3. 6. 3. Породы-коллекторы в карбонатных породах

3. 6. 3. ПОРОДЫ-КОЛЛЕКТОРЫ В КАРБОНАТНЫХ ПОРОДАХ

Второй по распространенности группой пород-коллекторов являются карбонатные породы. Это либо рифовые постройки, либо карбонатные породы, накапливающиеся по типу глин, медленным осаждением, на огромных территориях морей и океанов.

Наиболее интересны в плане формирования пород-коллекторов в карбонатных породах, это рифы. Относительно их происхождения существует общепринятая гипотеза о подводном вулкане, вокруг которого формируется коралловый риф округлой формы. Остров начинает погружаться и риф какое-то время компенсирует погружение наращиванием карбонатной массы тела рифа. При дальнейшем погружении в какой-то момент животные, населяющие риф из-за недостатка света умирают, и на сформировавшейся карбонатной массе по форме напоминающей каравай хлеба гигантских размеров, начинают отлагаться глинистые минералы спокойных вод глубокой части океана. В результате преобразований этой пары пород в зоне катагенеза (погружение на глубину, повышенные температура и давление) карбонатные породы рифа могут сформировать породы-коллекторы, а глинистые осадки – флюидоупор. Для формирования данной пары не требуются процессы складкообразования, как для антиклинальных структур, и обнаружение ископаемых рифов, пустотное пространство которых заполнено нефтью или газом – мечта любого геолога-нефтяника (табл. 10. ).

Как же возникли вулканы, на которых формировались будущие рифовые постройки и почему океаническое дно вдруг стало прогибаться. Ответом может быть привлечение для объяснения данного процесса так называемых «горячих точек».

Горячая точка, это область длительного магматизма, остающаяся почти неподвижной относительно движущихся литосферных плит. Точка периодически активизируется и происходит формирование очередного вулканического аппарата, затем точка затихает, а литосферные плиты продолжают свое движение. Наступает момент отрыва вулканического аппарата от точки, а потом точка вновь активизируется и формирует новый вулканический аппарат.

Таб. 10. Фильтрационно-ёмкостные свойства карбонатных пород-коллекторов Прикаспийской впадины I – III классов (К_пр > 0, 1 мкм²)

Горячая точка, это область длительного магматизма, остающаяся почти неподвижной относительно движущихся литосферных плит. Точка периодически активизируется и происходит формирование очередного вулканического аппарата, затем точка затихает, а литосферные плиты продолжают свое движение. Наступает момент отрыва вулканического аппарата от точки, а потом точка вновь активизируется и формирует новый вулканический аппарат.

Самая известное проявления работы горячей точки – Гавайско-Императорский хребет, где ныне действующие вулканы расположены на юге (горячая точка), а цепочка потухших вулканов тянется на северо-восток, и в том же направлении увеличивается возраст вулканических пород. Вот такие «оторвавшиеся» от корня вулканические аппараты идеально подходят для формирования на их поверхности рифовых тел. Вероятно, часть рифов, в которых обнаружены месторождения нефти и газа, имело в древние времена существования нашей планеты какую-то связь с этими «горячими точками».

Оторвавшиеся от горячей точки вулканические конусы своим весом начинают продавливать океаническую кору и та под ними прогибается. Рифостроящие организмы живут по периферии вулканического конуса, наращивая карбонатную массу до тех пор, пока этот потухший вулканический аппарат и наросшие на его поверхности рифовые постройки не окажутся на глубине, где жизнь рифостроителей невозможна.

Там риф умирает, его постепенно перекрывают тонкие глинистые осадки глубокой части океана и так формируется будущая пара: коллектор в карботных породах рифа и покрышка в глинистых, перекрывающих его отложениях.

Большое внимание заслуживают карбонатные породы, накапливающиеся на обширных пространствах морей и океанов. Примером таких отложений, близким Западной Сибири может служить Восточная Сибирь. В докембрии на её территории Сибири осуществлялось широкое карбонатонакопление. Здесь формировались толщи осадочной доломитовой породы не рифового, а нормально-осадочного типа, т. е. развитых в виде мощных слоёв на большой площади. В кембрии море высохло и сформировалась солевая толща, являющаяся прекрасной покрышкой.

3. 7. ПОРОДЫ-ПОКРЫШКИ (ФЛЮИДОУПОРЫ)

К флюидоупорам (покрышкам) относятся плохопроницаемые породы, перекрывающие нефтяные и газовые залежи. Роль пород флюидоупоров выполняют глины, соли, гипсы, ангидриды и некоторые другие разности горных пород. Породы-покрышки различаются по характеру распространения, мощности, наличию или отсутствию нарушений сплошности, однородности сложения, плотности, проницаемости, минералогическому составу.

Наиболее широким распространением пользуются глинистые покрышки. Надежным экраном является каменная соль, которая благодаря своей пластичности деформируется без нарушения сплошности. Ангидриты значительно более упругие, чем соль и не являются надежными экранами. Однако абсолютно непроницаемых покрышек для нефти и газа в природе не существует. На больших глубинах вследствие потери воды глинистые породы могут стать породами-коллекторами.

Приведем описание основных типов пород, являющихся флюидоупорами или покрышками.

Глины - осадочные породы обломочного происхождения, образующие при смачивании водой пластичное тело, сохраняющее после высыхания приданную ему форму. Окраска глин различная в зависимости от примесей (органические вещества дают черную окраску, окиси и железа – красную и бурую, хлорит и глауконит - зеленую и др. ). По степени преобладания того или другого «глинистого» минерала среди них выделяются каолиновые, монтмориллонитовые и гидрослюдистые разности. Глины характеризуются массивными слоистыми текстурами.

Аргиллитами называют твердые глинистые породы, не размокающие в воде и возникающие при уплотнении, дегидратации и цементации пластичных глин. Аргиллиты могут быть массивными, плитчатыми и сланцевыми.

Каменная соль - осадочная порода химического происхождения. Это мономинеральная порода, в чистом виде бесцветная или молочно-белая. Примеси придают породе желтый, бурый и другие оттенки. Структура средне и крупнокристаллическая. Порода имеет соленый вкус, легко растворима в воде.

Ангидрит и гипс - осадочные породы химического происхождения и образуются при выпадении сернокислых солей в водных бассейнах с повышенной минерализацией вод. Ангидрит горная порода, состоящая из минерала ангидрита (Ca(SO₄)). Цвет обычно голубовато-белый. Образует плотные мелкозернистые скопления. Гипс – слоистая или массивная порода различной плотности, состоящая, в основном, из минерала гипса (Ca(SO₄)2Н₂О), структура – от микро- до грубозернистой, цвет белый, светло-серый, желтоватый, розоватый и бурый. Гипс легко определить на твердость, чертится ногтем.

Мергели – осадочные породы, переходящие от известняков и доломитов к глинистым породам, содержание от 20% до 50% глинисто-песчаного материала. В зависимости от преобладания тех или иных составных частей различают песчаные, глинистые, известковистые, доломитовые мергели. Типичные мергели тонкозернистые и однородные, а во влажном состоянии часто пластичны. Окрашены обычно в светлые тона, но встречаются разности коричневого, фиолетового и других цветов. Для мергелей характерна массивная структура.