CC BY
54
УДК 549:552(571.16)
ВЕЩЕСТВЕННО-СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СРЕДНЕ-ВЕРХНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЛУГИНЕЦКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)
Е.Н. Жилина
Томский государственный университет E-mail: еlena@ggf.tsu.ru
На основе результатов детального минерало-петрографического исследования дана сравнительная характеристика вещественно-структурных особенностей продуктивных келловей-оксфордских отложений горизонта Ю-I Лугинецкого газоконденсатнонефтяного месторождения (Томская область).
Ключевые слова:
Горизонт Ю-I, подугольная и надугольная толщи, барабинская пачка, структуры, текстуры, вещественный состав.
Key words:
Horizon Ю-I, podugolnaya and nadugolnaya formations, barabinskaya member, textures, structures, mineralogical composition.
Лугинецкое газоконденсатно-нефтяное месторождение приурочено к одноименной локальной структуре третьего порядка, осложняющей северозападную часть Пудинского мегавала. На сегодняшний день - это одно из наиболее сложно-построенных месторождений на территории Томской области.
Нефтегазоконденсатные залежи Лугинецкого месторождения, имеющие промышленное значение, приурочены к шести продуктивным пластам: четырем - верхнеюрского (пласты ЮД ЮД ЮД ЮД и двум (пласты ЮД и Ю2) среднеюрского возраста [1]. Пласты-коллекторы имеют сложное геологическое строение, заключающееся в переслаивании проницаемых пропластков различных толщин с непроницаемыми разностями. На продуктивной площади имеется большое количество зон отсутствия коллектора, прослеживается значительная изменчивость фильтрационно-емкостных свойств. Все залежи имеют чрезвычайно сложную конфигурацию водонефтяного и газонефтяного контактов.
Целью проведенных исследований являлось детальное минералого-петрографическое изучение пород горизонта Ю-I Лугинецкого месторождения.
Исследования осадочных пород проводились с помощью поляризационного микроскопа высокого разрешения Olympus BX51 с компьютерной станцией, видеокамерой ProGres и ПО Image-Pro Plus на лабораторной базе ОАО «ТомскНИПИнеф-ть». При петрографическом описании использованы шлифы из коллекции З.Я. Сердюк, любезно предоставленные для исследования заведующей лабораторией седиментологии ОАО «ТомскНИ-ПИнефть» Е.А. Жуковской, текстурный анализ проводился по методическим разработкам Л.Н. Ботвинкиной [2].
Изучались верхнеюрские отложения в составе верхневасюганской подсвиты (подугольная и надугольная толщи) и барабинской пачки. Описания, приведенные далее даны снизу вверх по разрезу.
Подугольная толща (пласты Ю15+4+Ю13)
На исследуемой территории пласты подуголь-ной толщи наиболее выдержаны, вскрыты всеми пробуренными скважинами, содержат около 70 % суммарных запасов углеводородов месторождения и представляют наибольший интерес с точки зрения разработки. Слагающие подугольную толщу пласты ЮД4 иЮ,3 влитологическом плане довольно однородны, представлены преимущественно мелкозернистыми песчаниками или крупнозернистыми алевролитами, с прослоями песчаников среднезернистых до крупнозернистых. В редких случаях наблюдается глинизация разреза и появление пропластков глинистых алевролитов и аргиллитов. В некоторых скважинах пласты разделены между собой глинистой перемычкой.
В породах преобладает мелкозернистая песчаная фракция, материал среднезернистых и алевритовых фракций, чаще всего не превышает 15...20 %, содержание глинистого цемента достигает 13 %. Размер зерен меняется в очень широких пределах 0,09...0,33 мм. Однако основная масса значений лежит в области 0,09.0,16 мм. По многим изученным скважинам наблюдается тенденция улучшения сортировки материала (коэффициент сортировки £0=1,6...2,4) вверх по разрезу. Характер изменения гранулометрического состава и сортировки материала указывают на частую смену гидродинамических условий осадконакопления.
Практически во всех скважинах породы толщи представлены светло-серыми и серыми с зеленоватым или буроватым оттенком средне-мелкозернистыми, мелкозернистыми, алевритистыми, реже алевритовыми, каолинизированными, в отдельных прослоях неравномерно известковистыми, нередко сидеритизированными песчаниками. В породах присутствуют многочисленные включения пирита. Структура - псаммитовая, ал евро-псаммитовая. Текстура песчаников чаще массивная, реже нечеткая или хорошо выраженная пологоволнистая, линзовидная. Слоистость подчеркнута намывами
глинистого и растительного материала. В песчаниках содержится макрофауна пелеципод, скафопод. Количество обломочного материала изменяется от 80 до 98 %, с уменьшением в известковистых прослоях.
Среди обломков пород преобладают кремнистые, метаморфические сланцы и вулканические породы из среднего и кислого отряда. Слюды представлены мусковитом и биотитом. Наблюдается механическая деформация чешуек слюд, расщепление по спайности, обесцвечивание, замещение пелитоморфным карбонатом и лейкоксеном. В песчаниках встречены обломки турмалина, циркона, анатаза, апатита и сфена.
Цемент в песчаниках составляет 7.10%. Тип цементации довольно сложный - участками поро-вый, пленочный, реже базальный. Поры выполняет раскристаллизованный каолинит, реже гидрослюда. Последняя, часто с хлоритом, сидеритом или лейкоксеном образует пленки вокруг зерен. В отдельных скважинах песчаный материал сцементирован карбонатами (рис. 1).
Аргиллиты, встреченные в тонких пропластках и прослоях, алевритовые, темно-серые, серые и пестроцветные (с темно-зеленоватыми и красно -буроватыми разводами), по структуре пелитовые, участками алевро-пелитовые. Основная масса неравномерно зеленого, участками зеленовато-буроватого цвета, с высоким двупреломлением соответствует гидрослюдистому составу, с примесью хлорита, каолинита, участками монтмориллонита, пирита и растительного детрита. Обломочный материал размерами 0,01.0,08 мм представлен кварцем, полевыми шпатами, обломками пород, слюдой.
Плохо отсортированные глинисто-алеврито-пе-счаные породы, структура которых неоднородна на разных участках встречаются в разрезах пласта довольно часто. Микротекстура неоднородная, слоисто-гнездовидно-линзовидная. Обломочный материал плохо отсортирован. Его количество варьирует от 10.25 % в аргиллите до 65.75 % в песчанике. В песчанике преобладает мелкозернистая фракция (55.73 %) с подчиненным значением алевритовой фракции. Цемент (20. 35 %) представлен ориентированной гидрослюдой, участками гидрослюдисто-каолинитовый, хорошо раскристаллизованный порового типа, соприкосновения и базальный. Аргиллит в прослоях и участках сложен ориентированной гидрослюдой с высоким двупреломлением. В виде примеси содержится монтмориллонит, каолинит, пелитоморф-ный сидерит, тонкодисперсные титанистые минералы и перетертая растительная органика.
Алевролиты мелко и крупнозернистые, иногда песчанистые и песчаные, окрашены в серые цвета с буроватыми оттенками. В отдельных разрезах -полимиктовые, местами глинистые или известкови-стые, часто сидеритизированные. Наблюдаются линзовидные, горизонтальные и однородные текстуры. Структура - псаммоалевритовая или алевритовая. Породы обладают несовершенной микрослоистостью, однородной и неоднородной текстурами, выраженными благодаря ориентированному или беспорядочному распределению обломочного материала, чешуек слюд, выделений сидерита (рис. 2).
Обломочный материал составляет от 50.55 % до 65.85 %. В крупно-мелкозернистых алевролитах основная фракция 0,01.0,05 мм достигает 60.75 %, примесь крупного алеврита составляет
Рис. 1. Песчаники подугольной толщи: а, б - песчаник полевошпатово-кварцевый мелкозернистый, алевритовый, с карбонатным цементом; текстура неоднородная (скв. 159, глуб. 2345,7 м); в, г - песчаник полевошпатово-кварцевый мелкозернистый, алевритистый, полимиктовый с кальцитовым цементом, с битумом; текстура однородная (скв. 163, глуб. 2350,2 м); а, в- николи II; б, г- николи Х; а~г - ширина изображения 1,74 мм
Рис. 2. Алевролиты подугольной толщи; а, б - алевролит полевошпатово-кварцевый крупнозернистый, песчанистый, с ги-дрослюдисто-каолинитовым цементом, пиритизированный; текстура слоистая (скв. 155, глуб. 2375,2 м); в, г - алевролит полевошпатово-кварцевый крупно-мелкозернистый, песчанистый, с гидрослюдистым цементом, сидеритизиро-ванный; текстура нечеткая микрослоистая (скв. 158, глуб. 2378 м); а, в- николи II; б, г - николи Х; а~г - ширина изображения 1,74 мм
25.35 %. Иногда присутствуют песчаные зерна в очень малых количествах (не более 5 %). Сортировка обломочного материала хорошая и средняя. Зерна полуугловатые. Упаковка зерен средней плотности. Контакты между зернами выпукло-вогнутые, линейные, точечные.
В центральной части исследуемой территории алевролиты по составу полевошпат-кварцевые, крупнозернистые, слоистые, с карбонатно-глинистым цементом, нефтенасыщенные. Обломочный материал составляет до 75.80 %, цемент (25.15 %), лейкоксен до 1 %, пирит 1.2 %. На долю кварца приходится до 56 %, полевых шпатов -35 %, обломков пород - 9 %, слюды - единичные листочки. Обломки угловато-полуокатанные, корродированные, размером 0,06.0,15 мм. Характерным является более значительное развитие аути-генных минералов. Широко развит сидерит, занимающий от 8.10 до 18.20 % породы. Сидерит пе-литоморфный присутствует сгустками, участками замещая цемент, реже зерна. Пирит присутствует в виде вкраплений в породе. Органическое вещество распределено в виде мелких линзочек.
Надугольная толща (Ю^+Ю^+Ю/0)
Представлена песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками и редкими углями. В ее разрезе выделяется до четырех - пяти песчаных пропластков с толщиной 0,4.14 м, которые группируются в пласты Ю12, Ю11, Ю10. Вещественный состав, цемент, текстура схожие для всех пластов. Пласты разделяют прослои аргиллитов или глинистых и алевритовых известняков, сидеритов,
интенсивно карбонатизированных несортированных пород глинисто-алеврито-песчаного состава, реже углистых разностей толщиной 0,6.8,8 м с линзовидными включениями алевролита, глинистого песчаника и маломощных (3.4 мм) прослоев углей. По гранулометрическому составу в пластах Ю11, Ю12, преобладает мелкопесчаная фракция с большим количеством растительного детрита и прослойками углистого вещества. Коэффициент сортировки 1,5...5,3.
Пласты Ю12иЮ11представлены в большинстве разрезов темно-серыми аргиллитами, плитчатыми, горизонтально и волнисто-слоистыми за счет разницы в гранулометрическом составе, часто алеври-тистыми, участками, переходящими в глинистые разности. В разрезах многих скважин пласт представлен частым переслаиванием серых и темно-серых аргиллитов с редкими включениями остатков организмов. Характерным является наличие по всему пласту линзообразных и гнездообразных скоплений мелкоагрегатных стяжений пирита. По плоскостям наслоения наблюдаются скопления обугленного растительного детрита. Реже встречаются тонкие прослои угля. Иногда в породах присутствуют отпечатки древней растительности. Структура пород пелитовая, алевропелитовая. Основная масса зеленоватого цвета с показателем преломления больше 1,54 и с низким двупрело-млением соответствует гидрослюдисто-каолинито-вому составу, с примесью сидерита (1.3 %), растительного детрита. Обломочный материал, размерами 0,01.0,08 мм представлен кварцем, полевыми шпатами, обломками пород, слюдой.
Алевролиты крупно- и мелкозернистые, серого и темно-серого цвета с оттенками бурого, голубоватого цветов, прослоями сидеритизированные или известковистые с включениями пирита. Наблюдались несовершенная и четко выраженная линзовидная, горизонтальная, пологоволнистая типы слоистости, образованные за счет послойных скоплений обугленных остатков растительности и намывами глинистого материала. Во многих скважинах отмечено наличие отпечатков фауны плохой сохранности. Для пород характерна трещиноватость. Трещинки мелкие, волнистой формы, расположены параллельно слоистости, выполнены чистым перекри-сталлизованным кальцитом белого цвета. Структуры пород алевритовые, иногда псаммоалевритовые. Микротекстуры, наблюдаемые в шлифах, массивные, нечетко выраженные микрослоистые. Крупнозернистые алевролиты сложены фракцией 0,05.0,1 мм (55.65 %) с подчиненным значением мелкоалевритовой (10.35%) и примесью (10.20 %) мелкозернистых песчаных зерен (рис. 3).
Мелкозернистые алевролиты в своем составе содержат до 65.95 % фракции 0,1.0,05 мм и
5.35 % крупноалевритовой примеси. Разнозернистые прослои пород характеризуются близкими содержаниями мелко- и крупноалевритовой фракции при наличии мелкозернистой песчаной фракции до 15.20 %. В обломочном материале присутствует кварц - 40.70 %, полевые шпаты -
20.40 %, обломки пород - 8.15 % и 1.2 %.
Количество цемента в разных образцах изменяется от 6 до 15 %. В случае кальцитовой составляющей его количество возрастает до 40 %. Тип цементации участками поровый, соприкосновения, пленочный, при увеличении содержания цемента - базальный.
В алевролитах развиты явления растворения, коррозии обломочного материала, вдавливания, приспособления зерен, деформации и изменения слюд полевых шпатов, изредка регенерации. Повсеместно в различных количествах присутствует растительный детрит.
Песчаники надугольной толщи отличаются светло-серым цветом, чаще с голубоватым оттенком, плотные, плитчатые, известковистые, очень крепкие. По составу - полимиктовые. Содержат гнездообразные скопления мелкоагрегатного пирита и нечастые остатки обуглившейся раститель-
ности. В отдельных скважинах встречаются неслоистые или с прерывистой слоистостью разности. Для песчаников характерен явный запах углеводородов. Структура алевро-псаммитовая, реже псаммитовая. Микротекстура - часто несовершенная микрослоистая из-за ориентированного расположения удлиненных обломков, реже массивная. В гранулометрическом составе, которых преобладает фракция 0,1.0,25 мм, изменяясь от 55 % до 85 %. Примесь крупного алеврита составляет 15.35 %, мелкого 5.15 %. В средне-мелкозернистых песчаниках фракция 0,25.0,5 мм достигает 10.25 %, алевритовой примеси мало, чаще не более 5 %. Сортировка материала от средней до хорошей, редко плохая. Обломки полуугловатые с примесью полуокатанных и угловатых.
В составе обломочной части содержание кварца изменяется от 35 % до 68 %, полевых шпатов от 20 до 40 %, обломков пород от 8 до 30 % (чаще 10.20 %). Слюды встречаются редко. В составе обломков встречаются кремнистые, метаморфические и вулканические породы. Обломки пород имеют нечеткие контуры, часто деформированы и сливаются друг с другом. Пластинки мусковита и биотита интенсивно изменены: деформированы, расщеплены, обесцвечены, замещаются карбонатами, хлоритом, серицитом.
Цемент в песчаниках составляет в среднем 4.8% и увеличивается за счет карбонатов до
20.40 %. Распределение цемента неравномерное, состав полиминеральный, карбонатно-глинистый и глинисто-карбонатный (рис. 4).
К карбонатным породам отнесены глинисто-алевритовые сильно карбонатизированные разности, часто присутствующие в разрезах многих скважин на изучаемой территории. Первичная структура и текстура затушеваны сидеритом и кальцитом, интенсивно замещающими как цемент, так и обломочный материал. Иногда карбонаты составляют до 70.80 % пространства шлифа. Обломочный материал состоит из кварца, полевых шпатов, слюды, сильно корродированных, с растворенными контурами. Первичный глинистый материал гидрослюдисто-хлоритового, каолинитового и гидрослюдистого состава иногда с трудом поддается определению. В верхней части пласта Ю/ встречаются прослои известняков с остатками микрофауны плохой сохранности. Породы темно-серые, плот-
Рис. 4. Песчаник средне-мелкозернистый, алевритистый, полимиктовый с карбонатно-хлорит-гидрослюда-каолинитовым цементом, с битумом; текстура микрослоистая (скв. 162, глуб. 2300 м); а - николи II, б - николи Х; а, б - ширина изображения 1,74 мм
' ' [ ' тЙЯЙ!» f ■ 'ДСТ Г ' "'Г'“ - *
Рис. 5. Известняки в кровле пласта Ю11: а, б - известняк микрозернистый с глауконитом и ихтиодетритом; текстура однородная (скв. 155, глуб. 2343 м); в, г - известняк сферолитовый с примесью каолинита, пирита; текстура неоднородная (скв. 163, глуб. 2374,2 м); а, в- николи II; б, г - николи Х; а-г - ширина изображения 1,74 мм
ные, однородные и с элементами косой, пологоволнистой слоистости, подчеркнутой растительным детритом, с прожилками и включениями пе-рекристаллизованного желтовато-белого кальцита. В породе присутствцют мелкие зерна пирита и тонкий растительный детрит (рис. 5).
Глауконитсодержащие породы барабинской пачки слабо отсортированы, зеленовато-серого и грязно-зеленого цвета с растительным детритом и крупными (до 3x3 см) светло-буроватого цвета глинисто-фосфатными и пиритовыми конкрециями. Песчаники темно-серые с явным зеленоватым оттенком, массивные, мелко-зернистые, неравномерно глинистые, в разной степени обогащенные глауконитом, интенсивно карбонатизированные с тонкими прожилками кальцита различной ориентировки.
Во многих скважинах встречены фосфатно-песчано-алевритовые слабо-отсортированные породы с алевро-псаммитовой структурой из-за неоднородного вещественного и гранулометрического состава (рис. 6).
Обломочный материал (50...70 %) распределен неравномерно, сложен фракцией 0,1.0,25 мм
(74 %) и алевритовой примесью (25 %). В песчанике кварц и полевые шпаты находятся в равных количествах. Обломков пород около 12 %. Цемент (30.50 %) представлен кальцитом, с подчиненным значением гидрослюды и примесью фосфата, глауконита, пирита. В шлифах значительная часть пространства (до 40 %) занята аморфным фосфатом желтоватого цвета с примесью чешуек гидрослюды и тонкоалевритового материала (5.10 %)
Породы барабинской пачки разбиты седимен-тационными трещинками, залеченными кальцитом и пиритом. Часто в породах встречаются овальные или удлиненной формы включения, напоминающие срезы раковин пелеципод иостра-код, а также глауконит в виде овальных округлых травяно-зеленых зерен (3.5 %) (рис. 7).
Выводы
Все изученные отложения горизонта Ю-1 Лу-гинецкого газоконденсатно-нефтяного месторождения (Томская область) сложены неравномерным чередованием пачек и пластов песчаников, песчано-алеврито-глинистых пород, углистых ар-
Рис. 6. Фосфатно-песчаная порода, плохо отсортированная, полевошпатово-кварцевая с гидрослюда-кальцитовым, кальцит-гидрослюдистым, фосфатным цементами, с глауконитом; с пятнистой текстурой основной массы (скв. 160, глуб. 2310 м); а, в- николи II; б, г - николи Х; а~г - ширина изображения 1,74 мм
Рис. 7. Песчаник полимиктовый с глауконитом, средне-мелкозернистый, алевритовый, с кальцит-гидрослюдистым, гидрос-люда-кальцитовым цементами, с фосфатным материалом; текстура неоднородная (скв. 162, глуб. 2296,1 м); а - николи II, б - николи Х; а, б - ширина изображения 1,74 мм
гиллитов и известняков довольно не выдержанных по площади исследования. Подугольная толща, содержащая пласты-коллекторы Ю14+5иЮ13, насыщенные нефтью, характеризуется покровным типом развития, преимущественно песчаным составом, наибольшими общими мощностями и улучшенными фильтрационно-емкостными параметрами по сравнению с газонасыщенными пластами надугольной толщи. Для пластов Ю12, Ю11 иЮ10 надугольной толщи характерны ухудшенные коллекторские свойства, пятнистое невыдержанное простирание по площади, преимущественно алевритовый состав. Для пород горизонта Ю-1 характерны различные по четкости рисунки горизонтальной, пологоволнистой, линзовидной и неясно выраженной косой слоистости
за счет смены гранулометрического состава, послойных намывов глинистого материала и обугленного растительного детрита. Породы обогащены конкрециями, мелкими вкраплениями пирита и карбонатов. В верхней части горизонта встречены песчаники, обогащенные глауконитом и прослои известняков с остатками микрофауны плохой сохранности.
Литологический облик пород, характерный состав породобразующих минералов, ассоциация глинистых компонентов, комплекс аутигенных минералов дают основание полагать о формировании отложений в мелководном морском бассейне с незначительными колебаниями геохимического режима от слабо-восстановительного до резковосстановительного.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белозёров В.Б., Брылина Н.А., Даненберг Е.Е. Литостратигра-фия отложений васюганской свиты юго-востока Западно-Сибирской плиты // Региональная стратиграфия нефтегазоносных районов Сибири // Труды Сибирского науч.-исслед. ин-та
геол., геофиз. и минер. сырья. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1988. - С. 75-83.
2. Ботвинкина Л.Н. Слоистость осадочных пород. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 542 с.
Поступила 14.02.2012 г.
