Вопрос №1. Критерии различия пород разных фаций глубинности.

Давление определяется нагрузкой вышележащих пород. Чем выше эти параметры, тем более глубокую переработку испытывают первичные породы. Чем глубже погрузилась порода, чем выше температура окружающей среды, тем сильнее степень метаморфизма. Консолидированные массы МП самой разной степени метаморфизма нередко вновь появляются на поверхности Земли, обнажаясь на огромных пространствах континентов и даже в морских континентальных окраинах (например, Японское и Южно-Китайское моря).

Исторически сложилось так, что среди МП в зависимости от температуры (Т) и давления (Р). Выделяется несколько метаморфических фаций (МФ). Их минеральный состав разнообразен (табл.1), а РТ-границы – условны.

Современная петрология обладает множеством индикаторов физико-химических условий метаморфизма. Известны два способа измерения ТР-параметров образования МП. Точность их систематически растет, благодаря чему можно судить не только о РТ- параметрах формирования горных пород, но и об условиях их погружении на большие глубины и/или подъеме к поверхности Земли.

Термины, принципиальные для рассмотрения вопроса.

Метаморфическая фация – область РТ-пространства, для которой характерны специфический минеральный парагенезис. При этом минеральный состав фицаии определяется составом системы.

Метаморфическая зональность – закономерная смена указанных параметров в пространстве (Т.О. метаморфическая зональность – сложное изменение интенсивынх параметров в пространстве и во времени.)

Индекс-минералы – (не строго) – минералы, появление которых характеризуется протеканием моновариантной реакции. Критический минерал и минеральный парагенезис – это необходимое условие для диагностики фаций и серий фаций, и, как следствие, глубинности.

Основные типы геотермобарометров

1.Геотермометры, основанные на обменных реакциях - термометры, основанные на распределении между фазами Mg и Fe при опред. P и T.

А) Fe-Mg: Grt-Bt, Grt-Opx, Grt-Cpx, Grrt-Hbl, Grt-Ol, Ol-Sp.

B) Fe-Ti: Illm-Mgt.

В процессе измерения интенсивных параметров объемные соотношения парагенезиса минералов могут не изменяться.

Но при ­Т в Grt-Bt геотермометре ¯ количество Bt.

2. Геотермометры, основанные на реакции с ростом расходования фаз. (net-transfer)

1)Grt-Als-Qu-Pl (GASP)

Pl®Grt+A+Omf

Als®Jed+Qu

Регрессия по P. ¯PÞCa(Grt)®Pl.

Кайма основного Pl.

 

 

2) Grt-Crd-Als-Qu (GCAS) (¯P)

 

 

3) Grt-Rut-Als-Illm-Qu (GRASIL)

4) Grt-Pl-Hbl-Qu (GPHQ)

3. Сольвусная геотермометрия.

Cal-Dol – Кальцит-доломитовый термометр

Opx-Cpx – двупироксеновый термометр

Pl-Kfsp – двуполешпатовый термометр.

Амфиболовый геобарометр

Зависимость содержания Si и Al в Amf от Р и Т.

При ­Т [Si] ¯. При ­Т [Al]­.

При Т>600, ¯Р Þ[Al] Amf ­­. T<500, ­РÞ значительно ¯.

Чтобы определитьь давление – достаточно анализа Amf.

Амфиболовый геобарометр

Зависимость содержания Si и Al в Amf от Р и Т.

При ­Т [Si] ¯. При ­Т [Al]­.

При Т>600, ¯Р Þ[Al] Amf ­­. T<500, ­РÞ значительно ¯.

Чтобы определитьь давление – достаточно анализа Amf.

Влияние минерального состава породы на соотношение Al^VI/ Al^IV в амфиболе с изменением P.

Данные результатов изотермических экспериментов при Т=650. Ptot=Ph₂o

Субстрат – тоналит. Это холодная субдукция. ÑТ=0, соотношение Al^VI/ Al^IV в амфиболе зависит от ассоциации. Одна из проблематик использования геобарометров (содержание конкретных элементов в минерале) – содержание того или иного компонента может сильно зависеть от ассоциации.

 

Вопрос №3. Понятия о залежах и месторождениях нефти и газа. Взаимоотношения нефти, газа и воды в залежах. Классификация залежей.

Скопление нефти, газа, конденсата и других полезных сопутствующих компонентов, сосредоточенные в ловушке, ограниченные поверхностями разного типа, в количестве, достаточном для промышленной разработки, называется залежью.

Типы залежей: пластовая, массивная, литологически ограниченная, стратиграфически ограниченная, тектонически экранированная. Под месторождением нефти и газа понимается совокупность залежей, приуроченных территориально к одной площади и сведенных с благоприятной тектонической структурой.Понятия месторождение и залежь равнозначны, если на одной площади имеется всего одна залежь, такое месторождение называется однопластовым. Месторождение имеющее залежи в пластах (горизонтах) разной стратиграфической принадлежности, принято называть многопластовыми. По начальному фазовому состоянию, и составу основных углеводородных соединений в недрах залежи подразделяются на однофазные и двухфазные. К однофазным залежам относятся:а) нефтяные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть, насыщенную в различной степени газом;б) газовые (состоящие более чем на 90% из метана) или газоконденсатные залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим газ с углеводородным конденсатом.

К двухфазным залежам относятся залежи, приуроченные к пластам-коллекторам, содержащим нефть с растворенным газом и свободный газ над нефтью (нефтяная залежь с газовой шапкой или газовая залежь с нефтяной оторочкой). В отдельных случаях свободный газ таких залежей может содержать углеводородный конденсат. По отношению объема нефтенасыщенной части залежи к объему всей залежи ()двухфазные залежи подразделяются на:

а) нефтяные с газовой или газоконденсатной шапкой ( > 0,75); б) газо- или газоконденсатнонефтяные (0,50 < ≤ 0,75);

в) нефтегазовые или нефтегазоконденсатные (0,25< ≤ 0,50);

г) газовые или газоконденсатные с нефтяной оторочкой ( ≤ 0,25).

К газоконденсатным относят такие месторождения, из которых при снижении давления до атмосферного выделяется жидкая фаза конденсат.

В зависимости от того, какие запасы превалируют, основным эксплуатационным объектом в двухфазных залежах считается газонасыщенная или нефтенасыщенная часть (рис.6).

По сложности строения месторождения (залежи) подразделяются на: 1) простого строения, приуроченные к тектонически ненарушенным или слабонарушенным структурам, продуктивные пласты которые характеризуются выдержанностью толщин и коллекторских свойств по площади и разрезу; 2) сложного строения, характеризующиеся невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов по площади и разрезу или наличием литологических замещений или тектонических нарушений, делящих единые залежи на отдельные блоки; 3) очень сложного строения, характеризующиеся как наличием литологических замещений или тектонических нарушений, делящих залежь на отдельные блоки, так и невыдержанностью толщин и коллекторских свойств продуктивных пластов в пределах этих блоков. К категориям сложного и очень сложного строения следует также относить газонефтяные и нефтегазовые залежи, в которых нефть в подгазовых зонах подстилается подошвенной водой, нефть содержится в тонких оторочках неоднородных пластов.

 

Залежь нефти и газа представляет собой естественное локальное (единичное) скопление нефти и газа в ловушке. Залежь образуется в той части резервуара, в которой устанавливается равновесие между силами, заставляющими нефть и газ перемещаться в природном резервуаре, и силами, которые препятствуют этому.

Газ, нефть и вода располагаются в залежи зонально:

q газ, как наиболее легкий, занимает кровельную часть природного резервуара, под покрышкой;

q ниже поровое пространство заполняется нефтью,

q еще ниже - водой.

 

По преобладанию жидкой фазы над газовой (или наоборот) залежи делятся на:

q однофазовые — нефтяные, газовые, газоконденсатные

q двухфазовые — газонефтяные, нефтегазовые.

 

По фазовым соотношениям содержащихся в залежи углеводородов выделяется 6 типов скоплений:

� газовые,

� газоконденсатные,

� нефтегазоконденсатные,

� нефтегазовые,

� газонефтяные,

Нефтяные.

По сложности геологического строения продуктивных горизонтов залежи делятся на две основные группы:

а) простого строения – продуктивные горизонты характеризуются относительной выдержанностью литологического состава, коллекторских свойств и продуктивности по всему объему залежи;

б) сложного строения – разбитые тектоническими нарушениями на ряд изолированных блоков и зон, или залежи, имеющие изменчивый характер продуктивных горизонтов.

В общем случае все залежи можно разделить на пластовые и массивные. В пластовых залежах отмечается приуроченность залежи к отдельным пластам.

Образование массивной залежи связано с терригенным или карбонатным массивным резервуаром, когда при большом этаже нефтегазоносности залежь сверху контролируется формой верхней поверхности ловушки, а снизу горизонтальный контакт сечет все тело массива. Массивные залежи формируются в рифах, антиклинальных структурах, эрозионных выступах, представляющих собой останцы древнего рельефа. С массивными залежами связаны наиболее значительные скопления нефти и газа, открытые в нашей стране.

Согласно классификации А. А. Бакирова, учитывающей главнейшие особенности формирования ловушек, с которыми связаны залежи, выделяются четыре основных класса локальных скоплений нефти и газа:

· структурные

· рифогенные

· стратиграфические

· литологические.

К классу структурных залежей относятся залежи, приуроченные к различным видам локальных тектонических структур. Наиболее часто встречающиеся залежи этого класса – сводовые, тектонически экранированные и приконтактные.

Выделяют залежи простого и сложного строения. К залежам простого строения принадлежат залежи, приуроченные к литологически выдержанным пластам и заключенные в едином локальном поднятии.

К категории сложных относятся многопластовые и многокупольные залежи. Многопластовая залежь нефти и газа (рис. 7.13) охватывает несколько пластов, между которыми существует гидродинамическая связь.

Запасы нефти и газа в отдельных залежах могут быть весьма различными: от незначительных до нескольких миллиардов тонн нефти или нескольких триллионов кубических метров газа. Основными показателями промышленной ценности залежи являются запасы, заключенные в ней, и экономически обоснованные минимально рентабельные дебиты нефти и газа, обеспечивающие экономическую рентабельность промышленного освоения залежи. По этим показателям залежи делятся на:

q балансовые, разработка которых в настоящее время целесообразна,

q забалансовые, разработка которых в настоящее время нерентабельна, но которые могут рассматриваться в качестве объекта для промышленного освоения в дальнейшем.