Осадові гірські породи 2

План:

1. Роль осадових гірських порід в будові земної кори 2. Породообразующие салические і феміческіе мінерали 3. Породи покришки та їх роль у формуванні та скупченні вуглеводнів 4. Випробування і освоєння свердловин в різних геологічних умовах Література

3 5 7 1

1. Роль осадових гірських порід в будові земної кори
Земна кора складається природними хімічними з'єднання-ми - мінералами, кількість видів яких трохи перевищує 2 тис. Обмеженість природних хімічних сполук в порів-нению зі значно більшою кількістю штучних со-єднань обумовлена ​​багатьма причинами, головною з яких є дуже нерівномірний вміст різних хімічних елементів у земній корі. Діапазон середнього вмісту різних хімічних елементів досягає шести математичних порядків.
Найбільша кількість мінеральних видів утворюють елементом ти, що містяться в земній корі в найбільшій кількості. До них відносяться кисень, кремній, алюміній, залізо, кальцій, магній, калій, натрій. Ці елементи утворюють групу сполук, маси яких у найбільшій кількості виплавляли з мантії.
Поряд з ними значні кількості мінералів утворюють такі елементи, як сірка, миш'як, сурма, мідь, свинець, цинк і не-які інші метали, які активно виносилися в процесі дегазації речовини мантії.
Якщо вважати, що різноманіття мінералоутворення при раз-особистих ендогенних процесах, то найбільшу кількість мінеральних видів утворюється при процесах, які протікають за участю продуктів дегазації. Мінерали, які утворюються при пневматолітово-гідротермальних і пегматитових процесах, за підрахунками відомого українського мінералога Є. К. Лазаренко, зі-ставляют близько 30% усіх мінеральних видів. Ще велику кількість мінеральних речовин виникає при процесах гіпергенні-за і осадкообразованія, в яких під геохімічним контролем сумарного ефекту життєдіяльності організмів утворюються хімічні сполуки дегазований елементів, що надійшли в атмосферу і гідросферу [1].
Певні закономірності виявляються в різноманітності і розподілі мас мінералів за класами. Окремі дані наводилися при описі мінеральних груп, загальна їх зведення представлена ​​в таблиці 1.
Таблиця 1
Співвідношення між окремими класами мінералів і їх вмістом в земній корі
Дані цієї таблиці дозволяють перш за все зазначити най-більш численні класи. Незважаючи на розбіжності в ре-тами розрахунків різних авторів, цілком очевидно, що найбільшу кількість мінералів характерно для силікатів. Дуже різноманітний склад класу фосфатів та їх аналогів, ко-торие займають друге місце за кількістю мінералів (17,7% - 16,4%), а також класу сульфідів і їм подібних сполук (9,4 - 13,0%), оксидів і гідроксидів (9,4 - 12,5%), сульфатів (9,0 - 12,2%). Склад інших класів менш численний, і склад-ляет кілька відсотків або навіть частки відсотка, як, напри-заходів, мінерали класу хроматів.
Численність мінералів того чи іншого класу не орга-тельно означає, що ці мінерали складають значну частину маси земної кори. Хоча найбільш різноманітний видами клас силікатів і переважає в земній корі, а другий за численний-ності мінералів клас фосфатів та їх аналогів складає менше відсотка маси літосфери (0,7%). Близькі за чисельністю видів класи сульфідів і оксидів різко відрізняються за своїм вагово-му утримання в земній корі: перші знаходяться в кількості 0,15% (за В. І. Вернадському), другі - 17% маси кори. Слід зазначити, що значення мас мінералів в земній корі точно не встановлені і визначаються різними вченими неоднаковими величинами. Так навіть для групи переважаючих мінералів - силікатів - розраховані сильно розрізняються значення. Американський геохімік Г. Вашингтон (1925) визначив масу силікатів в земній корі у 63%, В.І. Вернадський (1937) - у 85%, О. Є. Ферсман (1934) - в 74,5%, Є. К. Лазаренко (1963) - в 75%, Б. А. Гаврусевич і Н.І. Сафронов (1968) - у 80%, О. Б. Ронов і А.А. Ярошевський (1967) - у 83%. По-следние цифра, мабуть, найбільш достовірна.
У цілому можна вважати, що переважну частину маси зем-ної кори становлять силікати (включаючи кварц) і частково мінера-ли класу оксидів і гідроксидів.
Освіта маси представників деяких класів пов'язане переважно з одним певним процесом мінералооб-разования. Як показують дані Є. К. Лазаренко, велика частина мінералів класу сульфідів (89%) має пневматолітово-гідро-термальне походження і лише 5% виникають при літогенезу. Вольфрамати і молібдати порівну діляться між гіпергенних і пневматолітово-гідротермальних генезисом. Для деяких клас-сов характерне виникнення переважної кількості міні-ральних видів при процесах гіпергенного мінералоутворення. Такі сульфати, фосфати і їм близькі з'єднання, нітрати.

2. Породообразующие салические і феміческіе мінерали
В основу класифікації гірських порід покладено генетичний ознака. За походженням виділяють: 1) магматичні, або вивержені, гірські породи, пов'язані з застигання в різних умовах силікатного розплаву - магми і лави, 2) осадові гірські породи, що утворюються на поверхні в результаті діяльності різних екзогенних факторів; 3) метаморфічні гірські породи, що виникають при переробці магматичних, осадових, а також раніше утворених метаморфічних порід у глибинних умовах при дії високих температур і тиску, а також різних рідких та газоподібних речовин (флюїдів), що піднімаються з глибини.
Магматичні гірські породи поряд з метаморфічними складають основну масу земної кори, однак, на сучасній поверхні материків області їх поширення порівняно невеликі. У земній корі вони утворюють тіла різноманітної форми і розмірів, так звані структурні форми, склад і будова яких залежить від хімічного складу початкової для даної породи магми і умов її застигання. В основі класифікації магматичних гірських порід лежить їх хімічний склад. Враховується, перш за все, вміст оксиду кремнію, за яким магматичні породи умовно ділять на чотири групи кислотності: ультраосновних породи, що містять більше 45% кремнезему (SiO2), основні - 45-52, середні-52-65 і кислі - більше 65%. Хімічний склад може бути визначений лише при лабораторних дослідженнях. Проте мінеральний склад відображає хімічний і може бути використаний для з'ясування групи кислотності.
Породообразующими мінералами магматичних порід є мінерали класу силікатів: кварц, польові шпати, слюди, амфіболи, піроксени, які в сумі складають близько 93% всіх вхідних в магматичні породи мінералів, потім олівін, фельдшпатоїди, деякі інші силікати і близько 1% мінералів інших класів. Згадавши хімічний склад цих мінералів, неважко переконатися, що в більш основних породах повинні переважати кольорові (темнокольорові), менш багаті кремнеземом залізисто-магнезіальні (мафіческіе, або феміческіе) мінерали, а в кислих - переважно світлі. Таке співвідношення кольорових і світлих мінералів обумовлює, світле забарвлення кислих порід, більш темну основних і чорну ультраосновних. З цим же пов'язана збільшення щільності порід від кислих (2,58) до ультраосновних (до 3,4) [2].
Польовий шпат. Є однією з найважливіших груп мінералів. Це головні породообразующие мінерали більшості магматичних, іноді метаморфічних порід. Назва пов'язана з присутністю мінералу на ріллі, розташованих на гранітних масивах. На частку польових шпатів припадає близько 50% всієї маси земної кори. Це найбільш поширені породообразующие мінерали. Особливістю польових шпатів є їх здатність утворювати широкі ізоморфні ряди. За складом польові шпати поділяються на:
· Натрій-кальцієві (плагиоклази)
· Калієві (ортоклаз, мікроклін)
Властивості всіх польових шпатів дуже близькі. Твердість коливається в межах 5-6. Забарвлення мінералів майже завжди світла. Більшість польових шпатів з хімічної точки зору входить у потрійну систему Na [AlSi ₃ O _8] - K [AlSi ₃ O _8] - Ca [Al ₂ Si ₂ O _8]. Часто містять також Sr ^{2 +,} Ba ^{2 +.}
Плагіоклазу. Мінеральний вид змінного складу від альбіта до анортита. Назва від грецьких слів "плагіос" - косою і "клясіс" - розщеплення - "косораскаливающійся" у зв'язку з тим, що кут спайності відрізняється від прямого і становить близько 85 ^0. Серед плагиоклазов виділяють 6 мінералів: альбіт, олігоклаз, андезин, лабрадор, бітовніт, анортит, виходячи з процентного вмісту анортітовой складової. Так-так зміст кремнекислоти убуває від альбіта до анортитом, плагиоклази N = 0-30 носять назву кислих; N = 30-50 - середніх; N = 50-100 - основних. Найбільш поширені кислі плагиоклази. Плагиоклази зустрічаються у вигляді зернистих агрегатів у багатьох магматичних породах (деякі з цих порід майже повністю складаються з плагиоклазов, наприклад, лабрадорити). Дуже поширені полісінтетіческіе двійники. Колір плагиоклазов білий, сірувато-білий, іноді з зеленуватим або червонуватим відтінком з-за різних включень. Блиск скляний. Властивості в ряду мінералів змінюються адитивно: щільність збільшується від 2,62 (альбіт) до 2,76 (анортит). Спайність досконала. Твердість 6-6,5. Для олігоклазу характерна блакитна, а для лабрадора синя ірізациі.
Діагностика. За зовнішніми ознаками можливо діагностувати альбіт, лабрадор і при відомій навичці олігоклаз.
Походження. Плагиоклази - ендогенні мінерали. Є головними породообразующими мінералами. Утворюються в магматичних породах і пегматитах, метаморфічних породах, відомі в апатиту і грейзенах. У поверхневих умовах нестійкі і при вивітрюванні повністю розкладаються переходячи або в каолініт і інші кандіти, або в смоктати - в залежності від фізико-хімічних умов. Значення. Використовуються як керамічне сировину. Лабрадорит - облицювальний камінь. Біломоро - матеріал для різних виробів.
КВАРЦ - SiO _2. Тригональна сингонія. Походження назви невідомо. Один з найбільш чистих мінералів. Зміст окремих домішок зазвичай не перевищує n _* 10 ^-3-n _* 10 ^-4%. Перехід - Кварц (трігональная синг.) => -Кварц (гексагональна синг.) Здійснюється енантіотропно при температурі 573 ^о С. Суцільні маси різної щільності і зернистості від грубошестоватих до ськритокрісталлічеських, роговіково-подібних (яшми, кремені), натічних (халцедон), землистих. Часто кристали призматичного або діпірамідально-трапецоедріческого габітусу. Колір білий, сірий, рожевий і інших відтінків. Безбарвні прозорі кристали - гірський кришталь; бузковий кварц - аметист. Ськритокрісталлічеських кварц - халцедон. Блиск від скляного до тьмяного, жирного, іноді шовковистого. Спайності немає. Твердість 7. Злам раковистий.
Діагностика. Висока твердість, відсутність спайності, скляний блиск, раковистий злам.
Походження. Магматичний в кислих гірських породах, в гранітних пегматитах у асоціації з польовим шпатом, слюдою, топазом, берилом. Гідротермальний з сульфідами. Типовий мінерал метаморфічних порід: сланців, гнейсів, залізистих кварцитів. Гіпергенних (кремінь, халцедон). У поверхневих умовах стійкий. Накопичується в розсипах, часто в асоціації з золотом.
Значення. Використовується в скляної, керамічної промисловості, металургії. У радіотехніці і оптичних приладах. Широко використовується в ювелірних виробах. Кварцит - будівельний матеріал.

3. Породи покришки та їх роль у формуванні та скупченні вуглеводнів
Одна з умов формування та збереження промислових скупчень нафти і газу в земній корі - наявність у розрізі порід-покришок (флюїдоупор), тобто таких порід, які практично непроникні. Тільки чергування в розрізі порід-колектор-рів і флюїдоупор, поряд з іншими факторами, створює оп-оптимальній умови для утворення промислових скупчень ВВ. Так, наприклад, Апшеронський і Таманський півострови, розташовані відповідно на південно-східному і північно-за-падном зануреннях Великого Кавказу, виявляють багато спільного в історії геологічного розвитку. Як на Апшерон-ському, так і на Таманському півострові розвинені відклади неогену, що складають діапіровие структури, ускладнені грязе-вимі вулканами. Однак, незважаючи на схожість геологічної будови, ці регіони різко розрізняються за нефтегазонос-ності: якщо на Апшероне змогли сформуватися местоскоп-лення нафти і газоконденсату, то на Таманському півострові значних, промислових скупчень ВВ до цих пір не виявлено. Однією з головних причин цього є той факт, що на Апшероне за інших рівних умов має місце чергування порід-колекторів з хорошими ємнісне-фільтраційними властивостями і флюїдоупор, в той час як на Таманському півострові розріз складний переважно глинисто-мергельних глибоководними відкладеннями без зна-чанням значних прошарків порід-колекторів.
Флюїдоупор розрізняються за характером поширення (протяжності), по потужності, літологічним особливостям, ступеня порушення суцільності, мінеральному складу і т.д. Цими ж факторами визначаються їх екранують властивості [3].
Найбільш надійними флюїдоупор є глинисті товщі та евапоритів (сіль, гіпс, ангідрит). Тріщинуватість, присутність прошарків пісковиків, алевролітів погіршують ка-кість і надійність покришок. Серед глинистих покришок відносно гарними флюїдоупор є монтморіл-лонітовие різниці, які при наявності вологи розбухають і абсолютно втрачають фільтраційні властивості. Ангідриту бо-леї тендітні в порівнянні з сіллю і не завжди є надійність-ними флюїдоупор. Пластична сіль має кращі екрануючими властивостями. Крім глин і евапорітових отло-жений флюїдоупор можуть бути мергель, щільні окремного-круглі вапняки, глинисті сланці, щільні аргіліти і дру-Гії породи. Однак ангідриту і щільні аргіліти при виникненні в них тріщинуватості втрачають властивості флюїди-упорів і стають частково колекторами (як, наприклад, аргіліти баженовскій свити Західного Сибіру, ​​стрийська серія Карпат, ніжнепермскіе ангідриту Шебелинського местоскопленія та ін.)
Припущення деяких дослідників, що глини на великих глибинах втрачають властивості флюїдоупор (перестають бути покришками), мабуть, не відповідає дійсності. Це припущення, можливо, справедливо у відно-шении глинистих сланців, які в ряді випадків на значних глибинах дійсно набувають тріщинуватість і перестають бути флюїдоупор.
Серед евапорітових відкладень найбільш надійними флюі-доупорамі є соленосні товщі, особливо на великих глибинах, де вони набувають підвищену пластичність. Од-ним з факторів, що обумовлюють формування ряду круп-кро местоскопленій світу, є наявність соленосних.; Флюїдоупор (Хассі-Р'Мель, Хассі-Месауд в Алжирі, Шебе-лінка та ін.)
На основі аналізу будови і поширеності слабо-проникних порід на прикладі епіпалеозойскіх платформ СРСР і суміжних регіонів Е. А. Бакіров (1969 р.) перед-ложіл класифікацію флюїдоупор (покришок) з урахуванням масштабу їх поширення і положення в розрізі. За ви-триманні флюїдоупор в межах нафтогазоносних про-Вінце і нафтогазоносних областей, зон нафтогазонакопичення і местоскопленій нафти і газу Е. А. Бакіров виділив регіо-нальні, субрегіональні, зональні та локальні флюїди-упори [4].

До регіональних флюїдоупор відносяться товщі по-рід, позбавлені практично проникності і розповсюджений-ні на всій території провінції або на значній її частині - області. Прикладом можуть служити майкопських отло-вання (олігоцен - нижній міоцен), які розвинені на всій території Передкавказзя і альпійських передових прогинів, а також глинисті відклади альбу, широко поширений-ні в межах Скіфської і Туранської плит Західно-Сибір-ської нафтогазоносної провінції.
Субрегіональні флюїдоупор - це товщі практи-но непроникних порід, поширених у межах великих тектонічних елементів першого порядку, до яких приурочені нафтогазоносні області. Наприклад, соленосні відкладення верхньої юри Східно-Кубанської западини (Скіф-ська плита) і Амударьінской і Мургабской западин (Туранська плита) або туронського глини в Західно-Сибірської провінції.
До зональним флюїдоупор відносять непроникні товщі порід значної потужності, поширення яких обмежується зоною нефтегазонакопленія або частиною територі-торії нафтогазоносної області, приуроченої до структурних елементів другого порядку (валоподiбну, поднятиям або до тектонічних блоків, об'єднуючим кілька локальних структур). Як приклад зонального флюїдоупор можна навести Альбського глинисті відкладення сходу Туранській плити.
Локальні флюїдоупор поширені в межах одного або декількох близько розташованих местоскопленій і не виходять за межі зони нафтогазонакопичення. Як пра-вило, їх площа поширення контролюється локальної структурою, вони сприяють формуванню і збереженню в її межах покладів нафти і газу.
Крім того, Е. А. Бакіровим за співвідношенням флюідоупо-рів з поверхами нафтогазоносності були виділені:
міжповерхові товщі-покришки, що перекривають поверх нафто-газоносності в моноетажних местоскопленіях або поділяю-щие їх у поліетажних местоскопленіях;
внутріетажние, що розділяють продуктивні горизонти всередині поверху нафтогазоносності.
За екранує здатності (в залежності від Проні-кливість і тиску прориву газу) А. А. Ханін розділив по-кришки на п'ять груп (табл. 2) [5].
Характер зміни структури порового простору і проникність, а отже, що екранує здатність флюїдоупор значною мірою обумовлені зміною щільності порід, яка перш за все залежить від мінераль-ного складу та глибини залягання. Одновікові глинисті відкладення, що перекривають одні й ті ж продуктивні ком-комплекси, але залягають на різних гіпсометричних рівнях, мають різні щільність і утримуючу здатність.
Таблиця 2
ГРУПИ глинистих порід ПО ЕКРАНУЮТЬ СПРОМОЖНОСТІ
(За А. А. Ханін, 1969 р.)

4. Випробування і освоєння свердловин в різних геологічних умовах
Методи і прийоми розвідки нафтогазових родовищ істотно відрізняються від розвідки твердих корисних копалин, хоча пошукові та розвідувальні стадії у них збігаються. Певний вплив на методику пошуково-розвідувальних робіт надають умови і специфіка родовищ нафти і газу.
У початковий період пошукових робіт вивчається геологічна будова району, при цьому особливе місце займають геохіміче-ські методи пошуків та виявлення аномалій. Значне вни-мание приділяється нефтегазос'емке, спрямованої на виявлення просторового розташування аномалій, пов'язаних з знаходження від-ням на глибині покладів нафти або газу. Важливу роль при пошуково-розвідувальних роботах грають геофізичні методи. Ши-рокое поширення набув сейсмічний метод і його раз-особисті модифікації.
Відмінність розвідки нафтових і газових родовищ від раз-ведкі родовищ твердих корисних копалин полягає в тому, що, по-перше, в початковий період розвідки нефтегазо-вих родовищ основні зусилля витрачаються не на виявлених корисних копалин, а на детальне дослідження прогнозованої газонефтеносной структури . По-друге, деталь-ва розвідка нафтогазових родовищ практично збігається з їх промисловою експлуатацією, так як розвідувальні свердловини жіни, досягли нафтоносного пласта, стають експлуатації-моване - нафта фонтанує під натиском з надр. Цим визначається і специфіка будівництва розвідувально-експлуатаційної-них свердловин на нафту і газ. Як правило, перша свердловина закладається в найбільш високій частині геологічної структу-ри - у куполі або антиклинальной перегині. Поблизу виходу нафтоносного горизонту на поверхню бурити свердловини недоцільно, тому що тут розташовуються зони виснаження нафтоносного горизонту. По-третє, при розвідці нафтових ме-сторожденій підраховується не загальна кількість знайденої неф-ти (газу), а те, яке можна витягти. Тому важливо не настільки-ко визначити обсяги нафтоносних пластів, що представляють з-бій тіла, насичені рідким або газоподібним корисних копалин, скільки з'ясувати можливий або ймовірний вихід корисної копалини з даної групи свердловин до визначен-ного ділянки або ж всього родовища в цілому.
Враховуючи все це, слід зазначити, що розвідувально-експлуата-сті свердловини розташовують за профілями, але встановити при цьому оптимальну відстань між виробками або вказати потрібну щільність розвідувальної мережі неможливо. Зазвичай рас-стояння між розвідувальними лініями становлять 1 - 3 км, а між свердловинами уздовж однієї розвідувальної лінії 200 - 1500 м.
Особливості локалізації нафтогазових родовищ Обус-ловлівают і широке застосування буріння та геофізичних ме-тодов розвідки [6].
Випробування родовищ корисних копалин або рудопроявлений - один з найважливіших елементів геологорозвідувального процесу.
Випробуванням називається система операцій (відбір, обработ-ка і аналіз рудного матеріалу), що забезпечують дослідження якості корисної копалини: хімічного, мінерального і петрографічного складів, фізико-технічних і технологічного-ських властивостей та ін
Випробування дозволяє оцінити якість каустобиолитов за сортами і безпосередньо по ділянках родовища, з'ясувати законо-мірності розподілу нафти і газу в просторі, співвідношення збагачених і разубоженних ділянок та багато іншого, без чого неможливо вибрати правильний напрямок геологорозвідувальних робіт, вирішити питання оконтурювання різних за якістю площ родовищ , проводити контроль за повнотою відо-лення родовища, планувати видобуток нафти і газу, підрахувати запаси нафти і газу та ін
До найважливіших видів випробування відносяться: хімічне, мі-нералогіческое, технічне, технологічне.
Хімічне випробування проводиться з метою визначення хімічного складу корисної копалини для подальшого вико-користування отриманих матеріалів при підрахунку запасів раз-особистих компонентів, визначення потужності і площ рудних покладів у разі нечітко виражених кордонів, вивчення природ-них типів і т. п.
Мінералогічне випробування дозволяє встановити качест-венний і кількісний мінеральний склад корисного копалин-мого, структурні та текстурні особливості та фізичні свій-ства мінералів, виявити присутність і характер мінералів-спут-ників.
Технічне випробування складається з ряду операцій, направ-лених на вивчення фізичних властивостей корисної копалини в залежності від його специфіки та галузі використання, на-приклад електричного опору та крупності шматків кристалів мусковіту або довжини, міцності, кислототривкої й жа-ростойкості азбесту і т . п.
Технологічне випробування проводиться для з'ясування тих-технологічних властивостей корисної копалини та розробки з техніко-економічними показниками оптимальної схеми збагачення-ня і переділу сировини з урахуванням його комплексного використання.
Різновидом мінералогічного опробування є шліхова випробування механічних (піщано-гравійних) орео-лов і потоків розсіяння з метою вивчення складу і кіль-ських співвідношень важких (шляхових) мінералів: алмазу, берилу, вольфраміту, золота, каситериту, кіноварі, магнето-та і ін .

Література
1. Габріелянц Г.А. Геологія нафтових і газових родовищ. - М.: Надра, 1984. - 285 с.
2. Геологія і геохімія нафти і газу / За заг. ред. А. А. Бакірова та З. А. Табасаранського. - М.: Надра, 1982. - 288 с.
3. Добровольський В.В. Геологія. - М.: ВЛАДОС, 2001. - 320 с.
4. Фарбарів Я.С. Основи геології, пошуків і розвідки родовищ корисних копалин. - М.: Надра, 1987. - 236 с.
5. Довідник з геології нафти і газу / Под ред. Єременко Н.А. - М.: Надра, 1984. - 480 с.