ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ методичка

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Работа № 1

СКЛАДЧАТЫЕ ДЕФОРМАЦИИ ГОРНЫХ ПОРОД. ТИПЫ СКЛАДОК, РАБОТА С МОДЕЛЯМИ.

Целью данной работы является изучение складчатых деформаций горных пород, изучение типов складок, построение структурных карт по данным бурения скважин.

Залегание горных пород (геологические), формы и пространственное положение горных пород в земной коре. Осадочные и метаморфические горные породы залегают обычно в виде слоев или пластов, ограниченных приблизительно параллельными поверхностями. Осадочные породы при ненарушенном первоначальном их залегании располагаются почти горизонтально (рис. 1), реже они имеют первичный наклон в одну сторону или изгибы, обусловленные рельефом той поверхности, на которой отлагались. Нарушения первоначального залегания горных пород или их дислокации вызываются двумя причинами: эндогенными, к которым относятся тектоническим движения, и экзогенными, как, например, деятельность поверхностных и особенно грунтовых вод, вызывающих оползни, обвалы, растворение пород и др.

Рис. 1. 1 – мел; 2 – кварцевый песчаник; 3 – песчанистая глина; 4, 5, 6 – песчаник с различными прослоями; 7, 8, 9, 10, 11 – известняк с прослоями гипса; 12 – оолитовый известняк.

4

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

По характеру нарушений различают три главные группы залегания горных пород: складчатые, или пликативные (без разрыва сплошности пластов), разрывные, или дизъюнктивные (с разрывом), и формы нарушения, связанные с внедрением (прорывом) магматических масс или высокопластичных пород (соли, гипсы) в ранее образовавшиеся толщи горных пород.

Среди складчатых форм нарушенного залегания горных пород выделяются: односторонний наклон пластов под различными углами - моноклинальное залегание, изгибы пластов с образованием складок самых разнообразных размеров и форм -

антиклинальные, синклинальные, прямые, косые,

опрокинутые и др.. Среди разрывных нарушений выделяются крутопадающие нарушения, вызывающие разрыв сплошности пластов с движением прилегающих блоков пород в вертикальном, горизонтальном, либо наклонном направлениях - сбросы, взбросы, сдвиги, раздвиги, надвиги. Крупные, пологонаклонённые или горизонтальные разрывы со смещением на десятки км. носят название покровов или шарьяжей. К прорывающим формам залегания горных пород в осадочных толщах относятся диапировые складки (складки «с протыкающим пластичным ядром») и складки, возникающие при внедрении магматических расплавов. При наличии разновозрастных комплексов слоев различают два основных типа залегания горных пород: согласное залегание и несогласное залегание. Эти термины используются для определения стратиграфических и структурных взаимоотношений. Стратиграфическое согласное залегание характеризует непрерывность накопления пород; при стратиграфическом несогласии в осадочных, вулканогенных и метаморфических толщах выпадают отдельные стратиграфические подразделения

(рис. 2).

Рис 2 Несогласное залегание горных пород (стратиграфическое несогласие): А - древняя толща, Б – молодая толща, а – а поверхность несогласия.

5

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

При структурном согласном залегании комплексы пород разного возраста залегают друг на друге параллельно и комплекс верхних слоев повторяет формы залегания нижних. При структурном несогласном залегании нижний и верхний комплексы залегают различно, причём основание верхнего комплекса перекрывает различные слои нижнего комплекса, обычно имеющие более крутые углы наклона (рис. 3). Размещение слоев на косо срезанной эрозионными процессами поверхности более древней толщи называется прислонённым залеганием или прилеганием, а заполнение впадин в древнем комплексе пород более молодыми слоями, отложенными быстро наступающим морем, — ингрессивным залеганием.

Рис. 3 Структурное несогласие: А –древняя толща смятая в складки, Б – несогласно залегающая толща молодых пород, а – а поверхность несогласия.

Структурные карты, отображают какую-либо опорную геологическую поверхность (кровля или подошва стратиграфических подразделений, маркирующие слои и горизонты, поверхности несогласий, разрывных разрушений, залежей полезных ископаемых, водоносных горизонтов и т.п.), скрытую на глубине. При построении структурных карт используются данные, полученные при геологической съёмке, бурении скважин, проведении горных выработок или при геофизических исследованиях, по которым устанавливаются высотные отметки опорной поверхности в разных точках площади исследования. Изображение формы и глубины залегания даётся с помощью стратоизогипс, методика построения которых аналогична изогипсам с учётом всех данных геологического строения территории (рис.4). Масштабы зависят от назначения карт:

6

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

мелкомасштабные карты (1:1000000) применяются обычно для изображения поверхности фундамента платформ; крупномасштабные (1:50000, 1:10000 и крупнее) — для определения форм залегания и проектирования разведки и подсчёта запасов полезных ископаемых.

Важное значение в практике поисков, разведки и эксплуатации полезных ископаемых имеют также структурногеологические карты, которые совмещают структурные карты и карты геологического строения местности или какого либо подземного горизонта; они имеют большое значение для проведения разведочных и эксплуатационных работ при разработке месторождений полезных ископаемых.

Рис. 4. блок-диаграмма антиклинальной складки с нефтеносным пластом; 2 — структурная карта (вверху) и блок-диаграмма (внизу) этого же участка со снятой верхней частью пород по кровле нефтеносного пласта; цифрами указаны абсолютные высоты стратоизогипс в м.

Определение положения границ нефтяной залежи по данным бурения скважин.

Форма и тип нефтегазоносной залежи зависит от характера ограничивающих ее геологических границ. Решение задачи определения границ нефтегазоносной залежи по данным бурения скважин это проведение геологических границ.

Кгеологическим границам относятся поверхности:

структурные, связанные с контактом пород различного возраста и литологии;

поверхности стратиграфических несогласий;

поверхности тектонических нарушений;

7

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

поверхности, разделяющие породы-коллекторы (ПК) по характеру их насыщенности, то есть водонефтяные, газонефтяные и газоводяные контакты (ВНК, ГНК, ГВК).

Характерный признак осадочных горных пород их слоистость. Данные породы сложены, в основном, из почти параллельных слоев (пластов), отличающихся друг от друга составом, структурой. Поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой, а сверху - кровлей.

Большинство залежей нефти и газа связано с тектоническими структурами (складками, поднятиями, куполами и т.д.), форма которых определяет форму залежи.

Вкачестве верхней границы залежи при согласном залегании пород продуктивного горизонта и перекрывающих его пород принимается кровля продуктивного горизонта, т.е. синхроничная поверхность, разделяющая породы независимо от их литологической характеристики.

Вслучаях, когда прикровельная часть продуктивного горизонта повсеместно выполнена проницаемой породой, верхней границей залежи служит верхняя поверхность коллекторов. Такое совпадение имеет место при монолитном строении продуктивного горизонта, выполненного по всей толщине породой-коллектором, или при многопластовом продуктивном горизонте, когда верхний проницаемый пласт (прослой) залегает повсеместно. Если в прикровельной части горизонта имеются участки замещения коллекторов непроницаемыми породами, то на этих участках верхние границы залежи и поверхности коллекторов не совпадают. За нижнюю границу пластовой залежи нефти (газа) в пределах внутреннего контура нефтеносности (газоносности) принимают подошву продуктивного горизонта, т.е. поверхность между продуктивным горизонтом и подстилающими непроницаемыми породами.

Все, что было сказано выше относительно проведения верхних границ залежи и коллекторов, полностью относится и к нижним границам.

Формы верхней и нижней границ залежей изучаются с помощью структурных карт. Сечение между изогипсами выбирают

взависимости от угла падения пластов, высоты структуры, количества и качества исходной информации. Конфигурация

8

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

изогипс характеризует направления падения слоев, а плотность их расположения углы наклона.

Для построения структурной карты кровли или подошвы горизонта необходимо нанести на план местоположение, точки пересечения поверхности стволами скважин и абсолютные отметки залегания поверхности в каждой точке. При определении положения на плане точки наблюдения учитывают ее смещение от устья скважины в результате искривления ствола.

Для определения абсолютной отметки кровли (подошвы) продуктивного горизонта необходимо знать: альтитуду А устья скважины; глубину L, на которой ствол скважины пересекает картируемую поверхность; удлинение L ствола скважины за счет искривления (рис. 5, 6).

Абсолютная отметка - это расстояние по вертикали от уровня

треугольников, используемый при картировании поверхностей залежей, приуроченных к ненарушенным структурам, способ профилей, целесообразный при картировании поверхностей залежей, приуроченных к структурам, расчлененным дизъюнктивными нарушениями на блоки.

Способ треугольников - это традиционный способ построения структурных карт. Построение структурных карт представляет собой определение положения изогипс на плане (рис. 7).

При способе треугольников точки соседних скважин соединяют на плане линиями таким образом, что образуется система треугольников (рис. 7). Затем на каждой линии по правилу линейной интерполяции находят точки со значениями абсолютных отметок, кратными выбранной величине сечения между изогипсами.

9

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис.5 А1, А2, А3 альтитуды устьев скважин; L глубина, на которой ствол скважины пересекает картируемую поверхность; L удлинение ствола скважины за счет искривления

Границы залежей, связанные с неоднородностью коллекторов, проводят по линиям, вдоль которых проницаемые ПК продуктивного пласта в результате фациальной изменчивости теряют коллекторские свойства и переходят в непроницаемые, либо произошло выклинивание или размыв пласта. При небольшом количестве скважин положение линии замещения коллекторов, линий выклинивания или размыва проводятся условно на половине расстояния между парами скважин, в одной из которых пласт сложен ПК, а в другой - непроницаемыми породами или здесь пласт не отлагался или размыт.

Рис 6. Изображение глубинного рельефа с помощью изогипс: а – профильный разрез; б – структурная карта; изогипсы глубинного рельефа даны в метрах.

10

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Более верное положение линии фациального перехода коллекторов определяется на картах изменения параметров пластов: пористости, проницаемости, амплитуды потенциала самопроизвольной поляризации (СП) и т.д., по которым установлен кондиционный предел, т.е. значение параметра, при котором пласт утрачивает свои коллекторские свойства.

Положение ВНК по залежи обосновывается путем построения специальной схемы. В первую очередь рассматривают скважины, несущие информацию о положении ВНК. Это скважины, находящиеся в водонефтяной зоне, в которых ВНК можно определить по данным ГИС. Используются также скважины из чисто нефтяной и из водяной зон, в которых, соответственно, подошва и кровля пласта находятся в непосредственной близости от ВНК.

На плане (карте) границами залежи являются контуры нефтегазоности. Различают внешний и внутренний контуры нефтегазоносности. Внешний контур - это линия пересечения ВНК (ГВК, ГНК) с кровлей пласта, а внутренний контур - это линия пересечения ВНК (ГВК, ГНК) с подошвой пласта. Внешний контур находят на структурной карте по кровле пласта, а внутренний - на структурной карте по подошве пласта. В пределах внутреннего контура расположена нефтяная или газовая части залежи, а между внутренним и внешним контурами - водонефтяная, или водогазовая.

На схему наносят колонки выбранных скважин с указанием характера насыщенности пластов (нефть, газ или вода) по данным ГИС, интервалы перфорации и результаты опробования скважин. На основании этой информации выбирают и проводят линию, наиболее полно отвечающую положению ВНК.

При горизонтальном ВНК (ГНК, ГВК) положение линий контуров нефтегазоносности находят на структурных картах вблизи соответствующей изогипсы, соответствующей принятому гипсометрическому положению контакта. При горизонтальном положении контакта линии контуров не пересекают изогипсы.

Если продуктивный горизонт состоит из множества пластов, характеризующихся прерывистым литологически невыдержанным строением, то положение контуров нефтеносности в целом для горизонта определяется при совмещении структурных карт по кровле каждого пласта (на эти карты наносят также границы

11

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

замещения коллекторов и контур нефтеносности для данного пласта).

Рис 7. Построение структурной карьы методом треугольников: а) определение отметок изогипс между соседними скважинами; б) проведение изогипс по сторонам треугольников: в) сглаживание формы изогипс в соответствии с общегеологическими предпосылками; 1 – скважины: в числителе - номер скважины, в знаменателе – абсолютная отметка картируемой поверхности, м; 2 – точки с отметками картируемой поверхности, м; 3 – изогипсы

На совмещенной карте получают границу залежи сложной формы, проходящую на отдельных участках по линиям замещения коллекторов, а на других - по линии внешнего контура в пределах различных пластов.

12

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Исходными данными для выполнения предлагаемой работы являются: таблица со сведениями об альтитудах устьев скважин, удлинениях, глубинах залегания кровли пласта, толщинах пласта, глубине ВНК; схема расположения скважин.

Задание:

Определить границы залежи на данной схеме расположения скважин, по данным бурения и геофизических исследований (таблица 1), глубинам отбивки ВНК.

Порядок выполнения задания:

необходимо согласно номера варианта задания, внести поправки; например вариант №12, поправка составит 12м., ее необходимо прибавить к глубинам пересечения картируемой поверхности;

необходимо определить абсолютные отметки залегания кровли и подошвы пласта;

13