Геология, поиски и разведка месторождений нефти и газа (стр. 8 )

объемы и удельные веса горных пород, в них происходят различные изменения физических и химических свойств. Однако многие вопросы в этой области еще недостаточно изучены.

Адсорбированные газы удерживаются на поверхности минеральных частиц силами молекулярного притяжения и образуют на них полимолекулярные пленки. Адсорбирующая способность минералов зависит от их минерального состава (возрастая от кварца к блюдам, и далее - кальциту, глинистым минералам), дисперсности, влажности, температуры, давления, содержания органических веществ.

По условиям залегания подземных вод верхнюю часть земной коры разделяют на зону аэрации и зону насыщения.

В зоне аэрации часть пор заполнена воздухом и водой. Воды зоны аэрации разделяются на верховодку и грунтовые воды. В зоне насыщения за исключением пор, занятых углеводородами, пустоты заняты водой. Мощность зоны насыщения изменяется в широких пределах и может достигать 11-12 км. На этой глубине температура воды приближается к критической, и вода переходит в надкритическое парообразное состояние. В зоне насыщения распространены преимущественно напорные воды. В коллекторах, ограниченных сверху и снизу флюидоупором распространены воды, имеющие гидростатические напоры.

В криолитозоне - зоне мерзлоты - условия залегания вод имеют свои особенности. Мерзлые породы, являющиеся водоупорами, при оттаивании нередко превращаются в водопроницаемые.

* * *

Вода имеет ведущее значение в жизни нефти. В воде, из органических остатков она образуется, среди подземных вод преобразуется и созревает. С водой она перемещается. Вода – это гигант, который несет на своих плечах карлика – нефть.

При бурении и эксплуатации нефтяных скважин расходуются гигантские количества воды, которые необратимо загрязняются.

1.6. Стратисфера и графическое изображение ее элементов

1.6.1. Структурные формы осадочных пород

Осадочные горные породы - главные вместилища нефти и газа. Чаще всего они образуются при осаждении (механическом, или химическом) материала, получившегося при разрушении других пород. Каждый эпизод, акт этого осаждения формирует слой осадка. Впоследствии слои могут наклоняться, изгибаться, разрываться, образуя структурные формы, или структуры. Самая древняя часть слоя называется подошвой, молодая - кровлей. Промежуток между кровлей и подошвой называется мощностью, или толщиной слоя. Наложенные друг на друга совокупности слоев образуют слоистые пачки, толщи, свиты и серии. В американской литературе в этом же значении употребляется и термин «формация». Каждый слой рано или поздно заканчивается по латерали (с боков). Это окончание может произойти за счет уменьшения мощности слоя до нуля (выклинивание); изменения породы до неузнаваемости, постепенного перехода ее в другую породу (фациальное замещение), или уничтожения слоя разрывом (тектоническое срезание), внедренной интрузией (интрузивное срезание), или современной эрозией (денудационное срезание). Слой, быстро выклинивающийся во все стороны, называется линзой.

Морские организмы образуют постройки – биогермы (биос – жизнь, гермос – постройка). Наиболее важны для нефтегазовой геологии коралловые рифы и устричные банки. Кроме того, осадочные тела образуют валы, сформированные вдольбереговыми течениями (баровые тела), заполняют русла рек, образуя шнурки, и могут образовывать другие, неслоистые формы.

Слои могут залегать горизонтально (горизонтальная структура, ненарушенная структура), или подвергнуться дислокациям (нарушениям). В процессе дислокаций слои могут наклониться - тогда образуется моноклиналь. Могут изогнуться в форме колена (флексура), или в виде волны (складка), выпуклостью вниз (синклиналь), или вверх (антиклиналь) Антиклинали - самые главные в нефтегазовой геологии складки. Рис. 1.8, 1.9. Складки могут в плане быть:

-  круглыми – тогда они называются свод, купол (выпуклостью вверх), или мульда (выпуклостью вниз),

-  овальными, брахискладками (брахисинклинали, брахиантиклинали) брахи – по гречески значат укороченный,

-  линейными, то есть, длинными.

Рис 1.9. Формы залегания осадочных горных пород а.- горизонтальное, б – наклонное, в – складчатое. 1 – конгломераты, 2 – пески и песчаники, 3 – глины, глинистые сланцы, 4 - известняки

Эти складки могут быть в плане

Часто нефтяники антиклинальные структуры называют просто структурами (рис. 1.10). В России более 80%, а за рубежом более 70% известных месторождений находится в антиклинальных складках. В среднем размеры таких антиклиналей достигают в длину 5-10 км, ширину – 2 – 3 км, высоту – 50 – 70 м. Однако, есть и более крупные структуры. Так, например, самое крупное в мире месторождение Гавар в Саудовской Аравии имеет размеры в плане 225х25 км и высоту 370 м, газовое месторождение Уренгой (Россия) 120х30 км при высоте 200 м.

Половинка антиклинальной складки на моноклинали образует структурный нос, половинка синклинали – структурный залив. Сочетание окончаний двух половинок антиклиналей и двух половинок синклиналей называется седло, или седловина. Эта структурная форма похожа на горный перевал.

Рис. 1.10. Структурные формы осадочных горных пород: а – моноклиналь, б – флексура 1 – верхнее крыло, 2 – смыкающее крыло, 3 – нижнее крыло; в – антиклинальная и г– синклинальная складки. Остальные условные обозначения те же, что и на предыдущем рисунке.

г

в

3

1

2

б

а

Осадочные, магматические и метаморфические тела, практически повсеместно разбиты разрывами разного рода – трещинами и разломами, имеющими огромное значение для формирования и разрушения скоплений нефти и газа. В разрыве выделяют поверхность, по которой происходит перемещение слоев - сместитель и блоки горных пород, примыкающих к сместителю, называемые крыльями (боками) разрыва. Разрыв характеризуется азимутом и углом падения его сместителя и характеристиками (величинами, знаком и возрастом) перемещения.

Трещины - это разрывы с элементарной поверхностью сместителя, по которым не фиксируется сколько-нибудь значимых перемещений блоков. Трещиноватость рассматривается с различных позиций. Для нефтегазовой геологии трещины важны, потому что они представляют собой.

1.  Полости, обеспечивающие увеличение пористости горной породы;

2.  Поверхности, обеспечивающие проницаемость горной породы.

3.  Полости, способные вызвать разнообразные осложнения в процессе бурения.

Лабораторное изучение трещиноватости по полученным из керна образцам нередко дает заниженные сведения, так как керн разделяется именно по трещинам. Более надежные сведения получают в результате промыслово-геологических испытаний. Особый интерес для нефтяников представляют зоны повышенной трещиноватости.

Разломами называют разрывы с видимым смещением. Их также рассматривают с различных позиций, однако, чаще всего по соотношению между направлением перемещения и ориентировкой поверхности сместителя. Эти соотношения связаны с ориентировкой сжимающих и растягивающих усилий в недрах, сформировавших данные разломы.

С этих позиций (рис. 1.11) выделяются: сбросы и взбросы – разломы, у которых перемещение происходит по падению сместителя. У сбросов передвижение крыльев происходит в обстановке растяжения. При этом слои «растаскиваются» и часть их может "выпасть" из разреза скважины. Как правило, сбросы оказываются разломами, по которым происходят перетоки флюидов. Взбросы, напротив, образуются в условиях сжатия, разрезы их, в отдельных частях перекрываются. Такие разрывы чаще всего являются флюидоупорами. Пологие взбросы называются надвигами. По ним возможны значительные горизонтальные перемещения горных масс. У сдвигов перемещения происходят в горизонтальном направлении. Среди ассоциаций разломов чаще всего встречаются ступенчатые сбросы, горсты и грабены. У грабенов центральная часть опущена по отношению к периферической части, у горстов – наоборот. Геометрия разломов хорошо видна на рисунках.