Особенности строения и нефтеносность девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края

Федеральное агентство по образованию и науки РФ

Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет

Кафедра геологии нефти и газа

Курсовая работа по литологии.

Особенности строения и нефтеносность девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края.

Выполнил: студент гр. ГНГ-09-1      Ворожцова А.А.

Руководитель: Иванов А.Г.

Пермь, 2011

Содержание.

1.      Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2.      Понятие терригенных отложений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3.      Особенности строения девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4.      Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . .

5.      Библиографический список. . . . . . . . . . . . . . .  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Введение.

Тема данной курсовой работы – особенности строения Девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края.

Цель курсовой работы – наиболее полное раскрытие выбранной темы, рассмотрение и изучение терригенных отложений в целом и особенностей нефтеносных девонских терригенных отложений в Пермском крае.

Для реализации данной цели необходимо решить задачи курсовой работы:

- изучение понятия терригенных отложений;

- литолого-фациальная характеристика девонских терригенных отложений.

Цель и задачи курсовой работы обусловили выбор ее структуры. Работа состоит из введения, вспомогательной главы, специальной главы, и заключения.

В первой главе «Понятие терригенных отложений» дается определение этих отложений, их классификация и особенности строения.

Во второй части работы «Особенности строения девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края» приводятся результаты изучения нефтеносных девонских терригенных отложений в Пермском крае. Показано генетическое расчленение терригенных отложений, выявлены наиболее мощные песчаные толщи, благоприятные в качестве резервуаров.

В заключении подведены основные итоги курсовой работы.

Понятие терригенных отложений.

Терригенные отложения, обломочные осадки и обломочные горные породы, состоящие из снесённых с суши обломков пород (продуктов механического разрушения горных пород) и минеральных зёрен; образуются как в водоёмах (морских и пресноводных), так и в наземных условиях.

При расчленённом рельефе и высокой динамике среды образуются грубообломочные породы, в условиях равнинного рельефа и небольшой скорости водных и воздушных потоков — песчаные, алевритовые и глинистые породы. Глинистые частицы осаждаются главным образом в спокойной воде. В прибрежной части морей и океанов на пляже и мелководье отлагаются галька и гравий, по мере движения вглубь бассейна они сменяются песками, алевритами и, наконец, глинистыми илами на глубине, ниже уровня действия волн и течений. Однако встречаются галечники и пески на больших глубинах (результат действия различных донных течений и мутьевых потоков) и алеврито-пелитовые осадки в береговой зоне.

Обломочные горные породы.

Обломочные породы  (кластические горные породы)— осадочные горные породы, состоящие целиком или преимущественно из обломков различных горных пород (магматических, метаморфических или осадочных) и минералов (кварц, полевые шпаты, слюды, иногда глауконит, вулканическое стекло и др.).

Различают обломочные горные породы сцементированные и несцементированные (рыхлые). В сцементированных обломочных горных породах связующим веществом служат карбонаты (кальцит, доломит), оксиды кремния (опал, халцедон, кварц), оксиды железа (лимонит, гётит и др.), глинистые минералы и ряд других.

В зависимости от величины о формы обломков выделяют:

1)    Грубообломочные породы - псефиты, состоящие из обломков диаметром от 2 до 200 мм и более.

Среди рыхлых грубообломочных пород выделяют угловатые неокатанные глыбы и валунники –окатанные обломки (валуны) размером 100-200 мм и более; щебень –угловатые обломки и галечник –окатанные обломки размером от 10 до 100 мм; дресву и гравий размером от 2 до 10 мм.  Горная порода, представляющая собой сцементированные неокатанные обломки, называется брекчией (с соответствующим добавлением –дресвяная, щебёночная, глыбовая). Если сцементированы окатанные обломки, порода называется конгломератом (гравийный, галечный, валунный).

2)    Среднеобломочные, или песчаные, породы –псаммиты с диаметром частиц от 2 до 0,1 мм. В среднеобломочных рыхлых породах выделяют пески грубозернистые (с размером частиц 1-2 мм), крупнозернистые (1-0,5 мм), среднезернистые (0,5-0,25 мм), мелкозернистые (0,25-0,1 мм). Сцементированные пески называют песчаниками (соответствующей зернистости). По петрографическому составу песчаник бывает мономинеральный, состоящий на 90—100% из обломков одного минерала (напр., кварцевые, слюдистые, магнетитовые песчаники), олигомиктовый, состоящий на 80—95% из обломков двух минералов с преобладанием одного из них (например, полевошпатово-кварцевый, слюдисто-кварцевый, кварцево-глауконитовый песчаник и другие), и полимиктовый, аркозовый песчаник, состоящий из кварца, полевых шпатов, слюды и цементирующего вещества. Неотсортированный песчаник, содержащий значительное количество глинистого вещества, называют граувакками.

3)    Мелкообломочные, или пылеватые, породы –алевриты, состоящие в основном из частиц диаметром от 0,1 до 0,01 мм. В мелкообломочных несцементированных породах выделяют алеврит крупнозернистый (с диаметром частиц 0,1-0,05 мм, иногда называемый тонкозернистым песком), мелкозернистый (0,05-0,01 мм) и тонкий (0,01-0,005 мм). Сцементированные алевриты называют алевролитами. Типичный представитель несцементированных алевритовых пород –лёсс –пылеватая, пористая порода.

Выделяются также обломочные горные породы смешанного состава, сложенные обломками различной размерности, — песчаными, алевритовыми и глинистыми. К ним относятся широко распространённые, особенно среди современных континентальных отложений, различные суглинки и супеси.

К обломочным горным породам принадлежат также продукты вулканических извержений: вулканический щебень, пепел (рыхлые породы и их сцементированные разновидности — туфы), туфобрекчии и породы, переходные между обломочными и вулканогенными — туффиты и туфогенные породы.

Обломочные В.-о. породы по размеру обломков подразделяются на грубообломочные (больше 10 мм), крупнообломочные (2—10 мм), среднеобломочные (0,1—2 мм), мелкообломочные (0,01—0,1 мм) и тонкообломочные (меньше 0,01 мм).

Глинистые породы –пелиты. В их составе преобладают частицы менее 0,01 мм и обычно содержится около 30% ещё более тонких частиц размером 0,005-0,001 мм. Глины возникают в результате механического и химического переноса и осаждения глинистых минералов, продуктов выветривания различных пород. Глины отличаются пластичностью, незначительной водопроницаемостью и способностью при смачивании поглощать воду и разбухать. Типичные минералы глин –каолинит и монтмориллонит. Кроме того, в них имеются минералы типа гидрослюд, мелкие зёрна кварца, полевого шпата и нередко органическое вещество. Уплотняясь, глины превращаются в аргиллиты –прочные горные породы, не размокающие в воде. Глинистые минералы в зависимости от их особенностей строения делят на  4 группы:

1)    Минералы группы каолинита. Глинистый минерал из группы водных силикатов алюминия. Эти минералы имеют двухслойное строение слоистых пакетов: кремнекислородный тетраэдрический слой и алюмокислородный октаэдрический слой, соединённые так, что вершины октаэдров примыкают к вершинам тетраэдров.

2)    Минералы группы гидрослюд (иллит). Имеют трёхслойный пакет: 2 наружных тетраэдрических слоя а между ними октаэдрический слой. Вершины тетраэдров наружных кремнекислородных слоёв повёрнуты к центру и связаны с октаэдрическим слоем в элементарный слой путём соответствующего замещения гидроокислов атомами водорода.

3)    Минералы группы монтмориллонита. Имеют трёхслойный пакет: два тетраэдрических кремнекислородных слоя, а между ними октаэдрический алюмокислородный слой. Отличаются отсутствием калия, наличием магния и железа.

4)    Минералы группы хлорита. Имеют четырёхслойный пакет. Добавляется бруситовый слой -Mg(OH)2. По составу характерезуются содержанием Mg и Fe, имеют триоктаэдрическое строение и образуются при выветривании основных и ультраосновных пород.

Особенности строения девонских терригенных отложений на примере формирований Пермского края.

Обобщение результатов исследований терригенного комплекса  на территории  Пермского края выявило закономерности его строения и нефтегазоносности , позволило провести ранжирование земель по перспективности , дать оценку прогнозных ресурсов  и рекомендации по дальнейшему поэтапному детальному изучению. Последние были представлены на участке вдоль западной границы субъекта (рис.1). В тектоническом плане это зона сочленения Камского и Пермского сводов.

Для исследований выделен участок Прикамья как перспективный на основании благоприятных геологических факторов, особенно условий седиментации отложений в зоне развития Краснокамско-Чусовской палеовпадины, где формировались генерирующие и коллекторские толщи раннего, среднего и начала позднего девона. Последующее тектоническое развитие обеспечило миграцию и сохранность УВ в зонах аккумуляции. Комплекс представлен слоистыми карбонатно-терригенными отложениями регрессирующего  эмско-эйфельского бассейна преимущественно песчаными аллювиально-дельтовыми и прибрежно-морскими отложениями трансгрессирующего живетско-нижнефранского бассейна. Общая мощность  изменяется от 90 до 195 м.

Литолого-фациальные и геологические реконструкции позволили выявить развитие наиболее мощных (до 60м) песчаных толщ, благоприятных в качестве резервуаров. При подсчёте запасов исторически в девонском терригенном комплексе принимается индексация пластов сверху вниз от D0 до Dv.

Тиманский пласт (D0tm) по площади развит в виде линз или невыдержанных прослоев, чаще в основании горизонта. Он представлен мелкозернистыми песчаниками и алевропесчаниками с показателями фильтрационно-ёмкостных свойств широкого диапазона (пористость - 7,3-22,2%; проницаемость – 1,96-291,0 фм2). Мощность – от 1сдо 6 м, реже 2-3 м (2 прослоя).

В отложениях пашийского горизонта мощность песчаных пластов уменьшается с юго-запада на северо-восток, нередко по латерали они выклиниваются или замещаются глинистыми породами. В толще верхнепашийского подгоризонта выделяются два относительно выдержанных  пласта-коллектора (сверху D1ps12 и D1ps22). Их мощность 1-4, реже 8-12 м в основании подгоризонта. Замещение песчаников верхнего пласта происходит на небольших расстояниях, нередко проницаемый пласт отсутствует в сводовых частях структуры (в современном структурном плане). Площадь распространения нижнего пласта значительно больше, чем верхнего. Участками прослеживается только один пласт.

В разрезе нижнепашийского подгоризонта (D1ps1) сосредоточена основная доля песчаников руслового генезиса. Мощность пластов на юге составляет 17-25 м, уменьшается к северо-востоку до 11-15 м и далее до 5-6 м.  Здесь развиты коллекторы от весьма высокопроницаемых (пористость14,2-27,2%) до весьма низкопроницаемых.

Пласты-коллекторы живетского яруса слагают мелко-среднезернистые песчаники и алевролиты.  Породы в основном хорошо отсортированы, участками обладают неплохими фильтрационно-ёмкостными свойствами (пористость в пределах 17,3-26,6 %; проницаемость 72,3-1984,0 фм2).  Схема распространения песчаников подтверждает развитие песчаных тел руслового генезиса. Мощность живетской части уменьшается с юго-запада на северо-восток от 22-29 до 17-10 м. За пределами распространения русловых песчаников в разрезах скважин выделяются отдельно муллинский (Dllml) и ардатовский (Dlllar) пласты мощностью 2-23м.

Отложения эйфельского яруса  представлены терригенно-карбонатной толщей афонинского и бийского горизонтов. В локальных отложениях афонинского  горизонта малой мощностью (до 7 м) коллекторы практически отсутствуют. Толща является поставщиком УВ для залежей в более высоких горизонтах. В средней части бийских отложений выделяют один пласт-коллектор (Dvbs или Dvef) толщиной 2-7 м в зоне максимальных мощностей на юго-востоке территории. Нередко – два, три, четыре и даже пять проницаемых пропластков по 1-3 м, реже – до 5-8 м. Коллектора представлены известняками с низкими фильтрационно-ёмкостными свойствами (пористость до 4,5-6,7 %).

В терригенных отложениях эмского яруса тоже выделяются проницаемые прослои. По ГИС в разрезе койвенского горизонта просматриваются от 1 до 5 таких прослоев толщиной от 0,5-3,0 до 5,0-6,0 м в подошве горизонта (гравийные песчаники), которые обладают низкими, редко средними коллекторскими свойствами. Отложения вязовского горизонта содержат от 1 до 4 проницаемых прослоев толщиной 1-2 м, реже 4 м в подошве горизонта. Они представлены гравийно-песчано-алевритовыми разностями пород с низкими и средними фильтрационно-ёмкостнми свойствами.

Важным фактором оценки толщи являются нефтепроявления по керну, которые приурочены чаще всего к её верхней части (тиманский и пашийский горизонты). Пятна битума и пигментация ОВ пород в разрезах очень многих скважин свидетельствует о миграции УВ. Все открытые залежи нефти напрямую связаны с современным структурным планом по отражающему горизонту lllк (кровля тиманских трригенных отложений). Литологический фактор играет важную роль в процессе их формирования. Для коллекторов характерно замещение плотными породами даже в пределах структур. Скопления нефти могут быть в ограниченных песчаных линзах. Основные запасы УВ сосредоточены в структурно-литологических залежах раннего франа. Большой интерес представляют живетские отложения за пределами русловых фаций, где в кровле появляется надёжный флюидоупор алевроглинистых пород.