КАРБОНАТНАЯ ЦЕМЕНТАЦИЯ В ПЕСЧАНЫХ ПОРОДАХ-КОЛЛЕКТОРАХ: ОБЗОР ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

М. В. Рыкус

Аннотация


На многих месторождениях углеводородов широко проявлена постседиментационная карбонатизация, которая значительно усложняет промысловые свойства терригенного коллектора и может создавать внутрирезервуарные барьерные зоны, препятствующие фильтрации флюидов и осложняющие работу добывающих скважин. На месторождениях Западной Сибири исследования карбонатной цементации терригенных отложений ограничиваются в основном петрографическими наблюдениями без должного привлечения петрофизических и сейсмических данных, что не позволяет использовать полученные результаты в прогнозных построениях. В данном обзоре критически проанализирован мировой опыт изучения вторичной карбонатизации и обсуждается важность этой проблемы для решения промысловых задач. Показано, что основными источниками вещества для формирования кальцитового цемента служат продукты растворения раковинного детрита, а также обогащенные карбонат-ионом минерализованные растворы элизионных бассейнов. Особую роль в процессах диагенеза играет микробиологическая сульфатредукция, при которой происходит изменение состава органического вещества, уменьшается концентрация СО2 и сульфат-иона в иловых водах. При удалении СО2 за пределы системы, повышении температуры и рН растворов происходит осаждение карбонатов, и формируются участки вторичной цементации. Протяженные зоны карбонатных цементов контролируются седиментационной цикличностью и приурочены к границам сиквенсов или к поверхностям максимального затопления, что позволяет использовать сиквенсстратиграфический анализ в качестве надежного инструмента для прогнозирования зон карбонатизации в терригенных резервуарах морского происхождения. Карбонатизированные прослои вблизи границ сиквенсов характеризуются очень высокими акустическими импедансами и создают значительный сейсмический отклик, пригодный для использования при латеральном прослеживании зон цементации в межскважинном пространстве. Выявление подобных барьерных зон в терригенных пластахколлекторах является необходимым условием для успешного проектирования эффективной системы разработки горизонтальными скважинами. Для создания прогностических концептуальных моделей постседиментационной карбонатизации рекомендуется комплексное использование керна, ГИС и сейсморазведочных материалов.

Ключевые слова


кальцитовый цемент;песчаник;коллектор;диагенез;сиквенсстратиграфия;акустический импеданс;горизонтальная скважина;calcite cement;sandstone;reservoir;diagenesis;sequence stratigraphy;acoustic impedance;horizontal well;

Полный текст:

PDF

Литература


Рыкус М.В., Рыкус Н.Г. Седиментология терригенных резервуаров углеводородов. Уфа: Мир печати, 2014. 324 с.

Байков В.И., Жонин А.В., Коновалова С.И., Мартынова Ю.В., Михайлов С.П., Рыкус М.В. Петрофизическое моделирование сложнопостроенного терригенного коллектора // Территория «Нефтегаз». 2018. № 11. С. 34 - 38.

Fisher J.B., Boles J.R. Water-Rock Interaction in Tertiary Sandstones, San Joaquin Basin, California, USA: Diagenetic Controls on Water Composition // Chemical Geology. 1990. Vol. 82. P. 83 - 101.

Studlick J.R.J., Shew R.D., Bayse G.L., Ray J.R. A Giant Carbon Dioxide Accumulation in the Norphlet Formation, Pisgah Anticline, Mississippi // Sandstone Petroleum Reservoirs / Ed. J.H. Barwis, J.G. McPherson, J.R.J. Studlick. New York: Springer-Verlag, 1990. P. 181 - 203.

Lundegard P.D., Land L.S. Carbon Dioxide and Organic Acids: their Role in Porosity Enhancement and Cementation, Paleogene of the Texas Gulf Coast // Roles of Organic Matter in Sediment Diagenesis / Ed. D.L. Gautier. Tulsa: Society of Economic Paleontologists and Mineralogists, 1986. P. 129 - 146.

Watson R.S., Trewin N., Fallick A. The Formation of Carbonate Cements in the Forth and Balmoral Fields, Northern North Sea: a Case for Biodegradation, Carbonate Cementation and Oil Leakage during Early Burial // Geological Society, London, Special Publications. 1995. Vol. 94. P. 177 - 200. DOI: 10.1144/GSL.SP.1995.094.01.13.

Walderhaug O., Bjorkum P.A. Calcite Cement in Shallow Marine Sandstones: Growth Mechanisms and Geometry // Carbonate Cementation in Sandstones / Ed. S. Morad. Oxford: UK Blackwell Publishing, 1998. P. 179 - 192.

Giles M.R., Stevenson S., Martin S.V. The Reservoir Properties and Diagenesis of the Brent Group: a Regional Perspective // Geological Society, London, Special Publications. 1992. Vol. 61. P. 289 - 327.

McDonald D.A., Schmidt V. Porosity Evolution of Sandstone Reservoirs. Edinburgh: Heriot-Watt University, 1991. 156 p.

Рыкус М.В., Сначев В.И. Особенности палеозойского углеродистого осадконакопления Сысертско-Ильменогорской зоны Южного Урала // Осадочные бассейны: закономерности строения и эволюции, минерагения: матер. 4 регионального Уральского литологического совещания. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2000. С. 112 - 114.

Bakke N.E., Ertresvаg E.T., Naess A., MacDonald A.C., Falt L.M. Application of Seismic Data and Sequence Model of Calcite Cementation Stratigraphy for Constraining a Stochastic Model of Calcite Cementation // Materials of SPE European 3-D Reservoir Modelling Conference. Stavanger, Norway. 1996. SPE-35487-MS. DOI: 10.2118/35487-MS.

Giles M.R. Diagenesis: A Quantitative Perspective. Dordrecht: Springer Netherlands, 1997. 526 p.

Walderhaug O., Bjorkum P.A. Effect of Meteoric Water-Flow on Calcite Cementation in the Middle Jurassic Oseberg Formation, Well 30/3-2, Veslefrikk Field, Norwegian North-Sea // Marine and Petroleum Geology. 1992. Vol. 9. Issue 3. P. 308 - 318. DOI: 10.1016/02648172(92)90079-T.

Ketzer J.M., Morad S., Evans R., Al-Aasm I.S. Distribution of Diagenetic Alterations in Fluvial, Deltaic, and Shallow Marine Sandstones within a Sequence Stratigraphic Framework: Evidence from the Mullaghmore Formation (Carboniferous) // Journal of Sedimentary Research. 2002. Vol. 72. No. 6. P. 760 - 774.

Taylor K.G., Gawthorpe R.L., Curtis C.D., Marshall J.D., Awwiller D.N. Carbonate Cementation in a Sequence Stratigraphic Framework: Upper Cretaceous Sandstones, Book Cliffs, Utah Colorada // Journal of Sedimentary Research. 2000. Vol. 70. P. 360 - 372. DOI: 10.1306/2DC40916-0E47-11D7-8643000102C1865D.

Вjorkum PA., Walderhaug O. Lateral Extent of Calcite-Cemented Zones in Shallow Marine Sandstones // North Sea Oil and Gas Reservoirs - II / Ed. A.T. Buller. Dordrecht: Springer, 1990. P. 331-336. DOI: 10.1007/97894-009-0791-1_28.

Walderhaug O, Prestholm E., Oxnevad I.E.I. Geometry of Calcite Cemented Zones in Shallow Marine Sandstones // PROFIT Project Summary Reports / Ed. J. Olsen, S. Olaussen, T.B. Jensen, G.H. Landa, L. Hinderaker. Stavanger: Norwegian Petroleum Directorate, 1995, P.75 - 90.

McBride E.F., Milliken K.L., Cavazza W. Heterogeneous Distribution of Calcite Cement at the Outcrop Scale in Tertiary Sandstones, Northern Apennines, Italy // AAPG Bulletin. 1995. Vol. 79. No. 7. P. 1044 - 1063.

Kantorowicz J.D., Bryant I.D., Dawans J.M. Controls on the Geometry and Distribution of Carbonate Cements in Jurassic Sandstones: Bridport Sands, Southern England and Viking Group, Troll Field, Norway // Geological Society, London, Special Publications. 1987. Vol. 36. P. 103 - 118.

Carvalho M.V.F., de Ros L.F., Gomes N.S. Carbonate Cementation Patterns and Diagenetic Reservoir Facies in the Campos Basin Cretaceous Turbidites, Offshore Eastern Brazil // Marine and Petroleum Geology. 1995. Vol. 12. P. 741 - 758.

Gibbons K., Hellem T., Kjemperud A., Nio S.D., Vebenstad K. Sequence Architecture, Facies Development and Carbonate Cemented Horizons in the Troll Field Reservoir, Offshore Norway // Geological Society, London, Special Publications. 1993. Vol. 69. P. 1-31. DOI: 10.1144/ GSL.SP.1993.069.01.02.

Avseth P. Combining Rock Physics and Sedimentology for Seismic Reservoir Characterization in North Sea Turbidite Systems: Doct. Phil. Sci. Diss. Stanford: Stanford University, 2000. 181 p.

Касьянов И.В., Нежданов А.А. Роль процессов карбонатизации пород в формировании залежей углеводородов в Западной Сибири // Геология нефти и газа. 2020. № 1. С. 69 - 79. DOI: 10.31087/0016-7894-2020-1-69-79.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ngdelo-2020-5-15-26

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2020 М. В. Рыкус

Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

УФА, УГНТУ, 2020