CC BY
18УДК 552.578.061.4:551.734(470.56)
Шибина Т.Д., Гмид Л.П., Танинская Н.В., Никитин Ю.И.
ЛИТОЛОГИЯ И ПРОГНОЗ КОЛЛЕКТОРОВ В КОЛГАНСКОЙ ТОЛЩЕ ВАХИТОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КИЧКАССКОЙ ПЛОЩАДИ ЮГА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
На основе литолого-петрографических и петрофизических исследований пород колганской толщи в пределах Кичкасской площади Колгано-Борисовского прогиба (юг Оренбургской области) выделены и оконтурены песчаные тела в карбонатных отложениях верхнего девона.
Построены фациальные карты и карта зоны развития прогнозных пород-коллекторов, намечены перспективные участки на поиски углеводородов на малоизученных площадях.
Ключевые слова: девон, известняки, песчаники, коллекторские свойства, фации, клиноформы, прогноз литологических ловушек.
В настоящее время в отложениях девона обрамления Прикаспийской впадины открыты значительные по запасам нефти месторождения: Росташинское, Гаршинское, Зайкинское. Это позволяет говорить о высокой перспективности девонских отложений внешней прибортовой зоны Прикаспийской впадины.
Одним из объектов поисков в девонских отложениях является колганская толща, развитая на юге Оренбургской области. В тектоническом отношении территория приурочена к Колгано-Борисовской впадине, расположенной между Бузулукской впадиной, ВосточноОренбургским и Соль-Илецким выступами (рис. 1). В пределах Колгано-Борисовского прогиба открыто тринадцать месторождений: Благодаровское, Вахитовское, Восточно-Ольшанское, Дачно-Репинское, Донецко-Сыртовское, Кариновское, Капитоновское, Китаямское, Ольшанское, Радоевское, Южно-Радоевское и др. Почти 83 % составляет добыча нефти в девонских отложениях: колганская толща, нижнефранская толща, кыновский и пашийский горизонты верхнего девона и афонинский, бийско - афонинский горизонты среднего девона. Самый высокий процент продуктивных отложений (~ 34 %) приходится на терригенную колганскую толщу позднефранско-раннефаменского возраста.
Литолого-фациальные исследования с целью разработки моделей осадконакопления и установления закономерностей размещения коллекторов проводились в колганской толще по 11 скважинам Кичкасской площади (Вахитовское месторождение). В работе использовались все имеющиеся данные по литологии, петрографии, геохимии, комплексу каротажа и сейсморазведки изучаемых отложений. В основе исследований лежит методика литогенетического моделирования (Белонин и др., 2003), разработанная во ВНИГРИ.
Рис. 1. Тектоническая схема юго-востока Русской плиты (российская часть)
Границы структур: 1 - надпорядковые (антеклизы, синеклизы); 2 - первого порядка (своды, впадины); 3 - второго порядка (выступы, прогибы); 4 - краевой шов Восточно-Европейской платформы; 5 - поднятия; 6 - депрессии; 7 - административные границы субъектов Российской Федерации; 8 - субъекты Российской Федерации; 9 - республика Казахстан; 10 - исследуемая территория Структурно-тектонические элементы: Складчатые сооружения Урала (3-У Западно-Уральский тектонический шов); Предуральский краевой прогиб; Волго-Уральская антеклиза (Бузу-лукская впадина: 1 - Восточно-Оренбургский выступ, 2 - Соль-Илецкий выступ, 3- Юго-Восточная часть Камско-Кинельской зоны прогибов); Татарский свод; Мелекесская впадина; Токмовский свод; Жигулевско-Пугачевское сводовое поднятие (4 - Жигулевская вершина,
5 - Пугачевская вершина); Прикаспийская синеклиза (Северо-Прикаспийская зона дислокаций,
6 - Карачаганакско-Кобландинская тектоническая ступень).
Колганская толща вскрыта повсеместно на территории Кичкасской площади, она делится на четыре лито логические пачки: нижнюю карбонатную (Вк^), глинистую (Бк2гл), верхнюю карбонатную (Бк2) и песчаную (Вк3).
Нижняя карбонатная пачка (Ок^ представлена известняками с прослоями мергелей и имеет мощность от 7 до 19 м. Глинистая пачка (Бк2гл) сложена аргиллитами с редкими тонкими прослоями известняков, доломитов и мергелей, мощностью от 37 до 70 м. Верхняя карбонатная пачка (Бк2) в восточной части площади представлена известняками с прослоями
доломитов, мергелей и аргиллитов, мощностью от 7,5 до 37,7 м. В центральной части площади в толще известняков отмечается песчаная линза, мощностью 5 - 8 м. Песчаная пачка (Вк3) характеризуется наиболее изменчивой мощностью от 59 до 129,4 м. В песчаной пачке (Вк3) в скв. 260 получен приток нефти дебитом 611 м3/сут.
При литолого-петрографическом исследовании отложений колганской толщи Кичкасской площади проведено макро- и микроскопическое описание образцов керна с подсчетом в них параметров пористости и трещиноватости (плотности трещин, трещинной проницаемости) по методу ВНИГРИ (1989). Использовались данные лаборатории физики пласта по определению открытой пористости, газопроницаемости, выполненные сотрудниками ТНК-ВР Воробьевой И.П., Макаровой Е.А., Чупоршневой Л.М. и Комисаренко А.
Изучение петрографических и петрофизических свойств пород показало, что колганская толща даже в пределах одной Кичкасской площади достаточно неоднородна, имеет карбонатный, терригенный и смешанный терригенно-карбонатный состав пород.
Преимущественно карбонатные породы развиты в северной, южной и восточной частях (скв. 251, 252, 253, 255), а преимущественно терригенные в центральной и восточной
частях (скв. 254, 256, 257, 258, 259, 260) площади.
Карбонатные породы колганской толщи образовались в условиях мелководноморского шельфа с биогермными постройками и относительно глубоководного шельфа (Танинская и др., 1995). Характеристика карбонатного разреза приводится по результатам изучения керна и петрографических шлифов в скв. 251, 252, 253 и 255.
Пачка Бк1 шлифами охарактеризована в скважинах 251 и 252. Представлена
тонкозернистыми известняками, в которых присутствуют редкие обломки створок остракод, единичные обломки тентакулитов и трудно определимых органических остатков, в целом составляющих 3 - 5 %. Развиты открытые трещины, плотность которых от 15 до 40 1/м, трещинная проницаемость от 1,2 до 3,5 мд.
Пачка Бк2гл. наиболее полно изучена в скважине 251, в скважине 253
охарактеризована только нижняя часть пачки. Нижняя часть пачки Бк2гл. сложена известняками тонко-мелкозернистыми, глинистыми, слабо мелкоалевритистыми (5 - 7%). Органические остатки практически не встречаются за исключением единичных обломков окатанной, перекристаллизованной и уже неопределимой фауны. В скважине 253 в известняках встречаются редкие стяжения пирита. В межзерновых порах отмечается тонкодисперсное ОВ коричневого цвета, по трещинам наблюдаются примазки легкого
желтого битума. Выше известняков залегают аргиллиты известковистые, мелкоалевритистые, обогащенные темно-коричневым ОВ сапропелевого типа (скв. 253) и песчаники мелкозернистые, кварцевые с кальцитовым цементом базального типа с редкими створками остракод (скв. 251).В аргиллитах развиты трещины плотностью до 401/м, трещинная проницаемость в них достигает - 3,5 мд. Пористость по шлифу 1,5 - 2 %. Поры вторичные, выщелачивания.
В верхней части пачки Бк2гл. развиты известняки органогенно-детритовые, алевритистые (10 - 15 %). Основная масса породы представлена неокатанными обломками органических остатков, редкими целыми формами и водорослями. Среди органических остатков встречаются обломки гастропод, брахиопод, криноидей, иглокожих, остракод, редкие харофиты и мутовчатые водоросли. В известняках развиты стилолиты и открытые трещины. Стилолиты выполнены глинистым веществом, пигментированным коричневым битумом. Плотность стилолитов 47 1/м. Плотность открытых трещин- 40 1/м, проницаемость
- 3,4 мд. Пористость по шлифам составляет 3 - 5 %. Поры вторичные, выщелачивания, располагаются вдоль открытых трещин и в породе (матрице).
Пачка Бк2 в скважине 253 сложена известняками органогенно-детритовыми и водорослевыми в нижней части разреза и перекрывающими их строматолитовыми известняками (фото 1) в верхней части разреза.
Фото 1. Известняк строматолитовый
Скв. Кичкасская 253. Обр. 5; инт. 3285-3290; 0,4 нк; ув. 2,5х6,3; николи II.
Известняки органогенно-детритовые - массивные, с примесью алевритового материала. Основная масса в них представлена неокатанными обломками раковин гастропод, остракод и их створками. Присутствуют редкие тентакулиты (крылоногие моллюски),
хиолиты, обломки иглокожих. Отмечаются единичные синезеленые водоросли - харофиты, нодозинеллы. По раковинкам гастропод развивается пирит до 5%. Залегающие выше строматолитовые известняки желваковой и почковидной формы. Текстура желваковых строматолитов - слоистая.
Пачка Бкз охарактеризована шлифами в нижней, средней и верхней частях разреза (скв. 255, 251, 252). В нижней части разреза породы представлены преимущественно песчаниками мелкозернистыми кварцевыми с кальцитовым цементом. Среди песчаников наблюдаются прослои доломитов средне и крупнозернистых, аргиллитов и известняков органогенно-детритовых (фото 2, 3). Известняки на 65 - 70% состоят из неокатанных обломков и редких целых форм брахиопод, остракод, гастропод, амфипор, хиолитов, тентакулитов, иглокожих. Отмечаются редкие фораминиферы, единичные сферы, иглы ежей, трубчатые водоросли (нодозинеллы).
Фото 2. Известняк водорослевый Фото 3. Известняк органогенно-детритовый
(харовые зеленые водоросли) Скв. Кичкасская 255. Обр. 12; инт. 3291-3293 м;
Скв. Кичкасская 255. Обр. 1; инт. 3287-3290; 0,2 нк; ув. 2,5х6,3; николи II.
0,2 нк; ув. 10х6,3; николи II
В средней части пачки Бк3 (скв. 251) породы представлены известняками водорослевыми с органогенным детритом (фото 4, 5), известняками строматолитовыми. В верхней части пачка Бк3 (скв. 252) представлена алевролитами и песчаниками мелкозернистыми кварцевыми с глинисто-карбонатным и кальцитовым цементом контактового, базального типа. Песчаники перекрываются аргиллитами и мергелями с крупными обломками органогенного детрита. Заканчивается разрез пачки Бк3 водорослевыми известняками. Сине-зеленые водоросли слагают основную массу породы (фото 6).
Фото 4. Известняк органогенно-водорослевый Скв. Кичкасская 251. Обр. 2; инт. 3200-3206; ув. 2,5х6,3; николи II.
і- . v ' \ > ’*
'■Jab . % ■
ШУ; У* -
*5*;№ .1-1 ' - , ,, . ^ rf. у>і,- - ■ f ^
Фото 5. Известняк с сине-зелеными водорослями желвакового строения
Скв. Кичкасская 251. Обр. 3; инт. 3200-3206; ув. 2,5х6,3; николи II
t - ■* ■ ■ ... -v ■
J' ■ ■ ДЗ^ИЬ:
’■ ■» ^ Л*
Фото б. Известняк сгустково-комковатый (водорослевый) с редкими органическими остатками
(фораминиферами)
Скв. Кичкасская 252. Обр. 3; инт. 3077-3085; 0,5нк; ув. 2,5х6,3; николи II.
В процессе геологической истории карбонатные отложения колганской толщи испытали следующие постседиментационные преобразования: уплотнение, перекристаллизацию, кальцитизацию, доломитизацию, стилолитизацию, трещиноватость и выщелачивание, которые вместе с первичными условиями осадконакопления оказали существенное влияние на формирование коллекторских свойств пород.
Уплотнение. Под влиянием геостатического давления карбонатные породы уплотняются, но слабо, т.к. карбонатные илы быстро литифицируются и на давление
реагируют растворением, перекристаллизацией, стилолитизацией и под влиянием тектонических напряжений в них образуются трещины разных генераций.
Перекристаллизация. Известняки колганской толщи испытали слабую перекристаллизацию. Более интенсивно перекристаллизованы вторичные доломиты.
Кальцитизация. Наиболее интенсивно развита в строматолитовых, сферово-сгустково-комковато-узорчатых водорослевых (биогермных) известняках и проявилась в запечатывании пор, каверн, трещин мелко-средне-крупнозернистым кальцитом и в образовании кальцитового цемента базального типа. Процесс кальцитизации происходил в стадию эпигенеза в породе и был связан с осаждением кальцита из подземных гидрокарбонатно-кальциевых вод. Пористость кальцитизированных известняков, определенная по шлифам, не превышает 5 - 6 %. Поры вторичные, выщелачивания.
Доломитизация. В исследуемых отложениях, как показывает фактический материал, наиболее интенсивно проявилась в скв. 255 в метасоматическом замещении кальцитового ила доломитом и в заполнении пор, каверн и трещин вторичным мелко-среднекрупнозернистым доломитом. На более поздних этапах литогенеза происходила перекристаллизация диагенетического доломита. Заполнение пор, каверн и трещин вторичным доломитом было связано с осаждением, кристаллизацией его из пересыщенных М§ глубинных растворов или пластовых вод, которые поступали по разрывным нарушениям в породу (в стадию эпигенеза). Иногда в зернах эпигенетического доломита отмечаются вкрапления светло-коричневого битума или отмечается пигментация зерен доломита светло -коричневым битумом, что свидетельствует о содержании в глубинных растворах углеводородов. В биогермных известняках, как и в других, структурно-генетических разностях карбонатных пород колганской толщи широко развит процесс доломитизации.
Окремнение. В исследуемых карбонатных породах колганской толщи развито очень слабо и было отмечено в сгустковых известняках с заметным содержанием обломков строматолитов, брахиопод, криноидей (скв. 251, 252). Окремнение происходило в стадию диагенеза (в осадке) и было связано с частичным замещением кальцита в обломках брахиопод и криноидей халцедоном и микроагрегатным кварцем.
Стилолитизация. В известняках колганской толщи она развита очень широко. Стилолиты представляют собой своеобразные структурные образования. Их формирование происходило в твердой литифицированной породе в результате неравномерного растворения и неравномерного геостатического давления циркулирующими водами по трещинам или
плоскостям напластования. Морфология стилолитов связана с вещественным составом и структурой породы.
Трещиноватость. В карбонатных и глинисто-карбонатных породах часто встречаются открытые трещины и в редких случаях отмечены минеральные трещины, выполненные кальцитом. Открытые трещины принимают участие в фильтрации УВ, осуществляют гидродинамическую связь между нефтенасыщенными пластами, принимают участие в образовании вторичных пор выщелачивания. По своему происхождению открытые трещины являются тектоническими, их образование связано с неотектоническими движениями. Открытые трещины относятся к самой молодой (последней) генерации, т.к. секут стилолиты, минеральные трещины, породообразующие компоненты и цемент. Минеральные трещины являются также тектоническими, но образование их происходило раньше открытых трещин.
Выщелачивание. Процесс растворения и выщелачивания в карбонатных отложениях колганской толщи проявился очень слабо. Это объясняется тем, что данные отложения очень недолго пребывали или совсем не выходили в зону гипергенеза.
Терригенные отложения колганской толщи в виде песчаных тел залегают в толще карбонатных пород. В результате исследований, проведенных ранее [Танинская и др., 2005], установлено, что песчаные линзовидные тела колганской толщи формировались турбидитными потоками, поступающими в карбонатный бассейн в этапы активизации процессов размыва областей сноса - поднятий, с которых происходило обильное поступление обломочного материала в область относительно глубоководной седиментации Колгано-Борисовского прогиба.
Характеристика терригенной части разреза приводится по скважинам 250, 254, 256, 257, 258, 259, 260. Минералогические определения терригенных пород проведены в петрографических шлифах, в которых около 60 определений приходятся на пачку Бк3, 2 - на пачку Бк2 и 10 - на пачку Бк2гл. Петрографический анализ терригенных пород позволил получить аналитическую информацию о вещественном составе пород и их структурных особенностях. В разрезах данных скважин широко развиты песчаники кварцевого состава, поэтому характеристика их будет представлена по разрезу в общих и в различающих их чертах.
Пачка Бк2гл. Охарактеризована в скважинах 250, 256, 258, 260 - единичными шлифами. Породы представлены мергелями, иногда линзовидно-слоистыми. Карбонат представлен тонко-мелкозернистым кальцитом и мелкозернистым доломитом. Глинистое
вещество гидрослюдистого или хлорит-гидрослюдистого состава. Отмечаются редкие остракоды, хиолиты. Присутствует алевритовый материал (до 10%).
Пачка Бк2. Пачка маломощна, максимальная мощность ее составляет 27,7 м. Представлена мелкозернистыми песчаниками, кварцевыми с линзовидными прослоями алевритисто-песчаной глины, косослоистые. Обломочный материал слабо отсортирован. Форма зерен неокатанная и окатанная. Цемент (до 50%) карбонатный и глинистый, иногда глинистый с карбонатом. Тип цемента контактово-базальный.
Плотность открытых трещин до 62 - 70 1/м, трещинная проницаемость 5,5 - 6,2 мд. В скв. 250 наблюдаются следы миграции легкого желтого битума. Встречаются зерна пирита от 3 до 10 %. В скв. 260 глинистое вещество слабо пигментировано гидроокислами железа.
Пачка Бк3. Сложена кварцевыми песчаниками. В обломочной части породы зерна кварца составляют от 90 до 95 %, зерна полевых шпатов от 3 до 10 %, единичны обломки кремнистых пород-кварцитов и глинистых. Из акцессорных минералов встречается: гранат, турмалин, циркон, амфибол, цоизит, анатаз, лейкоксен. Из аутигенных минералов отмечается: пирит, очень редко глауконит. Цемент по разрезу пачки Дк3 не однороден. В процентном соотношении к обломочной части от скудного до базального (35 - 45%). Состав цемента преимущественно регенерационно-кварцевый (фото 7), реже кальцитовый (фото 8), глинистый. Тип цемента пленочно-поровый, редко контактовый, базальный. Достаточно широко распространен конформный цемент и соприкосновение зерен кварца по прямым, выпукло-вогнутым, иногда сутуровидным контурам.
Фото 7. Песчаник кварцевый с регенерационно-кварцевым цементом
Скв. Кичкасская 260. Обр. 82; инт. 3207,9 - 3212,9м; 3,2 нк; ув. 10х6,3; николи Х.
Фото 8. Песчаник с кальцитовым цементом
Скв. Кичкасская 254. Обр. 44; инт. 3158,5 - 3164,5 м; 0,4 нк; ув. 10х6,3; николи II.
Глинистый цемент наиболее распространен в скв. 257, карбонатный в скв. 254 (табл. 1). Регенерационно-кварцевый цемент имеет региональное распространение в песчаниках пачки Бк3 Кичкасской площади и находится в прямой ассоциации с конформным цементом (соприкосновения), нередко данный тип цементации обеспечивает мозаичную структуру породы (фото 9).
Фото 9. Песчаник кварцевый
Скв. Кичкасская 260. Обр. 78; инт. 3202,9-3207,9м; 0,5 нк; ув. 2,5х6,3; николи Х.
Песчаники пачки Бк3 разнозернистые: от мелко- до крупнозернистых, с гравийными зернами, встречаются гравелиты. Преобладают в разрезе песчаники мелко-среднезернистые. Гранулометрический состав песчаников пачки Бк3 изучаемой территории имеет циклический, градационный характер (рис. 2). На рис. 2 видно, что отмечается направленное увеличение размера обломочных зерен от мелкозернистых до гравийных от подошвы к кровле пачки Бк3. Такая закономерность характерна для регрессивного типа осадконакопления. Гранулометрические микроциклы в скважинах Кичкасской площади примерно совпадают, что опосредованно указывает на формирование отложений всей пачки Бк3 в едином бассейне. В песчаниках встречаются фосфатные органогенные остатки (ихтиодетрит).
Несмотря на широко распространенный конформный тип цемента и регенерационнокварцевый, песчаники нередко высокопористые. Открытая пористость по шлифам достигает 20%, зерна кварца растасканы, образуют фрагменты песка. В высокопористых песчаниках по стенках зерен кварца отмечаются следы зерен карбоната, глины, встречаются регенерационные каёмки.
№ скв. 250 254 256 257 258 259 260
Интервал Dk3 кровля-подошва мощность, м 3141.5-3237.G 95,5 316G,7-3276,G 115,6 31G3,8-323G,4 126,8 3155,4-3248,5 93,1 3129,6-3252,1 122,6 3111,7- 3241,3 129,4
Интервал опред. шлифов количество шлифов 3167-3179 3 3158-3213 14 3233-3236 1 3117-318G,G 17 3197,5-3197,9 1 3144-3252 12 3197-3218,9 7
глинистый Частота встречаемости от цем. породы Пачка Бк3 по данным геофизики, каротажным кривым представлена карбонатными породами 16 26 Преимущественно карбонатные породы с редкими прослоями песчаников в верхней части разреза 15 -
Min-max Кол-во шлифов 3-15 4 ед.-30 1G 2-4G 4
регенерац. кварц Частота встречаемости от цем. породы 25 39 33 41
Min-max Кол-во шлифов 4-1G 6 ед. 1 ед.-10 15 0 2 '• ^ д е 3-1G 7
цементы карбонат. Частота встречаемости от цем. породы 33 16 22 24
Min-max Кол-во шлифов 3-45 8 ед.-5 6 2-35 6 ед.-4 4
- to X т о л £ 5 у Частота встречаемости от цем. породы 25 13 3G 35
Min-max Кол-во шлифов не опр 6 не опр 1 не опр 5 не опр. 8 не опр. 6
битумный Частота встречаемости от цем. породы - - 5 - -
Min-max Кол-во шлифов 0 ГЪ д е
Продолжение табл. 1
Открытая пористость по шлифам 2-3 1 2-15 3 - 2-20 11 10-15 1 4-10 2 2-6 2
Примечание В шлифах: В шлифах: Пирит
известняки орг. доломит крупно- 0,5-3
водорослевые, среднезернистыи 6
доломиты
Примечание: Стратиграфические разбивки пачки Дк3 по данным аналитического центра ТНК.. Все параметры минеральных компонентов представлены в процентах
Глубина, абс. отм.
гранулометрическим состав:
1 - 0,01-0,1; 2 - 0,1-0,25;
3 - 0,25-0,5; 4 - 0,5-1,0; 5 - > 1,0;
открытая пористость;
Цементы:
кальцитовый;
регенерационно-кварцевый;
глинистый;
битумный
Рис. 2. Кривые распределения гранулометрического состава, минеральных компонентов цемента и открытой пористости по шлифам пачки Окэ колганской толщи Кичкасской площади
Пористые песчаники (по шлифам) наиболее часто встречаются в скв. 257, реже в скв. 254 и 259. Цемент в них преимущественно вторичный, растворы, обогащенные карбонатом и
кремнеземом, просачивались по проницаемым пластам песчаников, заполняя межзерновые пустоты кальцитом и кварцем, вместе с тем обеспечивали прослои песчаников, где эти же минеральные компоненты присутствуют в виде следов, породы пористые, впечатление неполнопорового заполнения цементом или растворения (выщелачивания) из пор этих минеральных компонентов.
В скважине 257 до 20 - 30 % наблюдается черный битум, выполняющий межзерновые поры (фото 10, 11). В скважинах 254, 259, 260 наблюдаются пути миграции черного битума, нередко пиритизированного. Наиболее часто процесс пиритизации отмечается в скважине 259 (до ~ 3%).
В скважинах 250 и 258 пачка Бк3 представлена известняками органогенноводорослевыми и доломитами крупно-среднезернистыми, однородными, пористыми до 10 -15 %. В скв. 250 пачка Бк3 по каротажной геофизической характеристике представлена карбонатными породами, а в скв. 258 в карбонатной толще в верхней части разреза отмечаются прослои песчаников. В скв. 254 среди песчаников наблюдаются прослои известняков, водорослевых, строматолитовых с обломками брахиопод, доломитизированных (фото 12). В скв. 257 и 259 среди песчаников наблюдаются прослои аргиллитов, трещиноватых. Плотность трещин от 48 до 80 1/м, трещинная проницаемость от 4,3 до 7,2 мд. По ходу открытых трещин развиты вторичные поры выщелачивания, составляющие 2-3%. Глинистое вещество гидрослюдистого состава. Глины нередко слабо известковистые (до 8%), битуминозные.
Фото 10. Песчаник с окисленным чёрным битумом в цементе
Скв. Кичкасская 257. Обр. 29; инт. 3157,563163,5 м; 2,24 нк; ув. 10х6,3; николи II.
Фото 11. Песчаник с битумным и реликтовым кальцитовым цементом
Скв. Кичкасская 257. Обр. 28; инт. 3157,563163,5 м; 0,4 нк; ув. 10х6,3; николи II.
Результаты петрографических исследований пород пачки Дк3 показали, что в разрезе Дк3 преобладают песчаники, подчиненное значение имеют глины и известняки. Структуры песчаников псаммитовые, редко неясно слоистые, достаточно часты мозаичные структуры, текстуры взмучивания и зерновых потоков. Песчаники образуют контакты с известняками водорослевыми, строматолитовыми, отмечаются фрагменты обрастания зерен кварца онколитами и строматолитами (фото 12).
Фото 12. Открытая трещина, проходящая по контакту водорослевого известняка и песчаника
Скв. Кичкасская, 254, обр. 45, инт. 3158,5-3164,5 м, 2,0 нк., ув. 2,5х6,3, николи II
Исследования коллекторских свойств образцов в шлифах и по данным физики пласта позволили выделить проницаемые участки в отложениях колганской толщи Кичкасской площади.
Коллекторские свойства карбонатных отложений колганской толщи были обусловлены не только первичными, седиментационными условиями осадконакопления, но и вторичными постседиментационными преобразованиями. Положительную роль в формировании полезной емкости пород и путей фильтрации оказали такие вторичные процессы как доломитизация, трещиноватость, выщелачивание, частично стилолитизация, отрицательно влияли - кальцитизация, окремнение и в ряде случаев доломитизация.
В карбонатных породах колганской толщи Кичкасской площади выделены порово-трещинный, трещинно-поровый и поровый типы коллекторов (табл. 2). Низкую пористость водорослевых (биогермных) известняков можно объяснить широко развитым в них процессом кальцитизации и тем, что они не выходили в зону гипергенеза и не испытали заметного растворения (выщелачивания).
Типы пород Параметры, определенные по шлифам Данные лабор. физики пласта Форма зерен доломита Тип коллектора
Пористость, % Открытые трещины Тм 7м Тст 7м то% К 1-10"3 2 мкм
тшо тшб То 1/м Кт 1-10'3 мкм2
I. Известняки строматолитовые, сферо-сгустково- комковато-узорчатые (водорослевые) биогермные 2-6 (Вв) 0) ^ С ^ 5 38-50 3,2-4,2 - - 5-10 0,08-5,1 Ромбо- эдрическая Порово- трещинный, трещинно- поровый
II. Известняки орга-ногенно-детритовые 3-5 (Вв) - 40-52 3,4-4,5 27 37-80 1,4-4,9 0,03-0,06 - Порово- трещинный
III. Известняки тонкозернистый и тонко-мелкозернистые 2-3 (Вв) 15 (Д-П) 20-40 1,5-3,5 43 38 2,5-4,3 0,14-3,93 Ромбо- эдрическая Порово- трещинный, трещинно- поровый
IV. Известняки органогенные,-амфипоро-криноидные 2-3 (Вв) 15 (Д-П) - - - - - - Ромбо- эдрическая Поровый низкого класса
V. Доломиты мелкозернистые 2-3 (Вв) 15-18 (Д-П) - - - - - - Ромбо- эдрическая Поровый низкого класса
VI. Доломиты среднезернистые 2-3 (Вв) - 18-23 1,2-1,8 - - - - - Порово- трещинный
VII. Доломиты среднекрупнозернистые 2-3 (Вв) 20-25 (Д-П) - - - - - - - Ромбо- эдрическая Поровый низкого класса
Условные обозначения:тшо - открытые поры, определенные по шлифам, %; тшб - поры, выполненные светло-коричневым битумом, %; То- плотность открытых трещин, 1/м; Тм- плотность минеральных трещин, заполненных кальцитом, 1/м; Тст- плотность стилолитов, 1/м; то - открытая пористость по данным лаб. физики пласта., %>; К- газопроницаемость, 110-3 мкм2 (мд); Кт- трещинная проницаемость, определенная по шлифам, 1103 мкм2 (мд); Вв - вторичные поры выщелачивания; Д-П - вторичные поры доломитизации-перекристаллизации.
Интервал определений Кол-во определений Скв. 257 Скв. 260 Скв. 254
Пористость открытая, % Проницаемость, мд Класс коллектора по А.А. Ханину Пористость открытая, % Проницаемость, мд Класс коллектора по А.А. Ханину Интервал определени я Кол-во опр. Пористость открытая, % Проницаемость, мд Класс коллектора по А.А. Ханину
3117-3123 14 7,58-14,23 10,94 0,9-507,55 132,55 Ш-ГУ Нет данных Нет данных
3123-3129 3 10,12-13,86 11,44 0,11-199,25 100,7 Ш-ГУ Нет данных Нет данных
3129-3133 36 11,71-18,15 14 154,03-2040,02 1035,89 Ш Нет данных Нет данных
3137-3140 10 5,37-16,64 12,25 0,23-697,01 413,8 П-ГУ Нет данных Нет данных
3140-3147 5 8,14-13,64 11,34 47,98-235,91 147,77 Ш-ГУ Нет данных Нет данных
3147-3152 1 15,99 505,86 III Нет данных Нет данных
3197-3202 1 Нет данных 6,6 1,42 V 3184-3187 32 1,3-8,9 4,7 0,02-5,35 0,78 V-VI
3202-3207 15 Нет данных 7,9-9,9 9,12 6,11-91,93 32,36 ІУ-У 3187-3193 75 0,9-8,1 4,1 0,02-1,0 0,095 VI
3207-3212 11 Нет данных 8,6-10,7 9,9 10,81-82,77 41,24 IV 3211-3213 11 0,7-6,9 4,7 0,01-0,29 0,05 VI
3212-3218 4 Нет данных 4,1-7,1 6,2 0,03-23,28 5,9 V-VI 3213-3217 23 2,6-8,6 5,7 0,03-11,04 2,05 V-VI
3225-3231 28 Нет данных Нет данных 3225-3231 28 1,3-9,5 7,46 0,02-12,43 2,68 V-VI
Исследование петрофизических свойств, полученных лабораторными методами в аналитическом центре ТНК-ВР терригенных пород отражены в табл. 3. Анализ данных физики пласта показал, что в нижней части пачки Дк3 отмечаются коллекторы V - VI класса (по А.А. Ханину), в средней части разреза отмечается тенденция улучшения коллекторских свойств, развиваются коллекторы III - IV класса, в верхней части разреза пачки Дк3 отмечаются породы-коллекторы I - II класса с проницаемостью до 2040,02 мд, а в кровле пачки Бк3 наблюдается тенденция ухудшения коллекторских свойств до III - IV класса (табл. 3).
Тип коллектора поровый и трещинно-поровый. Наиболее высокие значения коллекторских свойств в песчаниках отмечаются в скв. 257. Можно предполагать в верхних частях песчаников пачки Дк3 развитие высокоемкого коллектора и в скв. 254, 260 и в других скважинах Кичкасской площади. Пористость пород обеспечивается фактором их цементации и эпигенетическими изменениями пород. Влияние состава цементирующего материала отражено кривыми на рис. 2. Анализ фактического материала показывает, что процесс кальцитизации и окремнения оказывает как отрицательное влияние на пористость пород, уменьшая их полезную емкость, так и положительную роль в формирование емкостных и фильтрационных свойств породы. Например, в скв. 254 средне-крупнозернистый кальцит залечивает межзерновые поры до 45%, а новообразованный кварц в виде регенерационных каёмок в условиях уплотнения породы обеспечивает развитие плотных кварцитовидных песчаников. В высокопористых песчаниках и гравелитах скв. 257 кальцит в цементе отмечается в виде следов. В разрезе колганской толщи пачки Бк3 встречаются не уплотненные песчаники с регенерационно-кварцевым цементом, в которых открытая пористость достигает 5 - 7%. Следует отметить, что кальцитизция и окремнение придают хрупкость породам и при воздействии на них тектонических напряжений, всестороннего давления они легко растрескиваются, в них образуются трещины, являющиеся путями фильтрации УВ. По трещинам может происходить образование вторичных пор выщелачивания, но их количество не превышает 2 - 3%. Глинистый цемент запечатывает пустотные пространство, но при уплотнении песчаников глинистый цемент способствует образованию трещин.
По разрезу пачки Бк3 хорошо видна химическая дифференциация минеральных компонентов цемента. В нижних частях пачки Бк3 распространен регенерационно-кварцевый цемент. Выше по разрезу вместе с кварцем осаждается кальцит, в верхних частях разреза пачки Бк3 преимущественно развит кальцитовый цемент. Проведенные исследования пачки
Бкз позволили ее разделить на две подпачки Вк3-1 и Вк3-2, отличающиеся между собой литологическим составом и петрофизическими свойствами.
Фации колганской толщи определены нами ранее [Танинская и др., 2005]. Фациальные условия формирования пачки Бк3, как наиболее благоприятной по литологическим признакам для поисков УВ скоплений, отражены на рис. 3 и 4. На рис. 3 видно, что пачка Вк3-1 имеет региональное распространение. Предполагаемые биогермы отмечаются в скважинах 253 и 256. Фации относительно глубоководного бассейна представлены темно-серыми до черного аргиллитами с прослоями тонкозернистых известняков, доломито-известковых мергелей, вторичных доломитов и редких прослоев темно-серых кварцевых песчаников.
Фации:
относительно глубоководный бассейн (центральная часть Колгано-Борисовского прогиба)
] мелководно-морской шельф I (бортовая зона Колгано-Борисовского прогиба)
Чі ^
254
А
60(10)
клиноформа йк3-1
дистальная часть клиноформы
проксимальная часть клиноформы
биогерм предполагаемый
граница фациальных зон
№ скважины
мощность толщи йк3-1 (мощность песчаного тела)
линия профиля
Клиноформа песчаников отмечается в скважинах 252, 254, 257, 259, 260, 261. Пачка Бк3.2 имеет также региональное развитие, размещение фациальных зон практически не меняется по сравнению с пачкой Вк3-1. Наряду с биогермами в скв. 253 и 256 на период формирования пачки Бк3.2 строматолитовые биогермы получили развитие в скв. 251 и 252. Фации турбидитного потока слагают клиноформу, которая занимает практически ту же площадь, что и нижележащая клиноформа пачки Вк3-1, но характеризуется линзовидной формой, несколько сплющенной в субмеридиональном направлении. Наиболее высокими коллекторскими свойствами характеризуются отложения проксимальных частей клиноформ,
расположенных в центральной части песчаных линз пачек Ок3, к которым приурочено Вахитовское нефтяное месторождение Кичкасской площади.
Фации:
относительно глубоководный бассейн
(центральная часть Колгано-Борисовского прогиба)
мелководно-морской шельф (бортовая зона
Колгано-Борисовского прогиба) клиноформа йк3-2
дистальная часть клиноформы
проксимальная часть клиноформы
биогерм строматолитовый
биогерм предполагаемый граница фациальных зон
№ скважины мощность толщи йк3-2 (мощность песчаного тела)
линия профиля
Рис. 4. Фациальная карта на время накопления Бк3_2 (по [Танинская и др., 2005])
Анализ распространения фации песчаных тел конусов выноса турбидитных потоков в пластах колганской толщи позволил выделить несколько прогнозных зон развития литологических ловушек (рис. 5). На рис. выделена наиболее перспективная зона развития литологических резервуаров с мощностью песчаников более 30 метров с проницаемостью более 1000 мд.
Выводы:
- дана детальная литолого-петрографическая характеристика и выделены основные типы пород в литологических пачках колганской толщи;
- установлено, что верхняя пачка Бк3 самая мощная в разрезе, представлена известняками и терригенными породами (песчаниками, редко алевролитами и глинами): известняки органогенно-водорослевые, нередко строматолитовые; песчаники преимущественно мономинеральные, имеют кварцевый состав;
- вторичные процессы, такие как доломитизация, трещиноватость, выщелачивание, частично стилолитизация сыграли положительную роль в формировании полезной емкости карбонатных пород и путей фильтрации, а кальцитизация и окремнение оказали отрицательное влияние на формирование коллекторских свойств рассматриваемых пород;
на Кичкасской площади
- в карбонатных породах колганской толщи Кичкасской площади выделены порово-трещинный, трещинно-поровый и поровый типы коллекторов.
- в терригенных породах в разрезе пачки Бк3 в нижней ее части распространены регенерационно-кварцевый и конформный цементы, которые ухудшают открытую ёмкость породы; в верхней части разреза породы уплотнены, и широко развит кальцитовый цемент, который преимущественно обеспечивает открытую пористость породы за счёт растворения и выщелачивания под воздействием углекислых вод;
- в верхней части разреза пачки Бк3 выделены песчаные породы-коллекторы 1-11 класса с проницаемостью до 2040 мд;
- на основе комплексного литолого-петрографического, петрофизического анализа и электрометрических моделей фаций построены литолого-фациальные карты;
- выделены и оконтурены песчаные тела-конусы выноса турбидитных потоков для пластов колганской толщи, в частности для пластов Ок3-1 и Ок3.2;
- определены зоны развития прогнозных пород-коллекторов, что делает возможным произвести оценку перспектив возможных поисков УВ на малоизученных площадях.
Литература
Белонин М.Д., Шиманский В.В., Танинская Н.В., Кос И.М., Хафизов С.Ф. Неструктурные ловушки УВ в юрских и нижнемеловых продуктивных комплексах ЗападноСибирской провинции - основной резерв развития ресурсной базы углеводородного сырья // Неструктурные, сложнопостроенные ловушки - основной резерв прироста углеводородного сырья России. СПб. 2005. С. 5 - 13.
Методические рекомендации по изучению и прогнозу коллекторов нефти и газа сложного типа // под ред. М.Х. Булач и Л.Г. Белоновской. Л.: ВНИГРИ, 1989, 103 с.
Танинская Н.В., Шиманский В.В., Остапенко С.В., Шибина Т.Д., Еганьянц Р.Т. Условия формирования клиноформных комплексов колганской толщи Вахитовского месторождения юга Оренбургской области // Неструктурные, сложнопостроенные ловушки -основной резерв прироста углеводородного сырья России. СПб. 2005. С. 74 - 81.
Рецензент: Жарков Александр Михайлович, доктор геолого-минералогических наук.
