Первичные стратиграфические ловушки

Первичные стратиграфические ловушки: в обломочных породах; в хемогенных породах. Вторичные стратиграфические ловушки. Гидродинамические ловушки.

Глава 7 Пластовые ловушки (продолжение): стратиграфические и гидродинамические

Цитированная литература

Заключение

Большинство обнаруженных к настоящему времени залежей нефти и газа связано с ловушками, которые могут рассматриваться полностью или частично как структурные. Многие примеры подобных ловушек были приведены в этой главе. Следует отметить две наиболее важные особенности структурных ловушек: 1) огромное разнообразие структурных условий, при которых могут образоваться ловушки, 2) структурная ловушка может быть прослежена по вертикали в мощном разрезе потенциально нефтегазоносных отложений. Структурное картирование всех типов - один из методов поисков ловушек, который дает наиболее успешные результаты. Известно несколько способов картирования структур: поверхностное (геологическое) и глубинное картирование, колонковое бурение и геофизическое картирование. Все эти методы направлены на поиски участков, в пределах которых коллекторы, залегающие на глубине, занимают наиболее высокое структурное положение и где они могут образовывать ловушку для нефти или газа. Если в разрезе имеются пластовые тела песчаников, не содержащих прослоев других пород, и углы регионального наклона слоев значительны или если известно наклонное положение потенциометрической поверхности, то для образова­ния структурной ловушки необходима значительная структурная амплитуда складки. Там же, где породы-коллекторы изменчивы и развиты спорадически, в виде линзовидных тел, достаточными могут оказаться небольшие локальные деформации слоев. И те, и другие условия могут быть обнаружены на одной и той же территории, если в разрезе имеются различные типы коллекторов.

1. Howell J.V., Historical Development of the Structural Theory of Accumulation of Oil and Gas, in Problems of Petroleum Geology, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 1-23, 1934.

Price P.H., Anticlinal Theory and Later Developments in West Virginia, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 22, pp. 1097-1100, 1938.

2. Lоgan W.E., Report of Progress (1844), Canada Geol. Surv., p. 41, 1846.

3. White I. С., The Geology of Natural Gas, Sci., 5, pp. 521-522, 1885; excerpted in J. V. Howell, op. cit. (note 1), pp. 15-16.

4. White I. C, West Virginia Geol. Surv., 1, pp. 176-177, 1899.

5. White I.C., The Mannington Oil Field and the History of Its Development, Bull. Geol. Soc. Am., 3, p. 193, 1892.

6. McCoy A.W., Keyte W.R., Present Interpretations of the Structural Theory for Oil and Gas Migration and Accumulation, in Problems of Petroleum Geology, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 253-307, 1934.

7. McCollough E. H., Structural Influence on the Accumulation of Petroleum in California, in Problems of Petroleum Geology, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla, pp. 735-760, 1934.

8. Hubbert M. K., The Theory of Ground-water Motion, Journ. Geol., 48, pp. 785- 944, 1940.

9. Russell W.L., Principles of Petroleum Geology, McGraw-Hill Book Co., New York, pp. 207-209, 1951.

10. Hubbert M.K., Entrapment of Petroleum under Hydrodynamic Conditions, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 37, pp. 1954-2026, 1953.

11. Сlapp F. G., Role of Geologic Structure in the Accumulation of Petroleum, in Structure of Typical American Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 2, pp. 667-716, 1929.

12. Heгоу W.В., Petroleum Geology, in Geology 1888-1938, 50th Anniv. Vol., Geol. Soc. Am., pp. 535-536, 1941.

13. Wilson W.В., Proposed Classification of Oil and Gas Reservoirs, in Problems of Petroleum Geology, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 433-445, 1934.

14. Heald К.С, Essentials for Oil Pools, in Elements of the Petroleum Industry, Am. Inst. Min. Met. Engrs., New York, pp. 47-55, 1940.

15. Wilhelm O., Classification of Petroleum Reservoirs, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 29, pp. 1537-1579, 1945.

16. Winter H.E., Santa Fe Springs Oil Field, Bull. 118, Calif. Div. Mines, pp. 343- 346, 1943.

17. Соrbell С.S., Method for Projecting Structure Through an Angular Unconformity, Econ. Geol., 14, pp. 610-618, 1919.

Levorsen A.I., Convergence Studies in the Mid-Continent Region, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 11, pp. 657-682, 1927.

Lahee F.H., Field Geology, 5th ed., McGraw-Hill Book Co.. New York, pp. 667- 671, 1952.

18. MсGee D.А., Сlawsоn W.W., Jr., Geology and Development of Oklahoma City Field, Oklahoma County, Okla., Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 16, pp. 957- 1020, 1932.

19. Wendlandt E. A., She1bу Т.H., Jr., Bell J.S., Hawkins Field, Wood County, Texas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 30, pp. 1830-1856, 1946.

20. Hewett D.F., Measurements of Folded Beds, Econ. Geol., 15, pp. 367-385, 1920 Mertie J.В., Jr., Delineation of Parallel Folds and Measurement of Stratigraphic Dimension, Bull. Geol. Soc. Am., 58, pp. 779-802, 1947.

21. Walters R.P., Oil Fields of Carpathian Region, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 30, pp. 319-336, 1946.

22. Mrazeс L., Les plis diapirs etle diapirisme en general, Comptes-rendus des Seances de lTnstitut Geologique J de Roumanie, 6, pp. 226-272, 1927.

Bohdanowicz K., Geology and Mining of Petroleum in Poland, Bull. Am. Assoc Petrol. Geol., 16, pp. 1061-1091, 1932.

23. Powers S., Reflected Buried Hills in the Oil Fields of Persia, Egypt, and Mexico, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 10, pp. 422-442, 1926.

24. Blackwelder E., The Origin of Central Kansas Oil Domes, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 4, pp. 89-94, 1920.

Wilson I.F., Buried Topography, Initial Structures and Sedimentation in Santa Rosalia Area, Baja California, Mexico, Ball. Am. Assoc. Petrol. Geol., 32, pp. 1762- 1807, 1948.

25. Dаке С/L., Bridge J., Buried and Resurrected Hills of Central Ozarks, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 16, pp. 629-652, 1932.

26. Вusк Н.G., Earth Flexures, Their Geometry, Cambridge Univ. Press, London, 106 p., 1929.

Gill W.D., Construction of Geological Sections with Steep-limb Attenuation, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 37, pp. 2289-2406, 1953.

27. Woolnough W. G., Pseudo-tectonic Structures, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 17, pp. 1098-1106, 1933.

28. Krumbein W.C, Occurrence and Lithologic Associations of Evaporites in the United States, Journ. Sed. Petrol., 21, pp. 63-81, 1951.

29. Priсе W.A., Caliche and Pseudo-anticlines, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 9, pp. 1009-1017, 1925.

30. Hill M.L., Classification of Faults, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 31, pp. 1669- 1673, 1947.

31. Lahee F.H., Oil and Gas Fields of the Mexia and Tehuacana Fault Zones, Texas, in Structure of Typical American Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 1, pp. 304-388, 1929.

32. Sanders C.W., Emba Salt Dome Region, USSR, and Some Comparisons with Other Salt-Dome Regions, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 23, pp. 492-516, 1939.

33. Wassоn Th., Creole Field, Gulf of Mexico, Coast of Louisiana, in Structure of Typical American Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 3, pp. 281-298, 1948.

34. Notestein F.В., Hubman С W., Bowler J. W., Geology of the Barco Concession, Republic of Colombia, South America, Bull. Geol. Soc. Am., 55, pp. 1165- 1216, 1944.

35. Оuarles M., Jr., Salt Ridge Hypothesis on Origin of Texas Gulf Coast Type Faul­ting, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 37, pp. 489-508, 1953.

36. Finn F.H., Geology and Occurrence of Natural Gas in Oriskany Sandstone in Pennsylvania and New York, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 33, pp. 303-335, 1949.

37. Link Th. A., Mооre P. D., Structure of Turner Valley Gas and Oil Field, Alberta, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 18, pp. 1417-1453, 1934.

Link Th.A., Interpretations of Foothills Structures, Alberta, Canada, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 33, pp. 1475-1501, 1949.

38. MсСоу A.W., III, et al., Types of Oil and Gas Traps in Rocky Mountain Region, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 35, p. 1005, 1951.

Вeebe L.F., Wyoming's Circle Ridge Field, O. and G. Journ., pp. 109-114, 1953.

39. Walters R.P., op. cit. (note 21), p. 326.

40. Watts E.V., Some Aspects of High Pressures in the D-7 Zone of the Ventura Avenue Field, Trans. Am. Inst. Min. Met. Engrs., 174, pp. 191-200.

41. Hubbert M.K., Willis D.G., Important Fractured Reservoirs in the United States, Fourth World Petrol. Congr., Section I/A/1 Proceed., pp. 57-84, 1955.

42. DeFord R.L, Surface Structure, Florence Oil Field, Fremont County, Colorado, in Structure of Typical American. Oil Fields, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., 2, pp. 75-92, 1929.

43. Оbоrne H.W., Symposium on Fractured Reservoirs, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 37, p. 318, 1953.

44. Сharles H.H., Page J.H., Shale-Gas Industry of Eastern Kansas, Bull. Am. Assoc. Petrol. Geol., 13, pp. 367-381, 1929.

45. Hunter C.D., Natural Gas in Eastern Kentucky, in Geology of Natural Gas, Am. Assoc. Petrol. Geol., Tulsa, Okla., pp. 915-947, 1935.

(Общие работы по данной проблеме см. в списке литературы к гл. 8).

Стратиграфическими ловушками [1] называются такие ловушки, образование которых связано в основном с литологическими изменениями пород-коллекторов, происходящими в латеральном направлении, или с перерывами в последовательности напластований¹. Проницаемые породы переходят в менее проницаемые или почти совсем непроницаемые, они срезаются поверхностью несогласия и перекрываются более молодыми образованиями. Размеры резервуара определяются главным образом протяженностью и характером границы между двумя типами пород. Эта граница бывает резкой или постепенной, образование ее могло быть обусловлено как локальными, так и региональными факторами, а существование ловушки может быть полностью или частично обусловлено изменением проницаемости пород.

В действительности почти все стратиграфические ловушки возникли при участии структурных элементов; в этом отношении единственное исключение представляют изолированные линзы и органогенные рифовые тела, которые обычно являются ловушками, не связанными с региональным наклоном слоев, какими-либо их изгибами или деформациями. Резкого разграничения между стратиграфическими и структурными ловушками провести нельзя; в ряде случаев образование ловушек в равной мере обусловлено и стратиграфическими, и структурными причинами. В связи с этим одни геологи относят их к стратиграфическим ловушкам, другие ‑ к структурным. По этой причине было бы полезным выделить промежуточный класс комбинированных ловушек.

Стратиграфические ловушки можно разделить на два основных класса. Первичные стратиграфические ловушки сформировались в процессе осадконакопления или диагенетических изменений пород; они включают ловушки, образованные линзовидными телами, фациальными замещениями отложений, рукавообразными песчаными телами и рифами. Вторичные стратиграфические ловушки сформировались в результате процессов, протекавших в более позднее время, например растворения или цементации, но главной причиной их образования являлись стратиграфические несогласия.

Образование первичных стратиграфических ловушек непосредственно связано с обстановкой осадконакопления - оно зависит от характера материала, слагающего коллекторы, и условий, при которых отлагались породы. Слабопроницаемые породы, ограничивающие эти ловушки сверху, как и эффективное поровое пространство, по существу являются образованиями первичных седиментационных процессов. Такие ловушки могут быть также¹ названы «седиментационными» и «диагенетическими» [2].

Эффективность (улавливающая способность) первичной стратиграфической ловушки зависит главным образом от формы и условий залегания толщи коллекторов.

¹В американской литературе под термином «стратиграфические ловушки» понимаются, помимо чисто стратиграфических и литологические ловушки (см. также примечание редактора на стр. 219). - Прим. ред.

Форма ловушки, как показано на фиг. 1-1, А, может полностью определяться линзовидной формой пористого и проницаемого тела, образующего резервуар, или она может быть частично ограничена расположенной вверх по восстанию зоной выклинивания толщи коллекторов на фоне общего моноклинального падения пластов (фиг. 7-1, Б). Известны все промежуточные формы и комбинации этих двух основных ситуаций.

Фиг. 7-1. Схематическое изображение типичной линзовидной ловушки, полностью окруженной непроницаемыми породами (А) и зоны выклинивания проницаемых пород, расположенной вверх по региональному восстанию слоев на гомоклинали (Б). Стрелкой показано направление падения пластов.

Первичные стратиграфические ловушки могут быть подразделены на две основные группы: 1) линзы и фациальные замещения обломочных пород и изверженные породы; 2) линзы и фациальные замещения хемогенных пород, включая биостромы, органогенные рифы и биогермы.