vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

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

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

глубоких скважин. Подобным же многоэтажным строением отличается и осадочный чехол региона Арканзас - Луизиана. Каждый из этажей отделен от перекрывающего и подстилающего его этажа поверхностью несогласия и характеризуется специфическими закономерностями в распределении нефтегазоносности, которые не могут быть выявлены, пока вышележащая поверхность несогласия не будет вскрыта бурением. Схематический разрез этого региона показан на фиг. 14-5. А на фиг. 6-16

приведен разрез части западного Техаса, на котором также видны несколько этажей осадочного чехла, каждый со своими характерными особенностями нефтегазонакопления.

4. Некоторые поверхности несогласия, по-видимому, отмечают верхнюю временную границу периодов, особенно благоприятных для аккумуляции нефти и газа. Например, поверхность крупного несогласия, отделяющего» на территории Соединенных Штатов Америки пенсильванские отложения от допенсильванских, является границей, ниже которой известны многочисленные, локальные и региональные антиклинальные структуры, тектонические нарушения, гомоклинали и сводовые поднятия, не отражающиеся в вышележащих толщах. Этот перерыв в осадконакоплении, вероятно, имел чрезвычайно большое значение в геологической истории нафтидов,

Фиг. 14-5. Схематический «разорванный» [для наглядности] разрез региона Арканзас - Луизиана, показывающий многочисленные расположенные один над другим структурные этажи, характеризующиеся специфическими особенностями распространения нефти и газа (Imlау, Ark. Geol. Surv., Cir. № 12, 1940).

поскольку в настоящее время обнаружены многочисленные залежи нефти и газа,

которые приурочены к положительным тектоническим структурам,

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

сформировавшимся на границе миссисипского и пенсильванского периодов.

Важность этого предпенсильванского этапа формирования структур подтверждается на примере района Оклахома-Сити, расположенного у южного окончания погребенного поднятия Немаха штатов Канзас и Оклахома. Палеогеологическая карта предпенсильванской поверхности этой площади приведена на фиг. 14-6. Эта эрозионная поверхность, ниже которой обнаружено много залежей нефти и газа (фиг.

14-7), перекрыта глинистыми сланцами и песчаниками пенсильванского возраста. На фиг. 14-7 показана также структурная карта района центральной Оклахомы. Особый интерес представляет пересечение предпенсильванской и предмиссисипской поверхностей несогласия, которое обусловило образование ловушки, содержащей залежь Уэст-Эдмонд, где продуктивна формация Бойс-д'Арк группы Хантон (девон -

силур). В регионах Иллинойса, Канзаса, Оклахомы, Техаса и Нью-Мексико почти все залежи нефти и газа, открытые в отложениях допенсильванского возраста, также приурочены к структурам предпенсильванского этапа формирования. Аккумуляция залежей нефти в допенсильванских толщах, по-видимому, тесно связана с этим этапом геологического развития. Вскрытие такой поверхности несогласия скважинами открывает новые возможности для разведочных работ.

5. Несогласные напластования отмечаются в геологическом разрезе эрозионными поверхностями. Эрозии подвергались не только горные породы, но и связанные с ними залежи нефти. Области с более высоким рельефом, которые, по-

видимому, подвергаются эрозии в первую очередь, обычно высоко расположены и в структурном плане и поэтому, вероятно, содержат нефтяные и газовые залежи.

Поскольку в разрезе осадочных толщ многих регионов обнаруживается несколько поверхностей несогласия (например, 20 или даже более таких поверхностей отмечено в палеозойских отложениях Канзаса [23]), следовательно, на протяжении геологической истории здесь было уничтожено эрозией огромное количество нефтяных и газовых залежей. Возникает вопрос, что стало с этими попавшими в зону эрозии нафтидами? Были ли они разрушены или переотложены? Одна из самых замечательных особенностей в геологии нефти и газа заключается именно в том, что несмотря на все этапы деформации и эрозии, многочисленные в истории большинства седиментационных бассейнов, в их разрезах сохранилось большое количество промышленных скоплений углеводородов.

Когда формации, смятые в складки и приобретшие региональный наклон до возникновения по верхности несогласия, впоследствии пересекаются этой поверхностью, они могут выклиниваться и образовывать локальные ловушки для

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

движущихся к ним нефти и газа. Образование отложений, непосредственно перекрывающих поверхность несогласия, обычно происходило в прибрежных или мелководных зонах трансгрессировавшего на эродированную сушу морского бассейна.

Фиг. 14-6. Палеогеологическая карта предпенсильванской поверхности района Уэст-Эдмон - Оклахома-Сити – Мор в центральной Оклахоме(МсGee, Jenkins, Bull, Am Assoc Petrol Geol; 30, р. 1806, Fig. 5, 1946).

Здесь имеется ряд промышленных залежей, связанный с формациями Вайола, Симпсон, Уилкокс. Общие извлекаемые запасы нефти этой территории оцениваются в

1млрд. баррелей.

1- известняки (миссисипий); 2 - глинистые породы формации Вудфорд (миссисипий); 3 - известняки Хантон (девон - силур); 4 - глинистые породы Силван (ордовик); 5 - формации Вайола и верхний Симпсон (ордовик); 6 – песчаники Уилкокс (ордовик); 7 - нижний Симпсон (ордовик); 8 - известняки Арбакл (докембрий – ордовик)

Поэтому для этих отложений столь характерны частые фациальные замещения,

погрубение обломочного материала, наличие песчаных баров и других песчаных тел и даже конгломератов. Все эти образования весьма благоприятны для аккумуляции залежей нефти и газа. Фациальная обстановка прибрежной зоны обеспечивает особенно высокую продуктивность живого органического вещества, а следовательно,

и его обилие. Поэтому трансгрессивно перекрывающие поверхность несогласия пласты могут быть нефтепроизводящими, а нефть и газ могут мигрировать из них в проницаемые отложения, залегающие под этой поверхностью.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Фиг. 14-7. Структурная карта района центральной Оклахомы, по пачке Хараган-Генрихауз формации Кантон (девон - силур) (см. также фиг. 14-6) (McGee, Jenkins, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 30, p. 1805, Fig. 4, 1946).

Заштрихованные площади - залежи нефти в допенсильванских отложениях. Изогипсы через 250 футов. Этот структурный план был перекрыт пенсильванскими отложениями. После более поздних этапов структурообразования антиклинальные складки нижнего структурного плана оказались выраженными еще резче. А - залежь Уэст-Эдмонд; Б - месторождение Норт-Эдмонд; В - месторождение Оклахома - Сити; Г - месторождение Шорт-Джанкшен; Д - залежь Мор; а - восточная граница распространения формации Бойс-д'Арк группы Хантон; б - предмиссисипский срез; в

– предпенсильванский срез.