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

Терригенные породы классифицируются по двум крите­риям: размерности зерен и минеральному составу.
В соответствии со структурными особенностями, обломочные породы подразделяются на крупнообломочные (псефиты), средне-обломочные (псаммиты), мелкообломочные (алевриты) и тонкообло­мочные (пелиты).
Крупнообломочные породы - псефиты (размер зерен от 1 до 1000 мм) составляют десятые доли процента в осадочной оболочке. Породы состоят из несцементированных и сцементированных обломков различного состава, представлены большей частью горными породами, а не минералами. Среди несцементированных пород скопления угловатых неокатананых обломков с размером в поперечнике свыше 100 мм называются глыбами, от 100 до 10 мм — щебнем, от 10 до 2 мм — дресвой. Их об­разование связано с выветриванием горных пород. Породы, состоящие из окатанных обломков тех же размеров, соответственно назы­ваются валунником (>100 мм), галечником (10—100 мм) и гравием (2—10 мм). Среди сцементированных крупнообломочных пород различают брекчию и конгломерат.
Брекчия — осадочная порода, состоя­щая из неокатанных обломков (глыб, щебня и дресвы), скреплен­ных цементом.
Конгломерат — осадочная порода, состоящая из окатанных обломков (валунов, гравия и галек), также скрепленных цементом.
Средне-обломочные породы (псаммиты) со­стоят из обломков с размером зерен от 0,1 - 2 мм. Они могут быть несцементированными (пески) и сцементированными (песча­ники). По размеру зерен пески и песчаники разделяют на грубо­зернистые (1 - 2 мм), крупнозернистые (0,5 - 1 мм), средне-зернистые (0,25 - 0,5 мм), мелкозернистые (0,1 - 0,25 мм), По составу пески и песчаники могут быть мономинеральными, состоящими из одного минерала, и полиминеральными, состоящими из нескольких минералов. Мономинеральные пески и песчаники полу­чают название того породообразующего минерала, из которого они преимущественно сложены (например, кварцевый песок, глауконитовый, полевошпатовый). Среди полиминеральных песков и песчаников, часто встречаются, аркозовые, состоящие из полевых шпатов, кварца и слюды.
Цвет песков и песчани­ков зависит от цвета преобладающих обломков, а у песчаников — и от цвета цементирующего вещества. Пески и песчаники служат хорошими коллекторами для нефти и газа.
Мелкообломочные породы (алевриты) — осадочные породы, состоящие из частиц с размером преимущественно от 0,01 до 0,1 мм.
К несцементированным мелкообломочным породам относятся алевриты, лёссы, суглинки, супеси. Алевриты представляют собой рыхлую осадочную породу, про­межуточную между песками и глинами. Лёсс — светло-палевая или желто-серая порода, состоящая из частиц кварца и извести. Образо­вание лёсса связано с эоловой деятельностью. Сцементированные алевриты называются алевролитами. Алевролиты могут служить коллекторами для нефти и газа.
Глинистые породы
Глинистые породы - продукты выветривания, как механического, так и химического разрушения мате­ринских минералов.
Одним из основных агентов выветривания является водa. Растворяя химические элементы, насыщаясь углекислым газом, вода постепенно становится агрессивной и воздействует на горные породы как слабая кислота.
Вначале в результате гидролиза разрушается кристаллическая структура минералов. Вода диссоциирует на ионы водорода и (ОН), затем вступает в реакцию с кристаллическими веществами. Ионы замещают атомы в кристаллах или вступают с ними в реакцию, нарушается кристаллическая структура. Кальций, магний, натрий и калий растворяются, а соединения алюминия и железа образуют гидроксиды. Процесс образования последних носит название гидратации. Кроме того, при химическом выветривании происходит окисление соединений двухвалентного железа в трехвалентное. При этом изменяется не только внутренняя структура горной породы, но ее цвет и физические свойства. В результате химического выветривания от твердой горной породы остается рыхлый глинистый материал, химический и минеральный составы которого зависят от первичного состава материнской породы и климата.
Тонкообломочные гли­нистые породы (пелиты), имеют размер частиц 0,01- 0,001 мм. Под глинистыми породами подразумеваются различные глины, аргиллиты, глинистые сланцы, глинистые илы. Различаются глины и по седиментогенезу: морские, озерные, аллювиальные, кор выветривания, торфяников и болот, ледниковые и т. д.
В глинистых породах могут находиться и не глинистые минералы: кварц, полевые шпаты, хлориты, силикаты, слюды, оксигидраты железа и алюминия, карбонаты, сульфаты, сульфиды, а также переот­ложенные обломки пород различного генезиса и элементы животных и растительных организмов.
Пластичные глины, состоящие из каолинита, слюды и гидрата окиси алюминия, назы­ваются огнеупорными. Цвет глин серый, красно- и желто-бурый, черный. Плотные глины, сцементированные кремнеземом, называются аргиллитами. Глины и аргиллиты служат хорошими покрыш­ками для залежей нефти и газа.
В осадочной оболочке Земли глинистым породам принадлежит ведущая роль (более 50%), а с учетом примеси в других породах, глинистые минералы составляют более 80% осадочных образований.
Глины имеют самую высокую пористость и очень низкую проницаемость среди всех осадочных пород. Это обусловлено тем, что глины состоят из очень мелких частиц и каналы, соединяющие поры, сужаются настолько, что движение воды по ним затрудняется.
Наиболее часто встречаются глинистые минералы смектиты (монтмориллонит), гидрослюды (иллит), каолинит и хлориты.