Закономерности формирования структуры песчаников на примере карбоновых отложений Красноармейского района Донбасса

Abstract

Предметом исследований являются карбоновые песчаники Красноармейского района Донецкого угольного бассейна. Цель работы – изучение и анализ условий образования и преобразования песчаников, вмещающих угли разных стадий углефикации. Исследования проводились на стандартных шлифах с использованием оптической микроскопии. Шлифы изготавливались из проб песчаников отобранных в забоях угольных шахт или из керна разведочных скважин. В результате исследований установлено, что структура песчаников диагенеза и ранней подстадии катагенеза формировалась в процессе его образования, в седиментогенезе. Структура осадочных пород средней подстадии катагенеза существенно меняется под действием повышенных давлений и температуры. На этой подстадии происходит накопление микродеформаций в наиболее крупных обломочных зернах песчаника, что приводит к их делению на более мелкие фрагменты. Данный процесс существенно влияет на коллекторские свойства песчаников. Происходит ухудшение коллекторских свойств, песчаники трансформируются в плотные коллекторы. Полученные результаты можно использовать для прогноза коллекторских свойств песчаников в нефтегазовой промышленности, а также в угольной, для прогноза выбросоопасности песчаников, газовых скоплений и возникновения суфляров. Таким образом, установлена закономерность трансформации структуры песчаника исследованного района средней подстадии катагенеза, позволяющая оценивать степень перехода песчаных коллекторов в плотные коллекторы.

Предметом досліджень є карбонові пісковики Красноармійського району Донецького вугільного басейну. Мета роботи вивчення та аналіз умов утворення і перетворення пісковиків, що вміщають вугілля різних стадій вуглефікації. Дослідження проводилися на стандартних шліфах з використанням оптичної мікроскопії. Шліфи виготовлялися з проб пісковиків відібраних в забоях вугільних шахт або з керну розвідувальних свердловин. В результаті досліджень встановлено, що структура пісковиків діагенезу і ранньої підстадії катагенезу формувалася в процесі його утворення, в седиментогенезі. Структура осадочних порід середньої підстадії катагенезу істотно змінюється під дією підвищених тисків і температури. На цій підстадії відбувається накопичення мікродеформацій в найбільш великих уламкових зернах пісковику, що призводить до їх поділу на більш дрібні фрагменти. Даний процес істотно впливає на колекторські властивості пісковиків. Відбувається погіршення колекторських властивостей, пісковики трансформуються в щільні колектори. Отримані результати можна використовувати для прогнозу колекторських властивостей пісковиків в нафтогазовій промисловості, а також у вугільній, для прогнозу викидонебезпечності пісковиків, газових скупчень і виникнення суфлярів. Таким чином, встановлена закономірність трансформації структури пісковиків дослідженого району середньої підстадії катагенезу, що дозволяє оцінювати ступінь переходу піщаних колекторів в щільні колектори.

Subject of the research was carboxylic sandstones in the Krasnoarmeysk region of Donetsk coal basin. Objective of the work was to study and analyze conditions of formation and transformation of sandstones, which contain coal of different stages of coalification. The study was carried out on standard microsections with the help of optical microscopy. The microsections were taken from the sandstone samples chosen in the faces of coal mines or from the core of exploration wells. Basing on the results, it is stated that structure of sandstone of diagenesis and early katagenesis stages was formed in the process of its formation (sedimentogenesis). Structure of sedimentary rocks of the katagenesis middle substage is significantly changed under the influence of high pressure and temperature. At this substage, microstrain is accumulated in the largest sandstone grains, which are divided into smaller fragments. This process significantly worsens collecting properties of the sandstones as they are transformed into dense collector. The obtained results can be used by oil and gas industry for predicting the sandstone collecting properties, and by coal industry for forecasting outburst of sandstones, gas concentrations and formation of blowers. Thus, regularities of structural transformations of sandstone of the katagenesis middle substage are established, and they allow to assess a degree of sand collector transformation into the dense collector.