pdf.php@id=6161.pdf

родами. В последних свободное перемещение флюидов не проис­ ходит или происходит, но с очень маленькой скоростью, в основ­ ном путем диффузии.

6.1. ПРИРОДНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ

Понятие «природный резервуар» было введено в нефтяную геологию давно. По-видимому, наиболее широко его стали упо­ треблять известные геологи-нефтяники А.И. Леворсен (США) и И.О. Брод (СССР).

Под природным резервуаром И.О. Брод понимал природное тело определенной формы, во всем объеме которого происходят циркуляция флюидов и их дифференциация с выделением ско­ плений нефти и (или) газа в определенных местах — ловушках. А.И. Леворсен же под резервуаром понимал только ту часть пла­ ста, которая занята залежью. Подход И.О. Брода, по-видимому, является более широким и правильным. Он выделил три круп­ ные группы природных резервуаров: пластовые, массивные и литологически ограниченные со всех сторон. Эти названия бо­ лее или менее условные и требуют дополнительного пояснения (рис. 6 .1).

Рис. 6.1. Природные резервуары: а — пластовый, б — массивный однородный, в — массивный неоднород­ ный, г — литологически ограниченный, д — литоло­

гически ограниченный в погребенной речной долине, е — пластово-массивный. Породы: 1 — непроницаемые, 2 — проницаемые, 3 — размыв

241

Под пластовыми резервуарами понимаются тела в слоистой толще, протяженность которых по латерали намного больше их мощности. Протяженность таких тел может достигать десятков километров, а мощность (толщина) — первых или десятков ме­ тров. В кровле и подошве они ограничены плохо проницаемыми породами. В большинстве случаев гидродинамический потенци­ ал таких резервуаров очень велик, а отбор флюидов в нескольких локальных участках слабо сказывается на общих энергетических ресурсах резервуара (достаточно быстро восстанавливаются пла­ стовые давления и др.). Основная циркуляция флюидов проис­ ходит вдоль пласта.

Под массивными природными резервуарами понимаются та­ кие тела, размеры которых по разным направлениям примерно сопоставимы. Это обычно какие-то рифовые массивы, своды крупных складок, горстовые блоки и выступы другого проис­ хождения. Размеры их значительно различаются — от десятков метров до десятков километров. Циркуляция флюидов происхо­ дит по горизонтали, вертикали и в других направлениях. Суще­ ственную роль в массиве имеет вертикальная дифференциация флюидов по плотности. Основное значение имеет перекрытие плохо проницаемыми породами сверху. При наличии общего не­ фтегазоводяного контакта в нескольких пластовых резервуарах, т.е. их гидродинамической связи, можно говорить о пластово­ массивном резервуаре (см. рис. 6 .1, е).

Наиболее крупную группу образуют резервуары, литологиче­ ски ограниченные со всех сторон. В наиболее простом случае это песчаная линза в глинистой толще или какой-то участок повы­ шенной трещиноватости или кавернозности в массиве осадочных или изверженных пород. Другим примером является погребенная речная долина, выполненная песчано-алевритовыми аллювиаль­ ными осадками (см. рис. 6 .1 , г, д).

Аллювиальные отложения имеют существенное значение как природные резервуары для нефти и газа в том случае, когда они сохраняются в ископаемом состоянии. Речным отложениям обычно свойственна форма вытянутых, нередко извилистых тел. Различаются отложения русел, прирусловых отмелей и валов, пойм. При усилении течения на дне реки образуются крупные промоины, заполняемые относительно более грубым материалом. Заполнение русла может происходить в разных условиях: как при непрерывном, так и при прерывистом процессе, при врезе реки как в уже уплотнившиеся породы, так и в мягкие, в том числе пластичные глинистые осадки. При непрерывном заполнении русла, врезанного в плотные породы, накопившиеся отложения в поперечном разрезе характеризуются плоской сверху и выпуклой

242

книзу формой, которая сохраняется даже при накоплении зна­ чительной мощности перекрывающих осадков. Вверх по разрезу размер зерен постепенно уменьшается от грубых (с включениями гравия и гальки) до алевритовых. Тело заполнения может сла­ гаться как косослоистыми, так и горизонтально-слоистыми пес­ чаниками. Степень сортированности песчаного материала варь­ ирует по разрезу. В песчаниках могут присутствовать прослои и линзы глин.

Если русловая долина врезается в еще не уплотненные по­ роды, то при последующем погружении и росте нагрузки про­ является эффект дифференцированного уплотнения. Если русло врезалось в глины, они в дальнейшем уплотняются и уменьша­ ются по мощности более, чем песок заполнения. В поперечном разрезе песчаное тело образует как бы двояковыпуклую линзу, иногда прорывая слои или вызывая их изгибание вниз (рис. 6 .2 ). Прогибание слоев под телами заполнения более характерно для осадков проток в дельтовых условиях, где отлагается боль­ ше илов, пески вминаются в глины. Это характерно для рус­ ловых песчаников, в отличие от баровых. Крупными участками аккумуляции переносимого рекой материала являются дельты, характеризующиеся полифациальностью отложений. В расходя-

Рис. 6.2. Русловые песчаники формации Офисина в Венесуэ­ ле. Видно их внедрение в нижезалегающие породы: 1— гли­ ны, 2 — алевролиты, 3 — песчаники, 4 — прослои лигнитов

243

	2 0 KM
| Z | i U ^ \ 2 Ц з	Ш з S e

Рис. 6.3. Выдвинутые протоки дельты р. Миссисипи и их поперечные разрезы: 1 — линии профильного разреза, 2 — глубины, м, 3 — грубо­ обломочные отложения, 4 — песок, 5 — алевролитово-глинистые, 6 —

глинистый ил

щихся протоках наземной части дельты формируются вытянутые песчано-алевритовые тела с выпуклой поверхностью (рис. 6 .3 ). В подводной части дельты аккумулятивные формы чаще име­ ют более плоское основание и выпуклую верхнюю поверхность, прорезанную руслами. В протоках наземных частей и в так на­ зываемой платформе — субгоризонтальной подводной части дельты — широко развиты косослоистые текстуры. Во внешней,

244

/

2

3

Рис. 6.4. Некоторые модели песчаных тел в дельте — возможных резер­ вуаров нефти и газа: 1 — разветвляющиеся потоки при интенсивном вносе материала в бассейн и при отсутствии в нем интенсивных движе­ ний; 2 — песчаные валы, возникшие при перераспределении материала волнами; 3 — песчаные тела в эстуарии, формирующиеся под влиянием

приливно-отливных движений

более крутой части авандельты широко развито многоярусное наслаивание косослоистых серий, отражающих наращивание фронта дельты. Можно выделить три главные модели природ­ ных резервуаров в дельте (рис. 6.4). Одна из них в наиболее вы­ раженном виде представляет разветвляющиеся полосы песчаных тел, окаймляющих стрежни проток (см. рис. 6.4, 7). Обычно она возникает при интенсивном вносе материала рекой в бассейн и при отсутствии интенсивного перераспределения материала в этом бассейне (рис. 6.3 также отвечает этой модели). Вторая мо­ дель соответствует такому перераспределению вещества волнами и прибоем. При этом формируются и постепенно наращиваются песчаные валы (бары), сменяющиеся в сторону суши косами, а на берегу другими аккумулятивными формами (пляжи, дюны и др.) (см. рис. 6.4, 2). Схема чаще всего не носит симметричного характера, поскольку материал может переноситься вдольбереговыми течениями, в результате чего возникают косы, которые отгораживают заливы или лагуны. При интенсивных приливноотливных течениях и умеренном переносе материала рекой про­ исходит его накопление в широком устье (эстуарии). Аккумуля­ тивные формы часто вытянуты несогласно общему простиранию берега, формируются так называемые фингер-бары, часто даже на некотором удалении от устья. Материал в этих телах хорошо отсортирован (см. рис. 6.4, 3).

Наиболее крупные нефтегазоносные дельтовые комплексы известны на пассивных окраинах. Обычно они приурочены к крупным депрессиям и развиваются на фоне грабенов. При вы­ движении (проградации) дельты, если река впадает в океан, дель­ товое тело может перекрывать зону перехода от континентальной к океанической коре.

245

На береговых пляжах образуется несколько типов песчаных резервуаров. Типичный пляж подразделяется на относительно сглаженную фронтальную наклонную поверхность, которая сни­ зу ограничивается самым низким уровнем стояния воды и не­ которым уступом (берм). От тыловой части берма на различное расстояние в глубь суши протягивается относительно выровнен­ ная полоса, куда могут захлестывать волны во время сильного шторма или нагонного ветра. Эта полоса может ограничиваться либо уступом (кроме террасы), либо линией, за которой развиты песчаные дюны. Гряды дюн иногда представляют собой древние песчаные валы, созданные совместно рекой и морем (озером). В случае высоких приливов и широкого отлогого берега обшир­ ное пространство за пляжем, полностью или частично покрывае­ мое водой прилива, называется маршем — это прибрежная зали­ ваемая приливно-отливная равнина с промоинами, водотоками, по которым вода уходит при отливе. Пески пляжа представляют собой крупное аккумулятивное тело, протягивающееся на очень большие расстояния.

Некоторые пляжи сложены перетертыми обломками раковин или известковыми оолитами, они очень быстро цементируются, и возникают бичроки. Гряды, сложенные пляжевыми песками, образуют мощные системы вдоль морских побережий, это хоро­ шо видно на примере Мексиканского залива (рис. 6.5). В соот­ ветствии с конфигурацией береговой линии полоса пляжа может изгибаться и прерываться. Вдоль берега протягиваются и гряды подводных баров. Сильные штормы разрушают, а затем вновь формируют бары так, что материал здесь хорошо сортируется. Прибрежные бары, представляющие собой иногда барьерные острова, развиты почти на всех мелководьях. Вытянутые цепи песчаных островов часто отделяют от моря (озера) лагуны. Если эти песчаные острова причленяются к выступающей части суши, они имеют вид кос, иногда отгораживающих бухты, в которые впадают реки. Обращенный к морю край бара (барьерного остро­ ва) обычно сглаженный, ровный, а противоположный внутренний край более неровный. Гидродинамические и гидрохимические характеристики водной среды часто различаются на противопо­ ложных сторонах этих островов. Бары образуются в результате совместного действия намывных приливных и вдольбереговых течений, разносящих материал. Для формирования баров нужен некоторый избыток приносимого материала. Современные бары широко известны. Ископаемые бары являются резервуарами неф­ ти и газа. Хорошо изучен баровый комплекс Бисти позднемело­ вого времени в бассейне Сан-Хуан в США (рис. 6 .6 ). Здесь выде­ ляются предбаровые, баровые и забаровые фации. Предбаровые

246

Рис. 6.6. Карта изопахит (в футах) баровых песчаников месторождения Бисти с нанесенными в виде точек скважинами

Рис. 6.7. Баровые песчаные тела в миоценовых отложениях (Сахалин, Макаровский прогиб) (по В.В. Ха-

142° 40' ! 43° 00' рахинову). Палеогеографическая ре­ конструкция: 1 — предполагаемый источник сноса (суша), 2 — низко заливаемое побережье, 3 — шельф, 4 — зашельфованный склон с кону­ сами выноса, 5 — линия профиль­

ного разреза, 6 — баровые тела

/ IШ г	Щ	з
12 км (35 * э	\ш	в*

фации месторождения Бисти представлены глинами с остатками фауны открытого моря, баровые — глауконитовыми песчаника­ ми, забаровые — песчанистыми глинами и глинистыми песками с небольшим количеством доломита. Месторождение Бисти, рас­ положенное в бассейне Сан-Хуан, представляет собой пример хорошо изученного древнего бара, протягивающегося более чем на 50 км при ширине около 1 км. Это песчаники верхнего мела, которые образовались в бассейне Сан-Хуан, представлявшем в то время отгороженный залив моря, покрывавшего территорию современного Западного внутреннего бассейна. Другой пример баровых тел (рис. 6.7) представлен палеогеографической схемой, на которой выделены баровые тела в миоценовых отложениях на юго-восточном шельфе Сахалина и на сейсмическом профиле, где выделяется одно из этих тел. Баровые отложения часто харак­ теризуются высокими фильтрационно-емкостными свойствами.

Выклинивание пластов является одним из типов ограничения природных резервуаров (и предпосылкой возникновения лову­ шек для углеводородов). Примером этого служат заливообраз­ ные линии выклинивания песчаников олигоценового возраста (майкопская серия) на северном склоне Кавказа в Краснодар­ ском крае. Выклинивание и замещение линзообразных пластов песчаников и алевролитов глинами на склонах бассейна хорошо видны на примере Приобского месторождения в Западной Си­ бири (рис. 6 .8 ).

На шельфе иногда перемещаются большие массы обломочно­ го материала, особенно во время сильных штормов, происходят размыв и переотложение осадков. Ширина этой шельфовой зоны может быть очень значительна. При слабом наклоне дна и даже незначительных колебаниях уровня моря перемещение берего­ вой линии достигает больших масштабов, и однородный харак­ тер переработки материала выдерживается на обширных площа­ дях — формируются протяженные пласты, для них характерна выдержанная параллельная и слабоволнистая слоистость. Во внешней части шельфа гидродинамическая активность в целом убывает, хотя струи течений продолжают действовать. Перенос материала здесь осуществляется преимущественно во взвешен­ ном состоянии, среди осадков преобладают мелкозернистые раз­ ности, увеличивается количество глинистого вещества. Текстуры осадков преимущественно тонкослоистые. Развитие терригенных коллекторов здесь прежде всего связано с зонами морских тече­ ний. Песчано-алевритовые породы в этих условиях более надеж­ но изолированы глинами, чем на внутреннем шельфе. Примером резервуаров с высокими свойствами служат газоносные песчани­ ки хадумского горизонта палеогена на Ставрополье.

249

Рис. 6.8. Выклинивание песчаных горизонтов в разрезе юры Приобского месторождения в Западной Сибири (по Ю.Н. Карагодину): 1 — алевропесчаные продуктивные и возможно продуктивные пласты, 2 — региональные глини­ стые пачки