
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Предисловие автора к первому изданию
- •Предисловие редактора английского издания
- •Часть первая. Введение
- •Глава 1 Введение
- •Глава 2 Распространение нефти, газа и других нафтидов
- •Условия залегания
- •Поверхностные нафтидопроявления
- •Геологический возраст пород-коллекторов
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Часть вторая. Природный резервуар
- •Глава 3 Порода-коллектор
- •Классификация
- •Номенклатура пород-коллекторов
- •Обломочные породы-коллекторы
- •Глины
- •Цементация обломочных пород-коллекторов
- •Хемогенные породы-коллекторы
- •Химически осажденные карбонатные породы
- •Кремнистые породы-коллекторы
- •Породы-коллекторы смешанного происхождения
- •Разрезы буровых скважин
- •Породы-коллекторы морского и неморского происхождения
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 4 Поровое пространство породы-коллектора
- •Пористость
- •Измерения пористости
- •Проницаемость
- •Измерения проницаемости
- •Эффективная и относительная проницаемость
- •Классификация и происхождение порового пространства
- •Первичная, или межзерновая, пористость
- •Вторичная, или промежуточная, пористость
- •Связь между пористостью и проницаемостью
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 5 Пластовые флюиды-вода, нефть, газ
- •Флюиды, содержащиеся в природных резервуарах
- •Источники информации о пластовых флюидов
- •Распределение газа, нефти и воды в резервуаре
- •Вода
- •Классификация вод нефтяных месторождений
- •Характеристика вод нефтяных месторождений
- •Происхождение соленых вод нефтяных месторождений
- •Нефть
- •Измерение количества нефти
- •Химические свойства нефти
- •Ряды углеводородов
- •Другие компоненты нефтей
- •Физические свойства нефтей
- •Природный газ
- •Измерение объема природного газа
- •Состав природного газа
- •Примеси в природном газе
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Антиклинальная теория
- •Классификация ловушек
- •Структурные ловушки
- •Ловушки, связанные с разрывными нарушениями
- •Ловушки, связанные с трещиноватостью
- •Цитированная литература
- •Первичные стратиграфические ловушки
- •Линзы и фациальные замещения обломочных пород
- •Линзы и фации хемогенных пород
- •Вторичные стратиграфические ловушки
- •Гидродинамические ловушки
- •Заключение
- •Комбинированные ловушки
- •Соляные купола
- •Распространение соляных куполов
- •Соляные штоки провинции Галф-Кост
- •Кепрок
- •Происхождение соляных куполов
- •Глава 9 Пластовые условия - давление и температура
- •Пластовое давление
- •Измерение давления
- •Градиенты давления
- •Источники пластового давления
- •Аномальные пластового давления
- •Температура
- •Измерение температуры
- •Геотермическии градиент
- •Использование результатов температурных замеров
- •Источники тепловой энергии
- •Результаты воздействия тепла
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 10 Механика природного резервуара
- •Фазовые состояния
- •Поверхностные явления
- •Поверхностная энергия; поверхностное натяжение; межфазное натяжение
- •Капиллярное давление
- •Пластовая энергия
- •Газ, растворенный в нефти
- •Режим газовой шапки (газонапорный режим)
- •Водонапорный режим
- •Гравитационные силы
- •Комбинированные источники пластовой энергии
- •Движение нефти и газа в залежи
- •Явления, связанные с разработкой залежи
- •Максимально эффективный темп добычи
- •Коэффициент продуктивности
- •Уравнение материального баланса
- •Сверхвысокопродуктивные скважины
- •Малорентабельные скважины и залежи
- •Эксплуатационный период скважин и залежей
- •Вторичные методы разработки залежей
- •Добыча газа
- •Попутный газ
- •Свободный газ
- •Экономические и правовые вопросы
- •Заключение
- •Часть четвертая Геологическая история нефти и газа
- •Глава 11 Происхождение нефти и газа
- •Граничные условия
- •Неорганическое происхождение нефти и газа
- •Органическое происхождение нефти и газа
- •Современные теории органического происхождения нефти и газа
- •Природа органического материнского вещества
- •Современное органическое вещество
- •Органическое вещество неморского происхождения
- •Превращение органического вещества в нефть и газ
- •Деятельность бактерий
- •Теплота и давление
- •Изменение нефти под влиянием теплоты и давления
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 12 Миграция и аккумуляция нефти и газа
- •Геологические условия миграции и аккумуляции
- •Дальность миграции
- •Первичная миграция
- •Вода, выжимаемая из глин и сланцев
- •Циркуляция воды
- •Седиментационная и переотложенная нефть
- •Вторичная миграция
- •Перенос частиц нефти и газа водой
- •Явления, связанные с капиллярным давлением и давлением вытеснения
- •Плавучесть
- •Влияние растворенного газа на миграцию нефти
- •Аккумуляция
- •Наклонные водонефтяные контакты
- •Литологические и стратиграфические барьеры¹
- •Вертикальная миграция
- •Время аккумуляции
- •Приток нефти и газа
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 13 Глубинная геология
- •Типы глубинных карт
- •Структурные карты и разрезы
- •Карты изопахит ( карты равных мощностей)
- •Карты фаций
- •Палеогеологические карты
- •Геофизические карты
- •Геохимические карты
- •Другие типы глубинных карт
- •Счетно-решающие машины
- •Сухие скважины
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 14 Нефтегазоносные провинции
- •Характер отложений
- •Теория углеродного коэффициента
- •Седиментационные бассейны
- •Нефте- и газопроявления
- •Несогласия
- •Зоны выклинивания проницаемых отложении
- •Региональные своды
- •Локальные ловушки
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Глава 15 Перспективы нефтегазоносности¹
- •Открытие
- •Геологические факторы
- •Экономические факторы
- •Субъективные факторы
- •Заключение
- •Цитированная литература
- •Общие работы
- •Сокращения, принятые в английской литературе по нефти и газу
- •Литература
- •Дополнительный список литературы
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
иные интенсивные деформации. Очевидно, граниты фундамента были в это время выведены на дневную поверхность, а вокруг, выклиниваясь к их вершинам, очевидно,
накапливались осадки, содержащие аркозовый материал. Последний, вероятно,
интенсивно смывался с гранитных массивов и на близком расстоянии от них захоронялся, не подвергаясь сильному выветриванию. Еще более важным является то обстоятельство, что развивающийся диастрофизм вызывал возникновение крупных угловых несогласий, несогласных перекрытий, образование складок и сбросов, т.е.
создавал условия, благоприятствующие формированию ловушек, способных вмещать крупные залежи нефти и газа. Примером могут служить аркозовые породы пенсильванского и пермского возраста южной и западной Оклахомы, а также месторождения Панхандл в Техасе. Аркозы здесь лишены глинистой примеси и выветрелого обломочного материала, состоят из смеси кварца, полевых шпатов и слюд,
обладающей проницаемостью и поэтому представляют собой особенно хорошие коллекторы. Про такие аркозы говорят, что они хорошо «очищены» или «просеяны».
Многие аркозы, однако, настолько загрязняются выветрелыми обломками, что становятся почти непроницаемыми.
Глины
Глины имеют большое значение в геологии нефти и газа. Они присутствуют в различных количествах в большинстве коллекторов, определяют в значительной мере изменение пористости и проницаемости пород и оказывают сильное влияние на нефте-
и газоотдачу последних. Особое влияние оказывают глины на приемистость скважин при нагнетании воды в пласт с целью поддержания в нем высокого давления в процессе вторичной разработки залежи. Сжимаемость и уплотняемость осадков обусловливается преимущественно вытеснением воды из глинистых минералов; высокая минерализация вод нефтяных месторождений, вероятно, в значительной степени объясняется освобождением солей, адсорбированных глинистыми минералами; глины служат основным компонентом большинства буровых растворов. В последнее время появилось много новых исследований, посвященных глинам, что должно привлечь к ним еще большее внимание. Читатель, интересующийся вопросами о роли глин и глинистых минералов в геологии нефти и газа, а также о влиянии их на условия добычи последних, отсылается к работам, посвященным этим проблемам [28].
Глинистые минералы¹ входят в состав почти всех коллекторских пород. Они могут присутствовать в них в виде отдельных частиц, рассеянных среди песчаных зерен, заполнять пустоты между ними, образуя цемент, или слагать тонкие прослойки,

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
чередующиеся со слоями песчаных либо карбонатных порол. Поскольку многие глинистые минералы характеризуются пластинчатым габитусом, достаточно небольшого содержания их в осадке, чтобы поверхность песчаных зерен оказалась покрытой тонкой глинистой пленкой. Поэтому даже относительно незначительные количества глин в породе могут оказывать необычайно сильное влияние на такие ее физико-химические свойства, как связанность, адсорбция, поверхностное натяжение на границах раздела фаз капиллярность и смачиваемость. Одни глинистые минералы являются олеофильнымп. другие - гидрофильными.
На хемогенные породы-коллекторы присутствие глинистых минералов оказывает в общем столь же сильное влияние, что и на обломочные. В карбонатных породах глины распространены либо в виде налетов по плоскостям наслоения, лпбо в виде тонких пропластков [29]. И те и другие могут быть сложены коагулированным коллоидным глинистым материалом, привнесенным в бассейн седиментации,
поскольку глинистое вещество обычно легко коагулирует (т.е. собирается в небольшое рыхлые агрегаты или хлопья) при соприкосновении с морской водой. Коллоидное глинистое вещество
¹Основными глинистыми минералами являются каолинит [(OH)8Al4Si4O10], иллит
[(OH)4Ky(Al4Fe4Mg4Mg6) (Si8-yAly)О20] (y = 1-5) и монтмориллонит [(OH)4Al4Si8О20] (по Гриму [28]).
может заполнять также полости стилолитов, структур, широко развитых в
карбонатных породах. Все основные известняковые и доломитовые формации палеозоя
вИллинойсе, например, содержат глинистый материал, причем в большинстве случаев
ввиде иллита, но частично также в виде каолинита. Иллит считается аутигенным минералом (образующимся на месте), поскольку он неустойчив в условиях выветривания и в зоне гипергенеза легко переходит в другие минеральные новообразования. Каолинит, возможно, является обломочным.
Анализы глин рентгеновским, оптическим и электронно-микроскопическим методами показывают, что они состоят из агрегатов мельчайших кристаллических частиц глинистых минералов, которые обычно имеют пластинчатую или чешуйчатую форму. Самые мелкие частицы состоят из одного кристалла, более крупные могут быть представлены группами сочлененных кристаллов. Кристаллы состоят из так называемых структурных узлов (building units), которые в свою очередь образуют атомные решетки или слои молекул и являются почти идентичными.
Важное значение глин при изучении коллекторов определяется двумя факторами: 1) мельчайшими размерами отдельных кристаллических частиц, многие из
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
которых не превышают в диаметре 2 мк, а некоторые наиболее активные - 0,2 мк; 2)
химической и физической активностью глинистых минералов, особенно представителей группы монтмориллонита. Малый размер частиц обусловливает соответственно большую удельную поверхность глин, чем объясняется высокая поверхностная активность глинистого вещества, присутствующего в коллекторском пласте. Химическая активность глинистых минералов определяется главным образом наличием в них слабо связанных и способных к обмену катионов, или явлением
ионного обмена, т. е. замещением ионов раствора ионами твердой фазы при их соприкосновении. В результате ионного обмена изменяются свойства как раствора, так и твердой фазы. Способность осадочных пород, включая коллекторы, к ионному обмену связана в основном с присутствием в них глинистого материала [31].
Физическая активность глинистых минералов определяется особенностями строения их решетки, а именно слоеподобной, напоминающей меха аккордеона их молекулярной структурой. Такое строение решетки глинистых минералов допускает проникновение воды в межслоевое пространство молекул, вследствие чего существенно изменяется их объем. Это обеспечивает гидродинамическое единство даже достаточно мощных толщ тонкодисперсных глинистых пород и позволяет рассматривать их в качестве полупроницаемых мембран. По существу это значит, что могут возникать значительные градиенты гидростатического давления, направленные поперек слоистости, в результате осмотических явлений, которые вызываются различиями в минерализации пластовых вод, содержащихся в отложениях, залегающих ниже и выше глинистой толщи.
Глины, обладающие хорошо развитой сланцеватостью, т.е. способностью расщепляться на пластинки, называются глинистыми сланцами. Обычно сланцы не считаются коллекторами, но в некоторых местах из них добывали значительные количества нефти и газа, очевидно содержавшихся в трещинах отдельности и в виде пленок вдоль плоскостей напластования. Например, залежь Флоренс в Колорадо [32]
обнаружена в сланцах мелового возраста; кроме того, газовые залежи открыты в пенсильванских сланцах Чероки на территории восточного Канзаса [33] и в миссисипско-девонских сланцах Чаттануга в восточном Кентукки [34]. Промышленные запасы нефти были обнаружены в сланцах, перекрывающих основной продуктивный песчаный горизонт на месторождениях Солт-Крпк и Тоу-Крик в Вайоминге, в сланцах,
залегающих на нефтеносной формации Рейнджли в Колорадо (Davis, устное сообщение), а также в сланцах и известняках западнее озера Маракайбо в Венесуэле.
Большие количества нефти были добыты на месторождении Санта-Мария, Калифорния
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
[35], где коллекторами являются в основном кремнистые сланцы, а также из песчанистых кремнистых сланцев зоны Стивенс на месторождении Элк-Хиллс,
Калифорния [36], и из глинистых и песчанистых сланцев и алевритов на месторождении Спраберри, Техас [37].
Важную хотя и незначительную часть продуктивных песчаных пород составляет вулканический пепел. Подобно глинистым минералам, вулканический пепел уменьшает проницаемость породы-коллектора. Большое количество вулканического пепла содержится в продуктивном песчанике Вудбайн на месторождении Ист-Тексас
[18]: суммарное содержание глинистых частиц и вулканического пепла в продуктивной толще колеблется от 30% в северной части залежи до 70 % на отдельных участках ее южной части. Переслаивание песчаников, глинистых пород и вулканического пепла, а
также латеральные изменения их относительного содержания в продуктивной толще чрезвычайно затрудняют ее корреляцию в разрезах скважин.
Цементация обломочных пород-коллекторов
Некоторые песчаные коллекторы полностью или частично состоят из несвязанных, несцементированных песчаных зерен, которые временами в процессе эксплуатации скважин в большом количестве извлекаются вместе с нефтью. Однако в большинстве песчаных коллекторов обломочные зерна связаны между собой тем или иным цементирующим материалом, главным образом карбонатами, кремнеземом или глинистым материалом. Часть цементирующего вещества может быть первичной,
отложенной вместе с песчаными зернами и затем в процессе диагенеза¹ перераспределенной химическим путем вокруг них и между ними. Песчаники,
сцементированные сингенетичным кремнеземом, называются ортокварцитами в отличие от метакварцитов, или кварцитов метаморфического происхождения. Другая часть цемента может быть вторичным новообразованием, осажденным из водных растворов, которые проникли в осадочные породы после их отложения (см. также стр.
129-131: ).
По мере увеличения относительного содержания цемента кластическая порода может постепенно переходить в хемогенную. Так, например, чистый кварцевый песчаник с возрастанием количества доломитового цемента может на протяжении нескольких миль или даже на еще более коротком расстоянии всего нескольких сотен футов преобразоваться сначала в доломитизированный песчаник, а затем и в песчаный доломит. Повышение содержания в породе кремнистого цемента может привести к переходу рыхлого песка в кварцитовый песчаник и, наконец, в песчаный кварцит.