Литология.

В целом литологический разрез скважины Акбельской № 3 сложен суль­фатно-карбонатными и глинистыми породами возраста среднего карбона (баш­кирский и московский яруса), которые вскрыты в интервале глубин от 1410 до 1864 м. Разрез можно разделить на 9 пачек четырёх типов, которые чередуются между собой:

1 тип. Глинистая пачка;

2 тип. Сульфатно-карбонатная пачка;

3 тип. Известняковая пачка;

4 тип. Глинисто-карбонатная пачка
Описание разреза.

1 пачка.

В оновании первой глинисто-карбонатной пачки залегает глинистый мергель. Он вскрыт в интервале глубин от 1859 до 1864м. Выше по раз­резу, в интервале глубин от 1836 до 1859 залегает глина известковая, мощ­ность которой 23 м. Соделжание глинистого материала в ней  увели­чива­ется в два раза, а известняка  уменьшается в два раза по сравнению с ниже­лежащим слоем мергеля. Ещё выше по разрезу, в интервале глубин от 1800 до1836 м вскрыта глина доломитовая, мощность которой состав­ляет 36 м. Содержание в ней глинистого материала почти не изменилось, по сравне­нию с нижележащем слоем, зато вместо известняковой состав­ляющей поя­вилась доломитовая составляющая(39,7%).

2 пачка.

В основании второй сульфатно-карбонатной пачки залегает ангид­рит, вскрытый в интервале глубин от 1771 до 1776 м., мощность которого 29 метров. Выше по разрезу второй пачки постепенно уменьшается со­держа­ние CaSO₄  и в интервале глубин от 1758 до1771 метров ангидрит полно­стью переходит в доломит, в котором отсутствуют нерастворимое органи­ческое вещество и CaSO₄  , но незначительно присутствует СaCO₃(8,6%). Ещё выше по разрезу увеличивантся содержание СaCO₃ до 18,5% и в интервале глубин от 1746 до1758 залегает толща доломита известковистого, мощностью 12м.

3 пачка.

В основании третьей известняковой пачки в интервале глубин от 1735 до 1746 м залегает известняк глинистый, мощность которого 11м. Содержание глины в известняке равно19.3%. Выше по разрезу пачки постепенно увеличивается содержание глинистого материала и уменьшается содержание известняка. Так в интервале глубин от1722 до 1735 м вскрыт мергель, мощностью 13 м, в котором содержание глины равно 31,8%, а известняка 69,2%. Ещё выше по разрезу, в интервале глубин от 1693 до1722 м вскрыт мергель, мощность которого 29 м, а содержание глинистого материала равно 70,4%,а известняка 29,6%.

4 пачка.

В основании четвёртой глинистой пачки залегает глина в интервале глубин от 1682 до 1693 м,мощност которой составляет 11м. Содержание в ней глинистого материала равно 96,1% и только 3,9% известняка. Выше по разрезу пачки постепенно растёт содержание известняковой составляющей в глине. Так, в интервале глубин от1644 до 1682 м залегает глина известковистая, в которой содержание известняка увеличивается до 11,6%.

5 пачка.

В основании пятой известняковой пачки в интервле глубин от1626 до 1644 м залегат ихвестняк, мощность которого 18м. Постеппенно вверх по разрезу увеличивается содержание глинистого материала в известняке. Так в интервале глубин от 1602 до 1626м залегает известняк глинистый, мощность которого равна 24 м, а содержание в нём глины достигло 17,3%.

6 пачка.

В основании шестой глинисто-карбонатной пачки в интервале глубин от 1586 до 1603м золегает доломит, мощность которого равна 16м. Содержание в нём глинистого материала и известняка очень незначительно (4,9% и 3,9% соответственно). Постепенно вверх по разрезу пачки содержание доломита уменьшается, а содержание известняка и глинистого материала увеличивается. И уже в кровле пачки, в интервале глубин от 1568 до 1586 м залегает мергель, мощность которого равна 20 м. В его содержании полностью отсутствует доломитовая составляющая, а содержание известняка и глинистого материала равно соответственно 42,1% и 57,9%.

7 пачка.

В основании седьмой известняковой пачки залегает известняк в интервале глубин от 1537 до 1568 м, мощность его составляет 31 м. Содержание в нём СACO3  равно 98,1%, а глинистого материала 1.9%. Выше по разрезу пачки, в интервале глубин от 1521 до 1537 так же залегает известняк, мощность которого равна 26м, содержание в нём СaCO₃ равно 96,3%.

8 пачка.

В основании восьмой глинистой пачки залегает в интервале глубин от 1495 до 1521 мергель глинистый, мощность которого равна 26 м. В нём содержание глинистого материалм равно 73.8%, а СaCO₃ 26,2%. Выше по разрезу пачки содержание СaCO₃ уменьшается, а глинистого материала увеличивается. Так в интервале глубин от 1466 до1495 м залегает глина известковистая , мощность которой равна 29 м, а содержание СaCO₃ равно 13,7 %.

9 пачка.

В основании девятой сульфатно-карбонатной пачки, в интервале глубин от 1440 до 1466 м  залегает ангидрит, с небольшим содержанием глинистого материала (2,6 %), мощность которого равна 26 м. Выше по разрезу содержание CaSO₄ уменьшается , а растёт содержание глинистого материала и СaCO₃ . Так в интервале глубин от 1423 до 1440 вскрыт ангидрит, мощностью 17 м, в котором содержание СaCO₃ увеличивается до 5,23 % , содержание глинистого материала увеличивается до 10,8 % и содержание CaMg(CO₃)₂  увеличивается до 29,6 %. В кровле пачки зале­гает мергель глинистый. Он вскрыт в интервале лубин от 1410 до 1423 м , мощность его составляет 13м, а содержание глинистого материала и СaCO₃ равно соответственно 76,8 %  и  23,2 %. Вероятно этот слой глинистого мергеля является основанием вышележащей новой пачки.

Таким образом я выделила в разрезе девять пачек четырёх типов. Пачки выделены на основании преобладающего в их составе компонента. Так, непример, глинистая пачка выделена потому, что в ней преобладают породы с повышенным содержанием глины. В разрезе наблюдается чередование пачек, что говорит о закономерном изменении пород.
2.Условия осадконакопления.
  Смена пород в разрезе обусловлена сменой обстановки осадконакопления.

Среди множества факторов, определяющих условия образования осадочных пород и закономерности их формирования, ведущее положение занимает тектоника и, в частности, режим колебательных движений земной коры. Большое влияние на общий ход осадочного процесса оказывает климат, но его роль в определенной мере регулируется тектоникой. Кроме того, на формирование осадочных толщ оказывают влияние рельеф, жизнедеятельность организмов, солевой соста и солёность вод, Eh, pH и т.д.

 В изученном мною разрезе скважины №3 Акбельская вскрыты породы различного состава, что говорит о различии их условий осадконакопления. Наиболее распространены в разрезе карбонатные материалы (кальцит и доломит), которые образуются в широких пределах солёности - от слабо минерализованных, практически пресноводных  условий до морских, нередко с несколько повышенной солёностью. В то же время достаточн точно установлено,что они образуются в зоне относительно высоких температур. Современные неритовые карбонатные осадки располагаются  двумя полосами примерно в пределах 15-25^оС обеих широт. Фораминиферовые океанические осадки также распространены в низких и умеренных широтах и не заходят в полярные области, что в целом определяется климатическим контролем развития  известьвыделяющего планктона. Принципиально подобная картина распределения карбонатных отложений установлена и в более древних геологических образованиях. Вопрос об озёрном, лагунном или морском генезисе карбонатных пород может быть решён лишь с привлечением дополнительных данных  о содержащихся в них остатках фауны и флоры, характера строения отложений, площадном распространении, фациальных соотношениях и т.д. Судя по мощностям накопления карбонатов в рассматриваемом разрезе они имеют морское происхождение.

Наличие в разрезе толщ ангидритов чётко указывает на высокие стадии зосолонения бассейнов, которые обычноопределяются резкой аридизацией климата.

Наличие в разрезе мощных глинистых толщ говорит о наличии области сноса террегенного материала

Периодичнсть осадконакопления.

 В разрезе осадочной оболочки Земли имеет место неоднократная повторяемость слоёв пород или даже целых комплексов, близких по составу и внешнему виду. Повторяемость слоёв и осадочных комплексов (пачек, толщ, формаций) в истории Земли происходит на фоне общего поступательного развития планеты и называется периодичностью осадконакопления. Периодичность имеет различные масштабы. Чередуются тонкие (сантиметры и их доли) литологически однородные слойки, пласты и литологические комплексы (толщи в десятки метров), состоящие из целого набора пород, залегающих в определенной последовательности.

Разномасштабность явления послужила основанием для выделения периодичности низшего и высшего порядков. К периодичности низшего порядка относят чередование элементарных слойков или слоёв, имеющих толщину от долей до десятков сантиметров. Периодичность высшего порядка составляют комплексы (толщи, формации) толщиной в десятки и сотни метров. Обычно периодичность низшего порядка называют ритмичностью, а периодичность высшего порядка называют цикличностью,одноко единства в терминологии нет.

Среди причин, вызывающих ритмичность, прежде всего следует назвать сезонные, годичные и многолетние изменения климата, связанные с циклами солнечной активности: 11, 22, 35, 105, 150 лет и более. На периодичность низших порядков влияют также изменения климата, связанные с периодичностью изменения ориентировки земной оси, колебанием угла наклона земной оси в плоскости её орбиты, изменением формы последней.

 Первопричиной периодичности высшего порядка считают возмущающее влияние центральных масс Галактики на Солнечную систему. Происходящие в результате этого ихменения формы орбиты, скорости движения, активности физичесикх процессов на Солнце, влияют на параметры движения, тектоническую актикность и климат Земли. Последние в свою очередь вызывают изменение условий седиментогенеза и состава откладывающего осадка.

 

 

В изученном разрезы можно выделить четыре цикла.

Первый цикл.                                                                                                                                                                                                                       

 Цикл начинается глинисто-карбонатной пачкой, что говорит о морских условиях осадконакопления. Море, вероятно, было нормальной солёности, тёплым, с имеющейся не по-далёку областью сноса террегенного материала (о чём говорит наличие нерастворимой части). Постепенно солёнсть воды увеличивалась и климат станвился более жарким, аридным (условие накопления ангидритов, солей), что привело к накоплению сульфатно-карбонатной пачки.

Второй цикл.

Цикл начинается с накопления известняковой пачки. Т.е. солёность воды в море нормализовалась, что и способствовало накоплению карбонатов. Дальнейшее увеличение привноса террегенного материала привелок накоплению глинистой пачки. Вероятно, толща откладывалася в спокойной обстановке.

Третий цикл.

Происходит постепенное уменьшение привноса террегенного материала, что способствовало накоплению в морской среде нормальной солённости известняковой толщи. Далее, вероятно, солёность воды постепенно увеличивалась, что привело к накоплению глинисто-доломитовой пачки.

Четвёртый цикл.

Опять нармализуется солёность морского бассейна в начале цикла, что выражается в накоплении известняковой пачки. Далее происходит постепенное увеличение привноса террегенного материала и образование глинистой пачки. Резкое накопление ангидрита вызвано наступлением жаркого засушливого климата при малом выподении атмосферных осадков при условии, что испарение воды компенсировалось притоком морских вод.Далее происходит уменьшение солёности воды и накапливаются толщи мергелей.

Таким образом, изучая особенности каждого цикла в разрезе можно выделить идеальный цикл, котороый характеризуется следующей последовательностью пород: глина, известняк, доломит, ангидрит. В разрезе скважины этот идеальный цикл притерпевает изменения, связанные с резким изменением условий осадконакопления. Так, при идеальом цикле должно происходить постепенное увеличение солёности воды и постепенном переходу от известняка через доломит к ангидриту. В разрезе, как мы видим это не всегда происходит.
3.Коллекторские свойства.
Породы, содержащие жидкие или газообразные флюиды и отдающие их при разработке, называются коллекторами. Основные признаки, характеризующие качество пород-коллекторов, - пористость, проницаемость, плотность и насыщенность пор флюидами. По изученном разрезе № 3 скважины Акбельская отсутствуют данные о степени уплотнения и нефте-газо-водонасыщенности пород, поэтому я хочу подробнее остановиться на тех коллекторских свойствах, данные о которых имеются.

Совокупность всех пор независимо от их формы, размера, связи друг с другом и генезиса называется пористостью. Численно пористость выражается через коэффициент пористости, который представляет собой отношение суммарного объёма пор к объёму породы, в которой они находятся, и выражается в долях единицы или процентах. 
 К_пор=V_пор / V
_породы
*100 %
Различают три вида пористости: полную, открытую и эффективную.

Полная пористость – это совокупность всех видов пор, независимо от их размера, формы, сообщаемости и генезиса.

Открытая пористость – это совокупность сообщающихся между собой пор.

Эффективная пористость – совокупность пор, через которые может осуществляться миграция данного флюида.

Пористость разных видов в одном образце не одинакова. Наиболее высокие значения характерны для полной пористости, далее – открытой и самые низкие – эффективной.

По генезису различают поры первичные, возникшие на стадии формирования горной породы (седиментогенез, диагенез), и вторичные, образовавшиеся в стадию бытия (катагенез, гипергенез). Первичные поры в карбонатных породах образуются вследствие неполного прилегания друг к другу оолитов или органогенных остатков, а также благодаря наличию полостей и камер в скелетных остатках различных породообразующих организмов (фораминифер, гастропод, кораллов и т.д.), слагающих известняки с низким содержанием глинистого и терригенного материала. Вторичную пористость представлябт трещины, каверны, межзерновые поры. Трещины образуются при литологических превращениях пород, а также в хрупких породах (плотных известняках, доломитах, аргиллитах, крепких песчанниках и др.) при разрядке тектонических напряжений и вседствие естественного гидгоразрыва.

В изученном разрезе пористостью обладаю все породы.  Но наибольшей пористостью обладают нижеперечисленные породы. Мергель глинистый (Кп = 12,3 %), глина известковистая ( Кп = 14,7 %), мергель глинистый (Кп = 11,5 %), известняк (Кп = 15,6 %), известняк (Кп = 16,4 %), известняк глинистый (Кп = 12,3%), известняк (Кп = 14,9%), глина известковистая (Кп = 8,4 %), глина (Кп = 10,7%), известняк глинистый (Кп = 12,6 %), доломит известковистый (Кп = 13,1%).

Проницаемость-это способность горной породы пропускать сквозь себя жидкость или газ. Величину проницаемости выражают через коэффициент пронициемости. Единицей проницаемости в СИ принят 1*10^-12м², который соответствует 0,981 Д (дарси) – внесистемной единице, применяемой в промышленности. Проницаемость 1*10^-12м² соответствует  расходу жидкости (Q) 1 м³/с при фильтрации её через пористый образец горной породы длиной ( L ) 1м, площадью поперечного сечения ( F ) 1 м² при вязкости жидкости ( μ ) 0,001 Па*с и перепаде давления (Δp ) 0,1013 Мпа.

Согласнолинейному закону фильтрации Дарси, проницаемость породы выражается в следующем виде:
Кпр = Q*
μ
*L/Δp*F
Различают абсолютную, эффектиную и относительную проницаемость.

Абсолютная проницаемость - это проницаемость горной породы (или какого-либо другого пористого тела) применительно к однородному флюиду, не вступающему с ней во взаимодействие.

Эффективная проницаемость – это проницаемость горной породы или вообще пористого тела для данного жидкого (или газообразного) флюида при наличии в поровом пространстве газов (или жидкостей).

Относительная проницаемость – это отношение эффективной проницаемости  к абсолютной, она вычисляется арифметически.

Вследствие анизотропии физических свойств горных пород и ориентированного расположения трещин проницаемость в пласте горных пород по разным направлениям может существенно различаться. Обычно в слоистых породах проницаемоть по наслоению выше, чем в направлении перпендикулярном  к наслоению. В трещиноватой породе  по направлению трещин проницаемость может быть очень высокой, а в перпендикулярных  направлениях может практически осутствовать. Диапазон колебаний численных значениий  абсолютной проницаемости очень велик от 5-10*10^-11 м² до 1*10^-17 м² и менее.

Проницаемость в разрезе скважины была изучена в двух направлениях – по напластованию и вкрест напластования. Численно эти значения практически одинаковы во всех породах (исключение составляет известняк глинистый, в котором Кпр по наслоению равен 8*10^-15, а перпендикулярно наслоению Кпр равен 109*10^-15). В разрезе проницаемостью обладают известняк – образец № 6 (Кпр = 832*10^-15), известняк – образец № 7 (Кпр = 1003*10^-15), доломит – образец № 9 (Кпр = 38*10^-15), известняк глинистый – образец № 10 (Кпр =22 * 10^-15), известняк – образец № 11 (Кпр = 109*10^-15), известняк глинистый – образец № 16 (Кпр = 109*10^-15), доломит известковистый – образец № 17 (Кпр = 138*10^-15), доломит – образец № 18 (Кпр = 56*10^-15).

Таким образом в изученном разрезе пористостью обладают все породы, а проницаемостью только некоторые. Причём проницаемость вдоль и поперёк наслоения  практически одинакова, что говорит об однородном строении породы. По сочетанию рассмотренных коллекторских свойств можно выделить следующие пласты-коллекторы:

1.     Пласт представлен известняком (образец № 6), в котором Кп = 15,6, а Кпр = 832*10^-15. Коллектор, возможно, порового типа. Мощность пласта равна 16 м.
2.     Пласт представлен  известняком (образец № 7), в котором Кп=16,4, а Кпр = 1003*10^-15. Коллектор, возможно, порового типа с внутриформенным видом порового пространства. Мощность пласта равна 31 м
3.     Пласт представлен доломитом (образец № 9), в котором Кп = 5,8, а Кпр = 38-45*10^-15. Коллектор, возможно, порового типа с межзеновым видом порового пространства. Мощность пласта равна 16 м. 
4.     Пласт представлен известняком глинистым (образец № 10), в котором Кп = 12,3, а Кпр = 17-22*10^-15. Коллектор, возможно, смешанного типа. Мощность его составляет 24м.
5.     Пласт представлен известняком (образец № 11), в котором Кп = 14,9, а Кпр = 109-123*10^-15. Тип коллектора, скорее всего, смешанный. Мощность пласта равна 18 м.
6.     Пласт представлен  известняком глинистым (образец № 16), в котором Кп =19,3, а Кпр параллельно наслоению равен 8*10^-15м²  и перпендикулярно наслоению равен 109*10^-15м². Коллектор, вероятно, трещиноватого типа. Мощность пласта равна 11 м.

7.     Пласт представлен доломитом известковистым (образец № 17), в котором Кп = 13,1, а Кпр =138-196*10^-15м². Коллектор, вероятно смешанного типа. Мощность пласта составляет 14 м.
8.     Пласт представлен доломитом (образец № 18), в котором Кп = 8,7, а Кпр = 56-94*10^-15м^2.. Коллектор, скорее всего, смешанного типа. Мощность пласта равна 13 м.

4.Анализ коллекторских свойств.
Большое влияние на коллекторские свойства оказывают литологический состав породы, глубина залегания и этап, на котором происходило формирование пустот (при образовании осадка, при диагенезе, катагенезе, гипергенезе).

В этой главе я попытаюся выявить зависимости коллекторских свойств породы (пористости и проницаемости) от её литологического состава

На графике № 1 и графике № 2показаны зависимости Кп и Кпр от содержания CaMg (Co₃) ₂ в породе. В целом можно сказать, что при увеличении доломитовой составляющей пористость в породе увеличивается. Наибольшие значения Кп имеет при вторичной доломитизации известняка. Теоретически было
                       

                                График № 1                                             График № 2
                                                                            
показано, что при доломитизации должно происходить уменьшение объёма занятого доломитом, по отношению к объёму, занятому кальцитом на 12,2 %; на эту виличину и должен теоретически возрастать объём пустотного пространства. Фактически соотношение пористости и степени доломитности для разных районов и различных отложений зависят от структурно-генетического типа первичной породы, времени и химизма процессов доломитообразования. Первичные доломиты, как правило однорадные и имеют микро- и тонкозернистую структуру, и характеризуются низкими значениями пористости и проницаемости. Диагенетическая доломитизация также практически не изменяет коллекторские свойства, т.к. диагенетическое уплотнение ликвидирует дефицит объёма и увеличение пористости не происходит. Увеличение пустотного пространства происходит только при катагенетической метасоматической доломитизации. Таким образом устанавливается влияние на коллекторские свойства не просто доломитности (абсолютного содержания доломита), а именно доломитизации – наложенного процесса, причём наибольшее значение катагенетическая метасоматическая доломитизация.

На графике № 3 показана зависимость Кп от содержания ангидрита. Таким образом, коллекторские свойства пласта уменьшаются при увеличении сульфатной составляющей. График зависимость Кпр от содержания ангидрита имеет аналогичное строение. Пласты ангидрита в разрезе могут являться хорошими флюидоупорами (покрышками).
                                                                              График № 3

На графике № 4 и на графике № 5 показана зависимость Кп и Кпр от глинистой составляющей. Глинистые породы в практике поисковЮ, разведи и разработки нефтяных и газовых месторождений известны в основном как флюидоупоры. Вследствие значительных вариаций литологического состава и строения глинистые породы выделяются довольно широким спектором коллекторских свойств. Обычно коллекторы относятся к

                                                                  График № 4


сложному порово-трещинному типу. Открытая пористость пород в разрезе равна 1- 12 %, а проницаемость отсутствует.

На умеренных  и больших глубинах (≥ 3 км) глинистые породы могут быть коллекторами. Их пористость в значительной части первична, а проницаемость почти всегда вторична. Она обязана литологической и тектонической трещеноватости, сформировавшейся после того, как породы достаточно уплотнилися.

           Мы видим, что при увеличении содержания глины в породе, проницаемость её уменьшается, а пористость увеличивается.

                                                                   

                                                          График № 5                   

На графиках № 6 и № 7 показаны зависимости Кп  и  Кпр от содержания в породе CaCO₃. В целом, видно, что при увеличении содержания CaCO₃ в породе, её коллекторские свойства улучшаются. При этом очень важное значение имеет этап, при котором формировалось пустотное пространство и генезис породы. Так, при осаждении тонкозернистого карбонатного материала формируются породы высокопористые (порядка 70-80 %) и относительно равномернопористые. При формировании карбонатных осадков, состоящих из форменных элементов, в них образуются внутрискелетные и межформенные пустоты.
                                                                График № 6





                                                                    График № 7
 Очень важное значение для изучения коллекторских свойств породы имеет глубина её залегания.

Известно, что по мере увеличения глубины залегания осадочных горгых пород их строение и физические свойства (в том числе и коллекторские) изменяются. Удалось установить общую закономерность, которая заключается в том, что по мере увеличения глубины залегания пород их пористость и проницаемость постепенно понижаются, а плотность и хрупкость возрастают.
 Список используемой литературы.
1.   Литология.                         Б.К.Прошляков, В.Г.Кузнецов.

2.   Литология  


                          и литолого-фациальный анализ. Б.К.Прошляков,В.Г.Кузнецов
3. Общая геология.               В.С.Мильничук, М.С.Арабаджи.
4. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине “Литология”.

                                                                           Б.К.Прошляков.