Терригенные коллекторы углеводородов

1.

Терригенные
коллекторы
углеводородов

2. Терригенные породы (кварц-силикатные экстракластолиты и пелитолиты) Породы состоящие из экстракластовых обломков или пелитовых

силикатных частиц.

3. Семейство обломочные породы (кластолиты)

Семейство глинистые породы
(пелитолиты)

4. Структурные характеристики обломков: 1. размер 2. форма 3. отсортированность

5. Структурная классификация терригенных пород

Род
Размер частиц
Псефиты
более 2 мм
Псаммиты
0,05-2 мм
Алевриты
0,005-0,05 мм
Пелиты
менее 0,005
0,05-0,1 мм 0,063 мм
0,004 мм

6. Гистограмма Р. Вольфа (1964) Составленна по регульатам 930 гранулометрических анализов

0,063 мм
0,004 мм

7. Перемещение обломочного материала в воде

8. Гидравлическая крупность частиц – размер, плотность, форма

9. Схема механической дифференциации обломков

10. Изменения гранулометри-ческого состава пород отражают изменения динамики среды осадконакопления

Изменения
гранулометрического состава
пород отражают
изменения
динамики среды
осадконакопления

11. Форма обломков (сферичность, степень окатанности)

Зависит от:
первоначальной формы,
минерально-петрографического состава,
размера,
дальности переноса.

12. Эталон Петтиджона – Хабакова для визуального определения степени окатанности

Зерна: 1 – острогранные; 2 – полуострогранные; 3 –
полуокатанные; 4 – окатанные; 5 - хорошо окатанные

13. Эталон Пауэрса для визуального определения степени окатанности

Верхний ряд – сферичные зерна.
Нижний ряд – удлиненные зерна.
Зерна: 1 – очень остроугольные; 2 – остроугольные; 3 –
полуостроугольные; 4 – полуокатанные; 5 – окатанные;
6 - хорошо окатанные

14. Зависимость степени сортировки осадка от свойств транспортирующей среды

Очень
хорошая
Хорошая
Средняя
Плохая
Очень
плохая

15. Структура

Характеристика размеров и формы
компонентов, образующих породу
• Размер обломков – позволяет оценить
динамику среды осадконакопления.
• Форма обломков (степень окатанности) –
указывает на дальность переноса.
• Сортировка обломков – отражает свойства
транспортирующей среды.

16. Семейство обломочные породы (кластолиты)

17. Псефиты

Породы или осадки,
содержащие
более 10 %
крупнообломочных
(более 2 мм)
экстракластовых
силикатных
компонентов
(обычно до 50 %,
остальное матрикс и
цемент).

18. Классификация псефитов по размеру, окатанности и цементации обломков

19. Гравелиты 2 – 10 мм

Конгломераты
10 – 1000 мм
Гравелиты
2 – 10 мм

20. Гравелиты 2 – 10 мм

Мелкий
2-5 мм
Крупный
5-10 мм

21. Конгломераты 10 – 1000 мм

Мелкогалечный
10-25 мм
Среднегалечный
25-50 мм
Крупногалечный 50-100 мм
Мелковалунный
100-250 мм
Средневалунный 250-500 мм
Крупновалунный 500-1000 мм

22. Интракластовые несиликатные псефиты

Породы или осадки,
содержащие
более 10 %
крупнообломочных
интракластовых
несиликатных
компонентов (обычно
до 50 %, остальное
матрикс и цемент).

23. Псаммиты

Породы или осадки,
содержащие
более 50 %
экстракластовых
силикатных частиц
(песчинок) размером
от 0,05 до 2 мм.

24. Псаммиты

Песок – осадок или рыхлая порода с
псаммитовой структурой.
Песчаник – цементированная порода с
псаммитовой структурой.

25.

Песчаники состоят из песчинок (зерен) и
цемента – минерального агрегата, который
их скрепляет.
Песчинка (зерно)
Цемент

26.

В шлифе уменьшается видимый размер зерен и
может появляться псевдобазальный цемент

27.

Компьютерная
микротомография
Песчаник
карбонатный, Сахалин
Пористость ~ 2 %,
Карбонатность ~35%

28.

Компьютерная
микротомография
Модель твердой фазы
Модель порового
пространства
Сеточная модель
порового пространства

29. Структурная классификация песчаников

30. Минерально-петрографическая (вещественная) классификация песчаников

31. Классификационная минерально-петрографическая диаграмма

Классификационная
минеральнопетрографическая
диаграмма

32. Минерально-петрографическая классификация песчаников

Минеральнопетрографическая
классификация
песчаников
Граувакковые
песчаники
R более 25%
Кварцевые
песчаники
Q более 50%
F менее 25%
R менее 25%
Аркозовые
песчаники
Q менее 50%
F более 25%
R менее 25%

33. Схема происхождения основных минерально-петрографических типов песчаников (Г.Ф. Крашенинников, 1956)

Схема происхождения основных минеральнопетрографических типов песчаников
(Г.Ф. Крашенинников, 1956)
Бассейн осадконакопления

34. Схема происхождения основных минерально-петрографических типов песчаников (Г.Ф. Крашенинников, 1956)

Схема происхождения основных минеральнопетрографических типов песчаников
(Г.Ф. Крашенинников, 1956)
Бассейн осадконакопления

35. Схема происхождения основных минерально-петрографических типов песчаников (Г.Ф. Крашенинников, 1956)

Схема происхождения основных минеральнопетрографических типов песчаников
(Г.Ф. Крашенинников, 1956)
Бассейн осадконакопления

36.

Реконструкция состава питающей провинции и
дальности транспортировки вещества по минеральнопетрографическом характеристикам песчаников

37.

Цемент
Материал, располагающийся между обломками
и связывающий их
Характеристики:
1. минеральный состав,
2. количественное соотношение и взаимное
расположение зерен и цемента,
3. структура цемента,
4. характер взаимодействия зерен и цемента,
5. характер распределения цемента в породе,
6. время образования цемента.

38.

1. Минеральный состав
Цементы:
1. Глинистые (каолинит, монтмориллонит,
глауконит, гидрослюды, хлориты),
2. Карбонатные (кальцит, доломит, сидерит),
3. Кремнистые (опал, халцедон, кварц),
4. Сульфатные (гипс, ангидрит),
5. Сульфидные (пирит)
6. Железистые (лимонит, гематит),
Цементы бывают мономинеральными и
полиминеральными (глинисто-карбонатные,
карбонатно-сульфатные, глинисто-карбонатножелезтстые и т.д.)

39.

2. Количественные соотношения и
взаимное расположение зерен и цемента
Базальный
Поровый
Контурный
(пленочный)
Контактовый
(соприкосновения)

40.

3. Структуры цемента
Кристаллические
Аморфная
Равномерно
кристаллическая
Неравномерно
кристаллическая
Пойкилитовая

41.

4. Характер взаимодействия зерен и цемента
Корковые
Коррозионный
Обволакивания
Регенерационный
Крустификационный

42.

5. Характер распределения цемента в породе
Равномерный
сплошной
Равномерный
прерывистый
Слоистый
Сгустковый

43. Алевриты

Породы или осадки,
содержащие
более 50 % экстракластовых
силикатных частиц
размером от 0,005 до 0,05 мм.

44. Алевриты

Алеврит – осадок или рыхлая
порода с алевритовой структурой.
Алевролит –цементированная
порода с алевритовой структурой.

45. Соотношение коллекторских свойств с литологическими характеристиками обломочных пород (кластолитов)

46. Пустотная система песчаника

Песчаник
Минеральный
скелет
Матрикс
Цемент
Пустоты
1.
2.
Первичная (межзерновая) поровая система
Вторичная (трещинная и кавернозная) пустотная
система
Трещины
Каверны растворения
Поры
Кварц
Цемент
Матрикс
Полевой шпат
Минеральный
скелет
0.25 mm

47. Зависимости между свойствами минерального скелета и пористостью песчаников

Основные характеристики минерального скелета:
1. размер зерен,
2. форма зерен (окатанность),
3. сортировка зерен,
4. укладка зерен (степень уплотнения).

48. Зависимость пористости несцементированного осадка от размера и формы кварцевых зерен, % (Кузнецов, 2012)

Диаметр
зерен, мм;
тип песка
Окатанные зерна
Остроугольные зерна
Рыхлый
осадок
Уплотненный
осадок
Рыхлый
осадок
Уплотненный
осадок
2–1
гр.з.
36,06
33,4
47,63
37,90
1,0–0,5
к.з.
36,06
33,63
47,10
40,61
0,5–0,25
с.з.
39,66
33,42
46,98
41,09
0,25–0,1
м.з.
44,8
34,35
52,47
44,82
0,10–0,06
т.з.
44,53
39,60
54,66
45,31
Пористость песков обратно пропорциональна размеру зерен
и степени их окатанности

49. Зависимость пористости песчаников горизонта БВ8 Самотлорского месторождения от размера обломков (Черников, 1981)

Пористость песчаников прямо пропорциональна размеру зерен

50. Зависимость пористости песчаников мезозоя Прикаспия от степени их сортировки (Прошляков и др., 1987)

Пористость песчаников
прямо пропорциональна
степени их сортировки

51. Фильтрационно-емкостные свойства пористость

Decreased
Sorting
Increased
Packing
Ухудшение
сортировки
Увеличение
плотности
упаковки

52. Зависимости между свойствами цемента и пористостью песчаников

Основные характеристики цемента:
1. количество (тип),
2. структура,
3. минеральный состав.

53. Зависимость пористости песчаников от типа цемента (Кузнецов, 2012)

Базальный
Поровый
Контактовый
Зависимость
пористости
песчаников от
типа цемента
(Кузнецов, 2012)

54. Влияние глинистости на пористость и проницаемость

Хорошие
Плохие

55. Зависимость пористости от содержания глинистого цемента

Девонские песчаники
Саратовского Поволжья
Девонские песчаники
Ромашкинского месторождения

56. Химический состав глинистых минералов

Минерал
Состав
Монтмориллонит [Al 1.67(Mg, Ca)0.33] [Si4O10] [OH]2 nH2O
Каолинит
Al4[Si4O10](OH)8
Хлорит
Иллит
Смектит
(Mg, Fe+2, Fe+3, Mn, Al)12[(Si,Al)8 O
20](OH)16
K1.5-1.0Al 4[Si6.5-7.0Al1.5-1.0O20](OH)4
(1/2Ca,Na)0.7(Al,Mg,Fe)4[(Si,Al)8 O20](OH)4
nH2O

57. Глинистые минералы

каолинит
хлорит

58. Глинистые минералы

иллит
смектит

59.

Дискретный - каолинит
Агрегаты различных
типов глин в поровом
пространстве
Линейчатый -хлорит
Волокнистый - иллит
В зависимости от типа глин
заполнение порового
пространства происходит
по-разному.
Наиболее благоприятен
дискретный тип (каолинит)
в отличие от волокнистого
(иллит), заполняющего
поры в виде перемычек
между песчаными зернами.

60. Факторы определяющие проницаемость песчаников

1. размер пустот,
2. форма пустот,
3. форма и размер каналов, соединяющих
пустоты
4. минеральный состав скелета и цемента.

61. Гидрофильные и гидрофобные породы

62. Изменения коллекторских свойств терригенных пород с глубиной

63. Стадии образования и преобразования осадочных пород

Седиментогенез – образование
осадочного материала, его
транспортировка и осаждение
Литогенез – преобразование
осадка в горную породу и ее
изменения
Метаморфизм – преобразование
осадочной горной породы в
метаморфическую
Осадок
Осадочная
порода
Метаморфическая
порода

64. Литогенез

Гипергенез
Диагенез
Преобразование осадка в горную породу
Катагенез
Изменения осадочных пород под действием
давления, температуры, флюидов и времени
Метагенез (апокатагенез)
Глубокие (предметаморфические)
преобразования осадочных пород
Метаморфизм

65. Уплотнение пород

Увеличение плотности пород за счет
уменьшения их пористости или
заполнения пустот минеральными
новообразованиями.

66. По мере роста давления происходит более плотная укладка частиц.

67.

Кубическая
укладка
равновеликих
шаров
Тетраэдрическая
укладка
равновеликих
шаров
Пустое
пространство –
47,6 %
Пустое
пространство –
25,9 %

68. Дальнейшее уплотнение происходит за счет: - дробления зерен, - их растворения в точках контакта, - приспособления зерен друг к

другу
с образованием конформных,
инкорпорационных и
микростилолитовых контактов.

69.

Точечные
контакты
Конформные
контакты
Инкорпорационные
и
микростилолитовые
контакты

70. Возникают листоватая, таблитчатая или мозаичная структуры с зубчатыми и шиповидными контактами минеральных зерен.

71. Глинистые частицы чешуйчатой формы ориентируются параллельно друг другу и образуют агрегаты с ничтожной пористостью.

72. Схема уплотнения и разуплотнения песчаников, известняков и глинистых пород при повышенном напряжении теплового поля (Минский,

1979)
75-150° разложение
карбонатов с
выделением СО2
С.у.1 – ступенчатое
уплотнение
глинистых пород
ОК – область
оптимальных
свойств
коллекторов
С.у.2 – ступенчатое
уплотнение
коллекторов
Гр – разуплотнение
глинистых пород
гидроразрывами

73. Уплотнение и разуплотнение пород в литогенезе (по Махусу, Бурлину, Соколову)

74.

Семейство глинистые породы
(пелитолиты)

75. Пелиты

Породы, содержащие
более
50 % частиц размером
менее 0,005 мм,
состоящих из
глинистых минералов,
слюд и хлоритов.

76. Пелиты

Глина – осадок или размокающая в
воде порода с пелитовой структурой.
Аргиллит – цементированная, не
размокающая в воде, порода с
пелитовой структурой.