ОБОСНОВАНИЕ МЕТОДИКИ КОМПЛЕКСНОГО ИЗУЧЕНИЯ ОТЛОЖЕНИЙ ДОМАНИКОВОГО ТИПА ПО МАТЕРИАЛАМ НОВЫХ СКВАЖИН УХТИНСКОГО РАЙОНА (ЮЖНЫЙ ТИМАН)

Фортунатова Н.К.; Швец-Тэнэта-Гурий А.Г.; Канев А.С.; Баранова А.В.; Асташкин Д.А.; Дахнова М.В.; Мирнов Р.В.

ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫЕ ЗАПАСЫ И НЕТРАДИЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ УВ

УДК 553.98 (470.53)

DOI 10.31087/0016-7894-2020-4-45-64

Обоснование методики комплексного изучения отложений доманикового типа по материалам новых скважин Ухтинского района (Южный Тиман)

1ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт», Москва, Россия; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected];

2ООО «РН-БашНИПИнефть», Уфа, Россия; [email protected]

Поступила 08.05.2020 г.

Доработана 15.05.2020 г. Принята к печати 29.05.2020 г.

Ключевые слова: нетрадиционные источники углеводородов; высокоуглеродистые отложения; отложения доманикового типа; доманиковый горизонт; лыаельская свита; литология; биостратиграфия; геохимия; петро-физика; расширенный комплекс геофизических исследований скважин; Южный Тиман; Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция.

Аннотация: Отложения доманикового типа — высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые породы, входящие в состав палеозойских карбонатных формаций, развитых на востоке европейской части России, в Волго-Уральской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинциях, в последние десятилетия рассматриваются в качестве нетрадиционной нефтяной системы, генерирующей и аккумулирующей углеводороды, что потребовало их целенаправленного изучения с применением новых методик. Особенности толщ доманикового типа — высокая обогащенность сингенетичным органическим веществом, значительная неоднородность, принадлежность к классу смешанных осадочных пород — определили необходимость комплексного литологического, геохимического и петрофизического их изучения, направленного на получение интегральных характеристик, позволяющих установить связь с промысловыми геофизическими данными. Обоснование методики проводилось по материалам бурения пяти структурных скважин глубиной до 300 м, пробуренных с полным отбором керна в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции на южном крыле Ухтинской складки (Южный Тиман) в зоне неглубокого залегания этих отложений, вблизи стратотипического разреза доманикового горизонта на руч. Дома-ник и стратотипического разреза лыаельской свиты на руч. Лыаель, вскрывших отложения доманикового, ветласянского и сирачойского горизонтов франского яруса — скважины Коми-1-5. Целью буровых работ являлось вскрытие этих свит на полную мощность и использование кернового материала для проведения литологических, геохимических и петрофизи-ческих исследований современными методами с шагом не более 0,1-0,3 м. Комплексные исследования также включали палеонтологическое изучение вскрытых скважинами отложений для обоснования их возраста и уточнения положения границ стратонов по комплексам конодонтов и спор растений. Разрезы скважин охарактеризованы расширенным комплексом геофизических исследований скважин, включающим электрический, нейтронный, плотностной, акустический, гамма-каротаж, каверномер, боковой каротаж, сканирующий, волновой акустический, спектрометрический гамма-каротаж, спектрометрический нейтронный гамма-каротаж.

■ Для цитирования: Фортунатова Н.К., Швец-Тэнэта-Гурий А.Г., Канев А.С., Баранова А.В., Асташкин Д.А., Дахнова М.В., Мирнов Р.В. Обоснование методики комплексного изучения отложений доманикового типа по материалам новых скважин Ухтинского района (Южный Тиман) // Геология нефти и газа. - 2020. - № 4. - С. 45-64. DOI: 10.31087/0016-7894-2020-4-45-64.

Substantiation of methodology for integrated studies of Domanik-type formations using materials from new wells (Ukhtinsky Region, Southern Timan)

1All-Russian Research Geological Oil Institute, Moscow, Russia; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]; 2RN-BashNIPIneft', Ufa, Russia; [email protected] Received 08.05.2020

Revised 15.05.2020 Accepted for publication 29.05.2020

Key words: unconventional sources of hydrocarbons; high-carbonaceous deposits; Domanik-type formations; Domanik Horizon; Lyael'sky Formation; lithology; biostratigraphy; geochemistry; petrophysics; extended well log suite; Southern Timan; Timan-Pechora Petroleum Province.

Abstract: The Domanik-type deposits are represented by high-carbonaceous carbonate-siliceous rocks being a member of Palaeozoic carbonate formations occurring in the east of the European part of Russia, in Volga-Urals, and Timan-Pechora Petroleum Provinces. In recent decades, they have been considered an unconventional oil system that generates and accumulates hydrocarbons, and requires a targeted study using new methods. The features of the Domanik-type series are enrichment in syngenetic organic matter, considerable inhomogeneity, membership in the class of mixed sedimentary rocks. They determined the need for a comprehensive lithological, geochemical and petrophysical study aimed at obtaining integral characteristics that would allow associating them with production logging data. Substantiation of methodology was carried out using the drilling data from five structural wells (Komi 1 to 5) up to 300 m deep. They were drilled with total coring in the Timan-Pechora Petroleum Province in the southern limb of the Ukhtinsky fold (Southern Timan), in the zone of shallow occurrence of these formations, in the vicinity of the Domanik Horizon type section on the Domanik stream and the Lylael'sky Fm type section on the Lylael' stream; both sections contain the deposits of the Frasnian Domanik, Vetlasyansky, and Sirachoisky horizons. The purpose of drilling was to encounter the full thickness of these formations and to use the core material in lithological, geochemical, and petrophysical studies by means of modern methods with a step not exceeding 0.1 to 0.3 m. Integrated studies also included paleontological studies of the deposits encountered by wells in order to substantiate their age and update boundaries of stratigraphic units on the basis of conodont complexes and vegetal spores. Well columns are characterized by the extended well log suite including electrical logging, neutron logging, density logging, sonic logging, gamma-ray logging, caliper logging, lateral logging, acoustic image logging, sonic waveform logging, spectral gamma-ray logging, and induced spectral gamma-ray logging.

I For citation: Fortunatova N.K., Shvets-Teneta-Gurii A.G., Kanev A.S., Baranova A.V., Astashkin D.A., Dakhnova M.V., Mirnov R.V. Substantiation of methodology for integrated studies of Domanik-type formations using materials from new wells (Ukhtinsky Region, Southern Timan). Geologiya nefti igaza. 2020;(4):45-64. DOI: 10.31087/0016-7894-2020-4-45-64. In Russ.

Введение

К отложениям доманикового типа относятся высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые породы, входящие в состав девонских, нижнепермских и кембрийских карбонатных формаций, наиболее развитых на востоке европейской части России, в Волго-Уральской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинциях (НГП) [1-3]. Эти породы охватывают широкий стратиграфический интервал, включающий средне - и верхнефранский подъярусы и фаменский ярус верхнего девона. Их изучение было начато еще в XIX в. и продолжается в настоящее время.

Долгие годы отложения доманикового типа рассматривались главным образом в качестве нефтема-теринских пород, хотя в них уже были известны и нефтепроявления. Исследовались различные аспекты геологического строения этих толщ: стратиграфия, палеонтология, палеогеография, фациальный состав, геохимия и др. Изучением геологического строения и литологического состава этих толщ занимались В.Вл. Меннер, С.В. Максимова, Н.В. Беляева, Л.М. Пар-музина, Н.И. Никонов, Н.В. Петренко, В.И. Богацкий, Л.А. Гобанов, Б.П. Богданов и др. Вопросы стратиграфии и палеонтологии отражены в работах В.Вл. Мен-нера, Н.С. Овнатановой, А.В. Кузьмина, Л.И. Кононовой, Т.Г. Обуховской, Г. Клаппера и др. Т.К. Баженова изучала ОВ и генерационный потенциал отложений доманикового типа.

В последние десятилетия высокоуглеродистые породы доманикового типа рассматриваются в качестве нетрадиционных источников УВ. С этих позиций отложения доманикового типа изучали коллективы исследователей под руководством В.И. Петерсилье [4], О.М. Прищепы [5, 6], Р.С. Хисамова, А.И. Варламова [1, 2], А.Э. Конторовича, А.В. Ступаковой [7]. Это связано, прежде всего, с выявлением их промышлен-

ной нефтеносности в Волго-Уральской и Тимано-Пе-чорской НГП. Значительное распространение высокоуглеродистых отложений в этих регионах и обилие в них промышленных притоков свидетельствуют в пользу высокой вероятности масштабной добычи нефти, основанной на применении новейших технологий [4].

Рассмотрение отложений доманикового типа с новых позиций, а именно в качестве нетрадиционной нефтяной системы, генерирующей и аккумулирующей УВ, потребовало их целенаправленного изучения с применением новых методик. Особенности толщ доманикового типа — высокая обогащен-ность сингенетичным ОВ, значительная неоднородность состава, принадлежность к классу смешанных осадочных пород [8] — определили необходимость комплексного литологического, геохимического и петрофизического их изучения, направленного на получение интегральных характеристик, позволяющих установить связь с промысловыми геофизическими данными.

Методика изучения отложений доманикового типа

Для обоснования методики изучения отложений доманикового типа в Тимано-Печорской НГП на южном крыле Ухтинской складки (Южный Тиман) в зоне неглубокого залегания этих отложений, вблизи стра-тотипического разреза доманикового горизонта на руч. Доманик и стратотипического разреза лыаель-ской свиты на руч. Лыаель, было пробурено 5 структурных скважин глубиной до 300 м, вскрывших отложения доманикового, ветласянского и сирачойского горизонтов франского яруса (скважины Коми-1-5) (рис. 1). Скважины бурили на территории, включающей стратотипические разрезы для доманиковой свиты среднефранского подъяруса, по объему пол-

Рис. 1. Схемы сопоставления неглубоких скважин Коми-1-5 (A) и их расположения (B) Fig. 1. Correlation chart of shallow Komi-1-5 wells (A) and their locations (B)

Литология (1-в): 1 — высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые породы с прослоями сапропелитов, 2 — углеродистые кремнисто-карбонатные породы с прослоями и линзами известняков и силицитов, 3 — известняки, 4 — известняковые брекчии, 5 — глины, 6 — мергели, 7 — чередование песчаников и алевролитов, 8 — супеси и суглинки четвертичной системы; свиты (9-16): 9 — сысольская, 10 — ижемская, 11 — ухтинская, 12 — сирачойская, 13 — ветласянская, 14 — доманиковая, 15 — усть-ярегская, 16 — тиманская; 17 — населенные пункты; 18 — скважины

Lithology (1-8): 1 — high-carbonaceous carbonate-siliceous rocks with sapropelite interbeds, 2 — carbonaceous siliceous-carbonate rocks with interbeds and lenses of limestone and silicite, 3 — limestone, 4 — limestone breccia, 5 — clay, 6 — marl, 7 — alternation of sandstone and siltstone, 8 — Quaternary sandy loam and loam; Formations (9-16): 9 — Syssol'sky, 10 — Izhemsky, 11 — Ukhtinsky, 12 — Sirachoisky, 13 — Vetlasyansky, 14 — Domanik, 15 — Ust'-Yaregsky, 16 — Timansky; 17 — settlements; 18 — wells

ностью соответствующей доманиковому горизонту, и лыаельской свиты верхнефранского подъяруса, охватывающей ветласянский, сирачойский горизонты и нижнюю часть евлановско-ливенского горизонта. На территории исследования эти стратоны вскрыты также многочисленными пробуренными ранее структурными и глубокими скважинами. Однако скважины плохо охарактеризованы данными геофизических исследований скважин (ГИС), керн по ним либо не отбирался, либо утерян. Материалы бурения этих скважин позволяют оценить мощности целевых стратиграфических подразделений. Максимальная мощность доманиковой свиты отмечена в скв. Се-веро-Чибьюская-1, где она составила 76 м. Профиль скважин Коми-1-5 проходит вкрест простирания фа-циальных зон сирачойского горизонта и пересекает зоны развития терригенно-глинистых, карбонатных мелководно-шельфовых, рифовых глубоководных отложений доманикового типа лыаельской свиты.

Буровые работы главным образом проводились для вскрытия этих свит на полную мощность, а использование кернового материала для проведения различных видов исследований — литологических, геохимических и петрофизических (с шагом не бо-

лее 0,1-0,3 м). Помимо этого, комплексные исследования включали палеонтологическое изучение вскрытых скважинами отложений для обоснования их возраста и уточнения положения границ стратонов по комплексам конодонтов (определения Л.И. Кононовой) и спор растений (определения Т.Г. Обуховской).

По данным фациального анализа [9, 10], средне-верхнефранские отложения на территории изучения принадлежат двум фациальным зонам. В северной части расположена зона развития депрессионных высокоуглеродистых отложений доманиковой свиты и перекрывающей их ветласянской терригенно-гли-нистой толщи, а также мелководно-шельфовых и рифовых карбонатных отложений сирачойского и евлановско-ливенского горизонтов. В южной части территории отмечена зона развития депрессионных доманиковой и лыаельской свит, сложенных высокоуглеродистыми и углеродистыми отложениями дома-никового типа, перекрытых карбонатно-глинистыми породами седьюской свиты.

Скважина Коми-1 вскрыла (снизу вверх) верхнюю часть саргаевского горизонта нижнефранского

подъяруса, доманиковый горизонт среднефранского подъяруса и ветласянский горизонт верхнефранско-го подъяруса. Саргаевский горизонт в объеме усть-ярегской свиты (120,1-122,3 м) представлен светло-серыми микрокристаллическими известняками с прослоями темно-серых известковых глин. Возраст отложений подтвержден находками комплексов ко-нодонтов местной зоны Anc. alata - M. bogoslovskyi, сопоставляющейся с зоной P. transitans стандартной конодонтовой шкалы. Эти зоны характеризуют верхнюю часть саргаевского горизонта. Найденные на глубине 122,6 м комплексы спор характеризуют пограничные отложения саргаевского и доманикового горизонтов.

Доманиковый горизонт в объеме доманиковой свиты вскрыт в интервале глубин 52,2-113,2 м, мощность горизонта составила 61 м. Горизонт сложен преимущественно высокоуглеродистыми и углеродистыми карбонатно-кремнистыми сланцеватыми породами с тонкими прослоями и линзами известняков, радиоляритов, вторичных силицитов и глин. В интервале глубин 64,6-67,8 м выделяется пачка темно-серых известковых глин с прослоями углеродистых глинисто-кремнисто-карбонатных пород и глинистых известняков. Эта пачка делит свиту на две неравные части. Нижняя, большая часть отличается тонкопластовым строением с мощностями пластов 0,1-0,2 м, частым чередованием разновидностей пород с резко различным составом. Характерно широкое присутствие в разрезе прослоев тентакулитовых известняков, радиоляритов, углеродистых карбонат-но-кремнистых пород. В верхней части разреза появляются тонкие (до 0,2 м) пласты глинистых пород. Свита по всему разрезу охарактеризована комплексами конодонтов, в нижней части соответствующими зонам punctata и Early hassi, а в верхней — зоне Late hassi стандартной конодонтовой шкалы.

Отложения доманиковой свиты перекрываются глинистой толщей ветласянской свиты (10,1-52 м), представленной однородными голубовато-серыми известковистыми глинами. Возраст пород подтвержден находками конодонтов верхней части местной конодонтовой зоны Pa. mucronata - Pa. amplificata, соответствующей зоне Early rhenana стандартной коно-донтовой шкалы.

В верхней части разреза (0-10,1 м) вскрыты четвертичные отложения — супеси и суглинки с гальками карбонатных и кремнистых пород.

Скважина Коми-3 пробурена в зоне выхода на поверхность доманиковой свиты и вскрыла отложения усть-ярегской свиты саргаевского горизонта нижнефранского подъяруса и доманиковой свиты доманикового горизонта среднефранского подъ-яруса.

Отложения усть-ярегской свиты (70,2-150 м) представлены темно-серыми мергелями с прослоя-

ми светло-серых известняков. Их возраст обоснован находками в верхней части свиты комплекса конодонтов, отвечающего местной конодонтовой зоне An. alata - M. bogoslovskyi и стандартной конодонтовой зоне Pa. transitans.

Отложения доманиковой свиты (20-70,2 м) сложены углеродистыми и высокоуглеродистыми кар-бонатно-кремнистыми и глинисто-кремнисто-карбонатными сланцеватыми породами с прослоями тентакулитовых и микрокристаллических известняков, кремнистых и карбонатно-кремнистых радиоляритов и глин.

Возраст пород обосновывается фауной конодонтов. На глубине 48,15 м встречен комплекс конодонтов, сопоставляющийся с местной конодонтовой зоной Po. efimovae - Pa. punctata (нижняя часть доманикового горизонта), а в верхней части разреза свиты (30,1-42,14 м) обнаружен комплекс коно-донтов, отвечающий местной конодонтовой зоне Ag. ancyrognatoideus - Pa. orbiculatis (зона Late hassi стандартной конодонтовой шкалы), соответствующий средней части доманиковой свиты.

Таким образом, в скв. Коми-3 отсутствует верхняя часть доманикового горизонта вследствие размыва. На отложениях доманика залегают терригенно-глинистые четвертичные отложения (0-20 м).

Скважина Коми-4 вскрыла верхнюю часть доманиковой свиты среднефранского подъяруса и ветласянскую свиту верхнефранского подъяруса. Доманиковая свита залегает в интервале глубин 266,5-290 м, вскрытая мощность составила 23 м. По сравнению с разрезом скв. Коми-1 эта толща отличается большей однородностью, меньшей расчлененностью. Толща разделена пачкой глин мощностью 2,3 м (276,7-279 м) на две части. Для нижней части характерна пестрота состава: наблюдается чередование пластов высокоуглеродистых и углеродистых пород. Последние содержат многочисленные линзы различных по строению известняков, радиоляритов, вторичных силицитов. Верхняя часть представлена преимущественно высокоуглеродистыми и углеродистыми породами с пластами и линзами микрокристаллических известняков и радиоляритов.

Возраст свиты обосновывается находками коно-донтовых комплексов зон стандартной шкалы: Early hassi — в нижней части и Late hassi — в верхней части разреза свиты. Нижнюю часть разреза доманиковой свиты, соответствующую зоне punctata, скв. Коми-4 не вскрыла.

Доманиковая свита перекрывается мощной песчано-глинистой толщей ветласянской свиты (21,65-266,4 м), представленной в нижней части (76,05-266,4 м) серыми алевролитами, прослоями желтовато-серыми, наклонно- и горизонтально-слоистыми, слюдистыми, с прослоями голубовато-серых алевритовых глин мягкопластичных,

а в верхней части (21,65-76,05 м) — серыми и желтовато-серыми слюдистыми песчаниками косо- и горизонтально-слоистыми. Их возраст подтверждается находками споровых комплексов, характерных для ветласянского горизонта.

Во всех скважинах, вскрывших доманико-вую свиту, при проходке интервала доманиково-го горизонта в зумпфе появлялась бурая пенистая пленка нефти. Керн из этих интервалов имеет бурый оттенок, резкий запах УВ.

Скважиной Коми-2 вскрыты отложения лыаельской и седьюской свит верхнефранского подъяруса. Лыаельская свита (109-250 м) включает четыре пачки. Первая пачка (185,55-250 м) представлена зеленовато-серыми мергелями с прослоями и включениями светло-серых микрозернистых известняков причудливой формы. Вторая пачка (160,3-185,55 м) сложена высокоуглеродистыми карбонатно-кремнистыми породами и светло-серыми обломочными известняками, с пластами зеленовато-серых и голубых глин. Третья пачка (141,6-160,3 м) представлена зеленовато-серыми известковистыми глинами плотными с прослойками и линзочками известняков. Четвертая пачка (109141,6 м) включает известняковые конгломерато-брекчии с глинисто-карбонатным заполнителем с прослоями зеленовато-серых известковых глин.

В свите найдены комплексы конодонтов, в нижней части соответствующие стандартной зоне Early rhenana (ветласянский - сирачойский горизонты), а в верхней — Late rhenana (евлановский горизонт).

Перекрывающая седьюская свита вскрыта в интервале глубин 15-109 м и представлена голубовато-серыми известковыми глинами с редкими прослоями и линзами светло-серых известняков.

Верхнедевонские отложения перекрываются супесями и суглинками четвертичной системы (0-15 м).

Разрез скв. Коми-5 сходен с разрезом скв. Ко-ми-2. Отложения лыаельской свиты вскрыты в интервале глубин 103,5-211 м. Первая пачка (186,6-211,9 м) представлена зеленовато-серыми мергелями с прослоями и включениями светло-серых известняков. Вторая пачка (158,2-186,6 м) сложена ритмичным чередованием светло-серых обломочных известняков, высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород и пластов зеленовато-серых и голубых глин. Третья пачка (136,6-158,2 м) сложена зеленовато-серыми глинами, известковистыми, плотными, слабопластичными, с тончайшими прослойками и линзочками известняков. Четвертая пачка (103,5-136,6 м) включает известняковые конгломератобрекчии с глинисто-карбонатным заполнителем с прослоями зеленовато-серых известковых глин.

Отложения седьюской свиты, вскрытые в интервале глубин 16-103,5 м, представлены голубова-

то-серыми известковыми глинами, однородными, плотными, слабопластичными, с редкими прослоями и линзами светло-серых известняков.

По биостратиграфическим данным (определения конодонтовых и споровых комплексов) отложения доманикового типа второй пачки лыаельской свиты, вскрытые скважинами Коми-2 и 5, соответствуют интервалу сирачойского горизонта (зона Early rhenana стандартной конодонтовой шкалы). Первая пачка, подстилающая отложения доманико-вого типа, по данным анализа споровых комплексов имеет ветласянский возраст. Возраст третьей пачки лыаельской свиты по результатам определения споровых комплексов устанавливается как евланов-ский.

Таким образом, в скважинах Коми-2 и 5 отложения доманикового типа встречены только в составе второй пачки лыаельской свиты. При общей мощности свиты 141-108 м мощность интервала, содержащего высокоуглеродистые породы, составила 25-28м.

Разрезы отложений в скважинах Коми-1-5 охарактеризованы керном и расширенным комплексом ГИС. Общая проходка по всем скважинам с полным отбором керна составила 1033,3 м, линейный вынос керна — 865,77 м.

Анализ кернового материала включал следующие виды исследований: спектральный гамма-каротаж керна и его фотографирование в дневном и УФ-свете, макроописание керна и микроописание петрографических шлифов (с шагом 0,05-0,3 м), геохимические исследования образцов (с шагом 0,05-0,3 м), петро-физические испытания на цилиндрических (с шагом 0,3-0,5 м) и крупных образцах кубической формы с применением метода капиллярной дефектоскопии (с шагом 0,5-1 м), рентгеноструктурный анализ, изучение на растровом электронном микроскопе (с шагом 1 м), определение комплексов конодонтов и спор (с шагом 0,1-0,5 м).

Расширенный комплекс ГИС включал следующие методы: электрический, нейтронный, плот-ностной, акустический, гамма-каротаж, каверномер, боковой каротаж сканирующий (БКС), волновой акустический (ВАК), спектрометрический гамма-каротаж (СГК), спектрометрический нейтронный гамма-каротаж (СНГК).

Первичная обработка каротажных материалов была проведена ПАО НПП «ВНИИГИС» в программном комплексе PRIME. Использование расширенного комплекса ГИС и программного комплекса PRIME позволило: определить удельное электрическое сопротивление пластов; установить азимутальную неоднородность пород с получением развертки по удельному сопротивлению (рис. 2); выполнить детальное расчленение разреза по характеру электрических неоднородностей; оценить азимутальную

Рис. 2. Пр имер обработки и последующей интерпретации данных БКС программным комплексом РRl ME Fig. 2. Example of processing and subsequent interpretation of laterolog data using PRIME softwaresystem

УЭС (БКС-73), Ом ■ м

Азимутальная развертка УЭС

УЭС o учетом вмещающих

Угол падания, град.

Р 20 40

С

з£Вв

Ю

Дисперсия, отн. ед.

К„,„

отн. ед.

Распределение углов падения пластов и азимутов

Интервал 136-158,3 м

1

1 — преобладание субгоризонтальных трещин (> 5°) с азимутом простирания север, северо-восток, восток в отложениях лыаельской свиты скв. Коми-5.

a — азимуты углов падения (оси: X — углы падения, Y — число углов), b — углы падения

1 — predominance of subhorizontal cracks (> 5°) with north, north-east, east strike azimuth in the Lyayol'sky deposits, Komi-5 well. a — dip azimuth (axes: X — dip, Y — number of angles), b — dip angle

анизотропию пластов и, как следствие, наличие трещиноватости (БКС); выделить общую органику; учесть влияние глин (СГК) и минерального состава пород (СНГК).

Аналитические исследования керна и образцов пород. Для целенаправленного изучения отложений доманикового типа была разработана специальная методика комплексных геохимических, литологических, петрофизических, геомеханических и биостратиграфических исследований. Специфика исследований связана с особенностями строения пород, к которым в первую очередь относятся обогащенность ОВ и резко выраженная разнопорядковая неоднородность, проявляющаяся в строении пород на микро-, мезо- и макроуровнях. Неоднородность обусловлена главным образом микро- и тонкослоистой текстурой пород, а также интенсивно протекавшими в них вторичными процессами растворения и перераспределения вещества, что привело к сочетанию в небольших интервалах

разреза (масштаб образца, пласта 5-10 см) пород с различными вещественными и структурными характеристиками, а также с различными физическими свойствами. Вследствие этого точечные определения параметров из образцов часто характеризуют не пласт или пачку в целом, а отдельный структурный компонент породы — вторичное включение, пропласток, линзу и т. д., поэтому опробование проводилось по методике, направленной на получение интегральной характеристики пластов и пачек пород, слагающих разрез. В связи с этим важнейшим принципом являлось комплексное изучение отобранных образцов, включающее литологические, петрофизические и геохимические исследования пород.

Геохимические исследования ОВ углеродистых отложений доманикового типа являются необходимым, наиболее важным видом работ при изучении и прогнозе их нефтеносности, так как только на их основе можно получить прямую информацию

Рис. 3. Гистограмма распределения ТОС в породах с различным вещественным составом (доманиковая свита) в скважинах Коми-1-4 Fig. 3. Histogram of TOC distribution in the rocks of different material constitution (the Domanik Fm) in Komi-1-4 wells

TOC, %

1 1 ■ 2 ■ 3

4

Литология (1-4): 1 — карбонатно-кремнистые породы, 2 — карбонаты, 3 — силициты, 4 — сапропелиты Lithology (1-4): 1 — carbonate-siliceous rock, 2 — carbonates, 3 — silicite, 4 — sapropelite

Рис. 4. Корреляция S1 (A) и S2 (B) с содержанием ТОС

в отложениях доманиковой свиты в скв. Коми-1 Fig. 4. Correlation between S1 (A) and S2 (B) and TOC content in the Domanik Fm deposits in Komi-1 well

140

100

80

40

20

0

о распределении в породах различных форм ОВ, в том числе и нефти. Основными задачами геохимических исследований являлись: обоснование геохимических параметров ОВ пород для проведения их типизации, оценка масштабов генерации УВ в отложениях доманикового типа, выделение нефтенасы-щенных интервалов в изучаемых разрезах домани-ковой толщи, определение их толщин.

Лабораторные геохимические исследования включали: массовые анализы пород методом Rock-Eval, экстракцию битумоидов из образцов с повышенным содержанием свободных УВ (Sj) по результатам анализов методом Rock-Eval, повторный анализ образцов методом Rock-Eval после экстракции.

Результаты анализа пород методом Rock-Eval позволили проследить распределение в изучаемом разрезе: общего содержания ОВ (ТОС); содержания различных его компонентов — свободных УВ (Sj); свободных относительно высокомолекулярных компонентов нефти и остаточного генерационного потенциала керогена (S2), а также типа (HI) и зрелости (Tmax) керогена.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В скважинах Коми-1-5 уровень катагенеза ОВ, установленный по параметру Tmax Rock-Eval, соответствует границе ПК3 - МК1 (здесь и далее градации катагенеза даны по шкале Н.Б. Вассоевича). Значение Tmax варьирует в пределах 420-425 °С.

Большой объем отобранного керна из скважин Коми-1-5 и массовое проведение аналитических исследований позволили установить определенную за-

висимость между содержаниями ОВ и минеральным составом пород в зонах невысокого катагенеза (ПК3 -МК1). Было установлено, что наибольшее содержание ОВ (ТОС составляет 5-10 % и выше) характерно для карбонатно-кремнистых пород. Максимальные значения ТОС (25-30 %) свойственны сапропелитам. Высокие содержания и характер распределения ОВ в этих породах определяют их сланцеватую текстуру. Породы однородного состава (карбонаты и силициты) характеризуются значениями ТОС, равными 0,5-5 % (рис. 3).

Высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые породы имеют высокий генерационный потенциал (Н1 = 600-700 мг УВ/г ТОС) и низкий кислородный индекс (О1 < 50 мг СО/г ТОС).

В преимущественно карбонатных породах, обедненных ОВ, в большинстве случаев отмечаются пониженные значения Н1 (350-450 мг УВ/г ТОС) и повышенные О1 (> 50 мг СО/г ТОС). Хотя в единичных образцах наблюдаются высокие значения Н1 (до 700 мг УВ/г ТОС), что, может быть, связано с присутствием в этих образцах тонких прослоев разновидностей, обогащенных ТОС.

Высокие значения S1 и S2 для большинства образцов находятся в прямой зависимости от концентрации ТОС (рис. 4). Отсутствие четкой корреляции

Рис. 5. Диаграмма вещественного состава пород доманикового типа Fig. 5. Diagram of the Domanik-type rocks material constitution

Карбонаты,

Ю1 1 2 Ю1

5 | | 6

1 * 1 9 1 * 1 10 1 * 1

3 |_I 4

7 | о | 8 11 I о I 12

SiO2, %

Поля развития (1-7): 1 — высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород, 2 — высокоуглеродистых глинисто-кремнисто-карбонатных пород, 3 — карбонатов, 4 — силицитов, 5 — глинистых известняков, 6 — мергелей, 7 — глин; содержание Сорг, % (8-12): 8 — < 1; 9 — 1-4,5; 10 — 4,5-10; 11 — 10-15; 12 — > 15

Fields of occurrence (1-7): 1 — high-carbonaceous carbonate-siliceous rock, 2 — high-carbonaceous argillaceous-siliceous-carbonate rock, 3 — carbonates, 4 — silicite, 5 — argillaceous limestone, 6 — marl, 7 — clay; Corg content, % (8-12): 8 — < 1; 9 — 1-4.5; 10 — 4.5-10; 11 — 10-15; 12 — > 15

Глины. %

между S1 и ТОС связан о с пе ремещен ием свободных УВ внутри толщи.

Несмотря на невысокую зрелость керогена, внутри доманиковой толщи уже отмечаются признаки первичной миграции УВ. Об этом свидетельствуют аномально повышенные, относительно ТОС, значения S1, относительно повышенные значения индекса продуктивности (Р1) и относительно повышенная доля пиролизуемого углерода (РС) в составе ТОС. При этом повышенные значения Р1 отмечаются в породах с содержанием ТОС от 2-3 до 10 %. Важно отметить, что при более высоких концентрациях ТОС признаков присутствия паравтохтонных биту-моидов в породах не наблюдается.

Литологическое изучение отложений дома-никового типа проводилось для их литологической типизации (классификации), выявления связей содержаний ОВ с определенными литотипами, обнаружения характера и направленности вторичных изменений пород, выявления парагенезисов структурных компонентов, изучения структуры по-рового пространства. Для решения поставленных задач использовался не только керн скважин Коми-1-5, но и керн глубоких скважин Волго-Уральской и Тимано-Печорской НГП.

Литологическое изучение отложений доманико-вого типа показало, что они являются сложными по своей структуре и составу породами и в большинстве случаев должны быть отнесены к классу смешанных пород. Их строение отличается высокой степенью неоднородности. Эти особенности определили специфику классификации отложений доманикового типа.

При классификации пород в качестве определяющих приняты следующие признаки: вещественный состав, состав и количественные соотношения структурных компонентов, содержание ОВ, доминирующие вторичные процессы. Сочетание этих параметров создает сложные типы пород.

Вещественный состав пород является преимущественно четырехкомпонентным и включает следующие составляющие: ОВ, карбонатный материал, кремнезем, глинистый материал.

На треугольной диаграмме вещественного состава пород доманикового типа (рис. 5) видно, что вопреки распространенному представлению о глинистости высокоуглеродистых пород с содержанием Сорг, равным 5-25 %, они характеризуются незначительными содержаниями глинистых минералов, не превышающими обычно 5-12 %. Основными породообразующими компонентами в них являются кремнистые (2095 %) и карбонатные (5-80 %) минералы1.

В составе пород со значениями Сорг < 5 % преобладают породы более однородного состава: известняки, реже доломиты, глинистые известняки, глины, карбонатные брекчии, радиоляриты и силициты.

Компонентный состав пород. Материал, слагающий отложения доманикового типа, отличается многокомпонентным составом, который представляет собой следствие проявления и взаимодействия разнообразных седиментационных и постседимен-тационных процессов: биогенной седиментации, физического переноса и осаждения, а также химического и биохимического преобразования осадков

1 Содержание приведено в расчете на минеральную массу породы.

Рис. 6. Диаграмма составов литологических типов доманиковых отложении по соотношению пород Fig. 6. Diagram of lithotype composition of the Domanik deposits according to proportion of rocks

Сорг< 5 %

Извес Сорг < 5 %

Сорг > 5 %

100 %

1 7 13

2 8 14

3 9 15

4 10 16

5 11

1 ° * 1

6 12

Поля распространения литологических типов (1-6): 1 — высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород с однородным строением,

2 — высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород с прослоями радиоляритов, известняков и доломитов, 3 — радиоляритов и вторичных силицитов, 4 — микрокристаллических известняков, 5 — тентакули-товых известняков, обломочных известняков, известняковых брекчии с карбонатным цементом, 6 — карбонатных брекчии с высокоуглеродистым карбонатно-кремнистым цементом; литологические типы (7-16): 7 — ЛГТ-1, 8 — ЛГТ-2, 9 — ЛГТ-3, 10 — ЛГТ-4, 11 — ЛГТ-5, 12 — ЛГТ-6, 13 — ЛГТ-7, 14 — ЛГТ-8, 15 — ЛГТ-9, 16 — ЛГТ-10

Fields of lithotype occurrence (1-6): 1 — high-carbonaceous carbonate-siliceous rocks having homogeneous structure, 2 — high-carbonaceous carbonate-siliceous rock with radiolarite, limestone, and dolomite partings,

3 — radiolarite and secondary silicite, 4 — microcrystalline limestone, 5 — tentaculitic limestone, clastic limestone, limestone breccia with carbonate cement, 6 — carbonate breccia with high-carbonaceous carbonate-siliceous cement; lithological types (7-16): 7 — ЛГТ-1, 8 — ЛГТ-2, 9 — ЛГТ-3, 10 — ЛГТ-4,11 — ЛГТ-5,12 — ЛГТ-6,13 — ЛГТ-7,14 — ЛГТ-8,15 — ЛГТ-9, 16 — ЛГТ-10

и пород. К последним относется растворение, протекавшее как в седиментогенезе, так и на постседи-ментационном этапе, а также перераспределение и осаждение вещества, проходившие на различных стадиях образования пород.

По степени вторичной преобразованности породы, слагающие отложения доманикового типа, подразделяются на две группы: сохранившие седи-ментационную структуру с наложенными процессами диагенеза и с наложенными процессами последующих карбонатизации и окремнения.

Породы первой группы сложены преимущественно исходным осадочным материалом, который поступал в бассейн седиментации из нескольких источников.

1. Зоо- и фитопланктон — основной постоянно действовавший источник материала, обеспечивавший медленное фоновое осадконакопление и поставлявший в осадки сапропелевое ОВ, планктонный карбонатный материал в виде раковин планктонных организмов и их производных: органогенного детрита, органогенного шлама и пели-томорфного карбоната, биогенный кремнезем в виде скелетов радиолярий.

2. Континентальные, прибрежные и смежные, преимущественно мелководные, части бассейна — источники алевритопесчаного, глинистого и карбонатного обломочного материала, периодически поступавшего в бассейн осадконакопления.

3. Осадконакопление происходило при постоянном влиянии отдаленной подводной вулканической деятельности, поставлявшей в бассейн седи-

ментации вулканогенный материал — пепловый материал и растворенный кремнезем. Вулканогенный пепловый материал чаще всего присутствует в осадках в качестве примеси, иногда образует тонкие пропластки и линзы. Присутствие вулканогенного кремнезема выражается в обогащении осадков ау-тигенным кремнистым материалом и послойном окремнении пород.

В зависимости от интенсивности привноса в осадок того или иного компонента формировались различные по составу отложения — от однородных до смешанных. При сочетании сапропелевого ОВ с другими компонентами формировались высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые сланцеватые породы. Их образование характеризовалось низкими скоростями седиментации, которые способствовали протеканию процессов растворения, сопровождающихся выносом кремнистого и карбонатного материала из осадков. Для высокоуглеродистых пород характерны сланцеватые текстуры, обусловленные чередованием в них микрослойков, образованных различным по составу и генезису осадочным материалом: карбонатным мелкообломочным, карбонатным биоморфно-детритовым и шламовым, радиоляриевым, сапропелевым, глинистым.

Породы, сильно измененные постседимента-ционными процессами, протекавшими на стадиях диагенеза и катагенеза, сложены в основном вторичными компонентами. К ним относятся в первую очередь известняки микрокристаллические с реликтовой радиоляритовой структурой, известняки средне- и крупнокристаллические реликтово-органогенные, вторичные силициты, вторичные доломиты.

Рис. 7. Фотографии шлифов литогенетических типов отложений доманикового (A-G) и сирачойского (H) горизонтов скважин Коми-1, 5 Fig. 7. Photos of thin sections: lithogenentic types of Domanik (A-G) and Serachoy (H) layers, Komi-1, 5 wells

d|v ■ ■■--.; ■■ ■ ..zrn

Ч^ I»©? •^^'У^ут

Ш5&.Т-

¿Ш V"* Г* - i *-Zr'J ' г" ÏSK - v) -

г* - ; . ТтТ" |ЙИЛ

* ' « • ; ïjjfâË

Щ- V:> 4P

, 0,2 мм , . " "-ne . ь

Скв. Коми-1: A — высокоуглеродистая кар-бонатно-кремнистая сланцеватая порода с однородным строением (ЛГТ-1), глубина 112,95 м; B — высокоуглеродистая карбо-натно-кремнистая сланцеватая порода с прослоем радиолярита (ЛГТ-3), глубина 103 м; C — высокоуглеродистая карбонат-но-кремнистая сланцеватая порода с линзами тентакулитового материала (ЛГТ-4), глубина 103 м; D — известняк углеродистый микрокристаллический с реликтовой радиоляритовой структурой (ЛГТ-6), глубина 61,79 м; E, F — радиолярит углеродистый микрокристаллический с реликтовой радиоляритовой структурой (ЛГТ-5), глубина 99,9 м (E — николи II, F — николи х); G — известняк углеродистый тентакулитовый (ЛГТ-7), глубина 112,5 м; скв. Коми-5: H — известняк органогенно-обломочный (ЛГТ-10), глубина 185,6 м

Komi-1 well: A — high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock having homogeneous structure (ЛГТ-1), depth 112.95 m; B — high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock with radiolarite parting (ЛГТ-3), depth 103 m; C — high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock with lenses of tentaculite material (ЛГТ-4), depth 103 m; D — microcrystalline carbonaceous limestone with relic radiolarite structure (ЛГТ-6), depth 61.79 m; E, F — microcrystalline carbonaceous radiolarite with relic radiolarite structure (ЛГТ-5), depth 99.9 m (E — nicols II, F — nicols х); G — carbonaceous tentaculitic limestone (ЛГТ-7), depth 112.5 m; Komi-5 well: H — bioclastic limestone (ЛГТ-10), depth 185.6 m

Литологическая классификация пород доманикового типа была разработана на основе обобщения результатов изучения их вещественного состава, а также строения, рассмотренного на различных уровнях организации вещества — от структурного компонента до слоя, с учетом крайней неоднородности изучаемого комплекса пород.

Выделенные в классификации литогенетиче-ские типы пород представляют собой устойчивые парагенезы структурных компонентов и микроли-тотипов, характеризующиеся определенными взаимоотношениями и процентными соотношениями (рис. 6), и слагают пласты мощностью от 0,1 до 2-4 м. В иерархическом ряду им соответствует понятие «макролитотип».

По содержанию Сорг в составе пород выделяются три группы: сапропелиты (Сорг > 25 %), высокоуглеродистые (Сорг = 5-25 %) и углеродистые (Сорг = 0,5-5 %).

Сапропелиты присутствуют в породах в виде тонких пропластков, реже в виде пластов мощностью до 0,2 м.

Выгакоуглеродистые карбонатно-кремни-стые породы сланцеватой текстуры характеризуются неоднородностью состава, проявляющейся в них на микро-, мезо- и макроуровнях. В их составе выделено пять литотипов.

ЛГТ-1 — высокоуглеродистые кремнистые и карбо-натно-кремнистые породы, характеризующиеся однородным строением, сланцеватой текстурой (рис. 7 А).

ЛГТ-2 — высокоуглеродистые сланцеватые кар-бонатно-кремнистые породы сланцеватой текстуры, отличающиеся присутствием большого числа (до 30 % мощности пласта) прослоев и линз радиоляритов, реже развитых по ним микрокристаллических кремнистых известняков (рис. 8). Литотип ЛГТ-2, как и ЛГТ-1, имеет относительно однородное строение и максимальное содержание Сорг, составляющее 15-25%.

ЛГТ-3 — высокоуглеродистые сланцеватые кар-бонатно-кремнистые породы, содержащие прослои и линзы мощностью от 2 до 7-8 см радиоляритов и микрозернистых известняков, детритовых тентаку-литовых известняков, составляющих до 40 % мощности пласта (рис. 9, см. рис. 7 В).

ЛГТ-4 — углеродистые кремнисто-карбонатные породы сланцеватой текстуры, характеризующиеся наиболее неоднородным строением и пестрым составом. Для них типично присутствие многочисленных (до 60 % мощности пласта) прослоев и линз радиоляритов и известняков (рис. 10, см. рис. 7 С).

ЛГТ-4а — углеродистые глинисто-кремнисто-карбонатные породы со сланцеватой текстурой с высоким содержанием глинистого материала, составляющим 30-60 %.

Литотипы ЛГТ-3 и 4 имеют ярко выраженное неоднородное строение благодаря широкому присутствию прослоев радиоляритов и известняков. Содержания Сорг в высокоуглеродистых прослоях составляют 4-15 %.

В составе углеродистых пород с содержанием Сорг от 0,5 до 5 % выделены следующие литотипы.

ЛГТ-5 — радиоляриты. Породы кремнистого и карбонатно-кремнистого состава, состоящие не менее чем на 30 % из кремнистых и кальцитизиро-ванных остатков радиолярий и микрокристаллического кремнезема и карбоната (см. рис. 7 Е, Р).

ЛГТ-6 — известняки кремнистые микрокристаллические с прослоями высокоуглеродистых карбо-натно-кремнистых пород. Структура реликтовая ра-диоляритовая (см. рис. 7 D).

ЛГТ-7 — известняки тентакулитовые. Остатки тентакулитов, а также остракод и аммоноидей слагают от 30 до 90 % породы (см. рис. 7 О).

ЛГТ-8 — известняковые брекчии с углеродистым глинисто-кремнисто-карбонатным заполнителем (рис. 11).

ЛГТ-9 — известняковые брекчии с карбонатным заполнителем (рис. 12).

ЛГТ-10 — известняки органогенно-обломочные (см. рис. 7 Н).

ЛГТ-11 — известняки глинистые.

ЛГТ-12 — глинисто-кремнисто-карбонатные породы сланцеватой текстуры.

ЛГТ-13 — глины известковые.

Высокоуглеродистые породы, известняки и карбонатные брекчии часто находятся в сложном сочетании, для них характерна линзовидная рас-слоенность карбонатных пород высокоуглеродистыми карбонатно-кремнистыми. Такие текстурные соотношения не позволяют выделить каждую разновидность в отдельный литотип.

Петрофизические исследования включали следующие виды работ.

1. Стандартные исследования фильтрацион-но-емкостных свойств на цилиндрических образцах с шагом 0,2 м. Результаты исследований показали, что при значениях пористости от 2 до 10 % (средние значения составляют 4-5 %) проницаемость пород меняется от 5 •Ю-6 до 5 •Ю-5 мкм2. Эти результаты были также подтверждены анализами керна глубоких скважин.

2. Измерение параметров трещиноватости на кубических образцах керна методом капиллярного насыщения (метод К.И. Багринцевой). В методе предусматривалось определение ориентированной газопроницаемости в трех направлениях на образцах кубической формы с гранью 5 см, насыщение образца люминофором под вакуумом и определение эффективной емкости пустот методом Преображенского с дополнительной капиллярной подпиткой. В результате проведенных исследований была выявлена анизотропия трещиноватости в горизонтальном направлении. Массовые исследования отложений доманикового типа Пермского края и Республики Башкортостан на образцах кубической формы, проведенные в АО «КамНИИКИГС», дали аналогичные результаты.

3. Изучение структуры пустотного пространства на больших прокрашенных шлифах и изучение микропор и микротрещин на растровом электронном микроскопе. Выполненные исследования показали неоднородность строения отложений доманикового типа, определяющее значение горизонтальной трещиноватости, обусловленной в первую очередь седиментологическими факторами (микрослоистостью и сланцеватостью), отсутствие зависимости между пористостью и проницаемостью пород. Таким образом, породы доманикового типа не относятся к коллекторам в традиционном понимании.

В отложениях доманикового типа присутствуют мелкие прослои и линзы пористых неуглеродистых известняков, радиоляритов и силицитов со значениями Кп, равными 10-15 %. Однако их присутствие не влияет на общую проницаемость пород доманикового типа благодаря их невыдержанности по латерали. Основной объем пустотного пространства углеродистых пород связан с пустотами, образованными в результате постседиментационных

Рис. 8. Фотографии керна (A) и шлифов (B, C) высокоуглеродистой карбонатно-кремнистой сланцеватой породы с микропрослоями и линзами радиоляритов доманикового горизонта скв. Коми-1 (глубина 72,6-72,75 м) Fig. 8. Photos of core (A) and thin sections (B, C) of high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock

with radiolarite micro-partings and lenses, the Domanik Horizon, Komi-1 well (depth 72.6-72.75 m)

B — радиолярит углеродистый (ЛГТ-5), С — высокоуглеродистая карбонатно-кремнистая сланцеватая порода (ЛГТ-2) B — carbonaceous radiolarite (ЛГТ-5), С — high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock (ЛГТ-2)

Рис. 9. Фотографии керна (A) и прокрашенного шлифа (B, C) высокоуглеродистой карбонатно-кремнистой сланцеватой породы с тонкослоистой полосчатой текстурой, образованной прослоями радиоляритов и микрокристаллических кремнистых известняков (ЛГТ-3) доманикового горизонта скв. Коми-1, глубина 93,3-93,4 м Fig. 9. Photos of core (A) and stained thin section (B, C) of high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rock with thin-bedded banded structure formed by radiolarite and microcrystalline siliceous limestone partings (ЛГТ-3), the Domanik Horizon, Komi-1 well, depth 93.3-93.4 m

Рис. 10. Фотографии керна высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых сланцеватых пород с прослоями и линзами

микрокристаллических известняков, радиоляритов и вторичных силицитов (ЛГТ-4) доманикового горизонта скв. Коми-1 Fig. 10. Photos of core of high-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rocks with micro-partings and lenses of microcrystalline limestone and secondary silicite (ЛГТ-4), the Domanik Horizon, Komi-1 well

Рис. 11. Фотография керна известняковой брекчии с углеродистым глинисто-кремнисто-карбонатным цементом (ЛГТ-8)

сирачойского горизонта скв. Коми-2 (глубина 163,4-164,2 м) Fig. 11. Photo of core of limestone breccia with carbonaceous argillaceous-siliceous-carbonate cement (ЛГТ-8), the Sirachoy Horizon, Komi-2 well (depth 163.4-164.2 m)

Рис. 12. Фотография керна известняковой брекчии с карбонатным цементом (ЛГТ-9)

сирачойского горизонта скв. Коми-5 (глубина 185,6 м) Fig. 12. Photo of core of limestone breccia with carbonate cement (ЛГТ-9), the Sirachoy Horizon, БТ-5 well (depth 185.6 m)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

процессов, а именно окремнения на участках замещения породы халцедоном.

К группе пористости керогена (органопори-стости) относятся поры, которые диагностируются лишь методом растровой электронной микроскопии (РЭМ), их размер не превышает 1-2 мкм (рис. 13). Поры нередко сообщаются между собой, что дает основание рассматривать эту группу пористости совместно с минеральной пористостью как совокупность всего пустотного пространства породы. Часто эта пористость вносит большой вклад в общее пустотное пространство сланцевой породы. Однако не вся свободная, т. е. уже генерированная керогеном, нефть, содержащаяся в этих порах, является подвижной. Значительная ее часть может удерживаться керогеном и вмещающими его породами сорбцион-ными процессами.

Результаты комплексного изучения керна и интерпретации данных ГИС

Аналитические исследования керна скважин Коми-1-5 включали литологическое изучение (в том числе изучение минерального состава пород), геохимические исследования содержания и состава ОВ и петрофизические исследования фильтрацион-но-емкостных свойств пород с привлечением данных ГИС. Выделение пластов проведено, согласно классификации, на уровне литогенетических типов. Для выделения пластов по диаграммам ГИС использованы данные БКС, обладающего наиболее высокой дифференцированностью. Парагенезы литотипов объединены в пачки, а затем в циклиты.

Установлено, что глинистые интервалы характеризуются повышенными значениям калия и тория.

Рис. 13. Фотографии на растровом электронном микроскопе шлифов высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород с изолированными (A) и изолированными и сообщающимися (B) микропорами Fig. 13. SEM photos of thin sections of high-carbonaceous carbonate-siliceous rocks with disconnected (A) and disconnected and interconnecting (B) micropores

Повышенные значения урановой составляющей в слабоглинистых интервалах разреза соответствуют повышенным содержаниям ОВ.

В составе высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых пород выделены пачки с относительно однородным строением (ЛГТ-1, 2) и со значениями ТОС > 15 %, а также с тонкими (0,1-0,25 м) прослоями известняков и радиоляритов (ЛГТ-3, 4) со значениями ТОС = 5-10 %. Самостоятельную группу образуют пачки углеродистых кремнисто-глинисто-карбонатных пород с содержанием глинистых минералов до 30-60 % и значениями ТОС, равными 3-6 %. Углеродистые карбонатные породы слагают отдельные пласты, представленные брекчиями и тентакулито-выми известняками.

Наиболее полный разрез доманиковой свиты был вскрыт скв. Коми-1, где ее мощность составила 61 м.

Разрез характеризуется преобладанием углеродистых и высокоуглеродистых пород тонко- и микрослоистой текстуры и ярко проявленной седимен-тационной цикличностью (рис. 14). Нижняя граница доманиковой свиты выдержанная, под ней развиты глины усть-ярегской свиты.

В доманиковой свите выделяется пять седимен-тационных циклитов. В основании каждого циклита

наблюдается преобладание смешанных пород, увеличенное число прослоев тентакулитовых известняков и радиоляритов, в верхней части циклитов доминируют углеродистые и высокоуглеродистые породы. Наибольший объем углеродистых пород приходится на второй циклит, который соответствует высокому стоянию уровня моря.

Наиболее неоднородным строением характеризуются IV и V седиментационные циклиты. Они отличаются преобладанием углеродистых пород с содержанием ОВ до 10 %, многочисленными линзами и прослоями тентакулитовых и мелкозернистых известняков и радиоляритов. Мощность циклитов увеличивается, появляются прослои глинистых известняков и пачки темно-серых глин.

Увеличение карбонатности, глинистости и общей мощности отложений, очевидно, связано с повышением интенсивности поступления карбонатного и глинистого материала на стадиях низкого стояния уровня моря.

Верхняя часть разреза (V седиментационный циклит доманиковой свиты, граничащий с основанием ветласянской свиты) характеризуется полным отсутствием тентакулитовой и широким развитием радиоляриевой фауны.

Очень характерно, что в разрезах глубоких скважин Волго-Уральской и Тимано-Печорской НГП выделяется также пять седиментационных циклитов в доманиковом горизонте.

Разрезы доманиковой свиты не в полном объеме вскрыты скважинами Коми-3, 4.

Скважина Коми-3 вскрыла разрез, представленный седиментационными циклитами I-V общей мощностью 46 м (рис. 15). По сравнению с разрезом скв. Коми-1, доманиковую свиту в скв. Коми-3 слагают в основном углеродистые карбонатно-крем-нистые породы (ЛГТ-1, 2, 3). Меньшую роль играют тентакулитовые известняки и карбонатно-глини-стые породы, отсутствуют пачки глинистых пород, что определяет некоторое уменьшение мощности

III и IV циклитов. Верхняя часть V циклита размыта. Углеродистые карбонатно-кремнистые породы нижнего элемента циклита перекрыты четвертичными отложениями.

Скважина Коми-4 вскрыла только верхнюю часть доманиковой свиты (верхний элемент

IV циклита и V циклит) (рис. 16). Строение V циклита в скв. Коми-3 аналогично строению V циклита в скв. Коми-1, в средней части которого выделяется 3-метровая пачка глинистых известняков и глин.

Доманиковая свита перекрыта серыми и темно-серыми в различной степени известковыми глинами ветласянского горизонта.

Скважиной Коми-5 охарактеризовано строение лыаельской свиты верхнего франа (рис. 17).

Рис. 14. Геолого-геофизический разрез целевого интервала скв. Коми-1 Fig. 14. Geological and geophysical column of the target interval, Komi-1 well

Ш 1 Ш 2

\Щз ПЛ* CDs CD 6

□ 7 d\ 8

Высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые сланцеватые породы (доманикиты ЛГТ-1-4) (1-4): 1 — с однородным строением, TOC = = 15-25% (ЛГТ-1), 2 — с тонкими прослоями радиоляритов (до 30 % породы), TOC = 10-15 % (ЛГТ-2), 3 — с прослоями и линзами радиоляритов и известняков (до 40 % породы), ТОС = 7-10% (ЛГТ-3), 4 — с неоднородным строением, с мно-начисленными прослоями и линзами известняков и радиоляритов (до 60 % породы), ТОС = 5-7 % (ЛГТ-4); доманикоиды и субдоманикоиды (5-8): 5 — радиоляриты (ЛГТ-5), 6 — известняки тентакулитовые (ЛГТ-7),

7 — известняки глинистые (ЛГТ-11),

8 — глины известковые и неизвестковые (ЛГТ-13)

High-carbonaceous carbonate-siliceous shaly rocks (domanikite ЛГТ-

1-4) (1-4): 1 — with homogeneous structure, TOC = 15-25 % (ЛГТ-1), 2 — with thin radiolarite partings (up to 30 % of the rock), TOC = 10-15 % (ЛГТ-2), 3 — with radiolarite and limestone partings and lenses (up to 40 % of the rock), ТОС = = 7-10 % (ЛГТ-3), 4 — with inhomoge-neous structure, with numerous limestone and radiolarite partings and lenses (up to 60 % of the rock), ТОС = 5-7 % (ЛГТ-4); domanikoids and subdomanikoids (5-8): 5 — radiolarite (ЛГТ-5), 6 — tentaculitic limestone (ЛГТ-7), 7 — argillaceous limestone (ЛГТ-11), 8 — calcareous and non-calcareous loam (ЛГТ-13)

Рис. 15. Геолого-геофизический разрез целевого интервала скв. Коми-3 Fig. 15. Geological and geophysical column of the target interval, Komi-3 well

1 2

Доманикоиды и субдоманикоиды (1, 2): 1 — глинисто-карбонатные сланцеватые породы (ЛГТ-12), 2 — известняки микрокристаллические (ЛГТ-6).

Остальные усл. обозначения см. на рис. 14

Domanikoids and subdomanikoids (1, 2): 1 — argillaceous-carbonate shaly rocks (ЛГТ-12), 2 — microcrystalline limestone (ЛГТ-6). For other Legend items see Fig. 14

Рис. 16. Геолого-геофизический разрез целевого интервала скв. Коми-4 Fig. 16. Geological and geophysical column of the target interval, Komi-4 well

Усл. обозначения см. на рис. 14, 15 For Legend items see Fig. 14, 15

Рис. 17. Геолого-геофизический разрез целевого интервала скв. Коми-5 Fig. 17. Geological and geophysical column of the target interval, Komi-5 well

GK S, мкР/ч dH, отн. ед. Ri—Ri6, Ом • м U/K, отн. ед DTP, мкс/м U, ppm

4000 20000 NGK BZ, усл. ед. 0 dSi, отн. ед. 1 0 20 K, % 110 710 GDCR, г/см3 0 Th, ppm I2

0 dCa,отн. ед. 1 1 500 0 K, % 26

0 26 0 1 0 8 1,8 3 0 7

1 1 Ü i J

1

1 — доманикоиды и суб-доманикоиды (известняки органогенно-обломоч-ные и мелкообломочные (ЛГТ-10)).

Остальные усл. обозначения см. на рис. 14, 15

1 — domanikoids and sub-domanikoids (bioclastic and microfragmental limestone (ЛГТ-10)).

For other Legend items see Fig. 14, 15

24

Рис. 18. Геолого-геофизический разрез целевого интервала скв. Коми-2 Fig. 18. Geological and geophysical column ofthe target interval, Komi-2 well

I_I 1

1 — доманикоиды и субдоманикоиды (известняковые брекчии с высокоуглеродистым глинисто-кремнисто-карбонатным цементом (ЛГТ-8)). Остальные усл. обозначения см. на рис. 14, 15, 17

1 — domanikoids and subdomanikoids (limestone breccia with high-carbonaceous argillaceous-siliceous-carbonate cement (ЛГТ-8)).

For other Legend items see Fig. 14, 15, 17

v__'

На глубине 188 м скважина вскрыла границу ветла-сянского и сирачойского горизонтов. Отложения ветла-сянского горизонта представлены аргиллитами зеленовато-серыми известковыми с линзами известняков.

Аналогичное строение разреза лыаельской свиты наблюдается в скв. Коми-2 (рис. 18).

Выводы

Таким образом, комплексная методика изучения отложений доманикового типа по данным аналитического исследования керна и расширенного комплекса ГИС позволяет выделять в разрезе различные литогенетические типы доманиковых отложений, в том числе содержащие подвижные УВ. Установлено, что нефтесодержащие породы доманикового типа представлены в разрезе скважин тонкослоистыми углеродистыми кремнисто-карбонатными породами смешанного состава.

Литература

1. Варламов А.И., Петерсилье В.И., Пороскун В.И., Фортунатова Н.К., Комар Н.В., Швец-Тэнэта-Гурий А.Г. Временные методические рекомендации по подсчету запасов нефти в доманиковых продуктивных отложениях // Недропользование XXI век. - 2017. - Т. 67. -№ 4. - С. 104-115.

2. Варламов А.И., Петерсилье В.И., Пороскун В.И., Фортунатова Н.К., Комар Н.В., Швец-Тэнэта-Гурий А.Г. Методика оценки запасов нефти в отложениях доманикового типа // Геология нефти и газа. - 2017. - № 5. - С. 51-65.

3. Фортунатова Н.К., Пороскун В.И., Петерсилье В.И., Варламов А.И., Швец-Тэнэта-Гурий А.Г., Баранова А.В., Канев А.С., Дахнова М.В., АсташкинД.А., Горлов Д.А., Мушин И.А., Белоусов Г.И., Френкель С.М., Комар Н.В., Можегова С.В. Нетрадиционные источники углеводородных отложений доманикового типа // ВНИГНИ-65. Люди, результаты и перспективы. - М. : Изд-во ФГБУ «ВНИГНИ», 2018. - С. 321-350.

Комплекс отложений доманикового типа, перекрывающийся и подстилающийся мощными глинистыми толщами, представляет собой единый регрессивно-трансгрессивный циклит, к центральной части которого приурочены максимальные содержания высокоуглеродистых пород.

Внутри комплекса наблюдается цикличность разных рангов. Наиболее четко проявленная цикличность выражена в разрезе чередованием пачек, сложенных высокоуглеродистыми карбонат-но-кремнистыми (ЛГТ-1, 2) углеродистыми (ЛГТ-3, 4), карбонатными и глинистыми породами. Она связана, по-видимому, с эвстатическими колебаниями и прерывистостью процесса рифообразования в мелководных зонах палеобассейна и динамикой выноса обломочного материала в глубоководную зону. Для обломочных карбонатных пород типично появление конгломератобрекчий, сцементированных углеродистой карбонатно-кремнистой массой (ЛГТ-8, 9).

4. Петерсилье В.И. Об ценке запасов залежей сланцевой нефти // Геология нефти и газа. - 2015. - № 6. - С. 108-113.

5. Прищепа О.М., Аверьянова О.Ю., Жарков А.М. Нефтегазоносные отложения доманикового типа — резерв поддержания добычи углеводородов в промышленно освоенных районах // Георесурсы. - 2013. - Т. 54. - № 4. - С. 18-22. DOI: 10.18599/grs.54.4.3.

6. Прищепа О.М., Аверьянова О.Ю., Ильинский А.А., Морариу Д. Нефть и газ низкопроницаемых сланцевых толщ — резерв сырьевой базы углеводородов России. - СПб. : Изд-во ФГУП «ВНИГРИ», 2014. - 323 с.

7. Ступакова А.В., Фадеева Н.П., Калмыков Г.А., Богомолов А.Х., Кирюхина Т.А., Коробова Н.И., Шарданова Т.А., Суслова А.А., Сауткин Р.С., Полудеткина Е.Н., Козлова Е.В., Митронов Д.В., Коркоц Ф.В. Поисковые критерии нефти и газа в доманиковых отложениях Волго-Уральского бассейна // Георесурсы. - 2015. - Т. 61. - № 2. - С. 77-86. DOI: 10.18599/grs.61.2.7.

8. Баженова Т.К. Смешанные породы, содержащие некарбонатный углерод // Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. - СПб. : Недра, 1998. - С. 265-269.

9. Меннер В.Вл., Архангельская А.Д., Кузьмин А.В., Москаленко М.Н., Обуховская Т.Г., Овнатанова Н.С., Юдина Ю.А., Шувалова Г.А., Яц-ков С.В. Сопоставление разнофациальных разрезов франского яруса на Южном Тимане // Бюллетень московского общества испытателей природы. Отдел геологический. - 1992. - Т. 67. - Вып. 6. - С. 64-82.

10. Тимано-Печорский седиментационный бассейн. Атлас геологических карт (литолого-фациальных, структурных и палеогеологи-ческих) / Под ред. В.И. Богацкого, З.В. Ларионовой. - Ухта : Изд-во Министерства природных ресурсов и охраны окружающей среды Республики Коми, 2000. - 132 с.

References

1. VarlamovA.I., Petersil'e V.I., Poroskun V.I., FortunatovaN.K., KomarN.V., Shvets-Teneta-GuriiA.G. Temporary methodological recommendations on the calculation of oil reserves in Domanic Productive sediments. Nedropol'zovanieXXI vek. 2017;67(4):104-115. In Russ.

2. Varlamov A.I., Petersil'e V.I., Poroskun V.I., Fortunatova N.K., Komar N.V., Shvets-Teneta-Gurii A.G. Technique of oil reserves estimation in Domanik deposits. Geologiyaneftiigaza. 2017;(5):51-65. In Russ.

3. Fortunatova N.K., Poroskun V.I., Petersil'e V.I., Varlamov A.I., Shvets-Teneta-Gurii A.G., Baranova A.V., Kanev A.S., Dakhnova M.V., Astash-kin D.A., Gorlov D.A., Mushin I.A., BelousovG.I., Frenkel'S.M., Komar N.V., MozhegovaS.V Netraditsionnye istochniki uglevodorodnykh otlozhenii domanikovogo tipa [Unconventional sources of the Domanik hydrocarbon-bearing deposits]. In: VNIGNI-65. Lyudi, rezul'taty i perspektivy. M. : Izd-vo FGBU «VNIGNI»; 2018. pp. 321-350. In Russ.

4. Petersilje V.I. Concerning the reserves of shaly oil deposits evaluation. Geologiya nefti i gaza. 2015;(6):108-112. In Russ.

5. Prischepa O.M., Averyanova O.Yu., Zharkov A.M. Oil and gas deposits of Domanic type - a reserve to maintain hydrocarbons production in commercially developed areas. Georesursy = Georsources. 2013;54(4):18-22. DOI: 10.18599/grs.54.4.3. In Russ.

6. Prishchepa O.M, Averyanova O.Yu., Ilyinskij A.A., Morariu D. Neft' i gaz nizkopronitsaemykh slantsevykh tolshch — rezerv syr'evoi bazy uglevodorodov Rossii [Oil and gas of low-permeability shale strata - Russian hydrocarbon resource base reserve]. St. Petersburg: FGUP "VNIGRI"; 2014. 323 p. In Russ.

7. Stoupakova A.V., Fadeeva N.P., Kalmykov G.A., Bogomolov A.Kh., Kiryukhina T.A., Korobova N.I., Shardanova T.A., Suslova A.A., Sautkin R.S., Poludetkina E.N., Kozlova E.V., Mitronov D.V., Korkots F.V. Criteria for oil and gas search in domanic deposits of the Volga-Ural basin. Georesursy = Georsources. 2015;61(2):77-86. DOI: 10.18599/grs.61.2.7. In Russ.

8. Bazhenova T.K. Smeshannye porody, soderzhashchie nekarbonatnyi uglerod [Mixed lithology rocks containing not carbonate Carbon]. In: Sistematika i klassifikaciya osadochnyh porod i ih analogov. St.Petersburg: Nedra; 1998. pp. 265-269. In Russ.

9. Menner V.Vl., Arkhangel'skaya A.D., Kuz'min A.V., Moskalenko M.N., Obukhovskaya T.G., Ovnatanova N.S., Yudina Yu.A., Shuvalova G.A., Yats-kov S.V Sopostavlenie raznofatsial'nykh razrezov franskogo yarusa na Yuzhnom Timane [Comparison of different-facies Frasnian columns in Southern Timan]. Byulleten'moskovskogo obshchestva ispytateleiprirody. Otdelgeologicheskii. 1992;67(6):64-82. In Russ.

10. Timano-Pechorskii sedimentatsionnyi bassein. Atlas geologicheskikh kart (litologo-fatsial'nykh, strukturnykh i paleogeologicheskikh) [Timan-Pechora Sedimentary Basin. Atlas of geological maps (litho-facies, depth, and paleo-geological)]. In: V.I. Bogatskiy, Z.V. Larionova, eds. Ukhta : Izd-vo Ministerstva prirodnykh resursov i okhrany okruzhayushchei sredy Respubliki Komi; 2000. 132 p. In Russ.

Информация об авторах Фортунатова Наталья Константиновна

Доктор геолого-минералогических наук,

заместитель генерального директора

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский

геологический нефтяной институт»,

105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36

e-mail: [email protected]

Швец-Тэнэта-Гурий Александр Георгиевич

Кандидат геолого-минералогических наук, заведующий отделом

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт», 105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36 e-mail: [email protected]

Information about authors Natalya K. Fortunatova

Doctor of Geological and Mineralogical Sciences,

Deputy Director General

All-Russian Research Geological Oil Institute,

36, Shosse Entuziastov,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Moscow, 105118, Russia

e-mail: [email protected]

Alexander G. Shvets-Teneta-Gurii

Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Head of Department

All-Russian Research Geological Oil Institute, 36, Shosse Entuziastov, Moscow, 105118, Russia e-mail: [email protected]

Канев Александр Сергеевич

Заведующий сектором

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт», 105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36 e-mail: [email protected]

Баранова Анна Викторовна

Руководитель группы

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт», 105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36 e-mail: [email protected]

Асташкин Дмитрий Александрович

Кандидат геолого-минералогических наук, руководитель научно-аналитического центра Апрелевское отделение ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной 143363 Апрелевка, 1-я ул. Кетрица, д. 1 e-mail: [email protected]

Дахнова Марина Виссарионовна

Доктор геолого-минералогических наук, заведующий отделом

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт», 105118 Москва, ш. Энтузиастов, д. 36 e-mail: [email protected]

Мирнов Роман Викторович

Главный специалист ООО «РН-БашНИПИнефть», 450006 Уфа, ул. Ленина, д. 86/1 e-mail: [email protected]

Alexander S. Kanev

Head of Section

All-Russian Research Geological Oil Institute, 36, Shosse Entuziastov, Moscow, 105118, Russia e-mail: [email protected]

Anna V. Baranova

Team leader

All-Russian Research

Geological Oil Institute,

36, Shosse Entuziastov, Moscow, 105118, Russia

e-mail: [email protected]

Dmitry A. Astashkin

Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Head of Research and Analysis Center Aprelevka Division of All-Russian Research Geological Oil Institute,

1, Pervaya ul. Ketritsa, Aprelevka, 143363, Russia e-mail: [email protected]

Marina V. Dakhnova

Doctor of geological and mineralogical Sciences, Head of Department

All-Russian Research Geological Oil Institute, 36, Shosse Entuziastov, Moscow, 105118, Russia e-mail: [email protected]

Roman V. Mirnov

Chief Specialist RN-BashNIPIneft',

86/1, ul. Lenina, Ufa, 450006, Russia e-mail: [email protected]

SUBSTANTIATION OF METHODOLOGY FOR INTEGRATED STUDIES OF DOMANIK-TYPE FORMATIONS USING MATERIALS FROM NEW WELLS (UKHTINSKY REGION, SOUTHERN TIMAN)