7. Текстура

Текстура терригенных пород формируется в стадию седиментогенеза и изменяется при диагенезе и катагенезе. Наряду с другими факторами она отражается на величине коллекторских параметров и часто предопределяет их анизотропию. Массивные песчаные и алевритовые породы проницаемы почти одинаково во всех направлениях. В них образуются идеально круглые конкреционные стяжения. Тонко- и микрослоистые породы анизотропны.

В направлении, перпендикулярном к напластованию, проницаемость может быть ниже в десятки раз. Это затрудняет вертикальную миграцию флюидов, но не влияет существенно на латеральную.

В косослоистых песчаниках влияние на проницаемость еще более сложное. Вторичные текстуры, возникшие в стадии катагенеза или гипергенеза, как правило, улучшают коллекторские свойства пород. Текстуры, образовавшиеся в результате окварцевания или кальцитизации пород отрицательно отражаются на коллекторских свойствах.

2. Группа карбонатных пород-коллекторов

Породы-коллекторы карбонатной группы представлены известняками, доломитами и промежуточными разностями пород различной структуры, текстуры и генезиса. В них развиты межзерновые, межформенные, внутриформенные и трещинные поры.

1. Поровый тип карбонатных коллекторов

Может иметь межзерновой, межформенный и внутриформенный виды порового пространства.

Межзерновой вид пористости в карбонатных породах слагается из пор между отдельными кристаллами кальцита или доломита, в том числе возникших, благодаря доломитизации известняков на стадии катагенеза.

Межформенный вид порового пространства представляет собой пустоты между раковинами и их обломками в биогенных или доломитизированных известняках, а также в оолитовых известняках между оолитами.

Внутриформенный вид порового пространства представляет собой пустоты внутри скелетов (раковин) отмерших организмов. Он характерен для фораминиферовых, коралловых и других биоморфных разностей известняков.

2. Трещинный тип карбонатных коллекторов

Высокий темп уплотнения и увеличения хрупкости карбонатных пород с глубиной способствуют образованию в них трещин. Немалое значение в этом случае имеет окремнение пород.

Трещинный тип коллектора обладает небольшой емкостью, но иногда при больших размерах ловушки с ним связаны крупные запасы углеводородов. Он характерен для умеренных и больших глубин. Определяющий фактор возникновения трещинных коллекторов - степень хрупкости породы, ее способность к растрескиванию.

3. Смешанный тип карбонатных коллекторов

Может быть представлен трещинным, межзерновым и каверновым видом порового пространства одновременно. Обязательный элемент этого типа коллектора - трещинная пористость. Она может сочетаться с межзерновой или каверновой, а иногда и с обеими вместе.

Сложный тип коллектора по своей природе является вторичным и характерен для умеренных и больших глубин. Такой тип коллектора может обладать высокой емкостью и проницаемостью (особенно при значительной кавернозности).

Литология карбонатных пород-коллекторов

По различным данным от 50 до 60% мировых запасов углеводородов приурочено к карбонатным коллекторам. Среди них выделяются наилучшие по качеству – рифовые сооружения, с которыми связано почти 40% запасов УВ.

Сейчас добыча нефти из известняков и доломитов составляет около половины мировой. Наиболее крупные месторождения, в том числе в рифах, открыты в мезозойских породах. Это, прежде всего:

• Ближний Восток с наиболее крупным в мире нефтяным месторождением Гхавар в Саудовской Аравии;

• южная часть бассейна Мексиканского залива (здесь же получены и рекордные дебиты в десятки тысяч тонн в сутки).

Рассмотрим следующие процессы, влияющие на коллекторские свойства карбонатных пород-коллекторов:

1. Уплотнение.

2. Перекристаллизация.

3. Доломитизация.

4. Выщелачивание.

5. Кальцитизация.

6. Сульфатизация.

1. Уплотнение

Уплотнение карбонатных осадков и пород происходит иначе, чем терригенных и глинистых. Биогермные и цельнораковинные мелководные образования уже на стадии седиментации формируются как практически твердые осадки. В многочисленных пустотах из морских и иловых вод на стадии седиментогенеза и особенно диагенеза выделяется хемогенный кальцит. Он сокращает пористость, но одновременно создает жесткий каркас, консервируя поры.

Глубоководные океанические илы по своей природе уплотняются очень медленно. На первой стадии пористость уменьшается в среднем с 80 до 60%, преимущественно за счет гравитационного уплотнения. Это стадия илов охватывает около 10 млн. лет и мощность порядка 200-300 м. Следующая стадия мела и известняков охватывает несколько десятков миллионов лет и заканчивающаяся на глубине 800-825 м от дна океана. В эту стадию происходит дальнейшее снижение пористости с 60 до 40%, но уже за счет цементации. Цементирующий кальцит образуется за счет растворения раковинок планктонных фораминифер.

2. Перекристаллизация

Это процесс укрупнения размеров кристаллов без изменения их минерального состава. Он ведет, как правило, к улучшению коллекторских свойств. Особенно это проявляется, когда при перекристаллизации часть вещества уносится пластовыми водами и значительно увеличиваются размеры зерен.

3. Доломитизация

Доломитизация происходит при диагенетических и катагенетических процессах, когда растворы теряют свой магний, обменивая его на кальций вмещающих известняков.

Например, по реакции Мариньяка:

2СаСО₃ + MgCl₂ = CaMg(CO₃)₂ + СаС1₂.

При этом должно происходить уменьшение объема, занятого доломитом, по отношению к объему кальцита на 12,2%.

Фактические соотношения пористости и доломитности для разных отложений зависят от структурно-генетического типа первичной породы, времени и химизма процессов доломитообразования.

Первичные седиментационные доломиты имеют обычно микро- и тонкозернистую структуру и обладают низкими коллекторскими свойствами.

Диагенетическая доломитизация также практически не меняет коллекторских свойств породы, так как ее жесткий каркас еще не сформировался.

При катагенетической доломитизации, которая происходит практически в неподдающейся уплотнению породе, сокращение объема твердой фазы приводит к увеличению пустотного пространства. Таким образом, устанавливается влияние на коллекторские свойства не просто доломитности, а именно доломитизации – наложенного процесса в условиях катагенеза. При этом значительной или сплошной катагенной доломитизации подвергаются наиболее проницаемые породы, по которым возможна фильтрация вод, несущих магний и способных выносить кальций. Это чаще всего органогенно-обломочные, оолитовые и им подобные типы известняков.

4. Выщелачивание

Происходит в стадию катагенеза и гипергенеза. Оно включает растворение и вынос образовавшихся растворимых продуктов.

В массивах карбонатных пород часто встречаются закарстованные зоны, связанные с выветриванием и выщелачиванием. В пределах нефтяных месторождений к этим зонам приурочены высокопродуктивные горизонты. Вдоль трещиноватых зон растворение происходит до больших глубин. В Камском Приуралье оно отмечается на глубинах до 1 км.

Особую проблему представляет развитие глубинного карста (гипокарста). Это явление связывается с различными процессами, при которых в глубинных зонах осадочного чехла происходит хотя бы кратковременное раскрытие трещин, в результате чего увеличивается поступление СО₂ с глубин и, как следствие, развивается гипокарст с образованием коллекторов.

На его развитие влияет и достижение состояния неустойчивости кальцита при погружении.

Растворение при выщелачивании проявляется по-разному. Тонкодисперсные компоненты сильнее подвержены этому процессу. Растворимость также зависит от состава минералов и вод: арагонит растворяется лучше, чем кальцит, сульфатные воды более активно растворяют доломит, а гидрокарбонатные - кальцит и т. п.

5. Кальцитизация

Начинается уже в диагенезе и связана с инверсией арагонита в кальцит. Этот процесс ведет к сокращению порового пространства, так как объем кальцита на 9% превосходит объем арагонита. Диагенетическая кальцитизация из иловых вод ведет к литификации, что также уменьшает пористость. Достаточно крупные кристаллы кальцита в катагенезе образуются из пластовых вод в порах, кавернах и трещинах, либо изолируя их друг от друга, либо полностью выполняя эти пустоты.

6. Сульфатизация

Сульфатизация карбонатных пород разнообразна. Возможно выпадение сульфатов из пластовых вод при изменении термобарических условий и солевого состава вод. Нередко сульфаты кальция вносятся в карбонатные породы из вышележащих соленосных толщ. Отмечено образование сульфатов в приконтурной части нефтяной залежи за счет микробиологического окисления серы в зоне водонефтяного контакта.

Сульфатизация снижает коллекторские свойства пород.