Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов

Шалдыбин, Михаил Викторович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов
ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов"

На правах рукописи

Шалдыбин Михаил Викторович

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ПРОЦЕССОВ НАЛОЖЕННОГО ЭПИГЕНЕЗА НА ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА ОБЛОМОЧНЫХ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ (на примере нефтяных месторождений Томской области)

Специальность 25.00.09 - Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск - 2005

Работа выполнена в Томском политехническом университете и в Томском филиале Федерального государственного унитарного предприятия (ФГУП) Сибирского научно-исследовательского института геологии, геофизики и минерального сырья («СНИИГТиМС»)

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук, доцент Н.Ф. Столбов»

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Н.П. Запивалов кандидат геолого-минералогических наук, доцент С.И. Арбузов

Ведущая организация: ОАО «Томский научно-исследовательский и проектный институт нефти и газа Восточной нефтяной компании» (ОАО «ТомскНИПИ-нефть ВНК»)

Защита диссертации состоится "¡¿"декабря 2005 года в 10 часов 30 мин. в 210 аудитории 1 корпуса ТПУ на заседании диссертационного совета Д 212.269.03 при Томском политехническом университете Адрес: 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Томского политехнического университета.

Автореферат разослан // " 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук

Савичев

'ЩИ- 2 и2725

Актуальность работы. В настоящее время моделирование залежей углеводородов (УВ) проводится с использованием геолого-геофизических характеристик горных пород в пределах объема скважин, в основном по данным ГИС. За исключением гидродинамических и сейсмических данных, которые мало связаны с изучением геологии пород-коллекторов, отсутствуют другие возможности исследования объемов продуктивных пластов пород-коллекторов за пределами пространства скважин. Это связано с недостаточным выходом керна при бурении глубоких скважин, изучение которого в основном проводится с целью определения емкостных петрофизических параметров, а литологическая характеристика пород часто ограничивается лишь полевым описанием керна. При этом эпигенетические изменения пород-коллекторов практически не изучаются.

Вместе с тем, как показали исследования Б.А. Лебедева (1992), эпигенетические изменения заметно влияют на формирование пустотного пространства нефтегазоносных отложений и обусловливают значительные изменения фильт-рационно-емкостных свойств (ФЕС) пород-коллекторов. Среди эпигенетических изменений пород им выделяются стадиальные и наложенные процессы. Наложенные эпигенетические процессы приводят к появлению в обломочных породах-коллекторах минеральных новообразований, значительно осложняющих их внутреннее строение и, как следствие, процесс извлечения из них нефти и газа.

Изучение геохимии продуктов наложенного эпигенеза является одним из эффективных методов оценки ФЕС пород-коллекторов. Детальные петрографические и литогеохимические исследования обломочных пород могут способствовать более точному картированию и пространственной геометризации зон эпигенеза. Исследования геохимии различных элементов по керну скважин, мало применяющиеся в практике геологических работ, позволяют найти геохимические критерии прогноза зон распределения благоприятных коллекторов. Так, например, исследования геохимического поведения урана и алюминия в терригенных осадочных отложениях Западной Сибири позволяют оценить влияние процессов наложенного эпигенеза на ФЕС пород-коллекторов (Столбов, Столбова, Фомин, 1994).

Диссертация посвящена выявлению минералога-геохимических особенностей продуктов наложенного эпигенеза, образующихся в обломочных породах-коллекторах нефтегазоносных юрских и меловых отложений Томской области.

Цель в задаче исследования.

Цель работы - установить геохимические особенности продуктов наложенного эпигенеза в юрских и меловых нефтегазоносных обломочных породах и выработать геохимические критерии прогноза зон благоприятных коллекторов с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами.

Задачи исследования:

1) по керну глубоких скважин выявить отложения, подвергшиеся влиянию процессов наложенного эпигенеза,

иэупнть—ни геологию, литолого-РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ ] библиотека {

петрографические и минералого-геохимические особенности, а также закономерности пространственной локализации;

2) выбрать и обосновать комплексную методику исследования эпигенетически измененных пород-коллекторов;

3) изучить продукты вторичного минералообразования и их влияние на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов;

4) исследовать особенности поведения урана и алюминия в обломочных породах затронутых процессами наложенного эпигенеза и установить связь их содержаний с ФЕС;

5) установить возможность картирования зон наложенного эпигенеза по геохимическим данным;

6) разработать геохимические критерии выделения зон уплотненных и разуплотненных пород-коллекторов.

Методы исследования и фактический материал.

В основу были положены материалы литолого-петрографических и мине-ралого-геохимических исследований терригенных пород-коллекторов различных районов Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна, выполненных автором в составе коллектива петролого-геохимической лаборатории кафедры геологии, минералогии и разведки полезных ископаемых Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета (ТПУ) под руководством доцента Н.Ф. Столбовой, а также в составе лаборатории активацион-ного анализа Томского филиала ФГУП «СНИИГГиМС» под руководством Ю.М. Столбова. Исследования проводились по договорам с ОАО "Томскнеф-тегазгеология", с Территориальным агентством по недропользованию по Томской области («Томскиедра»), ОАО «Томскнефть», ОАО «СибНАЦ» и другими научными и производственными организациями в период с 1990 по 2003 год.

С целью решения основных задач исследования была отобрана представительная коллекция образцов керна из нефтегазоносных юрских и меловых отложений Томской области (более 10000 обр.), проведена документация керна свыше 100 скважин, просмотрено и описано 330 петрографических шлифов, изучены уровни накопления и закономерности распределения в обломочных и глинистых породах урана и алюминия. Коллекции терригенных пород были отобраны в кернохранилищах нефтегазоразведочных экспедиций Западной Сибири.

Использованы также фондовые геолого-геофизические материалы, хранящиеся в геологических фондах нефтегазоразведочных экспедиций Западной Сибири и в Томском территориальном фонде геологической информации. Определения содержаний урана и алюминия (более 30000 элементоопределений) выполнены методом запаздывающих нейтронов (МЗН) и с помощью инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) в лаборатории акти-вационного анализа Томского филиала ФГУП «СНИИГТиМС» под руководством кандидата технических наук Ю.М. Столбова. Для уточнения диагностики минералов в осадочных породах использовались рентгенофазовые, рентге-

неструктурные и кристаллооптические методы анализа. Коллекторские свойства пород оценивались по результатам их петрофизических исследований.

Практическая ценность. Изучены геохимические особенности поведения урана и алюминия в зонах наложенного эпигенеза в юрских и меловых нефтегазоносных отложениях Томской области. Выявлены петрофизические и мине-ралого-геохимические критерии прогноза зон с благоприятными коллектор-скими свойствами. Результаты исследований внедрены в производство на неф-тегазоразведочных и добывающих предприятиях Западной Сибири (выделены и рекомендованы к использованию зоны благоприятных коллекторов на изученных месторождениях Томской области).

Научная новизна.

1) Изучены проявления процессов наложенного эпигенеза в обломочных породах-коллекторах нефтяных месторождений Томской области (Вахское, Кошильское, Двуреченское, Западно-Моисеевское, Крапивинское и др.), а также в породах ачимовского горизонта газоконденсатного Уренгойского месторождения.

2) Установлено, что процессы наложенного эпигенеза приводят к формированию различных минеральных новообразований и влияют на изменение ФЕС пород-коллекторов, уплотняя (уменьшая и ухудшая) или разуплотняя (увеличивая и улучшая) их. Для юрских обломочных пород рассчитаны изменения ФЕС, обусловленные развитием новообразованной минерализации.

3) Показана возможность картирования зон наложенного эпигенеза по геохимическим данным - уровням концентрации урана и алюминия.

4) Выявлено, что зоны уплотненных и разуплотненных пород могут быть выделены с использованием геохимического показателя и/АЬОз.

5) Выполнен анализ взаимосвязи зон разуплотнения выделенных по лито-лого-геохимическим данным и материалам сейсмических исследований.

Основные защищаемые положения.

1) Процессы наложенного эпигенеза на изученных нефтяных месторождениях проявлены в карбонатизации, сульфидизации, битуминизации, регенерации кварца н полевых шпатов, каолинитизации и слюдизацин обломочных пород-коллекторов. При этом карбонатизация, сульфидиза-ция, битуминизация и регенерация кварца ухудшают фильтрационно-емкостные свойства пород, а каолинитизация и слюдизация - улучшают.

2) Процессы наложенного эпигенеза в разной степени развиты на изученных месторождениях, а интенсивность их проявления в породах-коллекторах обусловлена масштабами химических изменений, что отражается в геохимическом поведении урана и алюминия.

3) Установлена связь зон разуплотнения пород-коллекторов с отрицательными литогеохимическими аномалиями, выделенными по величине и/А1203.

Апробация работы. Защищаемые положения и основные результаты работы докладывались и обсуждались на ежегодных международных симпозиу-

мах им. академика М.А Усова в Томском политехническом университете (1994-2000 гг.), на научно-практических конференциях «Проблемы геологии Сибири» (Томск, 1994), «Перспективы нефтегазоносное™ слабоизученных комплексов отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты» (Томск, 1995), «Актуальные вопросы геологии и географии Сибири» (Томск, 1998), Международных научных симпозиумах «Молодежь и проблемы геологии» (Томск, 1997-1998), «Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового региона: гуманитарные, естественные и технические аспекты» (Тюмень, 1999), на конференции молодых специалистов ОАО «Томскнефть» ВНК (Стрежевой, 2002) и др., а также на научных семинарах в ТПУ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения. Она содержит 179 страниц машинописного текста, в том числе 66 иллюстраций и 20 таблиц. Список литературы включает 126 наименований.

Во введении кратко изложены цель и задачи исследования, актуальность и практическая значимость работы.

Первая глава посвящена обзору научных данных, касающихся проблем эпигенеза в терригенных породах-коллекторах и возникновения в них пустотного пространства. Здесь же рассмотрена геохимия урана и алюминия и показана возможность использования этих элементов для картирования зон наложенного эпигенеза и оценки ФЕС пород-коллекторов.

Во второй главе охарактеризована методика исследований и показан использованный в исследованиях геологический материал.

В третьей главе подробно описаны результаты литолого-петрографических исследований обломочных пород продуктивных нефтяных месторождений Томской области, а также Уренгойского газоконденсатного месторождения Западной Сибири, рассмотрено влияние вторичного минерало-образования на ФЕС коллекторов.

Четвертая глава посвящена изучению геохимических особенностей продуктов наложенного эпигенеза.

В пятой главе освещаются результаты оценки ФЕС пород по литогеохи-мическим данным, охарактеризованы минералого-геохимические критерии прогноза зон благоприятных пород-коллекторов.

В заключении даны результаты обсуждения исследований по защищаемым положениям работы.

Работа выполнена в Институте геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета на кафедре геологии, минералогии и разведки полезных ископаемых под руководством к.г.-м.н., доцента Н.Ф. Столбовой.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ. Материалы и результаты исследований изложены в 14 научно-исследовательских и хоздоговорных отчетах. Автор был ответственным исполнителем 6 хоздоговорных научно-исследовательских работ.

торией активационного анализа Томского филиала ФГУП «СНИИГГиМС», за помощь в освоении и применении ядерно-геохимических методов исследований в нефтяной геологии. Автор благодарен также всем, кто оказывал ценные консультации и давал советы в процессе подготовки работы - Г.Д. Исаеву, И.Н. Ушатинскому, Ю.А. Фомину, В.Д. Волостнову, Ю.В. Киселеву, Е.И. Бочарову, М.И. Шаминовой, Л.П. Рихванову, В.К. Бернатонису, Б.Д. Васильеву, Н.М. Не-доливко и др.

ПЕРВОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Процессы наложенного эпигенеза на изученных нефтяных месторождениях проявлены в карбонатизации, сульфидизацни, битуминизации, регенерация кварца в полевых шпатов, каолинитнзацни и слюднзацнн обломочных пород-коллекторов. При этом карбонатнзацня, сульфиднзацня, битуминизация н регенерация кварца ухудшают фильтрацнонно-емкосгные свойства пород, а каолинитнзацня и слюдизация - улучшают.

Эпигенетические или вторичные процессы в породах-коллекторах в разные годы изучали 3-Я. Сердюк и A.A. Розин, Б.А. Лебедев, Г.Н. Перозио, И.Н. Ушатинский, О.Г Зарипов, О.М. Гарипов, Ю.М. Зубков, Н.Ф. Столбова и Ю.М. Столбов, A.B., Ежова, Н.М. Недоливко в Западной Сибири, а также P.C. Сахиб-гареев, Л.В. Пустовалов, А.Г. Коссовская и В.Д. Шутов, В.Н. Холодов, О.В. Яласкурт, Б.А. Лебедев, Ю.К. Бурлин, Е.Е. Карнюшина в других регионах страны. Гидрогеологические аспекты проблемы эпигенеза рассматривались АЛ. Махначом, С.Л. Шварцевым, Е.А. Жуковской. Значительный вклад в изучение постседиментационных процессов внесли коллективы ряда научных организаций страны - РАН, ВНИГРИ, МГУ, ГАНГ, ЗапСибНИГНИ, СНИИГГиМС и др.

Б.А. Лебедевым (1992) постседиментационные процессы, протекающие в осадочных нефтегазоносных бассейнах, были систематизированы и разделены на стадиальные и наложенные. При этом под стадиальным эпигенезом им понимаются постседиментационные изменения пород, происходящие в них при погружении осадочного бассейна. Он имеет региональный характер и протекает в закрытых системах. Наложенный эпигенез по Б.А. Лебедеву проявляется при поднятии (инверсии) осадочного бассейна с образованием зон тектонических нарушений, по которым происходит проникновение в горные породы агрессивных водно-углеводородных флюидов. Наложенный эпигенез обусловлен системами взаимодействия пород, пластовых вод и УВ, имеет локальный характер и часто проявляется в зонах нефтегазонакопления (Лебедев, 1992).

Изученные породы-коллекторы Междуреченского, Заладно-Моисеевского, Крапивинского и Вахского нефтяных месторождений представлены песчаниками, реже алевролитами. Основным нефтевмещающим горизонтом является пласт Юь стратиграфически принадлежащий васюганской свите. На Вахском и Краливинском месторождениях явления стадиального эпигенеза в этом пласте выражены в достаточно сильном уплотнении обломочного материала песчаных пород с формированием конформных структур соприкосновения обломков.

Стадиальные процессы обусловили также изгиб слюд, коррозию и частичное растворение зерен кварца и алюмосиликатных минералов, преобразование и перекристаллизацию глинистого цемента. В целом седиментационно-диагенетические и катагенетические условия формирования пород-коллекторов продуктивных пластов способствовали достаточно плотной упаковке обломочного и аутигенного материала при незначительном проявлении в них первичного межобломочного порового пространства.

Основной вклад в формирование ФЕС продуктивного пласта Ю| внесли процессы наложенного эпигенеза в системе «породы-воды», при участии СОг. В результате воздействия углекислых растворов на алюмосиликатные минералы обломочных пород, а также их цемент образовались вторичные глинистая и карбонатная фазы. Их появление и происхождение объясняется равновесно-неравновесным состоянием системы «вода-порода» (Шварцев, 1991). Физическим результатом данного взаимодействия является, то что, во-первых, сформировались вторичные поры выщелачивания и, во-вторых, произошло отложение новообразованных минералов, оказавших в итоге ухудшающее или улучшающее влияние на ФЕС пород. Для пород-коллекторов пласта Ю1 Вахского, Кошильского и Крапивинского месторождений нефти была выполнена статистическая оценка влияния эпигенетической минерализации на изменение (увеличение или уменьшение) пустотного пространства (рис. 1).

Минеральные новообразования представлены глинистыми (каолиниты, иллиты) и карбонатными (кальцит, сидерит) минералами, развивающимися по полевым шпатам, а также хлоритами и слюдами (биотит и мусковит). Последние пространственно располагаются в межзерновых промежутках, а также на месте замещаемых минералов и во вторичных порах. Появление новообразованных минералов отнесено к следующим наложенным процессам: каолинити-зации, регенерации кварца и полевых шпатов, карбонатизации и слюдизации (гидрослюдизации). Вторичные процессы выражены также в битуминизации и сульфидизации пород, особенно четко проявленных в их трещиноватых и проницаемых (дислоцированных) участках.

Отличительной особенностью регенерации кварца в обломочных породах является укрупнение его зерен за счет пустотного межзернового пространства. Регенерация кварца чаще всего наблюдается в наиболее проницаемых зонах пород-коллекторов. Она вызывает повышение объемной доли кварца, увеличение мономинеральности отдельных участков коллектора, образование граноб-ластовых структур, укрупнение зерен первичного кварца за счет отложения кремнезема. Наиболее сильный рост кремнистых каемок наблюдается со стороны свободного межобломочного пространства пород. При регенерации кварца наблюдается увеличение пористости - с 9,4 до 14,7 %. При этом, в образцах с высокой долей регенерированного кварца пористость понижается до 12,8 %. Регенерация кварца почти не оказывает существенного влияния на проницаемость пород и в целом приводит к ухудшению ФЕС (рис. 1а, 16).

Карбонатнзация или отложение карбонатных минералов (чаще кальцита) в обломочных породах происходит при падении парциального давления и по-

вышении рН среды до 8 и более единиц. Она приводит к резкому ухудшению коллекгорских свойств обломочных пород. Ее интенсивность зависит от объемов С02, вступивших в соединение с водой, начального содержания алюмосиликатов, количества отлагающегося материала и объема пустотного пространства. Влияние карбонатизации заключается в резком снижении пористости до 3,5 % и особенно проницаемости - почти до нуля (рис. 1в, 1г). В одних случаях она проявляется незначительно, затрагивая лишь частично горную породу -3-5 % от объема коллектора. В других случаях вторичные карбонаты заполняют все пустотное пространство и их содержание достигает 40-50 %. На Вах-ском месторождении карбонатизация обусловливает образование столбов и перемычек мощностью в несколько метров, которые разбивают месторождение и залежи на отдельные участки и микрозалежи, усложняя его конфигурацию.

К процессу битуминизации отнесены наблюдаемые явления образования твердых продуктов окисления и деградации УВ. Количество битумов в песчаных породах колеблегся от 0 до 20 %. Битуминизация приводит к уменьшению эффективного пустотного пространства и, в первую очередь, проницаемости пород. В породах-коллекторах битумы развиваются в межзерновых промежутках, трещинах и по глинизированным полевым шпатам. Твердые продукты окисления УВ образуются в системах наложенного эпигенеза "воды-УВ, "по-роды-УВ" и "УВ-УВ" (Лебедев, 1992). Образующиеся битумы заполняют пустотное пространство и в первую очередь наиболее проницаемые и трещиноватые участки коллекторов. Тем самым они препятствуют миграции жидких УВ и как следствие ухудшают ФЕС коллекторов. Пористость при заполнении пустот вторичными битумами меняется мало, убывая не более чем на 3 %. В то же время проницаемость резко падает с 13,2*10"3мкм2 до 1 *10"3мкм2(рис. 1д, 1е).

Сульфиднзацня (пиритизация) - распространенный процесс, протекающий в системе наложенного эпигенеза «воды-воды». Сульфиды в изученных породах представлены пиритом и марказитом. Содержание пирита в коллекторах может достигать 10-15 %. Редко встречаются участки коллекторов, сложенные им полностью. Пиритизация обычно проявляется в зонах контакта различных сред: в кровле и подошве продуктивных пластов, насыщенных УВ, а также на водо-нефтяном контакте. Она обусловлена, по-видимому, наличием геохимических барьеров и деятельностью сульфатредуцирующих микроорганизмов. Сульфиды локализуются в наиболее проницаемых трещиноватых зонах обломочных и глинистых пород, заполняя трещины и, тем самым, закупоривая их. Поэтому сульфидизация отнесена к числу процессов, ухудшающих ФЕС коллекторов: как пористость, так и проницаемость незначительно уменьшаются (рис. 1ж, 1з).

Каолннитизация. Каолинит является конечным продуктом гидролитического разрушения полевых шпатов и слюд. Благодаря ее развитию формируются высокопористые, разуплотненные породы-коллекторы. Содержание каолинита достигает 7-12 %. Как правило, в сильно измененных породах-коллекторах подавляющее большинство алюмосиликатных зерен (полевых шпатов, обломков кислых пород, глинистых литокластов) замещено каолини-

Рисунок 1. Влияние вторичных наложенных процессов на пористость и проницаемость пород-коллекторов.

Условные обозначения. Вторичные процессы: а, б - регенерация кварца; в, г - карбонатизация; д, е - битуминизация; ж, з - пиритизация; и, к - каолинитизация; л, м - слюдизация.

Интенсивность проявления вторичных процессов: 1 - отсутствует; 2 - слабая; 3 - умеренная; 4 - сильная.

том. Зоны каолиннтизацин часто являются нефтевмещающнми (благоприятный минералогический признак). Каолинитизация существенно улучшает коллек-торские свойства пород. Пористость возрастает с 10,2 до 17,8 %, а проницаемость почти на порядок - с 6,84*10"3мкм2 до 50* 10'3мкм2 (рис. 1и, 1к).

В процессе глинизации алюмосиликатных минералов, наряду с каолинитом образуются гидрослюды и монтмориллонит. Глинизация чаще всего развивается по натриевым и калиевым полевым шпатам и фемическим алюмосили-катным минералам. Параллельно с глинизацией идет слюдизация пород. К слюдизации отнесены процессы образования гидрослюдистых агрегатов по обломкам полевых шпатов и глинистому цементу пород, формирование пленочного хлорита по биотиту, замещение мусковита иллитом и серицитом, появление новообразованных мусковитовых и биотитовых слюд. Слюдизация неоднозначно влияет на пустотное пространство пород: пористость слабо повышается от 8,2 % до 13,6 %, в то время как проницаемость возрастает более чем на порядок - с 1 * 10'3мкм2 до 20"" 10"3мкм2 (рис. 1л, 1 м).

Таким образом, все выделенные явления, имеющие эпигенетическую природу, по характеру влияния на ФЕС пород-коллекторов можно разделить на две группы: уменьшающие эффективное пустотное пространство: регенерация (рекристаллизация) кварца и альбита (альбитизация), карбонатизация, сульфи-дизация и битуминизация; улучшающие фильтрационно-емкостные свойства пород: дислокационные явления (катаклаз, дробление и др.), глинизация и слюдизация алюмосиликатов (каолинитизация, гидрослюдизация).

ВТОРОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ Процессы наложенного эпигенеза в разной степени развиты на изученных месторождениях, а интенсивность их проявления в породах-коллекторах обусловлена масштабами химических изменений, что отражается в геохимическом поведении урана и алюминия.

Петрографические и геохимические исследования пород-коллекторов отдельных месторождений показали, что различные минеральные новообразования обусловлены развитием процессов наложенного эпигенеза, а в объеме пород-коллекторов они развиты локально и неравномерно. В целом это приводит к возрастанию геологической неоднородности коллекторов, а практически отражается в усложнении пространственной структуры залежей. Установлено, что в породах-коллекторах Крапивинского месторождения в большей мере проявилась регенерация кварца, наложенная на дислокационные процессы, в то время как карбонатизация развита интенсивно, но локально. Для коллекторов Вахского месторождения ведущее значение имеет глинизация коллекторов при незначительной роли регенерации кварца и карбонатизация. Для пород Ко-шильского месторождения характерна высокая карбонатизация, а в целом процессы вторичного минералообразования развиты равномерно (рис.2).

Процессы наложенного эпигенеза изменяют химический состав пород и приводят к перераспределению вещества в породах, что отражается в геохимическом поведении элементов и микроэлементов. Так результаты изучения со-

держаний урана и алюминия в отдельных интервалах проявления минеральных новообразований для данных месторождений позволили определить степень геологической неоднородности, обусловленную процессами наложенного эпигенеза. Подобную неоднородность (или сложность строения залежей) косвенно можно оценить по содержаниям данных элементов в породах, используя коэффициенты их корреляции с различными вторичными процессами (рис. 2).

Много

Пирит

Карбоияты

Вторичный

кварк

Гндроспюда

Каолинит

| коэффициенты коррвгвции ]

уран Ш '. V" ""■' ™

пирипвация 0Л5 0.Э9

■арйммпшвдп Ш №12

р«гммрацня кварца А81

гцдослюдихация «и» ода

«миштюаиия -ДО! -0*34

• Краливиысхо« месторождение О Коаильское иасгороядошм

• Вахсквв месгорожаенне

Рисунок 2. Минеральные новообразования в породах-коллекторах пласта Ю<.

В обломочных породах-коллекторах были рассчитаны средние содержания урана и алюминия в форме А1203 (таблица 1).

Таблица 1

Средние содержания и и А1203, величины и/А1203, пористость, проницаемость и карбонатносгь обломочных пород юрского и мелового возраста юго-восточной части Западной Сибири

Возраст Кол-во проб Содержание урана, п*10ц % Содержание А1203, % Отношение и/А12Оз Порис тость, % Проницаемость, п*10'3мкм2 Карбонатносгь, %

Ранний мел 30 1,7 13,4 0,13 22,4 390,1 0,8

Поздняя юра 728 1,8 12,3 0,14 13,3 12,1 3,2

Ранняя и средняя юра 178 2,0 12,4 0,16 10,5 5,8 3,5

Содержания урана в обломочных породах-коллекторах изменяются в пределах от 0,9*10"4 % до 4,0*10"4 % и в среднем составляют 1,99*10"3 % для песчаников и 2,6* 10"4 % для алевролитов. Такие содержания урана характерны для

пород, не затронутых процессами наложенного эпигенеза. Высокие содержания урана в песчаных породах (более 4*10"4 %) обусловлены либо значительным количеством в них седиментационно-диагенетического ОВ или его компонентов, либо повышенной концентрацией в них обломков акцессорных минералов (сфен, циркон и др.). Песчаники позднеюрского возраста (13), в которых заметно проявлены процессы наложенного эпигенеза, содержат уран в среднем в количестве 1,75*10"4 %. Наиболее низкие уровни накопления урана соответствуют, как правило, бурым, пористым и рыхлым по текстуре, средне- и крупнозернистым по структуре, нефтенасыщенным песчаникам.

Уран, как и породообразующие химические элементы первой и второй групп периодической системы, выносится в процессе углекислотного метасоматоза. Это демонстрируют данные изучения уровней его накопления в нефтегазоносных породах-коллекторах в скважине 95 Вахско-Кошильского нефтяного месторождения. Аномально низкие содержания урана наблюдаются в песчаниках продуктивных пластов Ю|' (Си-0,8'10"4 %) и Ю,3 (Си-1,5*10"4 %) при среднем содержании урана в песчаных породах поздней юры 1,8*10"4 % (рис. 3). Таким образом, из интервалов продуктивных пород-коллекторов происходит вынос урана. Установлено, что величина его выноса составляет 3040 %, реже достигает 70 %. В песчаных породах с содержанием урана около 2,1* 10"4 %, процессы разуплотнения не наблюдаются - их пористость не превышает 14-15 %, в то время как разуплотненные породы-коллекторы с низкими содержаниями урана имеют пористость более 16-18 % (рис. 3). Таким образом, зоны выноса урана совпадают с интервалами разуплотненных коллекторов, а значит, с зонами вероятного нефтегазонакопления.

Содержания А12Оз в обломочных породах изменяются от 7,0 % в кварцевых песчаниках до 22,5 % в обломочных породах алевропелитовой размерности и их глинистых разновидностях. Пониженные содержания А120з часто наблюдаются в карбонатизированных песчаниках или алевролитах и составляют в среднем около 9-11%. Среднее содержание АЬ03 в обломочных породах ранней и средней юры для месторождений Томской области составляет 12,4 %, а для песчаников поздней юры отвечающих по химическому составу полимикто-вым, преимущественно кварц-полевошпатовым песчаникам - 12,3 %, (табл. 1).

Установлено, что при развитии вторичного минералообразования содержания урана и алюминия меняются следующим образом: в зонах каолинитизации наблюдается снижение содержания урана до 1,3-1,4*1 О*4 % и незначительное повышение концентрации АЬОз с 11 до 12 %. Таким образом, уран в зонах каолинитизации выносится, а увеличение содержания алюминия происходит за счёт глинизации и выноса щелочных петрогенных компонентов из алюмосили-катньгх минералов пород - полевых шпатов и слюд (рис. 4а, 46); в породах-коллекторах, насыщенных вторичными слюдами, происходит накопление как урана, так и глинозема (рис. 4г, 4д); в зонах регенерации кварца происходит снижение содержания урана с 1,8*10"4 до 1,4*10"4 %, и А1203 с 12,3 до 10,8 %. Это обусловлено тем, что в зонах вторичного окварцевания резко возрастает доля чистого кремнезема при отсутствии других примесей (рис. 4з, 4и); в про-

цессе карбонатизации содержания урана резко снижаются в среднем до 1,2* 104, а А12Оз до 9,35 % (рис. 4л, м). Содержание АЬ03 в зонах сильной карбонатизации (40-50 % вторичных карбонатов) обычно не превышает 7-8 %; при сульфидизации в обломочных породах происходит накопление и урана, и АЬ03 (рис. 4о, 4п).

Рисунок 3. Литогеохимический и петрофизический разрезы по скважине 95-Р Северо-Вахской площади (Выполнили: Столбов Ю.М., Шалдыбин М.В., Бочаров Е.И.).

Таким образом, существенное снижение содержаний урана происходит в зонах каолинитизации, карбонатизации и регенерации кварца, а увеличение - в зонах слюдизации и сульфидизации, что предопределяет возможность их выделения по уровням концентрации этого элемента. Алюминий во всех процес-

г»

* *с

I10

&0 5

12 3 12 3

А Интеисиеность проявления Б Интенсивность проявления

2.0

Г Интенсивность проявления Я Интенсивность проппмт

I 16.0

3 Интенсивность проявления

2.0

1 И

Л Иит+исмаиость проявления

2.0 т-

Э'.о

15,0

110,0

о.и

% 0 16

3 1 0 и 0,143 0125

0.12

0,10 я Я И

н и. 1 2 3 Интенсивность проявления

Интвясмвиость проявления

П Интенсивность проявления

Рисунок 4. Зависимость содержания и, А1203 и величины и/А1203 отношения в обломочных породах от интенсивности проявления наложенного эпигенеза. Условные обозначения. Вторичные процессы: а, б, в - касшинитизация; г, д, ж - слюдизация; з, и, к - регенерация кварца; л, м, н - карбонатизация; о, п, р - сульфидизация. Интенсивность проявления вторичных процессов: 1 - слабая; 2 - умеренная; 3 - сильная.

сах остается малоподвижным. Незначительное его накопление происходит лишь в процессе каолинитизации пород-коллекторов.

ТРЕТЬЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ Установлена связь зон разуплотнения пород-коллекторов с отрицательными литогеохимическими аномалиями, выделенными по величине и/А12Оз.

На основании статистической обработки материала определены средние значения пористости, проницаемости, карбонатности и величины и/А1203 в различных типах обломочных пород (табл. 1).

Величина отношения и/АЬОз (п* 10'4) изменяется от 0,09 в рыхлых нефте-насьпценных песчаниках до 0,18 в неизмененных плотных алевролитах. В среднем она составляет для песчаников нижнемеловых отложений 0,133, а для верхне- и нижне-среднеюрских песчаников соответственно 0,147 и 0,162. Иногда величина и/АЬОз достигает величины 0,34, что, по-видимому, обусловлено высоким содержанием урана в обломках акцессорных минералов.

Содержания урана менее 2,0*10"4 % и низкая величина и/А1203 для обломочных пород пласта Ю( (13) являются практически значимыми геохимическими показателями развития процессов разуплотнения: средняя пористость в таких коллекторах более 13 %, а проницаемость свыше З*10'3мкм2 (рис. 5). Данный критерий используется для выделения в разрезе зон разуплотненных коллекторов и для прогноза возможных зон нефтегазонакопления пласта Ю|.

20,0

16,0

10,0

5,0

• у *-1,1х +15,2 № =0,48

• ,__«Я»

0,0 1,0 2,0 3,0

Содержание и. л'10-* %

4,0

0,10

0,1$ 0,20 Величина 1>А1,0,

025

100,0

1,0 2,0 3.0

Содержание и, п*10* %

100,0

! 10,0

1.0

0,1

• ч' у-0,0003*"

■ - ^ •

• ••

0,10

0,15 0,20

Величина 1М1,0,

0,25

Рисунок 5. Зависимость пористости и проницаемости от содержаний урана и величины и/А1203 (п*10"4) в породах-коллекторах поздней юры (728 проб).

Рисунок 6. Зависимость пористости и проницаемости от величины и/А12Оэ (п* 10"4) в породах-коллекторах ранней и средней юры (178 проб).

> 10

• "Ч

у --96.3* +34,2 , №» 0,61 __I

0.0« 0,10 012 0,14 Величина 1УА1,0,

0,18 0,1«

1000 0

100 0

1ю,0 V й 1,0

I 0.1

у = 0,0003х*4 № = 0,50

6 0,08 0.10 0,12 0,14 0,16 0,18 С Величина 1УА1,0,

Рисунок 7. Зависимость пористости и проницаемости от величины и/А1203 (п* 10"4) в породах-коллекторах раннего мела (30 проб).

Продукты зон наложенного эпигенеза, образующиеся в пустотном пространстве пород-коллекторов, также характеризуются определенной величиной и/А1203. Так, в зонах каолинитизации наблюдается ее падение с 0,141 до 0,117 (рис. 4в). Она же свидетельствует об отсутствии значимого перераспределения элементов при появлении новообразованных слюд (рис. 4ж), регенерации кварца (рис. 4к) и вторичном карбонатообразовании (рис. 4н). При сульфиди-зации в обломочных породах величина и/А1203 растет до 0,146 (рис. 4р).

Таким образом, прикладные литогеохимические исследования показали, что поля развития зон разуплотненных пород-коллекторов выделяются по концентрациям урана и алюминия. Так, в зонах каолинитизации пород-коллекторов до 25 % и подвергается выносу с одновременным повышением валовой доли А1203. Это позволяет использовать величину и/А12Оз в качестве геохимического критерия зон каолинитизации, а значит и зон нефтегазонакоп-ления, так как наличие каолинита является для них благоприятным минералогическим поисковым признаком. Уран практически не мигрирует при развитии в породах процессов слюдизации и карбонатизации, крайне слабо (не бо-

Таблица 2

Минералого-геохимические и петрофизические критерии прогноза зон разуплотненных __и уплотаенных коллекторов в обломочных породах_

Характер изменения пород-коллекторов Химические изменения (мниералого-геохимические критерии) Физические свойства (петрофизические критерии)

основные химические взаимодействия содержания петрогенных элементов и компонентов содержания урана величина и/АЬО, изменение физических свойств петрофизические свойства

Вторичные процессы, развивающиеся с выносом вещества Разложение полевых шпатов до глин, растворение кварца и диагенетических карбонатов Убывают содержания К, N8, Са. Мало меняются содержания А!20з Убывают в 1,5-2 раза <0,12 Разуплотнение, появление свободного объема Увеличивается пористость (более 16 %), в меньшей степени проницаемость (более 1*103мкм2)

Вторичные процессы, развивающиеся с привносом вещества (регенерация минералов) Регенерация кварца Привнос ЭЮг. Мало меняются содержания АЬОз Остаются неизменными или убывают 0,12-0,14 Незначительное уменьшение объема коллектора, локально увеличивается плотность Уменьшается пористость (менее 10 %), в меньшей степени проницаемость (менее 0,1 *103мкм2)

Регенерации алюмосиликатов (полевых шпатов и слюд) Привнос щелочных и щелочноземельных металлов, К, АЬОз

Привнос вещества -вторичное минера-лообразование Карбонатизация, скдеритизация Привнос Са, Ре. Остаются постоянными содержания АЬОз Убывают в 1,5-2 раза <0,10 Сильное уменьшение объема пустотного пространства, возрастает плотность Резко уменьшаются пористость (менее 6 %) и проницаемость (менее О^ИЮ'мкм2)

Сульфидизация Привнос Ре. Остаются постоянными содержания АЬОз Остаются неизменн ыми, иногда аномальные -свыше 4*10"4% >0,15 Незначительное уменьшение объема, возрастает плотность Уменьшается проницаемость (менее 0,1*10"3мкм2), в меньшей степени пористость (не более 14 %)

Битуминизация Не меняются Незначительное уменьшение объема пустотного пространства Уменьшается пористость 1 зависимости от количества окисленных или деградированных УВ

лее 10 %) он выносится при регенерации кварца, накапливается в зонах суль-фидизации.

С использованием величины отношения и к А1203 можно проводить количественную оценку зон разуплотнения пород-коллекторов, т.к. минимальные величины этого отношения (менее 0,12) наблюдаются в породах-коллекторах с пористостью более 16-18 % и высокой проницаемостью - обычно свыше ИЮ 'мкм1. Это позволяет использовать геохимический показатель и/А1203 как универсальный инструмент для выделения в разрезах глубоких скважин зон * уплотненных и разуплотненных пород-коллекторов.

На основании полученных данных выработаны комплексные минералого-геохимические и петрофизические критерии выделения зон уплотнения и разуплотнения пород-коллекторов (табл. 2).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследований показали, что в юрских и меловых нефтегазоносных отложениях на месторождениях Томской области проявлены процессы наложенного эпигенеза. Они обусловлены воздействием насыщенных углекислотой водно-углеводородных растворов, а также дислокационным метаморфизмом и выразились в формировании минеральных новообразований и сопровождаются химическими изменениями.

Установлено, что в результате развития процессов наложенного эпигенеза в обломочных породах происходят минеральные преобразования и изменение физических свойств пород: плотности, пористости и проницаемости. При этом каолинитизация и слюдизация способствуют развитию пустотного пространства (увеличению пористости и проницаемости), а процессы регенерации минералов, карбонатизации, сульфидизации и битуминизации приводят к уплотнению коллекторов - заполнению пустотного пространства в породах.

Рассчитан вклад различных вторичных процессов в формирование ФЕС пород-коллекторов. Так, для пород-коллекторов продуктивного пласта Ю| Крапивинского и Вахско-Кошильского месторождений в зонах каолинитиза-ции пористость возрастает с 14 % до 17,8 %, а проницаемость на порядок. В участках пластов, подверженных карбонатизации, напротив, пористость падает в 3 раза (с 13,5 % до 4,5 %), а проницаемость в десятки раз.

Сравнительный анализ разновозрастных продуктивных и непродуктивных на нефть и газ отложений показал, что коллекторы раннего мела имеют наиболее высокую пористость и проницаемость. Пустотное пространство в них в ос-к новном обусловлено первичными условиями осадконакопления, слабым уп-

лотнением, большой мощностью пластов, отсутствием интенсивных вторичных преобразований. Верхнеюрские отложения существенно уплотнены и сцементированы при стадиальном эпигенезе и значительно преобразованы процессами наложенного эпигенеза. В обломочных породах поздней юры интервалы проявления каолинитизации сопровождаются выносом урана и накоплением алюминия, а также повышением пористости и проницаемости. Породы-

коллекторы в зонах карбонатнзацни характеризуются небольшими концентрациями урана и алюминия, а также аномально низкими величинами пористости и проницаемости при высокой их плотности. Породы-коллекторы нижне- и среднеюрских отложений существенно уплотнены при стадиальном эпигенезе и в них редко наблюдаются проявления зон наложенного эпигенеза.

Зоны развития наложенного эпигенеза в обломочных породах могут быть выявлены по изменению концентрации многих элементов и в частности урана и алюминия. По величине отношения и к А1203 можно прогнозировать зоны развития разуплотненных пород-коллекторов. Минимальные величины и/АЬ03 (менее 0,12) наблюдаются в породах-коллекторах с высокой пористостью (более 16-18 %) и высокой проницаемостью (свыше 1*10"3мкм2).

На основе комплексных минералого-петрографических и литолого-геохимических исследований, определены минералого-геохимические и пет-рофизические критерии прогноза зон уплотненных (улучшенных) и разуплотненных (ухудшенных) пород-коллекторов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шалдыбин, М. В. Результаты литогеохимических исследований отложений тюменской свиты северной части Западной Сибири / М.В. Шалдыбин, Ю.М. Столбов // Проблемы геологии Сибири: Тез. докл. - Томск : Изд-во Том. ун-та, 1994. - Т. 2., -С. 34-35.

2. Шалдыбин, М. В. Литогенез и перспективы нефтегазоносности ачимов-ских отложений северо-востока Западной Сибири / Н.Ф. Столбова, Ю.М. Столбов, М.В. Шалдыбин // Проблемы геологии Сибири : Тез. докл. - Томск : Изд-во Том. ун-та, 1994. -Т. 2. -С. 30-31.

3. Шалдыбин, М. В. Литогеохимия как резерв повышения эффективности поисково-разведочных работ на нефть и газ в Томской области / Ю.М. Столбов, Ю.А. Фомин, М.В. Шалдыбин // Перспективы нефтегазоносности слабо-изученных комплексов отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты. Палеозой. Нижняя-средняя юра : Тез. докл. - Томск : Томскгеолком, 1995.- С. 65-67.

4. Шалдыбин, М. В. Геодинамические и метасоматические явления в нефтегазоносных отложениях юго-востока Западной Сибири / Н.Ф. Столбова, Ю.Я. Ненахов, Ю.М. Столбов, М.В. Шалдыбин // Магматизм и геодинамика Сибири : Тез. докл. - Томск : Изд-во Том. ун-та, 1996. -С. 174-175.

5. Шалдыбин, М. В. Явления наложенного эпигенеза в нефтегазоносных отложениях Западной Сибири / М.В. Шалдыбин // Молодежь и проблемы геологии-Томск. 1997. -С. 97-98.

6. Шалдыбин, М. В. Роль явлений наложенного эпигенеза в формировании фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов / М.В. Шалдыбин // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири: Мат-лы науч. конф., поев. 120-летию осн. ТГУ - Томск : Изд-во Том. ун-та, 1998. -С. 178-179.

7. Шалдыбин, М. В. Явления наложенного эпигенеза и вторичная глинистость в нефтегазоносных отложениях Западной Сибири / М. В. Шалдыбин // Проблемы геологии и освоения недр - Томск : Изд-во HTJI, 1998. -С. 105-107.

8. Шалдыбин, М. В. Природа глинистости продуктивных пород-коллекторов нефтяных месторождений Томской области / Н.Ф. Столбова, М.В. Шалдыбин // Актуальные вопросы геологии и географии Сибири: Мат-лы науч. конф., поев. 120-летию осн. ТГУ. Томск: Изд-во Том. ун-та, 1998. -С. 146-148.

9. Шалдыбин, М. В. Литогеохимические особенности обломочных пород в северо-западной части Парабельского мегавала в связи с их нефтегазоносио-стью / Н.Ю. Конышева, М.В. Шалдыбин // Проблемы геологии и освоения недр - Томск : Изд-во НТЛ, 1998. -С. 80-81.

10. Шалдыбин, М. В. Процессы наложенного эпигенеза верхнеюрских пород-коллекторов в литогеохимических и сейсмических аномалиях (Томская область) / М.В. Шалдыбин // Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового региона: гуманитарные, естественные и технические аспекты : Тез. докл. конф. - Тюмень, 1999. -С. 108-109.

11. Шалдыбин, М. В. О перспективах нефтегазоносности отложений палеозоя Нюрольской структурно-фациальной зоны (Томская область) / Г.Д. Исаев, Н.Ф. Столбова, М.С. Паровинчак, Ю.М. Столбов, М.В. Шалдыбин, М.И. Ша-минова // Мат-лы региональной конференции геологов Сибири и Дальнего Востока России. - Томск, 2000. - Т. 1. -С. 184-192.

12. Шалдыбин, М. В. Возможность визуальной диагностики степени разуплотненное™ пород на больших глубинах (на примере палеозоя ЗападноСибирской плиты) / Г.Д. Исаев, Ю.Я. Ненахов, М.В. Шалдыбин // Инновационные методы и технологии нефтегазопоисковых работ и возможные пути их реализации в юго-восточных районах Западной Сибири. - Томск : Изд-во «ИнформГеоСервис», 2000. -С. 93-100.

13. Шалдыбин, М. В. Теюгоно-метасоматические преобразования продуктивных отложений юры и их отображение в сейсмических полях / М.В. Шалдыбин // Проблемы геологии и освоения недр - Томск : Изд-во НТЛ, 2000. -С. 178-179.

14. Шалдыбин, М. В. Влияние процессов наложенного эпигенеза на коллек-торские свойства нижнесреднеюрских отложений юго-востока Западной Сибири / Ю.М. Столбов, М.В. Шалдыбин // Мат-лы межд. науч.-техн. конф. «Горно-геологическое образование в Сибири. 100 лет на службе науке и производству». Томск : Изд-во ТПУ, 2001. -С. 260-263.

15. Шалдыбин, М. В. Оценка влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства терригенных пород-коллекторов юго-востока Западной Сибири / Ю.М. Столбов, М.В. Шалдыбин, Е.И. Бочаров // Сб. науч. тр. «30 лет на службе Томской геологии» - Новосибирск : СНИИГ-ГиМС, 2002.-С. 114-117.

Подписано к печати 08 11.05. Формат 60x84/16 Бумага "Классика". Печать RISO. Усл.печ.л. 1,22. Уч.-изд.л. 1,10. Заказ 1359. Тираж 100 экз.

ИШТНЬСПоУто. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

»23 823

РНБ Русский фонд

2006-4 27919

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шалдыбин, Михаил Викторович

ВВЕДЕНИЕ

0 1 ЭПИГЕНЕЗ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ФИЛЬТРАЦИОННО

ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ЛИТОЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ 47 ПРОЦЕССОВ НАЛОЖЕННОГО ЭПИГЕНЕЗА ТЕРРИГЕННЫХ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ

3.1 Литология, петрография и минералогия продуктивных нефтегазоносных отложений

3.2 Постседиментационные процессы формирования породколлекторов

3.3 Влияние эпигенетической минерализации на фильтрационно- 89 емкостные свойства пород-коллекторов

4 ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОДУКТОВ 102 * НАЛОЖЕННОГО ЭПИГЕНЕЗА

4.1 Геохимические особенности обломочных пород-коллекторов

4.2 Элементы-индикаторы процессов наложенного эпигенеза

4.3 Геохимические особенности вторичной глинистости пород- 111 коллекторов

5 ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КОЛЛЕКТОРСКИХ 114 СВОЙСТВ ПОРОД В ЗОНАХ НАЛОЖЕННОГО ЭПИГЕНЕЗА

5.1 Литогеохимические особенности зон наложенного эпигенеза нефтяных месторождений ¥ 5.2 Геохимическая оценка влияния процессов наложенного эпигенеза на образование пустотной структуры пород-коллекторов 5.3 Геохимические критерии прогноза зон уплотненных и разуплот- 150 ненных пород-коллекторов

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов"

Диссертация посвящена выявлению минералого-геохимических особенностей продуктов наложенного эпигенеза, образующихся в обломочных породах-коллекторах нефтегазоносных юрских и меловых отложений Томской области.

Цель и задачи исследования.

Цель работы - установить геохимические особенности проявления процессов наложенного эпигенеза в юрских и меловых нефтегазоносных обломочных породах и выработать геохимические критерии прогноза зон благоприятных коллекторов с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами.

Задачи исследования:

- по керну глубоких скважин выявить отложения, подвергшиеся влиянию процессов наложенного эпигенеза, изучить их геологию, литолого-петрографические и минералого-геохимические особенности, а также закономерности пространственной локализации;

- выбрать и обосновать комплексную методику исследования эпигенетически измененных пород-коллекторов;

- изучить продукты вторичного минералообразования и их влияние на фильтрационно-емкостные свойства пород-коллекторов;

- исследовать особенности поведения урана и алюминия в обломочных породах затронутых процессами наложенного эпигенеза и установить связь их содержаний с ФЕС;

- установить возможность картирования зон наложенного эпигенеза по геохимическим данным;

- разработать геохимические критерии выделения зон уплотненных и разуплотненных пород-коллекторов.

В процессе работы над диссертацией были сформулированы основные защищаемые положения.

1) Процессы наложенного эпигенеза на изученных нефтяных месторождениях проявлены в карбонатизации, сульфидизации, битуминизации, регенерации кварца и полевых шпатов, каолинитизации и слюдиза-ции обломочных пород-коллекторов. При этом карбонатизация, сульфи-дизация, битуминизация и регенерация кварца ухудшают фильтрацион-но-емкостные свойства пород, а каолинитизация и слюдизация - улучшают.

3) Установлена связь зон разуплотнения пород-коллекторов с отрицательными литогеохимическими аномалиями, выделенными по величине и/А^Оз.

В основу работы были положены материалы литолого-петрографических и минералого-геохимических исследований различных районов ЗападноСибирского нефтегазоносного бассейна, выполненных автором в составе пет-ролого-геохимической лаборатории кафедры геологии, минералогии и разведки полезных ископаемых Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета (ТПУ) под руководством доцента Н.Ф. Столбовой. Работы были проведены по договорам с ОАО "Томскнефтегазгео-логия", Томскгеолкомом, ОАО СибНАЦ и другими научными и производственными организациями в период с 1990 по 2003 год. Прикладные ядерные литогеохимические исследования были выполнены в составе лаборатории активационного анализа Томского филиала Федерального государственного унитарного предприятия - Сибирский научноунитарного предприятия - Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья (ТФ ФГУП «СНИИГГиМС») - под руководством Ю.М. Столбова.

При выполнении работы была отобрана представительная коллекция образцов керна из отложений юры и мела Томской области (более 10000 обр.), проведена литологическая документация более 100 разрезов скважин, просмотрено и изучено более 330 петрографических шлифов, изучены содержания и распределение в обломочных и глинистых породах урана и глинозема. Коллекции терригенных пород были собраны из кернохранилищ нефтегазо-разведочных экспедиций Западной Сибири. В работе использовались геологические материалы поисково-разведочных работ и результаты исследований разведочных скважин на нефть и газ, предоставленные геологическими фондами нефтегазоразведочных экспедиций Западной Сибири и Геолкомом Томской области. Литогеохимические исследования, определения концентрации урана и других элементов проводились в лаборатории активационного анализа ТФ ФГУП СНИИГГиМС под руководством Ю.М. Столбова. Методом запаздывающих нейтронов (МЗН) и ИНАА было сделано более 30000 элемен-тоопределений. Для уточнения вещественного состава осадочных пород были проведены рентгенофазовые, рентгеноструктурные и детальные кристаллооп-тические анализы минералов и пород. Для изучения коллекторских свойств были привлечены данные лабораторной петрофизики.

Практическая ценность. На примере продуктивных отложений ряда нефтяных месторождений Томской области показано влияние процессов наложенного эпигенеза на ФЕС пород-коллекторов. Изучены геохимические особенности поведения урана и алюминия в зонах наложенного эпигенеза в юрских и меловых нефтегазоносных отложениях Томской области. Выявлены петрофизические и минералого-геохимические критерии прогноза зон с благоприятными коллекторскими свойствами. Результаты исследований внедрены в производство на нефтегазоразведочных и добывающих предприятиях

Западной Сибири (выделены и рекомендованы к использованию зоны благоприятных коллекторов на изученных месторождениях Томской области).

Основные выводы исследования и личный вклад автора.

2) Установлено, что процессы наложенного эпигенеза приводят к формированию различных минеральных новообразований и влияют на изменение фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пород-коллекторов, уплотняя (уменьшая и ухудшая) или разуплотняя (увеличивая и улучшая) их. Для юрских обломочных пород рассчитаны изменения ФЕС, обусловленные развитием новообразованной минерализации.

4) Выявлено, что зоны уплотненных и разуплотненных пород могут быть выделены с использованием геохимического показателя и/А120з.

5) Выполнен анализ взаимосвязи зон разуплотнения выделенных по ли-толого-геохимическим данным и материалам сейсмических исследований.

Апробация работы. Защищаемые положения и основные результаты работы докладывались на ежегодных конференциях имени академика М.А Усова в Томском политехническом университете (1994-2000 гг.), на научно-практических конференциях "Проблемы геологии Сибири" (Томск, 1994), "Перспективы нефтегазоносности слабоизученных комплексов отложений юго-востока ЗСП" (Томск, 1995), "Актуальные вопросы геологии и географии Сибири (Томск, 1998), Международном научном симпозиуме "Молодежь и проблемы геологии" (Томск, 1997), "Научные проблемы Западно-Сибирского нефтегазового региона: гуманитарные, естественные и технические аспекты"

Тюмень, 1999), на конференции молодых специалистов ОАО "Томскнефть" ВНК (Стрежевой, 2002) и др., а также на научных семинарах кафедр ИГНД ТПУ.

Благодарности. Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, доценту ТПУ, к.г.-м.н. Н.Ф. Столбовой за научную, идейную, и моральную поддержку. Автор признателен к.т.н. Ю.М. Столбову, зав. лабораторией активационного анализа Томского филиала ФГУП «СНИИГГиМС», за помощь в освоении и применении ядерно-геохимических методов исследований в нефтяной геологии. Автор также благодарен всем, кто оказывал ценные консультации и советы в подготовке работы - Г.Д. Исаеву, И.Н. Ушатинскому, Ю.А. Фомину, В.Д. Волостнову, Ю.В. Киселеву, Е.И. Бочарову, М.И. Шами-новой, Л.П. Рихванову, В.К. Бернатонису, С.И. Арбузову, Б.Д. Васильеву, Н.М. Недоливко и др.

1 ЭПИГЕНЕЗ И ЕГО ВЛИЯНИЕ НА ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВОЙСТВА И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОСАДОЧНЫХ ПОРОД

Термином "эпигенез" в геологических науках до недавнего времени исследователи пользовались в том случае, когда, характеризуя объект своего изучения, различали и описывали в нём два состояния вещества: первичное и вторичное. Во вторичном веществе наблюдались реликты первичного состояния: первоначальный петрографический состав, текстурно-структурные особенности пород, вновь возникшие минеральные ассоциации и т.д.

В литологии термин "эпигенетический" используется при изучении вторичных минеральных новообразований в осадочных породах, а также при исследовании горных пород, подвергшихся экзогенному выветриванию или ме-тасоматическим изменениям. Изменения в корах выветривания - ярчайшие примеры превращения одних минералов в другие. После появления на свет идей метасоматоза, теории преобразования одних минералов в другие при сохранении их твердого состояния, осадочные породы в связи с этим чаще не упоминались, т.к. большинство исследователей связывали метасоматические изменения с магматическими и метаморфическими породами, а также часто сопровождавших их гидротермальными месторождениями. Однако, с развитием в геологии представлений о значительной роли метасоматических процессов и связанных с ними вторичных преобразований, в том числе и в связи с осадочными породами, внимание к ним возросло.

Исследования по проблеме эпигенеза в осадочных нефтегазоносных бассейнах представлены в ряде научных работ и учебников. Проблемами вторичного минералообразования в осадочных породах в разное время занимались Л.В. Пустовалов (1956), А.Г. Коссовскя и В.Д. Шутов (1956), Б.К. Прошляков (1974), Н.В. Логвиненко (1968), P.C. Сахибгареев (1989), Б.А. Лебедев (1992). Значительный вклад в изучение проблемы эпигенеза обломочных пород в Западной Сибири внесли работы Г.Н. Перозио/Перозио 1967а, 1971/ и И.Н. Уша-тинского/Ушатинский, 1978/. В работе Г.Э. Прозоровича и З.Л. Валюженич (1966) охарактеризованы процессы регенерации кварца и пелитизации полевых шпатов в нефтеносных песчаниках. Большой обзор по вторичному минерало-образованию для нефтегазоносных пород Западной Сибири выполнили И.Н Ушатинский/Ушатинский, 1970, 1978/, а для других регионов страны Е.Е. Кар-нюшина/Карнюшина, 1996/. Гидрогеологические аспекты проблемы эпигенеза рассматривались А.А. Махначом /Махнач, 1989/ и Е.А. Жуковской /Жуковская, 2002/.

В данной работе, термин «эпигенез», далее будет использоваться в контексте работ Б.А. Лебедева, который выделяет стадиальный и наложенный эпигенез /Лебедев, 1992/. При употреблении терминов «вторичные изменения», «вторичный», которые широко используются в научной геологической литературе, автор подразумевает все процессы в породах-коллекторах, происходящие с изменением первичного минерального или химического состава горных пород и появлением в них минералов вторичной фазы, а также газово-жидких флюидов и углеводородов (УВ). Таким образом, предполагается, что природа вторичных процессов может быть описана как эпигенетическая, так и метасо-матическая, с возможными допущениями использования терминов «метасоматоз» и «эпигенез». В работе намеренно не используется довольно распространенный термин «гидротермальные изменения», употребляющийся в некоторых работах, посвященных изучению постседиментационных процессов. Автор, считает, что при тех температурах, в которых находятся современные залежи УВ Западной Сибири (около 100° С) нецелесообразно говорить о гидротермальных процессах, происходящих, как правило, при высоких температурах.

Литологические исследования на территории Западно-Сибирского осадочного бассейна, проводившиеся широко в период его освоения как нефтегазоносного, продемонстрировали неоднозначный подход к решению проблемы эпигенеза. Так, для работ Г.Н. Перозио характерна региональность исследований, проработка фактического материала в связи с детальным анализом уеловий седиментогенеза пород, фациальных обстановок их формирования, а главное - эпигенеза пород на стадиях диагенеза и особенно катагенеза /Перозио, 1967а, 1971/. В ее работах прослеживаются огромные масштабы постседимен-тационных преобразований пород /Перозио, 19676/. В книге "Постседимента-ционные преобразования пород Сибири" (1967), например, раскрываются вопросы развития вторичных процессов, как в целом для Западно-Сибирского нефтегазоносного осадочного бассейна, так и для отдельных месторождений нефти и газа. Г.Н. Перозио отмечает такие процессы, как пелитизация (каоли-нитизация) алюмосиликатов, выделяет мощные горизонтальные пропластки карбонатизированных песчаных коллекторов и убедительно доказывает их вторичное происхождение.

Интересные работы по Западной Сибири выполнены З.Я. Сердюк. Уже в 1969 году /Сердюк, Розин, 1969/ она сделала вывод о связи минералого-петрографических аномалий (минеральных новообразований) с тектоническими разломами в палеозойском фундаменте. Ею также был предложен механизм вертикальной миграции газово-жидких флюидов, в частности, насыщенных углекислым газом и углеводородами. В последующих работах, она аргументировала свои выводы о связи процессов преобразований пород с миграцией углекислотных флюидов /Сердюк, Эренбург, 1972/.

Однако в ранних работах исследователи не рассматривали вторичные процессы в связи с нефтегазообразованием - от рождения углеводородов, их миграции и накопления в залежах, до дифференциации, деградации и окисления. Исследования 60-80 годов, за редким исключением /Сердюк, 1969; Лебедев, Аристова, Бро, 1976/, в основном, констатировали отдельные факты влияния эпигенетических процессов, а новообразованные минералы в породах рассматривались как индикаторы постдиагенетических процессов. Чаще всего из вторичных процессов отмечались процессы каолинитизации полевых шпатов. При этом причины появления каолинита не вскрывались, и не рассматривалась роль этого минерала на формирование пустотного пространства обломочных пород. З.Я. Сердюк, совместно с Б.А. Лебедевым, а еще раньше с A.A. Рози-ным, впервые в Западно-Сибирском осадочном бассейне начали изучение постседиментационных процессов с позиций широкого влияния углекислотно-го метасоматоза и, в конечном счете, подвели других исследователей региона к необходимости глубокого и системного изучения эпигенетических преобразований осадочных пород.

Сравнительно недавно основная часть представлений о постседиментационных процессах, развивающихся в осадочных нефтегазоносных отложениях, была систематизирована и изложена исследователем школы ВНИГРИ Б.А. Лебедевым в его работе "Геохимия эпигенетических процессов в осадочных бассейнах" /Лебедев, 1992/. Б.А. Лебедев обобщил свои многолетние исследования и создал теоретическую основу развития эпигенеза в осадочных породах.

Для понимания последующего изложения фактического материала кратко остановимся на его идеях.

Осадочный бассейн - это замкнутая геологическая система, в породах которой развиваются процессы стадиального эпигенеза, следующие за накоплением многокилометровых толщ осадков разнообразного состава и их последующего превращения в осадочные породы. Анализируя формирование осадочных бассейнов, Б.А. Лебедев ставит вопрос о неизбежном проявлении в развитии осадочных бассейнов постседиментационных процессов, петрографически наблюдающихся повсеместно. В работах по литологии обычно они характеризуются как процессы диагенеза и катагенеза /Диагенез и катагенез., 1971/. Б.А. Лебедев предложил выделять их как стадиально-эпигенетические процессы. К ним отнесены: уплотнение обломочных пород; уменьшение эффективной пористости и проницаемости коллекторов; отжатие из осадков вод и формирование новой водной фазы с измененными гидродинамическими параметрами и минерализацией; перекристаллизация тонкозернистых пород в породы с более крупнокристаллической структурой и др. Стадиально-эпигенетические изменения - это "неизбежные" преобразования осадочных пород при их погружении на глубину с увеличением температуры и давления. Они носят региональный, реже зональный характер и происходят в закрытой системе/Лебедев, 1992/.

Вместе с тем, на данную систему оказывают влияние внешние факторы. Их проявление связано с тектоническим развитием территории, которое, как показывают научные работы по тектонике и определяет размещение нефтяных залежей /Хаин, Соколов, 1994; Грамберг, Супруненко, 1995/. Сдвиговые латеральные, субгоризонтальные и субвертикальные тектонические дислокации могут являться возможными путями миграции нефти. Эти исследования подчеркивают значимость флюидодинамических факторов при образовании ме-стоскоплений УВ /Соколов, Абля, 1999; Кравченко, 1999/. Интенсивность проявления тектоники обусловливает образование динамически ослабленных зон с развитием по ним процессов флюидомиграции. Вследствие этого происходит химическое нарушение природных систем, с последующим возникновением в них зон наложенного эпигенеза.

Наложенный эпигенез проявляется на инверсионном этапе развития осадочного бассейна, когда слагающие его породы литифицированы, приведены в состояние равновесия с температурой и давлением, существующими в данной системе. Система оказывается открытой и флюиды, устремляющиеся к поверхности, оказываются резко неравновесными по отношению к тем породам, в которые они внедряются. Флюиды вызывают химические реакции в породах и обусловливают становление новых физико-химических параметров среды. Происходит перераспределение вещества, формируются неоднородные по емкостным свойствам зоны, которые служат дополнительными проводниками флюидов, в том числе углеводородных. В итоге, развитие наложенного эпигенеза приводит к интенсивному преобразованию литолого-петрографического и минералого-геохимического состава горных пород. Частным случаем таких преобразований являются зоны развития пород-коллекторов, заполненных нефтью и газом /Лебедев, 1992/. Процессы наложенного эпигенеза классифицируются Б.А. Лебедевым по характеру взаимодействующих фаз: пород, вод и углеводородов (УВ). Им выделяется пять типов реакций наложенного эпигенеза: "воды-породы", "воды-воды", "породы-УВ", "воды-УВ" и "УВ-УВ".

Наиболее полно теория природной системы "вода-порода" разработана в последние годы С.Л. Шварцевым /Шварцев, 1995, 1997/. С.Л. Шварцев выделяет так называемую вторичную минеральную фазу, как продукт постоянного взаимодействия равновесно-неравновесной системы "порода-вода".

Вторичные продукты в обломочных нефтегазоносных порода возникают в основном в результате гидролиза - разложения алюмосиликатов водой при активном участии углекислого газа - СОг, т.к. последний участвует в образовании углекислоты. При этом водород захороняется в глинах в форме ОН", а кислород и СОг связываются карбонатами по реакции:

Первичные алюмосиликаты + Н2О+СО2 ^ глинистые минералы + карбонаты

По данным С.Л. Шварцева, вторичный кальцит начинает выпадать при достижении рН=7,4 (при минерализации воды 0,6 г/л), а это достаточно близко к нейтральным показателям, т.е. к условиям, в которых карбонатизация может проявляться широко и многократно. Кроме того, система "вода-порода", является самоорганизующейся и способна к передаче информации в ходе своей эволюции. Это с течением времени приводит к появлению все новых и новых форм вторичных минеральных фаз и типов природных вод /Шварцев, 1998/.

Химические процессы, возникающие в системе «вода-порода», наиболее важны для понимания формирования минеральных новообразований, а также образования пустотного пространства в обломочных породах. Это процессы, которые вызывают изменения горных пород и их можно трактовать не только как эпигенетические, но и метасоматические. Д.С. Коржинский (1982) под метасоматозом предлагает понимать "всякое замещение горных пород с изменением химического состава", происходящее, как в экзогенных, так и эндогенных условиях, "при котором растворение старых минералов и отложение новых происходит почти одновременно, так что в течение процесса замещаемые горные породы все время сохраняют твердое состояние", причем, "в этом случае метасоматоз может быть определён как метаморфизм с изменением химического состава".

Метасоматические преобразования проходят с постоянным перемещением вещества, которое отражается в природной системе как "привнос-вынос" тех или иных компонентов. Для метасоматических пород характерно стремление к зональности и мономинеральности, а также к обогащению пород рудными минералами /Зарайский, 1989; Жариков и др., 1998/. Гидротермально-метасоматические изменения пород с "привносом-выносом" вещества, приводят либо к уменьшению, либо к увеличению пустотного пространства пород. При этом образовавшееся пространство заполняется продуктами разложения минералов, рудными компонентами, растворами, газами, либо может остаться незаполненным.

Углекислотный метасоматоз, как один из видов кислотного метасоматоза, наблюдается в том случае, когда агрессивным флюидом выступает углекислота - раствор, образующийся при насыщении воды углекислым газом. Б.А. Лебедев считает углекислотный метасоматоз основным процессом в образовании эффективного пустотного пространства в обломочных осадочных породах /Лебедев, 1992/.

По данным A.M. Портнова и М.Н. Кандинова (1992) вынос вещества и ра-зубоживание вмещающего субстрата горных пород вызывается жидкими и газообразными агрессивными соединениями, в частности кислотами. Максимальную кислотность имеют такие соединения как HCl, HF, H2S04. Но так как В, Р2О5, F, CI, S не содержатся в растворах в достаточных количествах для образования больших объемов кислотных флюидов, то масштабы образования кислот по данным элементам и компонентам относительно невелики. Кроме того, они быстро диссоциируют, а затем и нейтрализуются, вступая в контакт с окружающими породами с образованием различных солей металлов. Лишь угольная кислота - Н2СОэ, способна выступать как долгоживущий компонент, т.к. её количество велико и значительно превышает объёмы других кислот. Кроме того, в осадочных бассейнах она может пополняться за счет окисления УВ. И если С1, В, F, Р дают первую волну кислотности и нейтрализуются, образуя поля метасоматически изменённых пород, то СО2 создаёт "вторую волну кислотности". Диссоциация углекислоты становится значимой лишь при температуре около 250°С. Она расходуется медленно относительно других минеральных кислот, переходя в результате химических взаимодействий в соли натрия и калия. В конечном счёте, она нейтрализуется в системе взаимодействия "вода-порода", захороняясь в виде карбонатных минералов. Карбонатообразо-вание происходит при снижении парциального давления в системе. В этих условиях раствор, пересыщаясь углекислотой вскипает, теряет С02 и становится более щелочным /Портнов, Кандинов, 1992/.

Источником СО2 может быть органическое вещество вмещающих пород, включая углеводороды или более глубинная углекислота /Лебедев, 1992/. Кроме того, доказано, что весьма активную роль в разрушении минералов играют органические кислоты на основе карбоксильных групп - муравьиная, уксусная и т.д. /Карнюшина, 1996/. На это же указывает Франклин, который наблюдал растворимость полевых шпатов (альбита) при низких pH в ацетатных и окса-лат-ацетатных растворах. При этом возникшие в альбите вторичные поры концентрировались вблизи плоскостей спайности, границ двойникования и жидких включений /Franklin. S.P. et al., 1994/. Хельгесон в своей работе обсуждает возможность образования углекислоты при гидролитическом диспропорцио-нировании легких керосинов с одновременным понижением pH пластовых нефтяных вод и как следствие этого развитие альбитизации плагиоклазов, ил-литизации смектитов и появлением вторичной пористости /Helgeson Н.С, et.al., 1993/.

Углекислота под давлением, сопоставимым с современным давлением, и температуре около 120°С растворяется в пластовых водах обломочных пород. Это создает несвойственную для обломочных пород кислую обстановку с пониженными значениями рН и концентрациями определенных ионов, что приводит к растворению некоторых химических элементов и вызывает их последующее перераспределение. Сформированные залежи углекислоты интенсивно взаимодействуют с вмещающими породами, начиная с газоводяного контакта /Лебедев, 1992/. Здесь, благодаря растворению С02, возникает кислая среда с рН около 4-5. Как установлено, реакция идёт по обычной схеме "главной реакции эпигенеза":

Исходный алюмосиликат + СОг + Н20-+-глинистый минерал + + НСОз" + катионы щелочей и щелочных земель

Таким образом, основной объём будущего коллектора формируется за счёт выноса щелочных и щелочноземельных элементов (особенно К, № и Са), и связанного с этим перераспределением вещества: более плотной его упаковки в одних местах и образованию зон разуплотнения в других. Чем более интенсивно проявляется процесс выноса петрогенных компонентов из вмещающих пород, тем больший объем пустотного пространства образуется в данном участке горной породы. Породы, «обработанные» углекислотным раствором, как правило, существенно каолинизированы. Каолинит, как продукт кислой обстановки, развит в коллекторах практически повсеместно и является основным минералом "главной реакции эпигенеза". Говоря о качественном характере образования пустотного пространства в процессе углекислотного воздействия, Б.А. Лебедев пишет: "Основным следствием перераспределения вещества является изменение коллекторских свойств песчаных пород. Они резко улучшаются в зоне каолинитизации, мало меняются в зоне регенерации кварца и весьма резко ухудшаются в зоне карбонатизации" /Лебедев, 1992, стр. 105/.

Существенное влияние на обломочные породы оказывает вторичная кар-бонатизация. Появление вторичных карбонатов регулируется давлением в системе. Процесс описывается распространенной в природе реакцией:

СаСОз + Н20 + С02 = Са2++ 2НСОэ"

Реакция может многократно повторяться и ее результатом являются зоны карбонатизации в осадочных породах. Б.А. Лебедев и другие наблюдали "карбонатные геологические тела", образование которых связывали с выходами углекислого газа по ослабленным тектоническим зонам в обломочные породы, которые становились плотными по текстуре и содержали карбонатный цемент /Лебедев и др., 1976/.

К.И. Багринцева отмечает большую роль углекислоты при образовании пустот в карбонатных породах, далее заполненных УВ - ".изменение содержания в составе подземных вод углекислоты в отдельные периоды геологической истории сопровождается либо образованием пустот, либо "залечиванием" их, и процесс этот неоднократно повторяется" /Багринцева, 1983/.

Как пример перемещения огромных масс углекислоты и захоронения её в виде карбонатов можно привести данные из работы В.Н. Холодова и М.Р. Рей-мова (1994). В ней авторы фиксируют карбонатные останцы в виде массивных столбов на земной поверхности. Породы этих столбов представлены песчаниками, карбонатный цемент которых образовался путём перехода СОг в минеральные формы. Углекислые термы разгружались через тектонические нарушения и, соединяясь с водой, приводили к массовому формированию мелких карбонатных конкреций в кварцевых песчаниках. Последующее эоловое выдувание отобразило в этих останцах пути миграции глубинной СОг /Холодов, Реймов, 1994/.

Реакции взаимодействия в системе взаимодействия наложенного эпигенеза типа "воды-воды" происходят при смешении вод разного состава /Лебедев,

1992/. Процессы, происходящие при смешении вод с разными значениями рН и Eh, подробно описаны в работах отечественных геохимиков /Перельман, 1968; Данчев, Стреляное, 1979/. Особенно интересны для нефтегазоносных бассейнов зоны инфильтрационного эпигенеза, в которых часто формируются рудные скопления. Так, например, на окислительно-восстановительных барьерах образуются гидрогенные месторождения U, Mo, Se, Re и других элементов /Германов, 1961; Гидрогенные., 1980; Гавшин, 1983; Бойцов, 1989/.

Процессы наложенного эпигенеза в системах "воды-углеводороды", "породы-углеводороды" и "углеводороды-углеводороды" также развиваются непосредственно на месторождениях УВ или вблизи них.

При реакциях взаимодействия в системе "породы-углеводороды" не происходят интенсивные изменения в породах-коллекторах. Углеводородам свойственно затормаживать вторичные процессы и предохранять породы от последующих преобразований /Чепиков, Ермолова, 1959/. Типичными продуктами взаимодействия УВ с породами являются твёрдые битумы, возникающие вследствие химической перестройки углеводородов, их разрушения и деградации. УВ претерпевают изменения в молекулярной структуре за счёт взаимодействия с породами и водами. Нефти в чуждой среде становятся химически неравновесными, а значит, какая-то их часть обречена на разрушение /Лебедев, 1992/.

По Б.А. Лебедеву, процесс описывается всё той же главной реакцией эпигенеза с "поправкой" на некоторое условное количество органических соединений:

Первичный алюмосиликат + HnCmOp-*-глинистые минералы + + карбонаты + твёрдые битумы

Характерным отличием этой реакции от главной реакции эпигенеза является появление твёрдых битумов, которые занимают своё место в объеме нефтегазоносных залежей, часто усложняют строение месторождений. Твёрдые битумы запечатывают проницаемые зоны и тем самым предохраняют залежи от последующего разрушения. Самым большим распространением твёрдые битумы обязаны водо-нефтяным контактам (ВНК). Зоны древних или современных ВНК обычно геохимически аномальны по отношению к остальной части разреза, так как, в них всегда имеются отпечатки интенсивных вторичных процессов. Широко распространенные на ВНК зоны цементации являются результатом эпигенетических реакций с участием УВ. Интенсивность вторичных изменений на ВНК зависит от времени жизни залежей, количества подземных окислителей в водах, проницаемости вмещающих залежи пород.

Процессы, связанные с участием во вторичных реакциях углеводородов, которые происходят в зоне ВНК подробно изложены в трудах P.C. Сахибгарее-ва. В его исследованиях отмечается значительная реакционная роль продуктов окисления УВ, образующихся в зонах ВНК. Миграция ВНК при заполнении коллектора углеводородами обуславливает появление дополнительного пустотного пространства/Ильясова, Сахибагареев, 1982; Сахибгареев, 1978, 1989/.

Подводя итог вышеизложенному, можно уверенно говорить о том, что процессы наложенного эпигенеза обусловливают значительное количество явлений вторичного происхождения в нефтегазоносных отложениях, а также оказывают влияние на пустотное пространство пород-коллекторов. Детальное изучение пород-коллекторов ряда нефтяных месторождений Западной Сибири позволило нам сделать заключение о существенной роли в их формировании процессов наложенного эпигенеза /Столбов, Столбова, 1996; Столбова, Шал-дыбин 1998; Шалдыбин 1998а; Шалдыбин 19986; Столбов, Шалдыбин 2001; Столбов, Шалдыбин, Бочаров 2002/. Не принижая значения первичных седи-ментационных условий в образовании пустотного пространства в песчано-алевритовом осадке, следует полагать, что породы-коллекторы месторождений УВ существенно преобразуются эпигенетическими процессами.

Ниже коротко рассматриваются существующие представления о значении вторичных процессов в формировании ФЕС пород-коллекторов. При этом далее в работе употребляются термины «вторично разуплотненные» (или улучшенные) породы-коллекторы в которых наблюдается увеличение объема пустотного пространства (пористости или проницаемости) в сравнении со средними значениями и при наличии фактов развития в них процессов наложенного эпигенеза, а также «уплотненные» (или ухудшенные) породы-коллекторы, в которых объем пустотного пространства соответственно уменьшается.

Коллектор - горная порода, обладающая определенными геолого-физическими свойствами, в пустотном пространстве которой флюиды могут быть подвижны. Под природным коллектором в нефтяной геологии понимается горная порода, пустотное пространство которой могут заполнять жидкие флюиды и газы и в которой возможно разделение флюидов под влиянием гравитационных сил /Калинко, 1983/. Продуктивность или возможность нефтеотдачи (качество коллектора), как правило, определяется величиной его проницаемости. На основе изучения проницаемостей пород-коллекторов A.A. Хани-ным разработаны классификации коллекторов и подробно описаны их типы /Ханин, 1965, 1976/.

Проблемы происхождения пород-коллекторов хорошо изложены в учебном пособии "Литология нефтегазоносных толщ" /Бурлин, Конюхов, Карню-шина, 1991/. В этой работе на базе обширного материала предыдущих исследований, в частности работ о вторичных коллекторах /Смехов, Дорофеева, 1987/, рассмотрены многочисленные факторы, влияющие на формирование первичного пустотного пространства, появления вторичного (эпигенетического) пространства. Здесь же подчеркнута значимость в формировании пустотного пространства тектонических процессов (трещинного пространства, связанного с катаклазом) и углеводородных флюидов.

Основным общепринятым при геологоразведочных работах способом выделения коллекторов в разрезах скважин, как известно, является установление факта проникновения фильтрата бурового раствора в пласт, где происходит взаимодействие его с водами пласта. Этот эффект с высокой долей вероятности для обломочных пород устанавливается по данным стандартного электрического каротажа скважины. При определении градиента изменения сопротивления в месте встречи бурового раствора с водами пласта по боковому каротажу и кривой самопроизвольной поляризации (ПС), а также по наличию глинистой корки на стенке скважины (данные кавернометрии и микрозондирования), устанавливается мощность пласта, его продуктивность и характер насыщения флюидами. Как правило, в основном, на основании кривой ПС в стволе скважины выделяются интервалы промышленных испытаний на нефть и газ.

Существующая абсолютизация каротажной геофизической информации при выделении и интерпретации коллекторов в скважинах, абсолютно не учитывает проявлений эпигенетических процессов, часто существенно изменяющих коллекторские свойства пород. Например, наличие в разрезе скважины карбонатных пропластков, что хорошо отражается, например, на кривых АК и НТК, не объясняется как вторичный процесс карбонатизации, в большинстве случаев ухудшающий коллекторские свойства пород.

Методология построения моделей залежей УВ, подсчета их запасов, а также определения различных петрофизических характеристик пород-коллекторов также производится на базе данных ГИС, чаще по электрокаротажным кривым /Муромцев, 1984; Дахнов, 1985/. При этом очень часто характеристики пород по данным промыслового каротажа отличаются от аналогичных замеров, сделанных на керновом материале в лабораторных условиях. Например, по данным акустического каротажа песчаников ачимовского горизонта Уренгойского месторождения, средняя пористость совпадает с данными пористости, определенных лабораторными методами. Однако при определении значений пористости лабораторными методами в конкретных точках, обнаруживается значительная дисперсия значений, чего не наблюдается при определении пористости акустическими методами. Таким образом, геофизические методы прогноза коллекторов «сглаживают» реальные замеры емкостных параметров коллектора.

Для построения структурных моделей залежи и для подсчета запасов используются в основном данные глубокого бурения и результаты ГИС. Последние сопоставляются с данными изучения керна с последующим получением стандартных линейных или логарифмических уравнений регрессии. Однако, при интерпретации геофизической информации слабо или вовсе не принимаются в расчет геологические (петролого-минералогические) особенности строения пластов. В то же время детальное петрографическое изучение пород-коллекторов, выявление роли вторичных процессов развивающихся в них, позволяет уточнить и дополнить информативность геофизических моделей.

При проведении поисково-разведочных и эксплуатационных работ на месторождениях углеводородов постоянно существуют проблемы неоднородности продуктивных отложений, дискретности их фильтрационно-емкостных свойств, частого отсутствия видимых связей между открытой пористостью, эффективными толщинами пластов и дебитами скважин и т.п. Решение этих проблем только с позиций седиментационного образования продуктивных пластов не дает положительных результатов. В данной работе сделаны попытки выделить породы-коллекторы с разной степенью проявления в них эпигенетических процессов, а также оценить влияние наложенных процессов на фильтрационно-емкостные свойства нефтяных месторождений Томской области.

Кроме того, за последние годы в Западной Сибири существенно снизились возможности прироста запасов за счет разбуривания антиклинальных поднятий. Широко практиковавшееся выделение антиклинальных поднятий по данным сейсморазведки уже не приносит желаемых результатов, так как большинство крупных антиклинальных поднятий разбурено, а применяющаяся аппаратура при сейсмических исследованиях пока не позволяет с высокой точностью выделять "неантиклинальные ловушки". Зоны вторичного изменения (метасоматического преобразования пород) и связанные с ними процессы изменения пород-коллекторов почти всегда не соответствуют структурному плану месторождения, изменяют и усложняют его структуру и параметры. Не-учтенность вторичных преобразований пород, проявленных на изученных месторождениях, постоянно затрудняет интерпретацию геофизических и гидро-флюидодинамических исследований.

Привлечение к объяснению наблюдаемых постседиментационных эффектов с позиций традиционных представлений о преобразованиях пород на стадиях диагенеза и катагенеза (так называемый стадиальный литогенетический анализ), также приводит к противоречивым выводам.

Представления об эпигенетическом преобразовании обломочных пород и возникновения в связи с этим разуплотненных и уплотненных пород-коллекторов, позволяют более полно осветить вопросы формирования скоплений УВ. Так, исследования О.Г. Зарипова показали, что эпигенетические преобразования в породах-коллекторах приводят к ухудшению первоначальных коллекторских свойств пород, особенно проницаемости. По его данным, средние значения открытой пористости песчаников в интервале 700-2900 для отложений неокома Среднего Приобья уменьшаются от 33 до 8 %, а проницаемости в этом же интервале с 0,95 мкм до 0,5*10" мкм /Зарипов, 1968/. Позднее вместе с И.Н. Ушатинским они пришли к выводу, что такая закономерность существует не всегда. В частности, к благоприятным коллекторам с хорошей проницаемостью были отнесены песчаники с вторичным каолинитовым цементом /Ушатинский, Зарипов, 1978/.

По данным Б.А. Лебедева углекислотный метасоматоз в осадочном бассейне обусловливает образование разуплотненных зон по обломочным породам (песчаникам и алевролитам). Так, по его данным, если в процессе стадиального эпигенеза пористость для песчаников Широтного Приобья и Томской области (верхняя-средняя юра) убывает с 23 до 7 %, то при наложенном эпигенезе наблюдается увеличение пористости, в первую очередь связанное с развитием вторичной минерализации. Для тех же пород при развитии каолинизации по гидрослюдам пористость повышается с 13 до 14,6 %, а в случае развития наложенной карбонатизации пористость снижается до 4 % /Лебедев, 1992/.

Воздействие геохимически неравновесных зон ВНК на полевые шпаты вызывает их разрушение, за счет чего в коллекторах образуются значительные объемы пустотного пространства коллектора. Открытая пористость увеличивается в 1,5-2 раза, проницаемость на порядок. Здесь же наблюдаются такие вторичные процессы, как регенерация кварца, пелитизация полевых шпатов и другие процессы /Сахибгареев, 1989/.

Безусловно, проблема образования пустотного пространства в горных породах в связи с его заполнением полезными ископаемыми наиболее актуальна, так как правильная оценка масштабов перераспределения вещества позволяет более точно подсчитать запасы полезного компонента. Проблема возникновения пустотного пространства активно обсуждается как в нефтяной, так и в рудной геологии. Так, по данным Б.И. Омельяненко, метасоматические процессы на урановых месторождениях, приводят к появлению дополнительного пустотного пространства. При разрушении альбита до каолинита и кварца пористость пород возрастает на 5,4 %, а при разрушении калиевого полевого шпата до серицита и кварца на 15 %. В целом метасоматические преобразования пород гранитного состава приводят к увеличению пористости /Омельяненко, 1978/.

Представляется, что в формирование пустотного пространства пород-коллекторов определяющее значение вносят эпигенетические преобразования. Они либо улучшают коллекторские свойства пород в процессе выщелачивания, либо ухудшают их при вторичном минералообразовании. В целом инфильтрация флюидов оказывает решающее влияние на формирование вторичных коллекторов нефти и газа. Особенно большое влияние на фильтрационно-емкостные свойства пород оказывает вторичная карбонатизация, что, например, подтверждают работы томских геологов, которые выделяют этот процесс решающим при отнесении залежи УВ к сложном типу /Белозеров, Разин, 1998/.

О.М. Гарипов рассматривает образование кавернозно-трещинных коллекторов базальных отложений Талинского месторождения на Красноленинском своде как результат внедрения в ослабленные зоны глубинных высокотемпературных углекислых флюидов. По его мнению, гидротермальная деятельность растворов приводит к образованию эффективной вторичной пористости, а также формирует всю систему проницаемых трещин коллектора. Автор делает детальный анализ структуры и морфологии вторичных пустот, образование которых, по его мнению, связано с химически агрессивными глубинными "гидротермальными растворами". В качестве доказательства этого положения приводятся характерные ассоциации новообразованных минералов - глинистых, карбонатных и других, в частности, например пелитоморфных полими-нералъных веществ /Гарипов, 1997/.

Как следует из вышеизложенного, формирование нефтяных скоплений необходимо рассматривать как процесс динамичный, сопровождаемый преобразованием первоначальной структуры и текстуры пород-коллекторов и значительным развитием вторичных пустот и минеральных ассоциаций.

Петролого-геохимической лабораторией кафедры геологии, минералогии и разведки полезных ископаемых ТПУ совместно с петрофизической лабораторией "ТомскНИПИнефть" проводятся исследования связи эпигенетических преобразований нефтегазосодержащих пород с фильтрационно-емкостными свойствами пород-коллекторов. Результаты исследований изложены коллективом лаборатории в научных статья и научно-производственных геологических отчетах /Столбов, Столбова, 1996; Столбова, Шалдыбин 1998; Шалдыбин 1998а; Шалдыбин 19986; Столбов, Шалдыбин 2001; Столбов, Шалдыбин, Бочаров 2002/.

В качестве методики изучения зон развития процессов наложенного эпигенеза используется технология прикладных литогеохимических исследований, разработанная в томском филиале ФГУП СНИИГГиМС под руководством Ю.М. Столбова /Столбов, Столбова, Фомин, 1994/. В основе технологии лежит исследование геохимического равновесия между геохимически подвижным элементом - ураном и относительно инертным компонентом А1203, стоящим последним в ряду подвижности петрогенных компонентов Д.С Коржинского. Предполагается, что уран, также как и породообразующие химические элементы первой и второй групп периодической системы, выносится в процессе угле-кислотного метасоматоза. Иначе говоря, уран является одним из немногих микроэлементов, который участвует в "главной реакции эпигенеза".

Уран является миграционно способным химическим элементом. Говоря о метасоматических процессах (эндогенный метасоматоз, гипергенный метасоматоз) в породах всех типов, нельзя не отметить его контрастного поведения. Химические свойства урана таковы, что он может активно накапливаться в горных породах и выноситься из них растворами. В осадочных бассейнах уран активно перераспределен: с одной стороны, наблюдаются зоны выноса урана из нефтепродуктивных интервалов, с другой - его привнос и накопление в связи с окислением битумоидов. Характеризуя осадочные породы, исследователи часто обращают внимание на особенности поведения урана в системах с меняющимся режимом ЕЬ и рН, присутствием УВ, во вторичных процессах его перераспределения и накопления/Гавшин, 1983; Евсеева, 1983/.

Уран часто содержится в больших количествах в породах насыщенных органическим веществом. Проблема поведения урана в осадочных породах впервые была поставлена В.И Вернадским /Вернадский, 1983/. Геохимия урана в осадочном процессе наиболее детально рассмотрена в фундаментальном труде под ред. А.П. Виноградова /Основные черты геохимии., 1963/, а также в других работах/Евсеева, Перельман, 1975; Батурин, 1975/.

В природных соединениях уран образует только четырёх- и шестивалентные ионы. Ионы и4+ и Ц6* имеют восьмиэлектронную структуру внешней оболочки и поэтому проявляют литофильные свойства, образуя в природе только окислы и соли кислородных кислот. Ион и4+ энергетически неустойчив, его соединения гидролизуются с образованием комплексного катиона-уранила (иОг ). Гидролиз соединений и может происходить только при низких значениях рН. Поэтому четырёхвалентные соединения урана слабо растворимы и выпадают в осадок. В шестивалентном состоянии уран легче растворяется и может мигрировать в растворах. Он легко образует комплексные соединения, т.к. имеет более высокие значения ионного потенциала /Основные черты геохимии., 1963/.

Шестивалентный уран в природных условиях легко гидролизуется и обра

Л 1 зует комплексный двухвалентный катион-уранил (1Ю2 ), играющий вследствие своей высокой подвижности исключительную роль в миграции и концентрации урана в экзогенных процессах. Основная масса урана в условиях гу-мидного климата мигрирует в форме уранил-карбонатного иона с общей формулой и02(С03)п (наиболее миграционно-способным ионом является [и02(С0з)з]4") или в виде уранил-гуматных комплексных солей. Менее подвижен гидроксил-уранильный комплекс и ещё более ограниченные возможности миграции у уранил-сульфатного комплекса Л^гщтшг, 1978; Основные черты геохимии., 1963/.

Реакции окисления-восстановления для урана играют ведущую роль. При этом уран хорошо осаждается в восстановительной среде и хорошо переносится в кислой. По величине миграции уран попадает в одну группу с такими элементами как Са, Mg, Ыа, Б, Хп, 8г, Мо, 8е /Евсеева, Перельман, 1975/. Уран весьма подвижен в окислительной обстановке и неподвижен в восстановительных условиях. Он принимает активное участие в процессах органического синтеза, имеет высокую миграционную способность и весьма чувствителен к меняющемуся режиму ЕЬ флюидной системы нефтегазоносных отложений. Яркими примерами этого явления служат инфильтрационные (гидрогенные) месторождения урана в зонах пластового окисления /Германов, 1961/. Меньшее влияние на миграцию урана оказывает рН среды.

Огромные количества урана ежегодно выносятся реками в Мировой океан. Седиментационные процессы не приводят к накоплению урана в осадочных породах. В хорошо аэрируемой среде уран находится в равновесии с алюмосиликатами. Многочисленные анализы терригенных осадочных пород Западной Сибири, выполненные на реакторе ИРТ-Т, показали, что величина отношения содержаний урана к глинозему для неизмененных постседиментационными процессами терригенных осадочных пород лежит на уровне 0,18+0,02 у.е. /Столбов, Столбова, Фомин, 1994/.

Как было сказано выше, процесс углекислотного метасоматоза для осадочного нефтегазоносного бассейна, можно рассматривать как завершающую часть низкотемпературного гидротермального процесса /Портнов, Кандинов, 1992/. Исходя из этого, можно предположить, что основной формой миграции урана будут являться уранил-карбонатные комплексы, активность которых определяется термодинамическими условиями среды и, в первую очередь, содержанием в системе СО2. Углекислый газ, таким образом, определяет геохимическую миграцию урана и равновесие уранил-карбонатного комплекса по отношению к другим компонентам системы.

Из осадочных пород уран выносится растворами. Так по данным Б.И. Омельяненко, основная доля урана в песках и песчаниках сосредоточена в глинистом цементе. При этом установлено, что чем выше содержание урана, связанного со вторичными продуктами, тем больше его извлечение горячими растворами из пород. В первую очередь в раствор переходит уран, связанный с ау-тигенными гидроксидами железа и марганца. Новообразованные эпигенетические кварц, полевые шпаты и кальцит содержат очень низкие концентрации урана /Омельяненко и др., 1983/.

Общеизвестно, что многие эффекты, связанные с радиоактивными элементами периодической системы, наблюдаются в связи с нефтяными месторождениями /Алексеев, Готтих, Воробьева, 1968/. Многие зарубежные ученые отмечают связь месторождений нефти с накоплением урана /Рассел, 1959/. До конца не выяснена роль радиоактивных элементов в радиолизе воды /Вовк, 1979/.

В.М. Гавшин отмечает пониженную ураноносность пород, когда наблюдает в них структуры замещения полевых шпатов кальцитом, подчеркивая при этом, что результатом этого изменения является действие угольной кислоты /Гавшин, 1979/. Таким образом, геохимическое поведение углекислоты и урана имеет достаточно крепкую связь. Об этом же пишет P.M. Гаррелс, указывая, что карбонат-содержащие воды служат прекрасными растворителями урана, и он почти полностью вступает в комплексы с образованием уранилдикарбонат-ных и уранилтрикарбонатных ионных компонентов. Масштабы комплексооб-разования определяются термодинамическими условиями среды, в данном случае содержанием СОг /Гаррелс, 1968/.

Восстановительные для урана обстановки также встречаются в нефтегазоносных бассейнах. Восстановителем чаще всего выступает окисленное ОВ и уран активно восстанавливается продуктами окисления нефтей - битумами, а также, иногда углистым ОВ /Пеньков, Успенский, 1982; Евсеева, 1983/. Очень часто повышенные содержания радия в нефтеносных породах связаны с окислительно-восстановительными барьерами, возникающими на древних и современных водонефтяных контактах (ВНК) /Алексеев и др., 1977/. Твердые окисленные битумы часто сопровождаются аномальным накоплением химических элементов, например урана. Это обстоятельство обусловлено его геохимическими свойствами, который способен осаждаться в зонах окисления. В этом процессе ОВ выступает в роли сильного восстановителя, образуя органо-минеральные соединения типа карбурана или тухолита /Пеньков, Успенский, 1982; Пеньков, 1989/. Непосредственно сами углеводороды уран не содержат, или содержат в очень малых количествах /Глотова, Готтих, 1980/.

Захоронение урана в осадке происходит на стадии диагенеза /Основные черты геохимии., 1963/. При этом ".значение диагенеза заключается не столько в накоплении высоких содержаний урана, сколько в мобилизации больших его масс на больших площадях" /с. 270/. Вместе с ураном захороняет-ся и большое количество других металлов - образуются металлоносные черно-сланцевые породы /Юдович, Кетрис, 1988/.

Особый случай образования высоких концентраций урана связан с формированием отложений доманикового типа /Плуман, 1971; Гурари, Матвиенко, 1980; Гурари, 1980; Неручев, 1982; Неручев и др. 1986/. Здесь, уран имеет диа-генетическую природу и связан с сапропелевым ЗОВ - керогеном типа II /Столбова, Столбов 1995/.

Исследователями показано, что в отложениях баженовской свиты уран накапливался в резко восстановительных условиях среды диагенеза при микробиохимическом разложении ОВ до меланоидинов и осуществлением их катализа металлами с дальнейшим превращением в геополимеры /Гавшин, 1984/. В таких реакциях уран может накапливаться в огромных количествах. Нередко в отложениях доманикового типа его содержания превышают кларковые на несколько порядков. Так, И.И. Плуман установил, что существует зависимость между содержаниями урана, сапропелевого ОВ и углеводородов /Плуман, 1971; Плуман, Запивалов, 1977/. Он также считал, что в подвижной форме в аргиллитах содержится лишь около 2x10"4 % урана. Остальной уран находится в труднорастворимой форме/Плуман, 1971/.

Таким образом, можно выделить две характерные особенности геохимии урана:

- его высокую миграционную способность во вторичных процессах, в зонах окисления рудных месторождений и корах выветривания, где он интенсивно перераспределяется. Миграция урана определяется химическими условиями среды и содержанием в системе С02;

- способность часто накапливаться в высоких концентрациях, в резко восстановительных условиях среды диагенеза - в отложениях доманикового типа.

Глинозем (А120з) в обломочных породах содержится в алюмосиликатных минералах (полевые шпаты, слюды, темноцветные породообразующие минералы), а также в глинистом цементе. Содержания его для терригенного юрско-мелового разреза Западной Сибири могут колебаться в пределах от 6 % для известковых песчаников до 24 % для аргиллитов. Еще более контрастные концентрации глинозема наблюдаются в породах фундамента Западной Сибири. Здесь его содержания колеблются от 0 % для биогенных известняков до 35 % для глинизированных кор выветривания палеозойских отложений.

Обзор научных работ, выполненный Н.Т. Соколовой и И.Л. Ходаковским, показал, что глинозем является активно перемещаемым компонентом при самых разнообразных гидротермально-метасоматических процессах, особенно высокотемпературных, таких как грейзенизация. Проведенный ими анализ минеральных равновесий в системе КгО-АЬОз-БЮг-НгО показал, что активность алюминия находится в тесной связи с кислотностью-щелочностью и проходит через минимум в близнейтральной среде. Большее влияние на подвижность оказывает увеличение температуры растворов. В свою очередь, содержания в растворах калия и натрия способствуют уменьшению растворимости алюминия /Соколова, Ходаковский, 1977/.

Значительная миграция алюминия наблюдается при действии на минералы фульвовых и гуминовых кислот, так как последние часто выступают как ком-плексообразующие агенты. При действии на минералы неорганических кислот наиболее интенсивно выносится натрий, а алюминий выносится слабо, в 2-3 раза хуже, чем кремнезем /Литогеохимические исследования., 1987/. В целом глинозем является инертным или слабо подвижным компонентом при нейтральных рН. Фербридж показал, что его растворимость при седиментогенезе увеличивается в сильнощелочных растворах при рН > 10, а также в сильнокислых при рН < 4 /Диагенез и катагенез., 1971/. Кроме того, наличие в минеральных водах растворенного СОг усиливает вынос таких катионов как Бе , Мп, Си, Со, щелочных земель (М§, Са, Бг, Ва) и почти полностью затормаживает вынос катионов группы алюминия /Литогеохимические исследования., 1987/. Таким образом, миграционная способность А1203 при метасоматозе с участием углекислых растворов, значительно ниже, чем у урана.

Различную геохимическую подвижность урана и алюминия демонстрируют исследования нефтегазоносных пород-коллекторов Вахско-Кошильского месторождения. Ядерно-геохимические исследования были выполнены автором совместно с Ю.М Столбовым /Столбов, Шалдыбин, 1996/. В скважине 95 аномально низкие содержания урана наблюдаются в продуктивных пластах Ю^ (Си-0,6 г/т) и Ю)3 (Си-1,5 г/т), при среднем содержании урана в песчаных породах - 2,0 г/т. Таким образом, в интервалах продуктивных пород-коллекторов происходит вынос урана.

На основании данных концентраций урана, установлено, что в среднем выносится 10-30 % (в отдельных случаях до 50 %) урана. Эта закономерность используется как геохимический критерий прогноза зон наложенного эпигенеза, так как часто зоны выноса урана пространственно совпадают с зонами неф-тегазонакопления. Более отчетливо геохимические аномалии выноса урана наблюдаются с применением отношения и/А120з - при этом аномально отрицательные зоны (менее 0,14), пространственно совпадают с интервалами продуктивных пластов (рис. 1.1). Данные определения урана методом запаздывающих нейтронов (МЗН) для песчаных пород-коллекторов пласта Юь хорошо подтверждаются результатами гамма-каротажа, фиксирующего низкую радиоактивность пород, являющихся коллекторами для залежей УВ.1

1 Необходимо учитывать при этом то, что данные содержаний урана, выявленные МЗН определяют валовое количество и235 в породе. Данные гамма-каротажа обусловлены радиоактивностью радия - продукта распада урана, который находятся с радием в определенном равновесии. Равновесие может быть нарушено процессами перемещения этих элементов современными водами. Смещения равновесия часто характерно для инфильтрацион-ных месторождений урана и вызвано разными геохимическими свойствами и и 11а. Оно часто наблюдается вблизи водо-нефтяного контакта. (Алексее, 1977; Гавшин, 1983/.

Условные обозначения: 1 . песчаники с' Литогеохимический и петрофизический 1 J разрезы по скважине 95-Р Северо-Вахской площади

- алевролиты (Вьшолншш: Столбов Ю.М, Шалдыбин М.В., Бочаров Е.И.) 1 - аргиллиты '

Кроме того, в песчаных породах с нормальным (кларковым) содержанием урана - 2,1 г/т, не наблюдаются процессы разуплотнения - пористость не превышает 14-15 %, в то время как разуплотненные породы-коллекторы с низкими содержаниями урана имеют пористость более 16-18 % (рис. 1.1). Таким образом, теоретически с помощью зон выноса урана можно картировать зоны ми-фации флюидов с СО , зоны разуплотненных коллекторов, а значит и зоны вероятного нефтегазонакопления /Столбов, Шалдыбин, 1996/.

В нефтегазоносных отложениях Западно-Сибирской плиты при литогео-химических исследованиях, были выделены три типа обломочных пород: песчаники, алевролиты и аргиллиты. Другие их многочисленные разновидности и переходные разности, а также другие редко встречаемые в разрезах терриген-ных пород литотипы не учитывались.

В таблице 1.1 приведены результаты статистического анализа, проведенного автором при аналитических работах в лаборатории активационного анализа ТО СНИИГГиМС (1992-1999 гг.). Были получены средние значения урана и А1203 (глинозёма) в породах различного состава, а также рассчитано отношения и к А120з (Таб. 1.1). Общее количество проб, задействованных в расчете составляет - 350. Образцы пород взяты из глубоких скважин, вскрывших васю-ганскую и тюменскую свиты Западной Сибири (Томская область). Выяснилось, что содержание урана в чистом кремнеземе и карбонатных минералах очень малы: на уровне п*10'5 %. Основная часть урана в обломочных породах связана с алюмосиликатами или глинистым цементом. Если пренебречь не высоким содержанием в обломочных породах акцессорных минералов, некоторые из которых содержат значительные концентрации урана, например циркон, то в неизмененных осадочных терригенных породах отношение и к А120з равно 0,18, а их соотношение может быть выражено уравнением:

Ситеор=СА|2Озх0,18х10Л

Таблица 1.1. Средние содержания урана и А12Оз и величины и/А1203 в основных типах обломочных и глинистых пород юры и мела Западной Сибири.

Литотип и, пхЮ 4 % А1203, п % и/А1203

Песчаник, полимиктовый, преимущественно кварц-полевошпатовый 2,0 11,0 0,18

Алевролит 2,6 14,5 0,18

Аргиллит 3,7 20,5 0,18

Таким образом, значения 0,18 по величине и/А120з, будут являться показателем "неизменённости" осадочных глинистых и обломочных терригенных пород. В разрезе осадочного бассейна часто встречаются песчаники, в составе которых иногда преобладает доля кварца - кварцевые песчаники. В них меньше А120з, а значит и меньше урана, а отношение и/А12Оз остаётся в них также на уровне 0,18. Подобная закономерность характерна для обломочных пород, затронутых процессом карбонатизации или для хемогенных известняков, т.к. с первичными и вторичными карбонатами уран также не связан. Зоны вторичного окварцевания (регенерации) и карбонатизации характеризуются низкими содержаниями А12Оз, по значениям которых они легко выделяются в разрезе скважин.

Геохимическое отношение и/А1203 остается высоким (более 0,30) в аргиллитах и чёрных сланцах, обогащенных седиментационно-диагенетическим ОВ. Это связано с накоплением урана в связи с керогеном типа II /Столбова и др., 1988/. Зоны «положительных» аномалий и/А12Оз также встречаются в связи с эпигенетически-изменёнными породами, в которых уран может интенсивно перераспределятся и накапливаться, например, на продуктах окисления УВ - битумах /Пеньков, 1989/.

Ю.М. Столбовым и автором работы в прикладных исследованиях была выведена шкала величин отрицательного (зоны выноса урана) и положительного (зоны привноса урана) геохимических ореолов, для всех литотипов терригенных пород по величине отношения и к А120з /Столбов, Шалдыбин, 1996/.

- величина и/А12Оз находящаяся в диапазоне 0,15-0,18, свидетельствует о незначительном выносе урана и слабом изменении этих пород процессами углекислотного выноса компонентов;

- значения и к А1203 0,12-0,15, показывают, что процессы миграции угле-кислотных флюидов значительны;

- породы с отношением менее 0,12, как правило, интенсивно изменены вторичными процессами и их можно наблюдать визуально по керну - они соответствуют рыхлым продуктивным нефтенасыщенным породам (рис. 1.1);

- низкое отношение величины и/А1203, менее 0,08 свидетельствует о наиболее интенсивном выносе урана и значительном развитии процессов уг-лекислотного метасоматоза;

- положительные значения отношения и/А12Оз 0,18-0,24 свидетельствуют о накоплении урана в зонах наложенного эпигенеза в системе «УВ-воды»;

- величина отношения, превышающая 0,24-0,30 и достигающая целых значений (более 1,0), характерна для отложений доманикового типа или для зон развития древних и современных водонефтяных контактов.

В работе были использованы особенности различной геохимической миграции элементов и компонентов - высокой подвижности урана в процессе уг-лекислотного метасоматоза и слабой подвижности (растворимости) А1203.

Таким образом, прикладная геохимия урана может быть использована как инструмент для изучения вторичных процессов наложенного эпигенеза в нефтегазоносных осадочных бассейнах.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Шалдыбин, Михаил Викторович

Результаты исследования пород-коллекторов Вахско-Кошильского месторождения методом ИНАА показали, что для зон карбонатизации обломочных пород характерны высокие содержания кальция и железа, а также повышенные содержания некоторых микроэлементов: бария, сурьмы и скандия, при нейтральном поведении других редкоземельных элементов (таб. 4.2). При этом для продуктивных скважин с развитыми зонами наложенного эпигенеза, в которых наблюдается глинизация обломков, развитие вторичной пористости и как следствие этого разуплотнение коллектора, наблюдается положительная корреляции между ураном и натрием, (рис. 4.1), что свидетельствует об их одинаковом геохимическом поведении. Под этим подразумевается, что вынос натрия при разрушении алюмосиликатов сопровождается и выносом урана.

2,4 2,2 2 т

Ь ^ 1,8 ф

1,6 пз

М.1,4 ш ч л о

О 1,2

0,4 у = 0,4386х+ 1,4152 М Я2 = 0,0759

0,6 0,8 1 Содержание п %

1,2

1,4

Рис. 4.1. Зависимость содержания урана от натрия в песчаных коллекторах Вахско-Кошильского месторождения.

В то же время, уран отрицательно коррелирует с калием (рис. 4.2). Накопление калия, по-видимому, обусловлено часто наблюдаемой в коллекторах слюдизацией обломков полевых шпатов, появлением по ним, а также по об

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты исследований по теме диссертации «Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов» позволили сделать следующие основные выводы.

1) Обломочные горные породы в юрских нефтегазоносных отложениях Томской области претерпели диагенетические и катагенетические изменения. Процессы катагенеза (или стадиального эпигенеза) проявились в уплотнении пород-коллекторов, притирании обломков друг к другу с образованием конформных структур цементации, изгибе слюдистых обломков, растворении зерен кварца и алюмосиликатных минералов под давлением, преобразовании и перекристаллизации цемента.

2) Юрские и меловые нефтегазопродуктивные отложения несут признаки эпигенетических изменений, которые неоднократно наблюдались на Вахско-Кошильском, Крапивинском, Двуреченском, Западно-Моисеевском и других месторождениях Томской области, а также в продуктивных пластах на газокон-денсатных месторождениях Уренгоя (ЯНАО), нефтяных месторождениях Сургутского свода и Надым-Пурского междуречья (ХМАО). Данные эпигенетические изменения отнесены к процессам наложенного эпигенеза /Лебедев, 1992/, которые распространены достаточно широко. В данной работе они фиксировались по появлению в породах-коллекторах минеральных новообразований и по изменению геохимического поведения в обломочных породах урана и алюминия.

3) Пустотное пространство изученных коллекций керна обломочных пород-коллекторов характеризуются наличием минеральных новообразований. Их появление обусловлено развитием углекислотного метасоматоза в системе взаимодействия «вода-порода». Развитие наложенных процессов данной системы вызывает химические и метасоматические преобразования горных пород, появление новых минералов, способствует перемещению подвижных петрогенных компонентов и микроэлементов, приводит к разуплотнению пород и увеличению в них пустотного пространства. Они также предшествуют миграции жидких углеводородных флюидов - зоны развития минеральных новообразований, интервалы разуплотненных пород и участки нефтегазонакопления, часто пространственно совпадают. В результате воздействия воды на алюмосиликат-ные минералы и цемент происходит их гидролитическое разложение, результатом чего является перераспределение вещества в объеме пластовых тел обломочных пород. Воды оказываются неравновесными по отношению к первичным преимущественно алюмосиликатным обломкам пород и равновесными с продуктами вторичного минералообразования - карбонатами и глинами /Шварцев, 1995/. При этом наблюдается вынос щелочных и щелочноземельных химических элементов (К, Ыа, Са), при незначительной подвижности глинозема. Выносимые петрогенные компоненты фиксируются в проявлениях новообразованных минералов. Так, выносимые при глинизации полевых шпатов щелочные катионы калия фиксируются в окружающих породах в виде гидрослюд и агрегатов светлых (мусковит, серицит) слюд, а натрия в проявлении вторичных бластических альбитов. Выносимые железо-магнезиальные катионы приводят к появлению во многих породах хлоритов, гидробиотитов и биотитов. Кальций активно перезахороняется в карбонатных минералах. Переотложение кремнезема проявляется в регенерации обломочного кварца и формировании его гранобластовых и прожилковых агрегатов.

4) Наряду с процессами наложенного эпигенеза в обломочных и глинистых породах развиты явления дислокационного метаморфизма. К ним относятся ка-таклаз и дробление обломков, смещение по трещинам и по спайности минералов, сколовые деформации, образование зеркал скольжения по глинистым породам и др. Подобные явления отнесены к микро и макродислокациям, способствующим развитию активной флюидодинамики газово-жидких растворов, которые в свою очередь вызывают процессы наложенного эпигенеза.

5) Среди минеральных новообразований в обломочных породах-коллекторах выделены и описаны процессы глинизации (каолинитизации) и слюдизации(гидрослюдизации) алюмосиликатов, цеолитизации, карбонатиза-ции, регенерации минералов(кварца и полевых шпатов), хлоритизации, сульфи-дизации, а также битуминизации как продукта окисления и деградации УВ. Проведенный статистический анализ данных новообразований с результатами петрофизических исследований показал, что все они с разной степенью влияют на изменение физических свойств пород-коллекторов: их пористости, проницаемости и плотности. При этом процессы каолинитизации и слюдизации пространственно сопровождают зоны улучшенных (разуплотненных) коллекторов, способствуя формированию дополнительного пустотного пространства, а процессы карбонатизации, пиритизации, регенерации, сульфидизации и битуминизации оказывают ухудшающее (уплотняющее) действие.

6) Установлено, что в результате развития процессов наложенного эпигенеза в породах-коллекторах происходят не только химические изменения, явления превращения одних минералов в другие, но и существенное изменение физических свойств: плотности, пористости и проницаемости. Для всех выделенных процессов рассчитаны величины изменения пористости и проницаемости. Так для пород-коллекторов продуктивного пласта Ю] Крапивинского и Вахско-Кошильского месторождений в зонах каолинитизации пористость возрастает с 14 до 17,8 %, а проницаемость на порядок. В участках пластов подверженных карбонатизации, напротив, пористость падает в 3 раза, с 13,5 до 4,5 %, а проницаемость в десятки раз.

7) Сравнительный анализ разновозрастных продуктивных и непродуктивных на нефть и газ отложений показал, что коллекторы нижнего мела имеют

3 2 наиболее высокую пористость - 22 % и проницаемость свыше 100*10' мкм . Они слабо сцементированы, имеют мелкопсаммитовую и алевритовую обломочную структуру, мало преобразованы процессами стадиального и наложенного эпигенеза. Пустотное пространство в них в основном обусловлено первинными условиями осадконакопления, слабым уплотнением, большой мощностью пластов, отсутствием интенсивных вторичных преобразований.

8) В верхнеюрских отложениях обломочные породы значительно затронуты процессами наложенного эпигенеза. В них интенсивно проявлены поля каоли-нитизации и особенно карбонатизации, что значительно ухудшает емкостные характеристики коллекторов. Имея псаммитовую обломочную структуру породы-коллекторы, существенно уплотнены и сцементированы при стадиальном эпигенезе. Это делает их более сложными (геологически неоднородными) по строению, в сравнении с меловыми отложениями. Средняя пористость для них составляет 13,5 % а для нефтенасыщенных интервалов более 16 % при

1 О проницаемости более 1*10" мкм (мд).

9) Породы-коллекторы нижне- и среднеюрских отложений существенно уплотнены при стадиальном эпигенезе, при их средних пористости 10,5 % и проницаемости ниже 0,1 мд. В них редко наблюдаются проявления зон наложенного эпигенеза. Установлено, что для данных отложений процессы разуплотнения проявляются локально, в масштабах первых метров, что может свидетельствовать о наличии небольших залежей в пределах нижних горизонтов тюменской свиты.

10) Зоны развития наложенного эпигенеза в обломочных породах могут быть выявлены по изменению концентрации многих макро- и микроэлементов. В данной работе для выявления зон развития разуплотненных коллекторов был использован метод Ю.М. Столбова, который основан на определении величины геохимического равновесия между ураном и А120з /Столбов, Столбова, 1996/. Уран может быть использован как геохимический индикатор процессов наложенного эпигенеза. Установлено, что при развитии процессов углекислотного воздействия на обломочные горные породы содержания урана убывают наряду с убыванием концентраций петрогенных компонентов. Следовательно, геохимию урана можно использовать в целях оценки и картирования интенсивности проявления процессов наложенного эпигенеза, а также в качестве практического инструмента выделения благоприятных на нефть и газ интервалов в разрезе скважин.

11) В работе были рассмотрены содержания урана и глинозема в обломочных и глинистых породах по керну и шламу, а также содержания других породообразующих элементов. Выявлены геохимические показатели содержаний урана и глинозема для основных вторичных минеральных новообразований: каолинитизации, регенерации кварца, карбонатизации, сульфидизации а также эпигенетической битуминизации пород-коллекторов. Выяснилось, что минеральные новообразования или поля развития метасоматических изменений фиксируются поведением геохимии урана. Так в зонах каолинитизации пород-коллекторов его четвертая часть подвергается выносу с одновременным повышением валовой доли AI2O3. Это позволяет использовать геохимический показатель и/А1203 как критерий прогноза зон накопления каолинита, а значит и зон нефтегазонакопления, так как наличие каолинита является для обломочных пород-коллекторов минералогически благоприятным поисковым признаком. Уран практически не перемещается при развитии в породах процессов слюдизации и карбонатизации. Крайне слабо он (не более 10 %) выносится при регенерации кварца, иногда накапливается в зонах сульфидизации. Соотношение U/AI2O3 в породах-коллекторах при развитии данных вторичных процессов остается постоянным как в обычных горных породах, так и в породах-коллекторах: водоносных и нефтегазоносных.

12) Анализ литогеохимических данных в связи с данными ФЕС пористости, проницаемости и карбонатности показал, что на основании геохимического отношения U к AI2O3 можно давать прогноз зон разуплотнения пород-коллекторов т.к. минимальные величины U/A1203 (менее 0.12) наблюдаются в породах-коллекторах с высокой пористостью - более 16-18 % и высокой проi л ницаемостью - как правило, свыше 1*10" мкм (мд). Все это позволяет использовать геохимический показатель U/A1203 как универсальный инструмент для выделения в разрезах глубоких скважин зон уплотненных и разуплотненных пород-коллекторов.

13) С учетом того, что экстраполяция геологической и геофизической информации за пределы изученных скважины по латерали ограничена, совместно со специалистами Томского геофизического треста, были проведены пробные комплексные геохимические и сеймогеологические исследования. Впервые для Западной Сибири, было произведено комплексное сопоставление зон разуплотнения, выделенных по данным литогеохимического изучения керна скважин и интервалов с низкой динамикой прохождения сейсмических волн, выделенных по данным прикладных сейсмических работ. В результате работы, были отрисованы карты распределения ослабленных амплитуд сейсмических волн и дан прогноз распределения улучшенных коллекторов и зон развития процессов наложенного эпигенеза на Двуреченском и Западно-Моисеевском нефтяных месторождениях.

14) Для обломочных пород отложений ачимовской толщи Уренгойского района установлены граничные значения вторичной карбонатности коллекторов. Породы с карбонатностью более 7 % являются заведомо плотными и могут из поровых коллекторов превратиться в смешанные порово-трещинные.

15) На основании комплексных минералого-петрографических и литолого-геохимических исследований, с привлечением данных ФЕС, определены мине-ралого-геохимические и петрофизические критерии прогноза зон уплотнен-ных(улучшенных) и разуплотненных(ухудшенных) пород-коллекторов. К уплотненным породам отнесены те, в которых при наложенном эпигенезе, происходит заполнение пустотного пространства с привносом кальция, железа и калия, а в разуплотненных породах наблюдается вынос калия, натрия, кальция, урана, иногда глинозема с одновременным образованием дополнительного пустотного пространства.

16) На основании выработанных критериев в породах-коллекторах месторождений Томской области, а также в пределах ачимовской толщи Уренгойского месторождения были прослежены закономерности развития процессов наложенного эпигенеза, даны практические рекомендации к их использованию.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Шалдыбин, Михаил Викторович, Томск

1. Алексеев, Ф.А. О природе радиевых аномалий в водах зон водо-нефтяного контакта / Ф. А. Алексеев, Р. П. Готтих, Е. С. Глотова // Геохимия. 1977. -№ 12.-С. 1852-1861.

2. Алексеев, Ф. А. Закономерности в распределении радиоактивных элементов и естественные гамма-поля нефтегазоносных областей / Ф. А. Алексеев, Р. П. Готтих, В. Я. Воробьёва // Тр. ВНИИЯГ. М. : Недра, 1968. Вып. 2. - С. 68-79.

3. Багринцева, К. И. Теоретические основы прогнозирования карбонатных коллекторов на больших глубинах / К. И. Багринцева // Коллекторы нефти и газа и флюидоупоры. Новосибирск, Изд-во Наука, 1983. С. 29-35.

4. Батурин, Г. И. Уран в современном морском осадкообразовании / Г. И. Батурин ; М.: Атомиздат, 1975. 152 с.

5. Белозеров, В. Б. Модель косослоистого строения верхнеюрского резервуара Игольского месторождения и особенности его разработки / В. Б. Белозеров, А. В. Разин // Томск, Вестник ВНК. 1998. - № 1. - С. 25-29.

6. Бойцов, В. Е. Геология месторождений урана / В. Е. Бойцов ; М. : Недра, 1989.-302 с.

7. Бочкарев, В. С. Палеобатиметрические условия формирования ачимовской толщи Западной Сибири / В. С. Бочкарев // Геология, геофизика и разработка нефтегазовых месторождений 1999. - № 5. - С. 23-27.

8. Бурлин, Ю. К. Литология нефтегазоносных толщ / Ю. К. Бурлин, А. И. Конюхов, Е. Е. Карнюшина;/ М.: Недра, 1991. - 285 с.

9. Ю.Вернадский, В. И. Очерки геохимии / В. И. Вернадский // 7-е (4-е рус.) изд. -М.: Наука, 1983.-422 с.

10. Верной, Р. X. Метаморфические процессы / Р. X. Верной ; М. : Недра, 1980.-227 с.

11. Вертман, Е. Г. О возможности применения метода измерения урана по запаздывающим нейтронам в геохимических исследованиях / Е. Г. Вертман, Ю. М. Столбов, Р. П. Мещеряков // Геохимия 1979. - № 9. С. 1337-1347.

12. Вовк, И. Ф. Радиолиз подземных вод и его геохимическая роль / И. Ф. Вовк ; -М.: Недра, 1979.-231 с.

13. Гавшин, В. М. Некоторые условия концентрации урана природными сорбентами в процессе литогенеза / В. М. Гавшин // Геохимия и минералогия радиоактивных элементов. Новосибирск, - 1979, - С. 5-16.

14. Гавшин, В. М. Ассоциации микроэлементов с органическим веществом в осадочных толщах Сибири / В. М. Гавшин ; Н.: Наука, 1984. - 156 с.

15. Гавшин, В. М. Постседиментационное перераспределение урана в осадочных толщах / В. М. Гавшин // Проблемы радиогеологии. М. : Наука, 1983. -С. 107-122.

16. Гарипов, О. М. Исследование вторичных изменений коллекторов залежей Красноленинского свода и совершенствование их разработки (на примере Талинского месторождения) / О. М. Гарипов // Автореф. на соиск. уч. ст. к.г.-м.н.- Тюмень, 1997. 24 с.

17. Гаррелс, Р. М. Растворы, минералы, равновесия / Р. М. Гаррелс, Ч. Л. Крайст ; Пер. с англ. М.: Мир, 1968. - 368 с.

18. Геология нефти и газа Западной Сибири. (Под ред. А.Э. Конторовича, И.И. Нестерова и др.). М.: Недра, 1975. - 680 с.

19. Геохимические методы поисков месторождений нефти и газа. М. : Изд-во Наука, 1983. - 200 с.

20. Германов, Г. И. Геохимические и гидродинамические условия возникновения. эпигенетической урановой минерализации в нефтегазоносных горизонтах / Г. И. Германов // Геохимия. 1961. - № 2. - С. 3-10.

21. Гидрогенные месторождения урана (Под ред. С.Г. Батулин, Г.В. Грушевой, О.И. Зеленова и др.). М. : Атомиздат, 1980. - 272 с.

22. Глотова, Е. С. Некоторые закономерности накопления урана в нефтях / Е. С. Глотова, Р. П. Готтих и др. // Геохимия. 1980. - № 6. - С. 889-906.

23. Готтих, Р. П. Радиоактивные элементы в нефтегазовой геологии / Р. П. Готтих ; М.: Недра, 1980. - 253 с.

24. Грамберг, И. С. Сдвиги как возможные пути миграции нефти и газа / И. С. Грамберг, О. И. Супруненко // Докл. РАН. -1995. Т. 340. - № 1. - С. 75-77.

25. Гурари, Ф. Г. Доманикиты и их нефтегазоносность / Ф. Г. Гурари // Советская геология. 1980. - № 11. - С. 3-12.

26. Гурари, Ф. Г. Палеогеография баженовской свиты по распределению в ней урана / Ф. Г. Гурари, Н. И. Матвиенко //Перспективы нефтегазоносности юго-востока Западной Сибири. Тр. СНИИГГиМС, вып. 275, 1980. С. 81-91.

27. Данчев, В. И. Экзогенные месторождения урана / В. И. Данчев, И. Н. Стре-лянов ; М.: Атомиздат, 1979. - 274 с.

28. Дахнов, В. Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтегазонасыщения горных пород / В. Н. Дахнов ; М. : Недра, 1985. - 310 с.

29. Деплс, Э. Поведение кремнезема в диагенезе / Э. Деплс // Геохимия литогенеза. М. : Изд-во ИЛ, 1963. - С. 234-258.

30. Диагенез и катагенез осадочных образований. Пер. с англ., М. : Изд-во Мир, 1971.-464 с.

31. Дир, У. А. Породообразующие минералы / У. А. Дир, Р. А. Хау, Дж. Зусман ; М.: Мир, 1966. т. 4. - 239 с.

32. Жариков, В. А. Метасоматизм и метасоматические породы / В. А. Жариков, В. Л. Русинов, А. А. Маракушев и др.; М.: Научный мир, 1998. 490 с.

33. Жуковская, Е. А. Геохимия процессов вторичного минералообрзования в юрских нефтегазоносных отложениях Нюрольского осадочного бассейна (Томская область) / Е. А Жуковская // Автореф. дис. на соис. уч. ст. канд. геол.-минер. наук, Томск, 2000. 20 с.

34. Евсеева, Л. С. Восстановление урана природными органическими веществами / Л. С. Евсеева // Химия урана (Под. ред. Б.И. Ласкорина). М. : Наука, 1983.-С. 52-58

35. Евсеева, Л. С. Геохимия урана в зоне гипергенеза / Л. С. Евсеева, А. И. Пе-рельман, К. Е. Иванов // (2-е изд.), М.: Атомиздат, 1975. 208 с.

36. Калинко, М. К. Состояние и задачи методов изучения природных коллекторов нефти и газа и флюидоупоров / М. К. Калинко // Коллекторы нефти и газа и флюидоупоры Новосибирск, Изд-во Наука, 1983. - С. 5-9.

37. Карапузов, Н. И. Внедрение трехмерной сейсморазведки основа повышения эффективности геолого-геофизических исследований / Н. И. Карапузов, А. Н. Френовский // Томск, Вестник ВНК, 1998. - № 1. -С. 29-33.

38. Карнюшина, Е. Е. Формирование состава и свойств пород-коллекторов нефтегазоносных бассейнов в зоне катагенеза / Е. Е. Карнюшина // Автор, на соис. уч.ст. д.г.-м.н. Москва, 1996. 41 с.

39. Кашик, С. А. О замещении кварца кальцитом в осадочных породах / С. А. Кашик // Геохимия. -1965. № 2. - С. 180-187.

40. Коржинский, Д. С. Теория метасоматической зональности / Д. С. Коржин-ский ; М.: Наука, 1982. - 104 с.

41. Коссовская, А. Г. Характер и распределение минеральных новообразований в разрезе мезо-палеозойских отложений Западного Верхоянья / А. Г. Кос-совская, В. Д. Шутов // О вторичных изменениях осадочных пород. М.: Изд.-во АН СССР, Вып. 5, 1956. С. 135-168.

42. Кравченко, К. Н. Размещение уникальных скоплений нафтидов в генераци-онно-аккумуляционных элементах богатейших бассейнов мира / К. Н. Кравченко // Геология нефти и газа -1999. № 7-8. - С. 46-56.

43. Лебедев, Б. А. Геохимия эпигенетических процессов в осадочных бассейнах / Б. А. Лебедев ; Л. : Недра, 1992. - 239 с.

44. Лебедев, Б. А. Влияние эпигенетических процессов на параметры коллекторов и покрышек в мезозойских отложениях Западно-Сибирской низменности /Б. А. Лебедев, Г. Б. Аристова, Е. Г. Бро и др. // Труды ВНИГРИ. Вып. 361, Л.: Недра, 1976. 132 с.

45. Литогеохимические исследования при поисках месторождений нефти и газа. Сб. науч. тр. ВНИИЯГГ. М.: Недра, 1987. 184 с.

46. Логвиненко, Н. В. Постдиагенетические изменения осадочных пород / Н. В. Логвиненко ; Л.: Изд-во Наука, 1968. - 92 с.

47. Махнач, А А. Катагенез и подземные воды / А. А. Махнач ; Минск. Наука и техника, 1989. 335 с.

48. Муромцев, В. С. Электрометрическая геология песчаных тел литологиче-ских ловушек нефти и газа / В. С. Муромцев ; - Л. : Недра, 1984. - 260 с.

49. Неручев, С. Г. Уран и жизнь в истории Земли / С. Г. Неручев ; Л. : Недра, 1982.-206 с.

50. Пеньков, В. Ф. Уран и углеводороды / В. Ф. Пеньков ; М. : Недра, 1989. -144 с.

51. Пеньков, В. Ф. Особенности накопления урана в природных битумных веществах / В. Ф. Пеньков, В. А. Успенский // Распределение радиоактивных элементов и их изотопов в Земной коре Л. : Изд-во ВНИГРИ, 1982. С. 94103.

52. Перельман, А. И. Геохимия эпигенетических процессов / А. И. Перельман ; М. :Недра, 1968.-331 с.

53. Перозио, Г. Н. Вторичные изменения мезозойских отложений центральной и юго-восточной части Западно-Сибирской низменности / Г. Н. Перозио //

54. Постседиментационные преобразования осадочных пород Сибири М. : Наука, 1967а. - С. 5-70.

55. Перозио, Г. Н. Катагенез и глубинный эпигенез в гранулярных коллекторах нефти Усть-Балыкского месторождения / Г. Н. Перозио // Постседиментационные преобразования осадочных пород Сибири. М. : Наука, 19676. - С. 70-98.

56. Перозио, Г. Н. Эпигенез терригенных отложений осадочных пород юры и мела юго-восточной части Западно-Сибирской низменности / Г. Н. Перозио ;М.: Недра, 1971.-159 с.

57. Петтиджон, Фр. Дж. Осадочные породы / Фр. Дж. Петтиджон ; М. : Недра, 1981.-751 с.

58. Плуман, И. И. Ураноносность чёрных битуминозных сланцев и аргиллитов волжского яруса Западно-Сибирской плиты / Плуман И.И. // Геохимия. -1971.-№11.-С. 1362-1368.

59. Плуман, И. И. Условия образования битуминозных аргиллитов волжского яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции / И. И. Плуман, Н. П. Запивалов // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1977 - № 9. - С. 111-117.

60. Портнов, А. М. Углекислота как диспетчер рудоотложения / А. М. Порт-нов, М. Н. Кандинов // Природа. - 1992. - № 11. - С. 64-69.

61. Прозорович, Г. Э. Регенерация кварца и пелитизация полевых шпатов в нефтеносных и водоносных песчаниках Усть-Балыкского месторождения нефти (Западная Сибирь) / Г. Э. Прозорович, 3. Л. Валюженич // Доклады АН СССР, 1966. Т. 168, Вып. 4. - С. 893-895.

62. Прошляков, Б. К. Вторичные изменения терригенных пород коллекторов нефти и газа / Б. К. Прошляков ; М.: Недра, 1974. - 232 с.

63. Пустовалов, Л. В. Вторичные изменения осадочных горных пород и их геологическое значение / Л. В. Пустовалов // О вторичных изменениях осадочных пород. М.: Изд.-во АН СССР, Вып. 5, 1956. С. 3-52.

64. Рассел, Р. Связь урановорудных месторождений с нефте- и газоносными структурами / Р. Рассел // Труды международной конференции по мирному использованию атомной энергии. М.: 1959. - С. 81-93.

65. Рухин, JI. Б. Основы литологии / JI. Б. Рухин ; JL : Недра, 1969. - 703 с.

66. Сахибгареев, Р. С. Вторичные изменения коллекторов в процессе формирования и разрушения нефтяных залежей / Р. С. Сахибгареев ; Л. : Недра, 1989.-260 с.

67. Сахибгареев, P.C. О коррозии минералов нефтями и битумами / Р. С. Сахибгареев // Геология и геохимия горючих ископаемых. Киев, 1978. - С. 22-24.

68. Сердюк, 3. Я. О составе вторичных карбонатов, развитых в трещинах и порах пород фундамента и осадочного чехла Обь-Иртышского междуречья / 3. Я. Сердюк, Б. Г. Эренбург // Литология и геохимия мезозойских отложений Сибири. Новосибирск, 1972. - С. 87-93.

69. Славкин, В. С. Прогноз развития песчаных тел в верхнеюрских отложениях Каймысовского свода / В. С. Славкин, Н. С. Шик, А. А. Гусейнов, Т. Е. Ермолова // Геология нефти и газа. -1995. № 10. -С. 22-29.

70. Смехов, Е. М. Вторичная пористость горных пород-коллекторов нефти и газа / Е. М. Смехов, Т. В. Дорофеева ; Л. : Недра, 1987. - 96 с.

71. Соколова, Н. Т. О подвижности алюминия в гидротермальных системах / Н. Т. Соколова, И. Л. Ходаковский // Геохимия. -1977, № 6. - С. 831-839.

72. Соколов, В. А. Геохимия природных газов / В. А. Соколов ; М. : Недра, 1971.-334 с.

73. Соколов, Б. А. Флюидодинамическая модель нефтегазообразования / Б. А. Соколов, Э. А. Абля ; М.: Изд.-во ГЕОС, 1999. - 76 с.

74. Столбова, Н. Ф. Некоторые вопросы прикладной геохимии урана нефтяных месторождений / Н. Ф. Столбова, Ю. А. Фомин, Ю. М. Столбов // Томск, полит, инс-т. Томск, 1988. Деп. в ВИЭМС 17.02.88. 536 -мг88. Депо-нир.рук, № 536-МГ ВИЭМС, 1988. 16 с.

75. Столбова, Н. Ф. Результаты лито-ядерно-геохимических исследований отложений доманикового типа в Западной Сибири / Н. Ф. Столбова, Ю. М. Столбов // Сб. Науч.тр. межвуз. НТП " Нефтегазовые ресурсы", вып. И, -М. : Изд-во ГАНГ им. Губкина, 1995. С. 29-37.

76. Столбов, Ю. М. Исследования геохимии явлений наложенного эпигенеза с применением ядерно-физических методов анализа / Ю. М. Столбов, Н. Ф. Столбова // Труды Международной конференции "Закономерности эволюции земной коры". С-Петербург, 1996. - С. 277.

77. Страхов, Н. М. Основы теории литогенеза / Н. М. Страхов ; М.: Изд-во АН СССР, 1962,-т. 1-2.

78. Тиссо, Б. Образование и распространение нефти / Б. Тиссо, Д. Вельте. М. : Мир, 1981.-501 с.

79. Трегер, В. Е. Оптическое определение породообразующих минералов / В. Е. Трегер ; М.: Недра, 1968. - 198 с.

80. Ушатинский, И. Н. Методика и результаты изучения минералогии глин продуктивных отложений Западно-Сибирской низменности в связи с их нефтегазоносностью / И. Н. Ушатинский и др. // Тр. ЗапСибНИГНИ, Вып. 35. Тюмень, 1970. 313 с.

81. Ушатинский, И. Н. Минералогические и геохимические показатели нефте-газоносности мезозойских отложений Западно-Сибирской плиты / И. Н. Ушатинский, О. Г. Зарипов // Тр. ЗапСибНИГНИ. Вып. 96. Тюмень, 1978. - 207 с.

82. Фролов, В.Т. Литология / В. Т. Фролов; М. : Изд-во МГУ, Кн. 1-2, 1992., Кн. 3, 1995.

83. Хаин, В. Е. Роль флюидодинамики в развитии нефтегазоносных бассейнов / В. Е. Хаин, Б. А. Соколов // Вест. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 1994. - № 5.- С. 3-11.

84. Ханин, А. А. Основы учения о породах-коллекторах нефти и газа и их изучение / А. А. Ханин ; М. : Недра, 1965. - 360 с.

85. Ханин, А. А. Петрофизика нефтяных и газовых пластов / А. А. Ханин ; -М.: Недра, 1976. 295 с.

86. Хант, Дж. Геохимия и геология нефти / Дж. Хант ; М . : Мир. 1984. - 704 с.

87. Холодов, В. Н. Останцы "карбонатных столбов" индикаторы зон пересечения разломов. / В. Н. Холодов, Р. М. Реймов // Доклады РАН, 1994. Т. 335,-№5,-С. 630-633.

88. Чепиков, К. Р., Эпигенетические минералы как показатели времени прихода нефти в песчаные промышленные коллектора / К. Р. Чепиков, Е. И. Ермолова, Н. А. Орлова // Докл. АН СССР. 1959. т. 125, - № 5. - С. 10971099.

89. Шванов, В. Н. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов / В. Н. Шванов, В. Т. Фролов, Э. И. Сергеева и др; С-Пб. : Недра, 1998.

90. Шварцев, С. JI. К проблеме самоорганизации геологической системы вода-порода / С. JI. Шварцев // Геология и геофизика. -1995. № 4. - С. 22-29.

91. Шварцев, С. JI. Геологическая система "вода-порода" / С. JI. Шварцев // Вестник РАН. 1997. Том. 67. - № 6. - С. 518-524.

92. Шварцев, С. JI. Гидрогеохимия зоны гипергенеза / С. JI. Шварцев ; М. : Недра, 1998,-366 с.

93. Шутов, В. Д. Минеральные парагенезисы граувакковых комплексов / В. Д. Шутов ; М. : Наука, 1975. - 110 с.

94. Юдович, Я. Э. Геохимия черных сланцев /Я. Э. Юдович, М. П. Кетрис ; -JL : Наука, 1988. 272 с.

95. Binney, S. Е. A review at the delayed neutron technique / S. E. Binney, R. J. Sherpelz // Nuclear Instruments and Methods. № 3, 1978.

96. Drillet, V. Clay dissolution kinetics in relation to alkaline flooding / V. Drillet, D. Defives // 1991, SPE 21030.

97. Johnson, J. R. Caustic consumption by kaolinite and quartz and their mixtures attemperatures up to 120C. / J. R. Johnson, K. Dehghani, D.B.U. Hawkins // 1988.1. SPE. 17410

98. Langmuir, D. Uranium solution-mineral equilibria at low temperatures with applications to sedimentary ore deposits / D. Langmuir // Geochimica et Cosmo-chimica Acta. Vol.42. P. 547-569. 1978.

99. Thornton, S. D. Role of silicate and aluminate ions in the reaction of sodiumhydroxide with reservoir minerals. / S.D. Thornton // 1988. SPE. 162771. Фондовая

100. Петров, В. Н. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности западного склона Моисеевского куполовидного поднятия и прилегающих территорий / В. Н. Петров // Отчет сейсморазведочной партии 4,5/95-96 г -Колпашево, 1997. -164 с.

101. Столбова, Н.Ф. Детальные литолого-геохимические исследования ачи-мовских отложений Уренгойского региона / Н. Ф. Столбова, Г. Д. Исаев, М. В. Шалдыбин // ОТЧЕТ о НИР с ОАО «СибНАЦ». Томск, 2003. -178 с.

Информация о работе

Шалдыбин, Михаил Викторович
кандидата геолого-минералогических наук
Томск, 2005
ВАК 25.00.09

Диссертация

Геохимические критерии оценки влияния процессов наложенного эпигенеза на фильтрационно-емкостные свойства обломочных пород-коллекторов - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы