Слайд 1Карбонатные коллекторы углеводородов
Слайд 2Карбонатные породы
Породы, более чем на 50% сложенные карбонатными минералами
– солями угольной кислоты.
Наиболее распространены породы сложенные кальцитом и доломитом.
Это известняки и доломиты.
Группу «малых карбонатов» образуют породы сложенные сидеритом, магнезитом, родохрозитом.
Слайд 3Структурно-генетическая классификация карбонатных пород
Р. Данхема (1962) и др.
Слайд 4Ингредиенты карбонатов:
А. Форменные элементы
Б. Цемент
Слайд 5Форменные элементы
По размеру:
алевро-псаммитовые – менее 2 мм
рудитовые (псефитовые)
– более 2 мм
По происхождению и составу:
аллохемы
экстракласты
остатки организмов в
прижизненном положении
Слайд 61. Аллохемы – карбонатные агрегаты, испытавшие транспортировку.
Это:
интракласты
пеллеты
ооиды
биокласты
Слайд 7Интракласты – фрагменты, образовавшиеся при эрозии осадка на прилегающей части
морского дна.
Скопления слабо окатанных зерен известняка песчаной размерности образуют
калькаренит.
Слайд 8Пеллеты (копролиты) - элипсоидальные зерна, образованные полихетами, гастроподами, ракообразными.
Слайд 9Ооиды – округлые образования, состоящие из ядра окруженного карбонатным веществом
с концентрической или радиальной текстурой.
Слайд 10Биокласты – обломки скелетов морской фауны.
Слайд 112. Экстракласты - обломки экзотических минералов и пород (кварц, вулканическое
стекло, полевые шпаты).
Слайд 123. Остатки организмов в прижизненном положении –водоросли, строматопоры, мшанки, криноидеи,
кораллы.
Слайд 13Цемент:
1. микритовый,
2. спаритовый.
Слайд 141. Микритовый цемент – микрокристаллический карбонат (литифицированный известковай ил).
Слайд 152. Спаритовый цемент – яснокристаллический прозрачный карбонат, имеющий постседиментационное происхождение.
Слайд 16Структурные типы карбонатных пород
Слайд 17Мадстоун – микрит с незначительным содержанием мелких (менее 2 мм)
форменных элементов
Слайд 18Вакстоун – микрит с достаточно много-численными (до 50 %) форменными
элементами размером менее 2 мм
Слайд 19Структурные типы карбонатных пород
Слайд 20Пакстоун – состоит из форменных элементов размером менее 2 мм
и микритового цемента.
Слайд 21Грейнстоун – состоит из форменных элементов размером менее 2 мм
и спаритового цемента.
Слайд 22Структурные типы карбонатных пород
Слайд 23Флаутстоун – состоит из форменных элементов в т.ч. рудитовой (более
2 мм) размерности и микритового цемента.
Слайд 24Рудстоун – состоит из форменных элементов в т.ч. рудитовой (более
2 мм) размерности и спаритового цемента.
Слайд 25Структурные типы карбонатных пород
Слайд 26Байндстоун – первичные компоненты, связанные пластинчатыми организмами, остатки которых могут
составлять не более 15 %.
Мшанковый байндстоун
Слайд 27Бафлстоун – промежутки между стеблевидными организмами заполняет карбонатный материал любой
структуры.
Водорослевый бафлстоун
Слайд 28Фреймстоун – массивные организмы образуют каркас, а промежутки заполняет карбонатный
материал любой структуры.
Мшанковый
фреймстоун
Атолл
Слайд 29Название породы образуют путем сочетания характеристик форменных элементов, состава и
структуры, например:
остракодовый известковый мадстоун,
ооидный доломитовый пакстоун, брахиоподовый известковый рудстоун,
коралловый
известковый фреймстоун.
Слайд 30Карбонатные породы, первичные структуры которых не могут быть установлены, подразделяют
по размеру, морфологии и взаимоотношению спаритовых элементов.
Слайд 31Структурная типизация карбонатных пород
( В.Г. Кузнецов, 2012)
Слайд 34Зернистые (граноморфные) структуры
Слайд 35Кристаллические (кристалломорфные) структуры
Слайд 36Обломочные (кластоморфные) структуры
Слайд 37Вещественная классификация карбонатных пород
Слайд 38Вещественная классификация карбонатных пород
1 – известняк
2 – известняк доломитистый
3 –
известняк доломитовый
4 – известняк глинистый
5 – известняк глинистый доломитистый
6 –
известняк глинистый доломитовый
7 – доломит
8 – доломит известковистый
9 – доломит известковый
10 – доломит глинистый
11 – доломит глинистый известковистый
12 – доломит глинистый известковый
13 – глина
14 – глина известковистая
15 – глина доломитистая
16 – мергель глинистый
17 – мергель глинистый доломитистый
18 – мергель глинистый доломитовый
19 – мергель глинистый известковистый доломитовый
20 – мергель
21 – мергель доломитистый
22 – домерит
13 – домерит известковистый
Слайд 39Базовая структурно-вещественная систематика осадочных пород
Слайд 40Процессы образования пустотного пространства карбонатных отложений
Слайд 41 1. Образование пустотного пространства на стадии седиментогенеза
2. Постседиментационные процессы образования
и преобразования пустотного пространства
Слайд 421. Образование пустотного пространства на стадии седиментогенеза
Тонкозернистый материал (микрит, мелкие
органические остатки) – высокая пористость (70-80%), очень маленькие пустоты (сопоставимы
с размером карбонатных частиц)
Форменные элементы – поры, биопустоты. Особенности пустот определяют размер и сортированность форменных элементов, особенности строения фрагментов скелетов.
Биогермы – внутрискелетные и межскелетные пустоты изначально твердых накоплений.
Слайд 432. Постседиментационные процессы образования и преобразования пустотного пространства
- уплотнение и
цементация
- перекристаллизация
- выщелачивание
- доломитизация
- кальцитизация и сульфатизация
Слайд 44Распределение запасов углеводородов в терригенных и карбонатных породах (Иванов, Лоджевская,
1981)
Терригенные породы
Карбонатные породы
Крупные месторождения
Крупные месторождения
На глубинах более 4 км
На глубинах
более 4 км
Слайд 45Уплотнение и цементация
Сокращение пустотного пространства с глубиной в карбонатных породах
происходит медленнее, чем в терригенных за счет быстрой цементации.
Известняки с
форменными элементами и цементацией порового и контактового типов
Известняки микритовые с редкими форменными элементами
Изменения открытой пористости известняков с глубиной (Безбородова, 1997)
Слайд 46Перекристаллизация
Обычно приводит к увеличению пустотного пространства и улучшению коллекторских свойств.
Причины:
1.
часть карбонатного материала, перешедшего в раствор, выносится пластовыми водами,
2. новообразованные
кристаллы, соприкасаясь вершинами и ребрами, создают дополнительные пустоты,
3. между более крупными кристаллами образуются более крупные пустоты и каналы.
Слайд 47Выщелачивание
CaCO3 + H2O + CO2
Ca(HCO3)2
Реакция карбонатного равновесия
pH
Твердая фаза
Раствор
растворение вещества и
удаление растворенных продуктов
Слайд 48Выщелачивание
Основные факторы:
1. наличие растворимых пород,
2. водопроницаемость пород,
3. движущиеся воды, обладающие
растворяющей способностью.
Особенности пустот выщелачивания:
1. разнообразные величина и форма,
2. сравнительно большие
размеры сообщающихся отверстий,
3. неравномерность распределения, определяющее анизотропию коллекторских свойств
4. связь с литолого-фациальным составом пород, зонами трещино- и стилолитообразования.
Слайд 49Доломитизация
2CaCO3 + MgSO4 = CaMg(CO3) + CaSO4
Реакция Гайдингера
2CaCO3 + MgCl2
= CaMg(CO3) + CaCl2
Реакция Мариньяка
Два моля кальцита плотностью 2,71 г/см3
занимают объем 73,8 см3, а один моль доломита плотностью 2,85 г/см3 занимает объем 64,8 см3. Сокращение объема – 12,2%. Образуются пустоты контракции.
Слайд 50Доломитизация
Диагенетическая
Катагенетическая
Зависимость коэффициента открытой пористости пород Вуктыльского месторождения от количества доломита
(Прошляков
и др., 1987)
Слайд 51Доломитизация
«Первичная» седиментационно-диагенетическая доломитизация не увеличивает пористости, т.к. уплотнение ликвидирует дефицит
объема.
Катагенетическая (метасоматическая) доломитизация при наличии фильтрующихся пластовых вод в жесткой,
не поддающейся дальнейшему уплотнению, карбонатной толще ведет к увеличению пустотного пространства.
Слайд 52Кальцитизация и сульфатизация
в диагенезе и катагенезе ведет к заполнению пустотного
пространства и снижает коллекторские свойства пород
В диагенезе арагонит переходит в
кальцит. Результаты: увеличение объема на 9 %, цементация породы.
В катагенезе кристаллы кальцита и гипса, образующиеся за счет привноса вещества пластовыми водами, заполняют пустоты.
