БСН (1). 1. Осадочные горные породы и их классификация
 Скачать 429.15 Kb.
|
|
1. Осадочные горные породы и их классификация Горные породы представляют собой естественные минеральные агрегаты, формирующиеся в литосфере или на поверхности Земли в ходе различных геологических процессов. Строение горных пород характеризуется структурой и текстурой. Структура - определяется состоянием минерального вещества, слагающего породу (кристаллическое, аморфное, обломочное), размером и формой кристаллических зерен или обломков, входящих в ее состав, их взаимоотношениями. Под текстурой породы понимают расположение в пространстве слагающих ее минеральных агрегатов или частиц горной породы (кристаллических зерен, обломков и др.). В основу классификации горных пород положен генетический признак. По происхождению выделяют: • магматические, или изверженные, горные породы, связанные с застыванием в различных условиях силикатного расплава - магмы и лавы; • осадочные горные породы, образующиеся на поверхности в результате деятельности различных экзогенных факторов; • метаморфические горные породы, возникающие при переработке магматических , осадочных, а также ранее образованных метаморфических пород в глубинных условиях при воздействии высоких температур и давлений, а также различных жидких и газообразных веществ (флюидов), поднимающихся с глубины. На поверхности Земли в результате действия различных экзогенных, т.е. внешних, факторов образуются осадки, которые в дальнейшем уплотняются, претерпевают физико-химические изменения - диагенез, и превращаются в осадочные горные породы, тонким чехлом покрывают около 75 % поверхности континентов. Среди осадочных пород выделяются три группы: 1) обломочные породы, возникающие в результате механического разрушения каких-либо пород и накопления образовавшихся обломков; 2) глинистые породы, являющиеся продуктом преимущественно химического разрушения пород и накопления возникших при этом глинистых минералов; 3) химические (хемогенные) и органогенные породы, образовавшиеся в результате химических и биологических процессов. Обломочные породы по размерам обломков подразделяются на несколько типов: А) Грубообломочные породы. В зависимости от формы и размеров обломков среди пород этого гранулометрического типа выделяются следующие: - глыбы и валуны -соответственно угловатые и окатанные обломки размером свыше 200 мм в поперечнике; - щебень и галька - при размерах обломков от 200 до 10 мм; - дресва и гравий - при размерах обломков от 10 до 2 мм. Грубообломочные породы, представляющие собой сцементированные неокатанные обломки, называются брекчиями и дресвяниками, сцементированные окатанные обломки - конгломератами и гравелитами. Б) К среднеобломочным породам относятся распространенные в земной коре пески ипесчаники. В) Мелкообломочные породы. Рыхлые скопления мелких частиц размерами от 0,05 до 0,005 мм называют алевритами. Одним из широко распространенных представителей алевритов является лесс - светлая палево-желтая порода, состоящая преимущественно из остроугольных обломков кварца и меньше - полевых шпатов с примесью глинистых частиц и извести. Наиболее распространенными осадочными породами являются глинистые породы, на долю которых приходится больше 50 % объема всех осадочных пород. Глинистые породы в основном состоят из мельчайших (меньше 0,02 мм) кристаллических (реже аморфных ) зерен глинистых минералов. Химические и органогенные породы образуются преимущественно в водных бассейнах. По химическому составу они делятся: А) Карбонатные породы. Главный породообразующий минерал этих пород - кальцит, в меньшей степени - доломит. Наиболее распространенными среди карбонатных пород являются известняки - мономинеральные породы, состоящие из кальцита. Б)Кремнистые породы состоят главным образом, из опала и халцедона. Так же, как карбонатные, они могут иметь биогенное, химическое и смешанное происхождение. К биогенным породам относятся диатомиты и радиоляриты, состоящие из мельчайших, не различимых невооруженным глазом скелетных остатков диатомовых водорослей и радиолярий, скрепленных опаловым цементом. Каустобиолиты (греч. "каустос" - горючий, "биос" - жизнь) образуются из растительных и животных остатков, преобразованных под влиянием различных геологических факторов. Эти породы обладают горючими свойствами, чем и обусловлено их важное практическое значение. К ним относятся породы ряда углей (торф, ископаемые угли), горючие сланцы. 2. Породы – коллекторы, классификация. Литологические типы коллекторов. Породы – покрышки, их назначения и литологические типы. Породы коллекторы это горная порода, способная вмещать флюиды(нефть,газ,воду) и обеспечивать при создании перепада давления их фильтрацию. Обладают геолого-физическими свойствами, обеспечив в условиях разработки месторождений, подвижность флюида в их пустотном пространстве. Классификация пород коллекторов • Обломочные (пластические) породы — породы, образовавшиеся за счет физического разрушения других (магматических, метаморфических, осадочных) пород. • Хемогенные породы являются результатом выпадания осадков при химических реакциях из вод морей, озер и других водоемов. Органогенные породы образуются благодаря деятельности животных и растений. Между этими группами нет четких границ. Существуют породы смешанного происхождения, которые образуются вследствие химических реакций, протекающих при прямом или косвенном участии организмов. Нередко встречаются и органогеннообломочные породы.По месту образования осадочные породы подразделяются на морские (прибрежные, мелководные и глубоководные), лагунные и континентальные (пресноводные, ледниковые, эоловые). • Породы смешанного происхождения. Довольно широко распространены у поверхности земли. Образуются частично из обломочного материала, а частично из органогенного или хемогенного. Наиболее распространенной породой смешанного происхождения является мергель По литологическому составу коллекторами нефти и газа являются горные породы: • терригенные (пески, алевриты, песчаники, алевролиты и некоторые глинистые породы) • карбонатные (известняки, мел, доломиты) • вулканогенно- осадочные • кремнистые Породы покрышками называют непроницаем породы(флюидо –упоры) роль пород покрышек выполнят гины соли аргелиты некоторые карбонатные породы.Пород покрышка различаются по характеру.Распростране мощностью наличию или отсутствию нарушении сплошности. 3. Пластовая ловушка (залежь) – определение, геологический разрез, элементы залежи. Пластовая ловушка (залежь) представляет собой совокупность проницаемых пород колл-в ограниченных у кровли и подошвы непроницаемыми породами. Они могут быть сложены как карбонатными так и терригенными горными породами. Они могут быть сложены как карбонатными так и терригенными горными породами. Часто содержат отдельные линзовидные прослои непроницаемых пород в толще (продуктивного) основного горизонта что делает их неоднородными по строению, как в вертикальном направление так и в горизонтальном. 4. Массивная ловушка (залежь) – определение, геологический разрез, элементы залежи. Массивная ловушка. Представляют собой мощную до нескольких сотен пластов коллекторов( поровых, кавернозных, трещиноватых) различного (неоднородные или одинаковые) нитологический состав. Толща пластов коллекторов могут быть непроницаемые прослои, однако все пласты проницаемы, породы сообщаются образуя единую гидродинамическую систему . (единый природный резервуар) Над толщей пород колл-в залегает мощная толща не проницаемых пород- покрышек. 5. Литологическая ловушка (залежь) – определение, геологический разрез, элементы залежи. Литологическая ловушка образуются в результате литологического замещения пористых проницаемых пород непроницаемость. В данной ловушке образуется в результате выклинивания пород колл-в по восстанию слоев или их замешения одновозрастные не проницаемыми породами. 6. Стратиграфическая ловушка (залежь) – определение, геологический разрез, элементы залежи. Стратиграфическая ловушка образуется в результате эрозии пластов коллекторов во время перерыва в накопления осадков и перекрытия их затем не проницаемыми породами. 7. Тектонически экранированная ловушка (залежь) – определение, геологический разрез, элементы залежи. Тектонич.ловушка-(тектонические нарушения)-сброс, Взброс, надвиги, часто изменяют структуру и влияют на условие скопления нефти и газа.образуются в антиклиналь. и моноклиналь. структурах, при наличие тектонических разрывов. 8. Природные резервуары, ловушки, залежи и месторождения нефти и газа. Вместилищем для воды, нефти или газа в недрах земной коры служат породы — коллекторы, окруженные полностью или частично плохо проницаемыми породами. Такие коллекторы называют природными резервуарами. Коллекторы — горные породы, которые могут вмещать и отдавать жидкости и газы, т.е. породы характеризующиеся пористостью и проницаемостью. Проницаемые породы и служат резервуарами, где происходит накопление и движение нефти и газа. Если все осадочные породы состояли бы из коллекторов, то нефть и газ не могли бы скопиться в залежь. Они бы поднимались вверх, всплывая. Следовательно, необходимое условие образования залежи — присутствие в толще пород пласта или пластов, непроницаемых для нефти и газа, пород— экранов, способных задерживать вертикальное движение жидкости и газа к поверхности земли. Такие практически непроницаемые породы получили название покрышек. Обычно ими бывают глины, каменная соль, гипсы, а иногда известняки и мергели, не нарушенные трещинами. Другое необходимое условие образования залежи нефти и газа — наличие ловушки, т.е. пласта особой формы, попав в который нефть и газ оказываются как бы в тупике. Ловушки делятся на структурные и неструктурные. По типу ловушки обычно классифицируются на самогические, рифогенного типа и смешанные. Нефтегазовым коллектором называется горная порода, обладающая физическими (структурными) свойствами, позволяющими аккумулировать в ней жидкие и газообразные углеводороды, а также фильтровать, отдавать их при наличии перепада давлений. Поровый коллектор (гранулярный) — коллектор в котором движение пластового флюида преимущественно происходит по поровым (капиллярным) каналам. Песчаники, пески и др. такого же типа — гранулярные коллекторы. Породы нефтяных и газовых скважин в основном имеют капиллярные каналы. Непроницаемые перекрытия нефтяных и газовых пластов, обычно состоящие из глинистых пород, имеют субкапиллярные поры и каналы, движение в них жидкости не происходит или достаточно ограничено. Трещиноватый коллектор — коллектор, вмещающий жидкость, газ в трещинах. Это карбонатные породы. Они не редко малопористые и непроницаемы для нефти, но иссечены микро- и макротрещинами. Размер трещин от 0,01-0,15 до 10-20 м. В природе чаще всего нефть и газ содержаться в смешанных (порово-трещиноватых) коллекторах На эффективность разработки нефтяных месторождений и степень извлечения нефти из пластов самое большое влияние оказывает макронеоднородность пластов, нефтенасыщенность коллектора, условия залегания и вязкость нефти, микронеоднородность, вещественный состав и смачиваемость пористой среды. Породы — коллекторы терригенного типа состоят из зерен минералов и обломков пород разных размеров, сцементированных цементами различного типа. Это сцементированные песчаники, алевролиты и смеси их с глинами и аргиллитами. Для характеристики терригенных коллекторов значение имеет их минералогический и гранулометрический составы. По минеральному составу терригенные коллекторы делятся на: • Кварцевые: Образуются в природе при условиях, когда в процессе осадконакопления превалирующее значение имеют зерна кварца. Песчаная основа до 95-98%. Это хороший коллектор с высокой пористостью и проницаемостью. Начальная нефтенасыщенность 80- 95%. Насыщенность по воде — 5-20%. • Полимиктовые: Образуются, если при осадконакоплении полимозерен кварца — большой процент зерен полевого шпата и продуктов их химического преобразования, имеется примесь глинистых разновидностей до 25-50%, которые ухудшают коллекторские свойства. Начальное водонасыщение 30-40%. Пористость- 25-26%, до 12- 14%. Проницаемость от 3-5 до 0,0001-0.001 мкм 2 Карбонатные коллекторы — слагаются в основном известняками и доломитами. Проницаемость до 0,3 — 1 мкм 2 , пористость до 20- 30%. Обычно породы комковатые, рыхлые, слабосцементированные, цемента до 10%. Начальная водонасыщенность не превышает 5-20%. Различают три основных типа природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически экранированные. 9. Классификация залежей по фазовому состоянию. Классификация по фазовому состоянию:однофазные (нефть или газ), двухфазные (нефть и газ одновременно). Нефтяные залежи: однофазовые (весь газ растворен в нефти), газонефтяные (нефть полностью насыщена газом и избыток его образует газовую шапку). Газовые залежи: газовые, нефтегазовые ( с нефтяной оторочкой), газоконденсатные. 10. Общие понятия о геологическом разрезе, стратиграфической колонке и структурной карте. Средне-, крупномасштабные и детальные геологические карты сопровождаются стратиграфической колонкой и разрезами. На стратиграфической колонке в возрастной последовательности снизу вверх от древних к молодым показываются дочетвертичные стратифицированные осадочные, вулканические и метаморфические породы, развитые на территории, изображенной на карте. Четвертичные отложения и интрузивные породы на колонке не изображаются. Стратиграфическая колонка состоит из ряда вертикальных граф, включающих в себя (слева направо): • общую стратиграфическую шкалу с указанием системы, отдела, яруса; • индекс стратиграфического подразделения; • колонку, в которой штриховыми знаками изображается состав и цветом (как на карте) возраст стратиграфических подразделений, положение находок органических остатков, а также взаимоотношения подразделений между собой; • мощность (в метрах) или интервалы мощности при ее изменчивости выделенных на карте подразделений; • характеристику подразделений с указанием местных стратиграфических подразделений (серия, свита и т. д.), краткого описания вещественного состава с перечнем важнейших ископаемых органических остатков. Ширина всех граф, кроме колонки и характеристики пород, принимается 1-1,5 см; колонки - 3-4 см, а графа характеристика подразделений - по необходимости. Стратиграфические подразделения в колонке раскрашиваются и индексируются в полном соответствии с цветами и индексами подразделений, выделенных на геологической карте. Выделенные древние подразделения, не вскрытые на геологической карте, в колонке показываются на 2/3 ее ширины. Вертикальный масштаб стратиграфической колонки выбирается так, чтобы ее высота не превышала размеров вертикальной рамки карты и на ней можно было бы отразить основные особенности строения выделенных подразделений. Колонка строится по максимальным мощностям отложений, но если из-за большой мощности каких-либо подразделений длина колонки излишне возрастает, то допускается делать «разрыв» внутри однородных по составу интервалов разреза, изображаемый тонкой двойной (с промежутком в 2 мм) волнистой линией. Литологический состав отложений в колонке изображается горизонтально расположенными штриховыми условными знаками. Нижняя часть колонки ограничивается сплошной черной линией. Геологические разрезы представляют собой изображение залегания пород в плоскости вертикального сечения земной коры на ту или иную глубину от ее поверхности. Геологические разрезы являются обязательным элементом геологической карты и должны наглядно отражать условия залегания геологических тел, развитых на карте. Они могут составляться по геологической карте, данным буровых скважин, геофизическим или каким- либо иным материалам. На геологической карте разрезы составляются по прямым линиям в направлениях, которые дают наиболее полное представление о залегании пород, слагающих изображенную на карте территорию. При необходимости разрезы могут составляться и по ломаной линии. При наличии опорных скважин разрезы следует проводить через них. Вертикальный и горизонтальный масштабы разрезов в большинстве случаев должны соответствовать масштабу карты. На концах разреза ставятся прописные буквы русского алфавита с цифрой справа внизу, при этом каждый разрез обозначается одной буквой. Если разрез строится по ломаной линии, на ее изгибах указывается также буква. Например, один разрез A 1 -A 2 -A 3 при этом А 2 стоит на изломе, другой Б 1 -Б 2 если линия разреза прямая. Для каждого листа геологической карты обычно составляется 1-3 разреза. Все геологические границы на разрезах (согласные, несогласные и др.) указываются одним знаком в виде сплошных линий. Глубина разреза обусловливается теми данными, которыми располагает составитель. 11. Выделение категорий запасов и ресурсов нефти и горючих газов (на примере 2013г). Объемный метод подсчета запасов нефти. Запасы нефти и газа подразделяются по степени промышленного освоения и по степени геологической изученности на категории: А (разрабатываемые, разбуренные), В 1 (разрабатываемые, неразбуренные, разведанные), В 2 (разрабатываемые, неразбуренные, оцененные), C 2 (разведанные) и С 1 (оцененные). Запасы залежи / части залежи, разбуренные эксплуатационными скважинами и разрабатываемые в соответствии с утвержденным проектным документом (технологическим проектом разработки или дополнением к нему, технологической схемой разработки или дополнением к ней), относятся к категории А (разрабатываемые, разбуренные). К категории А относятся запасы залежей / частей залежей, геологическое строение которых, форма и размеры определены, а флюидальные контакты обоснованы по данным бурения, опробования и материалам геофизических исследований скважин. Литологический состав, тип коллекторов, эффективные нефте- и газонасыщенные толщины, фильтрационно-емкостные свойства и нефте- и газонасыщенность, состав и свойства углеводородов в пластовых и стандартных условиях и технологические характеристики залежи (режим работы, дебиты нефти, газа, конденсата, продуктивность скважин) установлены по данным эксплуатации скважин, гидропроводность и пьезопроводность пласта, пластовое давление, температура, коэффициенты вытеснения определены по результатам гидродинамических исследований скважин и лабораторных исследований керна. Запасы неразбуренных эксплуатационными скважинами залежей / частей залежей, разработка которых планируется в соответствии с утвержденным проектным документом (технологическим проектом разработки или дополнением к нему, технологической схемой разработки или дополнением к ней), изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами и разбуренные поисковыми, оценочными, разведочными, транзитными или углубленными эксплуатационными скважинами, давшими промышленные притоки нефти или газа (отдельные скважины могут быть не опробованы, но продуктивность их предполагается по данным геофизических и геолого- технологических исследований, а также керна), относятся к категории B (разрабатываемые, неразбуренные, разведанные). Запасы залежей / частей залежей, не разбуренных эксплуатационными скважинами, разработка которых проектируется в соответствии с утвержденным проектным документом (технологическим проектом разработки или дополнением к нему, технологической схемой разработки или дополнением к ней), изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами, наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований и испытанием отдельных скважин в процессе бурения, относятся к категории В (разрабатываемые, неразбуренные, оцененные). Запасы залежей / частей залежей, не введенных в промышленную разработку месторождений, на которых может осуществляться пробная эксплуатация или пробная эксплуатация отдельных скважин, относятся к категории С (разведанные). Залежи должны быть изучены сейсморазведкой или иными высокоточными методами и разбурены поисковыми, оценочными, разведочными скважинами, давшими промышленные притоки нефти или газа (отдельные скважины могут быть не опробованы, но продуктивность их предполагается по данным геофизических и геолого-технологических исследований, а также керна). Для открываемых месторождений на акваториях морей, в том числе на континентальных шельфах морей Российской Федерации в территориальных морских водах, во внутренних морских водах, а также в Каспийском и Азовском морях, к запасам категории С относят залежь / часть залежи, вскрытую первой поисковой скважиной, в которой получены качественные результаты гидродинамического каротажа (ГДК), позволяющие оценить характер насыщенности пласта. Геологическое строение залежи, фильтрационно-емкостные свойства пород - коллекторов, состав и свойства флюидов, гидродинамические характеристики, дебиты скважин изучены по результатам геолого- промысловых исследований скважин в процессе реализации проектов геолого-разведочных работ разведки, пробной эксплуатации отдельных скважин или проекта пробной эксплуатации. Запасы залежей / частей залежей, не введенных в промышленную разработку месторождений, разрабатываемых на основании проекта пробной эксплуатации, пробной эксплуатации отдельных скважин, изученные сейсморазведкой или иными высокоточными методами, наличие которых обосновано данными геологических и геофизических исследований и испытанием отдельных скважин в процессе бурения, относятся к категории С (оцененные). Подсчет запасов и оценка ресурсов нефти, газа и конденсата основывается на детальном изучении недр и синтезируют в себе все сведения, полученные в процессе поисков, разведки и разработки залежей: данные изучения минералогических и петрографических особенностей пород, физики пласта и физико-химических свойств флюидов, результаты полевых и промыслово- геофизических исследований, сведения об условиях формирования залежей нефти, газа и конденсата, о закономерностях размещения их в недрах и т.д., данные петрофизического изучения нефтегазоносных толщ, опробования и испытания скважин, опытно-промышленных работ и разработки залежей, результаты промыслово-геологического изучения залежей и процессов, протекающих при их разработке. В 1888 году горный инженер А.М. Коншин опубликовал первую работу по подсчету запасов нефти, в которой представил результаты подсчета запасов нефти объемным методом по Ильскому и Крымскому районам Кубани. Этот метод является основным и основан на определении массы нефти, приведенной к стандартным условиям, в насыщенных ими объемах пустотного пространства пород-коллекторов, слагающих залежи нефти или их части. Он применим для подсчета запасов нефти при любом режиме работы залежи в контуре любой категории запасов. Суть метода заключается в определении объёма ловушки, в которой заключена залежь углеводородов и определении объёма порового (пустотного) пространства залежи, занятого углеводородами в пластовых условиях. Объемный метод можно считать практически универсальным для подсчета запасов любой залежи или ее части при любой степени изученности. Внешне он представляется довольно простым, однако эта простота таит в себе множество проблем. Основные проблемы объемного метода заключаются в своевременном выявлении особенностей геологического строения залежи и объективном определении параметров, характеризующих объем пустотного пространства, насыщенного нефтью или свободным газом. Любая залежь представляет собой сложный объект. Его сложность обусловлена типом пустотного пространства пород-коллекторов и условиями залегания их в ловушке, типом самой ловушки, характером насыщения пустотного пространства и его изменчивостью по площади и разрезу, взаимосвязанностью параметров, условиями залегания флюидов в недрах и т.п. По существу, объективное выявление каждого из перечисленных факторов представляется проблемой, которая нередко усложняется недостаточностью и низким качеством фактических данных. |