Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 [ 21 ] 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94

и воды Ар = 1,6 г/см*. Но практика показывает, что часто, особенно на больших глубинах, давление в залежах существенно превышает гидростатическое давление. На рис 18 приводятся границы колебаний фактических давлений в третичных песчаниках Луизианы по Дикинсону. Согласно этому графику верхняя граница градиента аномального давления в залежах составляет 0,208 (кгс/см)/м. В соответствии с этим в табл. 8 рассматривается также вариант для Ар = 0,52 г/см*.

Т аб лица 8

Предельные глубины, при которых гравитационное уплотнение практически отсутствует

Приведенные в табл. 8 данные показывают, что при соответствующей прочности пород-коллекторов на сжатие и внутрипластовом давлении предельная глубина их залегания, при котором отсутствует

р, кгс/см ЮОО

1000

гооо

Рис. 18. Аномальное давление в третичных песчаниках Луизианы (по Дикинсону):

1 - измеренное; 2 - вычисленное Цифры на кривых - градиент давления, (кгс/см«)/м

гравитационное уплотнение, может достигать 20 000-40 ООО м и более. Следовательно, наблюдающаяся в ряде случаев тенденция ухудшения коллекторских свойств пород с увеличением глубины залегания объясняется не столько гравитационными силами осадочного чехла, сколько диагенетическими и эпигенетическими процессами, особенно протекавшими до начала формирования нефтяных и газовых залежей. Поэтому влияние глубины залегания коллекторов на их плотность и емкость следует рассматривать прежде всего с позиций диагенеза и эпигенеза, отрицательному влиянию которых могли способствовать различные условия после осадконакопления.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДИАГЕНЕЗА И ЭПИГЕНЕЗА КОЛЛЕКТОРОВ

Согласно изложенному выше выяснение истинной картины диаге-нетических и эпигенетических процессов в осадочных породах чрезвычайно важно для поисков нефтяных и газовых залежей. Несмотря на то, что этому вопросу посвяш,ено огромное число работ, он продолжает оставаться неясным, так как еш,е недостаточно комплексно изучены: история осадконакопления, термодинамическая и палео-гидрогеологическая обстановка в различные периоды, в том числе при подвижках земной коры, кинетика химизма вод п литолого-петрографическая характеристика пород. Поэтому многие рассуждения, относяш,иеся к данному вопросу, строятся лишь на отрывочных данных, может быть и очень важных, но недостаточно для полного его освеш,ения.

По типу диагенетических новообразований цемент в осадочных породах подразделяют на аутохтонный, образованный из материала без привноса извне, и аллохтонный, образованный из привнесенного материала. По составу цемент может быть самым различным, но наиболее распространены все же карбонатный и кремнистый цементы. Основным посредником в цементации пород служит вода, которая в одних случаях участвует в перераспределении кластического материала, в других выполняет роль носителя растворенных ввш,еств. Поэтому степень диагенетических изменений песчаников при прочих равных условиях зависит от объема содержаш,ейся или перемеш,а-юш,ейся в них воды. При малых количествах воды указанные изменения менее ош,утимы, чем при больших. Этим в основном и объясняется то обстоятельство, что в пределах нефтеносной и газоносной частей вторичные отложения в песчаниках часто меньше, а коллекторские свойства лучше, нежели в водоносной части. В связи с этим огромное значение приобретает и палеогидрогеологическая обстановка после осадконакопления. При переносе больших масс воды через коллектор в зависимости от ее минерализации и термодинамических условий может происходить цементация или вьпцелачивание пород и, таким образом, ухудшение или улучшение их коллекторских свойств. Следовательно, обш,ие рассуждения о палеогидрогеологической обстановке до формирования нефтяных и газовых залежей без привлечения многообразной дополнительной информации не могут дать однозначного ответа на вопрос о том, какие коллекторские свойства пород могут быть на различных глубинах.

Исследования современных прибрежных отложений водоемов показывают, что диагенетические процессы могут происходить и вскоре после образования осадков и в значительно более позднее время в зависимости от гидрогеологической обстановки и химического состава воды. Поэтому процесс отвердения пород прямым образом не связан с их возрастом, хотя более древние осадки наиболее лити-фицированы. Об отсутствии этой связи свидетельствуют исследования Т. В. Сиротиной [224], а также ссылки У. X. Твенхофела на слабосцементированные кембрийские пески Висконсина и восточной

части Балтийского моря. Однако из этого не следует, что цементация или по крайней мере состав цемента совершенно не зависят от возраста пород. Исследования С. Л. Тальмана [281], например, показали, что более древние породы сцементированы кремнистым цементом, а более молодые - кремнистым и карбонатным цементами вместе (табл. 9).

Таблица]; 9

Распределение кремнистого и карбонатного цементов в породах

Возраст пород

Кремнистый цемент, %

Карбонатный цемент, %

Триас - современные отложения Девон -Пермь Кембрий - Силур

75 84

25 16

Причиной тому могли служить химический состав воды, состав осадочного чехла в периоды диагенеза, термодинамические и гидрогеологические условия, связанные, в свою очередь, с тектоническими процессами.

Как известно, минерализация глубинных вод обычно значительно выше минерализации воды современных водоемов. Характерная особенность глубинных вод - увеличение с глубиной содержания хлора, в некоторых случаях магния, и уменьшение содержания натрия. Растворимость СаЗОд уменьшается с увеличением содержания CaClg и уменьшением содержания NaCl. В наиболее глубинных (ювенильных) водах наблюдается повышенное содержание SiOj [32, 218, 233]. Растворимость СаСОз в воде контролируется температурой и присутствием СОг: с увеличением содержания в ней и в окружа-юш;ей среде СО растворимость СаСОз увеличивается. Это проливает некоторый свет на обстановку, при которой более древние породы оказались сцементированными кремнистым цементом, а более молодые как кремнистым, так и карбонатным.

Немаловажное значение при цементации пород за счет выпадения солей из минерализованных вод имеет давление среды, хотя это влияние меньше по сравнению с влиянием температуры. Если концентрация соли при атмосферном давлении и соблюдении закона Рауля составляет Ci, а при всестороннем давлении р равна Рр, то отношение Ср к Ci можно записать в виде

где AV - разность между объемом раствора и суммой объемов одного моля веш;ества и одного моля растворителя; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура.

Исследования цементируюш,его вещества пород от кембрия до триаса, выполненные М. Т. Хилдом [275], показали, что растворимость минералов в воде под давлением уменьшается в следующем