Эпигенетическое минералообразование и его влияние на фильтрационно-емкостные свойства

ГОРНЫХ ПОРОД.

Вопросы постседиментационных изменений, происходящих в кол-лекторских породах карбонатного и терригенного типов рассмотрены в ра-ботах В.Г.Кузнецова, Ю.П.Казанского, Д.К.Патругова (1980), Г.Н.Перозио

(1971), Р.С.Сахибгареева (1989), Ю.К.Бурлина. А.И. Конюхова, Е.Е.Карнишиной (1991), Б.К.Прошлякова, В.Г.Кузнецова (1991).

Под эпигенезом (от греческого ер - после) понимаются вторичные процессы минералообразования после диагенетической стадии и затверде-вания породы. Обычно такие процессы происходят по мере погружения осадков в зону возрастающих температур и давлений. По шкале метамор-физма эта зона соответствует катагенной стадии , поэтому термины "эпиге-нез" и "катагенез" часто считаются синонимами.

4.1. Эпигенез в карбонатных породах

Эпигенетические преобразования с наибольшей интенсивностью происходят в карбонатных породах. Это связано с тем, что зерна кальцита

10. доломита изначально имеют кристаллическую структуру и с течением времени происходит их укрупнение (перекристаллизация). Кроме того, карбонатные минералы легко подвергаются растворению подземными во-дами и замещению другими минералами.

Перекристаллизация карбонатов - процесс укрупнения размеров кристаллов без изменения их минералогического состава, как правило, приводит к улучшению коллекторских свойств. Чем больше размер кри-сталлов, тем крупнее пустотное пространство между кристаллами. Напри-мер, (по Б.К. Прошлякову) в нижнекембрийских отложениях юга Сибир-ской платформы открытая пористость микрозернистых известняков и до-ломитов составляет в среднем 4,57%, микро- тонкозернистых -7,14%, тон-козернистых - 9,35%.

Доломитизация известняков. Эпигенетическая доломитизация начи-нается еще на раннем диагенезе. Замещение кальцита доломитами проис-ходит за счет привноса магния водными растворами, рассолами и морской водой, просачивающейся сквозь пористые осадки. Прежде всего доломи-тизируется тонкодисперсный арагонит.

СаСО3+МgSО4=МgСО3+СаSО4

СаСО3+МgСО3=СаМg(СО3)2

2CаСО3+МgСl2=СаМg(СО3)2+СаСl2

Размеры образующихся при этом ромбоэдров доломита достигают 0,8-1,0мм. Общий объем породы сохраняется, а пустотность теоретически увеличивается на 12,2%. Однако, в большинстве случаев образующееся пустотное пространство заполняется другими солями (например, СаSО4). Первичные структурные признаки породы и раковины при этом исчезают. При незначительном поступлении магния возникают редкие кристаллы доломита. Образуются порфиробластовые структуры . Степень доломити-зации известняков изменчива при переходе из одного слоя к другому и ко-леблется в широких пределах: от 2-5% до 90-95%. Образующиеся при этом

тела вторичных доломитов имеют пластообразные, линзовидные, штыко-образные формы.

Выщелачивание. Карбонатные минералы легко растворяются в воде, особенно при присутствии в ней углекислоты (СО2, НСО3). Чем кислее во-ды, тем выше растворимость кальцита. В сульфатных водах (SО4) лучше растворяются доломиты, в гидрокарбонатных (НСО3) - карбонаты кальция, причем арагонит растворяется легче, чем кальцит. Этим объясняется изби-рательное выщелачивание раковин и оолитов при сохранении цементиру-ющей их массы. Процесс выщелачивания интенсивно развивается в пори-стых и трещиноватых породах, по пустотам которых происходит циркуля-ция ( фильтрация) вод и вынос образовавшихся растворов. В результате этого размеры первичных пор увеличиваются, образуются вторичные пу-стоты каверновых и пещерных размеров.

Кальцитизация и сульфатизация карбонатных пород. Процесс каль-цитизации арагонита начинается на стадии диагенеза и сопровождается за-твердеванием осадка, сокращением пустотного пространства породы тео-ретически на 9%. Основной причиной сульфатизации карбонатов является привнос СаSО4 рассолами из вышележащих соленосных толщ. Образую-щиеся при этом минералы (гипс, ангидрит) заполняют поры, каверны и трещины, тем самым ухудшают коллекторские свойства породы.

Водонасыщенность. Вода имеет силу поверхностного натяжения в три раза больше, чем нефть. Поэтому в нефтенасыщенном коллекторе все-гда присутствует связанная (остаточная) вода, которая обволакивает тон-кой пленкой зерна породы. Низким содержанием остаточной воды харак-теризуются коллекторы высокого класса - биогермные, органогенно-обломочные известняки. Эффективная пористость их близка к открытой пористости. Мелкозернистые и пелитоморфные хемогенные известняки и доломиты характеризуются высоким содержанием остаточной воды, низ-кой эффективной пористостью, проницаемостью.