CC BY
95
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ КОМПЛЕКСНЫХ СЕДИМЕНТОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ БАТ-ВЕРХНЕЮРСКИХ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Петр Александрович Ян
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск, 630090, пр. Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Лаборатории седиментологии, тел. (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Евгений Максимович Хабаров
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск, 630090, пр. Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, заведующий Лабораторией седиментологии, тел. (8-383) 333-37-14, е-mail: [email protected]
Проведено комплексное седиментологическое изучение средне-верхнеюрских отложений на юге Западно-Сибирского осадочного бассейна. По результатам разностороннего изучения кернового материала и данных ГИС определены их строение и состав, реконструированы обстановки седиментации с построением серии палеогеографических схем. В докладе сделан акцент на особенности использования данных ГИС при этих построениях.
Ключевые слова: седиментология, интерпретация ГИС, палеогеография, юра,
Западная Сибирь.
SOME QUESTIONS OF THE COMPREHENSIVE SEDIMENTOLOGICAL STUDY OF BATHONIAN - UPPER JURASSIC OIL AND GAS BEARING DEPOSITS OF THE SOUTH OF WESTERN SIBERIA
Peter А. Yan
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (IPGG SB RAS), Novosibirsk, Russia, 630090, Aсad. Koptyug av. 3, PhD in Geology, Senior research scientist, Laboratory of Sedimentology, tel. (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Eugeniy M. Khabarov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (IPGG SB RAS), Novosibirsk, Russia, 630090, Aсad. Koptyug av. 3, PhD in Geology, Associate Professor, Head of the Laboratory of Sedimentology, tel. (8-383) 333-37-14, е-mail: [email protected]
Comprehensive sedimentological study of Middle-Upper Jurassic deposits on the south of West-Siberian sedimentary basin was carried out. According to the results of the core material and log data study their structure and composition were established, sedimentation environment were reconstructed along with paleogeographic schemes plotting. This report focused on the particular use of log data interpretation for these studies.
Key words: sedimentology, log data interpretation, paleogeography, Jurassic, Western Siberia.
Седиментология в современном понимании занимается изучением состава и структуры разноранговых осадочных систем, выяснением механизма и обстановок их формирования с последующим анализом постседиментационных изменений пород, что позволяет с разной степенью детальности прогнозировать распределение в пространстве и времени осадочных тел с различными коллекторскими свойствами. Важной чертой седиментологических исследований является комплексный подход к объекту с привлечением всей имеющейся информации и разнообразных методов. Изучение структуры осадочных систем включает анализ кернового материала, данных ГИС и сейсморазведки. Определение состава и степени постседиментационных преобразований пород проводится с помощью микро- и
ультрамикроскопических, геохимических и другие современных методов. Седиментологическое изучение на закрытых территориях таких объектов, как мезозойские отложения Западно-Сибирского бассейна, с фрагментарным отбором керна, невозможны без привлечения данных ГИС. Однако, сложность строения осадочных комплексов, многообразие обстановок формирования схожих по составу геологических тел, широкий спектр проявления постседиментационных процессов не позволяют строить адекватные седиментационные модели, основываясь только на данных ГИС.
Территория настоящего исследования охватывает южные части Межовского и Нюрольско-Колтогорского НГР. Объектом являются бат-верхнеюрские отложения, представленные верхней частью верхнетюменской подсвиты (нефтегазоносный горизонт Ю2) и васюганской свитой, включающей нефтегазоносный горизонт Ю1. Материалом для седиментологических исследований послужил керн 60 скважин и результаты ГИС (стандартный, индукционный и радиоактивный каротаж) более 200 скважин. На начальном этапе исследований выполнялись ревизия, детальное описание, фотографирование керна скважин и отбор образцов для комплексного анализа. Затем по каждой скважине проводилось построение разрезов, привязка керна к данным ГИС и построение вертикальных седиментационных моделей. При реконструкции обстановок седиментации отложений учитывался широкий спектр признаков: вещественно-текстурные свойства пород, характер
растительных и фаунистических остатков, тип биотурбации, минеральные включения, данные петрографии и гранулометрии, результаты микроанализа структурно-текстурных особенностей пород, характера границ между литологическими единицами (литофациями, слоями). Особое внимание уделялось выяснению последовательностей пород разного ранга (седиментационные циклы и ассоциации), в том числе с использованием данных ГИС. Полученные результаты по разрезам, охарактеризованным керновым материалом, позволили выяснить структуру отложений и провести их генетическую интерпретацию с выделением этапов развития этой части седиментационного бассейна с обоснованием квазиизохронных границ между
литологическими подразделениями. В дальнейшем это позволило провести латеральное сопоставление разнофациальных, но одновозрастных отложений, формировавшихся в естественном последовательном ряду палеообстановок. Всего было выделено три типа границ, соответствующих существенным перестройкам осадочных систем: кровли углистых реперов, характеризующихся низкими значениями ГК и НГК и высокими - КС, отвечающих этапам максимальной регрессии и образованию обширных заболачивающихся пойменных равнин; поверхности затопления, отвечающие этапам резкого поднятия относительного уровня моря, фиксирующиеся на каротажных кривых резким повышением значений ГК и понижением - КС, ПС находится на уровне «глин». Третий тип границ соответствует подошвам пахомовский и барабинской пачек, которые отвечают эпизодам резкого высокоамплитудного поднятия относительного уровня моря, характеризуются специфическим составом и отчетливо выделяются в керне и по резкому пику индукционного каротажа. Подготовленная таким образом корреляционная основа позволила в пределах изохронных комплексов, отвечающих определенным этапам развития бассейна, провести экстраполяцию результатов литолого-фациального анализа кернового материала на разрезы скважин, охарактеризованные только данными ГИС и выделить ограниченное количество литофациальных последовательностей, которые в пределах этих комплексов могут быть с высокой степенью достоверности диагностированы по комплексу стандартного и радиоактивного каротажа. Ниже приведены примеры наиболее характерных из них.
Литофациальные последовательности заполнения русел. Каротажные диаграммы отражают структуру соответствующих песчаных тел с резкой подошвой, грубым материалом в основании и постепенным утонением его вверх по разрезу (рис. 1). Значения естественной радиоактивности на нижних границах резко падают от 12-16 до 4-8 мкр/ч, в зависимости от мощности пласта может наблюдаться «пилообразная» боковая линия на уровне минимальных значений и постепенный верхний переход в сторону высоких значений, отвечающих пойменным отложениям. Кривая НГК обычно ведет себя обратным образом. Отрицательные аномалии ПС, как правило, имеют прямую горизонтальную подошвенную линию и наклонную кровельную, однако в случае вторичной карбонатизации песчаников, аномалии может не наблюдаться, при этом наблюдается скачкообразное увеличение кажущегося электрического сопротивления. Необходимо отметить, что подобные последовательности слагают не только меандровые и русловые отмели в пределах аллювиальной равнины, но также могут встречаться в виде отложений флювиальных дельтовых рукавов, заполнения приливно-отливных каналов и структур размыва устойчивыми морскими течениями в пределах шельфа с последующим заполнением. Для уточнения генетической интерпретации необходимо опираться на данные изучения кернового материала и анализ латеральных и вертикальных последовательно стей.
Пойменные литофациальные ассоциации. Отложения пойменной равнины представляют собой комплекс алевритовых, илистых и глинистых слоев, иногда углей и углистых осадков в случае заболачивания местности.
Кривая КС имеет «пилообразную» форму, значения ГК и НГК слабоповышенные, кривые сильно дифференцированы. Прослоям углистых аргиллитов и углей соответствуют резкие скачкообразные увеличения кажущегося электрического сопротивления (до 120-150, реже до 250 ом*м) и синхронные падения значений ГК (до 4-5, иногда до 1 мкр/ч) и НГК (рис. 2). Кривые каротажа ПС, в целом, характеризуются слабодифференцированными положительными значениями, отвечающими существенно глинистым отложениям, на фоне которых выделяются малоамплитудные маломощные отрицательные аномалии, соответствующие участкам алевролитового состава. В тесной парагенетической связи с пойменными отложениями находятся русловые осадки. Схожие по составу и, соответственно, по геофизической характеристике отложения могут формироваться на дельтовой и прибрежноморской равнине. В этом случае они будут пространственно сопряжены с другими дельтовыми литофациями и/или литофациями мелкого шельфа.
Проградационные последовательности. Постепенная проградация баровых систем и пляжей в сторону бассейна хорошо фиксируется в разрезе по возрастанию зернистости вверх. В соответствии с этим ведут себя и каротажные характеристики: значения естественной радиоактивности
постепенно падают от 12-16 до 5-8, реже до 2 мкр/ч, в прикровельной части пласта происходит ее скачкообразное увеличение. Кривая НГК ведет себя зеркально диаграмме ГК. Кривые ПС формируют отрицательные аномалии с наклонной подошвенной и резкой или крутонаклонной кровельной границами. При карбонатизации песчаников, аномалии ПС нивелируются.
Песчаные тела с подобной структурой формируют также дельтовые устьевые бары и фронт дельты. В этом случае в ряду фаций они будут находиться между аллювиально-пойменными и мелководно-морскими отложениями. Необходимо отметить, что дополнительным важным критерием выделения дельтового комплекса является существенное увеличение его толщин по сравнению с синхронными аллювиальными и морскими отложениями. Случаи обнаружения проградационных песчаных тел, но без признаков морского происхождения и в латеральной ассоциации с синхронными отложениями аллювиально-пойменной равнины, служили основанием для выделения микродельт в пределах крупных озер или остаточных заливов. Алеврито-глинистые проградационные
последовательности морского генезиса (по данным анализа керна и ГИС) формировались в обстановках средне-глубокого шельфа.
Отдельно стоит остановиться на специфической отложениях, которые обычно слагают верхнюю часть верхневасюганской подсвиты (пласт Ю11) и представлены песчаниками мелко-, реже среднезернистыми, с обильными остатками морской фауны (реафильные двустворки, фораминиферы, скафоподы и др.), очень часто интенсивно карбонизированными, вплоть до образования известняков. Несмотря на свою обычно небольшую мощность, в Западной Сибири они встречаются практически на всей территории распространения васюганской свиты и значительной части - наунакской и татарской свит. На рассматриваемой территории они встречаются в виде прослоев в песчаных
отмелях, реже полностью слагают пласт Ю11. Проградационная структура тел хорошо видна на диаграммах радиоактивного каротажа, кривая ПС находится на уровне «глин», кажущееся электрическое сопротивление может достигать 60-80 и даже 100 ом*м, что вполне сопоставимо с углистыми аргиллитами и углями. Таким образом, если рассматривать разрез васюганской свиты только по данным электрического каротажа, то эту часть разреза можно легко спутать с межугольной толщей континентального генезиса и прийти к необоснованным умозаключениям.
Анализ вертикальных и латеральных литолого-фациальных последовательностей позволяет утверждать, что в позднем бате - поздней юре на юге Западно-Сибирского бассейна происходила периодическая контрастная смена обстановок седиментации от континентальных до умеренноглубоководного шельфа. Основными факторами, определяющими распространение коллекторов, являются колебания уровня моря, направления и скорость поступления обломочного материала, и его перераспределение волновыми и течениевыми процессами. В бат-верхнеюрских отложениях были выделены четыре комплекса, разделенные квазиизохронными границами и отвечающие определенным этапам развития бассейна: средне-верхнебатский, келловейский, нижнеоксфордский и средне-верхнеоксфордский [1], на каждый из которых были построены палеогеографические схемы. Проведенные исследования показали высокую эффективность седиментологического анализа в качестве инструмента палеогеографических реконструкций. Неотъемлемой его частью является комплексирование различных методов изучения вещественного состава, использование по возможности максимально полного набора данных ГИС, проведение расчленения и корреляции разрезов с позиций выделения границ, близких к изохронным. Очень важную информацию дает анализ латеральных и вертикальных последовательностей литофаций. Из данных ГИС наиболее информативным оказался радиоактивный каротаж, который более четко отражает изменения в составе литологических тел и хорошо отбивает их границы. Кривые самопроизвольной поляризации не позволяют выделять карбонатизированные алеврито-песчаные пласты, хуже отражают изменения в гранулометрическом составе, имеют меньшую разрешающую способность при выделении маломощных тел, сильно зависят от минерализации пластовой воды и промывочной жидкости и от степени нефтенасыщенности, что часто не принимается во внимание при реконструкции обстановок. Таким образом, известная методика В.С.Муромцева [2], разработанная на основе анализа юрских отложений Жетыбай-Узеньской тектонической ступени Мангышлака, характеризующихся меньшей степенью литификации и отсутствием карбонатных прослоев значительной мощности, не может являться главной, и тем более единственной основой для проведения палеогеографических реконструкций мезозойских отложений ЗападноСибирского бассейна и построения прогнозных карт.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Хабаров Е.М., Ян П. А., Вакуленко Л.Г., Попов А.Ю., Плисов С.Ф.
Палеогеографические критерии распределения коллекторов в средне-верхнеюрских отложениях юга Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна // Геология нефти и газа, 2009, № 1. - С. 26-33.
2. Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел - литологических ловушек нефти и газа. - Л.: Недра. Ленинградское отделение, 1984. - 260 с.
© П.А. Ян, Е.М. Хабаров, 2012
