Типы ловушек залежей нефти и газа при несогласиях

Покрывающие породы. Развитие ловушек, обусловленных несогласиями, связано с целым рядом геологических процессов и условий. В первую очередь, сюда следует отнести часто встречающееся при несогласии изменение литологии пород, благодаря которому скопления нефти и газа локализуются в горизонте, залегающем непосредственно под несогласием. В мощных толщах, состоящих из согласно залегающих свит проницаемых известняков или доломитов, могут отсутствовать хорошие покрышки, препятствующие восходящей миграции нефти и газа. Если в кровле такой свиты имеется несогласие и непосредственно над ним залегают глины или другие непроницаемые породы, нефть и газ, поднимающиеся вверх по проницаемым известнякам и доломитам, будут накапливаться как раз под поверхностью несогласия. Следует заметить, что подобные условия еще не образуют законченную ловушку, а только лишь определяют возможный нефте-или газоносный горизонт.

Образование коллекторских пород при несогласиях. Если море вторгается на сушу после периода эрозии, то первыми должны отлагаться песчаные породы или конгломераты. В тех случаях, когда над базальными горизонтами отлагаются морские глины, последние впоследствии могут служить или покрышкой, завершающей образование ловушек, или нефтематеринскими породами. Нефть и газ могут также мигрировать в эти базальные песчаные породы из пластов, залегающих ниже поверхности несогласия. Если нет перекрытия непроницаемыми пластами, то наличие несогласия само по себе не обусловливает образование ловушки в вышележащих породах, но несогласие может создать благоприятные условия для накопления нефти и газа в каких-либо других стратиграфических горизонтах.

Аккумуляция в рукавообразных залежах. После складкообразования или подъема какого-либо участка земной коры, седиментация может начинаться с отложения песка в руслах и долинах, прорезывающих более древние образования. Иногда такие русла [выполненные песчаными породами] представляют собою результат местных несогласий, образовавшихся в то время, когда в окружающей пойме еще не закончилось накопление осадков. Залежи нефти и газа в рукавообразных отложениях обычно являются вытянутыми, узкими и извилистыми в плане, а коллекторы имеют плоскую кровлю и основание их прогнуто книзу. На рис. 14-1 дан поперечный разрез идеального русла, а рис. 15-10 изображает поперечный разрез действительного русла.

Ловушки, связанные с изменением пористости пород. Многие крупные ловушки, содержащие скопления нефти и газа, образовались в результате растворения, происходящего при эрозии, протекавшей во время перерыва в осадкообразовании. Безусловно, этот процесс характерен, главным образом, для растворимых пород, таких как известняки и доломиты. Однако в редких случаях породы, являющиеся обычно нерастворимыми и непроницаемыми, как например граниты и другие изверженные и метаморфические образования, могут в результате выветривания стать достаточно проницаемыми для продуцирования нефти и газа. Во многих случаях известняки обладают некоторой первичной пористостью и проницаемостью, увеличивающимися в процессе растворения в период выветривания. Некоторые примеры ловушек, образовавшихся в выветрелых известняках, залегающих ниже поверхностей несогласия, представлены на рис. 14-2. Свиты Л, С и F состоят из известняков или доломитов, которые вследствие их текстуры или состава в процессе выветривания не стали пористыми или проницаемыми. Породы свиты В являются пористыми и проницаемыми только там, где они в течение долгого времени выступали над уровнем вод бассейна. Предполагается, что эти породы сравнительно устойчивы к эрозии, в результате чего они образовали погребенный выступ. В располагающейся над уровнем вод части погребенного выступа породы в результате выщелачивания стали пористыми и проницаемыми, и поэтому у кровли погребенного выступа образовалась нефтяная залежь. Породы свиты D вследствие своего состава или частичного сохранения первоначальной проницаемости в результате растворения стали пористыми на некотором расстоянии вниз от поверхности несогласия. Образовавшаяся в этой свите нефтяная залежь вниз по падению оконтуривается краевой водой. Породы свиты E являются пористыми только на незначительном расстоянии от первоначальной поверхности, ниже которой [под скоплением нефти] в небольшом количестве имеется вода.

Ловушки, связанные с погребенными выступами. Ловушки, образование которых связано с погребенными возвышениями, встречаются довольно часто. Рис. 14-3 иллюстрирует некоторые типы ловушек, связанных с погребенными выступами (при несогласиях). Предполагается, что выступ состоит из непроницаемой породы, например, гранита.

Под действием уплотнения песчаные породы над погребенным выступом образуют антиклиналь, в результате чего непосредственно над вершиной этого выступа окажется хорошая ловушка для нефти и газа. В песчаных прослоях, расположенных ниже по разрезу, ловушки образуются частично за счет наклона, возникшего в результате уплотнения, а частично за счет ограничения песчаника, вызванного вклиниванием выступа. У основания выступа могут отлагаться осадки, состоящие из песка или галек гранита, образующихся в результате его эрозии. Там, где эти осадки вверх по склону ограничиваются выступом, может образоваться ловушка.

Образованные погребенными возвышенностями естественные ловушки, в которых содержатся залежи нефти и газа, изображены на рис. 9-12, 9-15, 9-16 и 9-17.

Ловушки, обусловленные перерывом и перекрытием пластов. Ловушки, связанные с перерывом и перекрытием пластов, представлены на рис. 14-4. Ловушка, обусловленная перекрытием, образуется в пластах, залегающих над поверхностью несогласия на тех участках, где коллектор вверх по восстанию пересекается поверхностью несогласия. Поэтому такая ловушка имеет наклон в том же направлении, что и поверхность несогласия, только угол наклона первой будет меньше угла наклона поверхности несогласия. Коллектор покрывается непроницаемой породой; непроницаемая порода должна также находиться и ниже поверхности несогласия в месте ограничения коллектора. Ловушки, образованные хотя бы частично перекрытием при несогласии, изображены на рис. 9-12 и 9-13.

Ловушки, обусловленные наличием перерыва в отложении пластав, встречаются и под поверхностью несогласия — там, где проницаемый коллектор под углом подходит к поверхности несогласил и отсекается последней. Для образования такой ловушки непроницаемые породы должны залегать стратиграфически выше и ниже коллектора в свите, развитой под поверхностью несогласия; они должны быть также и над поверхностью несогласия в месте срезания коллектора. Нефтяные и газовые месторождения, связанные с перерывом и перекрытием пластов, являются довольно распространенными. Во многих случаях углы падения пород, залегающих выше и ниже поверхностей несогласия, настолько близки друг к другу, что различить их простым наблюдением в отдельных обнажениях невозможно; но это различие может быть установлено по разрезам буровых скважин, разбросанных на значительной площади. На крыльях некоторых так называемых «плешивых» антиклинальных структур образуются в результате перерыва в отложении пластов особые типы ловушек.

Ловушки, образованные полностью или частично за счет перерыва в отложении осадков при несогласном залегании пластов, изображены на рис. 9-8, 9-10 и 9-11. На рис. 26-2 приведен сейсмический разрез, показывающий перерыв [в протяженности отдельных пластов] при небольшом угловом несогласии. Палеогеологические карты обычно составляются для поверхностей, существовавших после тектонических фаз, приведших к наклону [или изгибу] пластов и эрозии. Захороняясь, эти поверхности становились поверхностями несогласия, указывающими на перерыв, образовавшийся к тому времени, когда начали отлагаться более молодые слои. При отсутствии несогласия на геологической карте древней поверхности, существовавшей непосредственно перед перерывом, будет изображено развитие на довольно обширной площади только одной свиты. Следовательно, палеогеологическая карта, приведенная на рис. 6-7 и изображающая поверхность, возникшую до перерыва, указывает на наличие углового несогласия. Рис. 6-6 представляет собою поперечный разрез, на котором показано залегание этих пластов до отложения пенсильванских пород [расположенных выше поверхности несогласия].

Аккумуляция нефти в линзовидных коллекторах, залегающих над поверхностью несогласия. При наличии подходящего линзовидного коллектора, залегающего над поверхностью несогласия, нефть, мигрирующая вверх из несогласно перекрытых пластов, может аккумулироваться в ловушках, образовавшихся как раз над этой поверхностью. Идеальный пример ловушки данного типа приведен на рис. 14-5. Нефть, просачиваясь вверх из срезанных пластов, залегающих под поверхностью несогласия, накапливается в линзовидных песчаниках, располагающихся над этой поверхностью. Песчаники, залегающие непосредственно над поверхностью несогласия, почти целиком заполнены нефтью, в то время как в песчаники, удаленные от поверхности несогласия и отделенные от него относительно непроницаемыми глинистыми породами, мигрирует только незначительное количество нефти, накапливающейся в самых верхних частях линз. Конечно, совсем необязательно, чтобы нефтяные и газовые, коллекторы над несогласием имели форму таких линз, какие изображены на рисунке. Ловушки могут заполниться нефтью и газом, мигрирующими из глинистых пород, залегающих над поверхностью несогласия или перекрытых нефтяных пластов, как это изображено на рис. 14-4.

В процессе восходящей миграции из толщ, расположенных ниже поверхности несогласия, нефть и газ будут в первую очередь насыщать проницаемые пласты, находящиеся также ниже этой поверхности. Однако в тех случаях, когда нефтепроизводящие породы, залегающие под поверхностью несогласия, сближены с коллекторами, развитыми выше этой поверхности, возможно, что нефть и газ попадут непосредственно в такие коллекторы, минуя проницаемые породы, содержащиеся в самой нефтепроизводящей свите.

Научный Комитет при Геологическом Обществе в Тулсе установил, что типы нефтей большинства стратиграфических горизонтов примерно одинаковы, но в залежах, связанных с несогласием в кровле известняков Арбокл и «Миссисипи», встречаются различные типы нефтей, что является следствием их миграции из различных материнских отложений. Действительно, у поверхностей несогласия благодаря перекрытию или срезанию пластов, коллекторы, развитые вдоль этих поверхностей, контактируют с целым рядом различных нефтематеринских свит.