Информация, оборудование, промышленность

Геологический возраст пород-коллекторов

Геологический возраст пород-коллекторов

Геологический возраст коллекторов (пород, вмещающих нефть и газ) широко используется при классификации групп залежей и месторождений, провинций и субпровйнций. В ряде случаев он также служит в качестве описательной характеристики, так как коллекторы разного возраста часто различаются своими особенностями нефтегазоносности и геолого-промысловыми показателями. Эти показатели для коллекторов в известняках пермских рифов западного Техаса, например, иные, чем в ордовикских известняках той же территории. Когда известняки Асмари Среднего Востока называют миоценовыми, это позволяет мысленно отличать их, к примеру, от девонских известняков Волго-Уральского региона в СССР. Поэтому весьма желательно устанавливать геологический возраст коллекторов, поскольку уже одно это дает возможность идентифицировать эти породы и выявлять их некоторые характерные особенности. Однако возраст коллекторов вовсе не обязательно указывает на время аккумуляции в них нефти и газа. Как будет показано ниже, нефть и газ могли аккумулироваться в залежи на любом этапе после образования резервуара.

В геологии используются две параллельные классификации для определения: 1) времени формирования пород и 2) подразделений стратиграфического разреза земной коры, т.е. соответственно геохронологического и геостратиграфического подразделений. Подразделения стратиграфического разреза могут не совпадать с геохронологическими, границы между которыми проводятся по данным о геологическом возрасте, и эти границы являются, следовательно, изохронными поверхностями. Чаще всего выделяются следую­щие нисходящие по рангу категории геохронологических и соответствующих им геостратиграфичесих подразделений:

Интересное по этой теме

Геохронологические                                    Геостратиграфические

подразделения                                              подразделения

 

Эра (Era)                                               Система (System)

Период (Period)                                       Серия (Series)

Эпоха (Epoch)                                           Ярус (Stage)

Век (Age)

 

Так, мы говорим «девонский период», когда рассматриваем геологичесское время, но ‑ «девонская система», если нас интересуют породы девонского возраста. Можно также говорить о канадской серии ордовикской системы, понимая под этим определенную толщу пород, но ‑ о канадской эпохе ордовикского периода, если иметь в виду геологическое время.

Шкала геологического времени, основанная на геохронологической классификации, приведена в (табл. 1). Если бы классифицировались не временные интервалы, а стратиграфические подразделения разреза, образовавшиеся в эти временные интервалы, то вместо терминов «период», «эпоха» и «век» были бы употреблены термины «система», «серия» и «ярус». Оценка абсолютного возраста в годах дается для каждой из основных временных границ.

Имеющиеся данные указывают на то, что толщи, сформировавшиеся в определенные отрезки геологического времени, гораздо богаче нефтью и газом, чем другие части разреза иного возраста. Например, докеморийские, кембрийские и триасовые отложения дают менее чем по 1% мировой продукции нефти, а из плейстоценовых отложений она вообще практически не получена. С другой стороны, к отложениям третичного возраста приурочено 58%, отложениям мелового возраста - 18% и палеозойского ‑ 15% общих извлекаемых мировых запасов нефти. Данные о количестве добытой в прошлом нефти и выявленных к настоящему времени ее запасов в отложе­ниях различного возраста сведены в (табл. 2).

Только очень небольшое количество промышленных запасов нефти выявлено в отложениях плейстоценового возраста. В поисках причины такой закономерности было выдвинуто множество предположений. Кажущееся отсутствие нефти в наиболее молодых отложениях геологического разреза может объясняться тем, что разведочные работы и в том числе бурение в этих отложениях почти не проводились. Но в основном это может быть обусловлено другими факторами: слишком коротким промежутком времени, недостаточ­ным для того, чтобы в породах накопилась нефть; отсутствием в большинстве случаев непроницаемых покрышек, без которых не может сформироваться ловушка; общим неморским характером этих молодых осадков.

Нефть и газ редки в докембрийских отложениях. В них, правда, описано небольшое количество промышленных скоплений углеводородов, но широко развитый метаморфизм и низкая проницаемость большинства докембрийских пород не позволяют считать их перспективными нефтегазосодержащими отложениями. Большинство скоплений нефти и газа в докембрийских отложениях приурочено к породам, коллекторские свойства которых обусловлены вторичными процессами ‑ выветриванием и тектоническими деформациями, вызывающими возникновение пустот и трещин. Примечательно то что такого рода залежи нафтидов обычно ассоциируются с залегающими в непо­средственной близости более молодыми нефтегазоносными отложениями, являющимися источником этих нафтидов. Присутствие нефти и газа в докембрийских отложениях следует считать явлением аномальным, и кровля их обычно должна служить нижней границей разведочного бурения. Нижняя граница нефтегазоносности определяется не возрастом отложений (так как нефтепроизводящие отложения могли формироваться по меньшей мере с верхнего протерозоя), а степенью их катагенетического преобразования («метаморфизма»). Вступление пород в зону апокатагенеза, в которой карбонизация каменных углей достигает стадии тощих, а затем и полуантрацитов, кладет предел генерации нефти.

 

Таблица 1 Геохронологическая шкала

 

Продолжение табл.1

 

 

докембрийских пород не позволяют считать их перспективными нефтегазосодержащими отложениями. Большинство скоплений нефти и газа в докембрийских отложениях приурочено к породам, коллекторские свойства которых обусловлены вторичными процессами ‑ выветриванием и тектоническими деформациями, вызывающими возникновение пустот и трещин. Примечательно то что такого рода залежи нафтидов обычно ассоциируются с залегающими в непо­средственной близости более молодыми нефтегазоносными отложениями, являющимися источником этих нафтидов. Присутствие нефти и газа в докембрийских отложениях следует считать явлением аномальным, и кровля их обычно должна служить нижней границей разведочного бурения. [Нижняя граница нефтегазоносности определяется не возрастом отложений (так как нефтепроизводящие отложения могли формироваться по меньшей мере с верхнего протерозоя), а степенью их катагенетического преобразования («метаморфизма»). Вступление пород в зону апокатагенеза, в которой карбонизация каменных углей достигает стадии тощих, а затем и полуантрацитов, кладет предел генерации нефти.]

 

Таблица 2  Мировая добыча нефти и ее запасы (на 31 декабря1947 г.)

 

Однако в ряде исследований было показано, что в докембрийских отложениях содержится органический углерод. Ранкама установил, что в десяти образцах докембрийских пород Финляндии отношение изотопов углерода С¹² и С¹³, измеренное на масс-спектрометре, колеблется между 90,2 и 92,9. Это отношение почти не отличается по величине от отношения этих изотопов в битуминозных отложениях, нафтидах и растительном угольном материале, включая каменный уголь, где оно изменяется от 90,1 до 94,1. В веществах же неорганического происхождения, таких, как графит, алмаз, кальцит и писчий мел, отношение углерода С¹² к С¹³ характеризуется величиной 87,9-90,2. Водоросли в архейских отложениях были описаны Грунером, который установил также их присутствие в породах верхнего гурона, где отмечены, кроме того, следы бацилл и железистых бактерий. На основании своих исследований Грунер сделал заключение, что железо и кремний, которые сформировали крупнейшие месторождения железа Миннесоты, приносились в море реками, богатыми органическим веществом. Рассеянные битумы, установленные в породах формации Нонсач докембрийского возраста в северном Мичигане, также указывают на возможное присутствие углеводородов органического происхождения в докембрийское время.

Видимо, только те регионы Земли, где докембрийские изверженные породы обнажаются на поверхности или где они перекрыты маломощным чехлом аллювиальных и ледниковых отложений, а также континентальных песчаников и гравелитов, лишены всяких перспектив для поисков промышленных залежей нафтидов. Наиболее крупные из таких регионов располагаются на территории обширных древних щитов, например на северо-востоке Северной Америки, в Сибири, на большей части центральной и южной Африки, в Скандинавских странах, а также на Бразильском щите в Южной Америке.

С расширением объема разведочных работ на нефть и газ становится все более очевидным, что потенциально нефтегазоносными могут быть отложения любых геологических возрастов. Главное качество, которым должны обладать эти отложения, - присутствие в породах связанной системы пор (проницаемость), развитой в достаточной мере, чтобы обеспечить возможность аккумуляции и сохранения залежей. Непродуктивность отложений некоторых геологических систем, особенно кембрийской и триасовой, и незаинтересованность геологов в поисках нефти и газа в этих отложениях в большинстве случаев можно объяснить только отсутствием или недостаточным количеством буровых и исследовательских работ. В настоящее время установлено, что отложения этих систем продуктивны в различных районах земного шара, и очень трудно предсказать, отложения каких систем окажутся в конце концов наиболее богатыми нефтью и газом, если, разумеется, вести расчет на единицу объема пород.

Тем не менее преобладающее количество добываемых сейчас нефти и газа приходится на отложения третичного возраста, что, можно полагать, объясняется несколькими причинами:

1. Третичные отложения включают мощные толщи неметаморфизованных морских пород, для которых характерна латеральная литологическая изменчивость, присутствие проницаемых пород-коллекторов, непроницаемых покрышек, многочисленных ловушек (как локальных, так и региональных), а также соответствующих материнских пород, генерирующих нефтяные углеводороды.

2. Палеогеновая и неогеновая системы расположены в верхней части геостратиграфического разреза осадочного чехла Земли; поэтому только очень небольшая часть этих отложений была уничтожена эрозией. Процессы эрозии воздействуют в первую очередь на повышенные участки рельефа поверхности, а поскольку эти участки обычно совпадают с поднятиями в структурном плане, эрозия разрушает многие ловушки, заполненные нефтью и газом. В третичных отложениях, следовательно, от разрушения сохранилась большая часть залежей.

3. Третичные породы образованы главным образом за счет переотложенного материала, снесенного с предтретичных антиклинальных поднятий. Этот материал, возможно, содержал некоторое количество нефти из крупных залежей, которые были приурочены к размытым отложениям. Большая часть этой нефти должна была, конечно, испариться, окислиться, разрушиться под воздействием бактерий или от других причин, но определенная доля ее могла быть вынесена и переотложена вместе с осадками.

 

 

Разместить статью