КОЛЛЕ́КТОР

КОЛЛЕ́КТОР неф­ти и га­за, гор­ная по­ро­да, спо­соб­ная вме­щать жид­кие, га­зо­об­раз­ные уг­ле­во­до­ро­ды и от­да­вать их в про­цес­се раз­ра­бот­ки. К. под­раз­де­ля­ют­ся на про­мыш­лен­ные, из ко­то­рых воз­мож­но по­лу­че­ние дос­та­точ­ных по ве­ли­чи­не при­то­ков флюи­дов, и не­про­мыш­лен­ные, из ко­то­рых по­лу­че­ние та­ких при­то­ков на дан­ном эта­пе не­воз­мож­но. Ниж­ние пре­де­лы па­ра­мет­ров кол­лек­тор­ских свойств (про­ни­цае­мо­сти и по­лез­ной ём­ко­сти), оп­ре­де­ляю­щие пром. оцен­ку К., за­ви­сят от со­ста­ва флюи­да (для га­за в свя­зи с его под­виж­но­стью они зна­чи­тель­но ни­же, чем для неф­ти) и ти­па кол­лек­то­ра (по­ро­вый, био­пус­тот­ный, ка­вер­ноз­ный, тре­щин­ный или сме­шан­ный).

Фор­ми­ро­ва­ние К. на­чи­на­ет­ся со ста­дии се­ди­мен­то­ге­не­за по­ро­ды. Сте­пень со­хран­но­сти се­ди­мен­та­ци­он­ных при­зна­ков за­ви­сит пре­ж­де все­го от ми­нер. со­ста­ва по­ро­до­об­ра­зую­щей час­ти (мат­ри­цы) К., ми­нер. со­ста­ва и фор­мы рас­пре­де­ле­ния в по­ро­вом про­стран­ст­ве це­мен­та, а так­же от мощ­но­сти К. Пост­се­ди­мен­таци­онная эво­лю­ция К. оп­ре­де­ля­ет­ся но­вы­ми при­зна­ка­ми, фор­ми­рую­щи­ми­ся под влия­ни­ем уве­ли­чи­ваю­щих­ся дав­ле­ния и темп-ры, по­вы­ше­ния кон­цен­тра­ции флю­и­дов, пе­ре­рас­пре­де­ле­ния це­мен­ти­рую­ще­го ма­те­риа­ла, из­ме­не­ния струк­ту­ры пус­тот­но­го про­стран­ст­ва, рас­тво­ре­ния не­ус­той­чи­вых и об­ра­зо­ва­ния ста­биль­ных ми­не­ра­лов. Из­ме­не­ния про­те­ка­ют с раз­ной ин­тен­сив­но­стью, оп­ре­де­ляе­мой в пер­вую оче­редь ли­то­ло­гич. ти­пом по­ро­ды.

Наи­бо­лее рас­про­стра­не­ны тер­ри­ген­ные и кар­бо­нат­ные К., с ко­то­ры­ми свя­за­ны осн. из­вле­кае­мые за­па­сы уг­ле­во­до­ро­дов, ре­же встре­ча­ют­ся гли­ни­сто-крем­ни­сто-би­ту­ми­ноз­ные, вул­ка­но­ген­ные и вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ные, маг­ма­тич. и др.

Осн. мас­са тер­ри­ген­ных К. от­но­сит­ся к по­ро­во­му ти­пу, ха­рак­те­ри­зую­ще­му­ся меж­зер­но­вым пус­тот­ным про­стран­ст­вом, их на­зы­ва­ют меж­зер­но­вы­ми (гра­ну­ляр­ны­ми); встре­ча­ют­ся так­же К. со сме­шан­ным ха­рак­те­ром пус­тот­но­го про­стран­ст­ва (тре­щин­но-по­ро­вые и да­же ка­вер­ноз­но-по­ро­вые раз­но­сти – ес­ли часть зё­рен срав­ни­тель­но лег­ко вы­ще­ла­чи­ва­ет­ся). Свой­ст­ва тер­ри­ген­ных К. за­ви­сят пре­ж­де все­го от гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ва, фор­мы и ха­рак­те­ра по­верх­но­сти сла­гаю­щих по­ро­ду зё­рен, сте­пе­ни их от­сор­ти­ро­ван­но­сти, ока­тан­но­сти, ви­да упа­ков­ки об­ло­моч­ных зё­рен; ко­ли­че­ст­ва, со­ста­ва и ти­па це­мен­та. Эти па­ра­мет­ры обу­слов­ли­ва­ют гео­мет­рию по­ро­во­го про­стран­ст­ва, оп­ре­де­ля­ют ве­ли­чи­ны эф­фек­тив­ной по­рис­то­сти, про­ни­цае­мо­сти, при­над­леж­ность по­род к разл. клас­сам К. по­ро­во­го ти­па. На фильт­рац. спо­соб­ность тер­ри­ген­ных К. влия­ет так­же ко­ли­че­ст­во, ми­нер. со­став и ха­рак­тер рас­пре­де­ле­ния гли­ни­стой при­ме­си, сни­жаю­щей про­ни­цае­мость. Сре­ди мно­же­ст­ва клас­си­фи­ка­ций тер­ри­ген­ных К. наи­бо­лее по­пу­ляр­ная по­строе­на с учё­том их гра­ну­ло­мет­рич. со­ста­ва, эф­фек­тив­ной по­рис­то­сти и про­ни­цае­мо­сти. По этим па­ра­мет­рам раз­ли­ча­ют шесть клас­сов тер­ри­ген­ных К. с про­ни­цае­мо­стью со­от­вет­ст­вен­но св. 1000 мД (мил­ли­дар­си), 1000–500, 500–100, 100–10, 10–1 и ме­нее 1 мД (1 мД≈1·10^–3 мкм²). Ка­ж­до­му ти­пу пес­ча­но-алев­ри­то­вых по­род в пре­де­лах то­го или ино­го клас­са со­от­вет­ст­ву­ет своя ве­ли­чи­на эф­фек­тив­ной по­рис­то­сти. По­ро­ды, от­но­ся­щие­ся к клас­су с про­ни­цае­мо­стью ме­нее 1 мД, в ес­теств. ус­ло­ви­ях обыч­но со­дер­жат 90% и бо­лее ос­та­точ­ной во­ды и не яв­ля­ют­ся К. пром. зна­чения. Луч­ши­ми фильт­рац. свой­ст­ва­ми об­ла­да­ют квар­це­вые пес­ки вслед­ст­вие низ­кой сорб­цион­ной спо­соб­но­сти квар­ца. На­ли­чие тре­щин спай­но­сти и таб­лит­ча­тый га­би­тус (об­лик) боль­шин­ст­ва ми­не­ра­лов, сла­гаю­щих по­ли­мик­то­вые пес­ча­ни­ки, а так­же их бо­лее вы­со­кая сорб­ци­он­ная ём­кость зна­чи­тель­но сни­жа­ют ко­эф­фи­ци­ент фильт­ра­ции флюи­дов.

Для кар­бо­нат­ных К. ха­рак­те­рен наи­бо­лее ши­ро­кий спектр ти­пов: гра­ну­ляр­ные (ооли­то­вые и об­ло­моч­ные из­вест­ня­ки), тре­щин­ные (плот­ные из­вест­ня­ки и до­ло­ми­ты), ка­вер­ноз­ные (ре­зуль­тат кар­ста), био­пус­тот­ные (ор­га­но­ген­ные из­вест­ня­ки). Осо­бен­но­сти кар­бо­нат­ных К. — ран­няя ли­ти­фи­ка­ция, из­би­рат. рас­тво­ри­мость, склон­ность к тре­щи­но­об­ра­зо­ва­нию – обу­сло­ви­ли боль­шое раз­но­об­ра­зие мор­фо­ло­гии и ге­не­зи­са пус­тот. Ка­че­ст­во кар­бо­нат­ных К. оп­ре­де­ля­ет­ся пер­вич­ны­ми ус­ло­вия­ми се­ди­мен­та­ции, ин­тен­сив­но­стью и на­прав­лен­но­стью пост­се­ди­мен­та­ци­он­ных пре­об­ра­зо­ва­ний, за счёт влия­ния ко­то­рых раз­ви­ва­ют­ся до­пол­нит. по­ры, ка­вер­ны, тре­щи­ны и круп­ные по­лос­ти вы­ще­ла­чи­ва­ния. Кар­бо­нат­ные К. ха­рак­те­ри­зу­ют­ся край­ней не­выдер­жан­но­стью свойств и их зна­чит. раз­но­об­ра­зи­ем в за­ви­си­мо­сти от фа­ци­аль­ных ус­ло­вий об­ра­зо­ва­ния, что за­труд­ня­ет их со­пос­тав­ле­ние. Фа­ци­аль­ные ус­ло­вия об­ра­зо­ва­ния кар­бо­нат­ных по­род в боль­шей ме­ре, чем в тер­ри­ген­ных, влия­ют на фор­ми­ро­ва­ние кол­лек­тор­ских свойств. По ми­нер. со­ста­ву кар­бо­нат­ные по­ро­ды ме­нее раз­но­об­раз­ны, чем тер­ри­ген­ные, но по струк­тур­но-тек­стур­ным ха­рак­те­ри­сти­кам име­ют го­раз­до боль­ше раз­но­вид­но­стей. Влия­ние вто­рич­ных пре­об­ра­зо­ва­ний осо­бен­но ве­ли­ко в по­ро­дах с пер­вич­но не­од­но­род­ной струк­ту­рой по­ро­во­го про­стран­ст­ва (ор­га­но­ген­но-об­ло­моч­ные раз­но­сти). По ха­рак­те­ру пост­се­ди­мен­та­ци­он­ных пре­об­ра­зо­ва­ний кар­бо­нат­ные по­ро­ды от­ли­ча­ют­ся от тер­ри­ген­ных, пре­ж­де все­го сте­пе­нью уп­лот­не­ния. Ос­тат­ки био­гер­мов с са­мо­го на­ча­ла пред­став­ля­ют прак­ти­че­ски твёр­дые об­ра­зо­ва­ния, и да­лее уп­лот­не­ние идёт уже мед­лен­но. Кар­бо­нат­ный ил и мел­ко­об­ло­моч­ные, ком­ко­ва­то-во­до­рос­ле­вые кар­бо­нат­ные осад­ки бы­ст­ро ли­ти­фи­ци­ру­ют­ся, по­рис­тость не­сколь­ко со­кра­ща­ет­ся, но зна­чит. объ­ём по­ро­во­го про­стран­ст­ва «кон­сер­ви­ру­ет­ся». Тре­щи­но­ва­тость, как пра­ви­ло, со­став­ляю­щая в по­ро­дах 0,1–1%, в кар­бо­нат­ных К. мо­жет дос­ти­гать 1,5–2,5%. При зна­чит. мощ­но­сти тре­щи­но­ва­тых про­дук­тив­ных го­ри­зон­тов ём­кость тре­щин име­ет су­ще­ст­вен­ное зна­че­ние для оцен­ки по­лез­но­го объ­ё­ма пла­стов. До­пол­нит. ём­кость кар­бо­нат­ных К. тре­щин­но­го ти­па соз­да­ёт­ся так­же сти­ло­ли­то­вы­ми шва­ми, об­ра­зо­ва­ние ко­то­рых свя­за­но с не­рав­но­мер­ным рас­тво­ре­ни­ем под дав­ле­ни­ем. Гли­ни­стая ко­роч­ка на по­верх­но­сти сти­ло­ли­то­вых швов пред­став­ля­ет не­рас­тво­ри­мый ос­та­ток по­ро­ды. Час­то го­ри­зон­ты раз­ви­тия сти­ло­ли­тов яв­ля­ют­ся наи­бо­лее про­дук­тив­ны­ми в раз­ре­зе, что обу­слов­ле­но вы­мы­ва­ни­ем гли­ни­стых ко­ро­чек. Наи­бо­лее зна­чит. за­па­сы уг­ле­во­до­ро­дов со­сре­до­то­че­ны в ка­вер­ноз­но-по­ро­вом и по­ро­вом ти­пах кар­бо­нат­ных К. Луч­ши­ми кар­бо­нат­ны­ми К. яв­ля­ют­ся ри­фо­вые из­вест­ня­ки, из ко­то­рых бы­ли по­лу­че­ны и ре­корд­ные де­би­ты неф­ти (де­сят­ки ты­сяч тонн в су­тки).

В гли­ни­сто-крем­ни­сто-би­ту­ми­ноз­ных К. пре­об­ла­да­ют тре­щин­ные и по­ро­во-тре­щин­ные ти­пы. По­ро­ды ха­рак­те­ри­зу­ют­ся зна­чит. из­мен­чи­во­стью ми­нер. со­ста­ва, не­оди­на­ко­вой обо­га­щён­но­стью ор­га­нич. ве­ще­ст­вом. Мик­ро­слои­стость, раз­ви­тие суб­ка­пил­ляр­ных пор и мик­ро­тре­щи­но­ва­тость обу­слов­ли­ва­ют от­но­си­тель­но низ­кие фильт­ра­ци­он­но-ём­ко­ст­ные свой­ст­ва. B не­ко­то­рых раз­но­стях по­рис­тость дос­ти­га­ет 15% при про­ни­цае­мо­сти в до­ли мД. В та­ких по­ро­дах уча­ст­ки с по­вы­шен­ной по­рис­то­стью и про­ни­цае­мо­стью раз­но­об­раз­ной фор­мы воз­ни­ка­ют в про­цес­се ка­та­ге­не­за (син­хрон­но с ге­не­ра­ци­ей неф­тя­ных и га­зо­вых уг­ле­во­до­ро­дов и пе­ре­строй­кой струк­тур­но-тек­стур­ных осо­бен­но­стей ми­нер. мат­ри­цы по­ро­ды). Счи­та­ют, что в се­ди­мен­то­ге­не­зе об­ра­зу­ют­ся мик­ро­бло­ки по­ро­ды, по­кры­тые плён­кой сор­би­ро­ван­но­го ор­га­нич. ве­ще­ст­ва. Кол­ло­морф­ный крем­не­зём, об­во­ла­ки­вая аг­ре­га­ты гли­ни­стых ми­не­ра­лов, соз­да­ёт на их по­верх­но­сти слож­ные ком­плек­сы с уча­сти­ем ор­га­нич. ве­ще­ст­ва и крем­не­зё­ма (воз­ни­ка­ют т. н. крем­не­ор­га­ни­че­ские ру­баш­ки). Про­цес­сы транс­фор­ма­ции гли­ни­стых ми­не­ра­лов и вы­де­ле­ния свя­зан­ной во­ды при­водят к об­ра­зо­ва­нию мел­ких по­слой­ных тре­щин. От­дель­ные уча­ст­ки по­ро­ды вслед­ст­вие рос­та внутр. дав­ле­ния про­ни­зы­ва­ют­ся сис­те­мой тре­щин вдоль по­верх­но­сти «ру­ба­шек». При вскры­тии та­ких К., как пра­ви­ло, от­ме­ча­ют­ся ра­зу­п­лот­не­ние и ано­маль­но вы­со­кое пла­сто­вое дав­ле­ние. По­вы­ше­нию тре­щи­но­ва­то­сти по­ро­ды спо­соб­ст­ву­ют и тек­то­нич. про­цес­сы. При от­бо­ре неф­ти из та­ких по­род тре­щи­ны смы­ка­ют­ся – это К. «од­но­ра­зо­во­го ис­поль­зо­ва­ния». В них нель­зя за­ка­чать газ или нефть, как это де­ла­ют при строи­тель­ст­ве под­зем­ных хра­ни­лищ в др. ти­пах по­род.

Сре­ди вул­ка­но­ген­ных и вул­ка­но­ген­но-оса­доч­ных К. наи­бо­лее час­то встре­ча­ют­ся тре­щин­ный и по­ро­во-тре­щин­ный ти­пы. Эти К. от­ли­ча­ют­ся боль­шой ро­лью тре­щи­но­ва­то­сти, рез­кой из­мен­чи­во­стью свойств в пре­де­лах ме­сто­ро­ж­де­ния. Нефть и газ в ту­фах, ла­вах и дру­гих раз­но­стях свя­за­ны с пус­то­та­ми, ко­то­рые об­ра­зо­ва­лись при вы­хо­де га­за из ла­во­во­го ма­те­риа­ла, или с вто­рич­ным вы­ще­ла­чи­ва­ни­ем и тре­щи­но­ва­то­стью. Неф­те­нос­ность этих по­род все­гда вто­рич­на. Осо­бен­ность та­ких К. за­клю­ча­ет­ся в не­со­от­вет­ст­вии ме­ж­ду срав­ни­тель­но низ­ки­ми ве­ли­чи­на­ми ём­ко­сти, про­ни­цае­мо­сти и вы­со­ки­ми де­би­та­ми сква­жин, вскры­ваю­щих за­ле­жи в этих по­ро­дах.

Фор­ми­ро­ва­ние К. в маг­ма­ти­че­ских и ме­та­мор­фи­че­ских по­ро­дах свя­за­но с ме­та­со­ма­то­зом и вы­ще­ла­чи­ва­ни­ем в ре­зуль­та­те гид­ро­тер­маль­ной дея­тель­но­сти, кон­трак­ци­ей (усад­кой) при ос­ты­ва­нии по­ро­ды, дроб­ле­ни­ем по зо­нам тек­то­нич. на­ру­ше­ний. Осн. объ­ём пус­тот в маг­ма­тич. К. при­над­ле­жит мик­ро­тре­щи­нам и мик­ро­ка­вер­нам. По­рис­тость по­род в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев не пре­вы­шает 10–11%. Про­ни­цае­мость мат­ри­цы не­вы­со­ка, но в ре­зуль­та­те раз­ви­тия ка­вер­ноз­но­сти и тре­щи­но­ва­то­сти в це­лом про­ни­цае­мость дос­ти­га­ет со­тен мД.

Вы­яв­ле­ние К. неф­ти и га­за про­во­дит­ся ком­плек­сом гео­фи­зич. ис­сле­до­ва­ний сква­жин и ана­ли­зом ла­бо­ра­тор­ных дан­ных c учё­том гео­ло­гич. ин­фор­ма­ции по ме­сто­ро­ж­де­нию. При изу­че­нии кар­бо­нат­ных К., кро­ме тра­диц. ли­то­ло­гич. и про­мы­сло­во-гео­фи­зич. ме­то­дов, ис­поль­зу­ют фо­то- и ульт­ра­зву­ко­вой ка­ро­таж, ме­тод ка­пил­ляр­но­го на­сы­ще­ния по­род лю­ми­но­фо­ра­ми и др.