Осадочные горные породы.

Основной признак осадочных горных пород - их слоистость, т.е. накопление в виде более или менее однородных пластов (слоев). Поверхность, ограничивающую пласт сверху, называют кровлей, а поверхность, ограничивающую пласт снизу, - подошвой.

Кровля нижележащего пласта является одновременно подошвой вышележащего, а подошва вышележащего - кровлей нижележащего. Первично образовавшиеся пласты залегали почти горизонтально, но в результате последующей деформации земной коры форма залегания часто изменялась до существенно наклонной или даже вертикальной.

Пласт характеризуется мощностью и углом падения в данной точке в конкретном направлении (рис. 1.2).

Рис. 1.2 Наклонно залегающие пласты в форме складки:

АБ - горизонтальная мощность; АД - вертикальная мощность; АС - истинная мощность

Рис. 1.3 Моноклиналь

Различают истинную (кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой), горизонтальную (расстояние между кровлей и подошвой по горизонтали) и вертикальную (расстояние между кровлей и подошвой по вертикали) мощности пластов.

Тектонические движения земной коры привели к образованию складок пластов, их разрывам, разломам и смещениям по плоскостям нарушений.

Различают складки в виде синклинали, антиклинали (см. рис. 1.2) и моноклинали (рис. 1.3). Синклиналь - это складка, обращенная выпуклостью вниз к центру Земли, в ядре которой более «молодые» породы, чем по краям. Антиклиналь - это складка, обращенная выпуклостью к поверхности Земли, в ядре которой находятся более древние породы. Последовательно расположенные антиклиналь и синклиналь образуют полную складку.

Рис. 1.4. Виды тектонических нарушений с разрывами и сдвигами:

а - сброс; б - взброс; в - тектонический разрыв антиклинальной складки

Синклиналь и антиклиналь имеют крылья - боковые части складки, замок - линия перегиба складки (у антиклинали называется седлом, а у синклинали - мульдой). Угол между крыльями называют углом складки. Если у складки только одно крыло, то ее называют моноклиналью (см. рис. 1.3).

Разрывы земной коры также привели к возникновению разных структурных образований пластов. Если в процессе разрыва одна часть пластов опустилась, а другая осталась на месте, такое образование называют сбросом (рис. 1.4, а). Если же одна часть пластов поднялась, а другая осталась на месте, то это образование называют взбросом (рис. 1.4, б).

При разрушении антиклинали формируются так называемые горсты и грабены (рис. 1.4, в). Для горста характерно поднятие части антиклинали над другой (неподвижными крыльями), а для грабена - наоборот, сводовая часть складки опустилась по отношению к неподвижным крыльям.

Если при тектоническом разрыве возникает горизонтальное перемещение пластов, то такое образование называют сдвигом. Взброс при сдвиге образует так называемый надвиг.

Находясь в земной коре УВ подвергались воздействию постоянно повышающихся температуры и давления, обусловленному накоплением вышележащих осадков. Флюиды могли претерпевать фазовые превращения, другие физико-химические переходы, отжиматься из пластических осадков в пористые и трещиноватые слабо деформирующиеся осадки, мигрировать по проницаемым осадочным породам и возникающим под неравномерной нагрузкой трещинам и разломам как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

К этому времени образовались так называемые ловушки для флюидов - зоны проницаемых осадков, изолированные со всех сторон непроницаемыми осадками. Попадая в эти зоны, флюид прекращал мигрировать, и начиналась его дифференциация по плотности: верхнюю часть ловушки занимали газы, ниже по направлению поля тяготения Земли располагались жидкие углеводороды (нефть), а самые нижние области занимала вода.

В природе существуют разные ловушки, наиболее распространенные сводовые и экранизированные (структурного и неструктурного типов) (рис. 1.6, 1.7).

Сводовые ловушки создаются в антиклинальных складках, если кровля и подошва коллектора экранированы практически непроницаемыми породами. Попавшие в свод антиклинали путем миграции флюиды «запираются» в ней и естественно расслаиваются по плотности в поле тяготения Земли. Если коллектор расположен негоризонтально, сверху и по бокам гидроизолирован непроницаемыми породами, то он образует литоло-гически экранированную ловушку для флюида. Ловушки, образованные в местах разрыва или разлома в результате сброса, взброса или надвига, когда из-за смещения пластов коллектор перекрывается непроницаемыми пластами по линии тектонического нарушения, называют тектонически экранированными.

Ловушка, заполненная нефтью и газом, называется нефтегазовой залежью. Основными элементами нефтегазовой залежи (рис. 1.7 и 1.8) являются:

Ø поверхность водонефтяного раздела (подошва нефтезалежи или водо-нефтяной контакт (ВНК));

Ø внешний контур нефтеносности - линия пересечения ВНК с кровлей пласта;

Ø внутренний контур нефтеносности - линия пересечения ВНК с подошвой пласта;

Ø поверхность газонефтяного раздела (газонефтяной контакт (ГНК));

Ø внешний контур газоносности - линия пересечения ГНК с кровлей пласта;

Ø внутренний контур газоносности - линия пересечения ГНК с подошвой пласта;

Ø газовая шапка - скопление свободного углеводородного газа над нефтью в залежи;

Ø газовая залежь - ловушка, заполненная углеводородами в газообразном состоянии.

Рисунок 1.9. Схема пластово-сводовой залежи с контурной водой

I — кровля пласта; II — подошва пласта; III — ГВК; — толщина пласта; — этаж газоносности; IV — внутренний контур газоносности; V — внешний контур газоносности; 1, 2, 3 — изогопсы; А — газовая скважина глубиной ; Б — водяная скважина глубиной ; — расстояние от забоя скважины А до контакта газ-вода; — расстояние от забоя скважины Б до ГВК; I — расстояние по вертикали между забоями скважин А и Б; — высота от устья до уровня

Все горизонтальные геометрические размеры залежи УВ определяются из проекции ее на горизонтальную плоскость. Высота нефтегазовой залежи находится как расстояние по вертикали от ВНК до наивысшей точки, а высота нефтяной залежи - как расстояние по вертикали между ВНК и ГНК.

Будем различать три группы нефтегазовых залежей:

Ø пластовые (сводовые и экранированные ловушки);

Ø массивные (многопластовые, рядом расположенные и гидродинамически не изолированные или плохо изолированные друг от друга ловушки);

Ø литологически ограниченные.

Несколько однотипных нефтегазовых залежей, объединенных одной площадью земной коры, называют месторождением нефти и газа. Будем различать месторождения двух классов:

Ø - месторождения складчатых областей (Северный Кавказ, Крым, Прикарпатье, Туркмения, Ферганская область, о. Сахалин);

Ø - месторождения платформенных областей (Волго-Уральская зона, Западная Сибирь).

1.3. Геолого–промысловые характеристики продуктивных пластов.