Учебное пособие по одноименному курсу для студентов специальности 1-51 02 02 «Разработка нефтяных и газовых месторождений»

Смектитовые глины набухают при контакте с водой. Связь между слоями глинистых частиц, имеющих кристаллическую структуру, у них слабее, чем у глин всех других типов. Вода может легко проникать между слоями и раздвигать их, глина набухает. Отдельные глинистые частицы могут расходиться настолько, что связь между ними исчезает (диспергирование).
Монтмориллонитовые глины. Натриевый монтмориллонит называют бентонитом. Бентонит может увеличивать объем до 20 раз.
Иллитовые глины. Под воздействием высокой температуры и давления монтмориллонит претерпевает физические и химические изменения и превращается в иллит. Он не имеет раздвигающейся кристаллической решетки. Вода не может проникнуть в межслоевое пространство его кристаллов. Неустойчивость глинистых пород, содержащих иллит приводит к увеличению диаметра ствола скважины.
Каолинитовые и хлоритовые глины мало набухают при контакте с водой. Хлоритовые глины могут набухать сильнее, чем каолинитовые или иллитовые, но не так сильно, как смектитовые.
Глины чрезвычай­но широко распространены и имеют прямое отношение к процессам нефтегазообразования в земной коре. Предполагается возможное каталитическое действие глин в образовании углеводородов. Глинистые породы способствуют сохранению органи­ческого вещества на стадии превращения осадка в породу, а в даль­нейшем - отжатию из последней образовавшейся микронефти. Не менее важна роль глинистых пород как флюидоупоров (покрышек), предотвращающих просачивание УВ к поверхности земли.
Уплотнение глин сопровож­дается последовательным выделением все новых порций воды. Выжи­мание это носит стадийный характер. Помимо поровой воды жидкого состояния, в глинах находится вода в особом состоянии (типа жидкого кристал­ла), достаточно прочно связанная со структурой минералов.
Первая стадия дегидратации. В конце диагенеза и начале катагенеза удаляется относительно свободная поровая влага, вместе с ней отжимается и избыточное количество слабо связанной воды.
Вторая стадия дегидратации начинается при достижении породами определенной глубины с температурами 83-110°С. Выделяется воды до 10 -15% общего объема осадков. Плотность ее в связанном состоянии выше обычной (1,15 - 1,7 г/см³). Во время второй стадии дегидратации разбухающих глин происходит перемещение в них и из них помимо воды и образовавшихся нефтяных УВ. На этой стадии развивается процесс термокаталитического разложения органического вещества и происходит массовое генерирование УВ. Следовательно, вторая фаза дегидратации глин соотносится во времени с главной фазой нефтеобразования. Микронефть, генерированная породой, получает возможность выйти из нее вместе с водой. Не все глины обладают способностью к набуханию и, следовательно, не все заключают в себе межслоевую воду.
Третья стадия дегидратации осуществляется на еще большей глубине, фаза нефтеобразования затухает и наступает фаза газообразования. Обезвожи­ваются ненабухающие глины. На первый план выходят те глинистые образо­вания, которые слабо проявили себя на предыдущей стадии. Эмигра­ция УВ идет уже в газообразной форме и тяжелые УВ, постепенно разламываясь на более легкие, получают возмож­ность покинуть глинистую породу.
В результате анализа поведения глин различного состава в катагенезе, делают вывод, что одни из них (разбухающие) вероятностью участвуют в процессе нефтеобразования, другие (неразбухающие) обеспечивают газообразование в осадочной толще.


Карбонатные породы
Карбонатные породы составляют 15 - 20% объема всех осадочных образований, содержат крупнейшие залежи нефти и газа. К карбонатным породам и осадкам относятся образования, сло­женные до 50% и более карбонатными минералами. Наиболее часто встречаются соединения кальцита и доломита. Это известняки и доломиты.
Известняки. Известняки (СаСО₃) карбонатные породы, состоящие на 50% и более из кальцита или арагонита. Известняки со значительным содержанием глин называют мергелями. Известняки, не содержа­щие примесей, имеют белый цвет. Выделяют известняки биогенные (органогенные), биохемогенные, хемогенные и обломочные.
Доломиты. Доломитами называют породы, сложенные на 50% и более однои­менным минералом СаМg(СО₃)₂. Кристаллическая решетка доломита в высокой степени упорядочена и образована замещением атомов Са в кальците через один на атом Mg. В доломите место Mg²⁺ нередко занимает Fe²⁺ . По внешнему виду многие разности доломитов похожи на известняки и визуально их различают по харак­теру взаимодействия с разбавленной НС1.
По структурно-генетическим признакам выделяют седиментационные и постседиментационные образования;
Седиментационные (первичные) доломиты являются хемогенными образованиями. Они образуют пласты и содержат в качестве примесей гипс, ангидрит и глинистые минералы.
Постседиментационные доломиты являются метасоматическими образованиями и отличаются чрезвычайным разнообразием форм. Это пласты, линзы, штокообразные тела причудли­вых очертаний.