Типы нетрадиционных коллекторов
Нетрадиционные коллекторы - это толщи, сложенные глинистыми, кремнистыми, вулканогенными, интрузивными, метаморфическими породами. В одних нефтегазоносность нетрадиционных коллекторов обычно сингенетична, в других - она связана с приходом углеводородов из соседних толщ (эпигенетична). Вот некоторые примеры нетрадиционных коллекторов:
В кремнистых толщах идет процесс преобразования аморфных форм кремнезема в кристаллические формы. Коллекторы в этих толщах обладают высокими свойствами (пористость достигает 40 %). Они представлены на шельфе Калифорнии (месторождение Пойнт-Аргуэльо).
Коллекторы в породах магматического и метаморфического происхождения связаны с пустотами, которые образовались при выходе газа из лавового материала или со вторичным выщелачиванием (Мексика, Япония).
Возникновение коллекторских свойств в гранитогнейсовых породах связано с метасоматозом и выщелачиванием в результате гидротермальной деятельности, с усадкой при остывании, с дроблением по зонам тектонических нарушений. Нетрадиционные коллекторы в гранитогнейсовых породах представлены на шельфе Вьетнама (месторождение Белый Тигр).
В качестве газосодержащих выделяются многолетнемерзлые породы. Образовавшиеся пустоты могут быть заполнены газом, льдом и незамерзшей водой. При определенных термобарических условиях образуются соединения газа с водой - газогидраты (Западная Сибирь, Черное море).
В глинистых породах природные резервуары возникают в процессе катагенеза. Само возникновение пустот связано с генерацией нефтяных и газовых углеводородов и перестройкой структурно-текстурных особенностей минеральной матрицы породы. По мере погружения происходит обезвоживание глин, снижается их пластичность, увеличивается трещиноватость пород. Иногда глина – аргиллит – превращается в трещинный коллектор. Пример такого коллектора – Баженовская свита верхней юры Западной Сибири.
Коллектора Баженовской свиты в Западной Сибири
Баженовская свита входит в состав одноименного горизонта. Отличительной чертой этого горизонта считается битуминозность пород. На большей части Западной Сибири баженовский горизонт, включая Баженовскую и частично тутлеимскую, марьяновскую, даниловскую, яновстанскую и другие свиты, представлен битуминозными аргиллитами.
Латеральными аналогами БС по окраинам бассейна являются небитуминозные и слабобитуминозные породы соответствующих частей даниловской (на северо-западе), яновстанской (на северо-востоке), марьяновской (на востоке и юге) и других свит.
Породы собственно БС подстилаются прибрежно-морскими и морскими отложениями абалакской или георгиевской свит, отражающих процессы постепенного затопления территории Западной Сибири в поздней юре. Перекрываются песчаноглинистыми клиноформными отложениями нижнего мела. Накопление пород в составе баженовского горизонта отвечало условиям максимальной позднеюрско-раннемеловой трансгрессии морского бассейна, площадь зеркала воды которого достигала 2 млн. км2 .
Возраст битуминозных пород различен. Западнее центрального поля развития отложений БС происходит последовательное омоложение битуминозных пород от титона до готерива. Эта информация дает представления о динамике развития баженовского бассейна, что необходимо учитывать при корреляции разрезов битуминозных пород и фациальных построениях.
БС хорошо прослеживается по латерали и распространена на территории площадью более 1 млн. км2 при толщине от 10 до 60 м (в среднем 30 м). В некоторых случаях, в так называемых «аномальных разрезах» БС, толщина достигает 100 м и более. Глубины залегания отложений возрастают в направлении от южных частей Западно-Сибирской плиты к северным. Минимальные отметки кровли составляют 600 м, максимальные – 3800 м.
Для битуминозных и обогащенных органическим веществом пород часто используется термин «черные сланцы». Применительно к БС устоявшимся термином остается «битуминозный аргиллит». Термин этот изначально использовался для того, чтобы подчеркнуть существенное отличие пород БС от вмещающих.
Состав пород БС определяется соотношением биогенной и терригенной составляющих (рис. 1.2.). К биогенной составляющей относятся кремнезем, слагавший скелеты и раковины организмов, кероген, который в некоторых случаях может занимать большую часть объема породы, иногда также породообразующее значение приобретает карбонатный материал. Карбонатные породы в составе БС могут быть нескольких типов.
К первичным биогенным относятся карбонаты, слагающие остатки пелеципод, фораминифер, гастропод, теутид, кокколитофорид и пеллетовых образований. Это могут быть органогенные постройки позднеюрского и раннемелового возраста, которые формировались в наиболее мелководных частях существующего в то время морского бассейна. Карбонатные породы могут являться вторичными по отношению к первичным биогенно-кремнистым. Биоморфная структура пород при карбонатизации сохраняется, но кремнистый состав меняется на карбонатный. Вторичные карбонаты являются продуктами хемогенного замещения.
Рис. 1.2. Минерально - компонентная модель Баженовской свиты (район деятельности ООО «РН-Юганскнефтегаз»
Обломочный материал представлен в основном глинистыми минералами, которые сносились в бассейн с прилегающей суши: Уральской равнины на западе, Средне-Сибирской равнины на востоке, Казахской возвышенности на юге и Алтае-Саянской возвышенности на юго-западном окончании плиты (рис. 1.3.). Удаленность источников сноса от центральных частей палеобассейна определила поступление терригенного материала в центральную часть бассейна преимущественно в составе глинистой фракции.
Пирит также является постоянным компонентом пород. При этом установлена пиритизация нескольких стадий. Пирит более ранней генерации присутствует в тонкодисперсной форме и образует прочно связанные с керогеном органоминеральные комплексы. Пирит более поздней генерации развит неравномерно и образует прослои и линзы толщиной в несколько сантиметров.
В общем случае органическое вещество БС, количество которого в отдельных прослоях достигает 60 % и более по объему, имеет первичную природу и связано с жизнедеятельностью фитопланктона, водорослевых организмов и наземной растительности. При этом преимущественно морское сапропелевое вещество (в первую очередь, бесскелетные организмы – бактериальные и водорослевые) характерно для центральных областей бассейна, тогда как при приближении к окраинным частям в составе органического вещества фиксируется увеличение доли наземной гумусовой органики. Эти выводы подтверждаются как углепетрографическими, так и геохимическими методами. Остатки витринита характерны для окраинных районов распространения отложений БС. Характерной особенностью является увеличение содержания в породах органического вещества от подошвы свиты к кровле.
Наряду с высокими содержаниями органического вещества в породах установлены повышенные концентрации многих элементов: Mo, U, V, Cu, Zn, Ni, As, Sb, Se, Ag, Au, Ba, Br. Распределение их по разрезу коррелирует с распределением органического вещества в породах. Повышенные содержания микроэлементов чаще всего объясняют концентрационной функцией планктонных организмов, заселявших водную толщу. При описании пород БС на многих площадях обнаружены остатки двустворчатых бентосных организмов.
