Серра Оберто Восстановление условий осадконакопления по данным геофизических исследований скважин

Подождите немного. Документ загружается.

291

Рис.6.7-9. Обобщенный вертикальный про-

филь в системе барьерного острова по ре-

зультатам наблюдений в верхнетретичных

песках Cohansey, Нью-Джерси (модификация

по Carter, 1978).

(1- метры; 2- солоноводный марш; 3- тонкослои-

стая глина с прослоями; 4- пресноводный марш;

5- торф; 6- зона тяжелых минералов; 7- дюна

тыловой зоны пляжа; 8- тонкослоистый песок с

фитоморфозами, остаточные горизонтальные

тонкие слои, немногочисленные корытообразные

косые слои, множество фитоморфоз; 9- прилив-

но-отливная полоса; 10- тонкослоистый песок со

слабым наклоном, плоскостные тонкие слои, хо-

рошо отсортированный песок; 11- зона бурунов

(верхняя часть предфронтальной зоны пляжа);

12- многонаправленные корытообразные косые

слои песка и крупнозернистого песчаника, пло-

скостные тонкие слои, редкие ophiomorpha)

6.7.2.2.2. Последовательности

Общий тренд песков берего-

вого бара – увеличение размера зе-

рен вверх по разрезу. Однако, сле-

дуя подобстановкам осадконакопле-

ния, удалось описать более мелкие

литологические, текстурные и оса-

дочные последовательности. Им по-

священо несколько статей, из кото-

рых взяты рис.6.7-12 – 6.7-16. Рисун-

ки достаточно наглядные, поэтому

нет необходимости в длинных пояс-

нениях.

Рис.6.7-10. Сводный стратиграфический разрез

верхнемеловых формаций Blood Reserve – St.

Mary River (Альберта), иллюстрирующий отло-

жения берегового вала, приливной протоки и

лагуны (из Young и Reinson, 1975).

(1- формация St. Mary River; 2- глинистый песчаник,

алевролит, линзы угля; 3,18- марш – приливно-

отливная отмель; 4- глинистый сланец, коричне-

вый, алевритистый, сланцеватый вверх по разрезу;

5- песчаник тонкозернистый, плоско- и косослои-

стый, с фитоморфозами; 6- песчаник алеврити-

стый, глинистый, обломки растений; 7- слой oyster

coquina; 8- глинистый сланец, средне-серый, рас-

сыпчатый, oyster; 9- песчаник, алевролит, линзы

угля; 10,12- эрозионная поверхность; 11- песчаник,

тонкозернистый до среднезернистого, распростра-

ненные корытообразные (в обоих направлениях)

косые слои, от мелкомасштабных до среднемас-

штабных, некоторое количество плоскостных косых

слоев и редкие горизонтальные слои, многочис-

ленные фитоморфозы ophiomorpha; 13- песчаник

тонкозернистый, параллельные тонкие слои, фито-

морфозы ophiomorpha и арениколиты, песчаник,

очень тонкозернистый до тонкозернистого, алеври-

тистый, параллельные тонкие слои, косая микро-

слоистость, биотурбация, прожилки; 14- лагуна

(тыловая зона барьера); 15,17- лагуна, близкая к

приливной; 16- намыв; 19- мелкое русло; 20- при-

ливная протока (русло-дельта); 21- глубокое русло;

22- верхняя часть предфронтальной зоны пляжа –

приливно-отливная полоса; 23- береговой вал; 24-

средняя часть предфронтальной зоны пляжа; 25-

метры; 26- формация Blood Reserve)

292

6.7.2.2.3. Геометрия тел

Геометрия тел в схематическом виде представлена на блок-диаграмме

(рис.6.7-7).

Рис.6.7-11. Обобщенная лагунная последо-

вательность на примере каменноугольных

отложений на востоке Кентукки и на юге

Вирджинии (из Horne и Ferm, 1978).

(1,5- болото; 2,8- приливно-отливная отмель;

3,6,10- лагуна; 4- штормовые намывы; 7- при-

ливно-отливный канал стока; 9- приливная

дельта; 11- почва угля. Глинистый алевролит с

прожилками кварцевого песчаника; 12- глини-

стый сланец с прослоями сидерита, с окамене-

лостями и фитоморфозами; 13- глинистая поч-

ва угля; 14- песчаник кварцевый с плоскостным

наращиванием пласта; 15- глинистый сланец и

алевролит, характеризующиеся увеличением

размера зерен вверх по разрезу, с фитоморфо-

зами; 16- глинистый сланец с прослоями сиде-

рита, известняк с фитоморфозами, глинистая

почва угля с окаменелостями; 17- песчаник

кварцевый, характеризующийся уменьшением

размера зерен вверх по разрезу, со знаками

ряби, косослоистый; 18- алевролит с прожилка-

ми песчаника, сидеритовый песчаник с фито-

морфозами; 19- косослоистый кварцевый пес-

чаник; 20- глинистый сланец и алевролит, ха-

рактеризующиеся увеличением размера зерен

вверх по разрезу, с фитоморфозами; 21- глини-

стый сланец с прослоями сидерита, с окамене-

лостями и фитоморфозами)

Рис.6.7-12. Литологические последовательности,

наблюденные на краях берегового вала Kiawah

Island (Южная Каролина), обращенных в сторону

суши и в сторону моря (из Barwis, 1978).

(1- единица; 2- последовательность в направлении

моря; 3- последовательность в направлении суши;

4,6- обстановка осадконакопления; 5,7- описание;

8,10- дюны; 9,11- серии плоскостных и корытообраз-

ный косых слоев до 2 м, фитоморфозы до 5 см, кор-

ни; 12,14- гребень бермы, зарождающиеся дюны; 13-

серии корытообразных косых слоев до 20 см, оста-

точный ракушняк менее 30 см; 15- серии корытооб-

разных косых слоев до 20 см, остаточный ракушняк;

16- гребень бермы; 17- плоские слои, от горизон-

тальных до слегка наклоненных в сторону моря; 18-

ветровые плоскотины намывов; 19- горизонтальные

плоские слои, ветровая рябь, улитки; 20- промоина;

21- корытообразные косослоистые линзы до 20 см;

22- намывы; 23- горизонтальные плоские слои, пло-

скостные косые слои, линзы до 20 см с фитоморфо-

зами; 24- фас пляжа; 25- плоские слои, наклоненные

в сторону моря под углом 20

; 26- марш; 27- глини-

стый сланец, H

S, корни spartina; 28,32- марш; 29-

глинистый сланец, H

S, тонкое ракушечное месиво

на верхней поверхности, корни spartina; 30- намыв;

31- горизонтальные плоские слои с фитоморфозами,

пятна железа; 33- то же, что выше, раковины устриц)

Рис.6.7-13. последовательности осадочных

структур, текстур и литологии в керне, извлечен-

ном из Galveston Island (из Davies и др., 1971).

(1- средний размер зерен кварца; 2- поверхность; 3-

керн; 4- нижняя часть предфронтальной зоны пляжа;

5- средняя часть предфронтальной зоны пляжа; 6-

верхняя часть предфронтальной зоны пляжа–пляж;

7- эоловые отложения; 8- описание; 9- 0-5` тонкозер-

нистый песок, с корытообразной косой слоистостью;

корни; более древние участки не имеют структуры и

содержат множество корней; 10- 0-12` тонкозерни-

стый песок с плоскостной пологой косой слоисто-

стью; второстепенная косая микрослоистость; 11-

293

12`-31` песок, очень тонкозернистый, ракушечный; от

бесструктурного до тонкослоистого; фитоморфозы;

некоторое количество алевритистой глины в сторону

подошвы; 12- 31`-37` глинистый алеврит и очень тон-

козернистый песок, переслаивающийся, с многочис-

ленными фитоморфозами; 13- плейстоцен)

Рис.6.7-15. Две последовательности осадочных

структур намывных конусов (из Schwartz, 1973).

(1,7- зона размыва; 2,8- намыв; 3,9- горизонтальная

выраженная слоистость; 4- передовые дельтовые

слои; 5- выраженная слоистость; 6- тонкая слои-

стость пляжа; 10- 1) вновь отложившийся намыв; 11-

2) старый намыв; 12- 3) эоловые отложения)

Рис.6.7-14. Три фациальные «конечно-

элементные» модели стратиграфических

последовательностей барьерного острова

(из Reinson, 1979).

(1- модель регрессивного (проградирующего)

барьера; 2,10,17- метры; 3,11- дюна; 4- тыловая

зона пляжа; 5- приливно-отливная полоса; 6-

верхняя часть предфронтальной зоны пляжа; 7-

средняя часть предфронтальной зоны пляжа; 8-

нижняя часть предфронтальной зоны пляжа; 9-

модель барьера - приливной протоки; 12- на-

мывная коса; 13- спаянная гряда (намывная

платформа); 14- мелкое русло; 15- глубокое

русло; 16- модель трансгрессивного барьера;

17- тыловая зона пляжа - дюна; 19- намыв; 20-

марш; 21- намыв; 22- русло, приливно-отливная

отмель; 23- приливная дельта; 24- субакваль-

ная лагуна; 25- легенда; 26- прожилки; 27- био-

турбация, следы окаменелостей; 28- раковины,

обломки раковин; 29- корни, обломки органики;

Рис.6.7-16. Трансгрессивная последователь-

ность, образованная в результате миграции гря-

ды и промоины в сторону суши на протяжении

фазы построения пляжа. Мощность вертикаль-

ной последовательности – около 1 м (из Davis и

др., 1972).

294

30- песчаник; 31- песчаник алевритистый, или-

стый; 32- линзы угля; 33- эрозионная поверх-

ность с остаточными отложениями; 34- плоские

слои; 35- плоскостная косая слоистость; 36-

корытообразная косая слоистость; 37- слойча-

тость ряби)

6.7.2.3. Линейные подводные песчаные бары

6.7.2.3.1. Определение

Линейные подводные песчаные бары соответствуют изолированной уд-

линенной песчаной гряде в прибрежно-морской обстановке (т.е. в обстановке,

близкой к приливной). Они располагаются на некотором расстоянии от берего-

вой линии и простираются, в общем случае, параллельно ей, и образованы в

основном приливно-отливными, океаническими, штормовыми течениями, или

течениями, сформированными волнами (рис.6.7-17).

Рис.6.7-17. Гипотетическая палеогеографиче-

ская реконструкция, показывающая песчаные

островки (sand patches), которые мигрируют

на юг юго-запад параллельно береговой лини

(из Spearing, 1976).

6.7.2.3.2. Состав

Песчаные отложения в этой

обстановке осадконакопления сложе-

ны кварцем, обломками раковин, глау-

конитом, шамозитом (силикатом желе-

за), ассоциированным с оолитами ли-

монита (или гематита) или сидеритом,

и фосфатами.

6.7.2.3.3. Текстура

Отложения являются зрелыми

в текстурном отношении вследствие

продолжительной транспортировки с

отсеиванием тонкозернистых фрак-

ций. Следовательно, пески хорошо от-

сортированы.

6.7.2.3.4. Структура

По осадочным структурам редко можно судить об обстановке осадкона-

копления. Описана линзообразная, волнистая и полосчатая слоистость, косая

тонкая слойчатость, косая и горизонтальная слоистость. Биотурбация носит

второстепенный характер.

295

6.7.2.3.5. Границы

Последовательность имеет резкий нижний контакт.

6.7.2.3.6. Последовательность

Последовательность в целом характеризуется увеличением размера

зерен вверх по разрезу (рис.6.7-18). Она сложена подвергшимися биотурбации

аргиллитом и алевритистым песчаником (в подошве), которые перекрываются

тонкозернистым песчаником с тонкой слойчатостью ряби. В свою очередь, этот

песчаник перекрывается среднезернистым песчаником с крупномасштабной

фестончатой косой слоистостью. Биокластические единицы образуют тонкие

покровные единицы с эрозионными подошвами.

Еди-

ницы

Berg,

1975

Мощ-

ность,

Описание

Интерпретация фа-

ций

Интерпретация по-

следовательности

1.5-2.5

Подвергшиеся био-

турбации илы с пере-

работанным песком и

гранулами. Горизон-

тальная слоистость.

Шельфовые илы со

слоями песка, отло-

женными штормами.

Внезапное прекра-

щение активной

транспортировки

песка. Шельфовые

илы облекают ли-

нейные песчаные

бары.

0.30-

1.0

Галечниковый песча-

ник (галька кремние-

вая и аргиллитовая).

Кремниевая галька

сконцентрирована в

верхнем слое.

Пески, переработан-

ные волнами. Связа-

ны с волновыми про-

цессами, сосредото-

ченными на гребне

вала.

1.5-5.5

Косослоистый и гори-

зонтально-слоистый

песчаник.

Косослоистые серии

мощностью 5-20 см.

Многочисленные че-

шуйки ила и иловые

покровы, носящие

случайный характер.

Редкие косослоистые

пески.

Миграция дюн на

юго-восток (?) в ка-

честве реакции на

приливно-отливные

течения, возможно,

усиленные шторма-

ми.

Распространена

постседиментацион-

ная эрозия ила.

Пески, отложенные

на верхних флангах

бара.

Постепенное воз-

растание волновой

активности и актив-

ности течений в

качестве реакции

на проградирующее

линейное прилив-

ное (?) песчаное

тело. Удлиненная

296

1.8-5.0

Косослоистый тонко-

зернистый песчаник с

многочисленными

иловыми покровами

Редкие чешуйки ила и

косослоистые серии.

Второстепенная био-

турбация.

Отложение рябью

течения в качестве

реакции на прилив-

но-отливные (?) те-

чения.

Течения с изменяю-

щейся силой.

Распространен тон-

козернистый взве-

шенный осадочный

материал.

Осадконакопление

на нижних флангах

вала и во впадинах.

0.9-4.0

Илы с линзами песча-

ника со знаками ряби

и прослои песчаника

мощностью 1-5 см.

Второстепенная био-

турбация.

Отложение из взвеси

илов, чередующееся

с периодическими

притоками песка

(дальние штормовые

слои?).

Отложение песчаных

баров вниз по тече-

нию.

Массивные морские

илы с незначительной

биотурбацией.

Шельфовые илы.

геометрия несколь-

ких песчаных тел,

параллельных бе-

реговой линии и

пути транспорти-

ровки под действи-

ем течения предпо-

лагает, что они мо-

гут представлять

линейные прилив-

ные (?) песчаные

гряды, которые

сформировали воз-

вышенности. По-

следовательность,

характеризующаяся

увеличением раз-

мера зерен вверх

по разрезу, отра-

жает проградацию

и преимуществен-

ную переработку

флангов и гребня

вала.

Рис.6.7-18. Описание и интерпретация верхнемелового песчаника Sussex, Вайоминг (из Berg, 1975).

6.7.2.3.7. Геометрия тела

Песчаниковые тела удлиненные, мощностью от 3 до 30 м, шириной от 4

до 60 км и длиной до 160 км, имеют плоскостные подошвы и выпуклые кверху

кровли.

6.7.2.3.8. Направление транспортировки течением

297

вала.

В общем случае, течение однонаправленное и параллельное гребню

6.7.2.3.9. Окружающие фации

Линейные песчаные валы окружены морскими илами или испытывают

языковидное выклинивание в них.

6.7.2.4. Характеристики коллектора

В общем случае, песчаные тела обладают хорошими коллекторскими

свойствами, но их объем ограничен.

6.7.3. КАРОТАЖНЫЕ СИГНАЛЫ И ХАРАКТЕРИСТИКИ

Не всегда просто различить кремнисто-обломочные и дельтовые усло-

вия осадконакопления. Следовательно, только некоторые из вышеописанных

отложений будут проиллюстрированы примерами сводных диаграмм ГИС и ре-

зультатами наклонометрии.

Первый пример – формация Muddy, группа Granerous, бассейн реки

Powder, Вайоминг. Эта информация иногда и где-либо еще (месторождение Bell

Creek, Монтана) описывается как типичный древний барьерный остров (Davies

и др., 1971). Сводная диаграмма (включая ГК, нейтронный и плотностной каро-

таж) в одной скважине, местоположение которой не указывается, представлена

на рис.6.7-19b. По форме традиционных кривых, полученных в открытом ство-

ле, можно сделать вывод об увеличении размера зерен вверх по разрезу, кото-

рое сменяется уменьшением размера зерен. Если посмотреть на детальную

векторную диаграмму LOCDIP, которая получена по данным SHDT (рис.6.7-

20b), можно четко видеть несколько резких нижних контактов, сопровождаемых

последовательностями, характеризующимися уменьшением размера зерен

вверх по разрезу. Интерпретация данных наклономера была выполнена, исхо-

дя из предположения о барьерном острове. Но некоторые из наблюдений, ко-

торые можно сделать на данных наклономера (резкие нижние контакты, после-

довательности, характеризующиеся уменьшением размера зерен вверх по раз-

резу, тонкие покровы, сложенные глинистым сланцем), не полностью согласу-

ются с общим постоянным трендом увеличения размера зерен вверх по разре-

зу, описанным в барьерном острове. Следовательно, может быть предложена

другая интерпретация, основанная на гипотезе о приливной песчаной гряде

(Klein, 1970; сравните с рис.6.7-3).

298

Рис.6.7-19. Две сводные диаграммы по фор-

мации Muddy, бассейн реки Powder.

(1- интерпретация; 2- лагуна; 3- морской бар; 4-

приливно-отливный канал стока; 5- дальняя зона)

Рис.6.7-20a. Векторная диаграмма GEODIP фор-

мации Muddy в скважине, представленной

сводной диаграммой на рис.6.7-19a, и ее интер-

претация в терминах фаций и обстановки осад-

конакопления.

(1- глубина (футов); 2- каверномер; 3- наклоны; 4-

частотная диаграмма азимутов; 5- кривые сопро-

тивления; 6- прижимные башмаки; 7- литология; 8-

интерпретация; 9- обстановка осадконакопления;

10- лагуна; 11- слоистость почти горизонтальная до

пологой; 12- морской бар (намывная коса?); 13-

корытообразные косые слои; 14- передовые слои;

направление транспортировки: северо-запад; 15-

приливно-отливный канал стока; 16- волнистая

слоистость; 17- полосчатая слоистость; 18- морской

глинистый сланец; 19- дальняя зона)

Второй пример – песчаник Shannon на месторождении Hartzog Draw,

бассейн реки Powder, Вайоминг. Сводная диаграмма (ПС, ГК, нейтронный,

плотностной, акустический каротаж, DIL-SFL и векторная диаграмма GEODIP)

представлена на рис.6.7-21 вместе с описанием керна и результатами интер-

претации в терминах фаций и подобстановок осадконакопления. Как и ожида-

лось для линейного подводного песчаного бара, наблюдается общее увеличе-

ние размера зерен вверх по разрезу. Небольшие максимумы ∅

(9387, 9395

футов) соответствуют уровням с повышенным содержанием сидерита и глауко-

нита, что подтверждается результатами анализа керна. Анализ векторной диа-

граммы GEODIP (вариант low sand character) в увеличенном масштабе (рис.6.7-

22 – 6.7-24) позволяет сделать наблюдения более детальными. Нижний интер-

вал (9443-9412.5 футов) на кривых сопротивления HDT выглядит очень тонкос-

лоистым (множество очень малых событий), при среднем уровне сопротивле-

ния. Это формирует множество наклонов с рассеянными азимутами (посмотри-

те на частотную диаграмму азимутов), с незначительными отклонениями ПС и

умеренной радиоактивностью. В некоторых местах можно наблюдать хаотиче-

ский вид кривой. Все эти наблюдения предполагают очень тонкослоистый ин-

тервал, иногда подвергшийся биотурбации, с мелкими линзами (некоррелиро-

ванные события, видимые только на одной или двух кривых), с относительно

высоким процентным содержанием глины. Следовательно, можно сделать вы-

вод о многочисленных переслаиваниях тонких слоев алеврита или песка (кото-

рым соответствует повышенное сопротивление) в глинистом сланце. Это под-

тверждается фотографиями керна (рис.6.7-22). Следующий интервал (9413-

9400 футов) характеризуется повышенным сопротивлением, более заметным

299

отклонением кривой ПС (пониженное содержание глинистого сланца), и не-

сколько меньшей радиоактивностью. На кривых сопротивления наклономера,

омические пласты характеризуются большей мощностью и выдержанностью, с

очень тонкими проводимыми уровнями (прослойки глинистого сланца), которые,

будучи коррелированными, образуют наклоны различной величины (от 0 до

) и с рассеянными азимутами. Это позволяет сделать вывод о волнистой

слоистости и иногда о полосчатой слоистости, если события видны не на всех

кривых (рис.6.7-23). Синие и красные картины могут соответствовать передо-

вым слоям или врезанию и заполнению. Перекрывающий интервал (9400-9372

футов) характеризуется наличием более мощных омических слоев, где уровни

проводимости встречаются реже, сильным отклонением кривой ПС и понижен-

ной радиоактивностью (рис.6.7-24). Верхний интервал обладает повышенным

сопротивлением вследствие цементации, и перекрывается тонкими уровнями,

сопротивление которых постепенно уменьшается. Наклоны предполагают об-

лекание предыдущих отложений (бара).

Рис.6.7-20b. Векторная диаграмма GEODIP формации Muddy в скважине, представленной сводной

диаграммой на рис.6.7-19b, и ее интерпретация в терминах фаций и обстановки осадконакопления.

(1- отклонение скважины; 2- глубина (футов); 3- каверномер (в метрах); 4- наклоны; 5- частотная диаграм-

ма азимутов; 6- сопротивление; 7- прижимные башмаки; 8- дисковые электроды; 9- литология; 10- эволю-

ция размера зерен (по результатам интерпретации эволюции сопротивления); 11- Интерпретация; 12-

барьер – основная гипотеза (Davies и др., 1971); 13- гипотеза о приливном песчаном вале (модель Klein);

14- тонкослоистый и подвергшийся биотурбации аргиллит-алевролит; 15- лагуна; 16- приливная отмель;

17- алевритистый песок с плоскостной X-слоистостью, направление транспортировки: восток северо-

восток, удлинение: запад юго-запад – восток северо-восток, глинистый сланец; 18- намыв; 19- отливная

песчаная отмель или литоральный песчаный бар, глиняный покров; 20- массивный песок, бесструктурный

по данным SHDT вследствие высокого сопротивления, влияния газа); 21- пляж; 22- дюна и песчаная вол-

на; 23- косослоистый песок; 24- приливно-отливная полоса; 25- массивный песок; 26- верхняя часть пред-

фронтальной зоны пляжа; 27- средняя часть предфронтальной зоны пляжа; 28- прибрежное песчаное те-

ло, формировавшееся в обстановке с преобладанием приливов; 29- отложения от песка до глины с волни-

стой слоистостью (рябью); 30- нижняя часть предфронтальной зоны пляжа; 31- эрозия; 32- глинистый сла-

нец, подвергшийся биотурбации; 33- глинистый сланец с плоскостной тонкой слоистостью; 34- структур-

ный наклон: 2

восток; 35- AC = резкий контакт; 36- ↑ направление уменьшения размера зерен; 37- шель-

фовый ил)

300

Рис.6.7-21. Сводная диаграмма песчаника Shannon на месторождении Hartzog Draw.

(1- отклонение скважины; 2- сопротивление; 3- каверномер 2; 4- наклоны; 5- корреляции; 6- сопротивление

возрастает; 7- кривые; 8- каверномер (в дюймах); 9- ПС (мВ); 10- ГК (ед. API); 11- песчаная матрица; 12-

описание керна; 13- песок; 14- интерпретация обстановки осадконакопления; 15,18,22- межваловая об-

ласть; 16,21- высокая энергия, край вала; 17,20- низкая энергия, край вала; 19- центральный вал; 23-

шельфовый ил)