ezhova_litologia_2

Трещинный тип коллекторов имеет довольно широкое распространение. Полезная ёмкость этого типа слагается в основном из трещин и стилолитов самых разнообразных форм и размеров, которые возникают при физико-химических процессах на стадиях диагенеза и катагенеза, колебательных движениях, образовании складок и разрывных нарушений, процессах выветривания. Емкостные и фильтрационные свойства коллекторов данного типа обусловливаются не только структурой и составом породы, но также различным характером протекающих в них тектонических процессов. Характерными особенностями этих коллекторов, широко распространенными в природе, являются небольшая ёмкость и различная проницаемость. Обычно они слагают локальные участки.

К а в е р н о з н ы е коллекторы чаще всего связаны с зонами выщелачивания с образованием пустот (каверн) в карбонатных толщах. Размеры каверн превышают 1 мм. Пустотное пространство образуется также при метасоматическом замещении кальцита доломитом.

Б и о п у с т о т н ы е коллекторы связаны с органогенными карбонатными и кремнистыми породами, пустоты носят внутрискелетный и межскелетный характер.

По времени формирования все виды пустот могут быть первичные, образовавшиеся вместе с породой, и вторичные, образовавшиеся уже в готовой породе. Поры чаще бывают первичные, а каверны и трещины − вторичные. В карбонатных породах могут существовать еще реликтовые пустоты, например, пустоты раковин.

5.3.2.Формирование порового пространства

вобломочных породах

Формирование коллекторских свойств осадочных пород представляет собой сложный процесс, протекающий на всех стадиях литогенеза. Коллекторские свойства породы определяются на первых стадиях составом исходного материала и условиями формирования отложений. К последним относятся: способ, длительность, протяженность переноса обломочного материала, тип водоема осаждения и его гидродинамика, его тектоническое положение и климат, физико-химическая характеристика среды осаждения и преобразования осадка, различные вторичные процессы в катагенезе. Сформировавшийся в результате всего этого состав пород и их структурные особенности и будут определять характер и качество коллекторов.

Минеральные ассоциации в породах определяются составом исходного материнского вещества, по В.П. Батурину [15] (табл. 34).

289

Уплотнение

Регенерация

Рис. 158. Сокращение порового пространства в песчаниках за счет вторичных процессов.

Шлифы: а−е − 2 ник.; ж−и − 1 ник. Юго-восток Западной Сибири, авторская коллекция

292

Состав глинистых минералов цемента оказывает существенное влияние на изменение порового пространства. Глинистые минералы различны по пластичности, наиболее пластичен монтмориллонит. Он способен разбухать и закупоривать поровое пространство. Примесь монтмориллорита сказывается очень сильно даже в малых количествах. При добавлении к чистому кварцевому песку 5 % монтмориллорита, величина проницаемости снижается в 7 раз. При добавлении 10 % монтмориллорита песок становится практически непроницаемым [16].

Продукты преобразования некоторых минералов являются еще одним источником материала для цемента. К таким минералам относятся пироксены, амфиболы, биотит, плагиоклаз. В областях интенсивного погружения и быстрого накопления осадка большой мощности происходит разложение этих минералов. При этом освобождаются Fe и Mn, которые входят потом в состав хлорита, а Ca и другие катионы образуют соли, способные участвовать в миграции.

Кроме того, процессы вторичного преобразования обломочных зерен ввидезамещенияихслюдистыми илиглинистымиагрегатами (рис. 158, е), такжеприводиткухудшениюфильтрационно-ёмкостныхсвойств.

Регенерация зерен осуществляется следующим образом. В контактных точках при большом давлении происходит частичное растворение минерального вещества, а в соседних свободных участках растворившееся вещество будет осаждаться. Происходит перераспределение, микромиграция вещества; растворенные вещества, одинаковые по составу с зернами, наращивают их. Зерна увеличиваются в размерах за счет каемок регенерации или приобретают кристаллографические очертания в свободном пустотном пространстве. В обоих случаях наблюдается сокращение пустотного пространства (рис. 158, ж−и).

В ряде случаев в коллекторах сохраняется первичное межзерновое пустотное пространство (рис. 159, а−в). Количество цемента в них незначительно, преобладают контактные и пленочный типы. Кроме того, наряду с уплотнением и снижением пористости пород на глубине иногда развиваются процессы, которые способствуют увеличению порового пространства. Вторичная пористость в терригенных породах формируется вследствие процессов растворения и перекристаллизации.

Растворение фиксируется в терригенных породах, которые содержат в цементе карбонаты. При погружении пород повышается температура и давление, концентрация растворенных в воде веществ, понижается рН, увеличивается содержание СО2. В связи с этим кальцит становится неустойчивым и растворяется. Легче всего выщелачивается кальцит порового типа, труднее − порово-базального.

293

Пористость межзерновая (первичная)

Пористость внутризерновая (вторичная)

Микропористость в каолините цемента

Рис. 159. Структура порового пространства в песчаниках.

Шлифы. а−и − 1 ник; к−м − 2 ник. Юго-восток Западной Сибири, авторская коллекция

294

Связанная вода, обогащенная различными ионами и СО2, обладает повышенной растворяющей способностью. Агрессивные воды растворяют обломки по периферии, проникают в зерна полевых шпатов и слюд по двойниковым швам и трещинкам спайности, по контактам порфировых выделений и основной массы в обломках эффузивов и гранитоидов. В результате интенсивного растворения от некоторых зерен остаются только реликты, и образуется вторичная внутризерновая пористость (рис. 159, г−е).

Перекристаллизация заключается в превращении разбухающих глинистых минералов в неразбухающие. Подобная трансформация глинистых минералов представлена гидрослюдизацией монтмориллонита при наличии калия. Источником его (а также алюминия) служат калиевые полевые шпаты и слюды, если они подвергаются внутрислойному растворению под давлением в течение длительного геологического времени. Затем по гидрослюдам развивается каолинит, имеющий волокнистую структуру (рис. 159, ж).

При дальнейшем развитии процесса перекристаллизации в поровом пространстве образуется каолинит в виде агрегатов пластинчатых зерен с совершенной триклинной решеткой. Между индивидами каолинита формируются интерстициальные поры (рис. 159, з, и).

Таким образом, в результате процесса перекристаллизации глинистого цемента образуется дополнительный объем пустотного пространства за счет микропористости в каолините кристаллической структуры.

Породы-коллекторы подразделяются на промышленные нефтеносные, из которых возможно получение достаточных по величине притоков, и непромышленные, из которых получение таких притоков на данном этапе невозможно. Для газа в связи с его подвижностью категория промышленных коллекторов расширяется.

Основная масса терригенных коллекторов характеризуется межзерновым (поровым) пространством − это межзерновые или гранулярные коллекторы. Однако среди терригенных встречаются и коллекторы со смешанным характером пустотного пространства. Выделяются тре- щинно-поровые и кавернозно-поровые разности (в том случае, если часть зерен сравнительно легко растворяется).

В практических целях можно классифицировать коллекторы по емкостным и фильтрационным способностям. Для практического использования в настоящее время широко применяется классификация терригенных коллекторов, разработанная А.А. Ханиным [47]. Она составлена на основании зависимости между величинами полезной ёмкости (эффективной пористости) и проницаемости для отдельных групп коллекторов, вы-

295