Таким образом, использование вышеописанной методики пиролиза обеспечивает прямое количественное измерение следующих параметров:

· S0 - содержание углеводородного газа в навеске породы, кг/т породы;

· S1 - содержание в породе нефти (битумоида), кг/т породы;

· S2 - нефтяной потенциал керогена, сохранившийся к моменту анализа образца, кг/т породы;

· Сорг - содержание в породе органического углерода, масс.%.

Кроме того, фиксируется температура максимального выхода углеводородов в пике S2.

Параметр S0 мало информативен прежде всего из-за естественной дегазации шлама и керна на устье скважины за счет огромного перепада давления. Показатель S1, следуя конструктивной логике пиролизатора, должен быть ведущим в ряду других параметров выхода УВ при пиролизе. Это действительно в случае, когда изучаются проницаемые породы-коллекторы нефти, которые необходимо оценить с позиций нефтегазоносности. Однако рассматривать содержание УВ пика S1 как прямой и достаточный показатель продуктивности пласта - значит сильно удаляться от истины. Экспериментально доказано, что в неколлекторских глинистых отложениях выход УВ пика S1 надежно соотносится с содержанием хлороформенного битумоида. Как правило, интерпретация параметра S1 не выходит за рамки обычного здравого смысла: чем выше значение S1 в песчанике, тем с большей уверенностью можно говорить о его возможной продуктивности, и соответственно чем больше S1 в глинах, тем выше уровень реализации нефтематеринского потенциала породы и вероятней достижение ею главной фазы нефтеобразования.

Параметр S2 объективно характеризует остаточный нефтегенерационный потенциал керогена, что подтверждается независимыми методами исследования. Однако в S2 в аддитивной форме присутствуют высокомолекулярные гетеросоединения смол и асфальтенов нефти (или битумоида), которые, конденсируясь в тигле при 300°С в виде своеобразного шлака, выносятся из микрореактора пиролизатора лишь в зоне более высоких температур крекинга керогена. Вероятно, доля их в S2 сравнительно невелика.

Б. Тиссо и Д. Вельте полагают, что значения S2, меньшие 2 кг УВ/т, характеризуют бедные нефтематеринские отложения, от 2 до 6 - удовлетворительные, свыше 6 - богатые нефтематеринские пласты.

Содержание органического углерода в отношении с S2 приобретает особый смысл для характеристики типа ОВ и в зоне сильного проявления мезо- и апокатагенеза, когда низкие значения Сорг свидетельствуют о полном истощении нефтегенерационного потенциала материнской породы.

Температура максимального выхода УВ в зоне крекинга керогена - Tmax - выступает в качестве критерия степени катагенетического преобразования нефтематеринской породы. Аналогичного мнения придерживаются большинство исследователей, в частности, М. Тайхмюллер и Б. Дюран, изучившие параметры R°max и Tmax для углей широкого стратиграфического диапазона: от карбоновых до плиоценовых. Корреляция между R°max и Tmax в зоне от R°max = 0,5% (Tmax = 425°С) до R°max = 1,5% (Tmax = 475°С) носит линейный характер. Ниже и выше этого отрезка Tmax увеличивается быстрее, чем R°max. Однако нужно учитывать влияние на величину Tmax литологического состава породы и мацерального состава ОВ. На одной и той же глубине Tmax в песчаниках может изменяться на 100-200°С. Поэтому рекомендуется проводить сопоставления Tmax и R°max лишь для глинистых отложений, характеризующихся устойчивой связью Tmax с увеличением глубины погружения пород (Лопатин, Емец, 1987).

В стандартный комплект интерпретационных алгоритмов Rock Eval входят коэффициенты, представляющие собой ряд отношений измеряемых параметров. Для выделения миграционного феномена и прогнозирования нефтеносности разреза используется так называемый индекс нефтяной продуктивности OPI = S1/(S0+S1+S2). Значение OPI, превышающее 0,5, считается признаком промышленной нефтеносности проницаемого пласта. Высокий коэффициент OPI в глинистых НМ-отложениях свидетельствует об активно протекающих процессах перераспределения новообразованной микронефти; он характерен также для ОВ, прошедшего главную зону нефтеобразования. Это коэффициент при прочих равных условиях непрерывно возрастает как функция глубины (точнее, степени катагенеза) вследствие реализации нефтематеринского потенциала керогена.

Отношение S2/Сорг получило наименование водородного индекса HI, который отражает нефтегенерационный потенциал и тип материнского ОВ (Лопатин, Емец, 1987).

При подготовке образцов для пиролиза были соблюдены следующие условия. Сухие навески отбирались из как можно более темноцветных (темно-серых, черных) пород. Навеска породы, содержащей РОВ, для одного анализа составляла 70 мг. Органические и минеральные загрязнения образцов не допускались. Исследования проводились на приборе Rock-Eval-III. Данный прибор (в отличие от новой разработки Французского Института Нефти Rock-Eval-6) определяет параметры S0, S1, S2, но не позволяет высчитывать Сорг, потому определение этого параметра производилось отдельно.

Способы определения Сорг подобно большинству других способов определения элементного состава органических соединений основаны на переводе органического вещества (ОВ) в простейшие неорганические соединения (для углерода с СО2) и определении их содержания весовым, объемным, газохроматографическим методами. В данном случае применялся способ сожжения с определением количества образовавшегося CO2 газохроматографическим методом (в Сорг - анализаторе). Данный метод требует предварительной обработки породы 10%-ной соляной кислотой для удаления из породы углерода, связанного в карбонатах. Для этой операции из тщательно перемешенной измельченной породы берется навеска 10 г при невысокой карбонатности. Выход нерастворимого остатка в процентах на породу используется для пересчета аналитически определяемого содержания Сорг в нерастворимом остатке на исходную породу (Справочник по геохимии…, 1998).

Исследования проводились в Москве во ВНИИГеосистем при непосредственном участии автора.

Глава 5. Критерии катагенетических изменений отложений Адмиралтейского мегавала

5.1 Макроскопическое описание пород

Макроскопическое описание пород из керна скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 производилось автором в кернохранилище ФГУП «Арктикморнефтегазразведка». Керн разделен по долблениям, т.е. по глубинным интервалам его отбора из скважины. Долбления скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 отмечены на схематических литолого-стратиграфических колонках (приложение 2). Керн из скважины Крестовая-1 представлен из всех ее долблений - интервалов отбора - 1735-1741 м, 2049-2056 м, 2417-2425 м, 2684-2693 м, 2952-2965 м, 3095-3103 м, 3395-3408 м, 3905-3914 м, 4055-4065 м. Керн из скважины Адмиралтейская-1 представлен не во всех долблениях, только в интервалах 1844-1856 м, 2145-2158 м, 2852-2865 м и 3234-3244 м. Большая часть керна в кернохранилище отсутствует. По этой причине для характеристики пород остальных долблений - 2637-2645 м, 3403-3415 м, 3603-3615 м, 3748-3755 м - были использованы описания из фондовых материалов ВНИИОкеангеология.

По результатам макроскопического описания отложения скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 представлены аргиллитами, аргиллитоподобными глинами, в меньшей степени, алевролитами и песчаниками. Ниже приводится описание отложений по долблениям вниз по разрезу.

Скважина Адмиралтейская-1.

Интервал 1844-1856 м. Отложения представлены переслаиванием тонкозернистых терригенных пород - аргиллитов и алевролитов. Аргиллиты преимущественно черного цвета, иногда в них встречаются уплощенные включения алевролита (рис.4а); алевролиты имеют цвет от светло-серого до темно-серого, сильно глинистые. Вся порода массивная, плотная, очень крепкая. Наблюдаемая в алевролитах и аргиллитах слоистость тонкая, горизонтально-волнистая, прерывистая. Обломки пород представляют собой «щебенку» с раковистым изломом.

Интервал 2145-2158 м. Встречаются «брекчиевидные» породы: алевролиты серого цвета со слабым зеленоватым оттенком содержат угловатые обломки (первые см) темных до черного цвета аргиллитов. Наблюдаются трещины, выполненные кальцитом. В нижней части интервала отложения представлены обычными темно-серыми аргиллитами с раковистым изломом. Встречаемые алевролиты сильно глинистые. Породы плотные, колются со звоном.

Интервалы 2637-2645 м, 2852-2865 м, 3234-3244 м, 3403-3415 м. Аргиллиты темно-серые (рис.4b), преобладают однородные, часто присутствует пирит, разбиты вертикальными трещинами, выполненными кварцем. На отдельных участках появляются тонкие горизонтальные слойки более светлых алевролитов, образуя горизонтальную слоистость.

Рис.4. a - горизонтально слоистый аргиллит, 1844+5,5 м;

b - горизонтально-волнисто слоистый аргиллит, 2637+7,5 м.

Алевролиты глинистые. Породы плотные, крепкие, с раковистым изломом и скорлуповидной отдельностью.

Интервал 3603-3615 м. Аргиллиты темно-серые, с раковистым изломом, очень крепкие, с редкими тончайшими (доли мм) светло-серыми, слабо известковыми слойками. Встречается мелкий растительный детрит. В низах интервала встречаются мелкие углефицированные остатки флоры (фрагменты стеблей). В этой части интервала - переслаивание алевролитов и светлых известковых алевролитов. Эти слойки встречаются на всем интервале. Местами аргиллиты темно-серые (черно-серые) с буроватым оттенком.

Интервал 3748-3755. В этом интервале породы представлены карбонатными породами: иловыми и илово-биокластическими известняками серого и темно-серого цвета, интенсивно окремненными. Структура известняков пелитоморфная, мелкозернистая, участками реликтовая органогенно-обломочная за счет присутствия перекристаллизованных обломков створок раковин, остатков криноидей, спикул губок. Окремнение двух типов: равномерное, когда скрытокристаллический кремнезем развивается по породе и желваково-прожилковое. Характерны стилолитовые швы, подчеркнутые нитевидными скоплениями углеродисто(?)-глинистого материала (Бро и др., 1993).

Общая особенность практически всех изучаемых пород это наличие горизонтально-слоистой и массивной структуры, породы очень крепкие. Обломки аргиллитов и алевролитов представляют собой «щебенку» с раковистым изломом.

Скважина Крестовая-1.

Интервал 1735-1741 м. В верхах интервала встречаются песчаные породы. Песчаник зеленовато-серый, мелкозернистый, алевритистый до алевролитового, с глинистым цементом. Порода плотная и крепкая, в маломощных участках (до 0,25 м) однородная. По всему интервалу изредка встречаются прослои (1-5 см) аргиллита темно-серого. Слоистость горизонтальная и волнистая. В песчанике постоянно наблюдаются скопления угловатых уплощенных обломков (нередко многочисленных) темно-серых аргиллитов, ориентированных горизонтально; в небольшом количестве наблюдаются скопления обугленного растительного детрита по отдельным плоскостям напластования. Аргиллитоподобные глины темно-серые с зеленоватым оттенком, слабо алевритистые, однородные. Керн представлен мелкой комковатой щебенкой, встречаются мелкие зеркала скольжения. Порода преимущественно красновато-коричневая с темно-зелеными пятнами и разводами. Порода алевритистая, плотная и крепкая, массивная с шероховатым изломом. Отмечаются мелкие и крупные зеркала скольжения.

В целом наблюдается неравномерное тонкое переслаивание аргиллитов, алевролитов и песчаников. Аргиллит красновато-коричневого и темно-серого цветов, плотный, крепкий, однородный, отмечается раковистый излом. Мощность прослоев аргиллита 2-5 см.. Алевролит зеленовато-серый, темный, мелкозернистый, глинистый, плотный, крепкий, однородный. Мощность прослоев 10-20 см. В переслаивании преобладают песчаные прослои. Слоистость близка к горизонтальной, контакты аргиллит-песчаник резкие и отчетливые, аргиллит-алевролит - с постепенным переходом.

Интервал 2049-2056 м. Неравномерное переслаивание аргиллита темно-серого, аргиллита темно-коричневого, алевролита зеленовато-серого и песчаника серого с зеленоватым оттенком. Аргиллит темно-серый, слабо алевритистый, плотный, крепкий, однородный, с раковистым изломом. Мощность прослоев 1-3 см. Аргиллит темно-коричневый, слабо алевритистый, однородный, керн представлен как мелкой щебенкой, так и массивными кусками с раковистым и гладким изломом. Алевролит зеленовато-серый, разнозернистый с глинистым цементом, плотный, крепкий, однородный. Мощность прослоев алевролитов 0,10 - 0,20 м. Песчаник серый с зеленоватым оттенком, мелкозернистый, в разной степени алевритистый с глинистым цементом, плотная и очень крепкая, преимущественно однородная. В небольшом количестве по отдельным плоскостям наслоения наблюдаются скопления углистого детрита. Мощность песчаных прослоев 0,20 - 0,60 м. В переслаивании преобладают прослои аргиллитов. Слоистость, в целом, горизонтальная.

Интервал 2417-2425 м. Аргиллиты преимущественно красновато-коричневые, участками до темно-серого, с красновато-коричневым оттенком от слабо алевритистого до алевритистого, плотные, крепкие, с гладким и раковистым изломом, однородные.

Интервал 2684-2693 м. В этом интервале наблюдается переслаивание песчаников и аргиллитов. Песчаник зеленовато-серый, мелкозернистый, алевритистый, с глинистым цементом, плотный, крепкий. По всему интервалу изредка встречаются округлые карбонатные стяжения, выполненные светло-коричневым кальцитом, ориентированные по напластованию. Аргиллит зеленовато-серый, темный, алевритистый, плотный, крепкий, массивный, однородный.

Интервалы 2952-2965 м, 3095-3103 м. Здесь породы представлены переслаивающимися аргиллитоподобными глинами и алевролитами бурой, вишневой, серой окрасок. Породы все массивные, различной твердости: аргиллитоподобные глины менее твердые, чем наблюдаемые в предыдущем интервале аргиллиты. Намывы или налеты глинистого материала красновато-вишневого цветов наблюдаются на плоскостях напластования между прослоями.

Интервалы 3267-3280 м, 3395-3408 м, 3586-3598 м. В целом, эти интервалы представлены переслаиванием алевролитов и аргиллитоподобных глин, алевролитов, алевропесчаников преимущественно серых цветов, иногда в них появляются глинистые включения (обломки аргиллитоподобных глин) буро-вишневых цветов. В интервале 3586-3598 м появляются аргиллиты серые с зеленоватым и красновато-бурым оттенками.

Интервал 3809-3819 м, 3905-3914 м, 3947-3956 м, 4055-4065 м. В данных интервалах наблюдается переслаивание аргиллитов серых, черных, пестроцветных, алевролитов серых, пестроцветных. Породы плотные, массивные, с раковистым изломом. Углефицированного растительного детрита мало или вообще не наблюдается. Слоистость горизонтальная, иногда волнистая. Наибольшее распространение здесь имеют серые до черного цвета типичные аргиллиты - плотные, крепкие, с раковистым изломом.

По результатам макроскопического описания керна скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 можно сказать следующее: отложения скважины Адмиралтейская-1 в большей степени представлены переслаивающимися плотными, крепкими, с раковистым изломом аргиллитами и алевролитами, изредка песчаниками. Породы преимущественно серых до черного цветов. В интервале глубин 3748-3755 м (забой скважины) встречены карбонатные отложения, также плотные, массивные, кремнистые. В скважине Крестовая-1 встречаются аргиллиты, аргиллитоподобные глины, алевролиты, песчаники серые до черного, пестроцветные. В отличие от пород керна скважины Адмиралтейская-1 эти отложения характеризуются различной твердостью, меняясь от полутвердой до очень крепких на протяжении всего разреза. Также породы скважины Крестовая-1 имеют ярко выраженную пестроцветную окраску.

Отложения как скважины Адмиралтейская-1, так и скважины Крестовая-1 обеднены рассеянным органическим веществом, углефицированных остатков в них практически не наблюдается или их очень мало.

5.2 Петрографический состав пород

Скважина Адмиралтейская-1.

В интервале глубин 1844 - 1856 м представлены отложения, которые имеют следующее петрографическое описание: в основном, отложения представлены аргиллитами, в состав которых входят угловатые алевритовые зерна преимущественно кварца размерами 0,01-0,05 мм, примесь мелкого углистого детрита, лейсты слюды и хлорита; матрикс сложен глинистыми микрочешуйками; текстура массивная. Слоистость, если таковая наблюдается, подчеркнута тонкими, темными слойками, обогащенными углисто(?)-глинистым веществом или же она обусловлена распределением глинистых минералов матрикса по отношению к алевритовой составляющей пород.

Песчаники мелкозернистые с массивной текстурой имеют следующий состав обломочной части: угловатые, реже округлые, зерна кварца, полевого шпата, плагиоклаза (микроклин), хлорита, обломков кварцитов; размеры зерен и обломков в среднем 0,10 мм. Цемент встречается как мономинеральный, так и полиминеральный по составу. По классификации песчаных пород В.Д. Шутова (Платонов, Тугарова, 2003) песчаные отложения представлены мезомиктовыми песчаниками и кварцевыми граувакками, причем последние встречаются чаще (рис.7). Встречаются мезомиктовые песчаники с карбонатным цементом, закрыто-поровым, микрокристаллическим, сложенным, в основном, кальцитом (рис.5a, 5b), в граувакковых песчаниках (рис. 5c, 5d), обломочную часть которых составляют обломки кварцитов, встречается так закрыто-поровый с независимой по отношению к зернам цементацией карбонатный цемент, так и островной карбонатный цемент. Помимо упомянувшего типа цемента, определяемого по взаимоотношению с зернами, - независимой цементации, можно выделить и коррозийный, но в данном интервале глубин характер проявления коррозии незначителен. Чаще цемент является полиминеральным по составу - это глинисто-карбонатный, глинисто-кварцево-карбонатный. Отличительной чертой песчаных отложений является то, что зерна в них имеют вполне ясные очертания, не подвержены явной коррозии.

В интервале глубин 2145 - 2158 м отложения по составу, структуре и текстуре практически не отличаются от таковых предыдущего интервала. Это в полной мере относится к глинистым отложениям. Песчаные отложения по классификации В.Д. Шутова (рис.7) представлены также в большей степени кварцевыми граувакками, отдельные образцы - мезомиктовыми песчаными породами (рис. 5e, 5f). Они также характеризуются наличием глинисто-карбонатного цемента, состав их включает зерна кварца, полевых шпатов, плагиоклазов, лейст слюд, обломков кварцитов. Здесь можно отметить более агрессивное проявление карбонатизации зерен, в частности кварцевых.

На глубинах 2637-2645 м встречаются аргиллиты, аналогичные по составу и структуре вышерассмотренным. Аргиллиты буроватой окраски, алевритистые (до аргиллита). Структура алеврито-чешуйчатая, текстура массивная, волнистослоистая.



Рис. 5. а,b - мезомиктовый песчаник с глинисто-карбонатным цементом; c,d - кварцевая граувакка с карбонатно-кремнисто-глинистым цементом; e - rварцевая граувакка с кремнисто-глинисто- карбонатным цементом; f - мезомиктовый песчаник с глинисто- карбонатным цементом; g, h - окремненный доломитизированный известняк с микростилолитовыми швами.

Иногда алевритовая фракция распределена послойно (0,002-0,080 мм), включает обломки кварца, полевых шпатов, кварцитов, много мелких частиц черного детрита, лейсты гидрослюды и хлорита; цемент - карбонатно-кремнисто-глинистый: глинистый - микрочешуйчатый, буроватый, карбонатный - микрокристаллический, закрыто-поровый, островной; там, где развит матрикс, состав аналогичный. Имеется коррозия обломочных зерен. Алевролиты, встреченные здесь, являются кварцевыми граувакками.

Породы, встреченные в интервалах глубин 2852-2865 м, 3234-3244 м, 3403- 3415 м, 3603-3615 м представлены алевритистыми или алевролитовыми аргиллитами буроватой окраски; как островной встречается карбонатный цемент (в алевролитовых составляющих пород), как матрикс - кремнисто-глинистый. Текстура массивная, тонкослоистая. Структура иногда тонкослоистая, обусловлена либо переслаиванием глинистых и алевролитовых составляющих пород, а также - наличием растительного детрита.

В интервале глубин 3749-3755 встречены известняки доломитизированные, сильно кремнистые (рис.5g,h). Структура пелитоморфная, мелкокристаллическая. Текстура массивная. Реликтовые гнезда известняка сложены микроспаритовым кальцитом (0,004-0,015 мм) с большим количеством мелких ромбов доломита (до 0,09 мм) и с примесью зерен кварца. Известняк облачно замещается массивным агрегатом микрозернистого и микросферолитового кремнистого вещества с выделениями крупных ромбов доломита (0,06 - 1,10 мм). Доломитизация породы развивалась после окремнения, на что указывает нахождение ряда ромбов доломита одновременно и в известняке, и в кремнеземе. Наблюдаются стилолитовые швы, которые широко развиваются особенно в тех породах, которые содержат примесь глинистого вещества и органического вещества (рис.5g,h).

Скважина Крестовая-1.

В изученных автором шлифах представлены породы, похожие по своему составу, структуре и текстуре таковым рассмотренных выше отложений скв. Адмиралтейская-1. Особое внимание будет также уделено песчаным отложениям как наиболее информативным в плане определения стадий катагенеза.

В интервале глубин 1735-1741 м представлены песчаные отложения и аргиллиты. Песчаники мелкозернистые (см. рис. 6a,b), преобладают слабоокатанные обломки величиной 0,1-0,2 мм, среднесортированные. В составе обломков присутствуют кварц (30-35%), обломки кварцитов (10-15%), полевые шпаты (плагиоклаз, в меньшем количестве микроклин) - 10%; отдельные чешуйки и скопления чешуек хлорита и слюд (5-10%). По классификации песчаных пород В.Д. Шутова все песчаные отложения являются кварцевыми граувакками (рис. 7). Цемент закрыто-поровый, 30%, по составу глинисто(гидрослюдисто)-кремнистый. В незначительном количестве присутствует карбонатное вещество в виде островного цемента. Зерна имеют ясные очертания, угловатые, местами округлые. Общая пористость 3-5%.

Рис. 6. а,b - кварцевая граувакка с глинисто-кремнистым цементом; c - кварцевая граувакка с кремнисто-карбонатным цементом; d - аргиллит горизонтальнослоистый; e,f - кварцевая граувакка с кремнисто-карбонатным цементом с обилием инкорпорационных швов; g, h - массивный аргиллит.

В интервале глубин 2049-2056 м: (рис. 6c): песчаники мелкозернистые, иногда крупнозернистые, преобладают средне- и слабоокатанные обломки с размерами от 0,1 до 0,15 мм, составляют около 70% от всей породы. В составе обломков присутствуют кварц, обломки кварцитов, полевые шпаты, чешуйки хлорита, слюд. По классификации В.Д. Шутова они также все являются кварцевыми граувакками (рис.7). Зерна, в целом, имеют ясное очертание, сильно угловатые, местами замещенные карбонатным веществом. Цемент закрыто-поровый, островной, независимой цементации по взаимоотношению с зернами, иногда коррозионный (в случае островного карбонатного цемента), по составу кремнисто-карбонатно-глинистый (гидрослюдистый).

Для интервала глубин 2417-2425 м. Как правило, структура аргиллитов алевролито-пелитовая, текстура массивная, иногда пятнистая, что обусловлено неравномерным окрашиванием породы в бурый цвет. Породы состоят из глинисто-слюдистого и кремнистого материала. В них присутствует обломочный материал, который распределяется крайне неравномерно, представлен преимущественно угловатыми зернами кварца, слюдами, хлоритом, редко плагиоклазом. В интервале глубин 2952-2965 м (рис.6d) аргиллиты переслаиваются с алевролитами, при этом иногда алевролитовая составляющая ведет себя хаотично и неравномерно по отношению к глинистой части, иногда слоистость строго горизонтальная. Обломочная часть сцементирована карбонатным веществом.

Песчаные отложения интервала 3395-3408 м по составу аналогичны песчаникам, которые были описаны выше, но появляется характеристика, которая здесь проявляется наиболее сильно - это наличие инкорпорационных и конформных швов, зерна сильно угловатые (см. рис. 6e,f).

В интервалах глубин 3809-3819 м, 3905-3914 м (см. рис.6g,h) и 4055-4065 м наблюдаются аналогичные вышерассмотренным аргиллиты буроватой окраски, массивные, иногда горизонтально слоистые.

Таким образом, отложения скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 в шлифах в основном представлены аргиллитами, алевролитами и песчаниками. Отложения обеих скважин характеризуются, чаще всего, горизонтально слоистой текстурой. Структура песчаных отложений, как правило, мелкозернистая, встречается крупнозернистая. В основном, они являются кварцевыми граувакками, мезомиктовыми. Цемент в песчаниках и алевролитах чаще всего полиминеральный: глинисто-карбонатный, карбонатно-глинисто-кремнистый. С увеличением глубины в отложениях скважин наблюдаются появление микростилолитовых, конформных, микростилолитовых швов. То есть отложения обеих скважин похожи по составу и структуре.



Рис.7. Классификационная диаграмма В.Д. Шутова (Платонов, Тугарова, 2003). a. cостав песчаных пород скв. Адмиралтейская-1. b. cостав песчаных пород скв. Крестовая-1. 1-кварцевые, 2- олигомиктовые, 3 - мезомиктовые, 4 - кварцевые граувакки, 5 - граувакки, 6 - полевошпатовые граувакки, 7 - полевошпатовые, 8 - аркозы.

5.3 Методика Л.В. Орловой

Скважина Адмиралтейская-1.

По методу оптико-геометрического определения степени уплотненности песчаных пород Л.В. Орловой песчаники и алевролиты скважины Адмиралтейская-1 имеют на разных интервалах отбора керна - долблениях - следующие значения параметра Кср (среднее значение коэффициента уплотненности К) (рис.8):

· 1844-1856 м. В этом интервале песчаники и алевролиты имеют К= 0,41-0,46, т.е. породы находятся на ранней и средней стадиях катагенеза. Это соответствует градациям протокатагенеза и начала мезокатагенеза (Логвиненко, Орлова, 1987).

· 2145-2158 м. Песчаные отложения на этих глубинах находятся на стадиях среднего катагенеза (значение Кср=0,52), что в приблизительной мере отвечает градациям начала мезокатагенеза.

· 2637-2645 м. Алевролиты, встреченные здесь, имеют Кср=0,59, что соответствует началу мезокатагенеза (МК1).

Скважина Крестовая-1.

Для песчаных отложений скважины Крестовая-1 значения на разных интервалах глубины таковы (рис.8):

· 1735-1741 м. Коэффициент уплотненности песчаных пород Кср=0,44, что соответствует градациям протокатагенеза и градации МК1 мезокатагенеза (Логвиненко, Орлова, 1987).

· 2049-2056 м. Коэффициент уплотненности песчаных пород Кср=0,58, породы находятся на средней стадии катагенеза - начало мезокатагенеза.

· 3395-3408 м. В этом интервале Кср для песчаных пород составляет 0,64, что соответствует началу поздней стадии катагенеза.

· 3809-3819 м. Здесь коэффициент уплотненности составляет 0,59.

Из графиков (рис. 8 a,b) видно, что песчаные отложения скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 характеризуются схожими значениями коэффициента уплотненности на соответствующих глубинах, т.е. практически идентична направленность изменения этого значения с увеличением глубины в двух скважинах.

Рис. 8. Изменение коэффициента уплотненности песчаных пород с глубиной: a - в скважине Адмиралтейская-1, b - в скважине Крестовая-1.

5.4 Минеральный состав глинистых отложений

По результатам рентгенофазового анализа в состав аргиллитов керна скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая - 1 входят кварц, микроклин, альбит, кальцит, сидерит, анкерит, пирит.

Скважины Адмиралтейская-1.

Состав глинистой фракции включает в себя преимущественно гидрослюду (иллит) и хлорит, а также в меньшей степени каолинит, что хорошо видно на дифрактограмме (рис.12). Наблюдается закономерное увеличение с глубиной гидрослюдистой составляющей (рис.9a,b). Состав хлорита в отложениях на глубинах 1844-1856 м, 2145-2158 м, 2852-2865 м и 3234-3244 м определен как железо-магниевый или железистый, представлен минералом клинохлором (рис.12). Также для отложений в интервалах глубин 1844-1856 м, 2145-2158 м и 3234-3244 м (4 образца) был выявлен политип минерала группы гидрослюд - иллит 2М1 (рис.12).

Крестовая-1.

Состав глинистой фракции отложений скважины Крестовая-1 включает в себя преимущественно гидрослюду и хлорит, а также монтмориллонит, смешаннослойные минералы и каолинит. Наблюдается закономерное увеличение содержания гидрослюды с глубиной: с 25% от состава глинистой фракции на глубине примерно 1740 м до 55% на отметке в 3100 м (рис.10). Монтмориллонит наблюдается на отметках в 2000 м. С глубины в 2600 м фиксируется присутствие смешанослойных минералов в количестве до 15% от всей глинистой фракции. При этом процентное содержание разбухающих слоев в смешанослойных минералах составляет 20-25% на глубинах 2600-3100 м (скв. Крестовая-1) (рис. 11).

Таким образом, состав глинистой фракции отложений скважины Крестовая-1 характеризуется более широким спектром минералов, чем в отложениях скважины Адмиралтейская-1.



1 - воздушно-сухой препарат

2 - насыщенный этиленгликолем

3 - прогретый при 550оС в течение 2 часов

Рентгеновский дифрактометр

Рабочий режим: Со, 40кВ, 30мА: D/Max-2200

Условия съёмки: 2- 30 0 2и

Ch - хлорит, IL -иллит, К - каолинит, Qu - кварц, Alb - альбит.

Рентгеновский дифрактометр: D/Max-2200

Рабочий режим: Со, 40кВ, 30мА

Условия съёмки: 5- 65 0 2и

Рис.12. Дифрактограмма образца 3234+1,1 м. (верхняя дифрактограмма представлена не в реальном масштабе - линия кварца показана не полностью - с целью более высокой визуализации основных рефлексов глинистых минералов).

5.5 Физические свойства пород

Среди физических свойств изучались общая пористость (%), проницаемость (мД) и плотность (г/см3) отложений скважины Адмиралтейская-1 и Крестовая-1.

Скважина Адмиралтейская-1.

Общая пористость. Песчаные породы. В интервале 1844-1856 м среднее значение общей пористости в песчаных отложениях составляет 5,2%. Это низкий показатель для песчаных отложений., Аргиллиты в интервале 2145-2158 м характеризуются изменением пористости в пределах 0,3-3,3, составляя в среднем, 1,8%. Коэффициент общей пористости глинистых отложений интервалов отбора керна 2637-2645, 2852-2865, 3403-3415 и 3603-3615 м варьирует уже в районе от 0,4 до 1% (рис. 13).

Проницаемость была замерена в песчано-алевритовых отложениях в интервалах отбора керна 1844-1856 м и 2145-2158 м. Проницаемость составляет около 0,01 мД, в единичных случаях повышаясь в песчаниках до 0,18 - 0,34 мД.

Плотность пород. Среднее значение плотности песчаных отложений в интервале 1844-1856 м составляет 2,58 г/см3.

Значения плотности глинистых отложений интервалов отбора керна 1844-1856 м, 2145-2158 м, 2637-2645 м, 2852-2865 м, варьирует, соответственно, от 2,63 до 2,71 г/см3, образуя скачок на глубинах 2145-2640 м (рис.14).

Скважина Крестовая-1.

Данные по физическим свойствам отложений скв. Крестовая-1 представлены в малом количестве, и определялись они для песчаных отложений (табл. 3). Здесь видно четко изменение с глубиной общей пористости с 10,9% в интервале отбора керна 1735-1741 м до 2,1%, определенной для песчаной породы на отметке 2417+4,7 м. Проницаемость на глубинах 1735-2056 м составляет в среднем 0,14 мД.

Таблица 3. Результаты определения физических свойств пород из керна скважины Крестовая-1

№ п/п	Интервал отбора керна, м	Название породы	Пористость, %	Проницаемость, мд
1	1735-1741	песчаник	10,9	0,12
2	1735-1741	песчаник	4,9	0,10
3	2049-2056	песчаник	8,4	0,19
4	2417-2425	алевролит глинистый	2,1	-

5.6 Отражательная способность витринита

В группу витринита входят любые остатки высших растений (лигнино-целлюлозные ткани), подвергшиеся процессу изменения до бесструктурной формы. Микрокомпоненты группы витринита могут иметь любую степень сохранности первоначального анатомического строения, так же как и любые размеры частиц, начиная от крупных фрагментов и кончая мельчайшими комочками, размером в несколько микрометров. В тонких шлифах в простом проходящем свете микрокомпоненты данной группы имеют яркую окраску, колеблющуюся в пределах желтовато-оранжевых, оранжевых, оранжево-красных и красных оттенков. В простом отраженном свете они обладают светло-серой, а с масляной иммерсией - более интенсивной серой окраской (рис.15) (Парпарова, Жукова, 1990).

Скважина Адмиралтейская-1.

Результаты измерения отражательной способности представлены в табл.4. Показатели преломления витринита в диапазоне глубин 1620-1775 м (см. табл.4) для отложений скв. Адмиралтейская-1 варьируют от 1,680 до 1,780. Среднее значение отражательной способности витринита на глубине около 1850 м в скв. Адмиралтейская-1 варьирует в пределах 0,71-0,87% (см. табл.4). В образце, отобранном в интервале глубин 2145-2158 м, значение отражательной способности витринита равно 0,93%.

Скважина Крестовая-1.

В скважине Крестовая-1 (табл.5, рис.16) наблюдается закономерное увеличение значения ОСВ с глубиной. На глубине примерно 1740 м это значение составляет 0,89%. Значения ОСВ, равные 0,74, 0,89 и 1,90 соответственно на глубинах 1490 м, 1740 и 3270 м скорее всего завышены. Это, возможно, связано с присутствием в образцах сульфидов, а также с тем, что замеры измеряемых частиц очень малы.

Рис. 15. Бесструктурные формы витринита (Vt) в углефицированных остатках отложений керна скв. Адмиралтейская-1 (поверхность аншлифа в отраженном свете).

Таблица. 4. Скв. Адмиралтейская-1. Результаты измерения показателя преломления витринита Nvt (ВНИИОкеангеология, 1989-1990), показателя отражательной способности витринита, соответственно в воздухе и кедровом масле, Ra (ВНИИОкеангеология, 1990 г.) и Ro, % (ВНИИОкеангеология, 2007 г.).

Глубина, м	N vt	Ra, %	Ro, %	Градация мезокатагенеза по Н.Б.Вассоевичу
1585	1,680<N<1,710			МК1
1620	1,790	8,1		МК2
1695	1,790	8,1		МК2
1775	1,790	8,2		МК2
1844+6.6			0,87	МК2-3
1844+8.4			0,71	МК2
2145+8.2			0,93	МК3

Таблица 5. Скв. Крестовая-1. Результаты измерения показателя отражательной способности витринита Ro, % (ВНИИОкеангеология, 2009 г.).

Глубина, м	Препарат изготовлен из	Ro, %	Градация мезокатагенеза по Н.Б.Вассоевичу
243	уголь	0,52	МК1
263	уголь	0,54	МК1
290	уголь	0,53	МК1
590	уголь	0,52	МК1
670	уголь	0,54	МК1
1490	алевролит с растит.органикой.	0,74	МК2
1590	алевролит с растит.органикой.	0,57	МК1
1600	алевролит с растит.органикой.	0,63	МК2
1735+3,85	алевролит с растит.органикой.	0,89	МК2
3267+4,5	алевролит с растит.органикой.	1,9	МК5

5.7 Пиролиз ОВ

Скважины Адмиралтейская-1 и Крестовая-1.

Результаты пиролиза ОВ отложений двух скважин представлены в таблицах 6, 7, 8. В таблице 7 представлены результаты пиролиза ОВ отложений скв. Адмиралтейская-1, выполненного сотрудниками ВНИИОкеангеология в 1994 г.

Отложения скважин Адмиралтейская-1 и Крестовая-1 являются бедными органическим веществом. Аналитически определенное содержание органического углерода в отложениях скв. Адмиралтейская-1 варьирует в пределах от 0,12 до 2,19 весовых %, в среднем Сорг составляет 0,74 весовых %. В отложениях скв. Крестовая-1 среднее значение Сорг = 0,32 вес.%.

Низкие значения параметров S1(для отложений двух скважин), а значит, низкие значения содержания в породе битумоидов (как было сказано выше, выход УВ пика S1 надежно соотносится с содержанием хлороформенного битумоида), что свидетельствуют об очень низкой реализации нефтематеринского потенциала пород. Для этого могут быть следующие причины: либо нефтегазоматеринский потенциал отложений уже реализован, т.е. образованные углеводороды мигрировали или/и подверглись деструкции вследствие высокой катагенетической преобразованности, либо органическое вещество было интенсивно окислено и/или подвержено биодеградации на стадии диагенеза, поэтому ОВ вступает в зону катагенеза со значительно пониженным нефтематеринским потенциалом (Парпарова, Жукова, 1990). Параметр S2 для отложений скв. Адмиралтейская-1, характеризующий остаточный нефтегенерационный потенциал керогена, в среднем составляет 0,13 мг УВ/г породы, для отложений скв. Крестовая-1 - 0,03 мг УВ/г породы, т.е. очень низкий. Таким образом, по-видимому, исследуемая толща, вскрытая скважинами изначально было обеднено органическим веществом, окисленным и биодеградированным, вследствие чего нефтегазоматеринский потенциал был заложен в этих породах крайне низкий. Ввиду того, что слишком мало содержание органического вещества, определение главного для наших целей параметра - максимальной температуры выхода битумоидов при пиролизе ОВ (Tmax) - оказалось затрудненным. Только в двух образцах интервала отбора керна (2637-2645 м) скв. Адмиралтейская-1 (в скв. Крестовая-1 ни одного) этот параметр составил 442 и 435°С. В соответствии с графиком зависимости Тmax и ОСВ (Лопатин, Емец, 1987) данные образцы находятся на градации МК2. Однако для того же вышеупомянутого образца - 2637+0,7 м - была получена Tmax = 475°C, что соответствует градации мезокатагенеза МК4.

Таким образом, подытоживая результаты пиролиза ОВ относительно определения степени катагенетической преобразованности, можно предполагать нахождение данных отложений по крайней мере с глубины в 2650 м на стадии МК2-3. При этом стоит понимать, что статистически такое заключение крайне некорректно ввиду малого количества значений параметра Tmax.

Таблица 6. Результаты пиролиза ОВ отложений скв. Адмиралтейская-1.

№ п/п	Глубина (м)	Карбонатность (%)	Сорг. (вес%)	Параметры пиролиза "Rock-Eval"
				Sо	S1	S2	Tmax (0С)	OPI	HI (мгУВ/г Сорг.)
				(мг УВ/г породы)
1	1848,12	15,6	0,51	0	0,03	0,15	-	-	-
2	1849,10	14,3	0,82	0	0,03	0,10	-	-	-
3	1851,30	16,6	0,51	0	0,08	0,28	-	-	-
4	2153,43	14,8	0,12	0	0	0,03	-	-	-
5	2615,00	8,8	0,58	0	0,24	0,19	442	0,56	33
6	2637,70	13,4	1,05	0	0,16	0,40	435	0,29	38
7	2638,80	21,1	0,52	0	0,01	0,11	-	-	-
8	2854,86	15,0	0,83	0	0,04	0,05	-	-	-
9	2861,50	16,9	1,05	0	0,04	0,07	-	-	-
10	3234-3244	12,7	0,30	0	0,02	0,04	-	-	-
11	3234,00	76,3	0,60	0	0,10	0,10	-	-	-
12	3404,20	16,7	0,77	0	0,03	0,03	-	-	-
13	3603(1)	19,0	0,28	0	0	0	-	-	-
14	3603(7)	18,2	0,82	0	0	0,29	-	-	-
15	3604,50	18,0	0,88	0	0,06	0,10	-	-	-
16	3610,30	17,7	2,19	0	0,05	0,08	-	-	-

Таблица 7. Результаты пиролиза ОВ отложений скв. Адмиралтейская-1 (ВНИИОкеангеология, 1994 г.)

№ п/п	Глубина (м)	Сорг. (вес%)	Параметры пиролиза "Rock-Eval"
			Sо	S1	S2	Tmax (0С)	OPI	HI (мгУВ/г Сорг.)
			(мг УВ/г породы)
1	2145+8,3	0,24	0	0,03	0,04	-	-	-
2	2637+0,7	0,82	0	0,16	0,40	475	0,29	38
3	2852+9,5	0,51	0	0,04	0,07	-	-	-
4	3603+2,7	0,12	0	0,04	0,03	-	-	-

Таблица 8. Результаты пиролиза ОВ отложений скв. Крестовая-1.

№ п/п	Глубина (м)	Карбонатность (%)	Сорг. (вес%)	Параметры пиролиза "Rock-Eval"
				Sо	S1	S2	Tmax (0С)	OPI	HI (мгУВ/г Сорг.)
				(мг УВ/г породы)
1	2049,80	8,8	<0,10	0	0,04	0,01	-	-	-
2	2422,87	5,8	0,15	0	0	0,01	-	-	-
3	2424,12	8,8	0,21	0	0	0,01	-	-	-
4	2956,40	14,2	0,50	0	0,02	0,07	-	-	-
5	2959,09	11,6	0,14	0	0,01	0,01	-	-	-
6	3010,70	10,7	0,60	0	0,01	0,01	-	-	-
7	3809,60	15,9	0,19	0	0,01	0,01	-	-	-
8	3905,35	17,1	0,45	0	0,02	0,06	-	-	-
9	3910,05	15,0	0,45	0	0,01	0,06	-	-	-
10	4056,80	18,8	0,31	0	0,02	0,04	-	-	-
11	4057,50	17,7	0,22	0	0,01	0,03	-	-	-

5.8 Битуминологическая характеристика РОВ

Скважина Адмиралтейская-1.

Согласно результатам геохимического изучения кернового материала (10 образцов глинистых отложений из интервалов 1844-1856 м, 2145-2158 м, 2637-2645 м, 2852-2865 м, 3234-3244 м, 3403-3415 м, 3603-3615 м) скважины Адмиралтейская-1 в лаборатории ВНИИОкеангеология карбонатный материал в изученной толще распределен неравномерно, его содержание варьирует от 15 до 27%. При этом более значительное его содержание наблюдалось в интервалах - 2145+8,6 - 2852+9,8 м и на глубине 3403+1,2 м (рис.17). Распределение рассеянного органического вещества (РОВ) в нижнетриасовых отложениях (0,6 - 1,2% Сорг) в целом близко к кларковым для континентального сектора Земли - 1,0-1,5% Сорг (Справочник по геохимии…, 1998). Максимальное для изученной толщи содержание Сорг фиксируется на глубинах 3234+0,5 м (нижний триас) и 3603+6,0 м (верхняя пермь) - 1,9 и 2,1% соответственно. Значительные вариации этого показателя (1,0-2,0%) на глубинах 3234-3603 м, по-видимому, связаны с различным содержанием углистых включений в породах.

Для пород всего осадочного разреза характерно очень низкое содержание хлороформного битумоида (0,007-0,013%), а его распределение довольно однообразно с тенденцией снижения к нижним горизонтам. Гуминовые кислоты в отложениях отсутствуют. Групповой состав РОВ характеризуется низким содержанием растворимых компонентов, особенно в нижней части разреза (НОВ > 99%).

Содержание углеводородов в породе (0,004-0,008%) и органическом веществе (вУВ=0,16-0,90%), а также значения битумоидных коэффициентов (вАхл=0,3-1,4%ОВ), как и содержания битумоидов Ахл в породах очень низкие (рис.17).

По результатам расчета относительного соотношения фенантрена (трициклический ароматический углеводород, формула С14H10) и его гомологов, входящих в состав ароматической фракции углеводородов, были определены значения фенантренметиловых индексов MPI-1, которые дали следующие значения расчетного коэффициента отражательной способности витринита Rр (табл.9).

Таблица 9. Метилфенантреновые индексы и расчетные значения Rо.

Интервал,	MPI 1	R0, %
м		расчётное
1844+1,0	0,82	1,8
1844+6,0	0,80	1,8
2145+2,8	0,62	1,9
2145+8,6	0,58	2,0
2637+6,5	0,42	2,0
2852+2,5	0,42	2,0
2852+9,8	0,42	2,1
3234+0,5	0,58	2,0
3403+1,2	0,45	2,0
3603+6,0	0,40	2,1

Рис. 17. Распределение основных параметров РОВ в разрезе скв. Адмиралтейская-1. (материалы ФГУП ВНИИОкеангеология, 2009).

Глава 6. Стадиальный анализ триасовых отложений Адмиралтейского мегавала

6.1 Литолого-геохимические критерии

Первые выводы о стадиях катагенеза и их различии в отложениях в различных частях Адмиралтейского мегавала можно сделать по результатам макроскопического описания отложений двух скважин, при котором были отмечены такие характеристики пород, как массивность текстуры пород, раковистый излом. Породы крепкие, колются со звоном. При наблюдаемой схожести отложений по составу, структуре и текстуре двух скважин породы Адмиралтейской структуры характеризуются большей крепостью и степенью литифицированности, поскольку в Крестовой структуре помимо плотных аргиллитов, алевролитов и песчаников встречаются аргиллитоподобные глины, которые отличались относительной мягкостью по отношению к отложениям Адмиралтейской структуры.

Стадийность катагенетических преобразований выявляется при петрографическом изучении пород в шлифах по наличию инкорпорационных, конформных и микростилолитовых швов. По мнению Н.В. Логвиненко и Л.В. Орловой (1987), границу между средним и поздним катагенезом возможно проводить по первому появлению таких структур, образовавшихся под давлением. Если сопоставить данное разделение стадии катагенеза на подстадии с градациями катагенеза по Н.В. Вассоевичу (Логвиненко, Орлова, 1987), то эта граница проходит на уровне МК2 и МК3. Микростилолитовые швы широко развиваются особенно в тех породах, которые содержат примесь глинистого вещества и органического вещества. В отличие от обломочных пород, где макростилолиты появляются только на стадии позднего катагенеза, в карбонатных породах они широко развиты уже на раннем этапе катагенеза. Микростилолитовые структуры появляются на стадии позднего катагенеза и особенно широко развиты в породах, испытавших более глубокие изменения, - стадии метагенеза (Логвиненко, Орлова, 1987).

В исследуемых песчаных отложениях Адмиралтейской структуры конформные и инкорпорационные швы появляются, начиная с глубины 2640 м. В пермских известняках на глубине 3750 м отмечаются многочисленные микростилолитовые швы, подчеркнутые глинисто-органическим(?) веществом. Таким образом, можно предполагать нахождение отложений Адмиралтейской структуры с глубины 2640 м на поздней стадии катагенеза (Логвиненко, Орлова, 1987; Каплан, 1970), что соответствует градациям МК3 и более по Н.Б. Вассоевичу. В песчаных отложениях Крестовой структуры многочисленные конформные и инкорпорационные швы наблюдаются на глубине 3400 м.

Таким образом, отложения Адмиралтейской структуры характеризуются большей степенью катагенетической измененности: граница между средней и поздней стадиями предполагается в них примерно на глубинах в 2600 м. Отложения Крестовой структуры находятся на градациях МК3 и более на глубинах 3400 м. Говоря об обоснованности данной оценки, стоит отметить, что проведение границ между зонами катагенеза представляется мало возможным (особенно для отложений Крестовой структуры) или с высокой долей условности ввиду небольшого количества представленных шлифов песчаных пород.

Более обоснованной методикой выделения катагенетических зон является методика Л.В. Орловой, результаты которой соотносятся с градациями катагенеза по Н.Б. Вассоевичу (табл.10). По уплотненности песчаных пород отложения верхней части разреза Адмиралтейской и Крестовой структур попадают в зону среднего катагенеза, что соответствует диапазону градаций МК1-МК2 включительно (рис.18). В этой зоне отложения Адмиралтейской структуры находятся на глубинах 1850-2650 м; породы Крестовой структуры - в интервале 1735-3820 м. Таким образом, можно предполагать нахождение отложений Адмиралтейской структуры в зоне позднего катагенеза на глубинах более 2650 м, а для отложений Крестовой структуры - на глубинах более 3400 м.

Таблица 10. Соответствие коэффициента уплотненности песчаных пород К градациям катагенеза по Н.Б.Вассоевичу (Орлова, 1993).

Этапы катагенеза	Подстадии и градации катагенеза по Н.Б. Вассоевичу
по Н.В. Логвиненко и Л.В. Орловой
стадия	этап	стадия	подстадия	марка углей	Ro
Катагенез К	Ранний К1	Катагенез	Протокатагенез	ПК	Б	0,25-0,5
	(0,28-0,42)
	Средний К2 (0,43-0,62)		Мезокатагенез	МК1	Д	0,5-0,65
				МК2	Г	0,65-0,85
	Поздний К3 (0,63-0,76)			МК3	Ж	0,85-1,15
				МК4	К	1,15-1,55
				МК5	ОС	1,55-2,0
Метагенез	Ранний	Апокатагенез	АК	Т	2,0-2,5
	Поздний			ПА	2,5-3,5

Основной традиционной методикой является определение стадий по составу глинистой фракции. По данным изучения изменения состава глинистых минералов на стадии катагенеза (Прозорович, 1972) с глубиной идет заметное увеличение содержания смешанослойных минералов и гидрослюды с одновременным уменьшением монтмориллонита. Последний начинает играть подчиненную роль и практически исчезает уже на глубинах около 1500 м. Одновременно на этих же и больших глубинах происходит увеличение смешанослойных минералов с постепенным сокращением содержания у них набухающего компонента. На глубинах более 3000 м преобладающими минералами в глинистых породах становятся гидрослюда, смешанослойные (с количеством набухающих пакетов не более 30%) и хлориты. Не менее интересные результаты были получены И.Д. Зхусом и В.В. Бахтиным (1979) при изучении состава глинистых минералов морских и континентальных отложений, испытавших различные литогенетические преобразования. Авторами были выявлены типичные комплексы глинистых минералов гумидных и аридных зон на различных этапах диагенеза и катагенеза, которые в позднем катагенезе приобретают сходные черты и теряют свои первоначально индивидуальные особенности.

Таким образом, в позднем катагенезе, вне зависимости от первоначального состава, ассоциации глинистых минералов становятся преимущественно двухкомпонентными, состоящими из гидрослюды и хлорита (Осипов, Соколов и др., 2001).

По Н.Б. Вассоевичу (Вассоевич, 1990) преобразование разбухающих глинистых минералов при катагенезе осуществляется в несколько этапов, протекая, однако, менее равномерно по сравнению с изменением физических характеристик - уменьшением абсолютной пористости и увеличением плотности глинистых пород. Наиболее интенсивная перестройка разбухающих глинистых минералов, когда до 40-50% межслоевых промежутков в монтмориллонитах или смешанослойных комплексах с высоким содержанием разбухающей фазы полностью или частично утрачивают способность к набуханию, по-видимому, приурочена к относительно узкому температурному интервалу (по данным разных авторов, 85-120°С). После этого смешанослойные образования проходят через ряд метастабильных состояний в довольно широком температурном диапазоне, причем темп их трансформации значительно снижается. Дегидратация глинистых минералов, содержащих на этой стадии до 30-35% разбухающих слоев, изучена еще недостаточно. Наконец, завершение трансформации смешанослойных монтмориллонит-гидрослюдистых комплексов, содержащих до 15% и меньше способных к набуханию слоев, происходит, как правило, на этапе позднего катагенеза и метагенеза (Вассоевич, 1990).

Многочисленными наблюдениями в самых различных разрезах осадочных толщ там, где прослеживается где прослеживается смена зон слабого катагенеза глубоким, а затем метагенезом, наблюдалась одинаковая тенденция в преобразованиях гидрослюды. По мере нарастания глубинно-катагенетических преобразований в породах происходит исчезновение разбухающих промежутков, уменьшение содержания двухвалентных катионов и, что самое существенное, постепенное упорядочение структур 1М и замена их на 2М1 (Япаскурт, 1991).

Минеральный состав глинистой фракции отложений Крестовой структуры характеризуется более широким спектром минералов, чем породы Адмиралтейской структуры (рис.9-11). Состав глинистой фракции глинистых отложений Адмиралтейской структуры состоит из гидрослюды и хлорита, преимущественно магнезиально-железистого или железистого. Также в отложениях этой структуры встречаются иллиты политипа 2М1 в интервалах глубин 1844-1856 м, 2145-2158 м и 3234-3244 м. Согласно схемам М.Е. Каплана (1970), Н.В. Логвиненко и Л.В. Орловой (1987), учитывая двухкомпонентный состав глинистой фракции с преобладанием гидрослюды, определенный политип иллита 2М1, отложения скважины Адмиралтейская-1 находятся на позднекатагенетической стадии по всему разрезу, вскрытому скважиной Адмиралтейская-1 (рис.22). Применительно к отложениям Крестовой структуры, принимая во внимание полиминеральный состав глинистой фракции с преобладанием гидрослюды и хлорита, а также характерное для поздней стадии катагенеза процентное содержание разбухающих слоев в смешанослойных комплексах, можно предполагать нахождение отложений скважины Крестовая-1 на глубинах, начиная с 2600 м, на поздней стадии катагенеза (рис.23).

Сопоставляя значения физических свойств отложений скважин со значениями, заложенными в схемах М.Е. Каплана, В.И. Осипова, В.Н. Соколова, В.В. Еремеева, для отложений Адмиралтейской структуры получается следующая картина катагенетического изменения: значения пористости для глинистых отложений в интервале 2145-2158 характерны для поздней подзоны средней стадии катагенеза, что соответствует МК3-МК4 по Н.Б. Вассоевичу (Каплан, 1970). Значения пористости, выявленные для глубин 2637-3615 м, характерны по М.Е. Каплану для позднего катагенеза, что соответствует МК4 и более (рис.19). Низкие значения проницаемости характерны по вышеупомянутым схемам среднему и позднему катагенезу, что по Н.Б. Вассоевичу отвечает градациям МК3 и более. По мнению М.Е. Каплана (1970), в отличие от практически непроницаемых (по порам) глинистых пород, песчаники и алевролиты характеризуются нередко значительной проницаемостью. При этом большинство проницаемых горизонтов сосредоточено в верхней зоне катагенеза (ранний катагенез) и, частично, в верхах средней зоны (средний катагенез). С уменьшением общей пористости песчаников до 5-10% и менее, их проницаемость уменьшается до десятых и сотых долей мД. Однако отдельные прослои с повышенной пористостью и проницаемостью, обусловленной растворением и преобразованием цемента, встречаются и среди заметно измененных пород. Песчаные породы, вследствие значительного разнообразия их минерального состава, структурных особенностей, неравномерной, нередко высокой проницаемости характеризуются значительным разбросом (дисперсией) значений физических параметров. Поэтому в целом они, несомненно, менее благоприятны, чем глинистые породы, для оценки степени катагенетической преобразованности отложений, особенно на ранних ее этапах. Поэтому для задач настоящей работы немногочисленные значения пористости, замеренные в песчаных отложениях Крестовой структуры, неприменимы.