Реферат по английскому языку. «Sedimentology

advertisement
Введение
Большинство всемирных запасов углеводородов находятся в осадочных
породах. Чтобы эксплуатировать этот ресурс, мы должны установить к
какому виду относится коллектор, а также как нефть залегает в горной
породе – или петрофизические свойства горной породы.
Классификация
осадочных
пород
зависит
от
обстановки
осадконакопления в залежи, выводы, основанные на текстуре и структуре
самих горных пород. Мы рассмотрим различные условия осадконакопления в
следующей
шестой
главе.
Петрофизические
свойства
потенциально
вмещающих пород (пористость и проницаемость) определяются структурой
и текстурой отложений, которые в свою очередь зависят от процессов
происходящих в залежи, главным образом фаций в залежи.
Две группы осадочных пород наиболее важных в качестве коллектора,
называются обломочные (алевролит и песчаник) и карбонатные (известняки
и доломиты) Несмотря на то, что карбонатные породы образуют большую
часть коллекторов в отдельных частях мира (например Ближний Восток, где
высокая доля мировых запасов карбонатных коллекторов). Обломочные
горные породы имеют более повсеместное распространение. Эта глава
посвящена изучению осадконакопления, но с учетом вышесказанного больше
внимание уделено обломочным горным породам по сравнению с кратким
изложением темы о карбонатах.
Седиментологи изучают осадочные горные породы, занимаются
изучением их состава, структуры и текстуры, а также что влияет на эти
свойства – все это литологический процесс, который формирует осадочные
отложения и диагенетический процесс, с помощью которого горная порода
образуется.
В обломочных породах важными свойствами для нефтяной отрасли
являются пористость и проницаемость, большое влияние оказывает
1
структура горной породы, котрая определяется условиями осадконакопления
и частично диагенетическими преобразованиями породы.
В карбонатах эти же свойства определяются в большей степени
историей диагенетических преобразований и только частично начальной
структурой.
Для того, чтобы нефтяники-геологи распознали и выделили нефтяные
участки, необходимо определить размещение разных литотипов под
поверхностью.
У
каждого
литотипа
определенная
пористость
и
проницаемостьи аспространение разных литотипов в пространстве зависит от
среды
залежи.
Более
подробно
мы
будем
рассматривать
условия
осадконакопления в шестой главе. Таким образом изучение условий
осадконакопления необходимо для пргонозирования коллекторских свойств
и разработки месторождения как во время эксплуатации так и при отборе
нефти.
В этой главе мы рассмотрим:
• Классификация осадочных пород
• Структура осадочных пород
• Пористость и проницаемость, их связь со структурой
• Первичные осадочные структуры - формирование и влияние
• Вторичные осадочные структуры
• Результаты интерпретации геофизических исследований в скважине
осадочных пород
• Диагенез
2
Определение условий осадконакопления, понятие фаций и наблюдение
за тем как коллекторские свойстваизменяются с изменеинем условий
осадконакопления мы рассмотрим в шестой главе.
2. Классификация осадочных пород.
Осадочные породы
образованы физическими, химическими и
биологическими процессами и могут быть классифицированы на основе
преобладающего процесса или процессов, в результате которых образовалась
данная порода. Несмотря на то, что в таблице приведены пять классов, нами
были преимущественно рассмотрены первые два класса, обломочные и
карбонатные горные породы.
Таблица 1. Классификация осадочных пород. Породы, отмеченные цифрой1
– могут быть коллекторскими, 2-материнскими нефтяными породами, 3покрышки.
Осадочные породы как правило классфицируются по двум разным
характеристикам: по их структуре и по составу (Рисунок 1). Например, для
обломочных осадочных пород «песчаник» структурное название – означает
3
обломочную осадочную породу, состоящую из частичек песка. Однако если
вы определите, что в зернах песчаника главным образом содержится кварц,
тогда вы можете называть его «кварцевый песчаник» или «кварцевый
аренит». Аренит- это тривиальное название песчаника. В карбонатах процесс
деления на классы так же зависит от структуры и состава. Органогенные
породы те, что не являются карбонатами как правило более просты в
строении и называются по составу, точно так же классифицируются
хемогенные и вулканические породы. В полном описании или названии
осадочной породы, оба вида информации (структура и состав) очень важны.
Структурное название дает информацию о пористости и проницаемости, в то
время как название породы по сотавудает информацию о химических
реакциях, которые происходилив породе- кроме того содержит информацию
об осадконакоплении в материнской породе и историю осадконакопления.
Часто в публикациях вы можете увидеть длинное «название» осадочной
породы, больше похожее на формировку. Смысл длинного названия
осадочной породы обеспечит информацией о структуое и составе, например
– большое количество пород с разными свойствами могут быть названы
песчаником, но совсем немного называются «зеленый, залегающий вкрест
напластованию плохо отсортированный глауконитовый полевошпатовый
песчаник».
4
Рисунок 1. Классификация по структуре и составу обломочных осадочных
пород. Слева структурные названия для обломочных, зависящие от размера
зерен, справа классификация по составу: от конгломератов до песчаников,
зависящая от сотава зерен.
2.1 Классификация обломочных пород
Классификация по структуре и по составу для обломочных осадочных
пород показана на рисунке 1.
Для конгломератов наиболее важным фактором в породе является ее
обломочная часть ( зерна, размером с гравий соприкасаются друг с другом)
или цементирующая часть (зерна, размером с обломки разделены мелкими
цементирующими зернами). Структурное разделение горной породы
означает из чего состоят зерна породы- они также делятся на устойчивые и
неустойчивые зерна ( внутри этой же классификации) или на разные
5
литологические типы : например, кварцевый валунный конгломерат,
полимиктовый вулканического происхождения диамиктит.
Для песчаников главным является размер частиц, состав определен как
кварц-полевошпатовый комплекс, где литологический
означает обломок
породы. Эти три компонента могут быть изменены, так как являются
наиболее
встречающимися.
Возможны
детритовых, таких как слюда,
включения
и
других
зерен
оксиды железа, тяжелые минералы,
полученные из залежи такие как ркаменелые останки животных и растений,
или аутигеннные минералы, такие как глауконитт и пирит. Любые значащие
компоненты, не только кварц, полевой шпат или лититовый (об осадочных
породах и пирокластических отложениях) должны быть упомянуты в
названии: слюдяной кварцевый аренит, хемогенные литарениты.
Песчаники образуются из большого количества УВ материала с
коллеторскими свойствами, так как обычно имеют высокую пористость и
проницаемость. Кварц является наиболее устойчивым к выветриванию.
Песчаник, состоящий из большого количества кварца называется "зрелым"
или структурно зрелым, так как это является концом длинного процесса
выветривания и транспортировки, которые способны растворить и унести
менее стабильные зерна. Это понятие часто упоминается при определении
состава песчаников (те, которые содержать высокую долю зерен и являются
менее стабильными чем кварц, как полевой шпат и слюда) склонных поразному реагировать во время диагенеза. Нестабильные зерна легко
преобразуются в глинистые минералы и так же как песчаник легко и быстро
теряют пористость и проницаемость.
Для аргиллитов единственной подсказкой по составу является цвет
аргиллита: черные аргиллиты имеют относительно большое количество
каменнноугольного материала, красные аргиллиты обычно содержат оксиды
железа, зеленые аргиллиты могут содержать марганец, хлорит, глауконит или
6
фосфат, в серых аргиллитах преобладает кварцевый алевролит или
известковый материал.
2.2 Классификация карбонатов
Карбонаты классифицируют по двум признакам- один из них главным
образом определяется структурой породы и другой- зависит от состава или
аллохем в горной породе (т.е. составлено ли это в певую очередь из
окаменелых останков, осадка породы, интракластов или ооолит). На рисунке
2 показано две классификации, которые используются на сегодняшний день.
Обычно карбонаты описывают, используя обе классификации, так как обе
содержат необходимую информацию. Классификация Дункана говорит о
размере зерен и их процентном соотношении в матрице породы и
связанности в породе. В то время как тривиальное название говорит с каким
видом зерен мы имеем дело, от которых зависит пористость и поницаемость.
Аллохомы-это компоненты , которые слагают породу. Окаменелые
останки или биогенные обломки , включая раковины, сломанные части,
кораллы
или
останки
скелетов.
Останки
морских
беспозвоночных
представляют собой овальной формы частицы микрита и микрофоссилий, и
интепретируются как экскрементный материал. Интракласты представлены в
виде блоков или класта известнякового материала, который был эодирован,
перемещен на небольшое расстояние и осажден, обычно обозначающий
дождь или селевой поток. Оолиты- маленькие зерна, которые образуются
путем осаждения кальцита вокруг ядра некотрых частей ( иногда фрагменты
ракушек, иногда зерен другого происхождения). Более крупные зерна
образуют слои кальцита в результате осаждения красных водорослей, и такие
биогенные останки называются родонитами.
Как и другие осадочные, название или описание может также включать
цвет и другие важные компоненты, детритовые зерна (например, розовый,
7
окаменелый слоистый вулканический песчаник, зернистый известняк,
мшанковый биотит).
Рисунок 2 (А) Структурная классификация карбонатов ( Дунхэм 1962),
основанная на размере зерен, соотношение зерен в матрице и в породе. (В)
Тривиальная классификация карбонатов, основанная на алллохимическлм
составе и по цементному составу, котрый может быть представлен в виде
глинистой части или претерпел изменения (рекристализовался) до спарита
(кристаллический кальцит).
3 Структура осадочных пород
3.1 Введение
Структура-это самая важная часть, используемая для описания размера,
формы и расположение зерен, матрицы и цемента в осадочной породе. И все
это важно использовать потому, что структура осадочных- единственный и
8
главный контроль над коллекторскими свойствами ( пористостью и
проницаемостью).
В этой главе термин структура используется главным образом дл я
описания зерен и матрицы. Структура осадочной породы отражает
формирование
осадка,
вид
транспортировки
и
осадконакопление.
Большинство обломочных состоят из таких слое, варьируемых от мм до см.
Каждый из слоев имеет свою структуру. Изменения пористости и
проницаемости оказывает сильное влияние на поток жидкости, особенно в
случае двухфазового потока ( то есть там, где два вида флюида, например,
нефть и вода).
3.2 Структура зернистых горных пород
Главные структурные компоненты зернистых горных пород:
Размер зерен
Сортировка зерна
Упаковка
Окатанность
Морфология зерна
Структура поверхности зерна
3.2.1 Размер зерна
Обломочные отложения определяются на основе среднего размера зерна, как
показано в таблице 2. Большинство отложений в естественных условиях
имеет
приблизительно
гранулометрический
состав,
определяемый
с
помощью логарифмической функции. размер зерна может быть измерен как
в миллиметрах, так и в фи (φ), единица фи= - log2(d) , где d- максимальный
диаметр зерна в миллиметрах). Так как используется логарифмическая
9
функция
применение
параметра
φ
дает
возможность
расчета
статистическими методами. Но нужно быть внимательным, во избежании
путаницы с символом φ, используемым для пористости.
Таблица 2 Определение размера зерна в зернистых отложениях а)
отношение глинистых к видам валуна b) дифференцация песков и
песчаников.
3.2.2 Сортировка
Сортировка отложений оценивает как хорошо в процессе осадконакопления
образовывались
зерна
определенного
размера.
Обычно
определяется
величиной стандартного отклонения размера зерен в (φ) . Сортировка обычно
описывается устно, согласно определенным диапазонам стандартного
отклонения.
10
Таблица 3 Диапазон сортировки зерен
Сортировка осадка в большинстве случаев определяется путем
сравнений с изображением кругов известных под названием диапазон
диаметров (Рисунок 3)
Рисунок 3 Графическая иллюстрация сортировки ( измененная Петтигрю и
др. в 1973)
Размер зерна и сортировка зависят от физических условий среды
осадконакопления и могут показывать различное отношение к близости
11
источника осадконакопления ( или расстояние транспортировки), природу
материнской породы (вулканические, осадочные, метаморфические, то есть
происхождение осадка), энергию среды залежи ( текущую силу) и любые
колебания в текущее время.
3.2.3 Форма зерен
Форма зерен описывается с точки зрения:
Соотношение сторон или шарообразность зерна- приближенность к сфере
Округлость зерна- искривление, угловатость
Соотношение сторон - отношение диаметра зерна в различных
направлениях. Трехмерная форма зерна может быть классифицирована с
точки зрения отношения их длины, промежуточный и короткий диаметры
или описывается устно. (Рисунок 4).
Рисунок 4 Шарообразное круглое зерно- словесное описание и соотношение
сторон.
12
Округлость-степень, до которой углы зерна могут быть сглажены, это
не приближение к сферической форме; хорошо окатанные зерна могут иметь
форму, которая далека от сферической ( Рисунок 5). Форма зерна зависит как
от минерального состава, так и от самих зерен ( например полевые шпаты
имеют тенденцию к вытянутой форме, в то время как кварц имеет
изометрическую форму), а так же от степени и энергии транспортировки (
например в условиях пустыни и пляжа осадок обычно хорошо отсортирован
и окатан.
Рисунок 5 Окатанность показана для зерен с высоко й и низкой степенью
близости к сферической форме (исправлена Петтигрю и др. в 1973).
3.2.4 Строение
Термин
строение
(морфология
зерен)-
означает
как
ориентированы
относительно друг друга и упакованы зерна, а также природа их контакта.
Упаковка
Упаковка-понятие, используемое для описания трехмерного расположения
зерен в осадке. В естественных условиях осадконакопления, зерна
расположены несколько беспорядочно, но их упаковка может быть по
13
сравнению с идеалистичной, близкой к кубической упаковке ( в которой
зерна упакованы как в прямолинейной сетке и гексогональной или
ромбической закрытой упаковки, в которой зерна расположены под углами
60 и 120 градусов). Из этих двух видов упаковки ромбическая упаковка более
эффективная, она приводит к низкой пористости ( смотрите 4й раздел).
Рисунок 6 Строение зерна в отложениях; упаковка, контактные зерна,
расположение зерен, соотношение их в цементе ( исправлена Туекером,1981).
На рисунке Е упаковка внахлест.
Матрица и поддержание обломочного материала.
Многие отложения содержат, между их зернами или обломками, матрицу
более гранулированного материала. В песках или песчаниках эта матрица
вероятнее всего будет иметь глинистую породу, тогда как в галечных или
валунных отложениях и конгломератах будет одним из типов песчаника. В
отложениях с высоким соотношением матрицы, более крупные обломки не
контактируют друг с другом, в этом случае они описываются в качестве
матрицы- поддерживающей обломочный материал.
Ориентация зерен
Несферическое
зерно
может
откладываться
с
определенной,
предпочтительной ориентацией. Плоские зерна обычно лежат с их короткой
поддвертикальной осью, удлиненная часть зерна может быть устроена так,
14
что параллельна или перпендикулярна палеопотоку, который зависит от
точности процесса при формировании осадка.
В некоторых случаях плоские обломки могут быть устроены так, что
залегают в противоположном направлении, такое строение известно как
внахлест (рисунок 6Е).
Контакты зерен
Сразу после оседания, большинство зерен в обломочном материале,
который
поддерживает
эти
самые
обломки
образуются
точки
соприкосновения с другими зернами. Это можно видеть в плоской проекции
( например под микроскопом можно наблюдать в тонких срезах песчаников
или более крупных конгломератах), но не все зерна можно увидеть в 2D
процессе, в этом случае зерна контакта можно увидеть в 3D, во фронтальной
плоскости или плоскости сзади в 2D. Во время уплотнения осадка,
деформации и размыва зерен приведет к образованию длинного контакта и
как следствие контакт будет уплотняться, в результате образуются вогнутовыпуклые швы.
3.2.5 Морфология и структура поверхности
Морфология и поверхностная структура зерна отражают минеральный
состав и транспортировку осадка. Зерна, полученные при выветривании
путем кристаллизации ( вулканические и метаморфические) обычно состоят
из отдельных кристаллов и их форма отражает минералогию. Во время
транспортировки
превращений,
зерна
которые
подвергаются
вследствие
определенному
влияет
на
состав
количеству
и
энергию,
продолжительность транспортировки.
4 Пористость и проницаемость
4.1 Определение
15
Общая пористость (φ) определяется как объем пустотного (порового)
пространства в породе, выраженный в в процентах к общему объему породы.
Является мерой породы в качестве емкости для флюида.
Эффективная пористость породы определяется как отношение объема
связанных пор к общему объему.
Микропористость (φм) состоит из пор менее чем 0.5 микрон, поры,
которые более 0.5 микрон образуют макропористость (φМ)
Проницаемость ( к ) горной породы- величина, характеризующая
способность перемещения флюида под градиентом давления. Единица
измерения -Дарси, определяется проницаемость Законом Дарси ( рисунок 7).
Миллидарси (1/1000 Дарси) как правило используется для анализа.
Рисунок 7 Диаграмма, иллюстрирующая Закон Дарси
4.2 Виды пористости
Первичная пористость состоит из пустотного пространства, которое
образовалось
в
результате
первоначального
образования
структуры
(пространство между зернами или внутри отмерших останков).
16
Вторичная
пористость-
постседиментационными
поровое
процессами
пространство,
(например
образованное
выветривание
зерен
цемента, образования трещин).
4.3 Контроль над пористостью и проницаемостью
Пористость и проницаемость осадочных пород зависит от структуры, а
также диагенезиса породы. Во многих случаях несмотря на долгую
диагенетическую породы историю породы, обломочные породы до сих пор
сохранили
фрагменты
первоначальной
истории
осадконакопления.
Первоначальная структура осадка определяет пористость и проницаемость
(так как пористость и проницаемость появляются сразу после выпадения
осадка), но также будет влиять на конечную пористость и проницаемость
(рисунок 8) . Позже мы обсудим как влияют диагенетические преобразования
на конечную пористость и проницаемость. Диагенез будет затрагивать как
пористость так и вторичную проницаемость.
В большинстве осадочных пород проницаемость анизотропична, вот
почему она принимает разные значения в зависимости от разных
направлений.
17
Рисунок 8 Пористость и проницаемость как функция в условиях
осадконакопления внутри речной эоловой системы.
Обычно вертикальная пористость ниже чем горизонтальная (kv<kp).
Причиной этого является расположение и упаковка зерен, которая далека от
сферической, идеализированной формы, а также присутствует большой
вертикальный барьер проходимости, то есть плоскость напластования,
изменеие в размерах зерен или других слоях. Анизотропия обычно
выражается как отношение kv к kp, и это отношение может изменяться
практически от нуля до еденицы в реальных породах.
Согласно Баас ( 2007) проницаемость обычно выше параллельная
палеопотоку ( в любом направлении), ниже перпендикулярная к плоскости
напластования. Проницаемость так же низкая под углом к направлению
палеопотка (рисунок 9).
18
Рисунок 9 Значение проницаемости в образцах песчаника с ламинарным
потоком. Гистограмма показывает множество значений в одном и
противоположном направлениях потока (смотрите блочную диаграмму).
Подобные показания в крупных песчаниках менее дифференцированы между
направлениями, но обычно высокая проницаемость параллельна палеопотоку
и проницаемость ниже
та, которая перпендикулярна проницаемости
напластования (Баас, 2007).
4.3.1 Размер зерен
В теории пористость зависит от размера зерен и как мера соотношения
порового пространства, но не зависит от размера пор. В практике пористость
имеет тенденцию увеличиваться с увеличением зерна по двум причинам.
Тонкозернистые, особенно глины, как правило имеют менее округлую форму
чем крупнозернистые, и как следствие менее эффективно упакованы. Так же
тонкозернистые обычно лучше отсортированы. Оба этих фактора и влияют
19
на более высокую пористость. Например, глины имеют первичную
пористость от 50% до 85% и тонкозернистый песчаник имеет пористость
48%, тогда как первоначальна пористость грубозернистого песчаника
составляет 40%. Проницаемость же, с уменьшением размера зерна
уменьшается, так как размеры пор тоже становятся меньше, что ведет к
затруднению проходимости флюида (рисунок 10).
Рисунок
10
Пористость
как
функция
зависящая
от
размера
и
отсортированности материала.
4.3.2 Сортировка
Для данной формы зерна пористость и проницаемость уменьшается с
уменьшением отсортированности (рисунок 10). Это происходит вследствие
того, что в плохо отсортированных отложениях зерна меньшего размера
могут внедриться между большими по размеру зернами, что приводит к
уменьшению порового пространства и уменьшению размера пор.
4.3.3 Форма зерен
Чем больше окатанность зерна, тем больше пористость. Так как
проницаемость векторная величина, а не скалярная, форма зерна влияет на
анизотропию пронициаемости.
20
4.3.4 Упаковка
Чем плотнее упаковка, тем ниже пористость и проницаемость. Это
означает, что увеличение компактности упаковки уменьшает пористость и
проницаемость (смотри диагенетические эффекты) .
4.3.5 Ориентация зерен
Понятие ориентация зерен применима для несферической формы зерна
( то есть любой, подобной диску, лезвию, пруту). В этих случаях, пористость
и проницаемость осадка уменьшается с увеличением выравнивания зерна. У
многих отложений есть зерно выравнивания из-за влияния потока во время
перемещения осадка. Этот фактор подобен анизотропии проницаемости.
4.3.6 Морфология зерна и структура поверхности
Чем более сглажена поверхность зерна,
тем выше проницаемость,
вследствии того, что значение величины эффекта сопротивления потока
уменьшается.
4.4 Пористость и проницаемость в карбонатах
До сих пор мы говорили о контроле пористости и проницаемости
обломочных осадочных пород. В карбонатах несколько иные свойства,
зависящие от природы формирования породы. Те карбонаты, которые
сформировались путем транспортировки карбонатного материала (обычно
производимый посредством биогенного действия) может иметь хорошо
отсортированный материал, таким же образом контролируется пористость и
проницаемость в обломочных. Однако много карбонатов сформированы
путем транспортировки за счет действия различных организмов. Так
коралловые рифы, как результат образования известняков с включениями
прозрачных слоев или блоков и порами, с неправильной формой из-за
21
остатков коралла или кристаллизации водорослевых включений. Карбонаты
так же могут быть сформированы прямым осаждением, так образуются
кристаллы кальцита.
Обычно у карбонатов наиболее вероятно будет заполняющая пору
матрица, называемая, известковой глиной. Это обычно происходит из-за
биоэрозии или трения больших зерен. Такое явление уменьшает начальную
пористость. Однако существуют некоторые виды пор, которые характерны
только, например, для известняка. Они образуются там, где деформированная
раковина защищает область( в пределах или под раковиной) от того, чтобы
стать переполненной известковой глиной. Из-за этого процесса образуются
большие поры, котрые не связаны между собой, что приводит к низкой
проницаемости.
Мел - определенный тип известняка, состоящего из ракушек/раковин
многих микроскопических морских организмов или так называемая
известковая глина. Поскольку зерна настолько малы , уплотнение в упаковке
зерен и диагенез имеют тенденцию уменьшат первоначальную пористость,
известковый
коллектор имеет низкую проницаемость, если они не
деформированы. Главные области производства мела на шельфах Дании и в
Техасе.
Отложения, относящиеся к верхнему мелу в Северном море Норвегииявляются довольно необычным карбонатным коллектором. В одной области
мел имеет высокую пористость матрицы, где был переотложен, благодаря
морским течениям. Нефтяная миграция и сильное давление повлияли на
формирование высокой пористости (40%-50%), высокая проницаемость
карбонатного коллектора- довольно несвойственное для них явление.
Механизм образования частично зависит от матричного уплотнения.
5 Основные осадочные структуры
22
В этом разделе мы будем иметь дело с образованием осадочных
структуру и процессами транспортировки, перемещения осадка и как это
влияет, как определить виды структур осадка.
5.1 Физические процессы транспортировки и перемещения осадка
Осадок может быть подвергнут транспортировке и перемещен
благодаря трем процессам.
-Поток жидкости- частицы взяты (разрушенные) транспортированы в
результате движения потоков: дух (ветер), вода ( речной сток, волны,
океанические течения), лед (ледники).
- Гравитационный поток - частицы транспортируются вниз, по наклону в
результате действия силы тяжести, действующей на частицы, смещение
происходит, когда фрикционные силы преодолеют гравитационные.
- Образование наносов -частицы в жидкости, где нет никакого движения и
сил, удерживающих частиц, происходит выпадение осадка.
В следующих разделах мы будем концентрировать внимание на
обломочных отложениях, но стоит отметить, что множество карбонатных
отложений состоят из зерен, которые схожи с обломочными зернами.
Например, во многих частях тропиков, пляжей и отмелей морских
обстановок содержатся, главным образом, пески карбоната.
5.1.1 Транспортировка в жидкой среде
Основной вид движения в жидкой среде, где происходит транспортировка
является поток ( воды или воздуха), волны. В обоих случаях осадок
транспортируется за счет эффекта турбулентности. Размер зерна, которое
жидкость
материала
может
зависят
транспортировать
от
скорости
и
и
суммарный
вязкости
объем
жидкости,
осадочного
глубины
и
23
турбулентности потока. Оценивается с помощью коэффициента Рейнолдса
(число Рейнолдса) R
R= Vd/µ
Vd-физические величины, характеризующие инерциальную природу силы
µ- коэффициент вязкости.
где V- это максимальная скорость потока
d- диаметр частицы ( или это может быть замененная глубина в этом
уравнении, чтобы получить число Рейнолдса для жидкости)
может использоваться кинематическая вязкость- m
g- ускорение свободного падения=9,8 м/с2
h- высота столба жидкости
F<1- то поток размерен и где F>1 поток с большей скоростью. Это граничное
значение R любой системы (точное значение зависит от глубины и
некоторых других факторов, но варьируется 500-2000). Эффект влияния
размера частицы на R состоит в том, чтобы частицы с большим размером
изменяют поток и вызывают турбулентное течение. Простая диаграмма
показывает
приблизительное
соотношение
эрозии,
транспортировки,
скорости к размеру частиц на рисунке 11.
24
Рисунок
11
Простая
диаграмма
соотношения
процессов
эрозии,
транспортировки и скорости к размеру частиц.
5.1.2 Смещение
Смещение в результате действия силы тяжести происходит когда силы,
удерживающие зерна в движении становятся меньше, чем сила тяжести.
Напластование происходит всегда, некоторые зерна вносятся потоком,
другие уносятся. Это позволяет сохранить формы напластования. В данной
колебательной системе действующая сила (скорость и глубина), величина
зерен, транспортируемых увеличивается с увеличением силы , действующей
на них и уменьшается с уменьшением действия сил. Таким образом как одна
из стадий речной системы ( глубина потока) убывает после наводнения,
самые крупные зерна находятся внизу, и размер зерен увеличивается сверху
вниз. Такая структура- от грубого к мелкому зерну в пределах напластования
является классификационным признаком. Классификация по слою обычно
имеет эрозионное основание. А так же такую принадлежность используют в
качестве идентификации осадочных пород ( то есть какое расстояние
пройдено при транспортировке), но возможна и противоположная ситуация,
когда грубозернистые расположены наверху- это инверсия. Происходит
такое реже, так как требуется большое количество осадочного материала для
25
преодоления высокого энергетического потока, несущего последовательно
сначала мелкие зерна, затем более крупные.
5.2 Структуры напластования
Осадочные структуры пород важны по ряду причин. Одна из них
заключается в том, что порода, состоящая из слоев, ориентированных
определенным образом, и это скорее всего указывает на направление
напластования. Такое расположение слоев в породе будет влиять на
анизотропию проходимости- в каком направлении порода является самой
водопроницаемой, а так же до какой степени флюиды будут собираться в
структурную ловушку. Другая причина по идентификации осадочных
структур- это то, что они говорят нам о процессе смещения, и поэтому о
текущем направлении ( то есть путь к источнику сноса) и об окружающей
фациальной
обстановке,
которая
даст
интерпретацию
о
вероятном
распределении пористой среды пород.
Во время движения осадка потоками или волнами, диапазон
отличительных форм или напластования формируется на поверхности
осадка. Длительное движение осадка, миграция и смещение приведут к
сохранению осадочных структур в отложениях. Важную дифференцировать
формы напластования и осадочные структуры; напластование- особенности
на поверхности осадка, осадочные структуры-особенности в пределах осадка,
которые обычно сохраняются в горной породе.
26
Download