CC BY
58
УДК 552.5 (571.5)
ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПУСТОТНОГО ПРОСТРАНСТВА В КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВЕНДА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ
Ирина Валерьевна Вараксина
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории седиментологии, тел. (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Евгений Максимович Хабаров
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории седиментологии, тел. (383)333-37-14, е-mail: [email protected]
На основании детальных петрографических и электронно-микроскопических исследований изучена структура порового пространства продуктивных карбонатных горизонтов венда центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы. Установлена связь пористости с типами отложений. Выяснено, что решающую роль в формировании коллекторских свойств сыграли постседиментационные процессы.
Ключевые слова: Сибирская платформа, венд, карбонатные продуктивные горизонты, поровое пространство.
THE SPECIFICITY OF FORMATION OF PORE SPASE
IN THE VENDIAN CARBONATE DEPOSITS, THE CENTRAL PART
OF THE NEPA-BOTUOBA ANTECLISE
Irina V. Varaksina
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Ph. D., Senior Researcher of the Laboratory of Sedimentology, tel. (383)333-23-03, e-mail: [email protected]
Evgeniy M. Khabarov
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Koptyug Prospect, Ph. D., Associate Professor, Head of the Laboratory of Sedimentology, tel. (383)333-37-14, е-mail: [email protected]
The pore space of the Vendian carbonate productive horizons in the central part of the Nepa-Botuoba anteclise was studied on the basis of detailed petrographic examinations and electron microscopy. The connecnion between porosity and types of deposits was installed. It was found that postsedimentary processes played a decisive role in the formation of reservoir properties.
Key words: Siberian platform, Vendian, parfenovskiy horizon.
В работе приведены результаты литологического изучения ербогаченско-го, преображенского и усть-кутского карбонатных продуктивных горизонтов
венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса, вскрытых на северозападном склоне Непского свода НБА. Проведенные исследования показали, что первичные структурно-минералогические особенности пород и неодинаковое воздействие вторичных процессов обусловили сложное и неоднородное строение пустотного пространства. Решающее влияние оказали постседимента-ционные процессы, особенно развитие ангидрита и галита, которые сильно ухудшили качество изучаемых коллекторов.
Детальное исследование кернового материала позволило оценить влияние седиментационных и постседиментационных факторов на формирование пористости и показало, что каждому типу пород свойственна своя структура пустотного пространства.
В составе рассматриваемых продуктивных горизонтов преобладают ран-недиагенетические (практически синседиментационные) доломиты, среди которых выделены: 1) строматолитовые; 2) зернистые и микритово-зернистые, подразделяющиеся на более дробные типы в зависимости от состава и размера зерен; 3) микритовые (микрит-силтитовые) и глинистые. Выяснилось, что в изученных породах присутствуют поры нескольких типов: 1) остаточные се-диментационные, 2) перекристаллизации и 3) растворения.
К первому типу относятся остаточные межзерновые поры, сохранившиеся между форменными элементами (интракластами, оолитами, пизолитами и комками) после уплотнения осадка и образования в раннем диагенезе крустифика-ционных оторочек вокруг зерен. Размер их обычно не превышает 0,5 мм, в основном 0,05-0,2 мм, а форма обусловлена размерами и взаимным расположением слагающих породу зерен. Связь осуществляется с помощью межзерновых каналов, длина которых равна размеру пор или меньше их. В большинстве случаев остаточные межзерновые пустоты частично или полностью выполнены битуминозным веществом. Иногда в наиболее крупных порах фиксируется га-лит или ангидрит. В целом содержание пустот данного типа не превышает 5 %.
Пустоты второго типа тоже мелкие (0,02-0,2 мм) и приурочены к участкам перекристаллизации цемента. Контуры пор, как правило, четкие за счет обрамления кристаллографическими гранями доломита. Соединение пустот между собой осуществляется по тонким (< 0,01 мм) извилистым межкристаллическим каналам. Битуминозное вещество выполняет поры в виде микроскопических сгустков и распространяется в виде пленок вдоль граней кристаллов, в результате чего создается эффект равномерной «пропитки» битумом перекристаллизованных участков. Необходимо отметить, что в интенсивно перекристаллизованных породах наблюдается пятнистое распределение участков, сложенных относительно чистым мелкокристаллическим доломитом, и участков тонкокристаллического строения, «пропитанных» битуминозным веществом. Судя по формам более «чистых» пятен, они представляют собой перекристаллизованные крупные (1...5 мм) зерна типа пизолитов и оолитов (иногда фиксируются реликты концентрического строения), а битуминозное вещество развивается по межкристаллическим порам перекристаллизованного цемента. Несмотря на широкое распространение пустот второго типа, их вклад в общую пористость
относительно невелик из-за неравномерного распределения и малых размеров. В целом они занимают не более 2-3 %, редко 5 % от объема пород.
Основная масса пор и каверн в рассматриваемых породах образовалась в результате растворения. Наиболее часто наблюдается растворение остаточных межзерновых пустот. Вновь образованные поры и каверны имеют в основном округлые и удлиненные формы, размеры от 0,2 до 10 мм и соединяются широкими (0,05-0,5 мм) каналами. Изредка совместно с ними фиксируются поры внутризернового растворения, которые приурочены к центральным частям оолитов, имеют округлые формы и размеры 0,2-0,8 мм. Кроме того, часто наблюдаются поры, образованные при выщелачивании пустот перекристаллизации, как правило, округлые, иногда вытянутые, размером 0,2-5 мм в длину. В строматолитовых доломитах эти пустоты располагаются по слоистости и достигают 1-2 см. В перекристаллизованных пятнистых породах усть-кутского горизонта размер каверн достигает 5 см. Содержание пустот растворения - 10-20 %. Однако повсеместно наблюдается выполнение вновь образованного пустотного пространства галитом и ангидритом. Причем крупные поры и каверны запечатываются, а мелкие пустоты (< 0,5 мм) часто остаются открытыми. В ряде случаев кристаллы галита инкрустируют только стенки пор, при этом открытые центральные части пустот становятся изолированными.
Помимо перечисленных выше типов пор, существенный вклад в пустотное пространство вносят микротрещины. Отличительной особенностью отложений рассматриваемых продуктивных горизонтов является повышенная микротре-щиноватость, связанная с многочисленными субгоризонтальными «зарождающимися» слабобугорчатыми микростилолитами. Микростилолиты (средняя раскрытость 0,05-0,08 мм) выполнены битуминозно-нефтяным веществом, которое часто пропитывает близлежащие участки пород.
Наиболее широко представлены в изученных продуктивных горизонтах зернистые породы. Среди них преобладают оолито-пизолитовые разновидности, которые отличаются невысоким содержанием нерастворимого осадка (< 5%) и достаточно хорошей сортировкой форменных компонентов. Этот ли-тотип, накопление которого проходило в условиях активной гидродинамики, характеризуется хорошими первичными фильтрационно-емкостными свойствами. Поровое пространство, заложенное в седиментогенезе, частично сохранилось в виде остаточных межзерновых пустот, а также способствовало развитию вторичных пор растворения. Хорошая проницаемость данных пород способствовала их интенсивной перекристаллизации. Пустоты перекристаллизации становились основой для растворения. Таким образом, в зернистых доломитах присутствуют все виды пустот, из которых около 70 % занимают поры и каверны растворения. Пористость в этом типе пород достигает 20-30 %, однако большая часть её утрачена из-за новообразования в поровом пространстве гали-та и ангидрита, а значения открытой пористости, как правило, не превышают 10-15 %. Тем не менее в большинстве случаев это нефтенасыщенные породы, что связано также и с их интенсивной микростилолитизацией.
Микритово-зернистые (сгустково-комковатые) породы, отлагавшиеся в условиях переменной гидродинамики, отличаются неоднородным строением и обладают пористостью, связанной с процессами перекристаллизации и последующего растворения. Большую роль в них играют мелкие (< 0,2 мм) поры перекристаллизации, участками встречаются более крупные поры до 1-3 мм, редко 5 мм в длину, образованные за счет растворения наиболее перекристаллизованных зон. Галит в поровом пространстве данного литотипа встречается редко, что связано с преобладанием пор маленького радиуса. Содержание открытых пор в этих породах не превышает 5 %.
Широкое развитие пор и каверн наблюдается в строматолитовых породах. В основном это вторичные пустоты, приуроченные к строматолитовой слоистости. Такая связь объясняется тем, что разложение органического вещества, характерное для водорослевых матов, приводило к образованию уже на ранней стадии диагенеза фенестральных структур (практически синседиментацион-ных), которые в дальнейшем становились основой для интенсивного растворения и формирования каверн. Межстолбиковое пространство заполнено зернистым и микритовым материалом. В случае, когда между строматолитовыми столбиками находится большое количество зерен, фиксируются поры унаследованного выщелачивания, развивающиеся по межзерновому пространству. Однако чаще в заполнителе преобладает микрит, который в целом ухудшает фильтрационные свойства строматолитовых пород. Пористость варьирует от 5 до 10 %, так как пустоты часто заполнены солью или ангидритом, что существенно снижает её значения. Дополнительную емкость создают многочисленные микростилолиты, развивающиеся по строматолитовой слоистости.
Зернистые и строматолитовые доломиты в разной степени ангидритизиро-ваны. В одном из разрезов в ербогаченском горизонте наблюдается наиболее интенсивная ангидритизация, которая проходила в несколько стадий. На этом уровне также фиксируется замещение доломита раннедиагенетическим магнезитом, который никак не повлиял на пустотное пространство. Анализ распространения ангидрита по разрезу показал, что чем интенсивнее сульфатизирова-ны породы, тем менее они нефтенасыщены.
Микритовые (микрит-силтитовые), часто глинистые, доломиты характеризуются очень низкой первичной пористостью, которую в процессе катагенети-ческих преобразований они практически утратили. Это плотные, однородные породы, в которых отсутствуют все виды пустот.
В результате седиментологических исследований было установлено, что в разрезах, вскрывших рассматриваемые горизонты, четко выделяются разномасштабные циклы с резкой нижней границей, нижний элемент которых представлен глинисто-карбонатными (или карбонатно-глинисто-ангидритовыми) породами, а верхний сложен микритово-зернистыми, зернистыми или строма-толитовыми доломитами [2]. Данные циклы обмеления отражают выдвижение барово-отмельных систем на тонкослоистые отложения мелководных депрессий и приливно-отливных илистых отмелей в разной степени изолированного
шельфа. В пределах отдельных баровых систем в одних случаях доминировали строматолитовые породы, в других - зернистые.
Анализ распределения основных видов пустот (пор, каверн и микростило-литов) по разрезу показал, что нижние части выделенных седиментационных циклов практически непроницаемы. Вверх по разрезу, по мере постепенного возрастания роли зернистых и/или строматолитовых пород, содержание пустот увеличивается. Максимальные значения пористости фиксируются в средних и верхних частях циклов, накопление которых проходило в пределах оолито-пизолитовых отмелей или строматолитовых банок.
Определяющую роль в формировании коллекторов сыграли постседимен-тационные процессы, проявление которых было неравномерным. В ербогачен-ском горизонте в одной из скважин в результате интенсивной ангидритизации открытое поровое пространство было практически полностью уничтожено. В соседнем разрезе на этом уровне отмечается лишь незначительное засолоне-ние, широкое развитие открытых пустот и наличие мощных нефтенасыщенных интервалов. В преображенском горизонте развитие ангидрита и галита в наиболее крупных пустотах также привело к существенному сокращению открытой пористости. Ёмкость в нефтенасыщенных доломитах связана с остаточной пористостью и интенсивной микростилолитизацией. В усть-кутском горизонте основную отрицательную роль сыграл процесс заполнения пор галитом и в меньшей степени ангидритом.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вараксина И. В., Хабаров Е. М. Седиментогенез и постседиментационные изменения карбонатных продуктивных отложений венда центральной части Непско-Ботуобинской ан-теклизы // Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории. VII Всерос. литологич. совещ.: сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 28-31 октября 2013). - Новосибирск, 2013. - Т. 1. - С. 134-138.
2. Вараксина И. В., Хабаров Е. М. Литологические типы и обстановки формирования нефтегазоносных карбонатных отложений венда центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Геоэкология» : сб. материалов в 3 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 134-138.
© И. В. Вараксина, Е. М. Хабаров, 2015
