CC BY
20Картирование кембрийских рифовых отложений методом электроразведки ЗБС
Кравченко Анастасия Анатольевна
аспирант, кафедра прикладной геологии, геофизики и геоинформационных систем, Иркутского национального исследовательского технического университета, [email protected]
В работе представлены результаты интерпретации электроразведочных работ методом зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗСБ) при изучении геологического строения кембрийских образований в пределах сочленения Ви-люйской синеклизы и Алданской антеклизы. В ходе исследования произведено дифференцирование предрифовой и рифовой зон, дана предварительная оценка коллекторских свойств первой, исходя из региональных значений уровня сопротивления для нефтенасыщенных коллекторов, а также, по геоэлектрическим параметрам выделена локализация Тан-хайско-Устьмильского рифового комплекса, залегающего в пределах верхнего-среднего кембрия. Выполнена корреляция границ залегания Западного-Якутского барьерного рифа и области сноса обломочного материала с результатами сейсморазведки МОГТ 2D. Результатом исследования послужили геоэлектрические разрезы и карта продольного сопротивления для интервала верхнего-среднего кембрия, картирующая зону развития карбонатных органогенных построек, сформированных в бортовой зоне некомпенсированного палеобас-сейна.
Ключевые слова: рифы, электроразведка, коллекторы, картирование.
о см о
см ^
О!
^
I-О ш т х
<
т о х
X
Введение
Выделение и картирование рифовых построек представляет особый интерес в сфере нефтегазопоис-ковых работ. Постройки барьерного типа, приуроченные к бортам палеобассейнов, многими исследователями рассматриваются в качестве потенциальных резервуаров нефти и газа. В первую очередь, это связано с генезисом рифовых систем. Преобладающий карбонатный состав пород подвержен процессам карстооб-разования и последующему образованию коллекторов. Среди карстовых коллекторов выделяются природные резервуары в рифовых известняках с залежами нефти «гнездового типа» [1]. На сегодняшний день известны месторождения в Европейской России, Сибири, Северной Америке. На территории России, основная часть научных работ посвящена палеозойским рифам. Стратиграфическая принадлежность таких построек затрагивает периоды от кембрия до перми [2]. В представленной работе внимание будет уделено кембрийским рифам, распространённым на северо-востоке Сибирской платформы. Источником поступающего углеводородного флюида в предполагаемые рифовые ловушки могут служить доманикоидные формации, развитые северо-восточнее участка исследований, образованные в условиях некомпенсированного бассейна.
Коллекторские свойства в пределах конкретного рифового комплекса имеют неоднородное распределение. Фациальная и породная изменчивость, влияние процессов преобразования (выщелачивания, цементации и пр.) создают сложности для прогноза пространственного расположения потенциальных пород-коллекторов [3]. Одна из главных ролей в прогнозировании нефтегазоперспективных объектов отводится электроразведочным методам. Такой метод, как зондирование становлением поля в ближней зоне (ЗСБ), способен определить зоны аномальных проводимо-стей, связанных с развитием коллекторов. Именно с такими разуплотнёнными зонами, связываются коллектора рифовых систем. Цель приведённого исследования - оценить возможность картирования кембрийской рифовой системы в области сочленения Вилюйской синеклизы и Алданской антеклизы и предварительно проанализировать коллекторские свойства участка.
Методы исследования
Кембрийская рифовая система представляет собой отдельный фациальный регион, сформированный на границе развития древнего эпиконтинентального Восточно-Сибирского морского бассейна. В плане фаци-ального районирования, принято разделение исследуемой территории на три области: Юдомо-Оленекский (морская зона) Турхано-Иркутско-Олекменский (зона шельфа), Анабаро-Синская (переходная область с развитыми рифовыми постройками, преимущественно, барьерного типа) [4,5]. Карбонаты Анабаро-Синской рифовой цепи обладают относительно повышенным электрическим сопротивлением. С помощью этой осо-
бенности, представляется возможным применение электроразведки для картирования границ развития построек. Так же, многими исследователями предполагается приуроченность рифовой системы к разломной тектонике северо-западного-простирания [6,7]. Эту особенность так же можно использовать при картировании рифового барьера, учитывая контрастность в электропроводности между зонами относительно плотных рифовых построек и трещиноватой областью некомпенсированного бассейна, заполненной, предположительно, водным флюидом.
Интерпретация кривых ЗСБ выполнялась в 2 этапа: предварительной геологической интерпретацией и количественной (инверсией) с использованием программных комплексов GeoModel и ZONDTEM1D. Предварительный этап заключался в построении дифференциальных разрезов сопротивлений по методике модели «проводящей плоскости» В.А. Сидорова, В.В. Тикшаева, внедрённой в программный комплекс Geo-Model. Построенные разрезы отображают закономерности распределения токопроводящих пород среды. Следующим этапом производилось моделирование каждой точки с учётом сейсмических границ и данных электрического каротажа. Одним из главных показателей корректности интерпретации служила минимизация среднеквадратичного расхождения модельной и практической кривой (менее 3%). Результатом интерпретации служат геоэлектрические разрезы и карты сопротивлений. Предварительная оценка коллекторских свойств произведена исходя из статистических данных, отображающих зависимость типа насыщения горизонтов и величин сопротивлений для разных типов разрезов, участков Якутии в том числе. Так, для класса нефтенасыщенного коллектора с коэффициентом пористости 10-20 % выведены граничные уровни 35-90 Омм.
Результаты
Район исследований в плане фациального районирования находится на границе Анабаро-Синской и Юдомо-Оленекской фациальных зон. Согласно литоло-го-фациальному районированию разрез верхнего-среднего кембрия включает предрифовую глубоководную зону, сложенную мергелями, глинистыми известняками с прослоями мергелей, предрифовый доломитовый склон, и барьерно-отмельную часть рифовой платформы. Электроразведочный профиль ЗСБ, пересекающий скважины Северо-Синскую 2160, Баппагай-скую-1 и Андреевскую-2, отражает северо-восточный крутой склон, направленный в сторону древнего открытого моря (рис.1). Баппагайская и Андреевская скважины характеризуют нормально-морскую часть, о чем свидетельствует вскрытая ими иниканская свита нижнего кембрия, которая дальше, западнее по разрезу замещается айхальской рифогенной толщей. Как видно из рисунка 1, толща заполнения верхнего кембрия имеет сопротивления в пределах 6-25 Омм, в то время как средне-верхнекембрийские отложения выделяются значениями 50-150 Омм в пределах представленного разреза. Подобная дифференциация, вероятно обусловленная водонасыщенностью толщи заполнения, упрощает процесс картирования. Обнаруженные рифовые отложения относятся к Танхайско-Устьмильскому комплексу, сформированному в позднемайское время. Его отложения ограничены локальными участками вдоль зон кембрийского рифообразования и частично
уничтожены верхнепалеозойским размывом. Неоднородное распределение сопротивлений в пределах рассматриваемого рифового комплекса может свидетельствовать о развитии карстовых полостей, заполненных флюидом, понижающим значения электрического сопротивления.
Рисунок 1 Геоэлектрический разрез № 1,с элементами ли-то-фациальной характеристики. Условные обозначения:1-глинистые известняки, доломиты, 2 - известняки, 3 - мергели, 4 - доломиты, 5 - толща заполнения, 6 - микрофито-литы.
Рисунок 2 Разрез №2: а - геоэлектрический разрез; б - сейсмический разрез.
Условные обозначения: 1 - отражающие горизонты, 2 -тектонические нарушения, 3,4 - скважина, 5- область Западно-Якутского рифового барьера, 6 - одиночные рифовые постройки
Помимо участков верхне-среднекембрийского образования, в районе исследований, также выделяются зоны развития раннекембрийский рифовых построек. Их образование датируется ботомско-амгинскими ярусами и в работе будут определятся как Западно-Якутский барьерный комплекс. Структура комплекса выражается в виде ассиметричного вала, северовосточный склон которого более крутой. Подобная разность объясняется разной скоростью осадконакопле-ния, из-за недостаточного количества поступающего материала в пределах впадины [1]. Картирование погребенных рифов активно практикуется методами сейсморазведки. По результатам последней, четко выде-
X X
о
го А с.
X
го т
о
ю
2 О
м о
о es о es
о ш m
X
3
<
m О X X
ляется ступенеобразное строение участка Западно-Якутского барьерного рифа. Подобная форма выделяется и методом электроразведки (рис.2).
Нижнекембрийские отложения дифференцируются более высокими значениями сопротивления от 100 до 2000 Омм. Такие значения свидетельствуют об ухудшении коллекторских свойств. Зоны сноса обломочного материала, так же контрастируют на фоне толщи относительно проводящей толщи заполнения. Развитые дизъюнктивные нарушения подтверждают приуроченность развития рифов к тектоническим перестройкам региона. Низкие сопротивления подстилающих пород венда 10-40 Ом м, отвечают уровням для водонасы-щенного коллектора. Это даёт основание рассуждать о развитии процессов выщелачивания и образовании каверн, а также коллекторов кавернозного типа. Последние, ряд авторов считают перспективными в условиях развития рифовой системы на юге Анабарской антеклизы и востоке Алданской [7,8].
По результатам инверсии данных ЗСБ построена карта продольного сопротивления для верхне-среднекембрийских отложений (рис.3). Высокоомная зона на севере, может быть отнесена к зоне погребенных поднятий интервала каледонского структурно-формационного комплекса, возможно унаследованного характера. Эти отложения также, можно отнести к перспективным в нефтегазоносном плане верхнекембрийским отложениям, коллектора которых могут наполнятся в результате межрезервуарных и глубинно-разломных перетоков [9].
РисунокЗ Карта продольного электрического сопротивления верхнего-среднего кембрия. Условные обозначения: 1-скважины, 2 - изолинии продольного электрического сопротивления, 3 - рассматриваемые в работе разрезы профилей, 4 - граница сочленения Вилюйской синеклизы и Алданской антеклизы.
Высокоомная зона юго-восточного простирания может трактоваться как переходная область замещения глубоководной фации. Уровни сопротивлений от 40 до 150 Омм определяются автором как предрифовая область с ослабленными трещиноватыми кавернозными зонами, интересными в качестве нефтепоисковых работ, а также область сохранившихся после размыва остатков Танхайско-Устьмильского рифового комплекса. Согласно результатам геофизических исследований скважин, открытая пористость предрифовых отложений в пределах усть-ботомского горизонта составляет 12%,
что может трактоваться как коллектор. Область, картируемая значениями сопротивлений выше 200 Ом м относится Западно-Якутскому барьерному рифу, образование которого частично продолжалось в начале среднего кембрия. В целом, выделенная зональность соответствует современным представлениям о границах барьерного рифа.
Выводы
В результате проведённого исследования установлены границы Западно-Якутского барьерного рифа, которые картируются значениями выше 200 Ом м и связаны карбонатной составляющей комплекса. По предварительным оценкам, предрифовая область или область сноса обломочного материала, может выступать наиболее перспективной зоной, исходя из соответствия показателя пористости и граничных значения сопротивлений. Неоднородность распределения значений сопротивлений может свидетельствовать о раз-нофазовом насыщении предполагаемых коллекторов, возникших в результате карстообразования и сопутствующей повышенной трещиноватости. Источником углеводородного вещества могут служить доманикоид-ные формации нижнего кембрия.
Литература
1. Максимович Г. А., Быков В. Н. Карст карбонатных нефтегазоносных толщ: Учебное пособие по спецкурсу. - Пермский государственный университет, 1978. 97 с.
2. Ивановский А. Б. и др. Рифогенные постройки в палеозое России. - 1997.158 с.
3. Асташкин В. А. (ред.). Геология и перспективы нефтегазоносности рифовых систем кембрия Сибирской платформы. - Недра, 1984. 185 С.
4. Ежова А. В. Литология: учебник. 2-е изд. - 2009. 336 с.
5. Ситников В.С., Алексеев Н.Н., Павлова К.А., По-годаев А.В., Слепцова М.И. Новейший прогноз и актуализация освоения нефтегазовых объектов Вилюйской синеклизы // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2017. T. 12, № 1. С. 1-26.
6. Мироненко В. Ю., Павлова К. А. Перспективы нефтегазоносности Сюгджерской седловины //Наука и образование. - 2008. - №. 4. - С. 73-78.
7. Филипцов Ю.А. Нижне-среднекембрийский ри-фогенный барьер на севере Сибирской платформы -объект первоочередных нефтегазопоисковых работ / Ю.А. Филипцов, Н.В. Мельников, А.С. Ефимов // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2014. № 2 (18). С. 25-34.
8. Ситников В. С. О вероятном наличии потенциальных зон нефтегазонакопления на востоке Алданской антеклизы / В. С. Ситников, В. П. Жерновский // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2011. № 3. С. 11-18.
9. Ситников В. С. и др. О возможном открытии на юге Вилюйской синеклизы нового нефтеносного района (Сибирская платформа) //Геология нефти и газа. -2013. - №. 4. С.2-12.
Mapping of cambrian reef deposits by near-field transient
electromagnetic sounding Kravchenko A.A.
Irkutsk National Research Technical University
The article contains the results of the interprétation by electrical
exploration by near-field transient electromagnetic sounding
(TES) in process studying the geological structure of Cambrian formations within the junction of the Vilyui syneclise and Aldan anteclise. During the study, was made the differentiation of the pre-reef and reef zones, was given a preliminary assessment of the reservoir properties of the first, based on regional values of the resistance level for oil-saturated reservoirs. Also, according to geoelectric parameters, was defined the localization of the Tanhay-Ustmilsky reef complex, which distinguished lies within the upper-middle Cambrian. The article presents a correlation of the boundaries of the West-Yakutia barrier reef and the area of debris removal of clastic material with the results of the MOGT 2D seismic survey. The result of the study was ge-oelectric sections and a longitudinal resistance map for the Upper-Middle Cambrian interval, which maps the development zone of carbonate organogenic structures formed in the side zone of the uncompensated paleobasin.
Key words: reefs, electrical exploration, collectors, mapping.
References
1. Maksimovich G. A., Bykov V. N. Karst of carbonate oil and gas
bearing strata: Textbook for a special course. - Perm State University, 1978. 97 p.
2. Ivanovsky A. B. et al. Reef structures in the Paleozoic of Russia.
- 1997.158 p.
3. Astashkin V. A. (ed.). Geology and prospects of oil and gas
potential of Cambrian reef systems of the Siberian platform. -Nedra, 1984. 185 p.
4. Yezhova A. V. Lithology: a textbook. 2nd ed. - 2009.336 s.
5. Sitnikov V.S., Alekseev N.N., Pavlova K.A., Pogodaev A.V.,
Sleptsova M.I. The latest forecast and actualization of the development of oil and gas facilities of the Vilyui syneclise // Oil and gas geology. Theory and practice. 2017. T. 12, No. 1. S. 1-26.
6. Mironenko V. Yu., Pavlova K. A. Prospects for oil and gas
potential of the Syugger saddle // Science and Education. -2008. - No. 4. - S. 73-78.
7. Filiptsov Yu.A. The Lower Middle Cambrian rifogenic barrier in
the north of the Siberian Platform - the object of priority oil and gas exploration / Yu.A. Filiptsov, N.V. Melnikov, A.S. Efimov // Geology and mineral resources of Siberia. 2014. No. 2 (18). S. 25-34.
8. Sitnikov V. S. On the probable presence of potential zones of oil
and gas accumulation in the east of the Aldan anteclise / V. S. Sitnikov, V. P. Zhernovsky // Geology and mineral resources of Siberia. 2011. No. 3. P. 11-18.
9. Sitnikov V. S. et al. On the possible discovery in the south of the
Vilyui syneclise of a new oil-bearing region (Siberian platform) // Geology of oil and gas. - 2013. - No. 4. C.2-12.
X X
O
00 >
c.
X
00 m
o
ho o ho o
