Предпосылки формирования природных резервуаров

Министерство образования и науки Российской федерации
Томский политехнический университет
Институт природных ресурсов
ЛИТОЛОГИЯ ПРИРОДНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ
1
Лекция №16
Предпосылки формирования природных
резервуаров
Структура лекции:
1. Факторы, определяющие коллекторские
свойства
2. Предпосылки формирования природных
резервуаров
2
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА
ФОРМИРОВАНИЕ КОЛЛЕКТОРОВ:
литологические
тектонические
гидрогеохимические
Литологические
факторы
в
формировании
коллекторских
свойств
горных
пород
являются
определяющими. Образование пустотного пространства в
коллекторах тесно связано с генезисом самих пород и
происходит
на
разных
этапах
литогенеза
в
седиментогенезе, диагенеза, эпигенезе.
3
В седиментогенезе осуществляется заложение
первичной, седиментационной пористости, обусловленной
условиями и процессом осадконакопления и первичной
структурой осадка как следствия условий седиментации.
На стадии диагенеза и эпигенеза образование
полезной емкости определяется диагенетическими и
эпигенетическими преобразованиями, происходящими
соответственно в осадке и породе и приводящие к
образованию вторичной пористости.
4
Тектонические факторы
Условия осадконакопления теснейшим образом
связаны
с
тектоническим
развитием
бассейна
осадконакопления. В отложениях, накапливающихся на
мелководье или на повышенных участках морского дна
пористость обычно значительно выше, чем в
карбонатных
осадках,
отлагавшихся
в
более
глубоководных условиях. Кроме того, с повышением
рельефа морского дна часто связаны биогермные
постройки (биогерма - известковый нарост на дне
водоема, образованный прикрепленными организмами),
обладающие высокой изначальной пористостью.
5
В дальнейшем при погружении пород происходит
уменьшение первичной пористости в основном за счет
уплотнения и цементации пород. При медленном
погружении уплотнение происходит равномерно, и уже на
глубинах 2,5-3 км первичная пористость достигает своей
минимальной величины.
Если же погружение пород происходит быстро
(некомпенсированное прогибание), то последние остаются
недоуплотненными, и при прочих благоприятных условиях
в них на больших глубинах может сохраниться достаточно
высокая
первичная
пористость.
Таким образом, одним из основных тектонических
факторов, влияющих на формирование и сохранность
первичной пористости, является направленность и
интенсивность колебательных движений.
6
Гидрогеохимические факторы
Пористость и проницаемость коллекторов может
изменяться под воздействием химически активных
подземных вод.
Наибольшее
значение
имеют
процессы
доломитизации,
сульфатизации,
кальцитизации,
окремнения. Указанные процессы с позиций гидрохимии
сводятся к реакциям осаждения из растворов твердой
фазы или ее растворения. Эти реакции влияют на
вещественный состав пород, меняют объем их скелета и
пустотного пространства и приводят к изменению объема
и
химического
состава
подземных
вод.
7
Причиной
подобных
процессов
является
отклонение системы «вода - порода» от состояния
физико-химического равновесия, когда пропитывающий
породу водный раствор оказывается пересыщен какимлибо компонентом или наоборот, способным растворить
некоторые из присутствующих в породе минералов.
Нарушение
равновесия
является
следствием
гидрогеологических процессов - перемещений вод из
одного литологического объекта в другой, смешений вод
разного состава, изменение температуры растворов и т.д.
8
Предпосылки формирования в осадочном чехле
пород-коллекторов и пород-флюидоупоров
литологические
палеогеографические
Емкостно-фильтрационные свойства горных пород в
значительной мере определяются литолого-фациальными
условиями осадконакопления.
9
Среди отложений морского генезиса породы-коллекторы имеют
максимальное развитие в прибрежных и мелководно-шельфовых
образованиях. В прибрежных зонах, на глубинах моря до 30 м,
охватывающих при пологом рельефе обширные площади, вследствие
перемещения береговой линии во времени в результате развития
трансгрессий и регрессий терригенные породы-коллекторы образуют
выклинивающиеся вверх по восстанию пласты, слагают расположенные
параллельно берегу валы и гряды высотой до нескольких метров, баровые
тела, береговые дюны, пляжевые образования.
10
Прибрежная зона шельфа
максимально
подвержена
действию приливов и отливов и
имеет
большую
гидродинамическую активность
вод.
В результате происходит
постоянное взмучивание осадков,
сортировка их по размеру,
шлифовка
поверхностей
обломочных
зерен.
Среди
прибрежных отложений наиболее
широко
распространены
песчаники
с
незначительной
примесью глинистых частиц,
окатанными
зернами
и
характерной разнонаправленной
косой слоистостью.
11
Карбонатные
отложения в этой зоне
широко
представлены
оолитовыми, органогенными,
органогенно-обломочными и
обломочными
разностями.
В связи с этим именно
прибрежные
фации
чрезвычайно благоприятны
для обнаружения мощных
относительно выдержанных
терригенных,
терригеннокарбонатных и карбонатных
коллекторов с высокими
ФЕС.
12
Органогенные,
органогенно-обломочные
и
обломочные
карбонатные
породы
прибрежной
и
мелководной
зон
характеризуются
высокой
седиментационной
пористостью. Это объясняется
тем,
что
в
осадках
с
повышенным содержанием ОВ
выделяется
большое
количество углекислого газа,
способствующего
развитию
процессов
растворения
известняков. Именно в этой
зоне формируются каверновопоровые типы коллекторов с
высокими
емкостнофильтрационными свойствами.
13
Прибрежные отложения, как правило, не содержат
непроницаемых пород регионального и зонального
распространения.
Подчиненное развитие глинистых пород в этой зоне,
высокое содержание в них песчаной и алевритовой примеси
приводят к формированию в последующем лишь
локальных
покрышек,
способных
контролировать
небольшие по запасам залежи.
Породы-флюидоупоры более высокого качества
следует
искать
в
перекрывающих
отложениях,
представленных
трансгрессивными
сериями
более
глубоководных
частей
морских
бассейнов.
14
Фации
мелководных
частей шельфа образуются на
глубинах моря от 30 до 100 м.
Здесь еще продолжает сохраняться
значительная гидродинамическая
активность вод. Эта зона густо
заселена разнообразным бентосом,
высшими
и
одноклеточными
водорослями, рифообразующими
кораллами. Здесь формируются
различные типы терригенных,
терригенно-карбонатных
и
хемогенных осадков.
Образованиями
мелководных
фаций,
представляющими
большой
интерес для нефтяников, являются
различные
органогенные
постройки, в первую очередь
береговые и краевые рифы.
15
Мелководные морские отложения служат местом
накопления мощных, выдержанных по простиранию
терригенных и карбонатных пород с большой долей
коллекторов высокого класса.
Примером выдержанных терригенных коллекторских
толщ мелководного генезиса служат сеноманские песчаники
севера Западно-Сибирской провинции.
Из глинистых отложений мелководно-морских фаций
впоследствии формируются покрышки невысокого качества,
зонального и локального распространения, что объясняется
значительной примесью в глинах песчано-алевритового
материала.
16
Для шельфовых отложений,
образовавшихся на глубинах 100-200
м, характерно накопление осадков при
слабой гидродинамической активности
вод,
без
существенной
смены
обстановки на больших площадях.
Среди органогенных пород
развиты
фораминиферовые
известняки,
диатомиты,
опоки.
Широко распространены хемогенные –
карбонатные, кремнистые, фосфорит и
глауконитсодержащие.
17
Среди
умеренноглубоководных
отложений
породы-коллекторы
встречаются
значительно
реже. Аналогичные условия
накопления
коллекторских
толщ характерны и для
глубоководных батиальных
областей.
Умеренно-глубоководные и
глубоководные фации служат
областями
развития
региональных
глинистых
покрышек высокого качества.
В этих частях морских
бассейнов
формируются
мощные глинистые толщи,
содержащие незначительную
примесь песчаного материала
и выдержанные на больших
территориях.
18
Таким
образом,
прогнозирование
фильтрационно-емкостных свойств коллекторов,
экранирующих свойств покрышек и их изменений по
площади базируется на результатах фациального
анализа с учетом последующих катагенетических
изменений. При таком подходе становится
возможным выявление закономерностей изменения
свойств пород в пространстве в условиях большего
или меньшего дефицита фактических данных.
19
Фациальный
анализ
и
последующий
прогноз
коллекторских и экранирующих свойств пород рационально
проводить для генетически единых толщ, характеризующихся
закономерным изменением всех параметров по площади и
20
разрезу.
Литолого-фациальная карта
циклита Ю14
Литолого-фациальная карта
циклита Ю13н