Комбинированные ловушки

Комбинированные ловушки. Соляные купола: соляные штоки Галф-Коста; кепрок; сопутствующие ловушки; происхождение.

Глава 8 Пластовые ловушки (продолжение): комбинированные ловушки и соляные купола

Пропуск стр. 331-333

Цитированная литература

Заключение

При изучении стратиграфических ловушек перед геологом возникает значительно больше разнообразных проблем, чем при исследовании структурных ловушек. Например, в случае, если имеется антиклинальная структура, можно ожидать, что мощные толщи осадочных пород, возможно включающие несколько потенциальных коллекторских пластов, содержат залежи, расположенные одна над другой на различных гипсометрических уровнях. Стратиграфические ловушки, напротив, редко имеют какую-либо закономерную связь с распространением залежей в выше- и нижележащих коллекторских пластах, но по простиранию коллекторской толщи может быть обнаружен ряд таких ловушек. Задачей скважин, пробуренных на антиклинальной структуре, обычно является разведка нескольких перспективных объектов, в то время как разведочных скважин, бурящихся на стратиграфические ловушки, ‑ как правило, только один объект. Определенные особенности геологического строения, благоприятные для формирования стратиграфических ловушек, обычно прослеживаются на обширных территориях или вдоль вытянутых зон. Поэтому открытие одной ловушки, связанной, например, с прибрежным песчаным баром, русловым врезом, песчаной линзой или органогенным рифом, уверенно указывает на возможность открытия других подобных ловушек в этом регионе.

Изучение тектонической структуры территории может проводиться различными способами - картированием обнаженных на поверхности или глубоко залегающих слоев, а также с помощью геофизических методов. При этом стратиграфические ловушки обычно не удается выявить до тех пор, пока не пробурено такое количество скважин, которое обеспечит необходимую полноту информации о стратиграфических и литологических особенностях строения разреза. Поэтому для открытия залежей нефти и газа, приуроченных к стратиграфическим ловушкам, требуется бурение большего числа разведочных скважин, чем при поисках залежей, связанных с тектоническими структурами. Для успешных поисков залежей в стратиграфических ловушках следует особенно тщательно изучать особенность процессов осадконакопления, нефте- и газопроявления, а также стратиграфию осадочного чехла. Однако неправильно было бы утверждать, что нет необходимости в изучении тектонической структуры какого-либо района, поскольку ловушки могут быть образованы комбинацией стратиграфических, литологических и структурных факторов. Но даже наиболее крупные стратиграфические и литологические изменения слабо отражаются в структуре слоев, и установить эту связь бывает крайне трудно или вообще невозможно.

Даже после открытия залежи весьма непросто установить ее размеры и направление, в котором она простирается; в этом отношении подобные залежи часто преподносят неприятные сюрпризы геологам. Чтобы избежать ошибок, необходимо уже на ранней стадии работ в новом районе правильно понимать стратиграфическую ситуацию, седиментационную историю и гидродинамическую обстановку. Эти данные могут указать на характер ловушки - связана ли она с эрозионным срезом коллекторского пласта, рукавообразным песчаным телом или линзой песчаников, фациальным замещением проницаемых пород, гидродинамическим барьером или органогенным рифом. Используя полученные таким путем данные, можно предсказать строение резервуара и размер залежи и на основании этого свести к минимуму число непродуктивных скважин.

 

1. Pugh W.Е., Preston В.G. (ed.), Bibliography of Stratigraphic Traps, Seismograph Service Corporation, Tulsa, Okla., 190 p., 1951.

2. Heroy W.В., Petroleum Geology, in Geology 1888-1938, 50th Anniv. Geol. Soc. Am., pp. 534-539, 1941.

3. Mооre R.C., Meaning of Facies, Mem. 39, Geol. Soc. Am., pp. 1-34, 1949.

4. Кrumbein W.C, Sloss L. L., Stratigraphy and Sedimentation, W.H. Freeman and Co., San Francisco, pp. 316-331, 1963.

4. Sherrill R.E., Dickey P.A., Mattesоn L.S., Types of Stratigraphic Oil Pools in Venango Sands of Northwestern Pennsylvania, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 507-538, 1941.

5. Swann D.H., Athertоn E., Subsurface Correlations of Lower Chester Strata of the Eastern Interior Basin, Juorn. Geol., 56, pp. 269-287, 1948.

6. Ingham W.I., Dora Oil Pool, Seminole County, Oklahoma, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 408-435, 1941.

7. Freeman J.C, Strand-line Accumulation of Petroleum, Jim Hogg County, Texas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 33, pp. 1260-1270, 1949.

8. Denham R.L., Dougherty W.E., Sand Belt Area of Ward and Winkler Counties, Texas, and Lea County, New Mexico, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 750-759, 1941.

9. Вass N.W.T., Origin of Bartlesville Shoestring Sands, Greenwood and Bulter Counties, Kansas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 18, pp. 1313-1345, 1934.

Bass N.W., Leatherock C., Dillard W.R., Kennedy L.E., Origin and Distribution of Bartlesville and Burbank Shoestring Oil Sands in Parts of Oklahoma and Kansas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 21, pp. 30-66, 1937.

10. Сadman W.K., The Golden Lanes of Greenwood County, Kansas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 11, pp. 1151 - 1172, 1927.

Cheyney A.E., Madison Shoestring Pool, Greenwood County, Kansas, in Structure of Typical American Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., 2, pp. 150-159, 1929. Bass N. W., op. cit. (note 9).

11. Вall M.W., Weaver T.J., Сrider H.D„ Ball D.S., Shoestring Gas Fields of Michigan, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 237-266, 1941.

12. Fettke Ch.R., Music Mountain Oil Pool, McKean County, Pennsylvania, in Stra­tigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 492-506, 1941.

13. Neal E.P., South Ceres, Oklahoma's Oddest Shoestring Field? World Oil, pp. 92- 98, 1951.

14. Marbut С.F., Geological Descriptions of the Calhourn, Lexington, Richmond, and Huntsville Sheets, Mo. Geol. Surv., 12, Part II, pp. 123-210, 270, 331, 1898. (Описаны русла Уорренсберг и Моберли.)

Hinds H., Greene F.С, Stratigraphy of the Pennsylvanian of Missouri, Mo. Geol. Surv., 13, pp. 90-106, 1915.

Hinds H., Unconformities in the Pennsylvanian, Geologic Note, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 10, pp. 1303-1304, 1926.

15. Hinds H., Greene F.C, Leavenworth-Smithville, Missouri-Kansas, Atlas Folio 206, U.S. Geol. Surv., pp. 6, 10, 1917.

16. Wilson Ch. W., Jr., Channels and Channel-Filling Sediments of Richmond Age in South-Central Tennesse, Bull. Geol. Soc. Am., 59, pp. 733-766, 1948.

17. Weller J.M., The Geology of Edmonson County, Ky. Geol. Surv., Series VI, 24. 246 p., pp. 199-208, 1927.

18. Strachan С.G., Pre-Pennsylvanian Channelling in Western Kentucky and its Connection with Oil Accumulation, Tulsa Geol. Soc. Digest, pp. 36-40, 1935.

19. Сhаrles H.H., Bush City Oil Field, Anderson County, Kansas, in Stratigraphic Type Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 43-56, 1941.

20. Rich J.L., Further Observations on Shoe String Oil Pools of Eastern Kansas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 10, pp. 568-580, 1926.

21. Thompson А.В., Oil Field Exploration and Development (Vol. 1 of Oil Field Principles), 2nd ed., D. Van Nostrand Co., pp. 67, 429, 1950.

 

 


 

Некоторые ловушки образованы сочетанием структурных, стратиграфических и гидродинамических барьеров, находящихся в различных соотношениях. Читатель может рассматривать в качестве комбинированных некоторые описанные выше ловушки, отнесенные автором или к структурным, или к стратиграфическим, поскольку значение каждого из этих факторов для образования ловушки оценивается весьма субъективно.

 

Формирование комбинированных ловушек обычно характеризуется двумя или тремя этапами: 1) стратиграфические условия ограничивают распространение пород-коллекторов; 2) тектонические деформации вызывают образование структуры, которая в совокупности с зоной замещения коллекторов непроницаемыми породами обусловливает образование ловушки; 3) нисходящий поток пластовых вод увеличивает эффективность улавливания углеводородов. Таким образом, ни один из этих процессов, взятый в отдельности, не обеспечивает возникновения ловушки, но каждый из них может принимать участие в ее формировании и в существенной мере определять размеры и положение связанной с этой ловушкой залежи нефти или газа. Влияние стратиграфического и структурного факторов учесть значительно легче, поэтому они и используются, как правило, при отнесении ловушки к классу комбинированных. Следует, однако, помнить, что движение подземных вод и гидродинамические потенциалы, вероятно, имели большое влияние на формирование ловушек для многих залежей, хотя количество данных, доказывающих значение этого фактора, недостаточно. Все три вышеназванных этапа, или по крайней мере два первых, играют существенную роль для образования ловушки; однако ни одна из ловушек или связанных с ней залежей не могли сформироваться до завершения последнего из этих этапов. В данной главе мы рассмотрим главным образом значение стратиграфического и структурного факторов для образования комбинированных ловушек. Два наиболее распространенных типа таких ловушек показаны на фиг. 8-1.

Комбинированную ловушку, образовавшуюся при пересечении сбросом расположенной вверх по восстанию слоев зоны выклинивания проницаемых пород, можно видеть на месторождении Родесса в северо-восточной части Техаса, где пачка оолитовых известняков формации Глен-Роз (нижний мел) разорвана сбросом Родесса и содержит одну из залежей. Структурная карта отложений формации Глен-Роз приведена на фиг. 8-2. Нефтяная залежь Ист-Тексас [1], расположенная недалеко от месторождения Родесса, представляет собой ярко выраженную комбинированную ловушку. Структурная карта по кровле продуктивного горизонта и разрез залежи Ист-Тексас показаны на фиг. 8-3. Пересечение двух поверхностей несогласия обусловило выклинивание проницаемых продуктивных песчаников Вудбайн (верхний мел). Последовавшее затем формирование крупного поднятия Сабин, в северо-западной Луизиане и северо-восточном Техасе, вызвало деформацию зоны выклинивания проницаемых пород и способствовало образованию ловушки, с которой связана

Фиг. 8-1. Схематическое изображение характерных комбинированных ловушек.

А - пересечение сбросом выклинивающегося вверх по восстанию проницаемого пласта; Б - комбинация выклинивающегося вверх по восстанию проницаемого пласта с антиклинальной складкой. Стрелками показано направление движения пластовых флюидов.

 

крупнейшая залежь нефти западного полушария. Еще один пример комбинированной ловушки можно наблюдать на расположенном поблизости крупном газовом месторождении Картидж,

 

Фиг. 8-2. Структурная карта части нефтяного месторождения Родесса, Луизиана и Техас (Hill, Guthrie, U.S. Bur. Mines, RI 3715, p. 20, Fig. 25).

Залежь связана с пачкой оолитовых известняков формации Глен-Роз (нижний мел). Ловушка образовалась при пересечении сбросом расположенной вверх по восстанию зоны выклинивания проницаемых пород. Изолинии в футах. Линией со штрихами показана граница распространения пористых оолитовых известняков.

 

занимающем площадь почти всего округа Панола в Техасе. Здесь продуктивные оолитовые и органогенные известняки Петтет нижнемелового возраста замещаются вверх по восстанию слоев в северо-восточном направлении непроницаемыми породами. Зона выклинивания проницаемых пород была деформирована в результате развития широкого и пологого поднятия; сочетание этого поднятия с зоной выклинивания и обусловило образование ловушки. Месторождение занимает площадь около 100 000 га, извлекаемые запасы газа оцениваются в 142 млрд. м3. Структурная карта месторождения Картидж показана на фиг. 8-4.

На фиг. 8-5 приведены структурная карта и разрез месторождения Плезант-Валли в округе Фресно, Калифорния. Ловушка для нефтяной залежи образовалась в результате сочетания тектонического поднятия и зоны замещения коллекторов непроницаемыми породами. Потеря проницаемости обусловлена появлением в породах примеси продуктов выветривания полевых шпатов. Западнее, вдоль этой же антиклинальной складки, песчаники Гатчелл выклиниваются. С комбинированной ловушкой, образованной зоной выклинивания и тектонической структурой, здесь связана залежь нефти месторождения Ист-Коалинга. Структурная карта пласта

Фиг. 8-5. Структурная карта залежи Плезант-Валли по песчаникам Гатчелл (средний эоцен), округ Фресно, Калифорния (Weddlе, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 35r pp. 620, 622, Figs. 2, 4).

Ловушка образована комбинацией антиклинальной структуры и зоны потери проницаемости вверх по восстанию слоев в результате заполнений порового пространства песчаников каолином. Разрез антиклинали показывает соотношение между залежами Ист-Коалинга и Плезант-Валли. В формировании обеих залежей большое значение имели гидродинамические условия; движение пластовых вод направлено вниз по падению (см. также фиг. 8-6 и 8-7).

 

песчаника Гатчелл в пределах месторождения показана на фиг. 8-6, а разрез месторождения - на фиг. 8-7. Несколько залежей, которые содержатся в комбинированных ловушках, образованных зонами выклинивания песчаников третичного возраста, линзами песчаника, разрывными нарушениями и антиклинальными складками (фиг. 8-8), выявлено на стратиграфически сложном месторождении Монтебелло в округе Лос-Анджелес, Калифорния. В округе Санта-Барбара того же штата на месторождении Йст-Кат-Каньон открыт ряд залежей в комбинированных ловушках дислоцированного в складки пласта песчаника, залегающего над поверхностью несогласия (фиг.8-9).

К крупной комбинированной ловушке приурочена залежь Поса-Рика в Мексике. Погружающаяся антиклинальная складка пересекает располагающуюся вверх по восстанию зону выклинивания проницаемых пород в верхнемеловых известняках Тамабра. Потеря проницаемости обусловлена замещением проницаемых доломитов плотными известняками. Ловушка для нефтяной залежи образовалась в результате сочетания тектонической структуры с зоной выклинивания проницаемых пород. Структурная карта, показывающая положение зоны выклинивания на антиклинальной складке, приведена на фиг. 8-10 (см. также фиг. 7-50). На месторождении Мене-Гранде в западной части Венесуэлы (см. фиг. 14-10) имеется несколько залежей, которые связаны с ловушками, образованными сложными комбинациями складок, разрывов, зон выклинивания проницаемых пород и особенно эрозионными поверхностями и несогласным напластованием. Некоторые из этих залежей приурочены к комбинированным ловушкам, в частности залежь среднего Пауджи. Разрез этого месторождения показан на фиг. 8-11. Плотность нефти здесь меняется от 10°API (1,0 г 1см³) в битуминозных песчаниках, залегающих вверху, до 31°API (0,877 г/см³) в пластах песчаника, расположенных ниже. Данные о пластовых давлениях для многих залежей, открытых в прошлом, отсутствуют, и по этой причине часто невозможно выявить гидродинамические условия, существовавшие в породах-коллекторах до начала эксплуатации. Однако можно предполагать, что там, где имеются крупные залежи, гидродинамическая обстановка благоприятствует скоплению нефти и газа. В дополнение к обычным геологическим механизмам улавливания углеводородов она создает барьерные зоны, препятствующие дальнейшей миграции

Фиг. 8-6. Структурная карта залежи Ист-Коалинга по песчаникам Гатчелл (миоцен) округ Фресно Калифорния (Chambers, 118, Calif. Div. Mines, р 489, Fig. 207, 1943).

Ловушка образована комбинацией периклинального погружения антиклинальной складки и выклинивания проницаемых пород вверх по восстанию слоев. Разрез по линии ВВʹ приведен на рис. 8-7. Отмечается наклон водо-нефтяного контакта. Гидромические условия играют важную роль в этой ловушке, движение пластовых вод направлено к восток-северо-востоку

 

нефти и газа, обусловливая, таким образом, аккумуляцию крупных залежей. Барьеры на путях миграции углеводородов могут

Также возникнуть вследствие литологического замещения проницаемых пород слабопроницаемыми и в результате некоторых особенностей тектонических структур, таких, например, как разломы. При этом в обоих случаях через породы возможно движение подземных вод.