Повышение эффективности разработки карбонатных трещинно-поровых коллекторов нестационарным гидродинамическим воздействием

ства (Теодорович, 1958; Ханин, 1965).

Исследование пород в плоскопараллельных шлифах под микро­

скопом позволяет различать  все структурные и текстурные особен­

ности пород: размеры зерен, степень их окатанности, форму, сор­

тировку и взаиморасположение обломочного материала, минерало­

гический состав, количественные соотношения породообразующих

минералов — признаки, указывающие  на характер среды осадко-

накопления и условия среды  переноса. Изучение в шлифах минера­

логического состава цемента и  диагенетических минералов позволяет

судить о физико-химических условиях превращения осадка в по­

роду.

Коллекторские свойства пород в известной степени определяются

составом и структурой цементирующих  веществ, но главным обра-

зом они зависят от характера, взаиморасположения и количествен­

ного соотношения цемента и обломочных зерен, т. е. от текстурных

элементов породы.

Минеральные вещества, заполняющие  в породе промежутки

между крупными зернами и обломками  и связывающие последние

между собой, называются цементом.

По вещественному составу цементы  разделяются на два основных

типа: мономинеральный и полиминеральный. Чаще всего в песчано-

алевритовых породах встречается полиминеральный цемент. Состав

его очень разнообразен (Швецов, 1948).

Наиболее широко распространены различные  глинистые це­

менты, главная масса которых в виде тонкой терригенной мути отла­

гается одновременно с более крупными частицами породы.

Меньше распространены цементы  хемогенного происхождения.

Часто они присутствуют в породе наряду с глинистым материалом,

цементируют породу самостоятельно. Среди хемогенных цементов

преобладающую роль играют карбонаты, сульфаты, окислы и гидро­

окислы различных элементов, накапливающиеся  путем осаждения 

из растворов.

Современный характер минералогического  состава, структуры 

и расположения цементирующих веществ  в породе в значительной

мере определен направлением и интенсивностью тех процессов

преобразования, которые претерпела эта порода на разных стадиях 

своего формирования. Известное  исключение в этом смысле предста­

вляет глинистый материал. Его состав и структура могут сильно

изменяться относительно первоначального  облика, но сколько-нибудь

существенного перераспределения  материала в целом внутри поро-

вого пространства пород обычно не наблюдается.

Влияние цемента на коллекторские свойства пород определяется

главным образом сорбционными свойствами минералов цемента 

и степенью гидрофильности или гидрофобности последних.

Структуры глинистого и хемогенного цементов обладают своими

специфическими особенностями  и потому должны быть охарактеризо­

ваны раздельно.

15 Применительно к глинистым цементам различают прежде всего

такие структуры, как пелитовая и алевропелитовая. Пелитовая струк­

тура отвечает глинам с размером частиц меньше 0,01 мм, а алевропе­

литовая указывает на присутствие в них примеси тонкого алеври­

тового материала. Так же, как и среди хемогенных цементов, вы­

деляют многочисленные структуры, обусловленные степенью рас-

кристаллизованности вещества или характером ориентировки от­

дельных его составляющих относительно обломочного материала 

породы. В числе структур первого  типа наиболее распространены

микроагрегатная, отвечающая слабо раскристаллизованному гли­

нистому веществу, и чешуйчатая, при которой отдельные чешуйки,

слагающие глинистый агрегат, хорошо различимы под микроскопом.

Среди структур второго типа можно  назвать такие, как пленочная

(или облекания), характеризующаяся прилеганием чешуек глины

к обломочным зернам базисными плоскостями, радиально-крусти-

фикационная, при которой чешуйки глинистых минералов ориен­

тированы перпендикулярно поверхности  обломочного материала,

и ряд других.

Хемогенные цементы могут быть аморфными и зернистыми, при­

чем крупность зерен может меняться в широких пределах, в соответ­

ствии с чем различаются разнозернистый, тонкозернистый, средне-

зернистый и другие типы цементов. По характеру ориентировки

зерен цемента по отношению друг к другу и относительно цементиру­

емых обломочных зерен выделяются в основном следующие структуры:

беспорядочно-зернистая — зерна цемента располагаются беспо­

рядочно относительно друг друга и относительно обломочных зерен;

крустификационная (или структура  обрастания) — зерна цемента 

облицовывают обломочные зерна  или стенки пор, но даже при одно­

родном составе с обломочными  зернами имеют с ними различную

оптическую ориентировку; регенерационная (или структура разра­

стания) — обломочные зерна обрастают новообразованными каем­

ками, имеющими ту же оптическую ориентировку, что и обломоч­

ные зерна (возможна только при однородном составе обломочных

зерен и цемента); пойкилитовая (или структура прорастания) —

цемент кристаллизуется на значительных участках с одной опти­

ческой ориентировкой как один кристалл, в который включены

обломочные зерна. Нередко в  породах отмечается смешанный тип 

цементации с развитием различных  цементов.

Структура цементов также в известной  мере определяет кол­

лекторские свойства пород. Так, состояние вещества (аморфное

или кристаллическое) и крупность  его составляющих влияют на

сорбционные свойства породы; ориентировка угловатых зерен 

цемента при неплотной их упаковке в той или иной степени действует 

на фильтрационные свойства породы, а также на величину остаточной

водонасыщенности и т. д.

Особенно большое значение при  оценке пород-коллекторов с точки 

зрения их емкостных и фильтрационных свойств, а также величины

их остаточной водонасыщенности имеет текстура цементов, т. е.

16 взаиморасположение и количественное  соотношение цементирующего

и обломочного материалов в породах.

По этому признаку различают  следующие основные типы це­

ментов (M. С. Швецов): контактовый (или цемент соприкосновения) —

цементирующее вещество развивается  только в местах контакта

обломочных зерен; сгустковый (или  пятнистый цемент) — материал

цемента неравномерно распределен в породе в виде отдельных ло­

кальных участков; пленочный — цемент присутствует в виде тонких,

обволакивающих обломочные зерна  слоев; поровый — вещество

цемента развивается в промежутках  между соприкасающимися

обломочными зернами породы и базальный — зерна погружены

в цементирующую массу и не соприкасаются  между собой.

Обычно в породах отмечаются комбинации двух или более наз­

ванных типов цементации с преобладанием  одного из них. Послойное 

изменение типов цементации часто  приводит к анизотропности

породы в отношении проницаемости.

Наиболее благоприятным для коллекторских свойств пород

при прочих равных условиях является контактовый тип цемента­

ции, ибо в этом случае максимально возможное сечение поровых

каналов остается свободным для  фильтрации, пониженные значения

имеет остаточная водонасыщенность и в наименьшей степени про­

являются сорбционные и гидрофильные свойства цементирующего

материала. Наименее благоприятны с  этих точек зрения поровый

и базальный типы цементации.

Детальное изучение состава структурных и текстурных особен­

ностей цементов пород является необходимым этапом в изучении

пород-коллекторов, так как без  этих данных нельзя правильно 

оценить их коллекторские свойства.

Залежи нефти и газа и продуктивные пласты

Породы-коллекторы, содержащие нефть  и газ , в большинстве

разрезов нефтегазоносных областей не образуют непрерывной пачки 

и чередуются с пластами других пород, не содержащих указанных 

полезных ископаемых. Такого рода комплексы называют нефтегазо­

носными свитами.

Породы-коллекторы являются частью нефтегазоносной  свиты,

выраженной в определенной литофации. В фациальных группах

по условиям образования наиболее широко представлены среди

нефтеносных свит нормальные морские  осадочные образования,

угленосная фация и фация  пестроцветных отложений. В меньшей

степени распространена флишевая фация, встречающаяся исключи­

тельно в геосинклиналях (включая предгорные прогибы).

В большинстве нефтеносных и  газоносных областей поиски

новых месторождений обычно связывают  с поисками геологических 

структур, благоприятных для скоплений  нефти и газа. На связь 

тектоники с полезными ископаемыми  указывают в своих работах 

многие исследователи. Для образования  нефтяной и газовой залежей необходимо при­

сутствие в толщах, формирующих геологические структуры, пористых

тел, способных собирать (аккумулировать) первоначально рассеян­

ные и мигрирующие в земной коре углеводороды (Губкин, 1932).

Пластовый природный резервуар  представляет собой коллек­

тор, ограниченный на значительной площади  в кровле и подошве

плохо проницаемыми породами (Еременко, 1961).

Вопрос о нефте­ и газоупорах, препятствующих вертикальной

миграции нефти и газа, имеет  важное значение как для решения

проблемы формирования залежей, так  и для их поисков. Породами­

покрышками чаще всего являются глины и каменная соль.

Глины характеризуются пластичностью, зависящей от степени

дисперсности слагающих их минеральных  частиц, и способностью

к ионному обмену. Свойства глины  определяются количеством,

дисперсностью, минералогическим и  химическим составом содержа­

щихся в ней глинистых фракций.

Для глинистых отложений, обладающих свойством поглощения

воды и крайне низкой водопроницаемостью, изменения при диаге­

незе осадка сводятся главным образом к уплотнению и постоянной

потере воды. По изменению пористости глин можно судить о стадии

литогенеза, которой они достигли, и о мощности покрывающих их

отложений (Вассоевич, 1960). Глинистые минералы, слагающие

глинистые породы, представляют собой  частицы, состоящие из

кристаллических ячеек, или пакетов, построенных из попеременно

чередующихся слоев Al(OH) 3 и групп SiO4 .

Для каолинита межплоскостные расстояния у пакетов вдоль оси

с равны 2,76 Å, а для монтмориллонита — от 9,5 до 20 Å. «Жест­

кость» и постоянство межпакетных  расстояний у каолинита обусло­

вливают ограниченное его взаимодействие с водой и, наоборот,

у монтмориллонита раздвижение  пакетов по оси с способствует

энергичному связыванию значительного  количества воды.

Экранирующие свойства пород­покрышек во многих случаях

зависят от наличия в глинах монтмориллонита  и содержания песчано­

алевритовой примеси. Ряд исследователей приводят данные о за­

висимости запасов нефти от количества разбухающих глин (глини­