Глава 4. Бурение скважин

4.1. Некоторые понятия нефтегазопромысловой геологии

Геологическая информация является основой решения практиче­ски всех вопросов проектирования сооружения скважин и управления бу­ровыми процессами. Характеристики проходимых скважиной пород и пластовых флюидов во многом обусловливают выбор долот, бурового раствора, методов вскрытия продуктивных горизонтов, крепления стенок скважины и разобщения пластов. Для морского бурения огромное значе­ние имеют сведения о гидрометеорологических условиях, а также харак­теристики глубин морей, морских волнений, приливов и отливов, морских течений, ветра, ледовой обстановки.

Состав земной коры

Геология - наука о составе, строении и истории Земли.

Предполагают, что Земля состоит из нескольких различимых по свойствам оболочек: литосферы толщиной 50-70 км; мантии до глубины 2900 км; ядра в интервале глубин 2900-6380 км. Над литосферой находятся водная оболочка - гидросфера, а выше - газовая оболочка - атмосфера. Ли­тосфера сложена горными породами, основу которых составляют различ­ные минералы - природные вещества, приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам, возникшие в результате физико-химических процессов.

Классификация горных пород по происхождению:

A. Магматические (изверженные) - кристаллические породы, об­разовавшиеся в результате застывания расплавленного вещества (магмы).

Б. Осадочные - породы, составленные из мельчайших кусочков различных минералов, часто сцементированных между собой, содержа­щие остатки животных и растительных организмов. По способу накопле­ния в земной коре различают механические осадки, породы химического и смешанного происхождения.

Механические осадки - результат денудационных процессов солнечно-ветро-водяного разрушения и переноса осадков магматических по­род (валуны, галечник, гравий). Химические породы (и некоторые при­числяемые к осадочным породам) образовались путем химических реак­ций и накопления на земной поверхности сложных солей (каменная соль, ангидрид, гипс). Породы смешанного происхождения включают в себя обломочный материал, вещества органического и химического происхож­дения (известняки, мел, глины, пески, песчаники).

B. Метаморфические горные породы - это вторично переплавлен­ные осадочные и изверженные породы в результате погружения их в рас­плавленную часть Земли (кварциты, мраморы, сланцы, гнейсы).

181

Геохронология горных пород

Для определения историко-геологических закономерностей накопле­ния горных пород и формирования Земли как планеты используют страти­графическую шкалу, на основе которой составлена геохронологическая таб­лица, отражающая расположение в определенной последовательности ус­ловных отрезков времени формирования земной коры (табл. 4.1).

Таблица 4.1 Геохронологическая таблица

Эра Период		Эпоха	возраст, млн лет :
Кайнозойская	Чертвертичныи (антропогеновый)	Голоценовая Плейстоценовая	2
	Неогеновый	Плиоценовая Миоценовая	26
	Палеогеновый	Олигоценовая Эоценовая Палеоценовая	67
Мезозойская	Меловой	Позднемеловая Раннемеловая	137
	Юрский	Позднеюрская Среднеюрская Раннеюрская	195
	Триасовый	Позднетриасовая Среднетриасовая Раннетриасовая	240
	Пермский	Позднепермская Раннепермская	285
	Каменноугольный (Карбон)	Позднекаменноугольная Среднекаменноугольная Раннекаменноугольная	360
Палеозойская	Девонский	Позднедевонская Среднедевонская Раннедевонская	410
	Силурийский	Позднесилурийская Раннесилурийская	440
	Ордовикский	Позднеордовикская Среднеордовикская Раннеордовикская	500
	Кембрийский	Позднекеморийская Среднекембрийская Раннекембрииская	570
Протерозой­ская	Позднепротерозой- ский	Вендская Позднерифейская Среднерифейская Раннерифейская	1600
	Среднепротерозой- ский	-	1900
	Раннепротерозой- ский		2600
Архейская	-	-	>2600

182

Осадочные горные породы и формы их залегания

Основной признак осадочных горных пород - их слоистость, т.е. накопление в виде более или менее однородных пластов (слоев). Поверх­ность, ограничивающую пласт сверху, называют кровлей, а поверхность, ограничивающую пласт снизу, - подошвой.

Кровля нижележащего пласта является одновременно подошвой вышележащего, а подошва вышележащего - кровлей нижележащего. Пер­вично образовавшиеся пласты залегали почти горизонтально, но в резуль­тате последующей деформации земной коры форма залегания часто изме­нялась до существенно наклонной или даже вертикальной.

Пласт характеризуется мощностью и углом падения в данной точ­ке в конкретном направлении (рис. 4.1). Различают истинную (кратчайшее расстояние между кровлей и подошвой), горизонтальную (расстояние ме­жду кровлей и подошвой по горизонтали) и вертикальную (расстояние между кровлей и подошвой по вертикали) мощности пластов.

Тектонические движения земной коры привели к образованию складок пластов, их разрывам, разломам и смещениям по плоскостям на­рушений.

Антиклиналь

Синклиналь

Рис. 4.1. Наклонно залегающие пласты в форме складки:

АБ - горизонтальная мощность, АД - вертикальная мощность,

АС - истинная мощность

Различают складки в виде синклинали, антиклинали (см. рис. 4.1) и моноклинали (рис. 4.2). Синклиналь - это складка, обращенная выпуклостью вниз к центру Земли, в ядре которой более «молодые» породы, чем по краям. Антиклиналь - это складка, обращенная выпуклостью к поверхности Земли, в ядре которой находятся более древние породы. Последовательно располо­женные антиклиналь и синклиналь образуют полную складку.

Рис. 4.2. Моноклиналь

183

Синклиналь и антиклиналь имеют крылья - боковые части склад­ки, замок - линия перегиба складки (у антиклинали называется седлом, а у синклинали - мульдой). Угол между крыльями называют углом складки. Если у складки только одно крыло, то ее называют моноклиналью (см. рис. 4.2).

Разрывы земной коры также привели к возникновению разных структурных образований пластов. Если в процессе разрыва одна часть пластов опустилась, а другая осталась на месте, такое образование назы­вают сбросом (рис. 4.3, а). Если же одна часть пластов поднялась, а другая осталась на месте, то это образование называют взбросом (рис. 4.3, б).

Рис. 4.3. Виды тектонических нарушений с разрывами и сдвигами: а - сброс; б - взброс; в - тектонический разрыв антиклинальной складки

При разрушении антиклинали формируются так называемые горсты и грабены (рис. 4.3, в). Для горста характерно поднятие части антиклинали над другой (неподвижными крыльями), а для грабена - наоборот, сводовая часть складки опустилась по отношению к неподвижным крыльям.

Если при тектоническом разрыве возникает горизонтальное пере­мещение пластов, то такое образование называют сдвигом. Взброс при сдвиге образует так называемый надвиг.