18.01.2021

Диагенез и петрофизика карбонатных пород


Уже отмечалось, что диагенез карбонатных пород — очень сложный процесс. Эта сложность обусловлена в основном присутствием неустойчивых минералов и высокой начальной проницаемостью осадков, что позволяет реакционным флюидам легко проникать в них. Шоке и Прей установили, что главнейшая петрофизическая особенность карбонатных пород заключается в том, что они обычно имеют более высокую первичную пористость, чем терригенные пески: от 40 до 70%. Эта пористость бывает как межчастичной, так и внутричастичной. В карбонатных коллекторах удельная пористость составляет всего 5—15%. Лишь небольшая часть пор имеет первичный характер. Большая часть пор представлена различными типами вторичных пор, рассмотренных ранее, а именно пористостью растворения, жеодовой и межкристаллической. Размеры и формы отдельных пор в какой-либо данной породе крайне изменчивы и, в противоположность песчаникам, почти нет никакой зависимости между объемом пор, их геометрией, размерами, формой зерен и сортировкой. Вследствие резких вариаций петрофизических величин в пределах небольшого объема породы пористость и проницаемость следует определять на сплошных керновых образцах, а не на небольших кубиках. Необходимо экстенсивное разбуривание углеводородных коллекторов, чтобы точно оценить запасы и эффективность добычи.

Более детальные сведения о петрографических свойствах карбонатных коллекторов нефти можно найти в работах Чилингара и др. и Лангреса и др.

Последующее описание зависимости между пористостью и диагенезом карбонатных пород составлено на основании данных, приводимых в ряде работ. После обзора главных диагенетических процессов и их влияния на петрофизические свойства пород рассмотрим особенности диагенеза некоторых главных типов карбонатных пород.

Предварительно мы обратим внимание на разные способы образования цемента (спарита) — яснокристаллического кальцита. Кристаллизация, если ее понимать в ограниченном смысле, означает выполнение первичных межчастичных и внутричастичных пор друзовыми агрегатами кристаллического кальцита, растущих от стенок пор. Это, естественно, приводит к уменьшению пористости.

С другой стороны, минеральные новообразования (заместившие ранее образованные карбонатные минералы) могут привести либо к уменьшению, либо к увеличению пористости, либо оставить ее без изменения. Перекристаллизация, определяемая как неоморфизм, при котором минеральный состав остается прежним, не изменяет существенно количество и тип пор. Однако полиморфные превращения, при которых один минерал замещает другой, могут привести к значительному изменению пористости породы. Как уже упоминалось, одно из наиболее ранних диагенетических изменений — это трансформация арагонита в кальцит. Этот процесс приводит к увеличению общего объема породы и, следовательно, к уменьшению пористости. Другое обычное неоморфическое преобразование — это замещение кальцита доломитом. Доломитизация может вызвать повсеместную усадку породы на величину до 13%. Это приводит к возникновению межкристаллической пористости, что придает доломитам благоприятные коллекторские свойства. Напротив, уменьшение пористости обусловливается трансформацией доломита в кальцит; это так называемый процесс дедоломитизации, или кальцитизации.

Выщелачивание — это один из наиболее важных процессов, ведущих к возникновению вторичной пористости. Пористость растворения может появиться в результате селективного растворения или матрикса, или цемента, либо зерен определенных типов. Друзовая пористость образуется в результате растворения материала пор, границы которых секут каркас породы. Пористость, обусловленная удалением отдельных компонентов, означает, что селективному растворению подверглись зерна одного конкретного типа. Отсюда разные типы пористости, обязанные растворению либо оолитов, либо биогенных зерен и т. д.

Еще один типичный диагенетический процесс в карбонатных породах — это окремнение. Окремнение известковых илов описывается в другом месте.

Однако в калькаренитах и рифовых породах окремнение может быть основной причиной разрушения первичной пористости, если она ведет к образованию халцедонового цемента. Кремнеземный неоморфизм также имеет место либо в виде полного замещения породы, либо в виде селективного замещения, создавая окремнелые ископаемые организмы к радости палеонтологов. Такая трансформация обычно представляет собой одноактный процесс.

В табл. XVI обобщены главные диагенетнческие процессы в карбонатных породах и показано их влияние на изменение пористости.





Яндекс.Метрика