежде всего характе­ ром трещиноватости (открытые или закрытые трещины). Вполне возможно, что в течение геологического времени эти породы пе­ риодически переходят из одного качества в другое.

Высказанные соображения по вопросу о развитии коллек­ торов и экранов на больших глубинах, естественно, нуждаются в подтверждении. В связи с этим на данном этапе исследования первоочередными представляются следующие задачи.

1. Получение каменного материала из осадочных толщ, за­ легающих на больших глубинах. С этой целью необходимо даль­ нейшее развитие глубокого бурения, при этом особенно важен систематический отбор керна — через 10—15 м с последующей проходкой колонковым буром пятиметрового интервала. Кроме того, для получения максимальной геологической информации от бурения необходимо полноценно использовать шлам. С этой целью следует совершенствовать методики отбора, привязки и обработки шлама. Для отбора образцов из пройденной части ствола скважины следует улучшать конструкции сверлящих бо­ ковых грунтоносов.

2. Определение вещественного состава и структурно-текстур­ ных особенностей горных пород.

223

СП И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы

Ав ч а н Г. М. О возможности оценки величины давления воздействовав­ шего на горную породу. — «Докл. АН СССР», 1966, т. 170, № 2, с. 399—401.

А й з е н ш т а д т Г. Е.-А., П и н ч у к И. А. Опорные скважины СССР. Южно-Эмбенская 2 и Тугаранчанская 5 опорные скважины. М., Гостоптех-

кие отношения горючих ископаемых. — «Сов. геология», 1961, № 4, с. 7—24.

Под ред. Ю. М. Васильева. М., «Недра», с. 261. («Труды Московского ин-та

газа в земной коре в связи с изучением их генезиса. — В кн. Происхожде­

способность глинистых покрышек и ее влияние на распределение газовых за­

носа рудообразующих элементов при разной температуре. — В кн.: Геохими­ ческие исследования (пер. с англ.) М., Изд-во иностр. лит-ры, 1961, с. 358-385.

Б л о х А. М. Скачки структурного состояния воды и их возможная роль в процессах рудообразования. — В сб. Значение структурных особенностей

С. Н. Симакова. Л., Изд. Всесоюз. нефт. науч.-исслед. геологоразвед. ин-та, («Труды Всесоюз. нефт. науч.-исслед. геологоразвед. ин-та», вып. 31), 1971, с. 100.

225

(«Труды Всесоюз. нефт. научно-исслед. геол. разв. ин-та», вып. 190).

В е н д е л ь ш т е й н Б. Ю., Ц а р е в а Н. В. О критериях выделения кол­ лекторов по данным промысловой геофизики. — «Изв. высш. учебн. завед.».

В л а д и м и р с к а я Р. А. О влиянии цементации и вторичных процессов на коллекторские свойства пород мела месторождений Узень и Жетыбай. —

зозойских отложениях центральной части Прикаспийской впадины. — В кн.:

родных водах и форма его присутствия. — «Кора выветривания», вып. 3,

Да х н о в В. Н. Интерпретация результатов геофизических исследований разрезов скважин. М., Гостоптехиздат, 1962, с. 547.

Де п п л с Э. Поведение кремнезема в диагенезе. — В кн. Геохимия ли­

нижнетриасовых отложений восточной части Прикаспийской впадины. — В кн.:

лекторские свойства терригенных пород турнейского яруса Тимано-Печорской

226

продуктивных горизонтов Сургутского свода, Западная Сибирь). — «Докл.

и нефтегазоносного Южного Мангышлака. М., «Наука», 1969, с. 174—183.

И в а н о в В. А., Х р а м о в а В. Г. Характеристика коллекторов меловых и юрских отложений месторождений Узень и Жетыбай и некоторые законо­ мерности их распространения. — В кн.: Нефтегазоносн. Южного Мангышла­ ка. М., «Недра», 1966, с. 113—121.

К а б а н о в а Е. С. Материалы по растворению минералов кремнезема в водных растворах. — В сб. Кора выветривания, вып. 3. Изд-во АН СССР,

Ка ш и к С. А. О замещении кварца кальцитом в осадочных породах.— «Геохимия», 1965, № 2, с. 180—181.

Кв о п р о с у о методике обработки шлама в целях литологического изу­

№3, с. 341—355.

Кл у б о в а Т. Т. Влияние глинистых примесей на коллекторские свойства песчано-алевритовых пород. М., «Наука», 1970, с. 122.

Кн о р и н г Л. Д . Факторы, влияющие на пористость терригенных пород.— «Сов. геология», 1971, № 2, с. 10—24.

донасыщенности пластов по усредненным кривым капиллярного давления. — «Геология нефти и газа», 1972, № 11, с. 46—50.

227

каолинита от литологических особенностей и степени постседиментационных изменений древних осадочных пород морского происхождения. — «Докл. АН

поисках нефти и газа на больших глубинах. — В кн.: Состояние и задачи

ных и нижнепермских отложениях Днепровско-Донецкой впадины. — «Неф­ тегаз. геол. и геофиз.» (текущая информация), 1969, № 14, с. 13—18.

связи с границей устойчивости кальцита. — «Докл. АН СССР», 1967, т. 173. № 5, с. 1181-1184.

М о з е б а х Р. Гидротермальная растворимость кварца с точки зрения гетерогенного газового равновесия. — В кн.: Термодин. геохим. процессов. М., Изд-во иностр. лит-ры, 1960, с. 34—70.

М у р а в ь е в В. И. Карбонаты терригенных пород-индикаторы стадий постседиментационного преобразования. — В кн.: Эпигенез и его минераль­ ные индикаторы. М., «Наука», 1971, с. 145—153.

В сб. Мат-лы науч.-техн. совета по глуб. бурению, вып. 18, 1972, с. 157—162. Авт.: Ю. М. Васильев, Т. И. Гальянова, Б. К. Прошляков, А. В. Ярошенко.

228

глубоких скважин. — «Сов. геология», 1971, № 1, с. 63—71. Авт.: Ф. А. Алек­

мезозоя в центральной части Западно-Сибирской низменности. — «Докл. АН

бонатных цементов в нефтяных песчаных пластах Усть-Балыкского месторож­

тизация полевых шпатов в нефтегазоносных и водоносных песчаниках УстьБалыкского месторождения нефти (Западная Сибирь). — «Докл. АН СССР», 1966, т. 168, № 4 , с. 893—895.

П р о з о р о в и ч Г. Э., З а р и п о в О. Г., В а л ю ж е в и ч 3. Л. Вопросы литологии нефтегазоносных отложений центральных и северных районов За­

ственным составом пород. — «Изв. высш. учебн. завед. Нефть и газ», 1958,

вания триасовых пород центральной части Прикаспийской впадины. — «Тру­ ды Моек, ин-та нефтехим. и газ. пром-сти», 1962, вып. 38, с. 133—143.

П р о ш л я к о в Б. К. Литолого-фациальная характеристика альбеких от­ ложений Центрального и Восточного Предкавказья. — «Сов. геология», 1963, № 2, с. 72—81.

П р о ш л я к о в Б. К. Эпигенетические изменения осадочных пород и их значение для нефтяной геологии. — «Изв. высш. учеб, завед. Геология и раз­ ведка», 1968, № 7, с. 12—17.

П р о ш л я к о в Б. К., В а с и л ь е в Ю. М. Некоторые результаты обра­ ботки материалов сверхглубокой Аралсорской скважины. — «Литология и полезные ископаемые», 1969, № 6, с. 109—112.

П р о ш л я к о в Б. К- Перспективы нефтегазоносных верхнепермских и триасовых отложений Прикаспийской впадины по материалам изучения кол­ лекторских свойств пород. — В кн.: Пермо-триас Русск. платф. в связи сего нефтегазоносн. М., «Недра», 1969, с. 52—58. («Труды Моек, ин-та нефтехим. и газ. пром-сти», вып. 83)..

229

П р о ш л я к о в Б. К., Д м и т р и е в с к и й А. Н. О влиянии развиваю­ щихся соляных куполов на образование осадков и коллекторские свойства пород. — В кн.: Поиски нефти и газа в солянокупольных областях. М., «Недра», 1970, с. 145—150. («Труды Моек, ин-та нефтехим. и газ. пром-сти»,

ские опорные скважины). Л., Гостоптехиздат, 1963, с. 119. («Труды Всес. нефт..

янии на коллекторские свойства терригенных осадочных пород. Л., «Недра»,

кальной гидрохимической зональности артезианских вод. — «Изв. АН СССР. Отдел химич. наук», 1957, № 3.

Мангышлака. М., «Наука», 1969, с. 213—215.

С а у к о в А. А. Геохимия. М., «Наука», 1966, с. 488.

песчаников девона Волго-Уральской области. — «Геология нефти и газа», 1961, № 7, с. 38—42.

С м и р н о в А. В. Регенерированный кварц —• показатель нефтегазоносности песчаных пластов. М.; «Недра», 1965, с. 151—164. («Труды Волгоград, на­ уч.-исслед. ин-та нефти и газа», вып. 3).

С н а р с к и й А. Н. О связи первичной миграции с уплотнением пород.— «Геология нефти и газа», 1961, № 7, с. 24—26.

С о к о л о в В. Л., К р и ч е в с к и й Г. Н. О перспективах открытия круп­ ных месторождений газа в солянокупольных районах междуречья Волги и Урала. — Геология нефти и газа», 1966, № 4, с. 5—9.

230