Плотностные св-ва минералов магматических и метаморфических пород при повышенных температурах.

Стадии литогенеза и его влияние на физические св-ва ГП.

Литогенез – все процессы, непосредственно связанные с образованием и последующим превращением осадков в осад. породы и ее изменениями до превращения в метаморфизованную породу. Литогенез им. 3 стадии:

1.Стадия гипергенеза – возникновение исходного мат-ла, из которого впоследствии обр. ГП.

2.Стадия седиментогенеза – перенос и осаждение в-ва, кот. обр-ся в стадии гипергенеза.

3.Стадия диагенеза – процесс преобразования осадков и возник. ГП. К концу стадии ДГ порода представляет собой уплотненный слой, отдельные части которого приведены в физико-хим. равновесие. Он подразделяется на первичные ДГ (ДГ осадков или превращение осадка в ГП) и поздний ДГ (ДГ породы или метадиагенез или катагенез – изменение уже образовавшейся породы до стадии метаморфизма). На стадии первичного ДГ происх. уплотнение, в процессе которого выделяется влага, закрываются поры, перерабатывается обломочный мат-л. В стадии катагенеза всегда идет дальнейшее уплотнение. КГ – это перестройка начальной укладки зерен. В стадию КГ порода остается прежней, меняются только ее физ. и хим. параметры. Хар-ой особенностью метагенеза явл. изменение и перекристаллизация глинистых мат-лов, развитие коррозии.

Стадии гипергенеза пород.

Стадия гипергенеза – возникновение исходного мат-ла, из которого впоследствии обр. ГП.

Стадии седиментогенеза пород.

Стадия седиментогенеза – перенос и осаждение в-ва, кот. обр-ся в стадии гипергенеза.

Стадии диагенеза осадков и его влияние на физические св-ва ГП.

Стадия диагенеза – процесс преобразования осадков и возник. ГП. К концу стадии ДГ порода представляет собой уплотненный слой, отдельные части которого приведены в физико-хим. равновесие. Он подразделяется на первичные ДГ (ДГ осадков или превращение осадка в ГП) и поздний ДГ (ДГ породы или метадиагенез или катагенез – изменение уже образовавшейся породы до стадии метаморфизма). На стадии первичного ДГ происх. уплотнение, в процессе которого выделяется влага, закрываются поры, перерабатывается обломочный мат-л. В стадии катагенеза всегда идет дальнейшее уплотнение. КГ – это перестройка начальной укладки зерен. В стадию КГ порода остается прежней, меняются только ее физ. и хим. параметры. Хар-ой особенностью метагенеза явл. изменение и перекристаллизация глинистых мат-лов, развитие коррозии. Под дей-ем силы тяжести вышележащих слоев блоки приобретают максимально устойчивое положение, все составные части осадка вступают в хим. взаимодей-е др. с др. до наступления хим. равновесия. Идет уплотнение осадка, уменьшение пористости, увеличение контакта м-у зернами и увеличение скорости прохождения упругих волн.

Катагенез осадков и его влияние на физические св-ва ГП.

Катагенез – это совокупность процессов, преобразующих осадочную породу в период ее сущ-я до начала метаморфизма или выветривания. В стадию КГ порода остается прежней, только меняется ее физ. и хим. параметры. Гл. причинами КГ явл. перемещение породы в усл. более высоких (прогрессивный КГ) или низких (регрессивный КГ) температур и давлений. В рез-те КГ уменьшается пористость П, отжимающиеся воды растворяют некоторые минералы и переносят в-во в пределах этого же пласта. Под дей-ем темпер-ры, давления и подземных вод происходит перекристаллизация ГП (мол-лы внедряются одна в др., меняется текстура и структура). При КГ изм. пористость и прониц-ть ГП, что влечет изм. емкостных и фильтрационных св-в. Изучение КГ имеет большое зн-е при изучении нефтегазовых залежей. 1-я стадия КГ–t=100-120⁰С; Р=1000КГС/см². 2-я стадия КГ –увеличение t и Р в 2 раза.Н>7000-8000м; Р=2000-3000 КГС/см², t=300⁰С – здесь заканчивается катагенез и начинается ранний метаморфизм.

Метагенез (конечная стадия метаморфизма) и его влияние на физические св-ва ГП.

Метагенез – стадия глубокого минералогического и структурного изм. осад. П, происходящая гл.обр. под влиянием повышенных темпер-ры и давления в присутствии минерализованных р-ров – изменение мин. состава или размера и текстуры агрегатов зерен без существенного изм. хим. состава. Характерной особенностью явл. изменение и перекристаллизация глин. мин., интенсивное развитие коррозии. В известняках с увеличением темпер-ры и давления происх. перекристаллизация основной массы. С увеличением глубины залегания идет преобразование внутренней стр-ры, уменьшение объема цемента, увел. Размеров зерен, уменьшение расстояния м-у зернами, изменяется тип цементации.

Типы цементации (5 типов).

1.Базальный цемент – зерна П погружены в цемент без соприкосновения м-у собой.

2.Цемент соприкосновения (контактовый, пороговый) – развит в зонах контакта зерен.

3.Поровый цемент – заполняет поровое пространство.

4.Цемент выполнения – возник. при заполнении оставшегося простр-ва др. цементом.

5.Цемент разъедания (коррозийный) – внедряется в участки выщелачивания ГП, внедрение в обломочные зерна.

Виды цемента (8 видов).

1.Разнородный (полимиктовый) – состоит из глинистых частиц разного состава.

2.Аморфный (мономинеральный опаловый, фосфатный, не кристаллический).

3.Беспорядочно зернистый – представлен беспорядочно расположенными зернами одного минерала.

4.Цемент обрастания (корковый) – в-во цемента окруж. зерна породы.

5.Цемент прорастания (койкелитовый) – прорастает с одной направленной ориентировкой.

6.Цемент регенерации (нарастания) - нарастает на зернах одинакового состава.

7.Цемент вдавливания – цементации мат-ла нет, и зерна вдавливаются др. в др.

8.Смешаный цемент.

Изменение характера цемента осадочных пород с увеличением глубины залегания пород.

С глубиной наблюдается уплотнение П до соприкосновения зерен м-у собой. На глубине 450 – 500 м основной тип цемента базальный, на глубине 530 м – поровый (цемент заполняет лишь поры), 800 – 900 м – порово-контактный, 1500 – контактовый, свыше 1500 м – происх. вдавливание зерен др. в др. Т.ж. меняется состав цемента: до 500 м – глинистый цемент, свыше 1500 м – кварцевый.

Структуры ГП.

По степени кристаллизации аморфные кристал-ие стр-ры бывают беспорядочно зернистыми, волокнистыми и др.

По размерам: псефитовые (>2 мм), псаммитовые (0,1 – 1 мм), алевритовые (0,01 – 0,1 мм), пиритовые (<0,01 мм).

В карбонатных породах: грубообломочные (>1 мм), крупнообломочные (0,5 – 1 мм), среднеобломочные (0,5 – 0,25 мм), мелкообломочные (0,25 – 0,15 мм), тонкообломочные (<0,05 мм).

Хемогенные породы: первичные стр-ры (мелкозернистые: 0,005 – 0,05 мм; пиритоморфные: <0,005 мм; оолитовые); вторичные стр-ры – возникают на стадии метагенеза (кристаллопластические, метасоматические, контакто-пластические).

.

22.Эпигенетические преобразования водоносных и нефтеносных коллекторов и их влияние на физические св-ва.

Для водо-, нефте-, газонасыщенных пластов физ. св-ва опред-ся флюидом, насыщающим пласт. Физ. св-ва зависят т.ж. от эпигенетических изм. состава и структуры пород, обусловленных различным составом флюида. Наиболее существенно нефте- и газоносные коллектора различаются по содержанию кварца. Наибольшее кол-во кварца приходится на нижние обводненные залежи. Изменение глинистых минералов происходит при переходе из нефтенасыщенной зоны в водонасыщенную. В рез-те КГ в водо- и нефтенасыщенных пластах изменение физ. св-в идет по-разному, поэтому водоносные и нефтеносные горизонты можно различить ГФ методами. Водо- и нефтеносные части коллектора различаются по составу и структуре. При этом степень и качество различий опр-ся возрастом П, типом коллектора, временем прихода нефти, степенью минерализации пластовой воды. Различие эпигенеза обуславливает различие УЭС, коэф-та остаточной воды, адсорбционной активности, плотности и упругих св-в. Т.о. пластовые воды и нефть оказ. неодинаковое влияние на стр-ру и состав ГП в течение геол. времени, а следоват-но оказ. большое влияние на литолого-петрограф., физ. св-ва и на коллекторские св-ва ГП.

27.Упругие св-ва минералов магматических и метаморфических пород при высоком давлении.

Для магм. и метам. ГП в ряду кислые – средние – основные – ультра­основные увел. скорости с увел. давления наименьшее для основных и ультраосновных, наибольшее – для кислых. Кроме ультраосновных все магм. ГП хар-ся небольшой анизотропией скорости, т.к. эти ГП содержат немного анизотропных минералов и расположение этих минералов беспорядочное. С увел. давления уменьшается дисперсия скорости. Почти все метам. ГП хар-ся значит-ой упругой анизотропией. Это связано с усл. их обр-я. В рез-те метаморфизма они приобр-ют упорядоченную ориентировку минералов (слюд, амфиболов). В анизотропных породах м. измерить две скорости поперечных волн. При незначит. давлении скоростная хар-ка одна, а при увел. давления – другая.

42 Упругие св-ва минералов магматических и метаморфических пород при повышенных температурах.

Воздей-е высоких темпер-р на скорость в ГП различна в зависимости от давления. В норм. усл. при темпер-ре около 100⁰С происх. сильное уменьшение скорости. Это связано с неодинак. тепловым расширением разных породообра­зующих минералов, что приводит к растрескиванию породы. Разру­шению способствует и закипание внутрипоровой влаги. Высокое давление предотвращает подобное явление.

26.Плотностные св-ва минералов магматических и метаморфических пород при высоком давлении.

С увел. давления плотность увел. Изменение плотности магм. и метам. ГП под влия­нием давления определяется их мин. составом и начальной микро­трещиноватостью. Среди изверженных пород наиб. изменения плотности наблюдаются для гранитов. Плотность метам. пород под дей-ем давления обычно изм. больше, чем плотность изверженных пород. Это объясняется разнородностью состава и большей пористостью метам. пород.

Плотностные св-ва минералов магматических и метаморфических пород при повышенных температурах.

Воздей-е высоких темпер-р на плотность различно в зависимости от давления. С увеличением давления при норм. темпер-ре (100⁰С) плотность увеличивается. Изменение плотности магм. и метам. пород опр-ся их мин. составом и начальной микротрещиноватостью. Плотность метаморф. П обычно изм. больше, чем плотность магм. П. Это объясняется разнородностью состава и большей пористостью метам. П

23.Полиморфизм ГП и минералов.

Закономерные изменения скорости под влиянием темпер-ры и давления могут нарушаться. Основными факторами нарушающим изменения явл. полиморфные изм. минералов, воздей-е на минералы напряженного состояния. Это может наблюдаться в естественных усл. Поле напряжения в з.к. м. представить как гидростатическое давление. Скорее всего поле напряжения явл. неравномерным в естеств. усл. з.к., об этом свид-ют тектонические движения. В связи с напряжениями возникает полиморфизм – способность тв. тел определенного физ. состава сущ-ть в нескольких кристаллических формах. При изм. ТД усл. для многих минералов известны превращения из одной кристаллической стр-ры в др. Для больш-ва минералов эти полиморфные превращения происх. при высоких темпер-ре и давлении. Эти переходы в з.к. в естественных усл. разнообразны. При давлении в пределах з.к. хорошо изучены полиморфные переходы в известняках и мраморах. При давлении 1,4–1,6 ГПа наблюдается переход Са – Са₂, а при давлении 2–2,3 ГПа Са₂ – Са₃. Первый переход сопровождается резким уменьшением скорости прод. волн на 25-40%, второй наоборот увеличением скорости прод. волн до 8%. Скачок скорости зависит от строения известняков, от однородности и размеров зерен. В галогенах при высоком давлении происх. полиморфные превращения структуры NaCl в CsCl за счет деф-ии кристалл-ой решетки. Давление полиморфного перехода уменьшается от хим. состава ГП и минералов. Эффект изм. скорости больше для поперечных волн, чем для продольных, а в солях калия наоборот.

38.Упругие св-ва осадочных пород под воздействием высоких ТД условий (терригенные породы).

Наим. скорость продольных волн хар-на для глин (1,4 – 2,7 км/с) при атм. давлении. Глины состоят из тонкодисперсного глин. в-ва и им. высокую пористость. Такие сильнопористые глины обл. кристалл. решеткой, сост. из пакетов слабосвязанных м-у собой. В межпакет­ное простр-во таких минералов проникает вода и ослабляет связи. Такие глины хар-ся линейным увел. скорости с давлением. Скорость увел. на 20-40% при давлении 200 МПа по сравнению с атм. Близкое к линейному изм. скорости с давлением хар-но для мергелей. Глины с примесью песчаных частиц им. меньшую пористость и иную зависимость скорости прод. волн от давления. Более резкое (40-50%) возрастание скорости при низких давлениях (до 100 МПа). Разнооб­разными по упругим св-вам явл. песчаники. Песчаники с большим содержанием глин им. низкую скорость, хар-ся большим изм. скоро­сти с увел. давления. При небольшом содержании глин (10%) ско­рость прод. волн изм. с давлением меньше (до 60%) при 200-250 МПа. Для известковых и кварцевых песчаников хар-на высокая (3-4 км/с) скорость прод. волн при атм. давлении. С увел. давления скорость увел. на 10-40%. Самые высокие зн-я скорости у кварц. песчаников 5,5 км/с при атм. давлении, 6,5 км/с при давлении 200 МПа. Такие породы по строению почти не отлич. от изверженных и хар-р зависимости скорости от давления похож на магм. и метаморф. ГП. Влияние темпер-ры опред-ся степенью сцементи­рованности, составом, пористостью и хар-ром насыщ. флюида. Скорость в осадках при темпер-ре 60⁰С увел. незначит-но, а при дальнейшем увел. темпер-ры уменьшается. Повышение темпре-ры в усл. высокого давления вызывает уменьшение скорости и в минералах и в ГП. Большее уменьшение наблюдается в ГП. При низких давлениях коэф-нт относительного изменеия скорости от темпре-ры увеличивается. В высокопористых песчаниках, насыщенных водой, при Т=20-60⁰С скорость практически не изм., иногда увел. В низкопористых – скорость заметно уменьшается в этом диапазоне темпре-р. При Т=50 – 160⁰С уменьшение скорости более заметно (особенно в глинах и известняках).

39. Упругие св-ва осадочных пород под воздействием высоких ТД условий (карбонатные породы).

Известняки им. высокие величины скорости. Чем чище известняк тем больше скорость, с примесями скорость уменьшается. С ростом дав­ления увеличение скорости не превышает 30-40%. Встречаются известняки с низкой скоростью. Мраморизованные изв. Служат экранами проницаемых пластов при больших глубинах. Карбонатные породы явл. коллекторами (органогенные изв. с высокой пористо­стью), скорость равна 3,5-4,5 км/с при давлении 200 МПа. Особое положение среди осад. пород заним. каменная соль. Скорость очень слабо, почти линейно увел. при увел. давления до 250 МПа. Отдельные образцы соли мало различаются (не больше 10%) по скорости и по плотности. Более высокую плотность им. менее чистая с примесями глин. мат-ла каменная соль (2,3 г/см³). Чистая соль им. плотность 1,7 – 2 г/см³. На величину скорости примеси влияния не оказывают. У ангидрита и кальция скорость существенно увел. Влияние темпре-ры опр-ся составом, пористостью и хар-ром нефте- и газонасыщенности. Для нефтенасыщенных пород увеличение скорости с увел. темпер-ры больше, чем у газонасыщенных. Влияние темпер-ры опред-ся степенью сцементи­рованности, составом, пористостью и хар-ром насыщ. флюида. Скорость в осадках при темпер-ре 60⁰С увел. незначит-но, а при дальнейшем увел. темпер-ры уменьшается. Повышение темпре-ры в усл. высокого давления вызывает уменьшение скорости и в минералах и в ГП. Большее уменьшение наблюдается в ГП. При низких давлениях коэф-нт относительного изменеия скорости от темпре-ры увеличивается.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: