Выветривание, эрозия и несогласия осадочных пород

04.09.2019

Выветривание — это разрушение твердой горной породы. После обнажения (выхода) горной породы на поверхность земли — либо на воздухе, либо на дне океана — она рано или поздно разрушается в результате механического или химического воздействия силами выветривания. Одни осадочные породы более устойчивы к выветриванию (например, песчаники, а в сухом климате даже известняки), другие породы (например, сланцы) разрушаются быстрее. Эрозионные процессы — это разрушение, перенос и повторное отложение пород. Такие процессы происходят под действием гравитации (обвалы, оползни, осыпи), ветра, ледников, рек и волн.

В течение всего геологического времени уровень моря поднимается и опускается. Когда он низкий, суша подвергается эрозии, и некоторые осадочные породы разрушаются и удаляются с ее поверхности. Древние поверхности эрозии, погруженные на глубину, называются несогласиями. Существует два типа несогласий: параллельные и угловые.

Параллельное несогласие образуется в результате эрозии, при этом слои осадочных пород располагаются параллельно, выше и ниже поверхности эрозии (см, рис. 5.1). Например, древнее русло реки, заполненное песком, сформировавшим отложения песчаника.

Угловое несогласие — это старая эрозионная поверхность, вдоль которой слои осадочных пород ниже несогласия выходят под углом к слоям, расположенным выше него (см. рис. 5.2). Образование углового несогласия начинается при горизонтальном залегании отложений в процессе наступления древних морей на сушу, После отступления моря суша обнажается и породы деформируются, образуя холмы и горы, которые впоследствии разрушаются эрозией, оставляя лишь поверхность эрозии. Затем море опять наступает, и на поверхности эрозии вновь формируются отложения осадочных пород, скрывая ее в толще. Угловые несогласия показывают время горообразования и следующей за этим эрозии. Во многих случаях они занимают большие пространства под землей.

В угловых несогласиях могут формироваться газовые и нефтяные ловушки (см. рис. 5.3). В этом случае одной из нижележащих осадочных пород должна быть порода-коллектор, обычно песчаник или известняк. Вышележащая покрывающая порода должна быть изолирующим слоем. Обычно такой породой является слой сланца или соли. Нефть и газ образуются ниже несогласия в материнской породе, обычно в глинистом сланце. Они мигрируют вверх, проходя через поры породы-коллектора, и, достигнув несогласия, останавливаются, встретив покрывающую породу.

Так как угловые несогласия охватывают огромные подземные пространства, с ними могут быть связаны гигантские месторождения нефти и газа. Два крупнейших месторождения в Северной Америке — Восточно-Техасское и Прадхо-Бэй на Аляске — приурочены к ловушкам, образованным угловыми несогласиями. В обоих случаях горизонтальные слои породы на поверхности земли никоим образом не указывают на наличие угловых несогласий и гигантских залежей нефти, которые они удерживают на глубине.

Запасы нефти на Восточно-Техасском месторождении изначально составляли более 7 млрд бар., или 1,1 млрд куб. м, Нефть содержится в Вудбайнском песчанике, залегающем ниже углового несогласия (см. рис. 5.4) на глубине более 3500 фут. (1070 м). Остинский мел — покрывающая порода, лежащая непосредственно на несогласии. Первоначально Вудбайнский песчаник представлял собой горизонтальный слой песка, нанесенного мелководными морями, покрывавшими Восточный Техас около 100 млн лет назад (см. рис. 5.5а). Позднее песчаник оказался на глубине, так как был покрыт новыми отложениями (см. рис. 5.5б). Затем вдоль границы Техаса и Луизианы произошло Сабинское поднятие, в результате которого песчаник деформировался и часть его поднялась на поверхность (см. рис. 5.5в). Верхние слои песчаника были ликвидированы в результате эрозионных процессов (см. рис. 5.5г), и поверхность опять оказалась в воде; образовались Остинский мел и другие отложения, которые целиком покрыли угловое несогласие (см. рис. 5.5д). Нефть сформировалась в материнской породе, Игл-Фордском сланце, и затем мигрировала к Вудбайнскому песчанику. Позднее, перемещаясь в восточном направлении сквозь пористую песчаную породу, нефть попала в ловушку углового несогласия и не смогла перетечь в Остинский мел.

Открытие Восточно-Техасского нефтяного месторождения в 1930 г. — классический пример истории нефтедобывающей промышленности. Нефтяные компании исследовали эту территорию еще в начале века. Выходов нефти на территории не было, и после бурения нескольких сухих скважин они потеряли всякую надежду. Разработки свернули в середине 1920-х годов, когда было обнаружено гигантское Западно-Техасское месторождение. Вследствие этого Чарли Джойнер — промышленник и предприниматель — смог арендовать территорию в Восточном Техасе под бурение по очень низкой цене.

Бурение было начато в конце 1920-х годов, причем наиболее точно процесс можно охарактеризовать как «произвольное бурение». Единственная геологическая поддержка проводимых работ поступила от ветеринара по имени А.Д. Ллойд. Данный район представлял собой бедные сельскохозяйственные земли, где фермеры, занимавшиеся выращиванием хлопчатника, часто предлагали свою помощь при бурении скважин. Из-за недостатка финансов Ч. Джойнер продавал акции в обмен на еду и комнату, оборудование для ремонта, снабжение и рабочую силу.

Скважина № 3 «Дейзи Бредфорд» после 16 месяцев бурения на глубине 3725 фут. (1135 м) пробилась под угловое несогласие и достигла Восточно-Техасского месторождения. С самого начала скважина выдавала 6800 бар. (1080 куб, м) в сутки и была закончена с расчетом на 300 бар. (48 куб. м) в сутки. К сожалению, будучи сильно стеснен в средствах, Чарли Джойнер в период бурения продал часть скважины «Дейзи Бредфорд», вследствие чего у него возникли судебные проблемы. X.А. Хант заключил с ним сделку, пообещав уладить его дела, а также заплатить 1 335 000 дол. (в основном при последующей добыче нефти) за первичную аренду 5000 акров указанного месторождения.

Протяженность Восточно-Техасского месторождения составляет 45 миль (72 км) и ширина — 5 миль (8 км) (см. рис. 5.6). Очень скоро многие семьи бедных фермеров, владевших землей на месторождении, стали миллионерами. На месторождении было пробурено более 30 тыс. скважин и уже добыто более 5 млрд бар. (800 млн куб. м) светлой малосернистой сырой нефти.



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