Сти и проницаемости по К.И.Багринцевой, 1977

(с сокращением)

 

		Открытаяпористость, %	Газопроницаемостьабсол.,-15210м	Тип коллектора	Характеристика коллекторских пород
Группа	Класс
					Генетический	Текстурно-структурные
					тип	признаки пород
				Каверново-	Органогенный	Биоморфные, органогенно-
			1000-	поровый,		детритовые, комковатые, сла-
	I	20-35	500	поровый		босцементированные
А						(цемент до 10%).
				Поровый	Обломочный	Поры седиментационные,
	II	16-30	500-300			увеличенные выщелачивани-
						ем до каверны
						Органогенно-детритовые,
						слабоперекристаллизованные,
	III	15-28	300-100	Поровый	Органогенный	сцементированные,
					обломочный хе-	(цемент до 10%),
					могенный	тонко-мелко- и среднезерни-
						стые. Поры седиментацион-
Б						ные, реликтовые
	IV	12- 25	100 -50
						Сгустково-органогенно-
						детритовые, плотно- сцемен-
						тированные, перекристалли-
				Поровый.	Органогенный	зованные, микро-,
	V	12-25	50-10	Трещинно-	обломочный хе-	тонкозернистые, пустоты ре-
				поровый	могенный	ликтово-седиментационные,
						выщелачивания,
						перекристаллизации.
		матрица		Поровый,	Хемогенный,	Микрозернистые, сгустковые,
				порово-	биохемогенный	сгустково-детритовые, сильно
		8-20	10-1
	VI			трещинный,	органогенный	перекристаллизованные. Пу-
				трещинный		стоты выщелачивания воз-
		трещины
						можно реликтово-
		0,1-4	300-1
						седиментационные, трещин-
		матрица		Преиму- ще-
В						ные.
				ственно тре-
		1-0,1	1-0,1
				щинный
	VII	трещины
		0,1-4	300-1

 

 

 

57

 

 

Рис. 13 Типы органогенных построек в карбонатных толщах (по В.Г.Кузнецову, 1991). 1- биогермные известняки; 2- рифовое плато (оолитовые известняки); 3- детритовые известняки; 4- рифовый шлейф (брекчии биогермных известняков); 5- лагуна; 6- отложения, одновозрастные с органогенной постройкой;

 

7- более молодые отложения.

 

58

 

 

Рис.14. Карта размещения рифов верхнедевонской формации Ледюк и залежей нефти и газа Южной Альберты, (Канада, по Мартину, 1967). а- контуры рифа. Девонские месторождения: б- нефтяные, в- газовые.

 

59

 

Рис.15. Канчуринское газоконденсатное месторождение, приуроченное к рифовому массиву (Предуральский прогиб) (по В.Г.Кузнецову), 1971

 

 

60

 

Рис.16. Выделение карбонатных построек по сейсмическим данным (профиль ОГТ

 

на акватории Западной Африки).

(По Дж.Н.Бабб и В.Г.Хетлелид, "Сейсмическая стратиграфия", 1982)

 

Уникальные запасы нефти установлены в верхнемеловых, палеоце-новых и нижнеэоценовых рифах на севере Африки - в Ливии. В России за-лежи нефти в рифовых известняках девона, карбона и нижней перми уста-новлены в Волго-Уральской, Предуральской провинциях (рис.15), в Тима-но-Печорской и Прикаспийской впадинах. На Северном Предкавказье (Да-гестанская, Чеченская, Ингушская республики) нефтегазоносной является карбонатная толща верхней юры и мела, в Восточной Сибири-венда и кем-брия. В Западной Сибири карбонатные толщи установлены под осадочной толщей в породах палеозойского фундамента. Залежи нефти в них уста-новлены на Малоичском, Верх-Тарском, Калиновом и других месторожде-ниях в Нюрольской впадине. Основными методами поисков рифовых мас-сивов являются сейсморазведка и бурение. Рифовые тела выделяются уве-личением мощности одновозрастных толщ. В перекрывающих их толщах над ними образуются антиклинальные формы, а в подстилающих толщах такие формы отсутствуют. Эта особенность их строения хорошо выявляет-ся на сейсмопрофилях (рис.16).

 

Построив карту мощности толщи, лежащей между кровлей и подош-вой рифа, можно определить границы и форму рифового массива в плане. Во многих регионах установлена приуроченность систем биогермов и ри-фов к региональным разломам, флексурным уступам, что позволяет целе-

 

61

направленно организовать дальнейшие работы по их поиску. Внутреннее строение рифового тела устанавливается по материалам бурения скважин методом расчленения карбонатной толщи на литотипы (см.табл.11) и по-строения профильных разрезов, литологических карт.

 

Пластовые формы имеют резервуары, состоящие из обломочных и оолитовых известняков, доломитов. В карбонатных толщах они широко распространены. Породы-коллекторы, которые их слагают, относятся к поровому типу, имеют невысокие фильтрационно-ёмкостные свойства. Однако, как отмечалось выше, в карбонатных породах часто образуются вторичные пустоты-каверны выщелачивания и трещины, значительно улучшающие их коллекторские свойства. Наличие пор способствует цир-куляции воды и выщелачиванию породы, в то время как микрозернистые известняки практически не содержат пустот выщелачивания. К пластовому типу можно относить также резервуары, контролирующиеся поверхностя-ми несогласия. В зоне выветривания, в карбонатных породах образуются карстовые полости (каверны, пещеры, каналы, трещины). В том случае, ес-ли закарстованные горизонты перекрываются глинистыми породами и мергелями, образуются природные резервуары подперерывного типа. Та-кие резервуары, например, установлены на некоторых месторождениях в Нюрольской впадине Западной Сибири, где непосредственно под осадоч-ным чехлом в карбонатных породах палеозойского фундамента выявлены промышленные скопления нефти.

 

Линзовидные и гнездовидные резервуары в карбонатных толщах также встречаются часто. Это - отдельные биогермы, линзы ракушняков, оолитовых известняков, брекчий, трещиноватых зон. Как правило, они имеют незначительные размеры и соединены друг с другом посредством трещиноватых зон в единый крупный резервуар сложной формы и строе-ния. Резервуарами неопределенной формы чаще являются зоны трещино-ватости. Например, в скважине 3 на Горелой площади вблизи г. Ханты-Мансийска из известняков девонского возраста был получен приток нефти. В трех других скважинах, пробуренных вокруг нее, притоки не были получены.

 

В ПОРОДЫ-КОЛЛЕКТОРЫ И ПРИРОДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ ТРЕЩИННОГО И ПОРОВО-ТРЕЩИННОГО ТИПОВ

 

Изучению трещиноватости горных пород и роли трещин в образова-нии вторичных пустот и резервуаров в недрах Земли посвящены работы К.И.Багринцевой (1982), Ю.К.Бурлина (1976), Е.М.Смехова (1974), Б.К.Прошлякова, В.Г.Кузнецова (1991).

 

Трещинами называются разрывы сплошности горных пород без смещения. Они широко развиты во всех типах горных пород, однако, про-

 

62

мышленно-значимые коллекторы трещинного типа встречаются редко и главным образом в карбонатных породах. Пустотное пространство в них представлено открытыми трещинами, которые и являются путями филь-трации флюидов. Сама порода, в которой образуются трещинные коллек-торы, обычно имеет высокую плотность и хрупкость, низкую пористость и проницаемость. Раскрытость трещин в породах-коллекторах очень незна-чительная - доли миллиметров, редко - миллиметры. Проницаемость ко-

леблется в широких пределах: от 1×10^-17 до 1×10^-11 м².

Порово -трещинные коллекторы образуются в пористых породах (например, в песчаниках ), рассеченных трещинами. Пористость при этом не играет ведущей роли и составляет от 2-3% до 5-7%. Трещиноватость улучшает проницаемость не только коллекторского пласта, но и пласта флюидоупора.

 

Типы трещин

 

Согласно принципам системного подхода, в геологии классификация трещин осуществляется по различным их параметрам (признакам):

 

По ориентировке относительно элементов слоя различаются тре-

щины:

1. Перпендикулярные к кровле и подошве слоя

2. Параллельные к кровле и подошве слоя

3. Диагональные (наклонные) к кровле и подошве слоя

По ориентировке относительно пространства различаются трещи-

ны:

1. Вертикальные

2. Горизонтальные

3. Наклонные (полого, круто)

4. Широтные

5. Меридианальные

6. Северо-западные

7. Северо-восточные

Трещины, параллельные друг другу, объединяются в одну систему. Разноориентированные трещины секутся друг с другом и делят породу на блоки - остроугольные обломки различной размерности и формы.

По длине (протяженности) выделяются трещины:

Короткие, внутрислойные, не выходящие за пределы слоя

Длинные, протяженные, межслойные, которые секут слои и разде-ляющие их границы

3. По ширине (раскрытости), расстоянию между стенками трещин, заме-ренному по перпендикуляру различаются (по М.К. Калинко):

Макротрещины:

Грубые (широкие) - шириной 1-2мм и более

 

63

2.	Крупные	0,5-1мм
3.	Средние (узкие)	0,25-0,5мм
4.	Мелкие (очень узкие)	0,1-0,25мм
Микротрещины:
1.	Тонкие	0,1-0,01мм
2.	Волосяные*	0,01-0,001мм
3.	Микротрещины	0,001-0,0002мм
4.	Субкапиллярные	<0,0002мм

4. По форме:

Прямолинейные (вдоль плоскости)

Криволинейные (кольцевые, дугообразные)

Ветвящиеся

5. По минералогическому составу заполняющего трещину вещества:

Заполненные минералами, прожилками кварца, кальцита и др.

Заполненные глинистыми минералами

Заполненные битумом, органическим, углистым веществом

Свободные (открытые), заполненные водой, газом, нефтью.

6. По времени образования различаются трещины:

Первичные, образовавшиеся на стадии диагенеза (уплотнения, обезвоживания, затвердевания осадка)

Вторичные, образовавшиеся на стадиях катагенеза, метагенеза, гипергенеза, тектогенеза.

 

Литогенетические трещины наиболее интенсивно образуются на диагенетической стадии, при превращении осадка в твердую породу. Про-цесс сопровождается уплотнением пород под давлением веса вышележа-щих пород и отжатием из них седиментационных вод. Отжатая вода удаля-ется из слоя вдоль поверхности наслоения. Поэтому диагенетические тре-щины в тонкослоистых и глинистых породах ориентированы главным об-разом параллельно слоистости. Другая часть литогенетических трещин ориентирована поперечно или диагонально по отношению к кровле и по-дошве слоя. Образование их объясняется возникновением внутри слоя множества центров стяжения (кристаллизации). В результате слой делится на множество микроблоков, между которыми образуются микротрещины усыхания, гидроразрыва, по которым циркулирует отжимаемая вода, а по-том происходит заполнение минеральными веществами (чаще всего гли-ной, карбонатами). Ориентировка, длина и ширина таких трещин самая разнообразная: они раздваиваются, изгибаются, ветвятся, огибая включе-ния минеральных зерен, конкреции и центры кристаллизации. Поэтому по-верхность стенок их неровная, шероховатая, бугристая.

Глины из всех пород больше всего впитывают влагу ввиду того, что первоначально пористость их очень высокая. Поры микроскопические, за-

 

* толщина человеческого волоса составляет 100 мкм

 

64

полнены водой. Поэтому глины более всех пород способны к уплотнению. Под воздействием веса вышележащих пород глинистые минеральные ча-стицы (монтмориллонит, гидрослюда, хлорит) ориентируются перпенди-кулярно к направлению сжатия. Поэтому глинистые и тонкослоистые по-роды приобретают сланцеватую текстуру.

 

Литогенетические трещины в них ориентированы в основном парал-лельно слоистости и сланцеватости. Песчаные породы имеют массивную текстуру, уплотняются в незначительной степени. Литогенетические тре-щины в них ориентированы, главным образом поперечно или под углом по отношению к элементам слоя. Все типы литогенетических трещин отно-сятся к внутрислойным, они не выходят за пределы слоя.

Тектонические трещины - вторичные, наложенные, секут слои и их границы, группируются в системы. По ориентировке в пространстве раз-личаются четыре системы трещин: меридианальные, широтные, северо-восточные, северо-западные. Трещины тектонического происхождения бо-лее прямолинейные, рассекают слои вне зависимости от структурно-текстурных особенностей породы (рис.17). Поверхности их стенок ровные, гладкие. По направлению действующих сил среди них различаются тре-щины сжатия (скола, кливажа), трещины растяжения (отрыва), трещины кручения (сдвига).

 

Трещины сжатия закрыты для движения флюидов, раскрытие их может происходить при смене знака тектонических движений и в зоне ги-пергенеза (выветривания) вблизи поверхности Земли. К группе тектониче-ских трещин относятся также палеосейсмические трещины , образовавшие-ся при сейсмических толчках в древние эпохи. По данным К.И.Микуленко (1974) они проявляются в виде систем сближенных трещин, имеют углы падения от 30°-40° до 80°-90°. Характерной их особенностью является приуроченность к определенным стратиграфическим горизонтам (слоям) и высокая степень густоты их проявления. Среди них преобладают трещины растяжения. Они обычно выполнены осадками (песками, глинами, алеври-тами). Стенки их всегда шероховатые, зазубренные. Трещины сжатия тон-кие, закрытые, со следами скольжения или гладкие без следов скольжения, субпараллельные. Расстояние между ними 1-2см, а глины рассланцовыва-ются на более тонкие пластинки (1-3мм).

 

 

65

 

Рис.17. Образцы керна трещиноватых горных пород платформенных отложений Запад-ной Сибири (по К.И.Микуленко, 1967).

 

Матюшкинская скв.31, гл. 2105-2171м., куломзинская свита. Глина сильно алеврити-стая, отчетливо видна преобладающая круто наклонная система трещин. Менее отчетливо вы-ражены трещины субгоризонтальной системы. 2,3- Соснинская скв.5, гл. 2193-2196м., кулом-зинская свита. Круто наклонная система трещин в песчанистых алевролитах. 4- Александров-ская скв.3, гл. 2775-2780м. Трещины в глинах тюменской свиты. 5- Матюшкинская скв.31, гл. 2550,3-2555,3м. Васюганская свита. Вертикальные трещины в мелкозернистых песчаниках.

 

6- Соснинская скв.1, гл. 2154,4-2164,4м. Куломзинская свита. Трещиноватый алевролит. 7- Со-ветская скв.17, гл. 2154,4- 2164,4м. Куломзинская свита. Субвертикальные трещины в алевроли-тах. 8- Советская скв.26, гл. 1647-1652м. Покурская свита. Алевролит глинистый , трещинова-тый. 9- Усть-Балыкская скв. 80, гл. 1931-1936м. Вартовская свита. Трещиноватый мелкозерни-стый песчаник. 10- Усть-Балыкская скв. 80, гл. 2092-2095м. Вартовская свита. Наклонная си-стема трещин в сильно глинистых алевролитах.

 

 

66

 

 

Рис.18. Образцы керна трещинных коллекторов.

А- аргиллит черный известковистый, трещиноватый. Кенкиякское месторожде-ние (Прикаспийская впадина) скв.100, гл. 4595-4599м. Образец насыщен люминофором

(трещины – белые). Развертка двух граней (по Б.К.Прошлякову, 1987).

Б- трещины в газоносных известняках Оренбургского месторождения. Скв.31, гл.1786,5-1791,0м. Свечение люминисцирующей жидкости под кварцевой лампой (по

А.А.Ханину, 1973).

 

Методы изучения трещин

 

По опыту полевых исследований на скальных выходах горных по-род, в шурфах, канавах, карьерах геологи хорошо знают, что трещины есть повсюду, но на одних участках их больше, на других - меньше. Для коли-чественной оценки степени трещиноватости введены понятия "густота" и "плотность" трещин. Густота (удельная плотность) трещин определяется количеством трещин на единицу длины замериваемого участка. Плотность трещин определяется по сумме густот трещин, замеренных в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Максимальная густота трещин наблюда-ется в зонах дробления, брекчирования, представляющих собой по суще-ству зону разломов-сбросов, взбросов, раздвигов, сдвигов. Ширина зон трещиноватости и брекчирования при этом может достигать нескольких километров, длина - десятков километров. Для внутрислойных трещин гу-

 

 

67

стота обратно пропорциональна толщине слоя: чем больше толщина слоя, тем меньше трещин и тем больше расстояние между ними. На некоторых месторождениях зоны трещиноватости имеют линейные в плане формы и проявляются высокими дебитами нефти в скважинах. Густота трещин мак-симальная у доломитов затем, у известняков, солей, сланцев, мергелей, ар-гиллитов. Менее всех трещиноваты алевролиты, песчаники. В слоях малой толщины породы более трещиноваты.

При исследованиях трещиноватости пород по керновому материалу производятся массовые замеры количества, длины, ширины и угла падения макроскопически видимых трещин, в том числе и заполненных минераль-ным веществом. Изучается их конфигурация, взаимное пересечение, со-стояние стенок, направление штрихов скольжения. Делаются зарисовки и фотографии трещин. Все замеры заносятся в таблицы, обрабатываются ме-тодом построения диаграмм трещиноватости (простирания, угла падения).

 

Производится классификация их по вышеперечисленным морфоло-гическим параметрам, дается их генетическая интерпретация. Определя-ются густота и плотность трещин, интервалы разреза и зоны повышенной трещиноватости , строятся карты трещин, дизъюнктивных нарушений. Микротрещины изучаются под микроскопом на пришлифовках и в специ-ально изготовленных прозрачных шлифах большой площади. Определя-ются те же параметры, что и для макротрещин: ширина, длина, площадь, густота, системы взаимопересекающихся трещин, минеральное заполнение

 

5. др. Открытые трещины изучаются в образцах, пропитанных синтетиче-скими смолами. Для этих целей изготовляются образцы пород в виде ку-биков и столбиков, промываются в растворителях, а затем под вакуумом пропитываются окрашенной бакелитовой смолой.

 

Таблица 15