CC BY
99
Е.В. Беляев1, А.Н. Имамеев2, Ю.В. Волков3
'ЦНИИгеолнеруд, г.Казань 2Казанский гос. архитектурно-строительный университет, г.Казань 3Татарское геологоразведочное управление ОАО «Татнефть», г.Казань
bel@geolnerud.mi.ru
ПРИРОДНЫЕ БИТУМЫ БОЛЬШЕ-КАМЕИСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (РЕСПУБЛИКА ТАТАРСТАН)
Приводятся материалы по геологическому строению Больше-Камеиского месторождения природных битумов и коллекторским свойствам битумоносных пород. Сделан вывод о перспективности объекта для промышленного освоения в обозримом будущем.
Природные битумы являются комплексным углеводородным сырьем, используемым в дорожном строительстве, для производства изоляционных, шумопоглощающих и антикоррозионных материалов, смазочных масел, лаков, биостимуляторов и т.д. Неуклонный рост потребления нефти и уменьшение активных нефтяных запасов делает особо актуальной проблему освоения битумных месторождений как потенциальных источников топливно-энергетических и химических ресурсов не только в РТ, но и в других регионах России и мира. По мнению экспертов Министерства энергетики США и Нефте-Газовой корпорации Аджио, природные битумы с их уникальными свойствами будут играть важную роль в мировой экономике XXI века (Озол, 2002).
В пределах западного склона Южно-Татарского свода в терригенных отложениях уфимского яруса выявлено (Рис. 1) около 130 залежей природных битумов с суммарными прогнозными ресурсами более 430 млн.т (Абдулха-иров и др., 2002), из которых значительная часть остается слабо изученной. Актуальной задачей геологической службы РТ является проведение геологоразведочных работ с целью подсчета запасов природных битумов и содержащихся в них компонентов, а также подготовка выявленных залежей к промышленному освоению.
Одним из перспективных объектов является Больше-Каменское месторождение природных битумов, представленное терригенно-карбонатными породами сакмарского, уфимского, казанского и татарского ярусов пермской системы (Соколов и др., 2002). В составе пермских отложений выделяются 8 маркирующих горизонтов (Рис. 2), послуживших основой для стратиграфических построений. В разрезе месторождения наибольшей мощностью обладают терри-генные породы камышлинской толщи (Р2кх1), менее всего развиты приказанские отложения (Р2кх2). Промышленная
Рис. 1. Схема размещения месторождений битумов (синие кружки) и нефти (фиолетовые контуры) на западном склоне ЮжноТатарского свода.
битумоносность приурочена к глинисто-песчаной толще шешминской свиты (Р2и).
Месторождение расположено в пределах Больше-Ка-менской и Туйской локальных структур (Рис. 3). Обе структуры имеют вытянутую форму; размеры их в плане составляют соответственно 1,15х1,50 и 1,15х1,65 км. Западная часть поднятия является опущенной, в пределах Туйской структуры кровля занимает более высокое положение. Данная структура имеет большую амплитуду крыльев по сравнению с Больше-Каменской. В развитии Больше-Каменской и Туйской структур происходит постепенное смещение сводов поднятий в позднепермскую эпоху в юго-восточном направлении. Амплитуда смещения структур татарского века по отношению к уфимским составляет 400 - 700 м.
Рис. 2. Обобщенный геолого-геофизический разрез Больше-Ка-менского месторождения (синим цветом выделены маркирующие горизонты, коричневым - битумонасыщенные породы).
научно-технический журнал
I еоресурсы 1 (18) 2006
Продуктивная толща на месторождении характеризуется пластообразной формой и переменной мощностью. Наибольших значений мощность достигает в сводах структур (Рис. 4). Подошва толщи пологая и в целом на субширотном разрезе вогнута вниз, в то время как кровля образует два поднятия с более крутыми склонами.
Больше-Каменское месторождение (площадь 3,89 км2), объединяющее Больше-Каменскую и Туйскую залежи, имеет неправильную, вытянутую в северо-западном направлении форму (Рис. 5). Площадь битумонасыщеннос-ти Больше-Каменской залежи составляет 1,1 км2, Туйской - 1,5 км2. Битумная залежь пластово-сводового типа, на месторождении отвечающая практически полностью глинисто-песчаной толще, образует два линзовидных тела. Эффективная мощность* продуктивного горизонта Больше-Каменской залежи колеблется от 3 до 21,3 м, Туйской -от 3 до 20,8 м. Средние значения эффективной мощности месторождения составляют 14,6 м, Больше-Каменской залежи - 13,0 м, Туйской - 15, 7 м.
Эффективные мощности битумного пласта находятся в обратной корреляционной зависимости от глубины залегания кровли глинисто-песчаной пачки (Рис. 6), т.е. увеличиваются с уменьшением глубины. Продуктивные залежи месторождений соединены перемычкой, в которой суммарная мощность битумоносных пород не превышает 1 м.
По геофизическим материалам (Рис. 2) битумонос-ные песчаники выделяются резко повышенными значениями кажущегося сопротивления. Так, продуктивный пласт отражается значениями КС 200 - 450 Омм; аналогичные показатели байтуганских известняков и глин составляют 15 - 30 Омм. В битумонасыщенных интервалах фиксируются контрастные аномалии БКЗ интенсивностью от 150 до 650 Омм при фоновых значениях 5 - 10 Омм. Битумная залежь уверенно выделяется и по данным ИК: 60 - 85 Омм при фоне 10 - 12 Омм .
Разрез глинисто-песчаной толщи сложен преимущественно песчаниками с редкими маломощными прослоями и линзами алевролитов и глин. Песчаники известковис-тые, реже глинистые, серые, буровато- и темно-серые, темно-коричневые, зеленовато-черные, черные мелко- и тонкозернистые косо- и волнисто-слоистые, в различной степени битумонасыщенные. Отдельные разности включают иногда обугленные растительные остатки. Преобладают рыхлые породы, значительно реже отмечаются крепко сцементированные разности. Песчаники сложены преимущественно обломками кремнистых и эффузивных пород; в заметных количествах встречаются кварц и полевой шпат; присутствуют магнетит, пирит, пироксен, амфибол, сфен.
Скважины Болыпе-Каменского месторождения
Рис. 6. График зависимости эффективных мощностей (М) битумного пласта от глубиныг залегания (Н) его кровли.
Примечание. Под эффективной мощностью понимается (Методическое..., 2000) минимальная мощность продуктивного пласта 3 м при битумонасыщенности более 4,5 % масс.
Рис. 3. Структурная карта Болъше-Каменского месторождения (кровля уфимского яруса).
Болыие-Каменская структура Гуискан структура
Рис. 4. Геологический разрез месторождения.
Рис. 5. Карта эффективные мощностей битумныгх залежей Болъше-Каменского месторождения.
Рис. 7. Песчаник глинисто-песчаной толщи (а - силъно битумона-сыщенныш, Ь - средне битумонасыщенныш, с - слабо битумонасыг-щенныш, с1 - не битумонасыщенныш).
^научно-технический журнал
Георесурсы
В гранулометрическом составе песчаников доминирует фракция 0,25 -0,1 мм: содержание ее колеблется в пределах 57,5 - 80,7 %, только в отдельных случаях понижаясь до 44 %.
Вертикальный разрез продуктивного пласта характеризуется ясно выраженной закономерностью. В верхней части развиты слабо и средне сцементированные пористые (35 - 42 %) песчаники. Средняя часть толщи представлена уплотненными (пористость 12 - 24 %) известковис-тыми разностями. Нижние ее части
Залежи Месторождение в Основные кондиции*
Оценочные параметры Болыпе-Каменская Туйская целом
min max X min max х min max X
Глубина залегания, м 165.5 197 179.3 183 207 193.4 165.5 207 185.9 400
Эффективная мощность, м 3 21.3 13 3 20.8 15.7 3 21.3 14.6 3
Размеры Площадь, км2 1.8 2.1 3.9 и.о.
Площадь битумонасыщенности, км2 1.1 1.5 2.6 »
Пористость, % 20.7 44.5 37.1 18.8 42.4 35.4 18.8 44 36.2 18
Коллекторские Плотность, г/см3 2.4 2.8 2.7 2.4 2.8 2.7 2.4 2.8 2.7 и.о.
свойства Карбонатность, % 0.6 16.1 3.6 0.6 12.4 3.9 0.6 16.1 3.6 "
Битумонасыщенность, % 4.5 14.9 9.7 4.6 14.7 9.1 4.5 14.9 9.4 4.5
Запасы категории (тыс. т) 962 (С2) 1806 (С2) 2768 (С2) 500-1000
Табл. 2. Основные характеристики Болъше-Каменского месторождения природных битумов. * Средние значения характеристик 52 месторождений Черемшано-Ямашинской зоны (н.о. - не определялисъ).
обычно сложены крепко и средне сцементированными слабо пористыми (5 - 12 %), часто водонасыщенными, песчаниками с прослоями глин и алевролитов. Наиболее
Рис. 8. Текстуры битумоносных песчаников (а - грубо слоистая, Ь - полосчатая, с - линзовидная, с1 - пятнисто-полосчатая, /- вкрапленная, g - массивная).
мощные тела сильно битумонасыщенных песчаников вскрыты в сводовых частях обеих структур: 14,2 -17,3 м Больше-Каменской залежи и 16,9 - 20,2 м - Туйской. К подошве продуктивность и пористость пород, как правило, значительно снижаются, а карбонатность возрастает.
В интервалах с наибольшей мощностью битумной залежи сильно битумонасыщенные породы слагают однородные и мощные пласты. Характерной особенностью изученных залежей является высокая битумонасыщен-ность однородных участков с мощностью продуктивного горизонта более 10 м по сравнению с участками, состоящими из нескольких продуктивных слоев. Песчаники, за-
легающие между продуктивными слоями, более плотные и крепкие: пористость их не превышает 10%.
Коллекторские свойства (табл. 1) пород глинисто-песчаной толщи изменяются в широком диапазоне. Однако в пределах эффективной мощности продуктивного пласта средние значения свойств улучшаются: пористость 36,2 %, карбонатность 3,6 %, плотность 2,7 %, битумонасы-щенность 9,4 %. Эти показатели (табл. 2) значительно превышают средние значения пористости (25 %), и битумо-насыщенности (8,7 %), рассчитанные для 52 месторождений природных битумов Черемшано-Ямашинской зоны (Методическое..., 2000).
По степени битумонасыщенности выделяются (Рис. 7) песчаники сильно битумонасыщенные с содержанием битума более 7 вес. %, средне битумонасыщенные - 3 - 7 % и слабо битумонасыщенные - менее 3 %. Породы с сильной и частично средней насыщенностью обладают массивной текстурой. Для средне и в особенности слабо насыщенных пород характерна селективная пропитка битумом, обусловившая образование грубо-слоистых, полосчатых, пятнистых, пятнисто-полосчатых, линзовидных, вкрапленных и других текстур (Рис. 8).
В целом на Больше-Каменском месторождении породы с содержанием битумов более 4,5 % составляют значительную часть (76 %) разреза глинисто-песчаной толщи. Сильно битумонасыщенные песчаники занимают в разрезе 60 %, средние -17 %, слабо битумонасыщенные -23 %. В Больше-Каменской залежи кондиционные (более 4,5 %) породы составляют 77 % разреза, что превышает таковые Туйской - 70 %. Наиболее богатые разности несколько преобладают в Туйской залежи: 61,5 % и 58,5 % .
Проведенные исследования показали, что Больше-Ка-менское месторождение представлено двумя линзообраз-
Объекты исследований Пористость, % Битумонасыщен ность по массе, % Карбонатность, % Плотность минералогическая, г/см3
min max X S min max X S min max X S min max X S
Толща в целом 2.4 44.5 31.5 10.2 0,1 14,9 7,8 3,5 0.6 30,1 6,7 6,1 2,3 3,3 2,7 0,1
Песчаники с кондиционными значениями подсчегных параметров 18.8 44 36.2 4.5 4,5 14,9 9,4 2,1 0.6 16,1 3,6 2,5 2,4 2,8 2,7 0,06
Породы битумонасыщенные Сильно 18.1 44.45 36.62 4.4 7,0 14,9 10,1 1,6 0.6 16,1 3,6 2,1 2,4 2,8 2,7 0,06
Средне 9.7 42.44 31.44 8 1,5 6,9 4,8 1,2 1.1 18,1 6.5 4.6 2,3 3,3 2,6 0,1
Слабо 2.4 41.36 17.26 И 1,0 2,9 1,5 0,8 1.4 26,0 14,1 6,9 2,5 3,3 2,7 0,1
Толща в целом 5.4 44.45 31.15 11 1,0 14,9 7,7 3,9 0.6 30,1 6,6 6,0 2,3 3,2 2,7 0,1
Песчаники с кондиционными значениями подсчегных параметров 20.7 44.45 37,07 4.1 4,5 14,9 9,7 2,5 0.6 16,1 3.6 2.5 2,4 2,8 2,7 0,1
П я Сильно 23.3 44.45 37.85174 3.9 7Д 14,9 10,7 1,6 0.6 16,1 3,5 2,5 2,4 2,8 2,7 0,06
сыщенные Средне 12.5 40.21 31.88729 7.1 3,0 6,9 4,8 1,1 1.2 18,0 5.3 4.1 2,3 2,8 2,6 0,1
Слабо 5.6 40.18 16.31735 10.3 1,0 2,9 1,6 1,0 1.4 24,4 14,1 6.4 2,5 3,2 2,7 0,1
Толща в целом 2.4 42.44 31.8818 9.7 0,2 14,7 7,3 3,4 0.6 26,0 6,7 5,3 2,4 3,3 2,7 0,1
Песчаники с кондиционными значениями подсчегных параметров 18.8 42.37 35.40817 4.7 4,6 14,7 9,1 1,7 0.6 12,4 3.9 2.2 2,4 2,8 2,7 0,1
TT Ä Сильно 18.1 42.37 35.53578 4.6 7 14,7 9,6 1,3 0.6 12,4 3.7 1,8 2,4 2,8 2,7 0,06
сыщенные Средне 9.7 42 32.32063 8.8 1,5 6,9 4,6 1,2 1.1 18,2 7.5 4.9 2,6 3,3 2,7 0,1
Слабо 2.4 41.36 18 11.4 0,1 2,9 1,4 0,8 2.2 26,0 14,5 7,5 2,5 3,3 2,7 0,1
Табл.1. Коллекторские свойства пород Болъше-Каменского месторождения. Значения: min - минимальное, max - максимальное, х - среднее, S - стандартное отклонение.
научно-технический журнал
I еоресурсы i да) 2006
ными залежами со средней эффективной мощностью 14,6 м. Основные оценочные параметры месторождения (размеры, запасы, коллекторские свойства) выгодно отличаются от средних показателей месторождений природных битумов Черемшано-Ямашинской зоны (табл. 2).
Анализ приведенных данных позволяет сделать вывод, что Больше-Каменское месторождение по своим параметрам и коллекторским свойствам пород является достаточно кондиционным и может стать объектом лицензирования и промышленного освоения в обозримом будущем.
Материалы, изложенные в статье, были получены в результате работ, выполненных в ГУП «Татарстангеология» в период с 2002 по 2004 гг., и отражают геологическую основу под конечную стадию завершения - оценку запасов природного битума по промышленным категориям.
В 2005 г. ТГРУ ОАО «Татнефть» завершило окончательное изучение Больше-Каменского месторождения, освоив с применением теплового воздействия продуктивные пласты, с получением гидродинамических, геотермических и промысловых характеристик, вошедших в окончательную редакцию отчета по подсчету запасов в 2006 г.
С помощью комплекса ГРР необходимо ежегодно оценивать месторождения природных битумов с целью наращивания материально-сырьевой базы РТ и инвестиционной привлекательности потенциальных недропользователей.
Литература
Абдулхаиров P.M., Янгуразова З.А., Горшенина Е.А., Назипов А.К., Сухов К.А. Геолого-экономическая оценка инвестиционных перспектив месторождений природных битумов. Минерально-сырьевой потенциал неосвоенных земель Татарстана: состояние, оценка, перспективы. Казань. Меридиан-Экспресс. 2002. 119-125.
Методическое руководство по поискам и разведке месторождений природных битумов уфимского яруса Республики Татарстан. Бугульма.: РНТЦ ОАО ВНИИнефть. 2000.
Озол А.А. Процессы полигенного нефтегазо- и рудообразо-вания и их экологические последствия. Казань. 2002.
Соколов В.Н., Имамеев А.Н., Попыкин А.Г. Новые данные по Боль-ше-Каменской залежи природных битумов. Минерально-сырьевой потенциал неосвоенных земель Татарстана. Казань, 2002. 189-191.
К 90 -летию
Булыгина Владимира Яковлевича
Булыгин Владимир Яковлевич родился в семье служащих. В 1939 году закончил математическое отделение физико - математического факультета Казанского Государственного Университета. По окончании университета преподавал математику и физику в школе села Столбищи ТАССР. В 1941 году работал старшим лаборантом кафедры механики в КГУ.
В 1941 - 1945 г.г. Булыгин В.Я. воюет на фронтах Великой Отечественной Войны. Награжден орденом Отечественной войны 1-й степени, 2-мя орденами Отечественной войны, орденом Красной Звезды, 14 медалями.
После демобилизации он работает в КГУ на прежней должности, и в 1949 году защищает диссертацию на степень кандидата физико-математических наук.
В 1952 - 1961г.г. Булыгин В.Я. - доцент кафедры механики КГУ В 1958 году занимает должность заведующего кафедрой вычислительной математики, работает научным руководителем вычислительного центра. В 1959 г. успешно защитил диссертацию на степень доктора технических наук «Вопросы гидродинамических расчетов эксплуатируемых нефтяных месторождений». В 1960 г. Владимиру Яковлевичу было присвоено ученое звание профессора.
С 1963 года работал на кафедре аэрогидромеханики. Одновременно Владимир Яковлевич тесно сотрудничал с различными организациями нефтяного профиля, в том числе с объединением «Татнефть».
С 1998 г. Владимир Яковлевич является ведущим научным сотрудником лаборатории моделирования разработки нефтяных месторождений НИИММ при КГУ
За время многолетней работы под руководством Владимира Яковлевича защищено 19 диссертаций. Он является автором 100 публикаций, в том числе пяти монографий: «Гидромеханика нефтяного пласта» - М.: Недра, 1974.-232 с. «Правдоподобное моделирование», «Имитация разработки залежей нефти» - М.: Недра, 1990.-224 с., «Геология и имитация разработки залежей нефти» - М.: Недра, 1996.-382 с. «Гидродинамический анализ работы эксплуатируемого нефтяного месторождения по данным технической документации» - Казань: Уч. Зап. Казанского университета, 1958. - 67 с.
В 1991 г. Владимиру Яковлевичу было присвоено звание заслуженного деятеля науки и техники ТАССР, а в 2006 году - звание заслуженного профессора.
Коллеги, друзья и соратники поздравляют с 90-летним юбилеем Владимира Яковлевича Булыгина, внесшего неоценимый вклад в фундаментальную науку и дело развития нефтегазодобывающей отрасли, и желают здоровья, творческих успехов и счастья на долгие годы!
|
Евгений Владимирович Беляев канд. геол.-мин. наук с.н.с. ЦНППге-олнеруд. Область научных интересов: минерагения, тектоника, стратиграфия. К » 1 А. > 1
Амир Нуриевич Имамеев канд. геол.-мин.наук, доцент КГАСУ. Область научных интересов: гидрогеология, геология соляных и битумных месторождений. г № к
Юрий Васильевич Волков канд. геол.-мин.наук, ТГРУ ОАО «Татнефть». Область научных интересов: геология и разработка месторождений природных битумов и высоковязких неф-тей, методы увеличения нефтеотдачи, бурение, испытание и капремонт глубоки 1 1 ш 1 / х скважин.
^научно-технический журнал н
Георесурсы Ш2Л
