CC BY
83
УДК 552.5: 550.4:553.982(571.51)
ЛИТОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РАЗРЕЗА ВОСТОЧНОГО БОРТА БОЛЬШЕХЕТСКОЙ ВПАДИНЫ (ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИЗУЧЕНИЯ ТУКОЛАНДО-ВАДИНСКОЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СКВАЖИНЫ-320)
Н.Ф. Столбова, Ю.В. Киселев, О.В. Бетхер*, Ю.М. Столбов
Томский политехнический университет. E-mail: [email protected] *Томский государственный университет
Установлено широкое проявление в изученном разрезе процессов флюидомиграции, выразившихся в развитии эпигенетических преобразований пород и формировании литогеохимических аномалий. В отложениях сиговской, яновстанской, малохетс-кой и суходудинской свит выявлены нефтематеринские породы доманикового типа. Комплексный анализ литогеохимических аномалий позволил выделить в разрезе перспективные на нефтегазоносность интервалы пород-коллекторов. Сделан вывод о возможности использования литолого-петрографических, битуминологических и литогеохимических исследований керна и шлама для корректировки интервалов испытаний скважин на нефтегазоносность.
Литогеохимические исследования разрезов глубоких скважин на основе комплексных литологопетрографических, минералого-геохимических и битуминологических методов анализа разрабатываются в петрол ого-геохимической лаборатории Томского политехнического университета и активно внедряется в практику работ. Они направлены на изучение характера преобразований нефтегазоносных отложений в связи с флюидомиграцией в них углеводородов не только на породно-минеральном (литологические, минералого-петрографические и битуминологи-ческие исследования), но и на элементном уровнях (литогеохимические исследования) организации вещества, что позволяют более углубленно изучить процессы эволюции нефтегазоносных осадочных отложений. При проведении исследований наиболее эффективны ядерно-геохимические методы анализа, позволяющие видеть особенности зон флюидомиг-рации на геохимическом уровне.
Комплексная методика исследований была применена при изучении геологического разреза Туколандо-Вадинской параметрической скважины 320, пробуренной на восточном склоне Большехе-тской впадины Пур-Тазовской нефтегазоносной области Западно-Сибирской плиты.
Литологические исследования разреза скважины заключались в детальном макроскопическом, микроскопическом и люминесцентно-микроскопическом изучении образцов керна, отобранных через 0,1...1,0 м. Анализировались литологические разновидности пород, особенности их компонентного состава, текстурно-структурные признаки и взаимоотношения с другими породами в слоевых ассоциациях. При этом выделялись зоны изменений и преобразований пород, а также прямые и косвенные признаки нефтегазоносности. Во всех образцах керна, а также в пробах шлама, отобранных через 5.10 м, определены концентрации урана и глинозема.
При литогеохимических исследованиях использовались, в первую очередь, данные распространения в породно-слоевых ассоциациях нефтегазоносных отложений урана и А1203, в связи с их высокой чувствительностью к изменениям режимов ЕИ и pH, тесной связью с процессами литогенеза,
эпигенеза и миграцией углеводородов (УВ). Особенности распространения урана в породах, связь его с органическим веществом (ОВ) изучались методом /-радиографии в петрографических шлифах. Аналитические определения урана и глинозема методом запаздывающих нейтронов и облучение шлифов выполнялись на базе Томского исследовательского ядерного реактора ИРТ-Т
Исследования разреза Туколандо-Вадинской параметрической скважине выполнены в участках отбора керна и шлама. Керн изучен в интервалах вскрытия яковлевской (К1а12-а, jak) - 1800.2215 м, малохетской (К1Ь1-шеЬ) - 2215.2589 м, суходудинской (К1у-Ь, sd) - 2589.3374 м, нижнехетской (К1Ь-у1, псИ) - 3374.3737 м свит нижнего мела; яновстанской свиты ( Jзkш2-К1b, 1ап) - 3737.4135 м нижнего мела - верхней юры, сиговской (ГзОгкшь sg) - 4135.4287 м и малышевской (Т2Ы-кь ш1) - 4376.4521 м свит верхней-средней юры. Шлам изучен из отложений танамской (инт. 575.949 м), насоновской (949.1335 м), дорож-ковской (1335.1404 м), долганской (1404.1800 м) свит, а также в интервалах всех вышеперечисленных свит, по которым не производился отбор керна.
Средневзвешенные содержания урана в юрских и меловых отложениях разреза (табл. 1) примерно соответствуют их содержаниям в терригенных формациях Западно-Сибирской платформы [1]. Отмечаются лишь незначительные колебания средних концентраций урана по свитам при изменении в породах алеврито-глинистых составляющих. Более стабильны средние содержания в породах глинозема. Однако распределение урана и глинозема объясняется не только неоднородностью распределения в разрезах свит песчаных, алевритовых и глинистых пород, но и широким проявлением в изученном разрезе процессов эпигенетических преобразований пород.
В результате петрографических исследований захороненного ОВ по методике Е.С. Ларской [2] выявлены и охарактеризованы дисперсные, дет-ритные морфологические типы захороненного гумусового и сапропелевого ОВ. Метод осколочной радиографии подтвердил преобладание в разрезе
безуранового гумусового ОВ и выявил присутствие ураноносного керогена типа II. По данным люминесцентной микроскопии он сопровождается син-генетичными битумоидами и установлен в значительных количествах в породах сиговской и яновс-танской свит. Это свидетельствует о присутствии в сиговской и яновстанской свитах нефтематеринских отложений доманикового типа [3].
Наличие керогена типа II с конвергентными признаками генезиса отмечено также в отложениях малохетской и суходудинской свит. Исследование генерационных свойств пород показало, что наиболее высокими удельными объемами генерации УВ характеризуются отложения яновстанской (1,8 кг УВ/м3, Сорг=1,2 %) и сиговской (9,0 кг УВ/м3, Сорг=3,2 %) свит, хотя и более низкими, по сравнению с отложениями баженовской свиты, достигающими 38,5 кг УВ/м3 при содержаних Сорг=8,5 % [4, 5].
Таблица 1. Средневзвешенные характеристики пород по свитам разреза (керн)
Свита Кол-во проб и, г/т А1А, % и/А1203 Сорг*, % С и**, % кол-во проб
Яковлевская 64 1,89 13,57 0,13 3,2 0,14 12
Малохетская 34 1,75 14,08 0,12 0,79 0,06 3
Суходудинская 159 2,76 14,26 0,19 0,37 0,31 82
Нижнехетская 207 2,57 14,67 0,18 0,48 0,12 95
Яновстанская 156 3,1 15,33 0,2 1,5 0,5 55
Сиговская 66 2,56 15,61 0,16 1,2 0,24 16
Малышевская 52 2,5 14,81 0,17 0,9 0,17 19
*по данным [4], средневзвешенные содержания Сорг, % на исх. породу;
** Сорг. и=0,34[Си—(0, 18Са\2о], %
Условные обозначения
песчаники
I I алевролиты
аргиллиты
Геохимические аномалии: отрицательная и ее номер
положительная и ее номер
Рисунок. Фрагмент литогеохимического разреза по скважине Туколандо-Вадинская-320 (инт. 2072...2090 м)
Для выделения в разрезе литогеохимических аномалий использована величина отношения геохимически подвижного элемента урана к более инертному в процессах флюидомиграции глинозему [3]. Результаты исследований представляются в виде литогеохимических разрезов (рисунок), построенных по специальной программе. Отклонение величины и/А1203-отношения от среднего значения, принятого для терригенных отложений Западной Сибири равным 0,18 [3], свидетельствует о степени проявления процессов метасоматоза, сопровождающихся выносом урана и других элементов, участвующих в формировании зон разуплотненных пород. Выделяемые в разрезе интервалы пород с понижен-
ными значениями и/А1203 по сравнению с 0,18 представляют собой отрицательные аномалии, соответствующие участкам разуплотненных пород (аномалии 2, 3). Интервалы пород с величинами отношений и/А1203, превышающими 0,18, позволяют выделять положительные аномалии, соответствующие участкам уплотненных пород (аномалия 2п).
В табл. 2 приведена литогеохимическая характеристика некоторых аномалий разреза. По данным литогеохимического изучения керна в разрезе выявлено 52 отрицательных аномалии и 21 положительная аномалия.
Отрицательные литогеохимические аномалии.
Толщины отрицательных аномалий в разрезе ко-
Таблица 2. Литогеохимическая характеристика основных аномалий разреза (керн)
Свита Кол-во аномалий В т.ч. аномалии № Интервал, м Толщина, м Средние значения количество проб Породы Вторичные изменения (эпигенети- Класс коллектора
Отри- цатель- ные Поло- житель- ные и п-10-4, % А1А, % и/А1А ческие преобразо- вания)
Яковлевская 4 2 3 2076,5...2086,7 10,2 0,99 15 10,59 15 0,09 15 Песчаники, алевролиты (1,7 м) Пор, Тр IV
2п 2074,2...2076,0 1,8 3,18 4 15,0 4 02 4 Алевро- литы, переслаи- вание Н-Мс Б
Малохетская 3 1 4 2280,8...2284,0 3,2 0,94 10 12,43 10 0,08 10 Песчаники 0, Пор, Н-М1с V
Суходудинская 11 7 5п 2600,3...2602,1 1,8 4,07 4 16 7 0,25 7 Переслаивание алевролитов и песчаников Н-Мс К1п, В1, СЫ, Ру
9 2602,4...2604,8 2,4 2,58 9 13,99 9 0,18 9 Песчаники с ^ * а “
11 2608,1...2610,8 2,7 16 8 12,5 8 0,128 8 Песчаники 0, Сс,К1п, Др, Пор, Сер III, IV
13 2668,1...2671,2 3,1 1,76 10 13,54 10 0,13 10 Песчаники 0, Сс, Н-Мс В1 IV
Нижнехетская 16 6 24 3640,6...3643,6 3 15 11 11,13 11 0,135 11 Песчаники 0, Сс, Тр, В1 , Ру VI
Яновстанская 10 3 15п 3998,2...4010,5 12,7 4,53 19 14,37 19 0,31 19 Алевролиты Тр, Н-Мс В1, СЫ?, Б
Сиговская 3 41 4235,5...4248 12,5 2,06 17 13,89 17 0,134 17 Песчаники Н-Мс 0, Сс, Др VI
Малышевская 5 2 42 4400...4410 10 1,28 8 12,93 8 0,099 8 Песчаники Н-Мс 0, Сс, Др, Б, В1:, Пор V
46 4500...4506 6 2,08 4 14,71 4 0,14 4 Песчаники Н-Мс 0, Сс, Др, Б, В1 VI
Пор - пористость Пер - перекристаллизация В1 - биотитизация Н-М1с - гидрослюди-зация Б - сидери-тизация
Тр - трещиноватость К1п - каолинитизация СЫ - хлоритизация Сер - серицитизация 3 - номер отрицательной аномалии
Др - дробление 0 - окварцевание Сс - кальцитизация Ру - пиритизация 3п - номер положительной аномалии
леблются в пределах 1,3.12,5 м, составляя в среднем 3,5 м. Содержание урана в отрицательных аномалиях колеблются в пределах 0,71.3,26 г/т, составляя в среднем 2,11 г/т. Содержание глинозема -колеблется в пределах 10,59.17,53 % при средней величине 14,34 %. По степени отклонений от среднего значения и/А1203-отношения 0,18, отрицательные аномальные зоны можно условно разделить на контрастные, в которых отношения равны 0,10 и менее, средней и слабой контрастности, со значениями и/А1203-отношений равными, соответственно, 0,11.0,15 и более 0,15.0,18.
Контрастные аномалии немногочисленны и составляют 10 % отрицательных аномалий разреза. Выделено две аномалии в яковлевской свите и по одной аномалии в малохетской, суходудинской и ма-лышевской свитах. Толщины аномалий колеблются в пределах 2,2.10,2 м. Интервалы аномальных зон сложены преимущественно песчаниками и по коллекторским свойствам соответствуют коллекторам Ш-ГУ, реже V классов [6]. Для пород выделенных зон характерен интенсивный катаклаз, трещиноватость, повышенная пористость и проницаемость, значительное проявление эпигенетических преобразований. В песчаниках малышевской свиты (аномалия 42) наблюдается развитие регенерационного кварцевого цемента, доломитизация и сидеритиза-ция пород на фоне интенсивного катагенического механического уплотнения и гравитационной коррозии обломков. В породах отмечается резкое снижение содержаний урана и глинозема. Эпибитумои-ды присутствуют в незначительных количествах.
Отрицательные аномалии средней контрастности преобладают в разрезе, составляя 48 % всех отрицательных аномалий. Они выделены в отложениях суходудинской (7 аномалий), нижнехетской (4 аномалии), яковлевской, малохетской, сиговс-кой и малышевской свитах. Толщины аномалий колеблются в пределах 1.11 м, преобладают толщины порядка 5 м и только в отложениях суходудинской свиты мощность аномалий не превышает 3,1 м, составляя в среднем 1,7 м. Интервалы аномальных зон сложены песчаниками, алевропесча-никами, часто с прослоями алевролитов и аргиллитов. По петрофизическим характеристикам они соответствуют коллекторам ГУ-У классов в отложениях яковлевской-суходудинской свит и VI класса
- в отложениях нижнехетской, сиговской и малы-шевской свит. Аномалии средней контрастности, наряду с повышенной пористостью и проницаемостью пород, характеризуются широким спектром преобразований: биотитизацией, хлоритиза-цией, гидрослюдизацией, серицитизацией, каоли-нитизацией, пиритизацией и окварцеванием. Кар-бонатизация пород, сопровождаемая коррозией терригенных зерен, проявлена достаточно широко. Отмечается присутствие в породах битумоидов.
Отрицательные аномалии слабой контрастности преобладают среди отложений суходудинской (три аномалии), нижнехетской и яновстанской свит (по семь аномалий). Толщины аномалий колеблют-
ся в пределах 1,2...9,0 м, составляя в среднем 2,6 м. Интервалы аномальных зон сложены, в основном, переслаиванием песчаников, алевролитов и аргиллитов, либо алевролитов и аргиллитов. В аномальных интервалах иногда проявляются элементы послойной трещиноватости пород, их биотитизации, гидрослюдизации, хлоритизации, карбонатизации. Большинство аномалий по коллекторским свойствам соответствуют коллекторам VI класса. В ряде случаев характерно присутствие эпибитумоидов.
Положительные литогеохимические аномалии. Аномалии характерны для интервалов алевритоглинистых пород, участков тонкого переслаивания пород песчаного, алевропесчаного состава, прослоев алевролитов и аргиллитов. Толщины положительных аномалий в разрезе колеблются в пределах 1,0...3,3 м и только аномалия 15п яновстанской свиты достигает толщины 12,7 м. По данным опробования шлама выделена положительная литогеохимическая аномалия толщиной 48 м в отложениях точинской свиты. Содержание урана в положительных аномалиях колеблются в пределах 3,0.4,53 г/т, составляя в среднем 3,42 г/т. Содержание глинозема -колеблется в пределах 12,04.17,87 %, составляя в среднем 15,33 %. По величине и/А1203-отношения выделяются аномалии с отношениями 0,18.0,20 и 0,21.0,31. Первые единичны и более характерны для отложений существенно песчаного состава яковлевской и нижнехетской свит. Аномалии с величиной и/А1203-отношения 0,21.0,31 преобладают в отложениях суходудинской, нижнехетской, яновстанской и малышевской свит. Эпигенетические преобразования в положительных аномалиях проявились в карбонатизации, биотитизации, гид-рослюдизации и реже - хлоритизации пород.
На основании качественной (в шлифах) и количественной (с использованием определений нерастворимого остатка в породах) оценки известковой (карбонатной) составляющей в породах яковлевс-кой-нижнехетской свит установлено, что наиболее высокие содержания карбонатов характерны для пород интервалов положительных аномалий; в породах отрицательных аномалий отмечается относительное увеличение содержаний карбонатов от контрастных аномалий к слабо контрастным.
На основе комплексной оценки литогеохимических аномалий в разрезе выделено восемь интервалов перспективных на нефтегазоносность разуплотненных пород-коллекторов: пласты (пл.) ПК18, ПК19, ПК20 яковлевской свиты; пл. Мх3 малохетской свиты; пл. Сд-0; и пл. Сд-1 суходудинской свиты; пл. Нх-ГУ нижнехетской свиты; пл. Сг7 (Ю^) сиговской свиты; пл. Мл-11 и пл. Мл-111 малышевской свиты.
Испытаниями на нефтегазоносность зон отрицательных литогеохимических аномалий подтверждено присутствие углеводородных флюидов, пластовых и минерализованных вод. Слабое проявление углеводородов, зафиксированное при испытаниях, по-видимому, связано с нарушением равновесия между СО2 и УВ и обусловлено преобладанием в разрезе процессов окисления. Это вы-
разилось в образовании зон уплотнения с окисленными битумами, представляющими собой положительные литогеохимические аномалии. Образование окисленных битумов вероятно связано с процессами инфильтрационного эпигенеза. При испытаниях скважин углеводороды, как правило, выявлены ниже зон проявления положительных литогеохимических аномалий.
По данным опробования шлама также выделены отрицательные и положительные аномалии. Отрицательные аномалии преобладают в верхних и нижних частях насоновской свиты, нижних горизонтах долганской свиты, в пластах Мхь Мх5, Мх8-Мх10 малохе-тской свиты. В породах суходудинской свиты интервалы отрицательных аномалий хорошо согласуются с интервалами, выделенными по данным ГИС. Положительные аномалии выявлены в низах сиговской свиты и среди отложений точинской свиты.
Выводы
В изученном разрезе широко проявлены процессы флюидомиграции, выразившиеся в развитии
эпигенетических преобразований пород и формировании литогеохимических аномалий.
Выявленные в разрезе отрицательные аномалии
- зоны разуплотнения пород, представляют собой породы-коллекторы, перспективные с позиций возможной локализации в них залежей УВ.
Интервалы положительных аномалий, сложенные уплотненными породами и сопровождаемые окисленными битумоидами, часто представляют собой флюидоупоры.
Отсутствие промышленных залежей УВ в интервалах проведенных испытаний нижних горизонтов разреза обусловлено, по-видимому, относительно низким нефтегазогенерационным потенциалом нефтематеринских отложений яновстанской и сиговской свит по сравнению с типовыми отложениями баженовской свиты.
Возможность уточнения разреза по результатам комплексного изучения керна и шлама позволяет рассматривать литогеохимические методы, как перспективные для выявления зон разуплотненных пород и корректировки интервалов испытаний скважин.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Смыслов А.А. Уран и торий в земной коре. —Л.: Недра, 1974. — 231 с.
2. Ларская Е.С. Диагностика и методы изучения нефтегазоматеринских пород. — М.: Недра, 1983. — 200 с.
3. Столбов Ю.М., Столбова Н.Ф., Фомин Ю.А. О возможности применения методов прикладной ядерной геохимии при изучении процессов наложенного эпигенеза нефтегазоносных осадочных бассейнов // Сб. научных трудов НТП "Нефтегазовые ресурсы". — М.: Изд-во ГАНГ им. И.М. Губкина, 1994. — С. 32—40.
4. Кринин В.А., Ларичев А.И., Рязанова Т.А. и др. Новые данные по геологии юрско-мелового разреза восточного борта Боль-шехетской впадины // Вестник Томского гос. ун-та. -2003. -Прилож. № 3 (11), апрель. - С. 293-295.
5. Ларичев А.И., Рязанова Т.А., Меленевский В.Н. и др. Геохимическая характеристика юрско-мелового разреза восточного борта Большехетской впадины // Вестник Томского гос. ун-та. -2003. - Прилож. № 3 (11), апрель. - С. 300-302.
6. Ханин А.А. Породы - коллекторы нефти и газа и их изучение. -М.: Недра, 1969. -368 с.
