Седиментология

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Билет №10

Вопрос 1. Побережье барьерного типа; особенности распределения осадков; диагностические признаки отложений.

Если осадочный материал, приносимый в бассейн конечного стока (море или озеро), разносится в прибрежной зоне за счет волнений, течений или приливов и отливов, то на особенности распределения этого материала, в первую очередь, оказывает влияние профиль пляжа (рис. 4.1). Пляж - приспособительная аккумулятивная форма рельефа. В зависимости от сезона и высоты воздействующих на него волн, он меняет свою ширину, а также очертания

Рис. 4.1. ПРОФИЛЬ ПЛЯЖА Характерной особенностью побережий барьерного типа является наличие лагун,

отделенных от моря более или менее непрерывным поясом песчаных барьеров, тянущихся субпараллельно побережью.

Обычно полосы песчаных барьеров имеют прямолинейную и(или) слабо изогнутую форму; длина их во много раз превышает ширину. На профиле пляжа они занимают верхнюю часть пляжа, затопляемую во время приливов (рис. 4.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Рис. 4.2. ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ «БАРЬЕРНОГО» ПОБЕРЕЖЬЯ

Барьеры наиболее характерны для низменных побережий, ограничивающих мелководные моря. Выделяют 2 сеханизма образования: формирование барьеров, происходит за счет перемещения осадочного материала вдоль морского берега. Сначала они имеют форму длинных пересыпей, нарастающих от намывных кос или отмелей, а затем преобразуются в цепь островов (рис. 4.3).

Рис. 4.3 ПРИБРЕЖНАЯ ОБЛАСТЬ Второй механизм формирования барьерных островов – затопление пляжа (рис.

4.4), когда на месте гипсометрически выраженного верхнего пляжа образуется барьер, изолирующий лагуну.

Рис. 4.4. ФОРМИРОВАНИЕ БАРЬЕРНЫХ ОСТРОВОВ В РЕЗУЛЬТАТЕ ЗАТОПЛЕНИЯ.

Рассмотрим основные характеристики осадков, накапливающихся на побережьях такого типа.

Переходная (или дальняя прибрежная) зона располагается между средним базисом спокойных вод и средним базисом штормовых вод. Это определяет накопление в ее

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

пределах осадков соответственно высокой и низкой энергии волн. В спокойных условиях из взвеси выпадает тонкозернистый осадок, формирующий глинистые пачки с характерной горизонтальной слоистостью, подчеркнутой распределением алевритистых прослоев и линз. Часто наслоение в переходных отложениях бывает нарушено биотурбацией.

Во время штормов на дно действуют штормовые волны, в результате которых в переходную зону выносится более грубый, нежели пелитовый, материал. Это могут быть алевриты и (или) пески, образующие маломощные прослои

Нижняя предпляжевая зона расположена на профиле пляжа в пределах берегового склона, между базисом спокойных волн и средним уровнем низкой воды. В составе накапливающихся в ее пределах осадков преобладают переслаивающиеся алевриты и пески, что отражает чередование спокойных и штормовых условий. Для осадков в целом характерна интенсивная биотурбация, присутствие многочисленных ходов илоедов

Верхняя предпляжевая зона – область накопления преимущественно песчаного материала, обеспеченного положением ее в волноприбойной зоне. Так же, как и в более глубоководных условиях, в верхней части предфронтальной зоны пляжа обитает много илоедных организмов, что приводит к интенсивной переработке накопившихся осадков.

Нижний пляж – это межприливная зона; периодически она затопляется и осушается, но в составе осадков, накапливающихся в ее пределах, преобладают пески. Верхний и нижний пляжи разделяются низким уступом – бермой. Верхний пляж, как правило, располагается в субаэральной зоне и затопляется только во время штормов.

Многократные изменения во времени условий седиментации, обусловленные процессами обмеления и затопления прибрежных областей, отражаются в циклитовом строении разрезов.

В генерализованном виде осадочный циклит выглядит следующим образом. В его основании развит прослой, представленный однородными темноокрашенными (до черных) хорошо отмученными аргиллитами с маломощными линзами и слойками алевролитов . Их состав и текстурные особенности отражают в целом спокойные субаквальные обстановки осадконакопления, различаясь лишь по интенсивности поступления терригенного материала, и отвечают наиболее глубоководным для рассматриваемого участка бассейна седиментации шельфовым* фациям. Вверх по разрезу их сменяют отложения переходной зоны и нижней предпляжевой зоны, которым свойственны преимущественно глинисто-алевритовый состав, серые цвета, отчетливо горизонтальные и линзовиднослоистые текстуры; последние придают породе неявный нодулярный облик.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Трехслойные природные резервуары; параметры, характеризующие качество его элементов.

Рис. 4. Схематическое строение нефтяной залежи в трехчленном резервуаре:

1 – покрышка, истинный флюидоупор;

2 – ложная покрышка;

3 – коллектор;

4 – залежь нефти; 5 – положение ВНК: а – фактическое, б – ожидаемое; 6 – нефтепроявления в ложной покрышке

Особенности геологического строения и нефтегазоносности трехчленных природных резервуаров Среди непродуктивных отложений, перекрывающих залежи, широко распространены породы-полупокрышки, не являющиеся коллекторами в классическом понимании, но обладающие некоторыми фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), не препятствующими вертикальной миграции углеводородов из коллектора.

В настоящее время известно, что природные резервуары могут представлять собой трехчленные системы: коллектор - ложная покрышка – флюидоупор или истинная покрышка. Ложная покрышка обладает низкими ФЕС, вмещает незначительный объем углеводородов и не является покрышкой для нижележащих нефтенасыщенных пластов-коллекторов, однако существенно влияет на геометрию ловушки и ее эффективный объем (рис. 4). Из-за особенностей геологического строения трехчленных резервуаров ложные покрышки в отличие от истинных часто содержат признаки насыщенности углеводородами, а при ее толщине, превышающей амплитуду положительной структуры, являются единственным нефтегазонасыщенным объектом. Поэтому изучение ложных покрышек особенно важно при локальном прогнозе нефтегазоносности малоамплитудных структур.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Экзаменационный билет №11

1.Глубоководноморские обстановки осадконакопления. Основные типы переноса осадочного материала, обусловленные силой тяжести.

Обстановки осадконакопления на глубинах свыше 200 м, считаются глубоководными,

как и осадки, накопившиеся в этих условиях.

Факторы, контролирующие осадконакопление в глубоководных условиях: тектоника, положение уровня Мирового океана, количество поступающего осадочного материала.

Основными процессами, приводящими к накоплению осадков в глубоководье, являются:

поверхностные течения

придонные течения

массопереносы под действием силы гравитации

1)К поверхностным течениям можно отнести отложения пелагиали.

Пелагический материал представлен известковыми и кремниевыми раковинами организмов.

Гемипелагические отложения образуются за счет добавления терригенной составляющей к пелагическим осадкам вблизи континентального подножия.

2)Придонные течения связаны с перемещением холодных тяжелых вод. Переохлажденные воды опускаются на дно и движутся в направление экватора. В состав осадков входят глинистые и песчаные фракции.

3)Отложения гравитационных процессов.

Основные виды выноса осадков:

Оползневые блоки образуются за счет смещения по склону консолидированных масс с полным сохранением внутренней структуры вдоль простой поверхности сдвига.

Характерная черта оползневых блоков - наличие первоначально ровной поверхности смещения, к которой приурочены обломочные инъекции. Перемещения масс в виде оползневых блоков может происходить на склонах, угол наклона которых составляет 1-4°. По мере продвижения под водой передовая часть блока может трансформироваться в зернистый (грязевой) поток.

Оползневые тела – меньшая консолидация осадочной системы и деформациия ее внутренней структуры.

Масса осадков в оползне перемещается по вогнутой плоскости сдвига и подвергается смятию.

Признак, характерный для оползневых тел - линзовидное и покровное строение с неравномерным распределением мощности. Большие по размеру оползни могут быть диагностированы по хаотичности записи на сейсмических профилях.

Обломочные потоки - высококонцентрированную вязкую осадочную систему, для которой характерно ламинарное течение. Они могут быть сформированы различными по гранулометрии осадками – от глинистых до грубообломочных. Обломки, как правило, горизонтально ориентированных или расположенных субпараллельно напластованию.

Характерная особенность обломочных потоков – наличие в породах dish-текстуры, возникающие за счет дегидратации на поздних стадиях развития потока или при его остановке.

Возникают за счет сейсмических толчков, лавинной седиментации, образования газа. Турбидитовые потоки представляют собой ньютоновый поток, в котором осадок находится в турбулентной суспензии.

Турбидитовые течения могут существовать и отдельно, а не только как верхние части ламинарного потока.

Будем называть турбидитами отложения исключительно одноименных потоков. Турбидитовые потоки разделяются на два типа:

Высокоплотностные (концентрация зерен достигает 50-250 г/л) возникают, как правило, в следующих условиях:

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

при перемешивании оползней и обломочных потоков с морской водой;

из песчаных обвалов, зернистых потоков, питающих осадками верховья подводных каналов;

при штормах, взмучивающих неконсолидированные донные осадки;

непосредственно из взвешенного осадочного материала, поставляемого реками во время половодья или при таянии ледников.

Низкоплотностые (0.025-2.5 г/л) формируются за счет действия нескольких процессов:

штормовые волны на шельфе могут взмучивать осадки с образованием турбидитового потока

такой поток может быть производным движения мощных нефелоидных слоев вниз по склону

прямая разгрузка в глубоководный бассейн рек, несущих пелитовый материал во время половодья или таяния ледников.

Кроме того, в низкоплотностной поток могут преобразовываться оползневые тела, обломочные и высокоплотностные турбидитовые потоки.

2.Емкостные и экранирующие свойства терригенных отложений и приемы их прогноза.

Горные породы обладают емкостным пространством, то есть содержат полости (поры), которые в условиях естественного залегания заполнены пластовой водой, газами, нефтью или смесью этих флюидов.

Ёмкость – совокупность пустот, заключенных в породе.

По происхождению полости делятся на первичные, которые сформировались в момент образования горной породы, и вторичные, возникшие уже после образования породы, в процессе ее литогенеза.

Первичными являются различного вида поры между обломками (зернами), осадочной породы, достаточно равномерно рассеянные в массиве терригенных и карбонатных пород. Такие поры называются межгранулярными или межзерновыми. К вторичным полостям относятся трещины, каверны или каналы выщелачивания минералов.

Классические примеры пород с первичными порами — это осадочные терригенные породы: пески, песчаники, глины. Примеры пород с вторичными полостями - трещинные и трещинно-кавернозные известняки и доломиты.

Количественно объем всех видов пор (емкостей) в горных породах принято оценивать коэффициентом пористости:

kп = Vп / V, где Vп - объем полостей, заключенных в породе; V - объем породы. Основными характеристиками коллектора, предопределяющими емкостные

свойства, являются пористость и проницаемость (способность пропускать через себя флюид). Выделяются несколько типов пористости и проницаемости:

абсолютная пористость (общая, полная, коэффициент общей пористости) – совокупность всех пор, заключенных в породе;

открытая пористость – объем сообщающихся друг с другом пор; эффективная пористость - объем пор горной породы, через которые может

происходить фильтрация жидкости.

Абсолютная проницаемость – проницаемость породы при фильтрации через нее однородной жидкости или газа;

фазовая (эффективная) проницаемость – проницаемость породы при фильтрации одного флюида в присутствии другого;

относительная проницаемость – отношение эффективной проницаемости конкретного флюида к абсолютной проницаемости.

Флюидоупор (покрышка, экран) – это «литологическое тело, расположенное над коллектором нефти (газа) и препятствующее фильтрации УВ из коллектора в верхние

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

горизонты». Изолирующая способность пород-экранов, перекрывающих залежь в природном резервуаре, обеспечивается их низкой эффузионной и диффузионной проницаемостью для нефти и газа при перепадах давления в десятки и сотни атмосфер, возникавших в ходе формирования залежи.

Лучшие экранирующие свойства обусловлены главным образом пластичностью, поэтому наиболее надежными флюидоупорами являются соли и глины. На их качество влияют:

вещественный состав;

текстурные и структурные характеристики пород;

толщина;

выдержанность;

примеси;

степень постседиментационных преобразований (пример – инверсия свойств глин с глубиной по мере их литификации и превращение покрышки в коллектор).

Показателем качества флюидоупора является величина давления прорыва, отвечающая перепаду давления, при котором через покрышку начинается фильтрация флюида.

Лучшие свойства «ложной покрышки» связываются с ее лучшими экранирующими свойствами.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Экзаменационный билет №12

1. Механизмы и основные характеристики процессов оползания блоков, формирования оползневых тел, обломочных потоков, турбидитовых течений. Диагностические признаки глубоководных отложений.

Основным «агентом переноса» обломочного материала в глубоководных обстановках осадконакопления являются силы гравитации. Механизмы перемещения осадков в глубоководных областях акватории близки таковым на суше, однако мощность гравитационной системы океана значительно превышает ту, которая необходима для перемещения осадочного вещества на суше. Кроме того, склоны глубоководных бассейнов представляют собой области преимущественно транзита вещества, образованного вне склона, в то время как на суше - это вещество самих склонов.

Рассмотрим основные типы гравитационного выноса осадков в глубоководные области, осуществляемые в виде оползневых блоков, деформированных оползневых тел, обломочных потоков и турбидитовых течений.

Оползневые блоки образуются за счет смещения по склону консолидированных масс с полным сохранением внутренней структуры вдоль простой поверхности сдвига.

Характерная черта оползневых блоков - наличие первоначально ровной поверхности смещения, к которой приурочены обломочные инъекции. Перемещения масс в виде оползневых блоков может происходить на склонах, угол наклона которых составляет 1-4°. По мере продвижения под водой передовая часть блока может трансформироваться в зернистый (грязевой) поток.

Оползневые тела – меньшая консолидация осадочной системы и деформациия ее внутренней структуры.

Масса осадков в оползне перемещается по вогнутой плоскости сдвига и подвергается смятию. Признак, характерный для оползневых тел - линзовидное и покровное строение с неравномерным распределением мощности. Большие по размеру оползни могут быть диагностированы по хаотичности записи на сейсмических профилях.

Обломочные потоки - высококонцентрированную вязкую осадочную систему, для которой характерно ламинарное течение. Они могут быть сформированы различными по гранулометрии осадками – от глинистых до грубообломочных. Обломки, как правило, горизонтально ориентированных или расположенных субпараллельно напластованию.

Характерная особенность обломочных потоков – наличие в породах dish-текстуры, возникающие за счет дегидратации на поздних стадиях развития потока или при его остановке. Возникают за счет сейсмических толчков, лавинной седиментации, образования газа.

Турбидитовые потоки представляют собой ньютоновый поток, в котором осадок находится в турбулентной суспензии.

Турбидитовые течения могут существовать и отдельно, а не только как верхние части ламинарного потока.

Будем называть турбидитами отложения исключительно одноименных потоков.

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

Турбидитовые потоки разделяются на два типа:

Высокоплотностные (концентрация зерен достигает 50-250 г/л) возникают, как правило, в следующих условиях:

при перемешивании оползней и обломочных потоков с морской водой;

из песчаных обвалов, зернистых потоков, питающих осадками верховья подводных каналов;

при штормах, взмучивающих неконсолидированные донные осадки;

непосредственно из взвешенного осадочного материала, поставляемого реками во время половодья или при таянии ледников.

Низкоплотностые (0.025-2.5 г/л) формируются за счет действия нескольких процессов:

штормовые волны на шельфе могут взмучивать осадки с образованием турбидитового

потока

такой поток может быть производным движения мощных нефелоидных слоев вниз по

склону

прямая разгрузка в глубоководный бассейн рек, несущих пелитовый материал во время половодья или таяния ледников.

Кроме того, в низкоплотностной поток могут преобразовываться оползневые тела, обломочные и высокоплотностные турбидитовые потоки.

Диагностические признаки глубоководных отложений

Специфичные условия формирования глубоководных конусов выноса, их литологический состав (а значит, и физические свойства), отличный от вмещающих отложений, позволяют использовать в качестве критериев выделения по сейсмическим и скважинным данным древних конусов выноса следующие признаки:

наличие в разрезе скважин сложно построенных пакетов песчаных пластов, разделенных глинистыми и(или) битуминозно-кремнистыми пачками, со свойственными глубоководным образованиям структурно-текстурными характеристиками;

близость склона глубоководной впадины, у подножия которого существовали условия для аккумуляции обломочного материала, приносимого с побережья;

присутствие эрозионных врезов на склоне, свидетельствующих о развитии каналов, по которым транспортировался алевритово-песчаный осадок;

увеличение временных толщин пласта по отношению к седиментационному тренду;

аномальные значения сейсмических характеристик (например, пониженные значения псевдоакустических импедансов) по сравнению с вмещающими породами; особенно контрастно такой атрибутный анализ «работает» в газонасыщенных объектах.

2.Факторы, определяющие образование емкости в карбонатных породах. Концепция фациальной избирательности формирования карбонатных коллекторов.

Факторы, определяющие образование емкости в карбонатных породах:

«доседиментационные» условия концентрации карбоната кальция;

особенности накопления кальцитовых и арагонитовых агрегатов в виде зерен или карбонатного ила;

постседиментационные преобразования осадка и породы в литогенезе.

Выявление роли каждого фактора в создании емкости карбонатных отложений приводит

кклассифицированию их по генетическому признаку.

Вней основным классификационным признаком принята степень зависимости пор и поровых систем от структурных элементов осадка и породы. По этому признаку выделяется шестнадцать типов пористости, каждый из них является «генетически или физически отличимым видом поры или поровой системы, который может характеризоваться такими параметрами как размер, форма, генезис и положение по отношению к отдельным составляющим или к структуре породы в целом». Если между пористостью и структурными

vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943

элементами устанавливается зависимость, то такая пористость называется структурноизбирательной. Если подобные взаимоотношения не могут быть установлены, то пористость классифицируется как структурно-неизбирательная.

Основные типы пористости.

А) связанные со структурой: межзерновая, внутризерновая, межкристаллическая, слепковая, фенестровая, подкрышечная, органически-каркасная.

Б) не связанные со структурой: трещенная, каналовая, пустотная, каверновая, стилолитовая.

В) не связанные и связанные со структурой: брекчиевый, сверления, трещены усыхания, норок роющих организмов.

Концепция фациальной избирательности формирования карбонатных коллекторов.

Многие исследователи, занимавшиеся вопросами генезиса пористости, указывают на связь пористости с условиями накопления осадочного материала. Эта связь не только прослеживается в фациальной избирательности первичной емкости, но и подчеркивается в ряде случаев эпигенетическими преобразованиями. Особенно это важно для карбонатных отложений, подверженных вторичным трансформациям.

Наглядным примером такой избирательности являются нижнесилурийские отложения Печорского бассейна, в которых первичная неоднородность карбонатных осадков повлияла на распределение в них вторичной пористости. Нижний силур здесь сложен доломитами, сохранившими удивительно четкие реликты первичной структуры, что позволяет диагностировать в их составе осадки нескольких фациальных зон: мелкой сублиторали, нижней и верхней литорали, супралиторали.

Наиболее часто коллекторы связаны с фациями верхней литорали и супралиторали . При этом они резко различаются морфологией пустотного пространства и, соответственно, соотношениями открытой пористости и газопроницаемости: в первых превалируют межкристаллические капиллярные и субкапиллярные поры, определяющие низкие значения проницаемости при относительно высоких показателях пористости; для вторых характерны межзерновой и фенестровый типы пористости, обеспечивающие хорошие емкостные и фильтрационные свойства доломитов. Поровое пространство и коллекторские свойства фаций нижней литорали и сублиторали очень изменчивы и зависят от содержания в них детритового компонента, способного растворяться с формированием слепковой и пустотной пористости.

В последующих лекциях мы будем неоднократно вспоминать концепцию фациальной избирательности, поскольку именно она лежит в основе современных технологий прогноза

структуры и свойств природных резервуаров.