Карбонатные породы коллекторы нефти и газа. Карбонатные породы как коллекторы нефти и газа

Карбонатные породы - осадочные образования, которые более, чем на половину сложены карбонатными минералами. По минеральному составу все карбонатные породы довольно однообразны, но в структурном отношении имеют гораздо больше разновидностей, чем породы терригенные.

Классификация карбонатных пород по минеральному составу: известняки, доломиты, магнезиты, сидериты и т.д.

Любая карбонатная породы состоит из следующих элементов: зерна (форменные элементы), цемент, поры.

Структуры карбонатных пород определяются основными компонентами (видами зерен) и их соотношением.

Зерна: обломочные, биоморфные, сфероагрегатные, комки.

Цемент: карбонатный (микрит, спарит) и некарбонатный.

Структурная классификация карбонатных пород по В.Т.Фролову.

Пустотное пространство карбонатных пород. В карбонатных породах могут быть все виды пустот по стадиям формирования. В биоморфных карбонатных породах к первичным относятся внутриформенный и межраковинные пустоты. В обломочных и оолитовых известняках пористость вначале первичная. Так же как и в терригенных породах на создание первичных пор влияет форма, размер минеральных зерен или агрегатов, характер упаковки, количество и тип цемента. Однако первичные пустоты в карбонатных породах играют меньшую роль, чем вторичные. Даже в рифовых известняках, где роль первичной пористо-сти высока, свои наилучшие коллекторские свойства известняки при-обретают вледствие вторичных процессов.

Пустоты, формирующиеся в карбонатных породах при постседиментационных процессах, являются преобладающими.

Практически все карбонатные коллекторы относятся к коллекторам сложного типа.

Заложение седиментационной пористости связано со структурным типом карбонатной породы (структура - опосредована определенными условиями образования).

Наиболее распространенными карбонатными породами - коллекторами являются известняки.

В пределах основных генетических (или структурных) групп известняков можно выделить определенные структурные разности пустот.

1. Биоморфные известняки.

В рифах выделяются: так называемые «ситчатые» известняки с пористостью до 60%, сложенные кораллами, мшанками, брахиоподами; «губчатые» крупно-детритовые известняки (с пористостью 40-45%) часто кавернозные; малопористые известняки с отдельными порами и кавернами, чаще всего выщелачивания. Ситчатые и губчатые группируются в зоны повышенной пористости (рис. рифа). Образование ее в этих зонах часто связано с выведением пород на поверхность и выветриванием. Дебиты скважин в разных частях рифа различны.

Фитогенные известняки - строматолиты - имеют широкое развитие в породах кембрия, венда и рифея. Скелетные остатки этих организмов имеют пустоты и могут быть коллекторами.

2. Биоморфно-обломочные известняки.

Эти породы, как правило, всегда сцементированы и обладают меньшим емкостным пространством по сравнению с биоморфными. Пустоты этих пород называют межагрегатными, так как внутренняя структура составных частей этих пород различна.

3. Сферолитовые и кристаллитовые известняки.

В оолитовых породах различается поровое пространство межоолитовое, трещины сокращения между и внутри концентров оолита и отрицательно-оолитовые пустоты, образующиеся при выщелачивании оолитов. Оолитовые известняки довольно хорошие коллекторы. При отсутствии цемента могут существовать оолитовые пески.

Кристаллитовые известняки. Структура порового пространства кавернозная, в кристаллитово-зернистых - может быть межзерновая.

4. Пелитоморфные известняки.

Эти породы обычно обладают повышенной трещиноватостью по сравнению с другими типами карбонатных пород. Многочисленные трещины сокращения могут образовываться в пелитовым карбонатном осадке при его обезвоживании. В этих же известняках развито наибольшее количество стилолитовых швов.

5. Обломочные известняки.

По структурам эти породы сходны с обломочными, но по склонности к вторичным процессам тяготеют к известнякам.

Доломиты - следующие по распространенности карбонатные породы.

Карбонатные коллекторы нефти и газа

Карбонатные коллекторы содержат 42% разведанных запасов нефти и 23% запасов газа. Они представлены рядом пород: известняки – доломитистые известняки – доломиты. В них пустотное пространство относится к каверновому и трещинному типу, поэтому причинами формирования пористости являются вторичные процессы: 1) выщелачивание, 2) перекристаллизация, 3) доломитизация известняков, 4) тектонические нагрузки .

Пористость карбонатных пород ниже чем у терригенных (у промышленных коллекторов - до 3% и менее), но проницаемость, при прочих равных условиях, может быть и выше. Среди карбонатных пород, ракушечники близки по коллекторским свойствам песчаникам.

Хемогенные породы-коллекторы – это осадочные образования, сложенные в основном хемогенными и биохемогенными осадками. Они состоят из минерального вещества, выпавшего из раствора на месте их формирования и не подвергшегося переносу, подобно обломочным зернам, хотя материал, из которого состоят эти зерна, может тоже первоначально отлагаться в виде хемогенного осадка и уже после этого в результате переработки преобразовываться в обломочные частицы. Наиболее распространены хемогенные коллекторы – известняки и доломиты.

Хемогенные карбонатные коллекторы обычно представлены кристаллическими известняками и доломитами, но иногда они могут состоять из мергеля и мела.

Кристаллическая структура – мелко-, средне-, крупнокристаллическая.

С увеличением содержания в карбонатах кремнистых компонентов образуются песчанистые, кремнистые или глинистые известняки и доломиты.

Карбонатное вещество … почти полностью представлено кальцитом (CaCO 3) и доломитом , а в отдельных породах – только одним из этих минералов.

Биохемогенные карбонаты наряду с обычным химически осажденным материалом содержат значительные количества органических остатков. Особенно активно биохимическое карбонатообразование происходило в местах формирования органогенных рифов (биогермов, биостромов), роль которых как коллекторов УВ все время возрастает.

Главными биохимическими агентами карбонатообразования являются водоросли, бактерии, фораминиферы, кораллы, мшанки, брахиоподы, моллюски. Наиболее важные породообразующие организмы – водоросли; по мнению ряда геологов, их следует рассматривать вообще как самый главный агент выделения и отложения извести. Карбонатное вещество, выделяемое живыми организмами, представлено в основном CaCO 3 .

К группе пород-коллекторов смешанного происхождения относятся изверженные и метаморфические породы, а также различные их ассоциации. Они интересны в геологическом отношении, но довольно редко имеют значение как промышленные коллекторы нефти и газа. В тех случаях, когда из изверженных или метаморфических пород получают промышленные притоки УВ, природный резервуар располагается вверх по восстанию от трансгрессивно перекрывающих или подстилающих его осадочных образований, из которых, как предполагаются, мигрируют в него УВ. Путями миграции УВ служат, очевидно, поверхности напластования или несогласия, а местами их скоплений (резервуарами) - трещины и зоны трещиноватости в хрупких породах фундамента.

Термин «коллектор карбонатный»

Коллектор карбонатный – это разнообразный и широкий тип нефтеносных пластов, которые содержат высокую долю общеизвестных сегодня запасов нефти. При этом в некоторых регионах эта цифра может составлять от 30 до 50%. Подобные коллекторы отличаются улучшенными емкостными и фильтрационными свойствами при воздействии на них искусственными методами с использованием раствора соляной кислоты или карбонизированной воды. Нередко применяют для этого и способы, которые предусматривают химическую активность доломита и кальцита, они относятся к основным минералам карбонатных пород.

Карбонатные коллекторы отличает сложная структура вертикальной послойной макро и микротрещиноватости. Нескольких сотен метров может достигать длина вертикальных макротрещин, их раскрытость нередко меняется и это то единицы, то сотни микрометров, расстояние между ними минимально, от 2 до 10 сантиметров. Наименьшая раскрытость трещин на участках их сужения определяет трещинную способность пласта и пропускную способность трещин. Это явление аналогично влиянию на проницаемость каверзно – пористого коллектора диаметра фильтрующих пор. Наличие средней поровой проницаемости у карбонатных коллекторов в 10 - 100 мД заметно отличает их от терригенных коллекторов. Нередко коллекторы, имеющие высокую пористость, характеризуются низкой проницаемостью и наоборот. Карбонатные коллекторы отличаются от терригенных условиями образования залежи и залегания нефти, петрофизи – литологическими показателями, а также возможностями и методами разработки месторождения.

Основными составляющими карбонатных коллекторов являются кристаллические известняки либо органогенные, доломиты и разной степени доломитозированые известняки. Основным видом пустотностей в них, которые составляют и десятые, и сотые доли процентов считается развитая трещиноватость, примером служит Предуральский прогиб. За счет того, что карбонатные коллекторы это в основном доломиты и известняки имеются высокие показатели эффективной проницаемости и пористости, нефтегазонасыщенности. Это в свою очередь характерно для так называемых органогенных, биоморфных или обломочных пород карбонатного состава. В них же не происходит вторичного изменения пустотного пространства, по этой причине карбонатные коллекторы отличаются низкими фильтрационными и емкостными свойствами. Среднепроницаемые и среднепористые карбонатные коллекторы характеризуются меньшей пористостью, в интервале 12 – 25%, проницаемостью от 0,01 до 0,3 мКм квадратных. Объясняется это изменением порового пространства вторично и большей степенью цементации в 10 – 20% пород среднезернистых.

Компании, в новостях которых есть коллектор карбонатный:

КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ

Наименование параметра	Значение
Тема статьи:	КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
Рубрика (тематическая категория)	Образование

Карбонатные породы как коллекторы нефти и газа уверенно конкурируют с терригенными образованиями. По различным данным, от 50 до 60% современных мировых запасов углеводородов приуро­чено к карбонатным образованиям. Среди них выделяются наи­лучшие по качеству коллекторы - карбонатные породы рифовых сооружений. Добыча нефти и газа, большая по объёму, произво­дится из известняков и доломитов, в т.ч. из палеозоя и докембрия; наиболее крупные месторождения открыты в мезо­зойских и палеозойских породах, прежде всœего в странах Ближне­го Востока. Крупные скопления в рифовых сооружениях мезо­зойского возраста открыты в бассейне Мексиканского залива (Золотой пояс, Кампече и др.). Из рифовых известняков были получены и рекордные дебиты (десятки тысяч тонн в сутки). Можно отметить некоторую связь между развитием карбонатных коллекторов и усилением карбонатонакопления в геологической истории, что связано с общей цикличностью геотектонического развития и периодичностью осадкообразования.

Карбонатные коллекторы характеризуются специфическими особенностями:

1. Крайней невыдержанностью , значительной из­менчивостью свойств, что затрудняет их сопоставление.

2. В них от­носительно легко происходят разнообразные диагенетические и катагенетические изменения.

3. Фациальный облик известня­ков в большей мере, чем в обломочных породах, влияет на фор­мирование коллекторских свойств.

4. В минœеральном отношении карбонатные породы менее разнообразны, чем обломочные, но по структурно-текстурным характеристикам имеют гораздо больше разновидностей.

5. В процессе изучения коллекторских свойств карбонатных толщ решающая роль играет генезис отложений и гидродинами­ка среды для формирования структуры пустотного пространства, которая должна быть более или менее благоприятна для формиро­вания коллекторов и определяет характер последующих преобра­зований .

6. Карбонатные породы легко подвергаются вторичным изменениям. Это связано с их повышенной растворимостью. Особенно велико влияние вторичных преобразований в породах с первично неоднородной структурой порового пространства.

7. По характеру постседиментационных преобразований карбонатные породы отличаются от терригенных. Прежде всœего, это касается уплотнения. Остатки биогермов с самого начала представляют практически твердые образования, и далее уплотнение идет уже медленно.

8. Карбонатный ил также может быстро литифицироваться, при этом в нем возника­ют своеобразные фенестровые пустоты за счёт выделœения пузырь­ков газа. Мелкообломочные, комковато-водорослевые карбонатные осадки также быстро литифицируются. Пористость несколь­ко сокращается, но вместе с тем значительный объём порового пространства ʼʼконсервируетсяʼʼ.

В карбонатных породах отмечаются всœе виды пустот. Учитывая зависимость отвремени возникновения они бывают первичными (седиментационными и диагенетическими) и вторичными (постдиагенетическими).

В органогенных карбонатных породах к пер­вичным относятся пустоты внутрираковинные, в т.ч. внутри рифовых построек, а также межраковинные. Некоторые карбонатные породы бывают хемогенного или биохемогенного происхождения, они обра­зуют резервуары пластового типа. К ним относятся прежде всœего оолитовые, а также известняки с меж- или внутриоолитовой пустотностью. Слоистым или массивным известнякам свойственны пелитоморфные или скрытокристаллические, а также кристалли­ческие структуры. В кристаллических, особенно, в доломитизированных породах развита межкристаллическая (межзерновая) по­ристость.

Карбонатные породы в большей мере, чем другие, подвержены вторичным преобразованиям (перекристаллизация, выщелачивание, стилолитообразование и др.), которые полностью меняют их физические свойства, а иногда и состав (процессы доломитизации и раздоломичивания). В этом состоит сложность выделœе­ния природных резервуаров, так как одна и та же порода в одних условиях может рассматриваться как коллектор с очень высокими свойствами, а в других, в случае если нет трещин, может являться покрышкой. Созданию вторичных пустот способствуют процессы растворения (выщелачивания), перекристаллизации, в основном доломитизациии раздоломичивания или стилолитизации.

Те или иные процессы сказываются по-разному исходя из гене­тического типа породы.

Цементация может начаться очень рано и происходить быстро, как это хорошо видно на примере бичроков. Кальцитовый цемент выкристаллизовывается за счёт выпарива­ния морской воды, заливающей пляж, и частичного растворения нестойких минœералов. Пляжный карбонатный песок может отвердевать за несколько дней. Подобная почти мгновенная литификация происходила и в прошлые времена. Дальнейшая судьба оставшихся в каркасе такого ʼʼлитификатаʼʼ пустот должна быть различна.

При перекристаллизации происходит существенное измене­ние структуры и текстуры пород. В целом данный процесс направ­лен в сторону увеличения размера кристаллов. В случае если при пере­кристаллизации часть вещества выносится, пористость возраста­ет. Наибольшей вторичной пористостью обладают неравномер­но перекристаллизованные породы. Рост крупных кристаллов способствует образованию микротрещин.

Наиболее эффективное влияние на формирование вторичной пустотности оказывает выщелачивание и метасоматоз (в основном доломитизация). Растворение при выщелачивании проявляется по-разному исходя из большей или меньшей дисперсности слагающих породу частиц. Тонкодисперсные компоненты сильнее подвержены этому процессу. Растворимость так зависит от состава минœералов и вод: арагонит растворяется лучше, чем кальцит, сульфатные воды более активно растворяют доломит и т.д. Анализ изменения фильтрационно-емкостных параметров, определяемых, в т.ч. выщелачиванием, устанавливает их весьма отчетливую связь со структурно-генетическими типами пород.

Доломитизация является одним из ведущих факторов при формировании коллекторов. На образование доломита влияет со­отношение в воде магния и кальция и общая величина соленос­ти. При более высокой концентрации солей требуется и большее количество растворенного магния. В процессе диагенеза доломит возникает за счёт своих предшественников - таких, как магнези­альный кальцит.

Первичная диагенетическая доломитизация не имеет существенного значения для формирования коллекторских свойств. Метасоматическая доломитизация в катагенезе более важна для преобразования коллекторов. Для доломитообразования крайне важно поступление магния. Источники его бывают различны. При катагенетических процессах в условиях повышен­ных температур растворы теряют магний, обменивая его на каль­ций вмещающих пород. На примере Припятского прогиба видно, что между составом рассолов и интенсивностью вторичной доло­митизации устанавливается отчетливая зависимость. В тех стра­тиграфических зонах, где девонские карбонатные породы наибо­лее сильно доломитизированы, содержание магния в рассолах резко падает, он используется для образования доломита.

При метагенетической доломитизации особенно заметно увеличение пористости, так как процесс идет в породе с жестким скелœетом, которая трудно поддается уплотнению. Общий объём породы со­храняется, пустотность в ней за счёт доломитизации повышается.

Обратный процесс раздоломичивания (дедоломитизация) особенно распространен в приповерхностных условиях. Наиболее активно он проходит в разрезах, где доломиты содержат прослои сульфатов. При просачивании вод магний доломитов в растворах соединяется с радикалом SO 4 2- и выносится в виде легко раство­римого MgSO 4 . Происходит увеличение пористости пород.

Но перенос сульфатов водами нередко приводит и к проти­воположным результатам с точки зрения качества коллекторов. Легко растворимый CaSO 4 также легко выпадает в осадок и запе­чатывает поры. Так же может влиять и кальцитизация , которая часто выражается в наращивании регенерационных каемок и су­жении порового пространства.

Заканчивая рассмотрение карбонатных коллекторов, необхо­димо еще раз подчеркнуть то, что по сравнению с обломочными породами структура их порового пространства чрезвычайно раз­нообразна. Ненарушенная матрица имеет характеристики, ко­торые определяются прежде всœего первичной структурой, кавернозность сильно изменяет эти характеристики, а трещиноватость создает как бы две наложенные друг на друга системы пустот.

Все это и определяет крайне важно сть особой классификации коллек­торов. Такая оценочно-генетическая классификация коллекторов была предложена К.И. Багринцевой (табл. 2).

Таблица 2

Оценочно-генетическая классификация карбонатных пород-коллекторов

Группа	класс	Абсолют-ная про-ницае-мость, Д	Открытая порис- тость, %	Полезная емкость и фильтра-ционные свойства	Тип коллектора	Текстурно- структурная характеристика
А	I	0,1-0,5	25-35	высокие	Кавернозно- поровый	Биоморфные орган.- детр., комковатые
II	0,5-0,3	16-35
Б	III	0,3-0,1	12-28	средние	Поровый, трещино-поровый	Орган.-детр., реликтовые
IV	0,1-0,55	12-25
V	0,05-0,01	12-25	Орган.-сгустково-детритовые
В	VI VII	0,0-0,001 0,001-0,0001 0,300-0,02	6-10 1-5 1-4,5	низкие	Порово-трещин. трещин. каверново-трещинный	Пелитомофно-микрозернистые, сгустко- водетритовые

Определяющим параметром предлагаемой классификации является проницаемость, предельные значения которой взяты из анализов коллекторских свойств пород различного генезиса и структурных особенностей. Минимальные и максимальные зна­чения оценочных показателœей (пористости, газонефтенасыщенности и др.) получены из корреляционных зависимостей между проницаемостью, пористостью и остаточной водой. Наиболее характерна связь остаточной водонасыщенности с абсолютной проницаемостью.

В породах по мере улучшения фильтрационных свойств ко­личество остаточной воды уменьшается. Пористость должна быть различной, при этом даже высокие (более 15%) значения откры­той пористости бывают в породах с низкими фильтрационными свойствами. Между открытой пористостью и остаточной водонасыщенностью связь неопределœенная.

Низкопористые породы всœегда отличаются большим содержа­нием воды, а высокопористые имеют двойственную характерис­тику: хорошо проницаемые заключают небольшое количество воды, а плохо проницаемые - значительное (более 50%). В клас­сификационной схеме всœе коллекторы подразделяются на три большие группы А, Б, В, внутри которых в свою очередь выделя­ются классы, характеризующиеся разными оценочными парамет­рами, литологическими и структурными особенностями. Группы А и Б представлены в основном коллекторами порового и каверново-порового типов, В - трещинного и смешанного типов. В породах группы А преобладают первичные пустоты, размеры которых увеличены в процессах последующего выщелачивания.

В породах группы Б развиты седиментационные поровые ка­налы; меньшую роль играют пустоты выщелачивания. Строение пустотного пространства в породах группы А значительно проще, чем в группе Б, а наиболее сложно оно в группе В. Здесь преоб­ладают мелкие извилистые, плохо сообщающиеся каналы. Кол­лекторы I и II классов в группе А обладают в основном унаследо­ванными высокими фильтрационными и емкостными параметра­ми. В III, IV и V классы попадают породы обломочно-органоген ные и биохемогенные с низкими первичными коллекторскимк свойствами. Вторичное минœералообразование, перекристаллиза­ция, доломитизация, раздоломичивание, особенно сопровождающиеся выщелачиванием и выносом материала, улучшают их свойства. В VI и VII классах выделœены породы таких хемогенных и биохемогенных разностей, петрофизические характеристик которых никогда не достигают высоких значений. Но здесь в большей степени, чем в породах высших классов, проявляется другой фактор - трещиноватость.

КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ - понятие и виды. Классификация и особенности категории "КЛАССИФИКАЦИЯ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ" 2017, 2018.

Введение

карбонатный коллектор трешинный

Проблема карбонатных коллекторов нефти и газа в последние годы приобрела крайне- важное значение как у нас в стране, так и за рубежом. Возрастает число месторождений с карбонатными коллекторами, увеличивается и добыча нефти и газа из подобных залежей.

В нашей стране имеются потенциальные резервы нефтяных и газовых залежей, приуроченные к карбонатным коллекторам, как в новых районах, так и в старых, где ранее недооценивали перспективы нефтеносности карбонатных пород.

Карбонатные трещиноватые породы-коллекторы ввиду резкой неоднородности и сложности строения являются далеко не благодарным объектом для моделирования. За последние 20--25 лет известны многие примеры просчетов при определении их параметров к подсчету запасов нефти (газа). Эти примеры свидетельствуют о том, что мы, по существу, находимся еще на пути к решению этой проблемы, хотя многое в этом направлении уже сделано.

Карбонатные коллекторы

Карбонатные породы как коллекторы нефти и газа уверенно конкурируют с терригенными образованиями. По различным данным, от 50 до 60% современных мировых запасов УВ приурочено к карбонатным образованиям. Среди них выделяются наилучшие по качеству коллекторы - карбонатные породы рифовых сооружений. Добыча нефти и газа, большая по объему, производится из известняков и доломитов, в том числе из палеозоя и докембрия; наиболее крупные месторождения открыты в мезозойских и палеозойских породах, прежде всего в странах Ближнего Востока. Крупные скопления в рифовых сооружениях мезозойского возраста открыты в бассейне Мексиканского залива (Золотой пояс, Кампече и др.). Из рифовых известняков были получены и рекордные дебиты (десятки тысяч тонн в сутки). Можно отметить некоторую связь между развитием карбонатных коллекторов и усилением карбонатонакопления в геологической истории, что связано с общей цикличностью геотектонического развития и периодичностью осадкообразования.

Карбонатные коллекторы характеризуются специфическими особенностями: крайней невыдержанностью, значительной изменчивостью свойств, что затрудняет их сопоставление. В них относительно легко происходят разнообразные диагенетические и катагенетические изменения. Фациальный облик известняков в большей мере, чем в обломочных породах, влияет на формирование коллекторских свойств. В минеральном отношении карбонатные породы менее разнообразны, чем обломочные, но по структурно-текстурным характеристикам имеют гораздо больше разновидностей. В процессе изучения коллекторских свойств карбонатных толщ многими авторами неоднократно подчеркивалась решающая роль генезиса отложений, гидродинамики среды для формирования структуры пустотного пространства, которая может быть более или менее благоприятна для формирования коллекторов и определяет характер последующих преобразований.

В целом карбонатные породы легко подвергаются вторичным изменениям. "Это связано с их повышенной растворимостью. Особенно велико влияние вторичных преобразований в породах с первично неоднородной структурой порового пространства (органогенно-обломочные разности). По характеру постседиментационных преобразований карбонатные породы отличаются от терригенных, прежде всего это касается уплотнения. Остатки биогермов с самого начала представляют практически твердые образования, и далее уплотнение идет уже медленно. Карбонатный ил также может быстро литифицироваться, при этом в нем возникают своеобразные фенестровые пустоты за счет выделения пузырьков газа. Мелкообломочные, комковато-водорослевые карбонатные осадки также быстро литифицируются. Пористость несколько сокращается, но вместе с тем значительный объем порового пространства «консервируется».

В карбонатных породах отмечаются все виды пустот. В зависимости от времени возникновения они могут быть первичными (седиментационными и диагенетическими) и вторичными (пост- диагенетическими). В органогенных карбонатных породах к первичным относятся пустоты внутрираковинные, в том числе внутри рифовых построек (в широком смысле -- внутриформенные), а также межраковинные. Некоторые карбонатные породы могут быть хемогенного или биохемогенного происхождения, они образуют резервуары пластового типа. К ним относятся прежде всего оолитовые, а также известняки с меж- или внутриоолитовой пустотностью. Слоистым или массивным известнякам свойственны пелитоморфные или скрытокристаллические, а также кристаллические структуры. В кристаллических, особенно в доломитизированных, породах развита межкристаллическая (межзерновая) пористость.

Карбонатные породы в большей мере, чем другие, подвержены вторичным преобразованиям (перекристаллизация, выщелачивание, стилолитообразование и др.), которые полностью меняют их физические свойства, а иногда и состав (процессы доломитизации и раздоломичивания). В этом состоит сложность выделения природных резервуаров, так как одна и та же порода в одних условиях может рассматриваться как коллектор с очень высокими свойствами, а в других, если нет трешин, может являться покрышкой. Созданию вторичных пустот способствуют процессы растворения (выщелачивания), перекристаллизации, в основном доломитизации и раздоломичивания или стилолитизации. Те или иные процессы сказываются по-разному в зависимости от генетического типа породы.

Перерывы в осадконакоплении, имеющие региональное значение, играют большую роль при формировании зон высокоемких коллекторов. Под поверхностью размывов и несогласий в массивах карбонатных пород можно встретить закарстованные зоны, связанные с выветриванием и выщелачиванием. В пределах нефтяных месторождений к этим зонам приурочены высокопродуктивные горизонты. Вдоль трещиноватых зон растворение происходит до больших глубин, в Камском Приуралье оно отмечается на глубинах до 1 км.

В рифах выделяются «ситчатые» обычно выщелоченные известняки с пористостью до 60%, сложенные кораллами, мшанками, «губчатые» крупнодетритовые известняки (с пористостью 40-45%), часто кавернозные и малопористые известняки с отдельными порами и кавернами, чаще всего выщелачивания. Все разновидности известняков выделяются внутри рифового массива. Ситчатые и губчатые разности группируются в зоны повышенной пористости. Образование ее в этих зонах часто связано с выведением пород на поверхность и выветриванием. Дебиты скважин в разных частях рифов резко различаются.

Среди явлений выщелачивания следует отметить некоторые особые случаи, имеющие локальное значение, но проявляющиеся иногда в широких масштабах. Таким примером может служить химобиогенная коррозия, проявляющаяся при развитии микрофлоры на ВНК, которая создает кислую среду, повышает ее агрессивность и способствует растворению карбонатов. Другим примером является развитие карста под влиянием углекислоты, образующейся при разрушении нефтяной залежи. В обоих случаях переотложение растворенного карбоната кальция ниже подошвы залежи приводит к изоляции последней от остальной части пласта. Особую проблему представляет развитие глубинного карста (гипокарста), связанного с различными процессами, при которых в глубинных зонах осадочного чехла происходит хотя бы кратковременное раскрытие трещин, в результате чего увеличивается поступление СОд с глубин, и, как следствие, развивается глубинный карст с образованием коллекторов. На развитие гипокарста, очевидно, влияет и достижение состояния неустойчивости кальцита при погружении.

В пределах основных групп пород выделяются определенные структурные разности пород. Органогенно-обломочные известняки, как правило, всегда сцементированы и обладают меньшими емкостными возможностями по сравнению с биоморфными разностями. Пустоты (поры) органогенно-обломочных пород называются межагрегатными, так как внутренняя структура составных частей этих пород различна.

В хемогенных породах пустоты различаются по особенностям структуры. В оолитовых породах различается пористое межоолитовое пространство, трещины сокращения между и внутри концентров оолитов и, наконец, отрицательно-оолитовые пустоты, образующиеся при выщелачивании оолитов (рис. 1).

В кристаллических (зернистых) известняках структура порового пространства (в случае растворения) межзерновая и кавернозная. Пелитоморфные известняки обычно обладают повышенной трещиноватостыо по сравнению с другими типами карбонатных пород. В них же наиболее часто развиты стгоюлитовые швы. Обычно видно все переходы от самых ранних стадий - зародышей и сутурных швов к типичным стилолитам. Образование стилолитов связано с неравномерным растворением под давлением. Глинистая корочка на поверхности стилолитовых швов представляет нерастворимый остаток породы. Часто горизонты развития стилолитов являются наиболее продуктивными в разрезе. Они проницаемы, за счет вымывания глинистых корочек

Обломочные карбонатные породы в структурном отношении отличаются от перечисленных групп. В принципе они сходны с обычными кластическими породами, но по характеру преобразований тяготеют к известнякам

Рис. 1 Сульфатизированный доломит с выщелачивающимися оолитами. Нижний кембрий Восточной Сибири, Увел. 60 (по JI.C. Черновой): а -- основная масса, б -- новообразованный сульфат.

Из числа вторичных процессов в карбонатных породах важнейшее значение имеют цементация, выщелачивание, кальцитизация и сульфатизация. Кальцитовый цемент выкристаллизовывается за счет выпаривания морской воды, заливающей пляж, и частичного растворения нестойких минералов. Пляжный карбонатный песок может отвердевать за несколько дней. Подобная почти мгновенная литификапия происходила и в прошлые времена. Дальнейшая судьба оставшихся в каркасе такого «литификата» пустот может быть различна. При перекристаллизации происходит существенное изменение структуры и текстуры пород. В целом этот процесс направлен в сторону увеличения размера кристаллов. Если при перекристаллизации часть вещества выносится, пористость возрастает. Наибольшей вторичной пористостью обладают неравномерно перекристаллизованные породы. Рост крупных кристаллов способствует образованию микротрещин. Наиболее эффективное влияние на формирование вторичной пустотности оказывает выщелачивание и метасоматоз (в основном доломитизация).

Рис. 2

Растворение при выщелачивании проявляется по-разному в зависимости от большей или меньшей дисперсности слагающих породу частиц. Тонкодисперсные компонешы сильнее подвержены этому процессу. Растворимость также зависит от состава минералов и вод: арагонит растворяется лучше, чем кальцит, сульфатные воды более активно растворяют доломит и т.д. Анализ изменения фильтрационно-емкостных параметров, определяемых в том числе выщелачиванием, устанавливает их весьма отчетливую связь со структурно-генетическими типами пород. Примером этого является крупный рифовый массив раннепермского и каменноугольного возраста Карачаганакского месторождения, расположенного в северной бортовой части Прикаспийской впадины.

Иной тип карбонатных пород и пустоты в них можно наблюдать в древних толщах Восточной Сибири в Юрубчено-Тахомской зоне нефтенакопления. Здесь в разрезе продуктивных толщ преобладают вторично измененные перекристаллизованные водорослевые, строматолитовые доломиты. В породах широко развиты стилолитовые швы, часто заполненные глинисто-битуминозным веществом. Широко развиты процессы окремнения. Массивы карбонатных пород рифея при выведении на поверхность во время предвендского перерыва подвергались выветриванию и карстообразованию, что привело к развитию кавернозности. Карстовые воронки и другие ниши были заполнены делювиально-пролювиальными образованиями. Массивы нарушены разломами и трещиноватостью. Таким образом, коллекторы обладают сложной структурой пустотного пространства. Из зон повышенной пустотности получены высокие притоки нефти.

Доломитизация является одним из ведущих факторов при формировании коллекторов. На образование доломита влияет соотношение в воде магния и кальция и общая величина солености. При более высокой концентрации солей требуется и большее количество растворенного магния. В процессе диагенеза доломит возникает за счет своих предшественников -- таких как магнезиальный кальцит. Первичная диагенетическая доломитизация не имеет существенного значения для формирования коллекторских свойств. Метасоматическая доломитизация в катагенезе более важна для преобразования коллекторов. Для доломитообразования необходимо поступление магния. Источники его могут быть различны. При катагенетических процессах в условиях повышенных температур растворы теряют магний, обменивая его на кальций вмещающих пород. На примере Припятского прогиба видно, что между составом рассолов и интенсивностью вторичной доломитизации устанавливается отчетливая зависимость. В тех стратиграфических зонах, где девонские карбонатные породы наиболее сильно доломитизированы, содержание магния в рассолах резко падает, он используется для образования доломита. При метагенетической доломитизации особенно заметно увеличение пористости, так как процесс идет в породе с жестким скелетом, которая трудно поддается уплотнению. Общий объем породы сохраняется, пустотность в ней за счет доломитизации повышается. Заканчивая рассмотрение карбонатных коллекторов, необходимо еще раз подчеркнуть то, что по сравнению с обломочными породами структура их порового пространства чрезвычайно разнообразна, Ненарушенная матрица имеет характеристики, которые определяются прежде всего первичной структурой, кавернозность сильно изменяет эти характеристики, а трешиноватость создает как бы две наложенные друг на друга системы пустот. Все это и определяет необходимость особой классификации коллекторов. Такая оценочно-генетическая классификация коллекторов была предложена К.И. Багринцевой (табл.1).

Определяющим параметром предлагаемой классификации является проницаемость, предельные значения которой взяты из анализов коллекторских свойств пород различного генезиса и структурных особенностей. Минимальные и максимальные значения оценочных показателей (пористости, газонефтенасыщенности и др.) получены из корреляционных зависимостей между проницаемостью, пористостью и остаточной водой

Наиболее характерна связь остаточной водонасыщенности с абсолютной проницаемостью.

В породах по мере улучшения фильтрационных свойств количество остаточной воды уменьшается. Пористость может быть различной, при этом даже высокие (более 15%) значения открытой пористости бывают в породах с низкими фильтрационными свойствами. Между открытой пористостью и остаточной водонасыщенностью связь неопределенная.

Таблица 1: Оценочно - генетическая классификация карбонатных пород - коллекторов, содержащих газ и нефть

		Абсолютная проницаемость Д (яарси)	Открытая пористость	Остаточная воаонас	Потенциальный коэффициент газонасы- шенности	Тип коллектора	Полезная емкость и фильтрационные свойства	Текстур но-структурная характеристика
							кавернопоровые		Биоморфные, органогенно-детритовые, комковатые, слабо сцементированные (цемента до 10%), рыхлая упаковка Фрагментов; пори седиментаиионные, увеличенные выщелачиванием до каверн
							Поровый, трещино-поровый		Оргвиогенно-детриговые, слабо перекристалл иэовакные,сцементированные (цемента 10-20%) поры седимитанционные и реликтовые
						Орпмогснно с густково-летркто вые, плотно сцементированные к сильно перекристалднэованные; упаковка фрагментов штатная; пустоты релнкто- во-седиментационныс, кышелачнванкя, перекристаллизация
					Порово-трещинный		Пелитоморфн-микрозернистые, сгустково-дертитовые, сильно перекриссталтзованные с плохоразличимыми форменными элементами; пустоты выщелачивания (единичные), возможно реликтовые -седимитанционные
Параметры трещин		Преимущественно трещинный
Параметры матриц
	Параметры трещин	Каверново-трещинный

Низкопористые породы всегда отличаются большим содержанием воды, ном доломитизация) проницаемые заключают небольшое количество воды, а плохо проницаемые -- значительное (более 50%). В классификационной схеме все коллекторы подразделяются на три большие группы А, Б, В, внутри которых в свою очередь выделяются классы, характеризующиеся разными оценочными параметрами, литологическими и структурными особенностями. Группы А и Б представлены в основном коллекторами порового и каверново-порового типов, В -- трещинного и смешанного типов. В породах группы А преобладают первичные пустоты, размеры которых увеличены в процессах последующего выщелачивания.

В породах группы Б развиты седиментационные поровые каналы; меньшую роль играют пустоты выщелачивания. Строение пустотного пространства в породах группы А значительно проще, чем в группе Б, а наиболее сложно оно в группе В. Здесь преобладают мелкие извилистые, плохо сообщающиеся каналы. Коллекторы I и II классов в группе А обладают в основном унаследованными высокими фильтрационными и емкостными параметрами. В III, IV и V классы попадают породы обломочно-органогенные и биохемогенньте с низкими первичными коллекторскими свойствами. Вторичное минералообразование, перекристаллизация, доломитизация, раздоломичивание, особенно сопровождающиеся выщелачиванием и выносом материала, улучшают их свойства. В VI и VII классах выделены породы таких хемогенных и биохемогенных разностей, петрофизические характеристики которых никогда не достигают высоких значений. Но здесь в большей степени, чем в породах высших классов, проявляется другой фактор -- трещиноватость. Тип пустот поровый (для матрицы) и трещинный (в целом для коллектора). Поэтому отдельно даются параметры матрицы, которые в основном низкие, особенно проницаемость, и отдельно параметры трещин, по которым проницаемость значительно выше.