4.3 Свойства Зоны ошибки
Разломы часто бывают окружены зоной деформированных горных пород. Эти зоны дезинтеграции могут быть несколько десятков сантиметров в ширину, или они могут включать в себя сотни метров или больше горных пород в висячем и лежачем блоках. Зоны разломов могут характеризоваться ухудшением проницаемости, или ее улучшением, или и тем и другим сразу. Часто зоны разломов – зоны для перетока флюидов в залегающие на глуббине пласты, или они могут стать вероятной границей областей в миграцией флюидов. В результате в геологическом масштабе времени имеется много возможностей для того, чтобы проницаемость вдоль разлома еще более увеличивалась или уменьшалась из-за диагенетических растворения или выпадения осадков.
К
Рисунок 37
Гранулярные швы, или полосы катакластического скольжения в чистых песчаниках
ак отмечено в Приложении, многие горные породы изменяются при трещинообразовании при расширении. Трещины образованные этим путем имеют тенденцию быть проводящими для потоков растворов. Если зона дезинтеграции разлома состоит из трещин этого типа, здесь может иметься повышение проницаемости – обычно вытянутое согласно ориентации разлома. Другие горные породы, или возможно те же самые горные породы, которые деформированы при других условиях, могут образовывать режим трещинообразования уплотнения. Например, в пористых песчаниках, трещины сдвига, и маленькие разломы характеризуются множеством мелкомасштабных (до миллиметра по ширине) поверхностей сколжения, которые затухают на расстоянии нескольких миллиметров или, возможно, нескольких сантиметров. Эти элементы могут наблюдаться в керне, также как и в обнажениях, и они были получены в лаборатории. Они называются полосами катакластического скольжения (cataclastic slip bands - CSBS), или гранулярными швами, или микроразломами. В общем случае, CSBS характеризуются дроблением исходных детритовых зерен (и ограниченного цемента, который присутствует в горных породах), так, что имеется уменьшение размеров зерен в пределах зоны, что ведет к уменьшению проницаемости (рис. 37).
Процесс дробления зерен может привести к сокращению проницаемости на порядок (или больше). В гранулярном шве может происходить предпочтительная цементация породы (из-за возобновления активности тонкодисперсных частиц, и из-за различий в характеристиках течения флюидов), сокращая проницаемость даже еще больше (на несколько порядков). Важно обратить внимание, что эти структурные явления происходят наиболее часто в чистых, пористых песчаниках (обычно превосходных породах-коллекторах) где они могут оказывать отрицательное воздействие на качество резервуара. При двухфазовом течении тонкие поровые отверстия, связанные с сетями таких гранулярных швов, могут привести к высокой остаточной нефтенасыщенности из-за образования капиллярных ловушек.
4.4 Экранирующие разломы
Поскольку разломы не имеют постоянных смещений, имеется увеличивающееся смещение горных пород лежачего и висячего блоков, которые соприкасаются на плоскости разлома. На краях поверхности разлома (его концах), слои горных пород практически непрерывны, поскольку смещение разлома нулевое. Однако, по мере того, как смещение разлома увеличивается (к середине поверхности разлома), горные породы с различных уровней, выше и ниже по стратиграфическому залеганию, налегают друг на друга из-за движения вдоль разлома. В то время, как некоторые из этих горных пород способны к экранированию УВ, другие часто являются коллекторами, и при этом возникает нетривиальная задача предсказать, произойдет ли образование ловушки вдоль этого разлома. Графический метод, который помогает в решении этой проблемы, известен как диаграмма сопоставления стенок разлома (рис. 38). Эта диаграмма проецирует горные породы и лежачего блока, и висячего блока на 2-мерный план разлома. Визуальный осмотр позволяет любому оценивать протяженность экранирующих участков и гидродинамически связанных поперек поверхности разлома.
Рисунок 38
Объяснение диаграммы сопсставления стенок разлома
Связанная с этим тема касается размазывания глинистого материала вдоль плоскости разлома. Основная идея заключается в том, что те толщи горных пород, в которых содержание глинистого материала выше, вероятно, создают размазывание глин вдоль плоскости разлома как следствие перемещений блоков. Это потому, что глины часто очень непрочны и легко деформируются (рис. 39). Сейчас существует методика, позволяющая вычислить параметр, называемый отношением выдавливания глин (shale gouge ratio - SGR). Это число представляет пропорциональное количество глин, которые передвигались мимо любой точки на плоскости сместителя, выраженное в процентах от полного смещения вдоль разлома. Толщи горных пород с высокой долей глин, и большим смещением вдоль разлома, имеют более высокое отношения выдавливания глин. Числовая величина в каждом конкретном случае калибруется по имеющимся опытным данным: некоторые породы-коллектора содержат углеводороды, в то время как другие содержат только воду, и величина SGR, который разделяет эти ситуации, используется, чтобы предсказать существование других возможных ловушек на разломах на данном месторождении.
Рисунок 39
Размазывание глин вдоль разлома в толще песчаников