CC BY
23
УДК 552.984 DOI: 10.24412/1728-5283-2021-4-34-41
ЛИТОЛОГИЯ НЕФТЕПЕРСПЕКТИВНЫХ АЛЕКСИНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ПЛАТФОРМЕННОГО БАШКОРТОСТАНА
© Д.У. Комилов,
аспирант,
Уфимский государственный нефтяной
технический университет,
ул. Космонавтов, 1,
450062, г Уфа, Российская Федерация
эл. почта: кomilov_12@mail.ru
В статье по результатам визуального и микроскопического изучения каменного материала и данным геофизических исследований скважин по новым пробуренным скважинам впервые выделены 8 литотипов пород. Это шламово-детритовые известняки (литотип 1), органогенные известняки (литотип 2), алевро-глинисто-карбонатные породы (литотип 3), известняки органогенно-детритовые (литотип 4), доломиты (литотип 5), аргиллиты (литотип 6), песчаники (литотип 7) и песчано-алевро-глинистые породы (литотип 8). Автору представляется нецелесообразным выделение в алевро-глинисто-карбонатных и песчано-алевро-глинистых породах отдельных литотипов из-за очень небольших толщин слагающих их пород. Выделенные литотипы в различных сочетаниях формируют в разрезе алексинского горизонта три толщи: нижнюю, среднюю и верхнюю. Для них характерным является залегание в основании толщ шламово-детритовых известняков, которые по данным фильтрационно-емкостных свойств, по данным лабораторных исследований керна и материалам скважинных геофизических работ обладают флюидоупорными свойствами, а также могут служить в качестве маркирующих реперов. В средней толще поисково-разведочным бурением открыто несколько залежей нефти на некоторых месторождениях Южно-Татарского свода, Верхнекамской и Благовещенской впадин в доломитовых и песчаниковых пластах, перекрытых аргиллитами и шламово-детритовыми известняками. Проведено районирование территории платформенного Башкортостана по типам разрезов. Выделено два типа разрезов и по два подтипа в каждом из них.
Ключевые слова: литотип, толща, флюидоупор, коллектор, репер, нефть, тип разреза
© D.U. Komilov
LITHOLOGY OF OIL-PROMISING ALEKSIN DEPOSITS IN PLATFORM BASHKORTOSTAN
Ufa State Petroleum Technical University,
1, ulitsa Kosmonavtov, 450062, Ufa, Russian Federation e-mail: кomilov_12@mail.ru
This article is the first to identify 8 lithotypes using the results of visual and microscopic research on stone material and data from geophysical studies of newly drilled wells. These are sludge-detritus limestones (lithotype 1), organogenic limestones (lithotype 2), silt-clay-carbonate rocks (lithotype 3), organogenic-detritus limestones (lithotype 4), dolomites (lithotype 5), mudstones (lithotype 6), sandstones (lithotype 7) and sandy-silt-clay rocks (lithotype 8).
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
/
2021, том 41, № 4(104)
А
The author finds it inadvisable to differentiate individual lithotypes in silt-clay-carbonate and sandy-silt-clay rocks due to very small thicknesses of the rocks composing them. In various combinations, the selected lithotypes form three strata in the section of the Alek-sin horizon: lower, middle and upper. They are characterized by the occurrence of sludge-detritus limestones at the base of the strata, which, according to filtration and capacitance properties, laboratory core studies and materials of borehole geophysical work, have fluid-trapping properties and can also serve as marking reference points. In the middle stratum exploratory drilling has discovered several oil deposits in some fields of the South Tatar Arch, Upper Kama and Blagoveshchensk Depressions in dolomite and sandstone layers overlaid by mudstones and sludge-detritus limestones. The zoning of platform Bashkortostan was carried out according to the types of sections. There are two types of sections and two subtypes in each of them.
Key words: lithotype, stratum, fluid trap, reservoir, reference, oil, type of section
Несмотря на длительную историю геологического исследована строения Республики Башкортостан, до сих пор детально не исследована литология отложений алексин-ского горизонта, с которого начинался новый трансгрессивный цикл осадконакопле-ния в нижнем карбоне [1]. В монографии, посвященной каменноугольным отложениям Волго-Уральской нефтегазоносной провинции [2], со ссылкой на мнение местных геологов бегло отмечается, что в Бирской седловине, расположенной на северо-западе Башкортостана, формирование песчаных и глинистых отложений могло происходить в условиях русловых потоков. На остальной ее территории в алексинско-михайловское время развивались в основном известняковые осадки с нормальным термобарическим и гидрохимическим режимом.
К настоящему времени в алексинских отложениях платформенной части РБ (ПЧРБ) удовлетворительно изучены два пласта с песчаными (пласт Clal (С0)) и карбонатными коллекторами (пласт Clal. carb) из-за открытых в них залежей нефти, но не проведен анализ характера их развития по разрезу и площади. Литология других пластов и толщ слабо исследованы, не проведен анализ их взаимоотношений в разрезе. Не про-
ведено районирование территории платформенного Башкортостана по типам разрезов.
Изучение вещественного состава пород алексинского горизонта литолого-петрографическими и скважинными геофизическими методами (ГИС) позволило в карбонатных отложениях выделить несколько литологических типов пород (литотипы).
Разрез алексинского горизонта начинается шламово-детритовыми известняками или массивными биокластовыми вак-пакстоунами темно-серыми с микротонкозернистой и детритовой структурами (литотип 1). Среди них встречаются прослои толщиной от 5 до 10 см органогенных известняков или коралловых баундстоунов (ли-тотип 2), имеющими органогенную структуру с заполнителем, представленным биокла-стовыми вакстоунами и микритовым матрик-сом, темно-серый цвет, пятнистую, неоднородную текстуру. Содержат крупные фрагменты кораллов, мелкий раковинный детрит, фрагменты фораминифер, остракод, и др. Окремнение в них достигает до 1-2%, присутствует глинистая примесь до 2%.
Известняки (литотип 1) обладают массивной или горизонтально-слоистой текстурами (рис. 1). В них находится большое количество разнообразной фауны открытого
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ / __
' 2021, том 41, № 4(104) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIИИИИБН
Рис. 1. Фото полноразмерного керна в ультрафиолетовом цвете (снизу вверх по направлению укладки керна): А - известняки, биотурбиро-ванные шламово-детритовые с микрозернистым цементом - алексинский репер. Скв. 181ВИУ, интервал 1189-1205 м
моря - фораминиферы и их обломки, раковины и обломки брахиопод, детрит мшанок, створки и раковины остракод, кораллы, членики криноидей, редко - спикулы кремневых губок. Размер зерен преимущественно от 0,1 мм до 1,5 мм. Порода неравномерно биотурбирована. Отмечаются неравномерно распределенные тонкие волнистые, выдержанные и прерывистые слойки почти черного глинисто-органического материала, единичные сутуры и стилолиты. Присутствует глинистая примесь до 1-10%.
Над шламово-детритовыми известняками повсеместно залегают терригенно-карбонатные породы (литотип 3), представленные чередованием алевро-глинистых разностей с пелитоморфным известняком с редкими органическими остатками и тонкомикрокристаллическим доломитом. Алевро-глинистая часть тонкослоистая, биотурбиро-ванная, от темно-серого до черного цвета, с примесью карбонатного материала. Рентгено-фазовый количественный анализ (РФА) выделенной глинистой фракции из нее показал, что она состоит на 50-90% из иллита, на 10% из каолинита и хлорита (до 5%). Из слоистых силикатов присутствуют слюды (до 5%).
Известняки серые пелитоморфные с редкими органическими остатками, биотурби-рованные, с редкими участками известняка черного тонкокристаллического, осложненного биотурбациями, с редкими прослоями
аргиллитов черных, известковых, слоистых, с толщинами до 3 см.
Доломиты темно-серые и коричневые, почти черные, биотурбированные, тонко-и микрокристаллические, известковистые, неравномерно глинистые с примесью черного органического вещества. Толщина доломитов до 1 м. Биотурбации выполнены буровато-серым известковистым доломитом. Суммарная толщина алевро-глинисто-карбонатных пород не превышает 2 м.
Толщина нижней толщи изменяется от 5 до 29 м.
Подобные шламово-детритовые известняки развиты в низах еще двух толщ разреза алексинского горизонта, средней и верхней (рис. 2). Толщины их изменяются от 0,1 м до 14 м и от 3 м до 11 м соответственно.
В средней толще большой области (БО) ПЧРБ, охватывающей Верхнекамскую (ВКВ), Салмышскую (СлВ) и Бымско-Кунгурскую впадины (БКВ), северо-запад Бирской седловины (БиС), Башкирский свод (БС) с приграничными полосами Благовещенской впадины (БлВ) и юго-востока (БиС), а также запад Предуральского краевого прогиба (ПКП), непосредственно над шламово-детритовыми известняками залегают известняки органогенно-детритовые со структурой пакстоун и грейн-стоун (литотип 4), с массивной текстурой. Состав раковинного детрита многообразен и включает фораминиферы, брахиоподы, раковины остракод, кораллы, членики криноидей, фрагменты раковин от 0,01 мм до 2,75 мм. Цвет породы серый или коричневый за счет нефтенасыщения. В породе наблюдается активное воздействие процессов частичной и полной доломитизации. Встречаются единичные зерна кварца от 0,02 мм до 0,05 мм.
На остальной ПЧРБ, на западе БиС, Южно-Татарском своде (ЮТС) и остальной территории БлВ (меньшая область, МО) в средней части разреза выше шламово-детритовых отложений вскрыты доломиты и доломиты с прослоями известняков, которые, в свою очередь, как и известняки, сменяются преимущественно иллитовыми аргиллитами.
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /
' 2021, том 41, № 4(104) |||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 2. Литолого-стратиграфическая колонка алексинских отложений платформенного Башкортостана
Доломиты микротонкозернистые с редкими органическими остатками (литотип 5). Структура микротонкозернистая <0,01-0,045 мм, редко до 0,27 мм, текстура - массивная, горизонтально- и слабонаклонно-тонкослоистая (рис. 3 и 4). Просматриваются реликты органических остатков: мелкого раковинного детрита, фрагментов криноидей, фораминифер, остракод, брахиопод и др. Порода обладает буровато-серым и коричневым цветом за счет неравномерного нефтенасыщения. Единично встречаются сульфаты и зерна кварца. Прослои известняков, присутствующие среди доломитов, обладают характеристиками литоти-па 4. С этими литотипами связан продуктивный пласт С1а1 сагЬ., который содержит залежи нефти на Туймазинском, Илишевском, Тол-базинском месторождениях Южно-Татарского свода, и Ибраевском месторождении Благовещенской впадины.
Общая толщина средней толщи варьирует от 5 до 15 м.
В верхней толще алексинских отложе-
ний (рис. 2) платформенного Башкортостана толщина шламово-детритовых известняков (рис. 3) соизмерима по толщине с таковыми средней толщи и колеблется в диапазоне от 4 до 11 м. Непосредственно над ними залегают аргиллиты (литотип 6), имеющие толщину до 1,5 м, которые, как и аналогичные породы предыдущей толщи, по своему составу сходны составу глинистых фракций из основания горизонта. Разрез выше аргиллитов надстраивается органогенно-детритовыми известняками со структурой пакстоун и вторичными доломитами.
Известняки и доломиты с прослоями известняков, расположенные между аргиллитами и шламово-детритовыми известняками средней толщи на северо-западе БО и небольшой примыкающей части МО, прорезаны протяженными и различной ширины телами песчаников (рис. 2). Кроме них, над ними залегают песчано-алевролито-глинистые образования изометричной формы небольшой толщины (от 0,3 м до 4 м). Вся совокупность
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ / __
' 2021, том 41, № 4(104) llllllllllllllllllllll 1111 lllllllES
Рис. 3. Фото полноразмерного керна в ультрафиолетовом цвете (снизу вверх по направлению укладки керна): С - косослоистые полностью доломитизированные зернистые известняки - пласт С1а1.сагЬ.; В - иллитовые аргиллиты из кровли средней толщи; А - известняки, био-турбированные шламово-детритовые с микрозернистым цементом - верхний алексинский репер. Скв. 654УЛУ, интервал 1128-1138 м
Рис. 4. а - фото полноразмерного керна скв. 120ВНУ, интервал 1279,8 м - 1289,8 м (снизу вверх по направлению укладки керна): D -терригенно-карбонатные породы; В - шламово-детритовые известняки средний алексинского репера; С - зона водонефтяного контакта, разделяющего нефтенасыщенные песчаники от водоносных, А - рыхлые и косослоистые песчаники, б - микрофотография шлифа: песчаник кварцевый средне-мелкозернистый с однонаправленной микротекстурой, образец ТР-7901, место взятия - нижняя часть песчаников, показано красным квадратом (т)
пород плащеобразно перекрыта аргиллитами. Рентгенофазовый количественный анализ (РФА) аргиллитов показал, что они состоят на 50-90% из каолинита, на 10% из ил-лита и хлорита (до 5%). Из слоистых силикатов слюды присутствуют в количестве, не превышающем 5%.
Толщина каолинитовых аргиллитов варьирует от 0,5 до 6 м.
Буровыми и сейсморазведочными работами установлено, что песчаники (лито-тип 7), образующие рукавообразные формы залегания, имеют поперечные размеры от 250 м до 3000 м, а толщина их колеблется от 0 до 15 м, причем максимальная толщина обычно приурочена к осевой части. Они обладают гранулометрической и минералогической зрелостью, мелко- и среднезернистые, от средне-сцементированных до рыхлых (местами песчаник легко рассыпается в руках до песка), с косой однонаправленной слоистостью (рис. 4 а), обусловленной тонкими прослоями черного глинисто-органического материала. Часто в шлифах отмечается микротекстура, подчеркнутая однонаправленным расположением обломочных зерен (рис. 4 б). Иногда в основании разреза канальных песчаников встречаются интракла-сты глинистых пород. Песчаники известны в Башкортостане как пласт С1а1 (Со), в нем открыты залежи нефти на Арланском месторождении Верхнекамской впадины, Илишев-ском и Калаевском месторождениях ЮжноТатарского свода.
Песчаные тела подобного типа с максимальными толщинами в осевой зоне полностью прорезают карбонатные образования литотипов 4 и 5, 1 и 2 средней толщи и иногда проникают в кровлю известняков литоти-пов 1 и 2 нижней толщи (рис. 2).
Песчано-алевро-глинистые образования изометричной формы залегания представлены чередованием маломощных прослоев песчаников, алевролитов и аргиллитов (литотип 8), образующих пачки ритмичного
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
/
2021, том 41, № 4(104)
строения. Во многих разрезах скважин, вскрывших отложения данной фации, в основании ритма преобладают разнозернистые алевролиты неравномерно песчанистые, часто с прослоями песчаников с мелкой косой слоистостью и динамической рябью течения. Выше по разрезу исчезают песчаные прослои, уменьшается крупность материала, постепенно в алевролитах возрастает доля глинистости с многочисленными растительными остатками и детритом, с тонкими волнистыми разнонаправленными корнями растений, иногда с редкими крупными древовидными растительными остатками (рис. 5).
Состав песчано-алевролитовых отложений кварцевый, доля полевых шпатов, мусковита и др. не достигает до 10%, однако в отличие от рукавообразных песчаных отложений размер обломочного материала в них меньше, а степень их отсортированности значительно хуже.
Толщина колеблется от 0,5 до 6 м.
В распределении пород по толщам алек-синского горизонта можно наблюдать три основные особенности.
Первая из них заключается в том, что в основании всех трех толщ алексинского горизонта залегают шламово-детритовые известняки с прослоями органогенных известняков с одним набором ископаемой фауны. Вторая - накопление разнородных пород на последних стадиях формирования толщ. Нижняя толща завершается накоплением терригенно-карбонатных пород, средняя ил-литовыми и каолинитовыми аргиллитами. Верхняя толща завершается органогенно-детритовыми известняками и доломитами. Третья - появление в разрезе средней толщи песчаных и песчано-алевро-глинистых отложений.
Нижняя толща шламово-детритовых известняков ранее была признана в качестве одного из литолого-стратиграфических реперов в разрезе палеозойских отложений РБ под названием «алексинский» (АР) [3]. Однако,
Рис. 5. Фото полноразмерного керна (снизу вверх по направлению укладки керна): а -пойменные отложения; б - полые корни растений (показаны черными стрелками); в - редкие крупные растительные остатки (черные). Скв. 123ВНУ, интервал 1346-1352 м
учитывая, что средняя и верхняя толщи обладают схожими литолого-стратиграфическими характеристиками с нижней толщей, а также одинаково хорошо распознаются на диаграммах ГИС (рис. 2), автор считает целесообразным и их считать реперами под названиями «средний алексеевский» (САР) и «верхний алексеевский» (ВАР) соответственно. Из-за своего распространения на всей территории платформенного Башкортостана АР и ВАР отнесены к региональным реперам в отличие от САР. Последний размыт полностью на Саннинско-Туймазинском участке (СТУ) ЮТС (рис. 6) и по этой причине он отнесен к зональным реперам. От СТУ наблюдается появление в разрезе САР с постепенным наращиванием толщины до 0 до 10-14 м в остальной платформенной части. Отсутствующий разрез СТУ был компенсирован накоплением доломитов (литотип 5), а его окрестности - доломитами и известняками (литотип 4).
По данным исследований керна, шла-мово-детритовые известняки непроницаемы (менее 0,001 мкм2) и являются экранами для углеводородов в нижележащих породах, обладающих фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) при соответствующих структурных условиях. Так, пористость наи-
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ / __
' 2021, том 41, № 4(104) IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIИИИИЕЭ
Рис. 6. Карта развития типов и подтипов разрезов алексинских отложений платформенного Башкортостана
более плотных разностей АР и САР колеблется от 1,45 до 1,6% и от 0,51 до 2,86% соответственно. В кровельной части ВАР скв. 654 Улкановского лицензионного участка средняя пористость увеличивается до 3,75%. Если говорить об их расчетной плотности по комплексу ГИС, то АР является опорным пластом, по данным которого определяется расчетная непрерывная кривая пористости разреза нижнего, а иногда и отложений среднего карбона. То есть его значение при интерпретации задается априорно 1-3%, и тогда из этого параметра оценивается ФЕС разреза.
Обобщая вышеизложенное, необходимо отметить, что в платформенной части РБ по отложениям алексинского горизонта можно выделить две территории, различающиеся по типам разрезов: карбонатно-терригенный (ККТР) и преимущественно карбонатный (ПКТР), которые имеют различные площади распространения (рис. 6). Каждый тип в свою очередь подразделяется на два подтипа, отличающихся друг от друга количеством и набором литотипов.
Карбонатно-терригенный тип разреза (КТТР) расположен на северо-западе РБ,
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ
/
2021, том 41, № 4(104)
где средняя толща разреза завершается као-линитовыми аргиллитами. Под ними залегают карбонаты с врезанными в них узкими и протяженными телами песчаников и песчано-алевро-глинистые образования изо-метричной формы (литотипы 7, 8). С песчаниками связан продуктивный пласт С1а1 (Со). По видам карбонатов, среди которых они находятся, КТПР подразделяется на два подтипа: терригенно-известняковый (ТИПР) и терригенно-доломитовый (ТДПР). Подтип ТИПР расположен в ВКВ, на Акинеевском выступе БС и северо-западе БиС, а подтип ТДПР - на западе БиС и граничной с ней северной части ЮТС.
Преимущественно карбонатный тип разреза (ПКТР) охватывает остальную территорию ПЧРБ. В нем отсутствуют песчаные тела, а терригенный материал присутствует в виде прослоев иллитовых аргиллитов и терригенно-карбонатной пачки с незначительной толщиной.
В ПКТР также выделено два подтипа. Первый подтип представлен доломитами и известняками (литотипы 1, 2, 4 и 5), терригенно-карбонатной пачкой (литотип 3) и аргиллитами (литотип 6), имеющими распространение в ЮТС, большей части БЛВ и на юго-востоке БиС (ДИПР) (рис. 7). В нем широко распространен карбонатный продук-
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Виссарионова А.Я. Стратиграфия и фации средне- и нижнекаменноугольных отложений Башкирии и их нефтеносность. Уфа, 1959. 221 с.
2. Каменноугольные отложения. Волго-Уральская нефтегазоносная провинция / М.М. Алиев, А.Я. Виссарионова, Ю.И. Кузнецов, Е.Г. Семенова, Л.П. Съестнова, Л.М. Травина, Р.О. Хача-трян, А.К. Шельнова, Г.М. Яриков. М.: Недра, 1975. 263 с.
3. Юнусов М.А., Архипова В.В., Юнусова Г.М. Литолого-стратиграфические реперы в разрезе палеозоя Башкортостана // Тр. ин-та / БашНИ-ПИнефть. Вып. 100. 2000. С. 22-41.
К Е Р Е К Е N С Е Б
1. У155агюпоуа Д.Уа. Б^айдгаЛуа I 5гес1пе- I п^Ьпекатеппоидс^пукЬ о^оиИету Ва5Ик1гм I ¡кИ
тивный пласт Clal.carb., приуроченный к ли-тотипам 4 и 5. Второй подтип (НИР) охватывает остальную часть платформы (БС, БКВ, СлВ), запад современного ИКИ. Состоит из литотипов 1, 2, 3 и 6. Выводы:
1. В результате проведенных исследований выделено 8 литотипов пород, слагающих разрез рассмотренных отложений.
2. Алексинский горизонт состоит из трех толщ: нижней, средней и верхней. Постоянством литологического состава обладают нижняя и верхняя толщи. В основании всех трех толщ имеются реперы, два из которых («алексинский» и «верхний алексинский») относятся к категории региональных, один («средний алексинский») - зональных.
3. Наибольшим разнообразием и непостоянным составом отмечается средняя пачка, в которой имеются терригенные и карбонатные коллекторы, являющиеся основными объектами для геологоразведочных работ. Ареал развития терригенных коллекторов показан на рисунке 6 различными оттенками желтого цвета, карбонатных - светло-голубым.
4. Ироведенным районированием территории платформенного Башкортостана установлено два типа разрезов, каждый из них состоит из двух подтипов.
neftenosnost [Stratigraphy and facies of the Middle and Lower Carboniferous deposits of Bashkiria and their oil content]. Ufa, 1959. 221 p. (In Russian).
2. Aliev M.M., Vissarionova A.Ya., Kuznetsov Yu.I., Semenova E.G., Syestnova L.P., Travina L.M., Khachatryan R.O., Shelnova A.K., Yarikov G.M. Kamennougolnye otlozheniya. Volgo-Uralskaya neftegazonosnaya provintsiya [Carboniferous deposits. Volga-Ural oil and gas province]. Moscow, Nedra, 1975. 263 p. (In Russian).
3. Yunusov M.A., Arkhipova V.V., Yunusova G.M. Litologo-stratigraficheskie repery v razreze pa-leozoya Bashkortostana [Lithological and strati-graphic reference points in the context of the Paleozoic of Bashkortostan]. Proceedings of the Institute BashNIPIneft, issue 100, 2000, pp. 22-41. (In Russian).
ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ / __
' 2021, том 41, № 4(104) lllllllllllllllllllllllllllllllllEU
