Геологические и геофизические особенности осадочных бассейнов

Осадочные бассейны, в которых обнаружено подавляющее большинство коллекторов нефти, образованы в результате от­ложения речных осадков. Пески осаждаются близ морского побережья, илы — на более удаленных от берега участках дна, а глины — в глубоководных морских районах. Первоначально осадки мягки и характеризуются значительным содержанием воды. По мере накопления осадков из нижних слоев за счет их уплотнения вода выжимается. На небольших глубинах уп­лотнение оказывает прямо противоположное действие — керны и буровой шлам, поступающие на поверхность, могут довольно легко диспергироваться на отдельные зерна. Такие осадки называют нелитифицированными. На больших глубинах осадки постепенно становятся литифицированными в результате уплот­нения и диагенеза. (Под диагенезом понимаются минералоги­ческие и химические изменения, которые происходят вслед­ствие воздействия подземных температур и давлений, а также электрохимического воздействия окружающей среды). В конце концов зерна цементируются друг с другом благодаря запол­нению пустот минералами из силикатных и известковистых пла­стовых вод с образованием песчаников, отвердевших глинистых сланцев и аргиллитов. Если в результате этих процессов осадки окажутся полностью литифицированными, образовавшиеся гор­ные породы невозможно диспергировать никаким другим спо­собом, кроме прямого механического воздействия, например размалывания.

Породы, состоящие главным образом из песков и илов, на­зывают песчанистыми, а породы, в которые преимущественно входят глины и смеси глин и илов, называют глинистыми.

Быстрое отложение осадков характерно для геосинклиналь­ных условий, т. е. районов, где происходит медленное погру­жение земной поверхности (в настоящее время это отмечается в районе северного побережья Мексиканского залива). В ре­зультате проявления в земной коре тектонических сил поверх­ность может циклически подниматься и опускаться. Поэтому одни старые осадочные бассейны могут оказаться над уровнем моря, а другие перекрываться или переслаиваться осадками иных типов, такими как карбонаты, сульфаты и каменная соль, которые отлагаются в результате испарения насыщенных рас­творов в лагунах и внутренних водоемах.

Градиент горного давления

Осадочная порода, находящаяся на определенной глубине, должна выдерживать вес формаций, залегающих над ней. Об­щее напряжение S, создаваемое перекрывающими, породами (твердые вещества и вода), называется геостатическим (либо литостатическим) или горным давлением и определяется по уравнению

S = ρ_в gH, (1)

где ρ_в — объемная плотность осадочных пород; g — ускорение свободного падения; H— глубина.

Значение ρ_в обычно принимается 2,3 г/см³, поэтому градиент геостатического давления S/H = 22,6 кПа/м. Однако в осадоч­ных бассейнах, образовавшихся сравнительно недавно, объем­ная плотность пород у поверхности мала и увеличивается с глу­биной.