CC BY
12Актуальные проблемы нефти и газа ■ Вып. 4(19) 2017 ■ http://oilgasjoumal.ru
НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ОСВОЕНИЯ ПЕРМО-ТРИАСОВЫХ ВУЛКАНОГЕННЫХ И ВУЛКАНО-ТЕРРИГЕННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ)
Юрова МП.
ИПНГ РАН, е-таП:труш^а@таП.ги
В настоящее время Сибирская платформа и прилегающие шельфы окраинных морей Северного Ледовитого океана - третий регион России после Западной Сибири и Урало-Поволжья с крупной концентрацией ресурсов нефти и газа. Основные перспективы нефтегазоносности Енисей-Хатангского и Анабаро-Ленского прогибов в административных границах Якутии, по данным геолого-геофизических исследований, проведенных в 1930-1990 гг., а также последующих работ ГУП «ЮЖМОРгео» (2012 г.) и других организаций, связываются с рифей-венд-кембрийскими, верхне-палеозойскими и мезозойскими отложениями. К аналогичным породам приурочены газовые и газонефтяные месторождения НБА в юго-западной части Якутии, а также газовые месторождения Хапчагайского мегавала и Средне-Тюнгского выступа Вилюйской синеклизы. В Анабаро-Ленской нефтегазоносной области максимальная ежегодная добыча в среднесрочной перспективе может достичь 60-70 млн т условного топлива [1].
В связи с этим строительство газопровода «Сила Сибири», который пройдет через Якутию и соединит Россию со странами Азиатско-Тихоокеанского пояса (Китай, Корея и др.), будет способствовать обустройству новой мощной инфраструктуры в регионе. По оценкам экспертов, углеводородов Якутии с учетом внутреннего потребления и экспортных поставок хватит на многие десятилетия. Для реализации Восточной газовой программы в Якутске создан центр газодобычи. Перспективные и неосвоенные районы северо-запада Якутии, включающие часть Енисей-Хатангского и Анабаро-Ленского прогибов, а также прилегающие шельфы моря Лаптевых и Восточно-Сибирского моря, могут содержать ресурсы газа и нефти, значительно превышающие уже известные. Предполагается транспортировка сжиженного газа (СПГ) с полуострова Ямал в Китай по Северному морскому пути [1]. По инициативе руководства Якутии планируется масштабный научный проект, который будет содержать рекомендации по дальнейшему освоению этих ресурсов. В пределах Западной Якутии геологоразведочные работы ведут 17 недропользователей на более 50 лицензионных участках [2]. По состоянию на май 2017 г. проложена одна треть газопровода «Сила Сибири», по которому пройдет газ из
Якутии на Благовещенск. Обнадеживающим является факт присутствия, как указывалось выше, в стратиграфических разрезах Енисей-Хатангского и Анабаро-Ленского прогибов в верхне-палеозойском и нижне-мезозойском (триасовом) отделах пород (песчаники, базальты, туфы), к которым в юго-западной части Якутии - Вилюйской синеклизе (Хапчагайский мегавал, Средне-Тюнгский выступ) приурочены газовые залежи УВ в аналогичных вулканогенных и вулкано-терригенных породах (рис.1).
Изучение газовых месторождений Якутии началось с 1976 г., с момента образования Комплексной научно-исследовательской лаборатории по проблемам нефтегазоносности Восточной Сибири и Якутской АССР (КНИЛВостСиб) в МИНХиГП (ныне РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина), когда разведочным бурением были открыты Соболох-Неджелинское, Мастахское, Толонское, Средневилюйское газовые месторождения Хапчагая, а также Средне-Тюнгское месторождение (научный руководитель и основатель лаборатории - А.Н. Дмитриевский, ныне академик). После создания ИПНГ РАН в 1987 г. основные сотрудники лаборатории продолжили научную работу по Якутии в стенах Академии наук.
С вулканогенными и вулкано-терригенными породами связаны основные газовые залежи Вилюйской синеклизы (Соболох-Неджелинское, Толонское, Мастахское, Средне-Вилюйское, Средне-Тюнгское). В 2002 г. в издательстве «ГЕОС» вышла монография А.Н. Дмитриевского и др. «Вулканогенные природные резервуары Якутии» [3], где детально представлены литологические особенности, условия формирования, литолого-петрофизическое расчленение разрезов вулканитов с целью выделения типов коллекторов в разрезах указанных месторождений. Была проведена экспертная оценка запасов по одному из крупнейших газовых месторождений Хапчагайского мегавала - Соболох-Неджелинскому. Запасы значительно увеличились за счет трещинно-поровых межпластий, отнесенных к коллекторам (рис. 2).
Из обширного опубликованного материала выделены основные особенности вулканогенных и вулкано-терригенных пород, а также рекомендованы оптимальные условия освоения этих залежей [4-6 и др.].
Дело в том, что вулканогенные и вулкано-терригенные коллекторы в этом регионе встречены впервые, хотя в других регионах бывшего СССР (Грузия, Азербайджан, Крым, Сахалин, Днепрово-Донецкая впадина) они достаточно полно изучены.
Рис. 1. Сводный литолого-стратиграфический разрез Анабаро-Хатангской седловины по материалам бурения [1]
Ср. Вилюйская Толонская Мастахская Соболох-Неджелинская
площадь площадь площадь площадь
Рис. 2. Схема залегания газовых залежей нижнетриасовых отложений Хапчагайского
мегавала (составила Юрова М.П., 1989 г.)
Базой научных исследований по месторождениям явились: керновые и промыслово-геофизические материалы, данные опробований, изучение литолого-петрофизических и емкостных особенностей вулканитов не только с помощью шлифов, но и в растровом электронном микроскопе (ISM-50A), увеличивающим изучаемые изображения более чем в 1000 раз. Необходимый комплекс при изучении вулканогенных пород включает: изучение шлифов и керна, данные растровой электронной микроскопии, ртутной порометрии, методы низкотемпературной адсорбции азота, насыщение образцов окрашенными смолами, а также рентгеноструктурные методы [4]. Указанный подход дал возможность пересмотреть ранее существующие представления о коллекторах и природных резервуарах, к которым приурочены газовые залежи Хапчагайского мегавала.
При изучении вулканитов были рассмотрены следующие направления:
1) выделение генетических групп;
2) вторичные преобразования вулканитов;
3) особенности емкостного пространства;
4) расчленение разрезов с помощью литологии и ГИС с целью выделения типов коллекторов;
5) строение резервуаров;
6) оценка запасов самого крупного месторождения (Соболох-Неджелинское) с учетом нового подхода.
В результате такого подхода в вулканитах были выделены 3 генотипа пород: вулканогенные (эффузивные), представленные долеритами, диабазами, стекловатыми базальтами с включениями вулканических бомб; вулканокластические породы (туфы и туффиты) и вулканоосадочные (туфопесчаники и туфоалевролиты).
Содержание вулканогенного материала в этих отложениях колеблется от 70 до 100%. Такая неустойчивая, неравновесная в физико-химическом отношении система подвержена интенсивным вторичным преобразованиям. Главные из них - цеолитизация, глинизация, карбонатизация, которые приводят к усложнению структуры порового пространства коллектора. Значительную роль при этом приобретают поры субкапиллярных размеров (доля пор с размером 1 мкм составляет более 50%), за счет чего увеличиваются гидрофильность и содержание остаточной воды (до 60%) в породе. Изучение характеристик емкостного пространства выявило различные сочетания трещин с поровым пустотным пространством. Трещины подразделяются на микротрещины с раскрытостью до 100 мкм и макротрещины размером более 100 мкм. Кроме того, на отдельных участках разреза выделены палеосейсмические трещины протяженностью от десятка до сотен метров. Они секут под углом неджелинскую и мономскую свиты нижнего триаса, к которым приурочены газовые месторождения.
По мере удаления от тела вулкана количество пирокластического материала уменьшается, а осадочного - увеличивается. Образуются пластовые тела рукавообразного вида.
В связи с незначительным выносом керна в вулканитах, обусловленным рыхлостью пород, большую роль для получения непрерывной литологической характеристики играют методы промыслово-геофизических исследований скважин. При этом можно использовать (при отсутствии специального комплекса) стандартный комплекс методов ГИС (СП, БК, МБК, АК, ИК, ГК, НГК). Геофизическая характеристика вулканитов значительно отличается от характеристик ГИС в карбонатных и терригенных породах. При бурении на пресных промывочных жидкостях вулканиты размываются и разрез характеризуется резким увеличением диаметра скважин, а также иззубренностью их стенок, что отрицательно сказывается на эффективности методов ГИС, имеющих малую глубину исследования. Опыт работ показал, что успешное решение задачи
литологического расчленения разреза вулканогенных отложений и выделение типов коллекторов возможно только при предварительном палеовулканическом анализе (выявлении основных генотипов в разрезе и по площади), позволяющем воссоздать картину первоначального природного резервуара, его сохранность и контуры распространения. Комплексная интерпретация литологии и ГИС с целью выделения типа коллектора позволяют идентифицировать разрезы скважин, создать литолого-петрофизическую модель залежей УВ и дать оценку запасов УВ изучаемого объекта [5].
Таким образом, исходя из вышесказанного, особенности газовых залежей в вулканогенных коллекторах Хапчайского мегавала заключаются в следующем:
1) газовые залежи приурочены к региональным покрышкам (неджелинская и мономская свиты нижнего триаса);
2) для залежей характерно аномальное пластовое давление;
3) коллекторы отличаются гидрофильностью (количество связанной воды достигает 60%, за счет процессов глинизации и цеолитизации);
4) запасы газа в вулканогенных нижнетриасовых резервуарах значительно превышают ранее подсчитанные (проведена экспертная оценка запасов газа по Соболох-Неджелинскому месторождению), за счет включения в эффективную газонасыщенную толщину трещинно-поровых межпластьев.
С целью рационального освоения и разработки вулканогенных залежей необходимо иметь в виду что:
1) слабая механическая прочность и высокая пластичность коллекторов не выдерживают значительных механических напряжений (высокого давления на пласт в процессе бурения, высоких депрессий в процессе освоения и эксплуатации);
2) из-за сложной конфигурации и малого диаметра путей фильтрации,а также значительной роли процессов десорбции высокие депрессии при эксплуатации приводят не к повышению притоков УВ, а к разрушению пласта, закупориванию путей фильтрации и притока газа;
3) для наиболее полного извлечения УВ следует ориентироваться на сравнительно малые депрессии, малые и средние дебиты и значительные сроки эксплуатации;
4) для получения качественных материалов ГИС запись кривых нужно проводить в оптимальное время, до формирования зоны кольматации [6].
При разведке и освоении месторождений с вулканогенными коллекторами в новых районах крайне необходимо провести рекомендуемый комплекс литологических исследований для определения доли вулканитов и степени их преобразования с целью определения типа емкостного пространства.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дмитриевский А.Н., Еремин Н.А., Шабалин Н.А. Углеводородный потенциал севера Сибирской платформы // Труды РГУ нефти и газа (НИУ) им. И. М.Губкина. 2017. № 1. С. 16-33.
2. Газ Якутии // Dalgazeta/ru. 1.09.2014.
3. Дмитриевский А.Н., Томилова Н.Н., Юрова М.П., Рудов А.А. Вулканогенные природные резервуары Якутии. М.: ГЕОС, 2002. 92 с.
4. Дмитриевский А.Н., Томилова Н.Н., Юрова М.П., Рудов А.А. Литологическая характеристика вулканогенных пород Вилюйской синеклизы // Геология нефти и газа. 2012. № 4, С. 30-38.
5. Юрова М.П., Томилова Н.Н. Модели строения вулканогенных резервуаров (на примере Хапчагайского мегавала Вилюйской синеклизы) // Генезис нефти и газа. М.: ГЕОС. 2003. С. 400-401.
6. Дмитриевский А.Н., Томилова Н.Н., Юрова М.П. Вулканиты - нетрадиционные коллекторы нефти и газа // Осадочные процессы: седиментогенез, литогенез, рудогенез (эволюция, типизация, диагностика, моделирование): Материалы IV Всерос. литол. совещ. М., 2006. Т. 2. С. 79-82.
