CC BY
72
УДК 552.2:551.762.31(571.1)
Л.Г. Вакуленко, П.А. Ян, О.В. Бурлева, Т.П. Аксенова ИНГГ СО РАН, Новосибирск
ЛИТОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ КЕЛЛОВЕЙ-ОКСФОРДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПРОВИНЦИИ
L.G. Vakulenko, P.A. Yan, O.V. Burleva, T.P. Aksenova Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS Acad. Koptyug av., 3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation
LITHOLOGICAL CRITERIA OF THE PETROLEUM POTENTIAL OF CALLOVIAN-OXFORDIAN DEPOSITS OF THE WEST SIBERIAN PROVINCE
Callovian-Oxfordian deposits of the Western Siberia are characterized by considerable heterogeneity, availability of erosion surfaces, zones of argillization and wedging out of silt-sand permeable beds. Therefore they are convenient to lithologic, structural-lithologic, and structural-stratigraphic traps forming. Detail investigations of sedimentary environments, construction, composition and postsedimentary alteration of Callovian-Oxfordian deposits are necessary to effective oil and gas pools finding and prospecting.
В составе келловей-оксфордских отложений Западно-Сибирского бассейна выделен нефтегазоносный горизонт Юь в котором сосредоточено около 14% начальных ресурсов нефти всего бассейна и более 80% залежей юрского нефтегазоносного комплекса [1]. Горизонт имеет толщину от первых десятков до 70 м и залегает на глубинах от 2 до 4 км, погружаясь в северном направлении. Проницаемая часть горизонта включает от 1 до 6 пластов, сложенных полимиктовыми алеврито-песчаными породами. Региональным флюидоупором, имеющим в основном хорошее качество, служит битуминозная глинисто-кремнистая толща киммеридж-волжского возраста.
Проведенное районирование отложений верхней юры Западной Сибири, позволили уточнить границы литолого-фациальных районов и выделить ряд подрайонов [2]. В наиболее южном - Обь-Тарском подрайоне в составе горизонта выделены подугольная, межугольная и надугольная пачки. Подугольная имеет толщины от 6 до 22 м и представлена пластами Ю13-4. Пласты сложены средне-, средне-мелко- и мелкообломочными песчаниками. Состав обломочного материала полевошпат-литокластит-кварцевый. Характерно незначительное содержание глинистого или глинистокарбонатного цемента. Формирование отложений происходило в условиях выдвижения пляжево-баровых систем на поздней стадии высокого стояния уровня моря. В южной и восточной частях подрайона, в зоне перехода васюганской свиты в наунакскую и татарскую, выделены отложения дельтового комплекса, лагунного побережья и прибрежной равнины.
Межугольная пачка представлена алеврито-глинистыми отложениями, с прослоями песчаников, известняков и угля или углистого аргиллита. С запада на восток ее толщины возрастают (от 1 до 40 м) и увеличивается число
угольных пластов. Характерно наличие углефицированного растительного детрита, большого количества пирита, уровней сидеритизации, остатков корневой системы растений. Формирование пачки происходило в конинентальных и переходных от морских к континентальным обстановках. Выделены фации болот, лагун, приливно-отливных равнин, заливов, мелких и крупных озер и небольших рек.
Надугольная пачка имеет толщины 3-10 м, иногда увеличиваясь до 27 м.
2 1
В ее составе выделяются алеврито-песчаные пласты Ю1 и Ю1 . Разделяющая их маломощная алеврито-глинистая перемычка часто размыта и в разрезе отсутствует. Состав пород литокластит-полевошпат-кварцевый. Для них характерны значительные вариации в содержании глинисто-карбонатного цемента с заметным количеством аутигенного пирита. В верхней части пачки отмечаются прослои органогенно-детритовых известняков, появляется аутигенный глауконит и обильная морская фауна. Характерны уровни с комковатой текстурой, образующейся за счет интенсивной биотурбации осадков. Пачка формировалась в мелководно-морских, в меньшей степени прибрежно-морских условиях. Значения пористости варьируют от 9 до 19%, проницаемости - от 0,2 до 61 мД.
Особенностями строения горизонта Ю1 в Обь-Аганском подрайоне являются незначительное количество углистых пород в пачке, разделяющей пласты Ю11-2 и Ю13, и существенная глинистость пласта Ю14. Алевритоглинистая пачка (аналог межугольной) мощностью 5-26 м, с прослоями известняков, пиритом, следами жизнедеятельности бентосных организмов, высоким содержанием бора формировалась на различных глубинах сублиторальной области шельфа в условиях с переменным
гидродинамическим режимом и довольно постоянной соленостью. Средняя
1 2
пористость пород составляет 11-19% для пластов Ю1 - и 8-12% для пласта
3 12
Ю1 . В отдельных случаях породы пласта Ю1 - имеют пористость до 25% и проницаемость до 800 мД.
В Верхнепурском подрайоне в составе горизонта полностью отсутствуют угли. Количество песчаных пластов (мощностью от 2 до 20-25 м) в северном и западном направлениях постепенно сокращается, вплоть до полного их исчезновения. На восток и юго-восток при переходе в нижнесиговскую подсвиту (Тазо-Хетский район) мощность горизонта увеличивается до 40 и более м. В целом для отложений характерно присутствие пирита, сидерита, остатков морской фауны. Гранулометрическая и петрографическая характеристика алеврито-песчаных пород близка таковой для Обь-Тарского подрайона. Горизонт на данной территории имеет прибрежно-морской и мелководно-морской генезис. Степень мористости несколько возрастает в западном и северном направлениях, что подтверждается уменьшением содержания каолинита и углефицированного растительного детрита в породах. Породы горизонта Ю1 Надым-Тазовского междуречья характеризуются средней и пониженной пористостью (8-10 до 28%) и низкой проницаемостью (0,1-10 мД).
Коллекторы горизонт Ю1 относятся преимущественно к поровому типу. Полученные нами и имеющиеся опубликованные данные по корреляционному анализу петрографического состава и гранулометрии алеврито-песчаных пород горизонта Ю1 с их пористостью и проницаемостью показали, что к параметрам, определяющим формирование улучшенных коллекторов (с пористостью от 16-18 до 25%, проницаемостью от первых десятков до 800 мД), относятся: содержание среднепсаммитовой фракции, медиана, доля каркасных компонентов в обломочной части пород, количество и состав цемента.
Состав и структура пород во многом определяются условиями формирования отложений. Анализ седиментационных обстановок горизонта Ю1 и коллекторских свойств пород показал, что формирование отложений с улучшенными коллекторскими свойствами происходило в активной гидродинамической среде при достаточном поступлении в область аккумуляции песчано-алевритового материала: зоны действия донных
течений, бары фронтальной части дельты, вдольбереговые и прибрежные бары, пляжи, русла рек.
По структурно-минералогическим показателям алеврито-песчаные породы горизонта Ю1 подвержены изменениям, соответствующим стадии среднего, реже начальному этапу позднего катагенеза. Среди межзерновых контактов преобладают прямолинейные. Конформная структура образуется в основном за счет механического приспособления обломков, в меньшей степени пластичной деформации, химического растворения, инкорпорации и стилолитообразования. Регенерация кварца проявлена в основном незначительно. Таким образом, степень уплотнения обломочного каркаса такова, что в породах сохраняются остаточные седиментационные поры. К постседиментационным факторам, приводящим к формированию зон разуплотнения, т.е. улучшающим фильтрационно-емкостные свойства алеврито-песчаных пород, относятся: 1. растворение обломков и цемента с последующим выносом материала в условиях углекислотного выщелачивания; 2. каолинитизация; 3. образование пленочного диагенетического битума.
Для некоторых месторождений именно постседиментационные процессы оказывают решающее влияние на формирование коллекторов. Например, Двуреченское месторождение, где из подугольной пачки были
-5
получены притоки нефти с высокими дебитами (до 520 м /сут.). Здесь в верхней части пачки отмечено резкое возрастание проницаемости (до 20-129 мД) по сравнению с нижней частью (0,1-10 мД). При этом пористость увеличивается незначительно (от 10,8-14,1% до 12,7-19,6%). Это явление объясняется процессами углекислотного выщелачивания. Наличие в породах заметного количества стилолитовых межзерновых контактов, ориентированных параллельно слоеватости, подтверждает положение скважин в зоне разломов, установленных по сейсмике. На наличие дополнительных напряжений также указывают отмечаемые обломки катаклазированных полевых шпатов. Вдоль подобных стилолитов образуются
субгоризонтальные трещины послойного растворения, приводящие к появлению рыхловатых пород, распадающихся на плитки.
Процессы каолинитизации выражены в перекристаллизации седиментацонного каолинитового цемента и в каолинитизации полевых шпатов. По данным рентгеноструктурного анализа в более грубообломочных песчаниках горизонта Ю1, содержащих заметную долю порового каолинита (1-3% до 5-7%), последний представлен разновидностью с высокой степенью структурной упорядоченности. При перекристаллизации седиментационного каолинита с низкой степенью структурной упорядоченности в новообразованных агрегатах каолинита до 30-50% приходится на вновь образованное межзерновое пространство. Количество
перекристаллизованного каолинитового цемента в изученных породах достигает 15%.
На Крапивинском месторождении в верхней половине подугольной пачки отмечается органическое вещество типа битума (от долей % до 5%), образующее порово-пленочный цемент, что позволяет говорить о его седиментационно-диагенетической природе. Вероятно, оно препятствовало дальнейшему уплотнению и вторичному преобразованию пород, и, таким образом, способствовало сохранению фильтрационно-емкостных свойств пород. Такие песчаники имеют пористость до 18,3-21,3% и проницаемость -160-400 мД.
Периодические изменения режима осадконакопления в бассейне на протяжении позднего келловея и оксфорда определили многообразие палеообстановок, в которых происходило формирования отложений горизонта Ю1. Многочисленные размывы и зоны выклинивания песчаных пластов весьма благоприятны для формирования ловушек, относящихся к литологической, структурно-литологической и структурностратиграфической группам. Первая группа представлена речным, дельтовым и баровым генетическими типами и локализована преимущественно в Обь-Тарском и в Обь-Аганском подрайонах. Структурно-литологическая группа приурочена к зоне перехода васюганской свиты в абалакскую и представлена ловушками регионального фациального замещения. Перспективы нахождения залежей в ловушках этого типа осложняются уменьшением песчанистости разреза и ухудшением фильтрационно-емкостных свойств пород коллекторов в зоне глинизации и выклинивания. Структурностратиграфическая группа представлена ловушками выклинивания и срезания как локального, так и регионального типов и связана главным образом с поверхностями размыва, ограничивающими межугольную пачку.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып. 2. Западно-Сибирский бассейн / А.Э.Конторович, В.С.Сурков, А.А.Трофимук, и др. - Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994. - 201 с.
2. Ян П.А., Вакуленко Л.Г., Бурлева О.В., Аксенова Т.П., Микуленко И.К. Литология келловей-оксфордских отложений в различных фациальных зонах Западно-Сибирской плиты // Геология и геофизика. - 2001. - Т. 42, № 11-12. - С. 1897-1907.
© Л.Г. Вакуленко, П.А. Ян, О.В. Бурлева, Т.П. Аксенова, 2009
