Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Билет 13.1. Трещиноватость пород, система трещин, их распределение.




Помощь в написании учебных работ
1500+ квалифицированных специалистов готовы вам помочь

Т р е щ и н ы - это разрывы сплошности горных пород без смещения. Термин т р е щ и н о в а т о с т ь имеет собирательное значение и характеризует общую рассеченность горных пород трещинами. Трещины широко и повсеместно развиты во всех разновидностях горных пород. Среди коллекторов нефти и газа наиболее трещиноватыми являются карбонатные породы, хотя в глинистых, кремнистых и других типах трещины имеют также большое значение. По времени образования различают трещины первичные, связанные по своему происхождению со стадиями диагенеза (в частности с процессами уплотнения, кристаллизации вещества, обезвоживания), и вторичные, возникновение которых обусловлено различными процессами катагенеза, метагенеза, гипергенеза и тектоническими напряжениями. Тектонические трещины образуют наиболее отчетливо выраженные системы. Ориентировка и распространение литогенетических трещин самая разнообразная: раздваиваются, ветвятся, изгибаются. Чаще они встречаются в тонкозернистых породах, которые при уплотнении

обезвоживаются больше, чем другие. На границах пластов разного состава литогенетические трещины ориентированы часто согласно их поверхности, что отражает также некоторый послойный

срыв при разной степени уплотнения. Литогенетические трещины приспосабливаются к мелким конкрециям, центрам кристаллизации, огибают разные включения, поэтому поверхность их стенок шероховатая, бугристая. Распространение их ограничивается одним пластом и в других слоях они не прослеживаются. Большое число литогенетических трещин возникает в породах; образование трещин тесно связано с переформированием коллоидных систем. При старении коллоидов, в процессе выделения воды в них появляются трещины. В числе катагенетических интересными являются мельчайшие трещины, образующиеся при микрогидроразрывах в глинистых породах в процессе выделения связанных межслоевых вод. Тектонические трещины более прямолинейны (могут рассекать породы независимо от их текстурно-структурных особенностей), поверхности их стенок более гладкие. Трещиноватость породы в ненарушенном состоянии может не проявляться явно, места будущих трещин как бы запрограммированы в породе, и эти возможности реализуются при малейшем дополнительном напряжении, сдвиге или даже под влиянием давления проникающих флюидов. Скрытая трещиноватость обычно проявляется при раскалывании пород. По размерам, протяженности, раскрытию выделяется много категорий трещин. При всем разнообразии большинство авторов выделяет две основные категории: микро- и макротрещины. Границу между ними проводят по величине 0,1 мм. К. И. Багринцева дает несколько другие параметры, ее классификация микротрещин по величине раскрытости следующая: очень узкие - 0,001-0,01 мм; узкие - 0,01 - 0,05; широкие - 0,5-0,1; очень широкие - 0,1-0,5 мм. Микротрещины изучаются в шлифах и пришлифовках, лучше ориентированных по странам света. Макротрещины изучаются в поле или в керне. Очень важным обстоятельством является масштабность трещино- ватости. Если рассматривать только лишь макротрещины, то масштаб их проявления оказывается весьма различным. Часто трещины образуют

свою систему только в пределах одного пласта и не переходят в соседние. Но в то же время в пределах какой-либо геологической структуры они, находясь на разных пластах, концентрируются на фоне этой структуры в определенные зоны. Поднимаясь на еще более высокий уровень, мы можем выделять зоны повышенной трещиноватости в пределах целого региона, например, на аэрофотоснимках. И, наконец, существуют планетарные зоны трещиноватости, которые входят в состав весьма протяженных линеаментов, дешифрируемых на космических снимках. Это важное обстоятельство необходимо использовать при региональных работах, так как зоны повышенной трещиноватости обычно прослеживаются в глубь осадочного чехла. Можно использовать для выявления зон повышенной трещиноватости на глубине и геофизические данные: резкие изменения ускорения свободного падения - высокоградиентные зоны, выделяющиеся по перепадам скоростей распространения упругих волн. Возможности трещинообразования в породах проявляются при деформациях. Деформация зависит от направления приложения сил, анизотропии твердого тела, длительности действия силы. Деформации могут быть однородные (сжатие и растяжение) и неоднородные (изгиб и кручение), кроме того, они разделяются на упругие и пластические. Предел упругости у горных пород сравнительно низкий, и при переходе через него пластические деформации приводят к необратимым изменениям формы и объема тела. Способность пород выдерживать пластическую деформацию без разрушения определяется их пластическими свойствами. Породы с

малой пластичностью являются хрупкими. Существует определенная обратная зависимость между пластичностью, которую можно измерить, и способностью к растрескиванию. Выделяются высокопластичные породы (соль, слабоуплотненные глины), пластичные (гипсы, алевритовые глины, некоторые мергели), малопластичные (известняки, доломиты, аргиллиты), непластичные (кремнистые и окремненные породы). Следует заметить, что на степень упругости и пластичности влияют окружающие условия. Карбонатные породы, насыщенные водой и углекислотой, легче поддаются пластическим деформациям. Предел прочности мелкокристаллического известняка на скалывание

при атмосферном давлении 260 МПа, а при геостатическом давлении на глубине 5 - 6 км повышается почти в 5 раз. Трещины, которые создаются при растяжении и изгибе, значительно увеличивают пустотное пространство. Степень пластичности (или хрупкости), а также толщина пласта влияют на характер деформации. Если пластичный материал растягивается и утоняется, то хрупкий разделяется на куски (блоки) трещинами отрыва или скалывания. Отмечается связь размеров блоков с прочностью породы и толщиной слоев. Степень трещиноватости находится в зависимости от литологического состава. В глинистых, кремнистых известняках и мергелях трещиноватость повышена по сравнению с чистыми известняками. Среди известняков трещиноватость наиболее высокая в доломитизированных и тонкозернистых разностях. По расположению трещин относительно залегания слоев выделяются перпендикулярные, параллельные и наклонные к слоистости. По отношению к вытянутым структурным формам трещины могут быть продольными, поперечными и косыми, ориентированными под каким-то углом к направлению простирания и падения. На куполовидных структурах (или на периклиналях) можно выделять радиальные и концентрические трещины. По направлению, ориентировке, отношению к пластам и пачкам, времени возникновения трещины объединяются в системы. Последние чаще всего различаются по своей практической эффективности. В каждой системе различают густоту и плотность трещин в объеме. Г у с т о т а (Г) определяется как отношение числа трещин данной системы к единице длины линии, перпендикулярной к стенкам этих трещин. Густота может быть различна для разных систем трещин.

Расстояния меду трещинами одной системы, как правило, выдерживаются. П л о т н о с т ь (П), или объемная плотность, является суммарным количеством всех трещин в данном объеме. При подсчете на плоскости (в обнажении, в шлифе) можно получить площадную (поверхностную плотность, например, без учета трещин, параллельных напластованию. Раскрытость трещин можно определять как среднее между самыми широкими и самыми узкими участками. Хотя фильтрацию ограничивают

самые узкие участки, флюиды могут обтекать их и по более широким зонам. Густота, раскрытость трещин, коэффициенты пустотности и фильтрации тесно связаны с вещественным составом, степенью вторичной измененности. К. И. Багринцева (1979 г.) приводит количественные характеристики трещин в известняках различных структурно-генетических типов. Минимальные значения поверхностной плотности трещин отмечаются в биоморфных разностях - 0,01-0,5 см/см2 при средней раскрытости трещин 10-70 мкм. Для известняков комковатой структуры характерна более высокая величина поверхностной плотности - 0,3-0,8 см/см2 при средней раскрытости 5-40 мкм. Максимальными значениями поверхностной плотности отличаются микрозернистые известняки - 3,1 см/см2 при раскрытости от 25 до 60 мкм. Анализ выполнения трещин имеет чрезвычайно большое значение. Выполнение бывает полным и неполным, а также может различаться по составу выполняющего трещину вещества: минеральное (кварц, кальцит, сера и др., особенно выделяется глинистое), органическое (битумоиды, нафтиды), смешанное. Среди трещин с OB выделяются чернобитумные (нафтид сильно изменен и не люминесцирует). внимательно следует относиться к трещинам, заполненным полностью или частично глинистым веществом. Глинистые минералы обычно распределяются вдоль стенок, образуя своеобразные пленки, или следуют узкими четко видными (в разрезе) полосками в центральных частях трещин. При расчете фильтрации по микротрещинам, заполненным неизмененной глиной, нужно, по-видимому, учитывать всю их ширину, так как глинистое вещество на глубине может находиться в состоянии коллоидного раствора и перемещаться вместе с нефтью. Доказательством этого является то, что глины в трещинах часто пропитаны битумоидами. По взаимной пересеченности (и смещению) устанавливаются трещины

различных генераций. Выделять их помогает выполнение трещин. Можно предложить следующую общую схему последовательности генерации трещин в зависимости от их выполнения: а) минеральное (кварц, карбонаты, сульфаты и др., кроме глин); б) чернобитумное (вещество не люминесцирует); в) глинистое; г) выполненные люминесцирующим битумоидом или нафтидом; д) люминесцирующее. Установление последовательности образования трещин с учетом их выполнения в совокупности с общегеологическими данными дает возможность реконструировать гидродинамический и гидрохимический режимы на различных этапах геологической истории, что важно для выяснения процессов формирования залежей нефти. Данные о минеральном составе выполнения трещин позволяют также правильно выбрать химреагенты, которые закачиваются в скважину для повышения нефтеотдачи. Влияние трещиноватости на проницаемость пород весьма значительно. Трещиноватость чаще всего составляет первые проценты общего объема пустот, но при относительной простоте структуры обеспечивает высокую фильтрацию. Коллекторские свойства основной массы породы (матрицы), не затронутой трещинами, могут быть очень низкими (особенно проницаемость), но трещины дают возможность флюидам выйти из этой матрицы и дальнейшая фильтрация происходит уже значительно эффективнее. В целом такая система представляет механизм как бы двуступенчатой фильтрации, которая с учетом взаимозаменяемости флюидов в матрицах и в трещинах может быть и двухфазной. Вода из более широких трещин поступает в более тонкие капиллярные поры матрицы и вытесняет оттуда нефть - возникает механизм противоточной капиллярной пропитки. Общую оценку такого коллектора следует давать по нефтеотдаче, которая зависит от структуры порового пространства блоков матрицы породы, от поверхностных свойств пород (гидрофильности, гидрофобности, густоты и раскрытия трещин и др.). Отмечено в ряде случаев, что даже разный режим разработки залежи влияет на получение из таких коллекторов преимущественно либо нефти, либо воды. Карбонатные породы отличаются особенно сложной структурой пустот. Каждый структурно-генетический тип характеризуется своим строением порового пространства, неравномерное растворение и цементация вновь образованным кальцитом и сульфатами еще больше осложняют обстановку, разделяют единый массив на отдельные блоки,

и только трещины различной генерации увязывают все это в единую гидродинамическую систему. Преимущественное развитие трещиноватости происходит в разностях пород с низкими значениями первичной пористости. Перечисленные особенности хорошо видны на примере Оренбургского газоконденсатного месторождения. Основная продуктивная толща здесь представлена карбонатными породами средне- и позднекаменноугольного возраста и ранней перми толщиной более 500 м. Слагается она биоморфными (фораминиферовыми) и детритовыми известняками. Между пачками этих пород залегают известняки микрозернистые и сгустковые. Коллекторы порового типа соединяются между собой в единый резервуар трещинными зонами в микрозернистых известняках. Внутри биоморфных пачек выделяются вторично измененные более рыхлые разности. В биоморфных известняках отмечены и наиболее высокие величины пористости - до 25% и проницаемости - 100•10- 1 5 М2. Изменение емкостных и фильтрационных характеристик, так же как и трещиноватости карбонатных пород, с глубиной носит сложный характер. Зависит это от перемены тектонического режима, который влияет на всю обстановку. Ухудшение свойств вследствие зацементированности может смениться вновь существенным улучшением за счет глубинного выщелачивания и образования трещин, что связано между собой. Поэтому коллекторы с хорошими свойствами известны на глубинах 5 - 6 км. Таковы карбонатные коллекторы на морских месторождениях Среднего Востока, толщи подсолевых карбонатов в Прикаспийской впадине.







Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2022 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных