CC BY
80
УДК 552.5 (571.5)
И.В. Вараксина, Е.М. Хабаров, М.М. Кротова, С.В. Родякин, П.С. Черныш, С.А. Кугаколов ИНГГ СО РАН, Новосибирск
ЛИТОЛОГИЯ И ПЕТРОФИЗИКА БОТУОБИНСКОГО ГОРИЗОНТА ВЕНДА СЕВЕРО-ВОСТОКА НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ
I.V. Varaksina, E.M. Khabarov, M.M. Krotova, S. V. Rodyakin, P.S. Tchernysh, S.A. Kugakolov Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS Acad. Koptyug av., 3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation
LITOLOGY AND PETROPHYSIC OF THE VENDIAN BOTUOBINSKIY HORIZON OF THE NORTH-EAST OF THE NEP-BOTUOBA ANTECLISE
The results of the lithologo-petrophysical studies of the wells of the Srednebotuobinskoye field are given. Dependence of reservoir properties from sedimentary and postsedimentary factors was revealed. As a result the assumption about shallow sandbar genesis of botuobinskiy sandstones was proved. Petrophysical and lithologic analysis presents influence of cement on the reservoir properties. Postsedimentary processes had a greater influence on origin of reservoirs then sedimentary ones.
В северо-восточной части Непско-Ботуобинской антеклизы (НБА) расположено одно из крупных нефтегазоконденсатных месторождений Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции - Среднеботуобинское [1]. Основной по запасам углеводородов на данном месторождении является залежь ботуобинского продуктивного горизонта, отложения которого соответствуют нижней подсвите бюкской свиты венда и представляют собой крупное песчаное тело, вытянутое вдоль восточного борта НБА [2].
Ботуобинские песчаники залегают на отложениях курсовской свиты, представленной в основном алевролитами и аргиллитами. Переход от нижележащей толщи постепенный и фиксируется по возрастанию роли песчаников и алевролитов вверх по разрезу. Выше отложения горизонта перекрываются доломитами и ангидритами верхней подсвиты бюкской свиты. Верхняя граница также постепенная: в песчаниках увеличивается содержание доломита и далее в разрезе преобладают доломиты с прослоями ангидритов.
Горизонт, мощностью около 30 м, имеет трехчленное строение. В нижней части (мощностью 4 м) наблюдается переслаивание аргиллитов и песчаников с постепенным возрастанием роли последних вверх по разрезу. Средняя часть сложена темными нефтенасыщенными песчаниками, которые характеризуются микрослоистостью, обусловленной чередованием различных фракций: от алевритовой до крупнопесчаной. Сортировка в слойках хорошая. Наблюдается чередование пакетов метрового масштаба (0.5-1.5 м) с укрупнением зернистости вверх по разрезу, характерных для баровых отложений. В целом в этой части преобладают средне- и мелкозернистые фракции. Верхняя часть горизонта (около 8 м) представлена серыми плохо и средне сортированными (с
доминированием крупно- и среднезернистых фракций) песчаниками и характеризуется постепенным переходом к вышележащим доломитам. Также фиксируются последовательности метрового масштаба с укрупнением зернистости вверх по разрезу.
Среди песчаников горизонта часто встречаются тонкие (до 2 мм) слойки аргиллитов. Иногда эти слойки двойные, что свидетельствует о влиянии приливно-отливных течений, перераспределяющих песчаные осадки. Кроме того, в породах наблюдаются фрагменты знаков волновой ряби. Очевидно, что формирование ботуобинского горизонта происходило в пределах крупной баровой системы, периодически подвергавшейся воздействию приливно-отливных течений и волн.
По составу ботуобинские песчаники полевошпат-кварцевые, редко кварцевые. Типы цемента следующие: 1) регенерационный кварцевый; 2) поровый и пойкилитовый ангидритовый и/или доломитовый; 3) пленочный и порово-пленочный хлорит-гидрослюдистый; 4) поровый битуминозный. Песчаные породы горизонта отличаются низким (первые проценты) содержанием всех типов цемента, за исключением битуминозного. Во всех песчаниках отмечаются открытые поры, размер которых варьирует от сотых долей мм до 0.35 мм, редко до 0.55 мм.
Анализ распределения типов песчаников показал следующее. Вверх по разрезу наблюдается общий тренд на возрастание зернистости, который нарушается отдельными ритмами более мелкого масштаба (рис. 1). В нижней части пласта наблюдается повышенные концентрации обломков полевых шпатов (до 15-20%). Вверх по разрезу количество их уменьшается и не превышает 3-5%. Пик содержания полевого шпата совпадает с преобладанием мелкозернистой песчаной фракции. По всему разрезу развит регенерационный кварцевый цемент, содержание которого составляет первые проценты. Ангидрит-доломитовый поровый и пойкилитовый цемент, также встречается по всему разрезу и в основном присутствует в виде выделений, размером менее 1 мм, в редких случаях до 23 мм. Наиболее широко он развит в нижней и прикровельной частях горизонта, где его содержание участками достигает 10%. Порово-пленочный хлорит-гидрослюдистый цемент отмечается по всему разрезу, но наиболее характерен для его нижней части (содержание до 3-5%). Наиболее широко развит битуминозный поровый цемент, содержание которого варьирует от 35% до 10-15%. Максимальные концентрации битума фиксируются в средней части пласта.
В целом весь горизонт характеризуется хорошими коллекторскими свойствами. Наиболее высокие значения пористости (до 20%) и проницаемости (до 2000 мД) отмечаются в песчаниках средней, наиболее нефтенасыщенной, части разреза. Результаты измерения открытой пористости, определенные водонасыщением (раствор с минерализаций 200 г/л) и определенные газонасыщением (гелий) отличаются незначительно (на 0.4 %). В нижней и верхней частях фильтрационно-емкостные свойства песчаников ниже, что связано с развитием сульфатно-карбонатного
пойкилитового цемента. Пористость вверх по разрезу сначала быстро возрастает до максимальных значений и далее постепенно уменьшается. Кривая изменения проницаемости в целом ведет себя также, но наблюдаются ее более существенные вариации (см. рис. 1).
Рис. 1. Распределение пористости, проницаемости, крупнозернистой фракции (более 0,5 мм) на северо-востоке Среднеботуобинского месторождения
Остаточная водонасыщенность, определенная методом центрифугирования, в изученных образцах из ботуобинского горизонта в большинстве образцов не превышает 10-12%. Наблюдается четкая корреляция между остаточной водонасыщенностью и пористостью. Преобладание образцов с низкой остаточной водонасыщенностью (менее 12%) свидетельствует о благоприятной структуре порового пространства. Коэффициент нефтенасыщенности пород ботуобинского горизонта варьирует в очень широких пределах (от 1 до 65%). Причем в средней части преобладают значения около 25%. В нижней части разреза нефтенасыщенность пород снижается довольно сильно до 4-6%, а в верхней до 16-18%.
На основании петрофизических исследований были выявлены зависимости параметра насыщения (Рн) от коэффициента водонасыщения (Кв). Коэффициенты водонасыщения определялись в лабораторных условиях методом центрифугирования. Рн = рн.п/рв.п, где рн.п - удельное сопротивление породы с частичным водонасыщением объема пор, рв.п - удельное сопротивление породы при полном насыщении водой объема пор. Параметр насыщения (Рн), предложенный В.Н.Дахновым, зависит от коэффициента
водонасыщения [3]. В процессе эксперимента получены зависимости Рн = Кв-п, где коэффициент «п» характеризует определенный класс продуктивного коллектора. Согласно результатам проведенных исследований показатель «п» в большинстве образцов варьирует от 1.4 до 1.8, что характерно для слабо глинистых межгранулярных коллекторов [4]. В нижней части горизонта отмечаются единичные образцы с более высокими значениями «п» = 2.0 - 3.5, которые соответствуют коллекторам со сложной геометрией пор, а также гидрофобным коллекторам с межзерновой пористостью. Для пород этой группы характерно широкое развитие пойкилитового ангидрит-доломитового цемента (до 10-15%), что приводит к резкому увеличению извилистости токовых линий из-за прерывистости пленки воды на поверхности пор, вызванной гидрофобизацией.
Кроме того, были определены значения электрического параметра пористости и построены зависимости Рп от Кп. Зависимость Рп = Кп-™, где Рп- электрический параметр пористости, Кп - коэффициент пористости образца, «т» - показатель цементации породы. Электрический параметр пористости определялся по формуле Рп = рв.п/рв, где рв.п - удельное электрическое сопротивление образца со 100% насыщением рапой, рв -удельное электрическое сопротивление рапы [4]. Результаты петрофизических исследований показали, что коэффициент цементации пород (т) ботуобинского горизонта в среднем имеет значения около 1.5, что характерно для умеренно сцементированных песчаников и согласуется с данными петрографического анализа.
Если суммировать результаты литологических и петрофизических исследований, то выясняется следующее. Фильтрационно-емкостные свойства рассматриваемых песчаников контролировались в основном типом цемента, а не их гранулометрическим составом и степенью сортировки. Статистическое изучение характеристик довольно большой выборки образцов песчаников, обладающих повышенной пористостью и проницаемостью показывает, что они по составу полевошпат-кварцевые, от мелко- до средне-крупнозернистых, с хорошо выраженной субгоризонтальной микрослоистостью, умеренно сортированные, с минимальным содержанием глинистого, кварцевого и ангидрит-доломитового типов цемента и с большим количеством открытых пор. Существенно кварцевые крупнозернистые песчаники в кровле горизонта имеют более низкие значения пористости из-за интенсивного развития ангидрит-доломитового пойкилитового цемента.
Таким образом, выяснилось, что продуктивные песчаники ботуобинского горизонта накапливались в обстановках крупной баровой системы. Такие условия седиментогенеза предопределили относительно высокую первичную пористость всего пласта. Однако, окончательную роль в формировании этого коллектора сыграл постседиментационный фактор.
1. Геология нефти и газа Сибирской платформы / Под ред. А.Э. Конторовича, В.С. Суркова, А.А. Трофимука. - М.: Недра, 1981. - 552 с.
2. Непско-Ботуобинская антеклиза - новая перспективная область добычи нефти и газа на востоке СССР / Под ред. А.Э.Конторовича, В.С.Суркова, А.А.Трофимука. -Новосибирск: Наука, 1986. - 245 с.
3. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств и нефтегазонасыщения горных пород / В.Н. Дахнов - М.: Недра,1975. - 344 с.
4. Добрынин В.М. Петрофизика / В.М. Добрынин - М.: Недра, 1991. - 368 с.
© И.В. Вараксина, Е.М. Хабаров, М.М. Кротова, С.В. Родякин, П.С. Черныш,С.А. Кугаколов, 2009
