рефераты бесплатно
Рефераты бесплатно, курсовые, дипломы, научные работы, курсовые работы, реферат, доклады, рефераты, рефераты скачать, рефераты на тему, сочинения,рефераты литература, рефераты биология, рефераты медицина, рефераты право, большая бибилиотека рефератов, реферат бесплатно, рефераты авиация, рефераты психология, рефераты математика, рефераты кулинария, рефераты логистика, рефераты анатомия, рефераты маркетинг, рефераты релиния, рефераты социология, рефераты менеджемент и многое другое.
ENG
РУС
 
рефераты бесплатно
ВХОДрефераты бесплатно             Регистрация

Нефтегазоносность карбонатных пород  

Нефтегазоносность карбонатных пород

ГЛАВА I. Происхождение и изменения

карбонатных пород

СЕДИМЕНТОГЕНЕЗ.

Карбонатными породами, как известно, нередко сложены значитель-ные по

мощности толщи. Принято считать, что исходным материалом для образования

карбонатных пород служили растворенные в водах соли каль-ция и магния. При

избыточном количестве последних в водной среде они начинают выделяться в

осадок чисто химическим путем, либо при погло-щении из водной среды живыми

организмами эти соли попадают в осадок в виде карбонатных скелетных

остатков.

Несомненным является наличие в этих породах трех генетических

карбонатных составляющих: 1) биогенного, точнее органогенного, карбо-ната,

преимущественно СаСО3, в виде скелетных остатков различных ор-ганизмов и

водорослей; 2) хемогенного карбоната, осажденного непос-редственно из

водных растворов, и 3) обломочного карбоната, представ-ленного различными

по размерам ( и форме ) обломками карбонатных по-род ( или уплотненных

карбонатных осадков ). Количественные содержа-ния этих карбонатных

составляющих в породах ( осадках ) могут варьи-ровать в очень широких

пределах.

Соответственно процессы карбонатообразования могут быть органо-

генными, хемогенными и чисто механическими.

Главными факторами физико - химических ( и гидродинамических )

условий, контролирующими осаждение карбонатов, являются:

1) состав вод седиментационного бассейна - общая их минерали-зация и

солевой состав, поскольку растворимость карбонатов в разных растворах солей

( соответственно в водах различных водоемов ) будет различной;

2) газовый фактор - практически количество растворенной в водах

свободной углекислоты (СО2), поскольку повышение или снижение его сдвигает

карбонатное равновесие в ту или иную сторону, в частности, для СаСО3: СаСО3

+ Н2О + СО2 Са(НСО3)2;

3) температура и давление, изменение которых вызывает изменение

содержания в водах свободной СО2. Повышение температуры ( снижение давления

) способствуют удалению СО2 из водной среды и, следовательно, выделению

карбонатов в осадок. Наоборот, при понижении температуры вод ( повышении

давления ) растворимость СО2 в них возрастает, соот-ветственно повышается

растворимость СаСО3, что препятствует его осаж-дению;

4) щелочной резерв (рН) водной среды - для возможностей осадки

карбонатов она должна быть щелочной, со значениями рН > 8, при этом не

только в поверхностных, но и в придонных слоях бассейна, так как иначе

отложения карбонатов вновь будут переходить из осадка в раствор;

5) гидродинамических режим водных бассейнов, который создается

различными движениями вод - волновыми, течениями ( со всегда прису-щей им

турбулентностью ) и в подчиненной степени приливно - отливными движениями и

конвекционными потоками. Все эти переме-щения, перемешивая водные массы,

меняют физико - химические условия в различных участках седиментационного

бассейна. Кроме того, они вы-зывают горизонтальные переносы осевшего на дно

карбонатного матери-ала, пока он еще не зафиксирован в осадок.

ДИАГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ЭПИГЕНЕТИЧЕСКИЕ

ИЗМЕНЕНИЯ КАРБОНАТНЫХ ОСАДКОВ - ПОРОД

Диагенетические изменения карбонатных осадков, так же как даль-нейшие

эпигенетические преобразования уже литифицированных карбо-натных пород, во

многом предопределяются условиями образования осад-ков - их вещественным

составом и структурными особенностями.

В соответствии с представлениями Н. М. Страхова диагенезом мы будем

называть все процессы, происходящие в осадке сразу же после его образования

( седиментации ) до момента полной его литификации и превращения в породу.

Различают стадии раннего и позднего диагенеза, хотя строгого кри-

терия этого разграничения не существует. В раннем диагенезисе осадок

представляет собой высокопористую, сильно обводненную, резко неурав-

новешенную, неустойчивую многокомпонентную физико - химическую систему

легкоподвижных и реакционноспособных веществ.

На стадии позднего диагенеза процессы изменения осадков значи-тельно

замедляются и в конце ее осадок достигает состояния внутренне

уравновешенной системы, т. е. превращается в породу.

Дальнейшие изменения возникшей породы относятся уже к стадии

эпигенеза. Можно различать эпигенез "прогрессивный" и "регрессивный ". Для

первого Н. Б. Вассоевич в 1957 г. предложил название " катагенез ",

получивший широкое распространение. В катагенезе преобразования по-род

происходят при постепенном погружении их на большие глубины. В условиях

заметного возрастания температуры и давления породы, почти не меняя

минеральный состав, испытывают значительное региональное уплотнение.

Следствием его является перекристаллизация карбонатного материала (

укрупнение зерен ) с возможным образованием сложных, зубчатых контактов

зерен. Имеющиеся в карбонатных породах поры, а также трещины при наличии в

разрезах глинистых пород могут заполняться водами, при региональном

уплотнении отжимаемыми из глин в больших количествах. Возможно "

катагенетическое проникновение " в карбонатные породы вод и другого

происхождения, в том числе эндогенного.

Процессы, которые могут происходить в карбонатных осадках в диагенезе

и в карбонатных породах в эпигенезе, весьма сходны. К ним относятся

уплотнение, цементация, доломитизация, перекристаллизация, сульфатизация,

выщелачивание и др.

УПЛОТНЕНИЕ И ЦЕМЕНТАЦИЯ.

Общеизвестно, что уплотнение осадков в диагенезе связано с отжи-

манием из них захороненных вод, которое происходит в основном под влиянием

все возрастающей нагрузки перекрывающих отложений. Естес-твенно, уплотнение

осадков приводит к уменьшению их влажности, воз-растанию их плотности и,

главное, к сокращению их пористости. По дан-ным Р. Миллера, для осадов в

целом характерны значения плотнос-тей менее 2 г/см3 и пористости более 30

%. Значения соответственно рав-ные 2 - 2,2 г/см3 и не менее 30 %, отвечают

уже состоянию породы, а не осадка.

Сведения о характере уплотнения карбонатных илов в диагенезе ограни-ченны и

неоднозначны. В большинстве случаев оно признается значи-тельным, и,

главное, происходящим очень быстро . При этом счи-тается, что основное

уплотнение карбонатных илов происходит в их са-мых верхних слоях мощностью

до 0, 5 - 0, 6 м. У. Х. Тафт указывает, что современные карбонатные осадки

Флоридского залива наиболее значительно уплотнятся, судя по уменьшению их

влажности, в верхнем ( 15 - 30 см ) слое.

Некоторые исследователи ставят карбонатные породы по способ-ности к

диагенетическому уплотнению на второе место после глин или рядом с ними.

Значительным уплотнением и быстрой лити-фикацией объясняется основная

потеря карбонатными осадками первона-чальной высокой пористости. В

современных карбонатных осадках она составляет в среднем 60 - 70 %, что

резко контрастирует с пористос-тью древних карбонатных пород, которая

обычно имеет значения около 2 - 3 % и менее, а в карбонатных пластах -

коллекторах, содержащих залежи нефти и газа, в среднем 8 - 10 % и менее.

Однако существуют мнения о том, что в потере первоначальной

пористости карбонатных осадков решающую роль играло не уплотнение, а "

цементация ", т. е. процессы минерального карбонатообразования . При этом

отмечается, что потеря пористости карбонатными осадками, в частности

писчими мелами, является прямой функцией глубины их погружения ( исключая

случаи возникновения в пластах АВПД, внедрения нефти или проявлений

тектонических напряжений) . Таким образом, фактически и здесь на лицо

влияние на карбонатный осадок все возрастающей с глубиной нагрузки (

давления ), т. е. уплотнения.

Таким образом, в разных типах карбонатных пород уплотнение будет

проявляться по - разному, соответственно по - разному отражаясь в изменении

( снижении ) первоначально высокой пористости осадков. Наиболее резко

сказывается уплотнение на пелитоморфных карбонатных илах, значительно

меньше - на карбонатных осадках, состоящих в основном ( 40 - 50 % и более

) из форменных карбонатных образований; слабо подвергаются уплотнению

карбонатные " осадки " - продукты различных прижизненных органогенных

построек.

ПЕРЕКРИСТАЛЛИЗАЦИЯ.

Перекристаллизация - процесс роста кристаллических зерен, т. е.

увеличение их размеров, которое согласно общепринятым определениям

происходит без изменения их минерального состава. Однако в последние годы к

перекристаллизации относят также и укрупнение зерен, происхо-дящее при

переходе неустойчивых метастабильных модификаций СаСО3 ( арагонита и

высокомагнезиального кальцита ) или СаСО3* MgCO3 ( каль-циевого доломита,

или протодоломита ) в устойчивые низкомагнези-альный кальцит и доломит.

В диагенезе перекристаллизация происходит за счет частичного

растворения и переотложения растворенного карбоната в осадке иловыми

водами. В эпигенезе она обусловлена в большей степени растворяющим влиянием

давления ( при катагенезе ) либо воздействием циркулирующих в породе

вадозных вод ( при регрессивном эпигенезе ). Общим правилом растворения

является лучшая растворимость более мелких зерен, за счет которой и растут

зерна, относительно более крупные.

Результатом диагенетической перекристаллизации служит частичное или

полное преобразование пелитоморфной (коллоидной, тонкозернистой )

карбонатной массы в мелкозернистую. Условно размер возникающих зерен

ограничивается пределом 0, 05 мм. Как правило, диагенетическая, особенно

раннедиагенетическая, перекристаллизация, происходящая в заметно

обводненном осадке, носит более или менее равномерный характер.

Оценки роли перекристаллизации в изменении пористости пород

противоречивы. Как считают Г. А. Каледа и Е. А. Калистова, в большинстве

случаев перекристаллизация снижает пористость, но иногда приводит к ее

возрастанию. По мнению же К. Б. Прошлякова и др. , она увеличивает емкость

известняков и доломитов.

Очевидно, влияние перекристаллизация на пористость в общем случае

может выражаться по - разному:

1) пористость не будет меняться, если происходящее при перекрис-

таллизации частичное растворение и переотложение карбонатных веществ будет

сбалансированным;

2) пористость может ухудшаться при возникновении компактного сложения

карбонатной массы, что довольно распространено при процес-сах

диагенетической перекристаллизации;

3) пористость может возрастать в тех случаях, когда растворение

карбонатного материала преобладает над переотложение, т. е. растворен-ный

карбонат частично удаляется из породы ( случаи, более типичные для

эпигенетической перекристаллизации ).

ДОЛОМИТИЗАЦИЯ.

Доломитизация, которой подвергались известняки, может быть

диагенетической и эпигенетической. Раннедиагенетическая седимента-ционно -

диагенетическая доломитизация известковых илов, как уже ука-зывалось выше,

один из наиболее вероятных и наиболее распространен-ных путей формирования

доломитов и первичных известково - доломи-товых пород. Возникающий при этом

доломит может быть как мелко-, так и тонкозернистым, с зернами (

соответственно 0, 01 - 0, 05 и менее 0, 01 мм ), имеющими большей частью

неправильные, изометрично - округленные или ромбоэдрические очертания.

На более поздних этапах раннего диагенеза - в позднем диагенезе

формируются относительно более крупные зерна доломита, размерами до 0, 05 и

частично до 0, 1 мм. В силу того, что доломит обладает более высокой

кристаллизационной способностью, чем кальцит, зерна большей частью имеют

отчетливую форму ромбоэдров.

Раннедиагенетический доломит, формируясь в рыхлом осадке,

распределяется в известковой массе более или менее равномерно. При этом

нередко в породах с комками, оолитами и другими подобными карбонатными

форменными образованиями последние сложены тонко- и мелкозернистым

кальцитом и доломитом одновременно, как без резкого обособления их зерен,

так и с раздельными преимущественными концентрациями их в отдельных

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5


© 2010.