Стадия седиментогенеза

Седиментогенез (от лат. sedimentum – осадок и греч. γενεσιg – происхождение) – это совокупность процессов, в результате которых на поверхности Земли накапливаются осадки. Этап седиментогенеза подразделяется на три стадии (этапы, по Н. М. Страхову) (рис. 7):

- мобилизации вещества;

- переноса мобилизованного вещества;

- осадконакопления.

 

Процесс (стадия) седиментогенеза	Обстановка
1. Мобилизация вещества	континентальная	морская
в КВ и растениях	преимущественно в виде фитопланктона, меньше зоопланктона
2. Перенос веществ	поверхностными водами()	морскими течениями ()
3. Осадконакопление	континентальное()     субстрат	морское

 

Рис. 7 – схема процесса седиментогенеза на континенте. Мобилизация вещества осуществляется в КВ, переносимого поверхностными водами, осадконакопление происходит на континенте в процессе переноса и в конечных водоёмах. На море органическое вещество формируется в верхнем слое воды, его перенос осуществляется морскими течениями, осадконакопление происходит вместе с материалом, принесённым с континента.

Коллекторские свойства на первых стадиях литогенеза определяются составом исходного материала и условиями формирования отложений. К последним относятся:

- способ, длительность и протяжённость переноса обломочного материала;

- тип водоёма осаждения и его гидродинамика;

- его тектоническое положение и климат;

- физико-химическая характеристика среды отложения.

Состав исходного материала определяется характером выветривающихся материнских пород и длительностью процессов выветривания. Дальнейшее преобразование материала осуществляется в процессе переноса и осадконакопления, предопределяя степень минеральной зрелости (мономинеральности) осадочного материала.

Способ, длительность, протяжённость переноса осадочного вещества, а также гидродинамика бассейна седиментации являются основными факторами, формирующими структурно-текстурные признаки осадка (размер зёрен, степень окатанности, сортированности, ориентированность зёрен в осадке).

Для терригенных коллекторов основным показателем их класса является гранулометрический состав, форма и характер поверхности слагающих породу зёрен.

Минеральный состав и структурно-текстурные особенности являются результатом определённой динамики и физико-географической обстановки их накопления.

Одновременно с заложением седиментационных структур и текстур терригенных пород происходит и формирование первичной (седиментацинной) пористости. Поровое пространство является компонентом структурно-текстурного облика породы. Поры, сформированные на этапе седиментогенеза – седиментационные.

Факторы, контролирующие первичную пористость:

- размер зёрен;

- сортированность;

- форма зёрен (степень изометричности);

- округленность зёрен;

- характер упаковки (теоретическая пористость агрегатов, составленных из сфер одинакового диаметра в зависимости от укладки (ромбоэдрической или кубической) может колебаться от 26 до 48 %);

- минеральный состав (лучшими фильтрационными свойствами обладают кварцевые пески вследствие низкой сорбционной (впитывать воду) способности кварца).

Все эти структурно-текстурные признаки тесно взаимосвязаны. Среди факторов, влияющих на формирование порового пространства коллекторов, то есть их коллекторского потенциала, существенная роль принадлежит глинистым минералам, присутствующим в виде примеси.

Первичная пористость глинистых осадков значительно выше пористости песчаных. Пористость свежеотложенных тонких глинистых осадков превышает 0,8 (Ханин, 1969). Но высокая пористость глинистых осадков на стадии седиментогенеза не означает заложения хороших коллекторских свойств породы. Во-первых, в глинах преобладает закрытая или частично открытая пористость, во-вторых, большая часть пор заполнена водой, а, следовательно, эффективная пористость пород мала.

Установлено, что максимально снижают проницаемость пород минералы монтмориллонитовой группы. Добавление 2 % монтмориллонита к крупнозернистому кварцевому песчанику снижает его проницаемость в 10 раз, а 5 % монтмориллонита – в 30 раз. Этот же кварцевый песчаник с примесью каолинита 15 % всё ещё сохраняет хорошую проницаемость.

На фильтрацию флюидов через коллектор влияет также форма выделения глинистого вещества в поровом пространстве коллектора. Если глинистый матрикс распределён равномерно, то влияние глинистого вещества тем сильнее, чем мельче зёрна породы и хуже сортированность обломочного материала, то есть сложнее структура порового пространства. При равномерном распределении глинистое вещество превращает первоначально крупные поры в мелкие, тупиковые, а сообщающиеся поры приобретают сложные очертания, что препятствует движению нефти по пласту. И чем больше глинистого вещества, тем больше усложняется конфигурация пор и затрудняется движение флюида по пласту.

Существенно влияет на уменьшение размера пор способность глинистых минералов к пластическим деформациям. При увеличении статистической нагрузки на коллектор в равномерно распределённым глинистым цементом глинистое вещество вследствие своей пластичности способно заполнить эффективные каналы, что в крайнем случае может привести к полной потере породой емкостных и фильтрационных свойств. В этом случае коллектор становится покрышкой и может экранировать залежи нефти в нижележащих коллекторах.

Карбонатные коллекторы отличаются большим разнообразием по пористости. Чистые карбонатные породы образуются из неуплотнённого карбонатного ила, состоящего из метастабильного арагонита. Пористость известковых илов на поверхности дна у берегов Флориды составляет 0,87, на глубине 120 см – 0,78, на глубине 280 см – 0,75 (Энгельгарт, 1964). Структура порового пространства чистых карбонатов в значительной мере зависит от процессов растворения и осаждения. Пористость карбонатных ГП, сложенных раковинным детритом или оолитами, в той или иной степени напоминает пористость обломочных осадков. Особенностью карбонатных осадков, сложенных органическими остатками, является наличие кроме межзерновой внутриформационной пористости (пустоты в скелетных остатках).