CC BY
46
УДК 551.735
O.A. Мелкишев, В.И. Дурникин
Пермский государственный технический университет
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ ЗОНЫ СОЧЛЕНЕНИЯ СОЛИКАМСКОЙ ДЕПРЕССИИ И ПЕРЕДОВЫХ СКЛАДОК УРАЛА
Рассмотрены особенности фильтрационно-емкостных свойств карбонатных коллекторов и выделены перспективные зоны развития трещиноватости и кавернозности на территории Язь-винско-Кизеловского района.
Территория Пермского края относится к старым нефтегазоносным провинциям с хорошо изученными территориями, поэтому вопрос о дальнейших направлениях геолого-разведочных работ стоит достаточно остро. Наибольший интерес в отношении нефтегазоносности вызывают районы, слабо охваченные поисковыми работами, - зона передовых складок Урала (ПСУ) или те, где разведка и разработка месторождений осложнены совместным использованием природных ресурсов, - Соликамская депрессия (СолД). Прогнозирование сложных коллекторов, широко развитых в этих районах, может привести к приросту ресурсов нефти и газа.
Совпадение палеогеографических обстановок и общность условий осад-конакопления на данных территориях ведут к формированию сходных комплексов пород (в том числе и нефтегазогенерационных), которые за тем были нарушены пликативными и дизъюнктивными нарушениями на территории ПСУ, где образовались надвиги (с падением сместителей в восточном направлении), сдвиги, шарьяжи, а также принадвиговые асимметричные антиклинали меридионального простирания, часто осложненные дизъюнктивами.
Территория СолД, в отличие от ПСУ, характеризуется значительно более спокойным тектоническим режимом и наличием мощной эвапоритовой толщи (Верхнекамское месторождение калийных солей, кунгурская гипс-ангидритовая толща), которая препятствует выходу нефтеносных горизонтов к поверхности.
Основными нефтеносными породами являются карбонаты, со сложным фильтрационно-емкостными пространством, обусловленным трещиноватостью и кавернозностью. Нефтеносными комплексами являются: фаменско-турнейский карбонатный (86 % от количества промышленных скоплений или
96 % запасов, для всего Предуральского прогиба [5]), бобриковско-тульский терригенный и башкирский глинисто-карбонатный.
На территории СолД месторождения УВ приурочены, в основном, к погребенным, франско-фаменским рифовым постройкам, а также к структурам их облекания (Гежское, Озерное, Маговское, Юрчукское, Уньвинское, Сибирское и др.). Коллекторами являются органогенные известняки, вертикально неоднородные, часто доломитизированные, окремненные, трещиноватые, кавернозные.
Органогенные постройки обладают как первичным емкостным пространством, так и вторичным, связанным с процессами перекристаллизации, трещинообразования, доломитизации и кавернообразования.
Кавернозность карбонатных пород зависит от динамики флюидов, их физико-химических свойств и сообщаемости полостей (сообщающиеся поры, открытая трещиноватость). Воды, насыщенные С02, обладают большей растворяющей способностью. Гидрокарбонатные воды способствуют более интенсивному растворению карбонатов кальция (причем арагонит растворяется легче, чем кальцит), а сульфатные воды активнее растворяют доломит. Поэтому для ископаемых построек характерны, широкие изменения коллекторских свойств. Так, для Сибирского месторождения (СолД) в органогенных известняках (Б3Г - С^) пористость изменяется от 1,3 до 19 %, а проницаемость от 0,03• 10-3 мкм2 (для плотных разностей) до 0,148 мкм2 (для кавернозных) [2], в башкирских водорослевых известняках (пласт Бш) пористость достигает 20 %, а проницаемость - 0,600 мкм2 [3]. В сводовой части для верхнедевонских рифов и в башкирских отложениях наблюдается увеличение трещиноватости и кавернозности.
На территории передовых складок Урала (ПСУ), в ее западной части открыты Ветосское, Сурсайское, Исаневское и другие месторождения, где притоки нефти и газа получены из низкопористых трещиноватых коллекторов. На Ветосском месторождении основные притоки получены из карбонатов серпуховского и башкирского ярусов, на Сурсайском - из глинисто-терригенных пород франского и карбонатов башкирского ярусов, а на Иса-невском - в верхнедевонско-турнейских карбонатных отложениях.
Трещиноватые породы, в соответствии с классификацией ВНИГРИ [1], могут быть образованы генетически различными напряжениями.
Диагенетические трещины образуются в осадке за счет уплотнения, дегидратации и различных постседиментационных процессов и почти всегда заполнены сингенетическим минеральным веществом.
Общие трещины (фоновые) имеют катагенетическо-тектоническое происхождение. Они образуются уже в литифицированной породе, при изме-
нении объема пласта, под влиянием нагрузки вышележащих толщ. Трещины перпендикулярны слоистости в жестких породах, а в пластичных - наклонны к ней. Их протяженность ограничена пределами слоя, а плотность зависит от мощности слоя и его литологии. Общие трещины предопределяют ориентировку тектонических трещин и крупных разрывных нарушений, при совпадающих или близких к ним направлениях напряжений.
Трещины разгрузки образуются в результате изменения геостатического давления, вызванного воздыманием пород. Порода, находящаяся на глубине в состоянии всестороннего сжатия, при частичной разгрузке может растрескаться по направлениям, обусловленным анизотропией физических свойств геологического тела.
Соскладчатые трещины сопровождают пластические деформации. Они возникают на участках структуры, находящихся в напряженном состоянии (перегиб слоев, своды, периклинали, крылья). Их интенсивность определяется величиной и характером деформации, механическими свойствами пород. Ориентировка обусловлена направлением действующих на породу сил.
Оперяющие или опережающие разломы-трещины имеют локальное развитие и линейно вытянутый ареал распространения. Их ориентировка связана с направлением тектонических напряжений, а интенсивность - с физическими свойствами горных пород и механизмом разрыва.
Трещины, возникшие под воздействием тектонических напряжений (катагенетическо-тектонические, трещины разгрузки и тектонические), обладают большей протяженностью по сравнению с литогенетическими.
По массовым замерам трещиноватости пород зоны ПСУ (Губахинско-Кизеловского района) и построенным роз-диаграммам в стереографических проекциях Вульфа [4] были установлены преобладающие направления трещиноватости: Ю-ЮЗ 180-210 °, В-ЮВ 90-120 °, ЮВ-Ю 150-180 °, СВ 1050 ° со значениями углов падения 60-90 °. Поверхностная плотность превышает 10-25 м-1. Наиболее трещиноватыми являются мелкозернистые разности карбонатных пород с пористостью менее 1-3 %.
Отсутствие единой ориентировки трещин свидетельствует о нескольких сменах фаз трещинообразования. В ходе исследования [4] установлено совпадение ориентировки главных векторов трещиноватости ПСУ с движением восточной окраины Евро-Азиатской плиты.
Дополнительным фактором, оказывающим влияние на формирование трещинноватости в ПСУ, является наличие линеамент-тектоники, проявляющейся при дешифровке аэро- и космоснимков в закономерном ориентировании разломных зон, преимущественно меридиональной и СВ ориентировки, а широтные и СЗ системы представлены значительно хуже. Густота данной
сети на территории ПСУ значительно выше, чем на сопредельной территории СолД и всего Предуральского прогиба.
Основная нефтегазоносность территорий СолД и ПСУ контролируется Камско-Кинельской системой прогибов (ККСП) фамен-турнейского времени.
По данным бурения и геологических съемок прослеживаются одни и те же комплексы пород и типы разреза ККСП (депрессионный, бортовой и сводовый).
Наибольшим нефтегазогенерационным потенциалом обладают депрес-сионные отложения, представленные переслаиванием битуминозных известняков, аргиллитов и алевролитов, развитых в наиболее погруженных (осевых) частях ККСП.
По палеогеографическим и палинспастическим реконструкциям известно, что решающее влияние на формирование потенциальных ловушек УВ оказали структурные планы фамен-турнейского времени. В это время в тектонически активных зонах сопряжения поднятий и впадин ККСП происходил рост рифов (сводовый и бортовой тип разрезов), с которыми связаны большинство месторождений СолД (как в самих рифовых телах, так и в структурах облекания). На территории ПСУ наблюдается унаследованность в развитии верхнекаменноугольно-ассельских рифов с фамен-турнейскими постройками в зоне их сочленения с СолД.
Проявление тектонических движений, как современных, так и древних, на территории ПСУ способствует развитию трещиноватости, а в некоторых случаях - кавернозности, и ведет к появлению коллекторов с сложными ФЕС и ухудшает экранирующие свойства покрышек. А зоны разломов и повышенной трещиноватости приводят к вертикальной миграции УВ в вышележащие толщи.
Для образования залежи нефти и газа необходимо сохранение экранирующих свойств покрышки и наличие пустотного пространства в породе, которое в основном обеспечивается трещиноватостью и кавернозностью и в значительно меньшей степени - пористостью (из-за перекристаллизации известняков в условиях тангенциальных сжатий). При быстром (непосредственно после образования трещин) заполнении пустот УВ вторичное кальци-тообразование будет уже не возможно.
Тектоническая активность зоны Урала в мезозое и кайнозое (в том числе и в неогене) оказывает неоднозначное влияние на фильтрационноемкостные свойства осадочного комплекса. С одной стороны, она расширяет количество пород коллекторов, за счет трещиноватости низкопоровых разностей, а с другой - снижает экранирующие свойства покрышек, способствуя миграции УВ вверх по подошве аллохтона.
Наибольший интерес представляют структуры, находящиеся в слабо-дислоцированной (без разрывных нарушений), автохтонной части, под сме-стителями Всеволодо-Вильвенского надвига на юге и Пултовско-Чусовского надвига на севере, где возможно нахождение рифовых построек с преимущественно порово-трещинно-кавернозным пустотным пространством (Б3Г -С^), а также структур их облекания. Ширина этой зоны, по материалам сейсмических работ, составляет от 6 км на юге, в районе г. Кизел, и до 13 км на севере Язьвинско-Кизеловского района, где контакт по кровле фамен-турнейских отложений проходит по Пултовско-Чусовскому надвигу.
Далее следуют аллохтонные части, с структурами принадвиговых антиклиналей, рифовыми постройками (Б3Г - С^), участками преимущественно моноклинальным залеганием пластов, ограниченные Всеволодо-Вильвен-ским, Пултовско-Чусовским (на юге), Власьевским и Молмысским (на севере) надвигами, где условия сохранности залежей хуже, чем в автохтонной части. Проявление более интенсивной тектоники способствует образованию складчатых структур, повышенной трещиноватости (коллектора с преимущественно трещиноватым и кавернозно-трещиноватым пустотным пространством), миграции УВ в вышележащие толщи, а развитие пермских отложений предохраняет возможные залежей УВ от разрушения.
Территории к востоку от Пултовско-Чусовского (на юге), Власьевского и Молмысского (на севере) надвигов не представляют интереса ввиду крутого наклона пластов, с обнажением верхнедевонских и нижнекаменноугольных пород, вплоть до отложений венда, интенсивной тектоники и метаморфизма.
Общим для данных территорий является развитие литологически одинаковых нефтегазогенерационных толщ и сложнопостроенных коллекторов, фильтрационно-емкостные свойства которых определяются трещиноватостью и кавернозностью.
Выявление коллекторов со сложным фильтрационно-емкостным пространством все чаще становится предметом исследований, в связи с сокращением фонда структур (с простым поровым пространством) и совершенствованием геофизических методов поисков и разведки.
Список литературы
1. Белоновская Л.Г. Трещиноватость горных пород и разработанные во ВНИГРИ основы поисков трещинных коллекторов нефти и газа // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2006. - № 1. - С. 44-48.
2. Денк С.О. Перспективы нефтегазодобычи. «Нетипичные» продуктивные объекты, нетрадиционные источники углеводородного сырья, интенсивные геотехнологии. - Пермь, 2006. - 405 с.
3. Митрофанов В.П. Особенности фильтрационно-емкостных свойств карбонатных коллекторов Соликамской депрессии / ОАО «ВНИИОЭНГ». -М., 2002. - 116 с.
4. Сиротенко Л.В, Дурникин В.И. Трещиноватость пород палеозоя передовых складок Урала // Состояние и перспективы нефтегазового потенциала Пермского края и прилегающих территорий: материалы науч.-практ. конф. / КамНИИКИГС. - Пермь, 2007. - С. 175-181.
5. Сиротенко О.И., Дурникин В.И., Сиротенко Л.В. Возможности прироста ресурсов нефти и газа в Предуральском прогибе и на западном склоне Урала // Состояние и перспективы нефтегазового потенциала Пермского края и прилегающих территорий: материалы науч.-практ. конф. / КамНИИКИГС. -Пермь, 2007. - С. 95-101.
Получено 27.04.2010
