CC BY
137
УДК: 550.4:552.578.061.32(571.5-18)
Т.М. Парфенова, В.Н. Меленевский ИНГГ СО РАН, Новосибирск
ОЦЕНКА НЕФТЕПРОИЗВОДЯЩИХ ПОРОД КУОНАМСКОГО КОМПЛЕКСА ОТЛОЖЕНИЙ ЛЕНО-АМГИНСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ (ЮГО-ВОСТОК СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ)
Обогащенный органическим веществом (ОВ) куонамский комплекс отложений нижнего и среднего кембрия - потенциальная нефтематеринская толща - распространен на севере и востоке Сибирской платформы [1]. История его изучения насчитывает более семидесяти лет. Цель настоящего исследования - оценить роль углеродистых пород в нефтеобразовании на территории Лено-Амгинского междуречья.
Комплекс диагностических признаков нефтепроизводящих (нефтематеринских) пород составляют:
- Обогащенность автохтонным органическим веществом;
- Аквагенный тип ОВ;
- Стадия катагенеза ОВ, соответствующая главной зоне нефтеобразования;
- Следы первичной миграции;
- Корреляция атомно-молекулярного состава рассеянного органического вещества и нафтидов.
Используя методы определения органического углерода (Сорг), битуминологии и пиролиза [2], изучили коллекцию образов скважины Хоточу № 7 из интервалов 388-354, 346-339, 332-309 м.
В отложениях ботомского, тойонского и основания амгинского ярусов (по И.В. Коровникову, ИНГГ СО РАН) содержание Сорг изменяется от 0,2 до
7.5 %.
В интервалах 388-354 м наблюдается чередование темно-серых и черных известняков и силицитов. Содержание органического углерода в карбонатных породах варьирует от 0,2 до 2,9 %, среднее значение этого параметра равно 1,4 %. После обработки соляной кислотой в этих породах нерастворимый остаток (НО) составил 5-37 %. Концентрации Сорг силицитов значительно выше. Их значения лежат в интервале 2,2-7,5 % (среднее равно
4.5 %). НО кремневых пород изменяется от 73 до 97 %.
В изученных интервалах более позднего временного отрезка амгинского яруса разрез сложен светлыми коричневыми и серыми, в основном, кремнисто-карбонатными породами с нерастворимым остатком 42-60 %, реже встречаются кремни и известняки. Содержание в них органического углерода находится на уровне 1,5 %, редко опускается до 0,6 %. Только два образца характеризуются повышенными концентрациями Сорг - 3,6 и 4,1 %.
Результаты пиролитического и битуминологического исследования с учетом содержания органического углерода и литологии позволили разделить коллекцию образцов на две группы и выделить в одной из них подгруппы. Одна группа пород относится к нижней части разреза (388-354 м), а другая характеризует интервал 346-309 м.
Первая группа - это низкоуглеродистые и углеродистые известняки и силициты, в которых содержание органического углерода изменяется от 0,2 до 7,5 %, среднее содержание Сорг составляет 3,48 %. В группе выделено две подгруппы: наиболее обогащенных ОВ углеродистых кремневых пород и низкоуглеродистых известняков.
Вторая группа - это низкоуглеродистые кремнистые известняки, реже силициты и известняки, в которых содержание Сорг обычно достигает лишь 2 % (только в двух образцах концентрации органического углерода составляют 3,6 % и 4,1 %), среднее равно 1,6 %.
По данным пиролиза «битумоидная» компонента S1 силицитов изменяется от 0,01 до 0,014 %, среднее составляет 0,05 %. В карбонатных и кремнисто-карбонатных породах средние значения S1 сохраняются на уровне 0,03 %, иногда повышаясь до 0,07 %.
Кремневые породы наиболее богаты хлороформенным битумоидом. Минимальное содержание его равно 0,30 %, максимальное - 1,15 %, среднее
- 0,56 %. Известняки нижней части разреза содержат в среднем в 2 раза меньше битумоида. Концентрации их хлороформенных экстрактов изменяются от 0,6 до 0,47 %. Коэффициенты битумоидности пород первой группы варьируют в широком интервале значений от 2,6 до 23,1 %, средние для силицитов и карбонатных пород нижней части разреза равны 10,1 % и 11,8 %, соответственно.
По групповому составу битумоиды пород первой группы близки. Они содержат менее 10 % насыщенных углеводородов, в маслах 75-80 % ароматических УВ, в среднем порядка 40 % бензольных и спиртобензольных смол, 2 % асфальтогеновых кислот. По сравнению с известняками для силицитов свойственны повышенные концентрации в битумоидах ароматической фракции и бензольных смол (в среднем 24 % против 16 % и 16 % против 12 %, соответственно) и несколько пониженные содержания асфальтенов. Отношение суммы углеводородов к сумме смол и асфальтеновых компонентов изменяется от 0,17 до 0,55, средние для силицитов и известняков составляют 0,46 и 0,28.
Породы смешенного кремнисто-карбонатного состава второй группы содержат от 0,05 % до 0,33 % хлороформенного битумоида, среднее равно 0,16 %. Коэффициент битумоидности кремнистых известняков варьирует также сильно, как и этот параметр первой группы пород. Его значения лежат в интервале от 3,0 до 25,5 %, среднее составляет 9,2 %.
Групповой состав битумоидов верхней части разреза заметно отличается от состава битумоидов силицитов и известняков подстилающей толщи. В них в 2-2,5 раза больше насыщенных УВ (14-25 %), повышенные концентрации ароматических соединений, содержание масел достигает 52 % и в среднем в 6-7 раз меньше асфальтенов. Относительное содержание суммы углеводородов к сумме смолисто-асфальтеновых компонентов изменяется от 0,59 до 1,08, среднее равно 0,84, что почти в 2 раза превышает значение этого коэффициента, характеризующего битумоиды силицитов и в 3-4 раза -известняков.
Оценки «керогеновой» составляющей S2 изученных пород методом пиролиза изменяются от 0,29 % до 3,06 %, среднее значение силицитов равно 1,95 %, известняков 0,89 %, кремнисто-карбонатных пород второй группы 0,96 %. Интересно, что индекс продуктивности Р1 варьирует в довольно узком интервале значений и слабо отличается в углеродистых и низкоуглеродистых породах. Сопоставление его с коэффициентом битумоидности показало, что между этими параметрами связь отсутствует.
Известно, что для нефтематеринских пород характерно наличие корреляционной связи между «битумоидной» компонентой и содержанием хлороформенного битумоида. Исследование этой зависимости углеродистой толщи скв. Хоточу № 7 показало, что с ростом концентраций битумоида значения S1 повышаются (коэффициент корреляции равен 0,51).
Сопоставление «керогеновой» компоненты с выходом битумоида показало, что с увеличением концентраций битумоидов в породах растет содержание S2. Коэффициент корреляции равный 0,62 подтверждает это. Полученная зависимость может указывать на значительный вклад смолисто-асфальтеновых компонентов битумоидов в «керогеновую» составляющую органического вещества.
Водородный индекс (Н1) пород скв. Хоточу более 300 мгУВ/гСорг и достигает 711 (рис. 1). Это указывает на аквагенную природу органического вещества и высокий генерационный потенциал рассматриваемых углеродистых отложений [2].
В породах первой группы Н1 изменяется от 314 до 489 мгУВ/гСорг. Кремнисто-карбонатные породы верхней части разреза характеризуются наибольшими значениями водородного индекса. Н1 второй группы пород варьирует в интервале от 450 до 711 мгУВ/гСорг, в среднем составляя 590 мгУВ/гСорг(рис. 1).
Средние значения температур максимальных выходов углеводородов (Ттах) изменяются в интервале 439-442 °С.
Изменения температуры Ттах от 434 до 447 °С могут быть связаны как со свойствами керогенов пород, так и входящими в «керогеновую» составляющую свойствами битумоидных компонентов. Отмечено, что по мере увеличения битумоидности и содержания асфальтеновых фракций растут значения температуры максимального выхода (коэффициенты корреляции, подтверждающие эти связи равны 0,55 и 0,58). Полученные закономерности еще раз указывают на вклад тяжелых высокомолекулярных составляющих битумоидов в «керогеновые» пики.
Анализ показал, что наиболее обогащенными ОВ породами являются силициты. С увеличением карбонатной составляющей концентрации органического углерода уменьшаются. Положительный коэффициент корреляции между содержанием нерастворимого остатка и Сорг равный 0,68 подтверждает это.
Рис. 1. Диаграмма Ш-Ттах для пород куонамского комплекса отложений (Лено-Амгинское междуречье, скв. Хоточу № 7):
1 - пробы первой группы пород, 2 - пробы второй группы пород, 3 - направленность изменения величин Н1 и Ттах в катагенезе, 4 - линии, ограничивающие максимальные значения водородного индекса (Н1) для трех типов органического вещества (I -аквагенного, озерного; II - аквагенного, морского; III - террагенного, связанного с высшей наземной растительностью); 5 - изолинии отражательной способности витринита ^о)
Групповой состав битумоидов и пиролиз пород указывают на то, что углеродистые отложения скв. Хоточу обогащены двумя типами аквагенного органического вещества. Отличия ОВ могут быть обусловлены биохимическими особенностями организмов, накопившихся в осадках, и/или преобразованием ОВ в диагенезе. Первый тип ОВ распространен в кремнях и известняках нижней части разреза, а второй характеризует низкоуглеродистые породы вышележащих интервалов исследованной толщи. Таким образом, куонамский комплекс отложений Лено-Амгинского междуречья на северном склоне Алданской антеклизы представлен двучленным строением.
Обогащенные органическим веществом породы двух групп обладают высокими нефтепроизводящими свойствами. Температуры максимальных выходов углеводородов соответствуют стадии начального мезокатагенеза и свидетельствуют, что породы, ныне залегающие на глубинах 300-400 метров, попадали в зону нефтеобразования. На генерацию нефтей углеродистыми и низкоуглеродистыми породами указывает повышенный битумоидный фон. Высокие значения коэффициента битумоидности (более 10 %) свидетельствуют о проявлениях первичной миграции во вскрытых скважиной уровнях и насыщенности кремнистых и карбонатных пород паравтохтонными битумоидами.
Результаты геохимического исследования повышают перспективность нефтегазоносности юго-восточных территорий Сибирской платформы.
Работа выполнена при финансовой поддержке НШ-1011.2006.5 «Системные исследования фундаментальных проблем размещения ресурсов нефти и газа в земной коре и их использования человечеством»и РФФИ, проект № 06-05-64209.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Кембрий Сибирской платформы (Юдомо-Оленекский тип разреза. Куонамский комплекс отложений). Труды СНИИГГиМСа / В.Е. Савицкий и др. - М.: Недра, 1972. -Вып. 130. - 200 с.
2. Меленевский В.Н. Методические рекомендации по применению пиролитических методов моделирования в органической геохимии / В.Н. Меленевский. - Новосибирск, 1991. - 50 с.
© Т.М. Парфенова, В.Н. Меленевский, 2007
