Классификация песчаных пород по происхождению.

I. Прибрежно- и мелководно-морские, шельфовые, преимуществен-но средне- и мелкозернистые. Обломки хорошо окатанные, хорошо отсор-тированные. По минералогическому составу среди обломков преобладают кварц, ортоклаз, микроклин, обломки кремнистых пород. Цемент чаще со-стоит из аутигенного (эпигенетического) кварца, кальцита и небольшого количества глинистых минералов. В зоне подводных течений песчаники, обычно крупнозернистые, хорошо отсортированные, а в понижениях под-водного рельефа - менее отсортированные с алевритовой и пелитовой при-месью. Песчаные тела имеют чаще пластовые формы, реже - формы баров, кос, течений, потоков.

II. Озерные. По составу и внешнему облику очень близки к при-брежно- и мелководно-морским.

III. Речные. Слабо отсортированные. Размер обломков меняется в широких пределах, содержат обломки обугленной древесины, растений, иногда обломки пресноводной фауны, включения гравия, гальки. Текстура массивная, косослоистая однонаправленная, параллельнослоистая. Толщи-на песчаных тел незначительная, форма удлиненная-рукавообразная, шнурковая.

IV. Дельтовые. Более крупнозернистые, слабо отсортированные. По мере удаления от берега в сторону моря возрастает роль алевритовой фракции. Образуют тела сложной формы, резко меняющейся мощности.

V. Флювиогляциальные. Зерна плохо окатанные, плохо отсортиро-ванные. Образуют линзовидные тела небольших размеров в зоне ледников.

VI. Эоловые. Зерна хорошо окатаны, хорошо отсортированы. Алев-ритовая и пелитовая фракции обычно отсутствуют. Слоистость волнистая, косая. Площадь развития эоловых песков может быть весьма значитель-ной, толщина - первые десятки метров, редко - сотни метров. Ширина раз-вития прибрежных дюн, барханов достигает 10 км. Цемент в песках обыч-но хемогенный, представлен вторичным кальцитом и сульфатами.

Из всех перечисленных типов наибольшим распространением поль-зуются пески и песчаники морского происхождения. При процессах нефте-газообразования и накопления в недрах Земли песчаные породы играют роль природных резервуаров. По их порам и каналам происходит движе-ние жидкостей и газов из зон повышенных пластовых давлений в зоны по-ниженных давлений. На местах антиклинальных перегибов слоев или дру-гих типов барьеров на путях миграции поры и каналы заполняются нефтью

и газом. Лучшими коллекторскими породами, как уже отмечалось выше, являются песчаные породы, состоящие из хорошо отсортированных зёрен

и содержащие небольшое количество цементирующего материала (цемент контактового и пленочного типов). К ним прежде всего относятся пески и песчаники эолового и морского происхождения.

1.5. Общая характеристика и классификация пород – коллекто-ров терригенного типа.

Изучением пород-коллекторов нефти и газа различных типов занима-лись многие геологи. Среди них наибольшей известностью пользуются труды А.А. Ханина (1965, 1969, 1973, 1976), Б.К. Прошлякова (1987, 1990), В.Г. Куз-нецова (1978, 1992), Ю.К. Бурлина, А.И. Конюхова, Е.Е. Карнишиной (1991), О.А. Черникова (1977, 1981), а из зарубежных геологов – труды А.И. Леворсе-на (1958, 1970), Д.А.Буша (1977), Р.К. Селли (1981, 1989).

Емкость природного резервуара зависит от пористости слагающих их пород. Поэтому, чем лучше мы будем знать параметры пород-коллекторов, тем точнее будем определять запасы нефти и газа, находящи-еся в них. В нефтегазовой геологии коллекторами называются пористые и трещиноватые горные породы, способные вмещать в себя нефть и газ и от-давать эти полезные ископаемые при разработке. Как и любая горная по-рода, порода- коллектор имеет бесчисленное множество свойств (класси-фикационных признаков). Геологов-нефтяников и промысловиков прежде всего интересуют такие их свойства как плотность (удельный вес), пори-стость, проницаемость, форма и размер пустот, водонасыщенность, нефте-и газонасыщенность.

По форме и размерам пустотного пространства коллекторские поро-ды подразделяются на пять типов: 1) поровый; 2) порово- трещинный; 3) трещинный; 4) каверновый; 5) порово-каверновый (табл.5).

Поровые коллекторы называются гранулярными, имеют зернистую структуру. К ним относятся пески, песчаники, алевриты, алевролиты и не-которые разновидности карбонатных пород - оолитовые и обломочные из-вестняки, дресва коры выветривания. Минимальные размеры пор и поро-вых каналов, по которым осуществляется миграция жидкостей и газов по данным Ханина А.А. составляет 1-3 микрона (мкм). Поры меньших разме-ров заполнены физически связанной водой, поэтому практически непрони-цаемы для нефти и газа. При наличии в породе пор различных размеров фильтрация осуществляется по наиболее крупным порам (свыше 30 мкм).

В сильно уплотненных породах, в которых крупные поры и каналы отсут-ствуют, перемещение флюидов происходит и по мелким пустотам (менее

30 мкм).

В глинах и аргиллитах размер пор и каналов менее 1 мкм, поэтому они как коллекторы практического интереса не представляют. Поры между обломочными зернами называются межзерновыми. По размерам различа-ют поры:

сверхкапиллярные -более 0,1 мм (100 мкм);

капиллярные-0,0002-0,1мм;

субкапиллярные -менее 0,0002мм (0,2 мкм). (ультракапиллярные)

По преобладающему размеру пор следует различать коллекторы крупнопоровые, среднепоровые, мелкопоровые, тонкопоровые.

В обломочных породах размер пор зависит от размера обломков (зе-рен) и способа упаковки, составляет от 0,154 до 0,414 от диаметра зерен. Например, для мелкозернистого песчаника размер пор составляет 0,015-0,1

мм (15-100 мкм), для крупнозернистого – 0,15-0,4 мм (150-400 мкм). В

окрашенных шлифах под микроскопом видно, что поры имеют треуголь-ные, четырехугольные или более сложные формы и соединены между со-бой узкими каналами. В целом пустотное пространство поровых каналов представляет собой систему пор и каналов сложной формы, изменчивого поперечного сечения.

Рис 10.Гистограммы распределения пор по их размерам(мкм)и порометрическиекривые (по А.А.Ханину, 1969г.)

Структура порового пространства изучается под микроскопом в спе-циально изготовленных шлифах и методом контактной электронной поро-метрии (А.А.Ханин, 1976г.). По результатам измерений строятся гисто-граммы (столбиковые диаграммы), кумулятивные (нарастающие) поромет-

рические кривые, кривые долевого участия пор различной размерности в процессе фильтрации жидкости (рис.10). Между медианным размером пор и проницаемостью существует прямая зависимость. По гистограммам и кривым рассчитывается доля фильтрующих пор (диаметром более 50 мкм) от общего объема пор, тем самым определяется фильтрующее ка-чество коллекторской породы. По кумулятивной кривой определяется коэффициент неоднородности порового пространства как отношение ра-диусов пор при 10% и 60% от объема пор. Для однородного по радиусам поровых каналов коллектора коэффициент неоднородности равен еди-нице.

При подсчете извлекаемых запасов нефти пористость с радиусом пор менее 1 мкм из расчета исключается. Такая поправка может быть су-щественной для мелкозернистых коллекторов с высоким содержанием це-мента. При значениях открытой пористости менее 5-4% структура порово-го пространства терригенных коллекторов резко изменяется в сторону преобладания пор с радиусом менее 1 мкм.

Порово-трещинные коллекторы. Примерами их являются трещино-ватые песчаники, алевролиты. Пустотами для нефти и газа в них служат как поры, так и трещины.

Трещинные коллекторы по природе вторичные . Это любые трещи-новатые горные породы , чаще карбонатные, меньше - магматические и ме-таморфические, редко - глинистые и песчано-алевритовые породы. В гли-нах межслоевые пустоты, микротрещины усыхания, трещины гидроразры-ва образуются на стадии уплотнения и отжимания из них воды.

Каверновые коллекторы имеют пустоты каверновых размеров. По происхождению такие пустоты чаще вторичные (постседиментационные), образуются в карбонатных и сульфатных породах при выщелачивании. Процесс растворения таких пород подземными водами называется карсто-вым. В органогенных известняках (ракушняки, коралловые рифы и др.) ка-верны имеют первичное происхождение и называются биопустотами.