Нефтегазовая геология

 

 

Ловушки, связанные со складчатостью. Причины складкообразования в коллекторских пластах и в толщах

 

Форма структурных ловушек, полностью или в значительной степени обусловленных складчатостью, варьирует в широких пределах. Наряду с пологими, почти округлыми в плане куполами (6-2, А) широко распространены вытянутые, узкие антиклинали (Б), которые могут быть симметричными, асимметричными или даже опрокинутыми (В).

 

Структурная амплитуда (structural closure) [или «замкнутая высота»], определяемая как превышение гипсометрически наиболее высокой точки над самой низкой замкнутой изогипсой, может изменяться от немногих до нескольких тысяч футов. Под структурным рельефом складки, обычно превышающим ее структурную амплитуду, понимается высота, на которую смятый в складку пласт возвышается над региональным склоном; он измеряется длиной перпендикуляра, опущенного из наивысшей точки складки на поверхность регионально наклонного пласта (6-2, А). При определении структурной амплитуды ловушки за горизонтальную опорную поверхность принимается уровень моря. Величина структурной амплитуды при этом не обязательно соответствует структурному рельефу. Одна и та же складка может иметь различную структурную амплитуду, величина которой изменяется при изменении регионального наклона формации. Объем ловушки, связанной со складкой и содержащей нефть и газ, зависит главным образом от структурной амплитуды, мощности коллекторского пласта, эффективной пористости пород, пластового давления и условий движения флюидов через породы. Действительный же объем природного резервуара ‑ это объем эффективного порового пространства между поверх­ностью подошвенных вод и непроницаемой покрышкой. Объем природного резервуара необходимо знать, чтобы установить размер и высоту залежи нефти или газа. Высота залежи определяется превышением самой верхней газо- или нефтенасыщенной части резервуара над поверхностью водо-нефтяного или газо-водяного контакта (см. на на 6-2, В).

 

Отмечающийся изгиб или наклон коллекторского пласта показывает, что в строении практически всех ловушек, как структурных, так и стратиграфических, большую или меньшую роль играет существование складки. Ловушки, в образовании которых преобладающее значение принадлежит складчатым движениям, рассматриваются как ловушки, связанные со складками, даже если в формировании их в определенной степени участвуют дизъюнктивные нарушения и стратиграфические факторы.

 

 

Конечно, причины складкообразования в коллекторских пластах и в тол­щах, обнажающихся на дневной поверхности, остаются теми же. В различных условиях главными механизмами складкообразования могут быть горизонтальное сжатие, тангенциальные давления, образование складок волочения (видимо, широко распространенных в природе), седиментационные наклоны слоев вокруг погребенных выступов, дифференциальное уплотнение осадков на склонах таких выступов, образование диапировых складок и куполов, связанных с глубоко погруженными интрузивными соляными штоками. Складка может сформироваться в ограниченный отрезок геологического времени; в других случаях существование ее является результатом нескольких структурообразующих фаз, что выражается в увеличении ее крутизны с глубиной. Ловушки, связанные со складками, обычно осложнены текто­ническими нарушениями. Коллекторский пласт может быть разорван нарушением, не наблюдающимся на поверхности земли; такие разрывы бывает чрезвычайно трудно установить методами глубинного картирования до тех пор, пока плоскости их не будут подсечены разведочной скважиной.

 

На 6-4 ‑ 6-6 показаны некоторые ловушки, образовавшиеся главным образом в результате складчатости. На 6-4 представлена структура залежи Саут-Эрлсборо в Оклахоме. Это одна из первых залежей, открытых методом сейсмического картирования и приуроченных к характерным малоамплитудным, почти округлым, куполовидным складкам, развитым в Мид-Континенте. Продуктивен повсеместно распространенный на этой территории песчаный пласт Уилкокс (ордовик). На 6-5 показана структурная карта месторождения Апач в округе Каддо, Оклахома (разрез и палеогеологическая карта этого месторождения приведены на 6-19 и 13-12).

 

антиклинальные куполовидные складки

Схематические структурные карты и разрезы типичных антиклинальных куполовидных складок. Подобные складки характерны для многих ловушек, содержащих залежи нефти и газа. Нефтяная залежь заштрихована и зачернена. Светлая стрелка указывает на направление падения.

 

величина структурного рельефа

Схематические разрезы, показывающие, что одна и та же величина структурного рельефа может сопровождаться различной величиной структурной амплитуды в зависимости от регионального падения слоев. У.м. - уровень моря.

 

 

сейсмическая карта

6-4. А - сейсмическая карта и сухие скважины, пробуренные в 1929 г. Б - структурная карта залежи Саут-Эрлсборо в округе Семинол, Оклахома, по известнякам Вайола (ордовик), перекрывающим продуктивные песчаники Уилкокс (Weathегbу, Geophysical Case Histories, Soc. Explor. Geophysicists, p. 289, Fig. 4, p. 290, Fig. 5, 1949).

 

6-6 представляет собой структурную карту вытянутой куполовидной складки, содержащей залежь Абкайк в Саудовской Аравии. Такая структура типична для многих ловушек на Ближнем Востоке, хотя некоторые из них перекрыты сложнодислоцированными некомпетентными формациями (см. 6-12 и 6-21). Структура месторождения Валлецца в Северной Италии представляет собой разорванную опрокинутую антиклинальную складку. Подобные структуры не характерны для ловушек, но приведенный пример показывает, что слои могут быть даже столь сильно дислоцированы и тем не менее образовывать ловушку. Разрез месторождения показан на 6-7.

карта залежи

6-5. Структурная карта залежи Апач в округе Каддо, Оклахома, по кровле песчаников Бромайд (V.С. Sсоtt, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 29, p. 103, Fig. 3).

Изогипсы через 100 футов. Складка сформировалась после отложения формации Кани (миссисипий) и до накопления пермских осадков (см. 6-19 и 13-12).

 

Изменения с глубиной. При прослеживании многих складок и других структур от поверхностных или высокозалегающих слоев на глубину устанавливается изменение их очертаний, размера или амплитуды, а иногда¹ смещение свода складки в латеральном направлении. Поэтому при поисках залежей в коллекторских слоях, залегающих на больших глубинах, не всегда дует ориентироваться на складки, выраженные на поверхности и в верхних горизонтах разреза, поскольку они часто не соответствуют структурам 'более глубоких слоях. Несоответствие структуры глубоких слоев и изученных верхних толщ разреза может быть выявлено до начала бурения сейсмическим

Структурная карта залежи

6-6. Структурная карта залежи Абкайк в Саудовской Аравии по кровле юрской продуктивной формации (зона Араб), сложенной оолитовыми карбонатами и доломитами (McConnell, Oil and Gas Journ., p. 199, 1951).

Эта крупнейшая залежь имеет размеры 30×6 миль, а максимальный этаж нефтегазоносность достигает 1500 футов. Средний начальный дебит каждой из 66 продуктивных скважин составлял 17 000 баррелей в день. Изолинии через 200 футов.

 

картированием горизонтов, приуроченных к перспективно нефтегазоносным коллекторским слоям или расположенных вблизи от них. В других случаях разведочная скважина, заложенная на своде структуры, выраженной на поверхности, может не вскрыть складки на уровне коллекторских слоев. В каждом подобном случае возникают сомнения относительно точности полученных данных. Однако часто подобные результаты зависят не от низкого качества геофизических работ и материалов бурения, а обусловлены действительно существующими изменениями структурного плана с глубиной. Расхождения в структуре мелких и глубоких горизонтов осадочного чехла во многих случаях не могут быть предсказаны заранее, но иногда их следует ожидать или по крайней мере предполагать их возможность, если известна история геологического развития региона.

Несоответствие структурных планов поверхностных и глубоких горизонтов разреза и связанное с этим положение залежей нефти и газа могут зависеть от ряда причин: 1) конвергенции толщ, залегающих между рассматриваемыми поверхностями; 2) повторного складкообразования. 3) образования параллельных складок, 4) образования дискордантных и диапировых складок, 5) погребенных поднятий, антиклиналей или тектонических блоков, 6) образования асимметричных складок, 7) явлений поверхностного или подземного выветривания - отложения, растворения, оползания, 8) деформации слоев, залегающих под поверхностью несогласия, 9) перекрытия надвигами, 10) смещения залежи нефти или газа.

 

 

К содержанию: Леворсен: ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА

 

Смотрите также:

 

ГЕОЛОГИЯ. Учебник  Геология ленинградской, новгородской и псковской областей

 

Историческая геология  Геология полезных ископаемых  Месторождения ископаемых