ИССЛЕДОВАНИЯ КЕРНА Гритчина Владлена Владимировна К КЕРН

ИССЛЕДОВАНИЯ КЕРНА Гритчина Владлена Владимировна

К ***<КЕРН> Я помню чудное мгновенье: Передо мной явилась ты, Как мимолетное виденье, Как гений чистой красоты. В томленьях грусти безнадежной, В тревогах шумной суеты, Звучал мне долго голос нежный, И снились милые черты. Шли годы. Бурь порыв мятежный Рассеял прежние мечты, И я забыл твой голос нежный, Твои небесные черты. В глуши, во мраке заточенья Тянулись тихо дни мои Без божества, без вдохновенья, Без слез, без жизни, без любви. Душе настало пробужденье: И вот опять явилась ты, Как мимолетное виденье, Как гений чистой красоты. И сердце бьется в упоенье, И для него воскресли вновь И божество, и вдохновенье, И жизнь, и слезы, и любовь.

Керн (от нем. kern) – ядро, сущность • образец горной породы, извлеченный из скважины при бурении с отбором керна. Представляет собой цилиндрический столбик горной породы диаметром 7 -15 см.

Керн • ЕДИНСТВЕННОЕ вещественное доказательство состава и свойств породы на глубине под землей • Шлам при бурении – разрушен и не привязан к глубине • Полноразмерный керн – столбик • С керна обычно спиливается горбушка, чтобы показать вид на породу • Из керна выпиливаются цилиндрики для исследований • С цилиндриков снимаются тонкие шлифы для исследования под микроскопом

Керн в белом свете и в ультрафиолете

Шлифы

Шлифы

Кернохранилище

Работа в кернохранилище

Вещественный состав породы Алевролит Глина (аргиллит)

Вещественный состав породы Уголь Карбонатизированный песчаник

Песчаник (терригенный)

Известняки и доломиты (карбонаты)

Сводный разрез

Что определяют по керну • Минералогический состав (химический анализ) • Гранулометрический состав (количество зерен разного размера) • Структуру, текстуру • Пористость, проницаемость • Водонасыщенность, смачиваемость, капиллярную кривую • Параметры для увязки с ГИС (показания приборов в условных единицах) • Параметры прочности (модуль Юнга, к-т Пуассона) • Обстановки осадконакопления

Обстановки осадконакопления Обстановка осадконакопления – часть земной коры, которая по своим физическим, химическим и биологическим характеристикам отличается от сопредельных пространств (например, пустыни, речные долины и т. д. ) Фация – природная пространственно-временная система, в пределах которой происходит формирование однородного осадка

Классификация обстановок осадконакопления § Континентальные q речные q эоловые q озерные q ледниковые § Прибрежные (переходные) q дельтовые q приливно-отливные, волновые зоны q эвапоритовые § Морские q рифы, шельфы q пелагические q турбидиты Эоловая Прибрежная система Конус выноса Речная система Дельтовая система Абиссальная

Форма русла 1 2 Реки являются главными агентами, переносящими осадочный материал с суши в прибрежные участки морей и озер Под формой русла понимают конфигурацию реки при рассмотрении ее в плане Форма реки может изменяться по ходу течения, отражая приспособление русла к особенностям рельефа 3 Выделяют 3 формы русел: 1. Прямолинейную 2. Разветвленную 3. Извилистую (меандрирующую)

Речные отложения § § § Русловые (отложения руслового остаточного гравия, кос, перекатов и осадки заполнения русел) Береговые отложения (отложения прирусловых валов и отложения в расщелинах берега) Отложения паводковых площадей (пойма)

Прямолинейные русла § Имеют незначительную извилистость на расстояниях, во много раз превышающих их ширину § Встречаются редко и существуют только на небольших расстояниях (прямолинейные участки никогда не превышают более чем в 10 раз ширину русла)

Меандрирующие реки В меандрирующих реках спокойная боковая миграция русел дает правильную последовательность с уменьшением зерен осадка кверху Реки имеют широкую пойму и текут только по одному руслу, имеющему сильную извилистость Три способа изоляции речного русла 1. Спрямление излучины 2. Срезание шейки меандры 3. Отчуждение русла

Отложения кос • Осадконакопление происходи в результате боковой миграции меандрирующей реки • Мощность косы может равняться глубине реки (в р. Миссисипи мощность кос достигает 20 -25 м) • Осадки меандровых отмелей сложены преимущественно песчаным материалом, с примесью гравийных зерен

Меандрирующая река

Меандрирующие реки Фация глинисто-алевритовых осадков застойных и зарастающих стариц Тонкослоистые пойменные отложения с остатками корневых систем растений Русловой аллювий (мелкая мульдообразная рябь) (Барабошкин Е. Ю. , 2005)

Разветвленные русла § Характеризуются широкими руслами и быстрым непрерывным перемещением осадков и положением русел § Характеризуются последовательным разделением и объединением потоков вокруг аллювиальных островов § Разветвление наиболее хорошо проявлено в горных участках рек § Перекаты обычно сложены гравийным, грубозернистым материалом Новая Зеландия, Waimakariri River

Разветвленные русла Коллекторские свойства толщ хорошие; они образуют единый резервуар, состоящий из протяженных линзовидных песчано-гравийных тел; ухудшение свойств резервуара связано с поздней цементацией § Отложения почти всегда представлены конгломератами и крупнозернистыми песчаниками, практически без органических остатков § Часто породы окрашены в красный цвет § Наиболее характерная особенность – двойная эрозионная поверхность (выше и ниже прослоев глин)

Разветвленные русла Русловой аллювий (грубообломочный материал и углефицированные прослои) Русловой аллювий (тонкозернистые фации отмирающего русла вверх сменяются грубым аллювием нового активного русла) (Барабошкин Е. Ю. , 2005)

Отложения аллювиального конуса выноса • Аллювиальный конус выноса – аллювиальные отложения потока в месте выхода его из горной долины (теснины) на открытую равнину, имеющий обычно значительный угол наклона • Слагаются гравием, песком и алевролитом

Примеры современных речных систем

Примеры современных речных систем

Примеры флювиальных коллекторов Песчаный канал с резкой эрозионной границей, врезающийся в пойменные отложения Изолированный речной канал

Эоловые отложения Континентальные обстановки: § Речные § Эоловые § Озерные

Обстановки осадконакопления Эоловые песчаники

Эоловые отложения

Поверхности раздела первого порядка отделяют группы слоев, соответствующие перемещению драа, второго — дюн, третьего — кратковременное воздействие ветра, дувшего в направлении, отличном от обычного Коллекторские свойства эоловых отложений очень хорошие; они образуют протяженные резервуары с улучшенными коллекторскими свойствами в основании дюн

Эоловые отложения Неоднородности связаны с внутридюнными поверхностями раздела, а ухудшение свойств — с цементированными и глинизированными отложениями междюнных пространств и плай

Пример Rotliegend formation of Southern North Sea

Пример

Строение дельт Дельта — конус выноса обломочного материала, возникающий в месте впадения реки в крупный водоем Дельты состоят из: § дельтовой равнины — субаэральной части § авандельты — подводной грубообломочной части конуса с крутым склоном § продельты — глубоководной тонкообломочной части конуса

Классификация дельт По преобладающему режиму фронта дельты: 1. речные (флювиальные) 2. волновые (штормовые) 3. приливно-отливные Речная Волновая Приливноотливная 40 40

Флювиальные дельты § § Хорошими коллекторскими свойствами обладают отложения в системе устьевой бар — дистрибутивное русло (врезанное в этот бар) Коллектор среднего качества образуют отложения конусов прорыва Прослой угля, завершающий разрез зарастающего дельтового рукава Потоковая косая слоистость в дельтовых (Барабошкин Е. Ю. , 2005) песчаниках

Волновые дельты § § Ассоциации фаций дельтовой равнины волновых дельт включают песчаники русел, песчаные фации волновых побережий, внутридельтовых заливов и озер Устьевой бар плохо развит и песчаный материал с него перераспределяется вдоль пляжа Фронт дельты представлен песчаными разрезами с увеличением зернистости вверх, текстурами штормов/волнения и биотурбацией Коллекторские свойства отложений волновых дельт очень хорошие, за счет превосходной сортировки и большой (десятки км) протяженности пляжевых песков. Ухудшение свойств связано с цементацией

Приливные дельты Коллекторские свойства отложений приливных дельт связаны с линзовидными радиально ориентированными приливными песчаными грядами

Пример дельтовых отложений

Побережья с преобладанием волновой деятельности • Высота приливов менее 2 м • Основной седиментационной формой этого типа являются пляжи

Побережья с преобладанием волновой деятельности Коллекторские свойства отложений нижнего и верхнего пляжей прекрасные: это хорошо сортированные пески мощностью десятки метров, протяженностью до сотен километров Биотурбированные песчаники дальней и переходной зоны пляжа (Барабошкин Е. Ю. , 2005)

Побережья со смешанной волновой и приливно-отливной деятельностью • Высота приливов – 2 -4 м • представлены барьерными островами, рассеченными глубокими приливно- отливными протоками Барьерные острова образуют протяженные (километры) линзы небольшой ширины мощностью в десятки метров, глинизированные со стороны лагуны, отложения приливных проток — небольшие (до сотен метров) линзы в разной степени глинизированные

Глубоководные отложения • Турбидиты – глубоководные терригенные отложения формируются за счет гравитационных процессов — оползания, обрушения, течений Наилучшими коллекторскими свойствами обладают осадочные образования русловых турбидитов, имеющие большую мощность, среднюю и хорошую сортировку и образующие линзовидные тела, радиально расположенные в турбдитном конусе

Последовательность Боума Классическая модель турбидитов – последовательность Боумы 1. Эрозионная поверхность 2. песчаник от массивного до градационного, иногда с зернами гравия или мелкой галькой (Ta). В основании обычно присутствуют подошвенные знаки 3. песчаник с градационной или параллельной слоистостью (Tb) 4. песчаник с косой и конволютной слоистостью (Tc) 5. мелкозернистый песчаник и алеврит с параллельной слоистостью (Td) 6. глина от массивной до биотурбированной (Te), переходящая вверх, в пелагические осадки

Турбидиты Тонкозернистые турбидиты, с сокращенной последовательностью элементов и подошвенными знаками Тонкозернистые турбидиты, с сокращенной последовательностью элементов Оползневая складчатость (Барабошкин Е. Ю. , 2005)

Карбонатные коллекторы Морские бассейны с карбонатным аосадконакоплением существуют при наличии: • высокой среднегодовой температуре воды • чистой прозрачной воды и небольших глубин (до 50 м) • нормальной морской солености • минимальном привносе терригенного материала; • обилии пищевых ресурсов Сылвенские рифы — возникли в поздней перми, около 270 млн. лет назад Биогенные постройки: § скелетные постройки различного масштаба, образованные карбонатпродуцирующими организмами § биогенные постройки обладают большим первичным поровым пространством и являются очень хорошими коллекторами Гора Баксан (Крым) – ранний мел (валанжинский век) биогермный губковый массив

Типы карбонатных шельфов • Окаймленные платформы — это карбонатные шельфы, имеющие плоскую прибрежную часть, ограниченную четко выраженным барьером, и крутые склоны. Их ширина может варьировать от десятков до сотен км Рампы — это карбонатные шельфы, уходящие на глубину под очень небольшим углом, поэтому их ширина варьирует от сотен до тысячи км. Отсутствие резко выраженного барьера, «спокойноводный» стиль осадконакопления, контролируемым главным образом приливно-отливной деятельностью

Типы карбонатных шельфов • Изолированные платформы или банки развиваются вдали от побережий, поэтому обломочный материал образуется почти исключительно за счет карбонатной биопродукции , а терригенный материал туда не поступает • Размеры таких платформ колеблются от первых км до десятков и первых сотен км

Примеры Остатки позднемелового рифа(Оман) Кэпитэнский риф. Длина рифа вместе с погребенными частями составляет 450 км Гора Сокол (Крым) – поздняя юра (оксфордский век) кораллово-водорослевый риф Гора Караул-Оба, Караульная вершина (Крым). Древний коралловый риф высотой 341 м со сложной геоморфологической характеристикой

Резюме • Керн – каменный материал • Цилиндрики, шлифы • Исследования на керне v. Обстановки осадконакопления: v. Континентальные (русла рек, озера, пустыни) v. Прибрежные (переходные) (дельты, приливно- отливные зоны) v. Морские (терригенные и карбонатные, шельфы, бары, платформы, турбидиты)