Геологические процессы в земной коре

Земная кора сложена из горных пород, которые по происхож­дению делятся на три группы:

- магматические (или изверженные),

- осадочные и

- метаморфические (или видоизмененные).

Магматические породы образовались в результате застыва­ния магмы и имеют, в основном, кристаллическое строение. Животных и растительных остатков в них не содержится. Типичные представи­тели магматических пород - базальты и граниты.

Осадочные породы образовались в результате осаждения органических и неорганических веществ на дне водных бассейнов и поверхности материков. В свою очередь они делятся на обломочные породы, а также породы химического, органического и смешанного происхождения.

Породы химического происхождения образовались вслед­ствие выпадения солей из водных растворов или в результате химических реакций в земной коре. Такими породами являются гипс, каменная соль, бурые железняки, кремнистые туфы и др.

Породы органического происхождения являются окамене­лыми останками животных и растительных организмов. К ним относятся известняки, мел и др.

Породы смешанного происхождения сложены из материа­лов обломочного, химического и органического происхождения. Представители данных пород - мергели, глинистые и песчаные извес­тняки.

Обломочные породы образовались в результате отложения мелких кусочков разрушенных пород. К ним относятся валуны, га­лечники, гравий, пески, песчаники, глины и др.

Метаморфические породы образовались из магматических и осадочных пород под воздействием высоких температур и давлений в толще земной коры. К ним относятся сланцы, мрамор, яшмы и др.

Поскольку основные известные месторождения нефти и газа сосредоточены в осадочных породах, им необходимо уделить допол­нительное внимание.

Осадочные породы встречаются в пониженных местах континентов и в морских бассейнах. В них часто сохраняются останки животных и растительных организмов, населявших Землю в различные времена в виде отпечатков и окаменелостей. Поскольку определенные виды организмов существовали только в течение опре­деленных промежутков времени, то и возраст пород стало возможным увязать с наличием в них тех или иных останков. 1.3. Нефтяные и газовые залежи.

Горные породы, составляющие земную толщу, подразделены на два основных вида - изверженные и осадочные.

Изверженные породы образуются при застывании жидкой магмы в толще земной коры (гранит) или вулканических лав на поверхности земли (базальт).

Осадочные породы образуются путем осаждения (главным образом в водной среде) и последующего уплотнения минеральных и органических веществ различного происхождения. Эти породы обычно залегают пластами. Все горные породы имеют поры - свободные пространства между зернами, т. е. обладают пористостью. Объем пустот в породе, включающий поры, поровые каналы между зернами и частицами породы, каверны, трещины - называется пористостью породы. Но промышленные скопления нефти (газа) содержатся главным образом в осадочных породах - песках, песчаниках, известняках, являющихся хорошими коллекторами для жидкостей и газов. Эти породы обладают проницаемостью, т. е. способностью пропускать жидкости и газы через систему многочисленных каналов, связывающих пустоты в породе. Нефть и газ встречаются в природе в виде скоплений, залегающих на глубинах от нескольких десятков метров до нескольких километров от земной поверхности. Пласты, в которых имеются скопления нефти (газа), называют залежами нефти (газа) (рис 1).

Пласты пористой породы, поры и трещины которой заполнены нефтью, называются нефтяными (газовыми) пластами или горизонтами (рис. 2).

Обычно залежь нефти (газа) бывает приурочена к определенной тектонической структуре, под которой понимают форму залегания горных пород. Термин тектоническая структура или просто структура применяют очень широко. Он характеризует структуру земли в целом, ее областей, районов и небольших участков.

Рисунок 1- Природные резервуары, ловушки, залежи и
месторождения нефти и газа

Совокупность залежей нефти и газа, сконцентрированных в недрах на одной и той же территории, и подчиненных в процессе образования единой, тектонической структуре, называется нефтяным (газовым) месторождением.

В частном случае, когда нефтяное или газовое месторождение состоит всего лишь из одной залежи нефти (газа), понятия о нефтяном (газовом) месторождении и нефтяной (газовой) залежи совпадают.

Основные структурные формы складок нефтегазовых месторождений.

Пласты осадочных горных пород, первоначально залегавшие горизонтально, в результате воздействия давлений, температур, глубинных разрывов поднимались или опускались в целом либо относительно друг друга, а также изгибались в складки различной формы (рис. 1, 1.3 и 1.4).

Складки, обращенные выпуклостью вверх, называются антиклиналями (рис. 1.3), а складки, направленные выпуклостью вниз, - синклиналями (рис. 1.4).

Самая высокая точка антиклинали называется ее вершиной, а центральная часть - сводом. Наклонные боковые части складок (антиклиналей и синклиналей) образуют крылья. Антиклиналь, крылья которой имеют углы наклона, одинаковые со всех сторон, называется куполом. Большинство нефтяных (газовых) залежей мира приурочены к антиклинальным складкам.

Обычно одна складчатая система слоев (пластов) представляет собой чередование выпуклостей (антиклиналей) и вогнутостей (синклиналей), причем в таких системах породы синклиналей заполнены водой, так как они занимают нижнюю часть структуры, нефть (газ) же, если она встречается, заполняет поры пород антиклиналей. Структурами, благоприятными для скопления нефти, помимо антиклиналей, являются также моноклинали. Тип залегания пластов горных пород с одинаковым наклоном в одну сторону называется моноклиналью (рис. 1.5).

При образовании складок обычно пласты только сминаются, но не разрываются. Однако в процессе горообразования под действием вертикальных сил пласты нередко претерпевают разрыв, образуется трещина, вдоль которой пласты смещаются относительно друг друга. При этом образуются разные структуры: сбросы, взбросы, подвиги, грабены, горсты.

Сброс - смещение блоков горных пород относительно друг друга по вертикальной или крутонаклонной поверхности тектонического разрыва. Расстояние по вертикали, на которое сместились пласты, называется амплитудой сброса. На рис. 1.6 правая от плоскости а-а часть пластов осталась на месте, а левая сместилась на амплитуду сброса «в». Если по той же плоскости происходит не падение, а подъем пластов, то такое нарушение называют взбросом (обратным сбросом).

Надвиг - разрывное нарушение, при котором одни массы горных пород надвинуты на другие.

Грабен - опущенный по разломам участок земной коры.

Горст - приподнятый по разломам участок земной коры.

Геологические нарушения оказывают большое влияние на распределение нефти (газа) в недрах Земли - в одних случаях они способствуют ее скоплению, в других, наоборот, могут быть путями обводнения нефтегазонасыщенных пластов или выхода на поверхность нефти и газа.

Промышленную ценность газового (нефтяного) месторождения можно определить по проницаемости его пород - способности проникновения газов и жидкости через породу. Проницаемость зависит от размеров пор и каналов в породе.

Газ и нефть находятся в пласте под определенным давлением, которое называется пластовым. Пластовое давление приблизительно равно гидростатическому давлению столба воды, соответствующего глубине залегания данного пласта. В нефтегазоносных залежах распределение жидкостей и газов соответствует их плотности. Верхнюю часть пласта занимает свободный газ, ниже залегает нефть, которая подпирается снизу пластовой водой.

Нефтесодержащие коллекторы.

Нефтесодержащие коллекторы или породы-коллекторы (пески, песчаники, конгломераты, трещиноватые и кавернозные известняки и доломиты) - породы, у которых поры, пустоты и трещины могут быть вместилищами нефти и газа.

Песок - мелкообломочная рыхлая горная порода, состоящая из зерен (песчинок), подразделяется на крупнозернистый, мелкозернистый, среднезернистый и тонкозернистый. По форме зерен различают пески округленные и угловатые.

Песчаник - обломочная осадочная горная порода из сцементированного песка. Состоит главным образом из зерен кварца.

Глины - тонкодисперсные горные породы, состоящие в основном из так называемых глинистых минералов - силикатов со слоистой кристаллической структурой. В нефтеносных и газоносных месторождениях глины, играют роль непроницаемых перекрытий, между которыми залегают пласты пород, заполненные нефтью, газом и водой.