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

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД

Основные черты строения коллекторов нефти и газа зависят от пх происхождения, но происхождение в данном случае - лишь начало, которым обусловливаются многие свойства пород. В формировании коллекторов наряду с происхождением большое значение имеют вторичные процессы, а для терригенных пород, кроме того, их минералогический состав. Образование терригенных осадков схематически представляет собой процесс разрушения земной коры и концентрирование возникших в результате этого обломочных материалов. При этом в обломочные материалы могут входить обломки самой породы, частицы исходных минералов, а также продукты, прошедшие не только механическое дробление, но и химическую перестройку. В процессе такой дезинтеграции первоначальный минералогический состав материнской породы нарушается, и вновь образованные осадочные породы имеют иной состав.

Как известно, литосфера состоит преимущественно из алюмосиликатов, основные ее минералы полевые шпаты и кварц. Вследствие различной сопротивляемости их выветриванию полевые шпаты дают начало пелитам, состоящим в основном из глинистых минералов, акварц - псаммитам. В соответствии с этим грубообломочные материалы образуют, например, отложения галечника, гравия и конгломератов, кварц в основном образует зернистые породы в виде песков, песчаников, алевритов и алевролитов, а полевые шпаты после соответствующего химического изменения образуют глины, аргиллиты и т. п. Чаще всего последние в осадках встречаются вместе. Так, средний минералогический состав песчаников по Кларку следующий (в %):

Кварц ....................66,8

Полевые шпаты................11,5

Глинистые минералы............. 6,6

Лимонит ................... 1,8

Карбонаты..................11,8

Другие минералы............... 2,2

Если исходными породами были, например, граниты и кварциты, то при соответствующих условиях выветривания и переноса содержание кварца в песках может достигать 95-99%.

Петрографический анализ осадочных пород показывает, что в общей сложности в них встречается более 111 минералов. Однако большинство этих минералов в терригенных породах либо отсутствует, либо составляет ничтожную величину. Доминируют из них, как упоминалось, кварц и полевые шпаты, долевое участие которых в осадконакоплении обусловливает коллекторские свойства терригенных пород.

Еслп в осадконакоплении в основном принимали участие полевые шпаты и продукты их химического преобразования, то, согласно изложенному выше, образованная ими порода может иметь глинистую основу и по этой причине оказаться плохим коллектором или вообще им не быть. И, наоборот, при участии в осадконакоплении в основном кварца, образованная им порода имеет песчаную основу

ii, как правило, обладает хорошими коллекторскими свойствами. Таким образом, минералогический состав пород влияет на их кол-лекторские свойства через гранулометрический состав, который при прочих равных условиях определяется неодинаковой прочностью минералов.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОМ СОСТАВЕ ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД И ЕГО ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Под гранулометрическим составом горных пород подразумевается количественное содержание в ,них частиц различной величины.

Гранулометрический состав терригенных пород зависит от многих факторов. К числу их относятся: минералогический состав материнской породы, климатическая обстановка, в которой происходило выветривание земной коры, условия переноса и седиментации обломочного материала, в процессе которых продолжалась последующая его дезинтеграция, и др. В зависимости от сочетания этих факторов в одних случаях осадконакопление происходило из частиц более или менее однородного гранулометрического состава, в других - оно сопровождалось накоплением частиц с широким диапазоном размеров. При этом одни условия благоприятствовали накоплению глинистых фаций, другие - песчаных. Нарушение постоянства сочетания определяющих факторов и условий осадконакопления, естественно, приводило и к соответствующему изменению гранулометрического состава терригенных пород.

Учитывая это обстоятельство, гранулометрический состав часто используют для решения обратной задачи, а именно для изучения геологического прошлого суши, поскольку терригенные породы в осадочном комплексе земной коры составляют, по данным некоторых авторов, 85-95%. Если имеется соответствующая информация в этой области, облегчается и решение задач, связанных с поисками нефти, газа и других полезных ископаемых.

Кроме того, гранулометрический состав используется при изучении различных свойств терригенных коллекторов нефти и газа. Многочисленные исследования в области почвоведения показывают, что количественное соотношение фракций частиц в той или иной породе определяет ее пористость, объемный вес, проницаемость, степень проявления капиллярных сил и т. д.

Исследования в области нефтепромысловой геологии, в частности исследования В. М. Николаева [191], показали, что гранулометрический состав нефтесодержащих коллекторов в известной мере сказывается на режиме их эксплуатации и на степени минерализации содержащихся в них вод. Гранулометрический состав также влияет на нефтеотдачу продуктивных пластов [51] и на различные протекающие в пласте биохимические процессы.

Исследования гранулометрического состава нефтесодержащих пород и их аналогов, например исследования В. И. Крестовникова по Старогрознеиским промыслам, Серноводску, Горячеводску, по Черным горам Дагестана, Грозненской области п Осетии, Э. А. Прозо-

ровича, А. Д. Архангельского и М. А. Жиркевич по Апшеронскому п-ову, В. А. Сельского, М. Танасевича и П. С. Лисицына по Грозненским нефтяным месторождениям, а также исследования автора [147] по Малгобекскому и Ташкалинскому месторождениям указывают, что гранулометрический состав всех этих пород в основном может быть охарактеризован фракциями с частицами размером от 1 до 0,01 мм в диаметре.

Для оценки неоднородности пород по гранулометрическому составу существует большое число методов.

Например, под коэффициентом неоднородности пористой среды (песка) по Газену понимается отношение диаметра частиц фракции, которая составляет со всеми более мелкими фракциями 60% от всего песка, к диаметру частиц фракции, составляющей со всеми более мелкими фракциями 10% (по массе) от всего песка . Для однородного по составу и размеру частиц песка коэффициент неоднородности равен 1. Чем больше различаются по размеру между собой фракции песка в породе, тем больше ее коэффициент неоднородности. Так как гранулометрический состав определяет многие физические свойства пород, для характеристики этих свойств предложено большое число классификаций, основанных на гранулометрическолт составе. Применительно к нефтяным пластам наиболее удобной следует считать классификацию, согласно которой породы разделяются по размеру частиц на три основные группы: псаммиты, алевриты и пелиты [186].

Первая группа - пески или псаммиты - состоит преимущественно из частиц размером 1-0,1 мм; вторая - алевриты - из частиц размером 0,1-0,01 мм и третья - пелиты - содержит частицы размером меньше 0,01 мм. Согласно этой классификации, породы, содержащие по 50-80% частиц первой, второй и третьей групп, относятся соответственно к псаммитам, алевритам и пелитам. Из названных трех групп пород может образоваться четвертая группа, в которой содержание люб!ой из указанных фракций не достигает 50%. Такая классификация нефтесодержащих пород наиболее удобна для приближенной характеристики их гранулометрического состава и корреляции пластов.

Надо, однако, заметить, что все сказанное здесь о роли гранулометрического состава пород в изучении геологического прошлого земной суши и свойств коллекторов нефти и газа имеет силу только для несцементированных и слабосцементированных пород. Для сцементированных же пород гранулометрический анализ и его использование лишены практического смысла.

Во-первых, в процессе разрушения сцементированных пород для гранулометрического анализа возможно разрушение какой-то доли частиц, составляющих породу, и одновременно оставление отдельных агрегатов их, независимо от принятых мер предосторожности. Получаемый в этом случае гранулометрический состав пород в высшей степени условен.