Формирование состава и свойств пород-коллекторов нефтегазоносных бассейнов в зоне катагенеза

СОДЕРЖАНИЕ
«9
Введение .............................................................. 5
Глава 1. Современные представления о термобарических
и гидрогеологических условиях нефтегазоносных бассейнов 14
1.1 Шкала катагенеза ....................................... 15
1.2 Температурный режим осадочных бассейнов ................ 24
1.2.1 Теплопроводность горных пород и факторы
ее изменения......................................24
1.2.2 Геотермический режим различных тектонических областей континентов ..................... 31
1.2.3 Особенности тепловых полей
активных окраин ................................. 37
1.3 Распределение давления в зоне катагенеза ............... 39
* 1.4 Гидрогеологические факторы катагенеза и
наложенных процессов .................................. 45
1.4.1 Эксфильтрационные геогидродинамические системы..................................................48
1.4.2 Характеристика термальных вод ................... 52
1.4.3 Основные свойства природных вод ................. 54
1.4.4 Особенности водных растворов в залежах углеводородов .......................................... 58
Глава 2. Зональность катагенеза и преобразований коллекторов (на примере отдельных районов в тектонических областях молодых плит и кайнозойской складчатости) . . 64 11 2.1 Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн
(Красноленинский и Сургутский своды. Уренгойский мегавал)................................................64
- з -
2.1.1 Краткий очерк геологического строения . .
2.1.2 Характеристика подзон и градаций катагенеза
2.2 Северный борт Каракумского нефтегазоносного бассейна (Дарьялык-Дауданский прогиб) ..................
2.2.1 Краткий очерк геологического строения . . .
2.2.2 Характеристика подзон и градаций катагенеза
2.3 Охотско-Камчатский нефтегазоносный бассейн (наземная часть на побережье Западной Камчатки) .
2.3.1 Краткий очерк геологического строения . . .
2.3.2 Характеристика подзон и градаций катагенеза
2.4 Северая часть Южно-Охотского нефтегазоносного бассейна (Голыгинский прогиб) ..........................
2.4.1 Краткий очерк геологического строения . .
2.4.2 Характеристика подзон и градаций катагенеза
2.5 Катагенетическая зональность осадочных толщ
и распределение типов коллекторов ..................
Глава 3. Катагенетические преобразования терригенных, вулканогенно-осадочных, кремнистых пород и формирование типов коллекторов .................................
3.1 Терригенные породы .................................
3.2 Кремнистые породы ..................................
3.3 Вулканогенно-осадочные породы ......................
3.4 Типы коллекторов терригенных, вулканогенноосадочных и кремнистых пород на изоградациях катагенеза .............................................
Глава 4. Наложенные явления в зоне катагенеза ....................
4.1 Новобразования наложенных процессов ................
. 64 73
108
108
114
128
128
138
165
165
171
192
205 -
205
216
224
232
236
237
- 31 -
1.2.2 Геотермический режим различных тектонических областей континентов
Теплопроводность осадочных пород изменяется в зависимости от геологического возраста толщ и тектонической позиции областей их расположения. Такие взаимозависимости прослежены для терригенных пород, теплопроводность которых в палеозойских чехлах древних платформ выше, чем в мезозойских отложениях молодых плит и складчатых комплексов. Например, средние значения теплопроводности песчаников [Вт/(м-К)] составляют 2,4 - в чехле Русской платформы, 1,0 - в чехле Западно-Сибирской плиты и 2,25 - в дислоцированных мезозойских толщах Большого Кавказа. Для карбонатных пород подобной тенденции не установлено, и в целом они характеризуются постоянно повышенной теплопроводностью.
Для оценки теплопроводности структурно-формационных комплексов У. И. Моисеенко и А. А. Смыслов [1986] предложили следующую шкалу ее значений: <1,0; 1,0 - 1,5; 1,5 - 2,1; 2.1 - 2.5; 2.5 - 3.0; >3,0 Вт/(м-К).
Наиболее распространенные значения 2.1 - 2.5 Вт/(м-К) приняты в качестве нормального уровня теплопроводности. В применении к объектам, рассматриваемым в данной работе, мезозойские терригенные формации Западно-Сибирской и Туранской плит имеют пониженную теплопроводность; вулканогенно-осадочные кайнозойские формации бассейнов Тихоокеанского пояса состоят из пород, которые обладают контрастными значениями теплопроводности (от пониженных для диатомитов до повышенных в гидротермально переработанных отложениях); пале-зойские известняки Прикаспийской впадины относятся к породам с повышенной теплопроводностью.
При постоянном тепловом потоке теплопроводность горных пород обратно пропорциональна геотермическому градиенту (ГТГ). При этом
- 32 -
теплопроводность не может быть принята постоянной, находясь в зависимости от многих вышеуказанных факторов. С вариациями этого параметра связаны величины ГТГ и температурный режим недр. Величины ГТГ и разброс его значений убывают по мере повышения теплопроводности (рис. 5). При близких значениях теплового потока темпы роста температуры увеличивается при снижении X [Вт/(м-К)]. Это выражено в том, что на одной и той же глубине, например, на 5 км, температура составляет 173 °С (при X = 1,6), 123 0С (при X = 2, 1) И 116 °С (При X =2,5) (рис. 6). Увеличение X при уплотнении осадочных пород вследствие их катагенетических изменений приводит к снижению ГТГ, происходящему нередко скачкообразно на глубинах более 2-3 км.
Осадочный слой земной коры, обладающий относительно пониженной теплопроводностью, экранирует тепло поступающее из нижних частей литосферы и имеет определенную роль в формировании плотности теплового потока, складывающегося из коровой (радиогенной) и подкоровой (мантийнной) составляющих, последняя из которых связана в основном с конвективным тепломассопереносом водами, газами и магмой. Доля радиогенного тепла составляет 50-60 % в областях с континентальной земной корой. При толщине земной коры 48 км расчетная средняя плотность теплового потока имеет значение 55,2 мВт/м2. В областях с океанической земной корой толщиной 14 км вклад радиогенного тепла в теплопоток, средняя плотность которого достигает 59,2 мВт/м2, не превышает 10 % [У.И.Моисеенко и A.A.Смыслов, 1986).
В зависимости от распределения плотности теплового потока, определенным образом связанного с теплопроводностью толщ, их температурой и геотермическим градиентом в земной коре выделяются геодина-мические блоки с различными геотермическими режимами (табл. 6)