Осадочные горные породы

04.09.2019

Осадочные породы могут быть сложены обломочными, органическими и кристаллическими отложениями. Обломочные отложения состоят из целых частиц разрушенных горных пород, которые перемещались и откладывались в неизмененном виде, — это валуны, песчинки, частицы ила (пелит). Органические отложения, например раковины, сформировались биогенным путем. Образование кристаллических отложений связано с кристаллизацией соли из воды. Осадочные отложения, погребенные в недрах земли, превращаются в плотные породы. Именно осадочные породы обычно бурят в поисках нефти и газа, из них состоят как нефтематеринские породы, так и породы-коллекторы.

Рыхлые (несцементированные) отложения становятся относительно твердыми (сцементированными) осадочными породами под действием таких процессов, как уплотнение и цементация. Каким бы образом ни были сцементированы осадочные отложения, в любом случае между частицами будут поровые пространства (см. рис. 2.2). Как только частицы оказываются в толще земли, поры моментально заполняются водой, которая может быть очень соленой. Под воздействием высоких температур и давления в породе соль обычно кристаллизуется из воды и покрывает частицы. Из таких покрывающих слоев формируются «мостки», которые служат для соединения несцементированных частиц. Этот процесс называется цементацией, он связывает разрозненные частицы в плотную и целостную осадочную породу. Два наиболее распространенных цементирующих вещества — это кальцит (CaCO3) и кварц (SiO2). Кроме того, чем глубже погребены отложения, тем выше давление, оказываемое окружающими породами на частицы. При этом отложения становятся еще более компактными, что также цементирует породу.

В большинстве случаев осадочные породы состоят из трех компонентов, различимых под микроскопом (см. рис. 2.3). Во-первых, это минералы, такие как кварц и полевой шпат, или морские раковины. Во-вторых, это природные цементирующие вещества, покрывающие частицы и объединяющие их. В-третьих, это поровые пространства, заполненные в пласте флюидами (вода, газ, нефть).

В толще пластов, а точнее в поровых пространствах осадочных пород, находится огромное количество воды, называемой грунтовыми водами (см. рис. 2.4). В грунтовых водах содержание солей измеряется в частях на тысячу (промилле).

Пресные грунтовые воды содержат настолько мало солей (0—1%), что могут быть использованы для питья. Грунтовые воды, содержащие солей больше, чем морская вода (35—300%), называются рассолами, соленая вода — это смесь пресной воды и рассола (1—35%). В подземных слоях можно выделить границу, ниже которой поры заполнены водой, а выше — поры сухие; она называется уровнем грунтовых вод. Уровень грунтовых вод может проходить как на поверхности земли, так и на очень большой глубине, в зависимости от количества осадков на данной территории. Грунтовые воды, расположенные чуть ниже уровня земли, являются пресными из-за дождевой воды, просачивающейся с поверхности. Однако глубоко залегающие воды обычно являются рассолами. После окончания бурения нефтяной скважины и начала добычи появляется необходимость защиты пресных вод, расположенных у поверхности.

Атмосферная влага — это пресная подземная вода, а связанная влага — соленая подземная вода, которая длительное время не контактировала с атмосферой. Связанная вода обычно находится в отложениях еще со времени их образования.

Важной характеристикой является размер обломочных частиц, составляющих древнюю осадочную породу. Породы часто классифицируют в соответствии с размером составляющих их зерен. Песчаники обычно состоят из песчинок, в то время как глинистые сланцы — из тонкозернистых (глинистых, пелитовых) частиц. Размер частиц влияет также на размер поровых пространств и на качество газа и нефти в породе-коллекторе. Большим частицам соответствуют поры большего размера, через которые гораздо легче просачиваться флюидам, таким как газ или нефть. Обломочные частицы классифицируют по диаметру, измеряемому в миллиметрах (см. рис. 2.5). Это могут быть валуны, крупная галька, галька, гравий, песок, алеврит и глинистые частицы (пелит). Наиболее распространены именно мелкие частицы (песок, алеврит, пелит).

Однородность — это соотношение размеров частиц в породе (см. рис. 2.6). Однородные породы состоят из обломочных частиц приблизительно одного размера (см. рис. 2.6а), в то время как неоднородные породы сложены частицами с очень большим диапазоном размеров (см. рис. 2.6б). Однородность — наиболее важный признак при определении количества первичных поровых пространств в обломочной осадочной породе. Частицы мелкого размера в неоднородной породе занимают пространства между большими частицами, тем самым уменьшая объем пор, Неоднородные породы содержат меньше флюидов по сравнению с однородными и формируют менее качественные коллекторы. Однородные песчаники называются чистыми, так как песчаные частицы обычно имеют светлый оттенок, следовательно, и чистые песчаники также светлые. Неоднородные песчаники со значительными вкраплениями алевритовых и пелитовых частиц называются заиленными, а так как алевриты и пелиты обычно темных цветов, то и заиленные песчаники также темные.

Осадочные породы различаются по типу залегания пластов, т. е. напластованию или стратификации (см. рис. 2.7). В процессе образования отложений выделяются несколько типов в зависимости от количества и состава осадков, а также от уровня океана, ставшего источником их формирования. Первоначально отложения залегают в воде горизонтально.

Геология (наука о строении Земли) может объяснить, как образовались осадочные породы. Литология (наука о составе осадочных пород) позволяет понять суть процесса формирования породы. Песчинки, иловые частицы и морские раковины образуют совершенно разные породы, каждая из которых изначально находится в определенных условиях окружающей среды. Осадочные структуры, такие как рябь, трещины усыхания и линии движения потоков, помогают восстановить картину окружающих условий при образовании породы. Другим помощником при воссоздании этих условий являются окаменелости — сохранившиеся остатки растений и животных.



Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна