Características del desarrollo y factores de control del karst del Ordovícico en el yacimiento petrolífero de Tahe
(Instituto de Planificación y Diseño de la Oficina de Petróleo del Noroeste, Urumqi 830011)
El espacio de almacenamiento del yacimiento del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe está dominado por cuevas y fracturas de carbonato Principalmente, el grado de desarrollo kárstico juega un papel importante en el control de la formación y acumulación de petróleo y gas del Ordovícico. El karst del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe está desarrollado y se puede dividir verticalmente en capa kárstica superficial, capa kárstica de filtración y capa kárstica de hipoflujo. El plano está dividido en siete sistemas kársticos. La profundidad del desarrollo del karst se desarrolla más en el rango desde debajo de la superficie de meteorización hasta los 150 m. El período herciniano es el período principal del desarrollo del karst. Se puede dividir en cuatro etapas importantes según las diferentes formas del karst. Las propiedades originales de la roca, la resistencia a la fractura, los accidentes geográficos antiguos, el clima antiguo y los sistemas hídricos antiguos son los principales factores que controlan el desarrollo del karst. La resistencia a las fracturas es el factor más importante en el desarrollo del karst. A lo largo de las fallas se desarrollan grandes cuevas kársticas, y en la intersección de múltiples fallas se desarrollan cuevas kársticas, pero también están muy llenas.
Palabras claves Factores de control de las características kársticas del Ordovícico del campo petrolífero de Tahe
Se han descubierto muchos yacimientos de petróleo y gas en el levantamiento Akkule de la cuenca del Tarim, especialmente los yacimientos de petróleo del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe, con las características de gran escala, enterramiento profundo, fuerte heterogeneidad de yacimientos y exploración difícil. El espacio de almacenamiento del yacimiento del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe está dominado por cuevas y fracturas de carbonato, que está controlado por factores como el grado de desarrollo kárstico y la intensidad de la actividad de las fracturas. Con la continua profundización de la exploración y el desarrollo de petróleo y gas del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe, la comprensión de las características del desarrollo kárstico del Ordovícico y sus factores de control se ha vuelto gradualmente más clara, lo cual es de gran importancia para la exploración y el desarrollo del campo petrolífero de Tahe.
Petrología del Ordovícico y características diagenéticas en 1 año
Características petrológicas de 1.1
A través de investigaciones paleontológicas, se han establecido inicialmente los estratos del Ordovícico del campo petrolífero de Tahe. El Ordovícico Medio y Superior (Pozo S60 y Pozo TK203) se desarrollan en la parte sur del Yacimiento Petrolífero Tahe y pertenecen a la Formación Qierbake y la Formación Lianglitage, que pertenecen al Período Miaopo y al Período Baota-Linxiang respectivamente. La perforación en la parte principal del campo petrolífero de Tahe solo reveló la Formación Yijianfang y la Formación Yingshan, que pertenecen al período tardío Dawan-Guniutan y al período tardío Honghuayuan-principios de Dawan, respectivamente. El Ordovícico Inferior está dominado por piedra caliza micrítica, piedra caliza microcristalina, piedra caliza arenosa y piedra caliza granular, con organismos formadores de arrecifes desarrollándose en algunas áreas en la parte superior. Por ejemplo, en el Ordovícico Inferior perforado por el pozo Sha 60 se encuentran una gran cantidad de organismos formadores de arrecifes, como esponjas antiguas (Sunflower Rock), organismos como corales monotróficos, braquiópodos, trilobites (Megalospides sp.) y piedra caliza oolítica. Equivale a una habitación individual en planta baja. El Ordovícico medio-superior está dominado por piedra caliza arcillosa, con más arcilla arcillosa, lutita calcárea y lutita limosa, y un pequeño número de pequeños arrecifes (Tabla 1).
Características diagenéticas de 1.2
El sistema Ordovícico en esta zona está enterrado a una profundidad de más de 5.000 metros y se encuentra en la etapa diagenética media, etapa madura del submiembro B y ultra -etapa madura. Los principales procesos diagenéticos son la compactación, solución por presión, cementación, disolución y fractura, seguidos de recristalización, dolomitización y silicificación. Sus principales características son:
Cuadro 1 Secuencia bioestratigráfica del Ordovícico del Campo Petrolífero de Tahe
①Fuerte compactación. Debido al enterramiento profundo durante mucho tiempo, las rocas han experimentado una intensa compactación.
②Fuerte efecto cementante. En particular, la piedra caliza granular desarrollada en la fase del borde de la plataforma ha experimentado múltiples etapas de cementación, y los poros intergranulares primarios y los poros de disolución secundarios tempranos se llenan en su mayoría con cementos posteriores.
③Disolución en varias etapas. Disolución temprana de agua dulce cerca de la superficie, disolución paleosupergénica en la zona de denudación del levantamiento de Caledonia-Herciniano y disolución profunda durante el período de entierro. Entre ellos, los primeros poros de disolución de agua dulce cerca de la superficie se han llenado con cemento posterior, y los poros efectivos del yacimiento son principalmente poros de disolución supergénicos antiguos, seguidos de poros de disolución enterrados.
④La evolución diagenética es desigual. Después de la deposición del Ordovícico, experimentó diagénesis en el fondo marino y diagénesis cerca de la superficie en la etapa diagenética temprana, y fue enterrado gradualmente hasta la etapa diagenética media. Afectado por el movimiento Caledonio-Hercinio, fue fuertemente elevado y despojado, y experimentó una fuerte disolución epigenética antigua (paleokarst). Posteriormente, con el depósito del Mesozoico y Cenozoico, fue nuevamente enterrado, formándose un sistema de evolución diagenética abierto a mediano plazo.
2 Características de la zonificación vertical del karst
El cuerpo kárstico de agua dulce cercano a la superficie se puede dividir verticalmente en zona kárstica superficial, zona kárstica de filtración y zona kárstica de subflujo (Tabla 2 y Figura 1). .
Tabla 2 Características de la zonificación kárstica Tabla 2 Características de las zonas de distribución kárstica
(1) Zona kárstica superficial. Ubicado en la parte superior de la zona de filtración de aguas subterráneas.
Debido a la continua filtración de agua superficial hacia abajo, se forman algunos barrancos, fisuras, hundimientos y sumideros. Estos barrancos, fisuras, hundimientos y sumideros a menudo se llenan mecánicamente con residuos superficiales y derrumbes de las paredes de la cueva, como brechas, sílice, arena, barro. , etc. , a menudo se producen pérdidas de circulación, ventilación y patadas durante la perforación (Tabla 2). Los pozos representativos con flujos industriales de petróleo y gas incluyen LN1, LN8, LN14, S17, S46, S47 y S48. Los pozos S46 y LN20 también desarrollan una antigua corteza erosionada. Debido a la diferencia en el tipo de roca original en la cima de la colina enterrada y a la influencia del valor del pH del agua dulce atmosférica, se forman costras silíceas o costras de carbonatos silíceos que contienen franjas y parches de pedernal.
(2) Zona kárstica de infiltración. Ubicado en la zona de filtración de aguas subterráneas. A medida que el agua subterránea penetra hacia abajo a lo largo de grietas o fallas en la formación rocosa, la roca carbonatada se lixivia y disuelve, formando algunas fisuras de disolución verticales o casi verticales o pequeñas cuevas en forma de cuentas. Estas cuevas generalmente están llenas de sustancias mecánicas filtradas, aunque solo una pequeña cantidad de relleno químico puede precipitar bandas de pedernal, concreciones y grupos de cristales de calcita a lo largo de las paredes de las cuevas y de las fisuras.
(3) Zona kárstica subcorriente. Ubicadas en la parte superior de la zona de corriente subterránea de agua subterránea, debido al fuerte flujo horizontal de agua subterránea, el carbonato insaturado en el agua subterránea, el alto contenido de CO2 y la fuerte disolución, se pueden formar cuevas horizontales a gran escala y desarrollarse aún más hasta convertirse en ríos subterráneos. Se desarrollan brechas fluviales que también pueden rellenarse químicamente para formar varios tipos de depósitos de piedra caliza secundaria y colapso de cuevas.
3 Sistema kárstico
3.1 Definición de sistema kárstico
Somos similares a las propiedades de la roca original, el entorno kárstico, el fondo estructural y los tipos de sistema paleohidrológico. , Karst Los factores como la morfología y las características de distribución del agua subterránea son comparables. Las zonas kársticas de origen relacionado se denominan sistemas kársticos. El mismo sistema kárstico tiene un sistema hidrológico subterráneo kárstico unificado. La distribución de la karstificación y la morfología kárstica tiene sus propias reglas de distribución específicas tanto en la dirección plana como en la vertical. Actualmente, se están realizando investigaciones sobre los sistemas kársticos y gradualmente se están mejorando algunas opiniones y conocimientos. 3.2 División del sistema kárstico
Fig. 1 Vista transversal de la división kárstica en el pozo Sha 47, campo petrolífero Tahe. Figura 1 Histograma de la división kárstica en el pozo Sha 47, campo petrolífero Tahe.
Basándonos en la definición anterior, dividimos 11 sistemas kársticos en Akokule Uplift. Entre ellos, hay 7 sistemas kársticos en el campo petrolífero de Tahe (Figura 2). El mismo sistema kárstico tiene un subsistema paleohidrológico unificado, puede formar una interfaz unificada de petróleo y agua y también puede tener características similares de formación de yacimientos. El estudio en profundidad de la formación, desarrollo y evolución de los sistemas kársticos es de gran importancia para guiar la exploración de petróleo y gas.
El sistema kárstico en el área de suministro de agua alterna de fuerte filtración se desarrolla principalmente en la parte norte del yacimiento petrolífero de Tahe. Básicamente está ubicado en la zona montañosa kárstica y ha estado sujeto a erosión por meteorización durante mucho tiempo. Debido a la falta de Carbonífero o Carbonífero delgado, también es una zona de recarga de agua dulce superficial a finales del período Herciniano, lo que tiene un cierto impacto en la acumulación de petróleo y gas en esta zona y otras zonas kársticas conectadas a esta zona de recarga. Por ejemplo, la formación de crudo pesado del Ordovícico en el Área 4 del campo petrolífero de Tahe y el área de Muchang Norte puede estar relacionada con el suministro continuo de agua dulce en el área de Akkum a finales del período Herciniano y posteriormente. La zona kárstica con suministro alternativo de agua debido a fuertes filtraciones ha estado erosionada durante mucho tiempo. Tiene una larga edad del Ordovícico y es equivalente a la Formación Yingshan. Aunque el karst está relativamente desarrollado, su colapso de relleno también es grave, a menudo no se desarrollan reservorios efectivos, y las condiciones de conservación en el período posterior son malas y hay muchas pruebas de agua.
El campo petrolífero de Tahe es principalmente un área que soporta presión, con karst de filtración vertical y karst de subflujo. Debido a las diferentes conexiones entre cada bloque y el área de suministro de agua, el grado de transformación del petróleo y gas acumulado por el agua subterránea en la etapa posterior también es diferente. Los yacimientos de petróleo y gas modificados son principalmente petróleo pesado, mientras que los yacimientos de petróleo y gas no modificados son principalmente petróleo ligero o gas natural. El Ordovícico en el área que soporta presión es relativamente nuevo y es equivalente a un mapa de distribución del sistema kárstico del levantamiento Shaya y el levantamiento Akekul.
1-Falla; 2-Línea de pellizco del Ordovícico medio y superior; 3-Isóbata superior del Ordovícico (m).
A - Sistema kárstico de fuerte área de suministro de agua alternante con filtración de agua dulce en el norte de Aktun; b - Filtración extraña de agua salada en el sistema kárstico mixto de alternancia fuerte fuerte área de suministro de agua dulce de Akkumu c - Karst; sistema d - sistema kárstico mixto en el área de presión norte de Ranchang; sistema kárstico mixto en el área de presión Tahe No. 4 sistema miscible con potasio en el área de presión Tahe No. 3: área de presión de la plataforma sur f-sistema kárstico mixto; sistema kárstico de agua salina g-Langa en el norte del río Tahe; sistema kárstico mixto de pastos H-cuenca salada de Santamu; sistema kárstico mixto tipo I en la zona alterna débil en el norte de Ai; la zona de presión
Grupo de cámaras.
La cuenca está ubicada principalmente en la parte sur del campo petrolífero de Tahe.
Después de que el agua de la zona de abastecimiento de agua del norte pasa a través del sistema kárstico, se acumula en esta zona en forma de agua subterránea o escorrentía superficial y se disuelve junto con el agua salada de esta zona. Debido al bajo grado de erosión, la zona kárstica contiene el Ordovícico Medio y Superior y el Ordovícico Inferior relativamente completo, con bioclastos, piedra caliza arenosa y bancos de arrecifes desarrollados. Es un área de exploración muy prometedora. En ella predomina la disolución lateral y la disolución del lecho. Después de la transformación kárstica, se desarrollan grietas y cuevas.
Las rocas kársticas en la zona kárstica salina son principalmente del Ordovícico medio y superior, especialmente en la parte superior de la Formación Lianglitage, también existe un conjunto de facies calizas de bancos de arrecifes, que pueden formar buenos reservorios después transformación kárstica, y es una capa de yesos del Carbonífero, con buenas perspectivas de exploración. Sangnan 1 y Tarim Xiang 1 son los objetivos de exploración más favorables, con grandes esperanzas de avances en petróleo y gas.
4 Etapas y etapas del desarrollo kárstico
Las principales etapas del desarrollo kárstico en el yacimiento petrolífero de Tahe son el período Herciniano temprano antes de la deposición Carbonífera y el período Herciniano tardío desde la deposición hasta el período Herciniano tardío. Según las diferentes formas de karst, se puede dividir en cuatro etapas importantes de desarrollo kárstico:
(1) Etapa de exposición del lecho rocoso, etapa de karst de agua dulce. En las primeras etapas del Movimiento Herciniano, los estratos Silúrico-Devónico y Ordovícico Medio-Superior en la mayoría de las áreas del campo petrolífero de Tahe fueron fuertemente denudados por completo, y la piedra caliza del Ordovícico Inferior comenzó a quedar expuesta en la superficie, sufrió denudación y formó karst. . Quizás el entorno climático temprano hizo que esta karstificación no fuera fuerte.
(2) Etapa de entierro poco profundo, karst mixto de agua salobre. Durante la deposición de la Formación Bachu en el Carbonífero, el ambiente de formación de sal en la parte sur del cinturón terminó cuando el nivel del mar subió. Cuando se depositó la sección de lutita de la Formación Bachu inferior, las condiciones climáticas eran relativamente húmedas, las precipitaciones también aumentaron y la karstificación se fortaleció relativamente. Una gran área de áreas kársticas mixtas de agua dulce y salada se forma cerca de Muchang Norte, Áreas 3 y 4, y Aibei, Áreas 1 y 5 del campo petrolífero de Tahe. Por ejemplo, en el Área 3 del campo petrolífero de Tahe, los datos del análisis elemental medidos por la sonda electrónica de vetas de calcita llenas de rocas carbonatadas del Ordovícico muestran que los contenidos de Sr y Na son altos y se generan a partir de muestras de bajo contenido. es la base para la disolución mixta de agua dulce y agua de mar (Tabla 3).
Tabla 3 Resultados del análisis elemental de vetas (agujeros) de cristal del Ordovícico en el Área 3 del campo petrolífero de Tahe Tabla 3 Análisis de elementos de sonda electrónica de vetas (agujeros) de cristal del Ordovícico en el Área 3 del campo petrolífero de Tahe
El fenómeno de disolución mixta del agua kárstica significa que después de mezclar dos aguas con diferentes concentraciones de calcita, la saturación de la calcita disminuirá o la calcita volverá a ser corrosiva. Esta disolución mixta es más evidente en las zonas kársticas donde se mezclan agua salada y agua dulce. Desde una perspectiva kárstica, también se puede decir que el agua de mar sobresaturada de calcita se mezcla con agua dulce equilibrada en calcita. Bajo la influencia de la miscibilidad, se desarrollan cuevas multicapa en la zona costera, con una profundidad máxima de 120 m. Este tipo de cuevas pueden desarrollarse en el sureste del campo petrolífero de Tahe y pueden distribuirse a lo largo de la línea de pellizco del yacimiento. Ordovícico Medio y Superior Puede estar relacionado con las cuevas formadas a lo largo de fallas en la etapa temprana de Transformación.
(3) La etapa kárstica de enterramiento profundo, disolución de aguas subterráneas e infiltración de agua dulce. Cuando se depositó la Formación Bachu, la mayoría de las áreas del campo petrolífero de Tahe se encontraban en la etapa kárstica mixta de entierro poco profundo. Más tarde, cuando el Karacha Carbonífero se depositó según la estratigrafía, debido al aislamiento de rocas insolubles sobre las rocas solubles del Ordovícico, los fenómenos kársticos no se observaron en la mayoría de las áreas, y la razón principal fue la disolución del agua subterránea. El agua subterránea puede disolverse lentamente a lo largo de fisuras, poros disueltos y huecos disueltos, y puede llenarse o llenarse hasta la mitad. Afectadas por el movimiento tectónico del Herciniano tardío, aparecieron muchas fallas tan profundas como el Ordovícico Inferior. El agua kárstica superficial entró a través de las fallas y penetró en la roca soluble del Ordovícico, provocando la disolución. Sin embargo, en este momento, las condiciones hidrodinámicas eran malas y el agua subterránea. alternado lento. En ambientes kársticos profundamente enterrados, los poros y fisuras de disolución formados tempranamente son fácilmente precipitados y sellados por materiales en sus propias reacciones de disolución. En un entorno kárstico profundamente enterrado, cuando se ve afectado por fallas grandes y profundas, el agua en el sistema kárstico puede tener una cierta conexión hidráulica con la masa rocosa profunda que contiene agua. El karst en el período de entierro profundo puede durar hasta el período del Himalaya.
(4) Etapa kárstica profunda. El karst profundo se refiere a la karstificación de rocas solubles enterradas a gran profundidad en un ambiente cerrado que está básicamente aislado del agua externa. Existe en forma de fluidos hidrotermales, soluciones de gases especiales y soluciones de ácidos orgánicos.
Cabe señalar que debido a la superposición y transformación de las formas kársticas formadas en cada etapa, el estudio de las etapas kársticas del Levantamiento Akekul se ha vuelto más complicado.
5 Fracturas y Karstificación
5.1 Características del campo de tensiones
Las características de deformación, grietas y campo de tensiones muestran que las estructuras que afectan el desarrollo de las fracturas del Ordovícico en el Tahe Yacimiento petrolífero Hay cuatro etapas principales de movimiento. Las características y escalas del campo de tensión generadas por diferentes movimientos tectónicos también son diferentes. Los movimientos tectónicos hercinianos tempranos y tardíos jugaron un papel importante en el desarrollo de fallas en el campo petrolífero de Tahe (Figura 3).
El movimiento herciniano temprano fue la fase más importante del movimiento tectónico en la zona de Akekul, que provocó una severa erosión estratigráfica y formó zonas de deformación estructural de diferentes escalas. Con base en la distribución de los puntos de denudación en los sistemas Ordovícico Medio y Superior y Silúrico-Devónico, el patrón de variación de espesor de la Formación Carbonífera Bachu suprayacente y los ejes de las estructuras de deformación de diferentes escalas, se determina de manera integral que la dirección del esfuerzo de compresión principal es NW-SE, la dirección paleoestructural correspondiente es NE-SW.
A finales del período herciniano se formaron una serie de cinturones estructurales de barrera y cinturones estructurales anticlinales. En términos generales, su intensidad de deformación estructural es más fuerte en el norte y más débil en el sur.
Durante el período Indosiniano-Yanshan, la tensión de compresión principal se desplazó hacia la dirección NE-SW, formando una serie de cinturones estructurales con tendencia NO, que se superpusieron sobre la base de la deformación estructural herciniana temprana y tardía.
No hubo fallas ni pliegues obvios durante el período del Himalaya, sólo un levantamiento regional al sur y un levantamiento al este.
5.2 Características de desarrollo de las fracturas estructurales
La intensidad del desarrollo y la distribución plana de las fracturas estructurales del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe están controladas principalmente por las características de deformación del área. La distribución plana de las fracturas está dispuesta en tres direcciones dominantes: NE, EW y NW, que son consistentes con los ejes estructurales formados en los períodos Herciniano temprano, Herciniano tardío e Indosiniano-Yanshan. La distribución plana de las zonas de fractura es consistente con. los antiguos cinturones estructurales se desarrollaron en cada período de deformación. Macroscópicamente, la intensidad del desarrollo conjunto es fuerte en el oeste y débil en el este, fuerte en el norte y débil en el sur, lo que refleja las características cambiantes de la intensidad de la deformación. Las estructuras tempranas controlan las fracturas tardías. Al mismo tiempo, los movimientos tectónicos posteriores pueden transformar las fracturas tempranas.
Fig. 3 Diagrama esquemático del campo de tensiones del levantamiento de Akkules.
1-Fractura; 2-Límite de sal Carbonífero; 3-Pliegues del Herciniano temprano; 4-Pliegues del Herciniano tardío; 5-Pliegues del Indosiniano-Yanshan; Esfuerzo de compresión principal del Herciniano temprano; tensión en el período occidental tardío; 8 direcciones principales de tensión de compresión en el período Yanshaniano del período Indosiniano
5.3 Fallas estructurales y karstificación
El karst no solo está relacionado con la litología, sino también con a la formación temprana relacionada con las grietas. En general, la existencia de grietas primero aumenta el rango de disolución del agua superficial y subterránea, aumenta el área de contacto entre el agua y las rocas carbonatadas, mejora la disolución y acelera la velocidad de disolución. Además, debido a la existencia de grietas, se mejora la permeabilidad de las rocas carbonatadas, permitiendo que el agua dulce superficial se filtre y fluya dentro de las rocas carbonatadas, formando un sistema de disolución de agua dulce metabolizable, que fundamentalmente crea ácido carbónico a gran escala en el espacio. la disolución proporciona condiciones. Los núcleos de perforación también confirmaron que se mejoró la disolución a lo largo de las fracturas y se desarrollaron agujeros de disolución. Los resultados de la investigación kárstica muestran que la mayoría de los poros disueltos se distribuyen a lo largo de fallas y fisuras, y sus tendencias son similares a las de las fallas regionales. En zonas con fuerte disolución, se forman grandes cuevas irregulares a lo largo de las fallas.
Las reglas de desarrollo de 6 grandes cuevas
La formación de grandes cuevas no depende de la tasa de disolución ni de la intensidad kárstica. Las rocas con una alta tasa de disolución y una fuerte karstificación no necesariamente significan una. gran cantidad de La formación de grandes cuevas. En ocasiones, puede ser un factor perjudicial en la formación de grandes cuevas. Esto se debe a que la roca no es lo suficientemente fuerte como para soportar el espacio subterráneo y el desarrollo de grandes cuevas. El espesor de la capa de roca y la alta resistencia mecánica del macizo rocoso son factores importantes en la formación de grandes cuevas.
En términos generales, la piedra caliza cristalina con alto espesor monocapa y espesor continuo, baja porosidad y permeabilidad original y alta resistencia mecánica de la roca es más beneficiosa cuando se ubica en el eje estructural o a lo largo de una falla. formación de grandes cuevas. Las cuevas grandes a menudo se desarrollan cerca de grandes zonas de fallas, y la dirección de las cuevas suele ser consistente con la dirección de las fallas y los estratos. También son propensas a formarse grandes cuevas en la intersección del segundo y tercer conjunto de fallas. Esto se debe al alto grado de fragmentación y disolución de la roca en la zona de la falla, y a la fuerte penetración y alternancia de agua a lo largo de la zona de la falla. Sin embargo, en la zona de la falla se producen numerosos derrumbes de cuevas. Además, los bordes de la escorrentía superficial suelen ser propensos a la formación de cuevas de erosión lateral o cuevas conectadas a salidas de drenaje. Inicialmente se cree que las cuevas en los campos petrolíferos Tahe No. 4 y No. 6 se desarrollan en dirección norte-sur o norte-noreste. Las cuevas se extienden a lo largo de fallas y se forman a lo largo del sistema de agua superficial. El sistema del campo petrolífero de Tahe, en el sur del Ordovícico, desarrolla grandes cuevas distribuidas a lo largo de la línea de restricción del Ordovícico medio y superior con tendencia noreste. Pudo haberse desarrollado cerca de la interfaz entre el Ordovícico Medio y Superior y el Ordovícico Inferior, lo que estuvo determinado por la fuerte erosión lateral, disolución y karstificación mixta de las aguas superficiales en esta zona. Una parte considerable de estas grandes cuevas se derrumbaron y llenaron durante el proceso kárstico posterior, y es más probable que las cuevas en áreas bajas contengan agua.
7 Factores que controlan el desarrollo kárstico
7.1 Mecanismo kárstico
El proceso kárstico debe cumplir las siguientes cuatro condiciones: la roca es soluble y la roca es permeable Sí , las sustancias corrosivas son eliminables.
El karst puede ocurrir cuando se cumplen las condiciones anteriores, pero aún se requieren las siguientes condiciones para formar un sistema de cuevas: una capa de roca soluble de espesor considerable, un fondo estructural relativamente estable y una capa relativamente impermeable. Las sustancias solubles y disueltas en las rocas son dos condiciones necesarias para la formación del karst y son factores internos. La permeabilidad de las rocas y la movilidad de las sustancias disueltas son dos condiciones importantes para el karst y también son factores externos. El karst no sólo está relacionado con las propiedades de las rocas solubles, sino también con las condiciones climáticas, la red hidrológica y la permeabilidad de las rocas. La permeabilidad de las rocas está relacionada principalmente con las grietas, y la resistencia de las grietas determina el grado de karst.
7.2 Factores controlados
(1) Está relacionado con la litología de la roca original. La karstificación incluye disolución química y destrucción física. El principal factor que afecta la disolución química es la composición de la roca. Respecto a la influencia de la litología de las rocas solubles en el proceso kárstico, se propuso el concepto de "disolución específica". Es decir, bajo ciertas condiciones experimentales, la relación entre la cantidad de disolución de una determinada roca carbonatada y la cantidad de disolución de una muestra estándar es más propicia para el desarrollo kárstico que las rocas con una alta cantidad de disolución. Como se puede observar en la Tabla 4, la caliza de arrecife, la caliza granular y la caliza arcillosa se disuelven más fácilmente. Sin embargo, debido al esqueleto de marga blanda, no es fácil formar grandes cuevas.
El Ordovícico Medio y Superior se desarrolla en la parte sur del Yacimiento Petrolífero de Tahe, en el que predominan las calizas arcillosas y las calizas biogénicas. Es muy soluble y suele formar depresiones planas o pendientes en el terreno. El Bajo Ordovícico en el norte se compone principalmente de escombros granulares, escombros de arena y piedra caliza microcristalina. El esqueleto de la roca es duro y el grado de disolución es bajo. La topografía tiene muchas colinas residuales erosionadas y cuevas kársticas bien desarrolladas.
Además, las interfaces con grandes diferencias en litología también son áreas importantes para el desarrollo kárstico, como la interfaz entre el Ordovícico Medio y Superior y el Ordovícico Inferior que pueden formarse a lo largo de esta superficie. El pozo S60 confirmó el desarrollo kárstico cerca de esta superficie.
(2) Relacionado con la resistencia a la rotura. Como se mencionó anteriormente, la destrucción de fallas juega un papel importante en el desarrollo del karst. Sin embargo, diferentes litologías responden de manera diferente a su destrucción. Como se muestra en la Figura 4, la dolomita tiene el mayor daño físico total y la menor resistencia a la tracción. Por lo tanto, los resultados del daño físico de diferentes litologías también son diferentes, y el impacto en el grado de desarrollo kárstico posterior también es diferente.
Tabla 4 Valor promedio de disolución específica de diversas rocas carbonatadas Tabla 4 Valor promedio de grado de disolución de rocas carbonosas
El efecto de control de las fallas sobre el karst se refleja principalmente en el aumento de la permeabilidad de rocas. Mejorar el sistema de circulación del agua kárstica y aumentar el área de disolución de la roca soluble.
(3) Relacionado con accidentes geográficos antiguos. En términos generales, en áreas con accidentes geográficos antiguos relativamente altos, se desarrollan zonas kársticas superficiales y de filtración, el suministro de agua es la ruta principal y se desarrolla karst profundo pero las depresiones kársticas están seriamente llenas y tienen un alto grado de disolución y colapso de relleno grave, pero el karst subterráneo; Se desarrollan zonas. El grado de desarrollo kárstico en pendientes kársticas suaves es relativamente moderado, lo que favorece el desarrollo del espacio del yacimiento y es la mejor zona para la exploración de petróleo y gas (Figura 5). La mayor parte del yacimiento petrolífero de Tahe se encuentra en la zona kárstica de pendiente suave, que es la mejor zona para encontrar grandes yacimientos de petróleo y gas.
Figura 4 La relación entre la cantidad de daño físico y la estructura de la roca y las propiedades físicas y mecánicas Figura 4 La relación entre la cantidad de daño físico y la estructura de la roca y las propiedades físicas y mecánicas.
1-Porosidad; 2-Permeabilidad; 3-Resistencia a la compresión; 4-Resistencia a la tracción; 6-Ángulo de fricción interna;
(4) al paleoclima. Las condiciones paleoclimáticas son otro factor importante en el desarrollo del karst. Un clima húmedo y cálido con abundantes precipitaciones favorece el desarrollo del karst, mientras que un clima seco y de alta temperatura no favorece el desarrollo del karst, pero puede producir una fuerte erosión física y proporcionar condiciones favorables para el desarrollo posterior del karst. .
(5) Está relacionado con el antiguo sistema de agua. En las zonas kársticas, los antiguos sistemas de agua suelen formar sistemas de aguas subterráneas y sistemas de aguas superficiales. El sistema de aguas subterráneas se ve afectado por el sistema de fracturas y las propiedades de las rocas, formando diferentes redes hidrológicas subterráneas que controlan la distribución del sistema kárstico. Los karsts con un sistema completo de suministro de agua y drenaje de la red hidrológica subterránea tienen un alto grado de desarrollo, y el desarrollo y llenado de cuevas kársticas es un problema grave. Los sistemas de agua superficial se desarrollan a lo largo de barrancos kársticos superficiales, zonas de fallas y cuevas colapsadas. A menudo se desarrollan agujeros de corrosión laterales y túneles de drenaje en capas a lo largo de ambos lados de la corriente principal de los sistemas de agua superficial.
Figura 5 Corte transversal comparativo del karst artesiano en el Levantamiento de Akokule.
1-Zona kárstica superficial; 2-Zona kárstica de infiltración; 3-Zona kárstica de desbordamiento secundario; 4-Zona de transición kárstica de desbordamiento secundario; 5-Estratos
8 Conclusión
< El karst ordovícico se desarrolla en el área petrolera de Tahe, que se divide verticalmente en una capa kárstica superficial, una capa kárstica de filtración y una capa kárstica subterránea, y se divide lateralmente en 7 sistemas kársticos. La profundidad del desarrollo kárstico es más desarrollada en el rango desde debajo de la superficie de meteorización hasta 150 m. El período herciniano es el período principal del desarrollo kárstico, que se puede dividir en cuatro etapas importantes según las diferentes formas de karst.Las propiedades originales de la roca, la resistencia a la fractura, los accidentes geográficos antiguos, el clima antiguo y los sistemas hídricos antiguos son los principales factores que controlan el desarrollo del karst. La resistencia a las fracturas es el factor más importante en el desarrollo del karst. A lo largo de las fallas se desarrollan grandes cuevas kársticas, y en la intersección de múltiples fallas se desarrollan cuevas kársticas, pero también están muy llenas. Dado que el sistema Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe está enterrado a gran profundidad (> 5350 m) y está limitado por la resolución de la exploración sísmica y los métodos de predicción de yacimientos, es necesario profundizar aún más la comprensión de las características del desarrollo kárstico.
Características de desarrollo y principales factores de control del karst del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe
Lin Zhengfen y Luo Chuanrong
(Instituto de Planificación y Diseño de la Oficina de Petróleo del Noroeste, Urumqi 830011 , China)
Resumen: Los poros, cuevas y fisuras en la piedra caliza kárstica son los principales espacios petrolíferos del yacimiento de petróleo del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe. El grado de desarrollo kárstico controla la formación de yacimientos de petróleo del Ordovícico. La formación kárstica del Ordovícico en el campo petrolífero de Tahe es muy extensa y se puede dividir en capa kárstica superficial, capa kárstica de filtración y capa kárstica de flujo sumergido en el perfil. Se puede dividir en siete sistemas kársticos en el plano. El karst está ampliamente distribuido, desde zonas erosionadas hasta 150 metros bajo tierra. El período herciniano es el principal período de desarrollo kárstico. Se puede dividir en cuatro etapas importantes. Las propiedades de las rocas, la resistencia a la fractura, las paleoformas del relieve, el paleoclima y el paleoflujo son factores de control importantes para el desarrollo del karst. La fuerza de las fallas es el factor más importante. Las grandes cuevas kársticas generalmente se desarrollan a lo largo de las fallas, pero generalmente están llenas.
Palabras clave: Factores de control de las características kársticas del Ordovícico en el yacimiento petrolífero de Tahe