Глава 15. ЗЕРНИСТЫЕ (ГРАНУЛЯРНЫЕ)КОЛЛЕКТОРЫ В ТЕРРИГЕННЫХ ПОГОДАХ

Коллекторские свойства терригенных обломочных пород форми­ руются и затем видоизменяются на всех стадиях литогенеза. Характер и качество коллекторов определяются структурно-текстурными осо­ бенностями.

Минеральный состав обломочных пород оказывает большое влияние на их коллекторские свойства. Как уже указывалось ранее, среди обломочных разностей мы различаем по составу арениты и вакки (соотвественно менее и более 15% примеси к основному составу глинистого и другого материала). Отношение кварца (более устойчиво­ го) к полевым шпатам (менее устойчивым) является показателем химической зрелости материала породы. Химически незрелые полимиктовые песчаники и алевролиты, содержащие более 25% полевых шпатов, разделяются на аркозы и граувакки по составу слагающей их основной массы зерен. Аркозы по составу преимущественно кварц-по­ левошпатовые, граувакки часто состоят из обломков эффузивных пород.

Процессы сортировки, дифференциации во время переноса и осаждения оказывают большое влияние на коллекторские свойства будущей осадочной породы. У более крупнозернистых пород образуют­ ся и более крупные поры. Чем выше окатанность обломков, тем поры будут иметь более правильную изометрическую форму, проще будет структура порового пространства.

Такие параметры, как средний диаметр, коэффициент отсортированности, имеют большое значение для определения коллекторских свойств пород. Особенно важным литологическим параметром породы является второй показатель, имеющий к тому же определенное пале­ огеографическое значение. Данные по отсортированности помогают при решении вопросов гидродинамики. Отсортированность зерен в обломочных породах в значительной степени влияет на их емкостные и фильтрационные свойства.

Детальное сопоставление продуктивной части разреза позволяет построить картину распределения материала, выклинивания отдель­ ных песчаных тел. Существует тектоническая приуроченность накоп­ ления хорошо отсортированных песчаников к склонам и вершинам палеоподнятий.

После завершения седиментации пористость образовавшегося песчано-алевритового осадка можно назвать гипергенно-седимента- ционной (И. А. Конюхов, 1963 г.). Все последующие процессы диагене­ за и катагенеза будут способствовать преимущественно ее уменьше­ нию, сокращению свободного порового пространства. Происходит дальнейшее уплотнение пород, гидратируются и разбухают слюды,

23S

увеличивается количество цемента, возникают аутигенные минералы. Лишь некоторые процессы способствуют сохранению пористости и даже ее увеличению (например, выщелачивание вещества неустойчи­ вых минералов).

Для того чтобы правильно оценивать происходящие процессы, следует знать общегеологическую обстановку, соотношение пород в разрезе и по площади. Особенно важно соотношение глинистых и песчано­алевритовых пород в разрезе, процессы в которых оказывают друг на друга взаимное влияние. При изучении коллекторов и покры­ шек геолог должен представлять, что происходит в осадках и породах в различных зонах при диагенезе и катагенезе. Две эти стадии (особен­ но вторая) по сравнению с предыдущими охватывают весьма длитель­ ный период времени. Сам темп вторичных изменений во многом зави­ сит от скорости накопления осадков. В областях непрерывного быст­ рого прогибания может накопиться мощная толща осадков, нижние горизонты которых не успевают сильно измениться и сохраняют удовлетворительные коллекторские свойства.

Наиболее существенно влияющими на коллекторские свойства терригенных пород являются уплотнение, цементация, растворение и разложение минералов, аутигенное минералообразование, в том числе изменения в составе глинистой примеси, перекристаллизация, регене­ рация, катаклиз и бластез. Все процессы тесно связаны друг с другом. Уплотнение сначала достигается за счет более тесной экономной упа­ ковки . На первом этапе происходит гравитационное уплотнение пород при сохранении их первичных структурных и текстурных признаков. При дальнейшем росте нагрузки жесткий скелет испытывает лишь упругие сжатия до определенного предела, после которого он начина­ ет разрушаться, первичная обломочная структура изменяется. В контактных точках, где давление особенно велико, происходит частичное растворение минерального вещества.

Количество и тип цемента сильно влияют на емкость терригенных коллекторов. Как уже говорилось, цемент может быть синхроничен обломочным зернам ­ это сингенетичный цементирующий материал. Но цемент может проникнуть в пористую среду и после отложения осадка при его диагенезе и последующем катагенезе. Цемент в обло­ мочных породах представлен следующими минеральными образова­ ниями: 1) глинистыми минералами; 2) железистыми веществами; 3) карбонатами; 4) кремнистыми веществами (в том числе в результате переотложения SiO2 ­ окремнения); 5) сульфатами; 6) фосфатами и др.

Развитие процессов цементации при диагенезе и катагенезе преж­ де всего связано с поступлением в пористые породы все новых пор­ ций погребенных вод из глин по мере уплотнения последних. В глине воды очень много ­ особенно вначале, в глинистой суспензии, ­ до 80¾ объема. А в сухих сланцеватых аргиллитах остается 4 ­ 5% . Этот

236

резерв вод не всегда в должной мере учитывается при расчетах балан­ са подземных вод и определении их роли в ходе миграции УВ.

Отжатая вода из глин со всеми разнообразными растворенными

состав глин, который влияет на отдачу воды (при прочих равных условиях каолинитовые и гидрослюдистые глины отдают воду быст­ рее, чем монтмориллонитовые); 2) соотношение глин и песков в раз­ резе. Маломощные песчаные пласты в глинистых толщах полностью зацементированы до степени сливных песчаников, а в средних частях мощных песчаных пачек при малом количестве глин в разрезе остают­ ся свободные поровые пространства.

Характер осаждающихся из растворов минералов будет целиком и полностью определяться 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 больших значений. Часто на глубине фактически формируются уже рассолы, которые в виде растворов могут существовать только при повышенных давлениях и температу­ рах. В результате повышения концентрации (или снижения температу­ ры и давления) в осадок начинают выпадать труднорастворимые сое­ динения. Из наиболее массовых прежде всего идет выпадение карбо­ натов, они переходят в состав цемента. В результате мы видим следы замещения глинистых минералов и даже зерен кварца, которые разъе­ даются карбонатным цементом. Можно говорить о подзоне карбонатизации. В связи с уходом ионов С O 2 + 3 в пластовых водах начинают преобладать сульфат-ионы, дальнейшее повышение концентрации приводит к выпадению сульфатов, которые тоже входят в цемент. Здесь же высокую активность приобретает кремнезем, часто замещаю­ щий другие минералы. Таким образом, есть основания выделять подзону окварцевания. С уходом сульфатов воды приобретают хлоридный облик. Такова генеральная схема изменения состава вод, но она часто нарушается проникновением инфильтрационных и глубин­ ных вод и иными, часто противоположно направленными процессами.

цемента. К таким минералам относятся пироксены, амфиболы, биотит, некоторые плагиоклазы. По мнению А. Г. Коссовской, в области интен­ сивного погружения и быстрого накопления осадков большой мощ­ ности происходит разложение и "внутрислойное растворение" фемических минералов (пироксенов, амфиболов, биотита). Освобождаю­ щиеся железо и марганец входят в состав хлорита, а кальций и другие

237

катионы образуют растворимые соли, способные участвовать в мигра­ ции. При разложении плагиоклазов происходит формирование цеоли­ тов. Интересно, что в тех терригенных породах (например мезозойс­ ких в Лено-Вилюйской синеклизе), где в значительном количестве присутствует ломонтит (20-25%), основные и средние плагиоклазы отсутствуют. В связи с этим резко повышается относительное содержа­ ние кислых плагиоклазов (альбита). Кроме того, возникают новообра­ зования альбита вследствие замещения средних и основных плагио­ клазов. За счет полевых шпатов может происходить также возникно­ вение эпидота.

Плотная упаковка зерен скелета всегда обеспечивает жесткий характер связей. При этом нагрузка передается от зерна к зерну в точках соприкосновения. В условиях больших давлений минералы начинают растворяться в этих местах (принцип Рикке), а в соседних участках растворившееся вещество будет осаждаться. Происходит перераспределение, микромиграция вещества; растворенные вещест­ ва, одинаковые по составу с зернами, наращивают их. Возникшие раст­ воры оказывают влияние и на цемент. Например, образование сери­ цита в глинистом цементе связано с воздействием растворов щелочей, образующихся при растворении на контактах зерен полевых шпатов, на каолинитовые частицы. Щелочная среда способствует растворимости многих минералов, в том числе кварца.

Большую роль в изменении глинистого цемента в песчаниках играют пластовые воды. В более проницаемых пластах под их воздей­ ствием процессы изменения идут боле активно. В проницаемых водо­ носных песчаниках цемент может изменяться от смешаннослойного и гидрослюдистого к хлоритовому, а потом каолинитовому, вначале несовершенной, а затем совершенной структуры. Каолинитизации способствует влияние продуктов разложения OB: угольная, гуминовые кислоты. В плохо проницаемых пластах и глинистых покрышках, сложенных минералами того же состава, этот процесс идет медленно или не идет вовсе.

Глинистые минералы различны по пластичности; наиболее пласти­ чен монтмориллонит. Он же способен в большей степени разбухать и закупоривать поровое пространство. Примесь монтмориллонита ска­ зывается очень сильно даже в малых количествах. При добавлении к чистому кварцевому песку с проницаемостью 5 , 3 · 1 0 - 1 2 м к м 2 5% монт­ мориллонита проницаемость снижается д о 0 , 8 5 · 1 0 - 1 3 мкм3 .При добав­ лении 10% монтмориллонита песок становится практически непрони­ цаем. Таким образом, наличие монтмориллонитового цемента - небла­ гоприятный фактор. Этот минерал также корродирует кварцевые зерна. Если же за счет гидрослюды возникает каолинит, как в выше­ приведенном примере, то образуется некоторое избыточное количест­ во кремнезема, часть которого идет на регенерацию зерен кварца, а

238

часть может быть вынесена, и пористость породы может увеличиться. П е р е к р и с т а л л и з а ц и я в е щ е с т в а ц е м е н т а происходит

из-за возрастания нагрузок и роста температуры при погружении. Этому способствует и меняющийся солевой состав вод. Наиболее существенной и глубокой перекристаллизация является в тех поро­ дах, цемент которых сложен веществами химического и биохими­ ческого происхождения (сульфаты, карбонаты, соли). Так как скорость кристаллизации в катагенезе невелика, что часто образуются крупные кристаллы, иногда правильной формы. При этом возникает пойкилитовый цемент, структура которого становится средне- и крупнокрис­ таллической.

Существенное влияние на процессы цементации оказывает OB. Например, указанные преобразования глинистых минералов в по­ рах коллекторов практически не происходят в тех случаях, когда глинистая масса пропитана OB, на глинистых частицах образуется как бы защитная пленка. Замечено, что в пласте-коллекторе, содержащем залежь нефти, процессы цементации значительно замедляются или даже прекращаются, продолжая развиваться за контуром и ниже подошвы залежи. Нефть, являющаяся диэлектриком, тормозит элект­ рические процессы, обменные явления, во много раз замедляет вто­ ричное изменение пород, и, таким образом, консервирует поровое пространство коллектора. По данным Б. К. Прошлякова (1974 г.), в разрезе Прикаспийской впадины на глубинах свыше 4000 м встреча­ ются слабоуплотненные, пропитанные нефтью глинисто-алевритовые породы. Это явление как раз и объясняется "консервированием" порового пространства. Особенно интенсивные процессы цементации могут развиваться вблизи контакта нефть-вода, вследствие обменных реакций и развития микробиальных процессов. В связи с этим интерес­ но отметить, что вследствие большей зацементированности пласта за пределами залежи нефть при перестройке структурного плана обычно не уходит из занятой ею ловушки - возникают висячие залежи на крыле складки и т. п.

Все указанные изменения приводят к тому, что с увеличением воз­ раста пород и глубины погружения объем порового пространства в них в целом уменьшается (получается, что время как бы компенсирует степень погружения).

Породы с различной гранулометрической характеристикой изме­ няются неодинаково. Достаточно "чистые" хорошо отсортированные песчаные породы в меньшей степени изменяют свою пористость с возрастом и глубиной. В таких породах средняя величина уменьшения пористости при давлении 10 МПа составляет 1,5%, а при давлении около 150 МПа (6-10 км) - 6,2%. Наиболее интенсивное уменьшение пористости происходит в плохо отсортированных породах-коллекто­ рах, особенно таких, как глинистые алевролиты. Снижение пористости

239

вследствие сжимаемости пород на одной и той же глубине проявля­ ется в обломочных породах с глинистым цементом в значительно большей мере, чем в породах с кремнистым цементом. Имеет значение количество и распределение цемента.

Кроме необратимых изменений, которые приводят к уменьшению емкостных и фильтрационных свойств, в осадочных породах наблю­ даются изменения временного характера, исчезающие после снятия нагрузки. Они обусловлены способностью минералов уменьшаться в объеме при возникновении одностороннего или всестороннего сжатия, и, наоборот, расширяться под воздействием упругих сил. В связи с этим у одной и той же породы объем пор может меняться: в условиях атмосферного давления он будет больше, в пластовых условиях на глубине - меньше. Вместе с пористостью изменяется и проницаемость, причем обычно в еще большей степени.

Горная порода подвергается действию так называемого эффек­ тивного давления, представляющего собой разность между геостатис­ тическим и пластовым давлениями с поправкой на некоторый коэф­ фициент: rЭ ф = r г е о с т - п р п л , n =< 1 - коэффициент, находящийся в функциональной зависимости от состава пород. Для расчета эффектив­ ного давления, не превышающего значения 50 МПа, при исследовании пористых коллекторов с коэффициентом пористости порядка 20% и более величину л можно принять равной 0,85.

Коэффициент сжимаемости пород под действием эффективного давления экспериментально определялся многими исследователями. При этом были получены различные результаты. Некоторые авторы пришли к выводу, что упругая сжимаемость твердой фазы пород по сравнению с изменением общего объема пористой среды столь мала, что ею можно пренебречь. Другие ученые выявили, что существуют породы, заметно изменяющие под нагрузкой свои физические свойст­ ва и восстанавливающие их после снятия давления. При этом в породе не фиксируются или являются весьма мало заметными остаточные де­ формации. К таким породам относятся хорошо отсортированные квар­ цевые песчаники с малым содержанием (порядка 5-8%) зерен другого состава и с пленочно-контактовым цементом. В образцах подобных пород нижнемелового возраста в Восточном Предкавказье, отобран­ ных с глубин 3200-3300 м, в процессе увеличения давления до 60 МПа пористость уменьшалась на 6 - 8% (открытая пористость в поверхност­ ных условиях 14,5-26,9%), а проницаемость снижалась на 7,6%.

Во всех случаях проницаемость вкрест слоистости изменяется в большей степени, чем вдоль.

Изменения температуры не влияют на общий характер зависимо­ сти проницаемости от давления. Лишь в случае измерения по жидко­ сти проницаемость увеличивается с повышением температуры, види­ мо, в силу уменьшения вязкости жидкости.

240

Явление сжимаемости некоторых разновидностей пород и изме­ нения их физических свойств следует учитывать при подсчете запасов (вводя соответственно уменьшительную поправку в величину порис­ тости) и при составлении схемы разработки месторождения.

К гранулярным коллекторам наиболее близки некоторые участки кор выветривания. Наибольшие притоки нефти были получены из кор выветривания гранитоидов и песчано-глинистых сланцев, наименьшее - зеленокаменных пород, глинистых сланцев и основных эффузивов. Формирование коллекторских свойств образований кор выветривания определяется не только составом исходных пород, но и палеоклиматическими, тектоническими, геоморфологическими и другими факто­ рами.

По преобладающим геохимическим процессам и минеральному составу в корах выветривания снизу вверх выделяются следующие зоны: дезинтеграции, выщелачивания и гидролиза. На крупнокрис­ таллических полевошпатовых породах - гранитах, гранодиоритах, диоритах, габбро и гнейсах различного состава - большей частью развит сокращенный профиль выветривания, состоящий из двух зон: дезинтеграции и гидролиза. Изменение состава пород при выветрива­ нии обусловливает закономерное изменение их физических свойств. Неизмененные магматические и метаморфические породы имеют в основном межзерновую субкапиллярную и капиллярную пористость, измеряемую сотыми и тысячными долями процента. В зоне дезинтег­ рации пористость резко возрастает. Наибольшая открытая пористость образуется в зоне дезинтеграции крупнокристаллических магмати­ ческих и метаморфических пород с повышенным содержанием кварца. Открытая пористость может достичь 10-15%. Пористость возрастает за счет появления весьма тонких извилистых трещин и полостей между зернами. Вдоль них происходит частичное растворение материала. Подобные трещины не могут еще обеспечить хорошую проницаемость.

При переходе породы в следующую зону - зону выщелачивания - параллельно с выносом водами отдельных соединений из минералов (поглощенного комплекса глин и др.) происходит увеличение разме­ ров образовавшихся пустот; пористость увеличивается. Породы, прошедшие зону выщелачивания, характеризуются хорошими коллекторскими свойствами, особенно высокими в корах выветривания гранитоидов. Сохраняющиеся здесь зерна материнских пород, осо­ бенно кварца, образуют жесткий каркас. В дальнейшем, при накопле­ нии вышележащих отложений, этот каркас оказывает сопротивление уплотнению. Пористость пород может превышать 20%.

В зоне гидролиза происходит глубокое преобразование минераль­ ного состава и структуры первичных пород. Основную массу пород слагают гидрослюды и каолинит. Мелкие зерна кварца и других сохра­ нившихся минералов представляют собой реликты. Эти преимуществ

241

венно глинистые участки коры выветривания способны сильно уплот­ няться под давлением вышележащих пород. При уменьшении порис­ тости и проницаемости глинистые разности превращаются в покрышки нижезалегающих коллекторов.

Даже при достаточно широком площадном развитии продукты кор выветривания часто отсутствуют в сводовых частях поднятий. Они наиболее полно развиты на крыльях и в прогибах между поднятиями, где могут образовывать литологические ловушки. Часто они создают единый резервуар с вышезалегающими более молодыми породамиколлекторами, особенно в том случае, если верхняя зона гидролиза

сы определяют генеральную тенденцию снижения пористости пород с глубиной и повышения их плотности. Часто приходится наблюдать, что на глубинах 3,5-4 км пористость ничтожно мала. Однако отмечает­ ся все больше и больше случаев, когда на глубинах 6 - 8 км емкостные характеристики пород достаточно велики. Открытая пористость песчаников продуктивной толщи на площади Булла-море в Азербайд­ жане составляет 15-18% на глубине более 6,2 км. Примерно такие же величины на шестикилометровых глубинах известны и на других морских площадях в пределах Апшеронского порога. В США в штатах Аризона и Техас вскрыты удовлетворительные коллекторы на глуби­ нах 8 км. По-видимому, в подобных случаях можно говорить либо о сохранении удовлетворительных свойств при погружении на большие глубины, либо о формировании дополнительного нового пустотного пространства - вторичной пористости, что выражает процесс разуплот­ нения пород на глубине.

Возникновение или сохранение новой пористости на больших глу­ бинах зависят от очень многих факторов, воздействие некоторых из них мы только начинаем раскрывать. Причины этих явлений связаны с обстановкой формирования осадков, с взаимовлиянием толщ, выпол­ няющих осадочный бассейн, с различными литогенетическими процес­ сами. Нам известна обстановка формирования достаточно отсортиро­ ванных песков из окатанного материала на малых глубинах шельфа. В зависимости от состава (более мономинеральный или более полимиктовый) дальнейшее постседиментационное преобразование этих пес­ ков (и пористости в них) происходит с разной степенью интенсивности, химически разнородный материал более реакционноспособен, и преоб­ разования в полимиктовых песчаниках идут активнее. Но в подав­ ляющем большинстве случаев песчаные породы относительно мелко­ водного происхождения изменяются и сильно цементируются уже на глубинах порядка 2,5 - 3 км. Исключением могут служить пески верх­ него уровня лавинной седиментации (по А. П. Лисицыну), которая

242

происходила и происходит в дельтах и на склонах дельт (в авандельтах) крупных рек.

Вследствие больших скоростей осадконакопления песчаные слои быстро попадают на большие глубины, не испытав существенных литогенетических преобразований. В ряде случаев, видимо, так и обстояло дело при формировании отложений продуктивной толщи на Апшеронском пороге каспийского моря, где в то время располагался внешний край палеодельты Волги. Быстрое погружение сопровожда­ лось промыванием осадков струями воды с повышенной гидродинами­ кой, что обусловило вынос пелитового материала и улучшение струк­ турной характеристики пород. Эти же факторы повышенной скорости накопления осадков и их лучшей степени промытости (отсортирован­ ности) действуют и с приближением ко второму уровню лавинной седиментации на континентальном склоне и его подножии. Зерновые потоки в каньонах и троговых долинах континентального склона могут двигаться с весьма значительными скоростями, образующиеся при этом вытянутые тела песчаного материала с повышенной круп­ ностью зерен приобретают высокие структурные характеристики (фи­ зическую зрелость). В какой-то степени это характерно и для отложе­ ний лопастей глубоководных конусов на континентальном подножии. При быстром захоронении все эти особенности сохраняются и в ходе погружения на большие глубины, при дальнейшем перекрытии более мелководными отложениями в случае проградационного наращивания континентальной окраины. Песчаные тела лопастей могут соединяться с песками питающего потока в каньоне и образовывать разветвлен­ ный, но достаточно обширный природный резервуар. Многие залежи в бассейнах Сакраменто и Сан-Хоакин в США связаны с отложениями подводных долин и конусов выноса. Пористость миоценовых песча­ ников, образовавшихся в таких условиях на глубинах в 3,6 км и более, составляет около 20%. Песчаные тела с жестким скелетом в разрезе в ряде случаев представляют так называемые седиментационные структурные формы.

Существенным фактором сохранения высоких коллекторских свойств является набор формаций в осадочном нефтегазоносном бас­ сейне. Физические свойства различных толщ сильно отличаются по способности к уплотнению, фильтрационным характеристикам, тепло­ проводности и т. д. Большую роль играют толщи с высокой теплопро­ водностью, прежде всего соленосные и некоторые кремнистые. Они способствуют более ускоренному перераспределению тепла в породах осадочного бассейна, как бы "выводят" его с больших глубин вверх, выхолаживают эти глубины, или, как говорят, создают эффект холо­ дильника. Влияние это достаточно заметно. Если при среднем геомет­ рическом градиенте на глубине 5 км температура достигает примерно 150°С, то при наличии соленосной толщи в породах под ней на той же

243

1

глубине температура равняется примерно 100-1100 C Это различие очень большое, если учесть то, что температура для начала и полноты протекания химических реакций служит основным фактором. В связи с этим под нижнепермской соленосной толщей в Прикаспийской впа­ дине пористость нижележащих пород составляет 20-23%, а проницае­ мость до 140·10-15 м . Мощные перекрывающие глинистые толщи, так же как и соленосные, оказывают существенное влияние на свойства подстилающих пород и в другом отношении: затрудняя отток образую­ щихся продуктов химических реакций, они способствуют добавочно­ му повышению давлений на глубине, вследствие чего могут создавать­ ся зоны аномально высоких пластовых давлений - АВПД. Здесь про­ является механическое влияние флюидов, они как бы распирают пласты изнутри, сохраняя пустоты от сжатия. Кроме того, повышение давления, затрудненный уход образовавшихся продуктов замедляет и химические реакции. Пористость песчаников палеозойского возраста, вскрытых Бийкжальской скважиной в Прикаспии в зоне АВПД на глубдинах от 5,3 до 5,5 км, составляет 9,6-13,5%, в то время как близкие по составу породы мезозоя в Аралсорской скважине на глубинах 4,15-4,2 км, где нет АВПД, характеризуются пористостью 8,7-11,5%.

Весьма разнообразно влияние литогенетических процессов на сох­ ранение имеющейся пористости и создание вторичной. К сохранению первичных коллекторских свойств среди терригенных пород больше всего предрасположены средне- и крупнозернистые разности песчани­ ков с малым содержанием цемента. При прочих равных условиях (однородность минерального состава, структуры) заметную роль игра­

свободное поровое пространство, особенно если они залегают среди глин. Это объясняется тем, что выжимающиеся из глин растворы просачиваются в кровли и подошвы пластов и здесь из них выпадают вещества, которые цементируют и как бы бронируют внутренние час­ ти.

Вторичная пористость в обломочных отложениях наиболее часто представлена межзерновой пористостью и пустотами избирательногс растворения и выноса материала некоторых компонентов породы, в том числе зерен. Образованию вторичной пористости способствует ряд факторов. Прежде всего это изменение общего характера среды (величина рН и др.), при котором отдельные минералы становятся неустой­ чивы. Это касается карбонатов и некоторых глинистых минералов. Зоны неустойчивости выделяются на разных глубинах в зависимости от гидрохимического и теплового режима. При средней напряженности теплового поля кальцит неустойчив на глубине около 3 км, при более интенсивной напряженности - на меньших глубинах. В зависимости oт ситуации в конкретных бассейнах в соответствии с уровнем неустой-

244

чивости М. К. Калинко и Н. А. Минским в 1973 г. были выделены зоны оптимальных коллекторов.

Карбонаты и другие химически нестойкие минералы и обломки пород активно растворяются водами, обогащенными углекислотой и органическими кислотами. Растворы, содержащие органические кис­ лоты, формируются главным образом при разложении OB и проникают в толщу пород сверху. Воды же, насыщенные CO2 , могут поступать и из глубоких частей земной коры и способствовать интенсивному форми­ рованию вторичной пористости на глубинах в несколько километров. Вторичная пористость возникает в той или иной степени, по-видимому^ постоянно. Те же дополнительные или обновленные поры, которые мы отличаем в нефтегазоносных коллекторах, образуются, а затем и сох­ раняются скорее всего лишь на определенных глубинах, чему есть несколько причин. Как уже указывалось выше, трансформация раз­ бухающих глинистых минералов (смектитов) в неразбухающие (глав­ ным образом, иллит) является очень важной стороной преобразования осадочных пород. Освобождающаяся при трансформации связанная вода, переходящая в свободное состояние вследствие своей химичес­ кой чистоты, обладает повышенной растворяющей способностью (аг­ рессивностью)1 . Проникая в коллектор, она принимает участие в растворении хемогенного (карбонатного, сульфатного и др.) цемента. Растворение цемента водой, выделившейся из глин, будет продол­ жаться до тех пор, пока эта вода не достигнет химического равновесия с водой, ранее бывшей в коллекторе.

Наиболее массовое превращение глинистых минералов (и выход воды) часто хорошо увязывается по глубине с главной зоной нефтеобразования. Характер переслаивания толщ при. этом также имеет определенное значение. Если глинистые свиты очень мощные (сотни метров, первые километры), то из центральных их частей освободив­ шейся воде уйти сложно, она не будет принимать участие в преобразо­ вании находящихся на далеком расстоянии песчано-алевритовых коллекторов, роль ее будет иной.

Другой основной действующий агент - углекислота, кроме верх­ ней биогенной зоны, возникает также в массовом количестве при гене­ рации нефти и в более глубоких горизонтах при термохимических преобразованиях параллельно с образованием метана. Формирование этих газов приводит к аномально высокому поровому давлению и, как следствие, микротрещиноватости, что создает дополнительные воз­ можности перемещения углекислоты в природные резервуары. Повы­ шение давления выше нормального приводит к увеличению раствори­ мости кальцита, в условиях же нормального повышающегося давле-

1 Эта вода обладает, по-видимому, повышенной растворяющей способностью и по отношению к УВ и тем способствует их выносу из глин

245