CC BY
45
УДК 553.983, 553.982.23
М.С. Топчий1, Н.В. Пронина2. А.Г. Калмыков3, Г.А. Калмыков4, М.М. Фомина5, Ю.А. Карпов6, Е.В. Козлова7, Н.П. Фадеева8
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО ВЕЩЕСТВА В ПОРОДАХ БАЖЕНОВСКОЙ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТОЙ ФОРМАЦИИ
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова».
119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, 1
Сколковский институт науки и технологий, Центр добычи углеводородов Сколтеха.
121205, Москва, Большой бульвар, 42
Moscow State University, Faculty of Geology. 119991, Moscow, GSP-1, Leninskiye Gory, 1
Skolkovo Institute of Science and Technology, Skoltech Center for Hydrocarbon Recovery. 121205, Moscow, Skolkovo, Bolshoy b., 42
Одна из наиболее известных и перспективных сланцевых формаций России — ба-женовская свита. Неоднозначность представлений о ее геологических особенностях, вызванная сложным и неоднородным строением толщи, притягивает внимание многих исследователей. Нами баженовская свита выделена в совокупности с ее стратиграфическими аналогами в баженовскую высокоуглеродистую формацию (БВУФ). Рассмотрены основные характеристики ее выделения и распространения по площади, а также геологическое строение. Будучи нетрадиционным коллектором углеводородов, БВУФ обладает свойствами нефтематеринской породы, к основным характеристикам которой относятся органическое вещество, его тип и зрелость. Представлены результаты изучения органического вещества различными методиками на микроуровне, а также их интеграция с более крупномасштабными исследованиями. Необходимость детального рассмотрения органического вещества БВУФ обоснована тем, что оно имеет смешанный состав и как следствие разную степень преобразованности и пространственного расположения породе.
Ключевые слова: баженовская свита, органическое вещество, баженовская высокоуглеродистая формация.
One of the most famous and promising shale formations in Russia is the Bazhenov formation. The ambiguity of ideas about its geological features, caused by the complex, heterogeneous structure of the strata, attracts the attention of many researchers. In this work, the Bazhenov formation is singled out in conjunction with its stratigraphic counterparts in the Bazhenov high-carbon formation (BHCF). In this were considered the main characteristics of its allotment and distribution over the area, as well as the geological structure. Being an unconventional reservoir of hydrocarbons, BHCF has properties of a petroleum-bearing rock, one of the main characteristics of which is organic matter, its type and maturity. The paper presents the results of the study of organic matter by various methods at the micro level, as well as their integration with larger-scale studies. The need for detailed consideration of the organic matter of the BHCF is justified by the fact that it has a mixed composition and, as a consequence, a different degree of transformation and spatial distribution.
Key words: Bazhenov formation, organic matter, Bazhenov high-carbon formation.
Введение. Впервые баженовская свита (БС) была выделена и охарактеризована Ф.Г. Гурари в 1959 г. как пачка марьяновской свиты [Брадучан и др., 1986]. Примерно тогда же были получены
промышленные притоки нефти из баженовской свиты. С тех пор и до сегодняшнего момента добыча нефти из нее по разным оценкам составила от 11 до 13,3 млн т [Брехунцов, Нестеров, 2010].
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, аспирант; e-mail: [email protected]
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, профессор, докт. геол.-минер. н.; e-mail: [email protected]
3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, доцент; e-mail: [email protected]
4 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, инженер; e-mail: [email protected]
5 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, аспирант; e-mail: [email protected]
6 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, аспирант; e-mail: [email protected]
7 Сколковский институт науки и технологии, Центр добычи углеводородов, ст. науч. с.; e-mail: [email protected]
8 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, вед. науч. с.; e-mail: [email protected]
Рис. 1. Палеогеографическая схема Западной Сибири, волжский век [Кон-торович и др., 2013]: области морского осадконакопления: 1 — море, глубина >400 м; 2 — море глубокое, 200—400 м; 3 — море, глубина 100—200 м; 4 — море мелкое, глубина 25—100 м; 5 — море мелкое, глубина <25 м; области переходного осадконакопления: 6 — равнина прибрежная, временами заливавшаяся морем (осадки пойменные, озерно-бо-лотные, русловые, дельтовые, береговых баров, пляжевые); области континентального осадконакопления: 7 — равнина низменная, аккумулятивная (осадки русел, пойм, озер и др.); 8 — равнина денудационно-аккумулятивная; области размыва: 9 — равнина возвышенная (денудационная суша), 10 — горы низкие
Важно отметить, что в геологическом плане некоторые исследователи рассматривают не только баженовскую свиту, но и ее стратиграфические аналоги. Такое рассмотрение базируется на выделении баженовской высокоуглеродистой формации (БВУФ), которая охватывает позднеюрско-раннемеловой возрастной диапазон (до берри-аса включительно) и отличается от вмещающих отложений по наличию концентрированного аквагенного органического вещества (АКОВ), содержание которого составляет более 2,5% (предложено Н.Б. Вассоевичем) [Баженова и др., 2000]. В данном случае БВУФ включает в себя по латерали не только отложения БС, но и тутлеймской, мулымьинской свит, и захватывает часть отложений яновстан-ской свиты, например, в Мессояхской впадине.
БВУФ обладает сложным строением, повышенным содержанием органического вещества (ОВ) и изменчивостью свойств по территории. При этом фациальные обстановки осадконакопления и вторичные процессы, связанные с изменением литологического состава и преобразованием ОВ, могут приводить к формированию коллекторских прослоев в толще. В то же время проницаемость пористых интервалов иногда невысокая, в свите может содержаться большое количество сорбированных углеводородов (УВ), что предопределяет необходимость проведения дополнительных геолого-технологических мероприятий для получения притока. Такие работы требуют знания о составе и генетической зрелости ОВ, поскольку от это-
го зависят как коллекторские характеристики (керогеновая пористость), так и количество генерированных УВ и гетероатомных соединений (тяжелые смолы, асфальтены) и адсорбционная способность керогена. При этом исследования ОВ часто ограничиваются стандартным комплексом на макроуровне (пиролиз, иногда экстракция хлороформом из измельченного образца), которые дают обобщенные характеристики.
Наша работа была сфокусирована на комплексном изучении ОВ на микроуровне с целью выявления особенностей его строения и состояния в конкретных образцах, на особенностях распределения УВ в объеме образца, его приуроченности, характеристиках генетической зрелости конкретных органических объектов. Помимо стандартной
Рис. 2. Схема распространения свит, частично или полностью входящих в состав баженовского горизонта,
по [Брадучану и др., 1986] с дополнениями
Рис. 3. Геолого-геофизический планшет с результатами пиролитических и углепетрографических исследований пород БВУФ
чо
характеристики пород методом пиролиза нами использованы результаты углепетрографических исследований, анализы методом сканирующей электронной микроскопии, конфокальной микроскопии.
Геологическое строение БВУФ. Время осад-конакопления пород БВУФ оценивается как ти-тон—берриас. Исследуемая формация подстилается сложнопостроенной толщей морских карбонат-но-глинистых пород, обогащенных глауконитом и остатками ростров белемнитов, относимых к георгиевской или абалакской свитам (верхний оксфорд—нижний титон) [Захаров, 2006]. Перекрываются отложения БВУФ породами неокомского клиноформного комплекса, в составе которого выделяют ахскую, сортымскую и другие свиты [Атлас..., 2004]. Территория Западной Сибири на момент баженовского времени представляла собой морской бассейн, максимальная глубина которого по разным оценкам составляла 200—500 м, что подтверждается находками остатков макро- и микробиоты (рис. 1).
Морской бассейн заселяли в основном фито-зоопланктонные и нектонные организмы, представленные радиоляриями, которые обитали в приповерхностных водах, а бентосные организмы имели подчиненное значение. Остатки нектонных организмов в породах представлены раковинами аммонитов, рострами белемнитов, крючками (онихиты) палеокальмаров и скелетами рыб. Среди бентосных организмов преобладали бухии и иноцерамы, причем в подавляющем большинстве пород присутствуют остатки раковин или бухий, или иноцерам [Доманикиты..., 1982; Захаров, 2006; Панченко и др., 2015].
Формирование отложений происходило в наиболее удаленной от берега центральной впадине, где отлагались кремнистые илы, в различной степени глинистые, обогащенные ОВ. Осадкона-копление характеризовалось небольшой скоростью (0,002—0,004 мм/год) в условиях стабильного се-диментационного режима на протяжении 5—8 млн лет [Дорофеева и др., 1979]. Такие условия способствовали накоплению осадков относительно небольшой мощности (20—30 м) с большим количеством ОВ. На подводных равнинах, окружавших псевдоабиссальную впадину, откладывались осадки, сформировавшие тутлеимскую, мулымьин-скую, марьяновскую, даниловскую, яновстанскую свиты (рис. 2). Входящие в состав баженовского горизонта тутлеимская и мулымьинская свиты характеризуются высоким содержанием ОВ. В отложениях марьяновской, даниловской, яновстан-ской свит содержание ОВ значительно меньше и присутствует не во всем объеме этих свит, а только в отдельных пропластках [Решение., 2004]. Такая латеральная и вертикальная неоднородность БВУФ ставит перед исследователями задачу систематизации методов изучения ОВ как на локальном, так и
на региональном уровне; кроме того, необходимо районировать и типизировать отложения.
Указанные условия определили формирование нефтематеринской толщи баженовской высокоуглеродистой формации. Однако, как упоминалось выше, на образование коллекторских интервалов сильно влияют вторичные процессы, к которым могут относиться, в частности, растворение и переотложение различных минералов, гидротермальные процессы и процессы прогрева. Такие процессы могут приводить к существенным изменениям в строении ОВ вследствие его дозревания и перехода на высокие градации катагенеза [Васильев и др., 2015]. Учитывая, что такие явления локальны, необходимо проводить исследования на макроуровне для выяснения особенностей распространения ОВ в породах и их характеристик.
Методы исследования. Пиролиз образцов породы выполнялся на пиролизаторе Rock-Eval-6. В интервале температуры до 300 °С (пик S1 (S0+S1)) происходит десорбция свободных (С1—С7) и сорбированных (С8—С33) углеводородов (УВ), входящих в состав попутных газов и нефтей (УВ метанового ряда, ароматические УВ и др.). В интервале термического разложения керогена при 300—650 °С (пик S2) происходит собственно пиролиз, в результате которого ОВ превращается в УВ. Третий пик (S3), измеряемый детектором теплопроводности при 300—390 °С, фиксирует количество диоксида углерода. Продукты пиролиза, соответствующие вышеуказанным пикам, измеряются в мг/г породы. Температура, при которой отмечается наибольшая интенсивность выхода УВ в пределах пика S2, обозначается как Tmax. Нефтегазоматеринский потенциал породы определяется суммой двух пиков (S1+S2), он измеряется в кг УВ/т породы или мг УВ/г породы. Затем в печи окисления происходит программированный нагрев породы (300—850 °С) в атмосфере кислорода. Общее содержание углерода TOC (Total Organic Carbon) вычисляется с учетом того, что 83% в элементном составе УВ пиков S1, S2 приходится на углерод.
Степень выработанности керогена отражается в коэффициенте PI (Production Index), он равен S1/ (S1+S2), его значения, составляющие 0,1—0,4, отвечают условиям главной зоны нефтеобразования и, следовательно, могут служить относительной мерой катагенеза. Водородный индекс HI (Hydrogen Index) представляет собой отношение количества органических соединений S2 на содержание органического углерода (TOC) в образце (мг УВ/ кг ТОС). Кислородный индекс OI (Oxygen Index) показывает количество CO2 (пик S3) относительно Сорг (мг СО2/г ТОС).
Экстракцию образцов проводили хлороформом в аппарате Сокслета. Процесс экстракции считается завершенным, когда концентрация битумоида в хлороформе составляла <0,000625%.
Для исследования ОВ в БВУФ выполнены углепетрографические исследования, анализ образцов методами растровой электронной микроскопии и растровой электронной микроскопии с фокусированным ионным пучком. Углепетрографические исследования проводились в лаборатории угля кафедры геологии и геохимии горючих ископаемы геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова на установке QD1302 «Craic Technologies».
Исследования структуры порового пространства, взаиморасположения породообразующих минералов и состава образов кернового материала выполнены на кусках (сколах) и аншлифах 10 образцов с помощью растрового электронного микроскопа «JEOL 6610 LV», сопряженного с системой энергодисперсионного рентген-спектрометрического анализа «Oxford Instrumenrs INCAXact». Для специфической подготовки образца перед микроскопированием применялась система холодно-плазменной металлизации «JEOL JFC1600». Материал напыления — платина. Обработку результатов проводили при помощи программного обеспечения SEM Control User Interface, ver. 7.11 «Jeol Technics LTD». Эта методика исследования наиболее информативна, так как отражает полную информацию о структуре порового пространства. Изучение образцов с использованием фокусированного ионного пучка проводилось на растровом электронном микроскопе «Helios NANOLAB 600I».
Результаты исследований и их обсуждение. Геохимические характеристики баженовской свиты. Для оценки характеристик отложений БВУФ, выделения ее границ, определения нефтегенераци-онного потенциала, типа и зрелости ОВ проводят геохимические исследования образцов кернового материала. На рис. 3 представлен пример геолого-геофизического планшета с результатами пироли-тических и углепетрографических исследований. По каротажным признакам баженовская свита характеризуется большими значениями на кривой гамма-каротажа, высокими сопротивлением и значениями HI, пониженными значениями плот-ностного каротажа. К основным характеристикам, по которым, в частности, выделяют нефтенасы-щенные прослои, относятся параметры Sx и S2, а также индекс продуктивности (PI). Повышенные значения параметра S1 относительно параметра S2, также выражаемые через высокие значения PI, свидетельствуют о наличии свободной нефти в порах породы и могут быть идентификатором коллектора в БВУФ. Пиролитические параметры Tmax и HI, а также параметр Ro — величина коэффициента отражательной способности витринита, определяемая с помощью углепетрографических исследований, позволяют оценить зрелость ОВ, а также определить его тип.
Как видно на рис. 3, в исследованной скважине значения HI изменяются по разрезу, особенно
Рис. 4. Модифицированная диаграмма Ван-Кревелена
при измерениях после экстракции, которые исключают вклад в этот параметр адсорбированных УВ и гетероатомных соединений (ГАС), при этом параметр Ттах остается практически неизменным. Также для образца на границе БВУФ и подстилающих отложений получено более низкое значение параметра Ro. Эти отличия свидетельствуют, что ОВ в пределах одного разреза может несколько отличаться по степени преобразованности (рис. 4). Несмотря на то что в нефтяных компаниях и научно-исследовательских институтах для подсчета запасов определения характеристик БВУФ по территории и построения карт используют усредненные значения, необходимо провести более детальные исследования, которые позволят понять, насколько достоверно применение усредненных параметров, каковы особенности распределения органических компонентов (свободные и сорбированные УВ и ГАС, кероген), отличаются ли они по генетическим признакам и степени пре-образованности.
Органическое вещество баженовской свиты. Органическое вещество — достаточно общий
Рис. 5. Микрофото ОВ баженовской свиты под люминесцентным микроскопом с темно-бурым микропрослоем керогена, окруженным люминесцируюшим сингенетичным битумоидом (слева), а также схематичное соотношение нефти и сорбированных УВС в поровом пространстве пород (справа) (выполнено Н.В. Прониной)
термин, включающий в себя все соединения в образце, состоящие преимущественно из углерода, водорода, кислорода, азота и серы. В то же время органические соединения существенно различаются не только по составу, но и по агрегатному состоянию (газообразные, жидкие и твердые) и степени свободы (свободные и физически связанные). Ранее было показано, что в БВУФ присутствует нефть в открытых, закрытых и запечатанных порах, а также физически связанные УВ, ГАС и кероген [Калмыков, 2017]. При извлечении кернового материала из скважин за счет перепада давления происходит дегазация породы, в результате которой пузырьки газа вытесняют нефть из порового пространства. Поэтому при исследованиях пород основные изучаемые объекты — свободные УВ и ГАС в закрытых порах, связанные УВ и ГАС, а также кероген. При этом на микроуровне можно установить распределение битумоидов в объеме пород, определить зрелость конкретного твердого мацерала и его структуру.
В процессе углепетрографического изучения в составе исследованных образцов выделены следующие органические мацералы: битуминит (bit), битумы (В) и твердые битумы (SB), называемые также микринитом или остаточным ОВ. Все эти мацералы, по сути, — разные формы одного и того же вещества, проходящего трансформацию из исходного твердого образования (bit) в жидкое (В) и оставшегося в твердой фазе, но значительно уменьшившегося в объеме остаточного ОВ (SB). Все три мацерала, присутствующие в образцах изученной коллекции, согласно последней классификации органических мацералов [Pickel et al., 2017] можно отнести к группе липтинита.
Битуминит, первоначально образующийся из водорослей, встречается в виде комочков, линз и даже слойков разного размера и формы. Поскольку исходная водорослевая структура теряется очень
рано, битуминит чаще всего характеризуется в дневном свете как аморфное ОВ серого цвета. Когда начинается генерация жидких УВ из биту-минита, появляется вторичная пористость внутри битуминитовых сгустков, их края приобретают неровный, кружевной контур. Одновременно наблюдается появление битумных оторочек вокруг битуминита, такие же битумы могут находиться внутри вторичных пор. Проникшие в минеральные окружающие породы битумы окрашивают их в коричневый цвет; SB — твердая, обуглероженная часть ОВ после генерации жидких УВ, обычно SB очень небольшого размера.
Наблюдаемое состояние ОВ в исследованных образцах, их совместное нахождение служат прямыми признаками главной фазы нефтеобра-зования. Отметим тот факт, что состояние ОВ отражается в таких оптических свойствах, как показатель отражения битуминита (BR^ %) и люминесцентное свечение. В БВУФ при отсутствии гумусовых мацералов были выполнены замеры показателя отражения по битуминитам, которые можно считать эквивалентами витринита (Rq). Для пересчета использована следующая формула [Liu, Shi, 1994]:
Ro = 0,668 BR + 0,346.
Характерный пример распространения органического вещества в породе приведен на рис. 5. Как видно на рис. 5, в породах может присутствовать как кероген, представленный темным веществом в центре фотографии, так и отделившиеся от него сорбированные УВ и ГАС, которые в данном случае расположены в породе вокруг керогена, однако не покрывают его, что свидетельствует об окончании процесса выделения УВС из керогена, а также свободная нефть в порах.
Информация о расположении свободных и сорбированных УВ и ГАС в породе необходима
Рис. 6. Фото образца А породы баженовской свиты с равномерным распределением УВ и ГАС в матрице, сделанное при помощи конфокальной микроскопии (размер черного квадрата 5 мкм)
для понимания строения породы, характеристики ее порового пространства, изучения возможных путей миграции УВ по разрезу, а с технологической точки зрения она может помочь оценить эффективность применения вторичных методов воздействия, связанных с использованием органических и неорганических растворителей и технологии гидроразрыва пласта. На рис. 6 и 7 представлены изображения образцов А и Б пород БВУФ из разных интервалов, которые отличаются составом и строением и получены методом люминесцентной микроскопии. Как видно на рис. 6, яркое свечение, характерное для ОВ, показывает относительно равномерное его распределение в матрице породы. На рис. 7 видно, что ОВ приурочено к определенной структуре, предположительно к поре, образованной в результате растворения скелета радиолярии. Важно отметить, что в рассматриваемом случае в основном матриксе породы не встречаются УВ и ГАС. В результате сравнения образцов выявлено
Рис. 7. Фото образца Б породы баженовской свиты со скоплением УВ и ГАС в структуре, предположительно в поре, сделанное при помощи конфокальной микроскопии (размер черного квадрата 5 мкм)
различие как в пористой структуре породы (образец А имеет пористую структуру, заполненную УВ и ГАС, в то время как поры образца Б единичны и не связаны между собой), так и в положении органических соединений в образце. С точки зрения разработки такие результаты показывают, что образец Б перспективнее разрабатывать, используя технологию гидроразрыва пласта, в то время как образец А эффективнее подвергать воздействию растворителей. При этом пиролитические характеристики образцов, особенно параметр S1, будут похожи (в среднем 3,47 мг УВ/г породы до экстракции и 0,2 мг УВ/г породы после экстракции).
Помимо указанных вариантов распространения УВ и ГАС, в объеме возможен вариант, когда в процессе преобразования керогена формируются УВ соединения, которые не могут переместиться в объем образца в связи с отсутствием связанной пористой структуры в породе, а также вследствие сорбционных свойств керогена. В таком случае
Рис. 8. Фото аншлифов образца баженовской свиты в дневном (слева) и ультрафиолетовом (справа) свете (размер черного
квадрата 5 мкм)
Рис. 9. Фото аншлифов образца баженовской свиты (участки а и б имеют разную генетическую преобразованность) в дневном (слева) и ультрафиолетовом свете (справа) (размер черного квадрата 5 мкм)
УВ соединения покрывают кероген, заполняя все адсорбционные центры (рис. 8). В дальнейшем в процессе генерации формируются УВ и ГАС, которые не могут адсорбироваться на поверхности и перераспределяются в ближайшем пространстве матрицы. Таким образом, в образце в битуми-нитах отчетливо видны зональность свечения и связь материнского мацерала с окружающими его битумными пленками. На рис. 8 видно, что содержание ОВ превышает 50% и представлено B+bit. Вся порода окрашена в коричневый цвет за счет 5-пленок, bit образует линзы и комочки. Отчетливо видны и «остаточные» включения ОВ (SB) — мелкие светло-серые вкрапления в минеральном веществе. Такие УВ и ГАС нельзя извлечь без применения органических растворителей или теплового воздействия на породу.
Детальные углепетрографические исследования позволили не только оценить распределение УВ и ГАС в объеме образца и его возможную приуроченность к крупным порам или керогену, но и выявить в породах БВУФ в рамках одного образца разную степень зрелости ОВ. Как видно на рис. 9, в одном образце встречен как мацерал, на поверхности которого отсутствуют сгенериро-
ванные УВС, которые распределены в образце вокруг керогена, что свидетельствует о повышенной зрелости ОВ, так и мацерал, полностью покрытый сгенерированными и сорбированными УВС. В результате можно сделать вывод, что в рамках одного образца встречается ОВ с разной степенью пре-образованности, что свидетельствует, вероятно, о разном составе и характеристиках исходного ОВ. Возможно, разница обусловлена растительным и животным происхождением ОВ в образце.
Полученные значения Ro были сопоставлены с результатами пиролиза, в частности с значением параметра Н1. На рис. 10 представлена зависимость остаточного генерационного потенциала породы, характеризуемого параметром Н1, от показателя Ro. Светлым цветом выделены породы с разными показателями отражения витринита в одном образце. Как видно на рис. 10, нет точной зависимости между указанными параметрами. Можно предположить, что в исследованных разными методами образцах отличается соотношение ОВ разного состояния. Это обусловливает отклонения от общего среднестатистического значения Н1 по разрезу (значения Н1 исследованных нами образцов варьируют от 70 до 760 мг УВ/кг ТОС).
500 400
£300
■ I
ПППМ1ПМ
0,65 0,70 0,57 0,59 0,60 0,66 0,61 0,70 0,64 0,59 0,58 0,61 0,57
_Ro_
глубина отбора образцов, м
Рис. 10. Зависимость генерационного потенциала образца породы БВУФ от показателя отражения витринита Ro
Полученные результаты необходимо использовать для корректировки оценки зрелости ОВ и выявления формы распределения УВ и ГАС в породе.
Различие в происхождении и зрелости керо-гена в одном образце может быть доказано с помощью растровой электронной микроскопии. На рис. 11 показано наличие непористого керогена и керогена с развитой пористостью в одном образце.
Учитывая, что прослой один и тот же, а вторичные процессы в таком случае должны затрагивать все ОВ, можно сделать вывод о разном происхождении ОВ в пределах одного образца. Исследование такого образца пиролитическим методом приведет к некорректным результатам — ту часть ОВ, которая обладает развитой поровой структурой, не удастся обнаружить только по данным пиролиза,
Рис. 11. Фото SEM на сколе образца баженовской свиты и количественный результат (внизу) элементного анализа в точках спектров
с£ 100 ■ ' 1
ш 80 ш 60
40
20
0
Al Si
Рис. 12. FIB-SEM изображение образца породы баженовской свиты
коллекторские свойства также могут быть оценены с погрешностью.
Для подтверждения предположения, что ке-рогеновая пористость может быть пропущена, был исследован образцы породы БВУФ с ОВ на стадии катагенеза МК2 с помощью растрового электронного микроскопа с фокусированным ионным пучком. Микрофотографии срезов приведены на рис. 12. Как видно на микрофотографии, в образце есть органическое вещество, практически не обладающее пористостью, в результате созревания которого образуются трещины и пустоты между керогеном и минеральной матрицей, а также органическое вещество с развитой керогеновой пористостью. Скорее всего, такое различие подтверждает разный тип керогена. При этом полученные данные могут быть учтены при интерпретации результатов пиролиза образцов пород БВУФ, а методология рекомендована для проверки результатов, полученных общепринятыми методами исследования.
Представительным методом оценки порового пространства, взаиморасположения породообразующих минералов и ОВ и является растровая электронная микроскопия ^ЕМ). На рис. 12 представлено FIB-SEM изображение аншлифа образца породы БВУФ. Такой метод подразумевает послойную резку образца, специально подготовленного для электронно-микроскопического исследования, посредством фокусированного ионного пучка. От-
метим, что выявлено несколько зон с наличием ОВ, в одной из которых присутствует относительно равномерная пористость, а в другой — поровое пространство приурочено к границе с минеральной матрицей. Такие различия в структуре вещества в одном микрообразце явно свидетельствуют о различиях вещественного состава керогена.
Заключение. В настоящее время исследователи баженовской высокоуглеродистой формации не приняли единую геологическую модель строения отложений, что приводит к постановке ряда задач по ее изучению, среди которых одна из важнейших — изучение органического вещества. Нами представлены данные о наличии в отложениях БВУФ органического вещества разной степени преобразованности и в разных пространственных взаимоотношениях. Одним из решений поставленной проблемы может быть переход исследований на микроуровень. При наличии точных представлений о структуре по-рового пространства и состоянии ОВ возможна дальнейшая интеграция данных для принятия правильной модели строения отложений высокоуглеродистой формации. Данные исследований, представленных в статье, могут служить началом масштабного исследования, позволяющего выявлять, изучать и прогнозировать преобразован-ность как каждого породообразующего компонента отдельно, так и минерально-компонентной ассоциации пород БВУФ, а также определять
некоторые поисковые критерии формирования нетрадиционных коллекторов в нефтематерин-ских толщах. В дальнейшем необходимо будет
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Атлас «Геология и нефтегазоносность Ханты-мансийского автономного округа» // Государственное предприятие ХМАО «НАЦРН имени В.И. Шпильмана». Ханты-Мансийск, 2004.
Баженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. Геология и геохимия нефти и газа / Под ред. Б.А. Соколова: Учебник. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2000. 384 с.
Баталин О.Ю., Вафина Н.Г. Формы захвата свободных углеводородов керогеном // Междунар. журн. прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 10. С. 418-425.
Брадучан Ю.В., Гурари Ф.Г., Захаров В.А. и др. Ба-женовский горизонт Западной Сибири (стратиграфия, палеогеография, экосистема, нефтеносность). Новосибирск: Наука, 1986. 216 с.
Брехунцов А.М., Нестеров И.И. Нефть битуминозных глинистых, кремнисто-глинистых и карбонатно-крем-нисто-глинистых пород // Вестн. ЦКР Роснедра. 2010. № 6. С. 3-16.
Васильев А.Л., Пичкур Е.Б., Михуткин А.А. и др. Исследования морфологии пустотного пространства керогена баженовской свиты // Нефтяное хозяйство. 2015. № 10. С. 28-31.
Доманикиты Сибири и их роль в нефтегазо-носности / Под ред. Ф.Г. Гурари. Новосибирск: СНИИГГиМС, 1982.
Дорофеева Т.В., Лебедев Б.А., Петрова Т.В. Особенности формирования коллекторских свойств баженов-ской свиты Салымского месторождения // Геология нефти и газа. 1979. № 9. С. 20-23.
Захаров В.А. Условия формирования волжско-бе-риасской высокоуглеродистой баженовской свиты Западной Сибири по данным палеоэкологии // Эволюция
также провести комплексирование полученных результатов с петрофизическими и литологиче-скими исследованиями.
биосферы и биоразнообразия: Сб. к 70-летию А.Ю. Розанова M.: Тов-во науч. изданий KMK, 2006. С. 552—568.
Калмыков Г.А. Строение баженовского нефтеносного комплекса как основа прогноза дифференцированной нефтепродуктивности: Автореф. докт. дисс. M., 2016.
Калмыков Г.А., Балушкина Н.С. Mодель нефтенасы-щенности порового пространства пород баженовской свиты Западной Сибири и ее использование для оценки ресурсного потенциала. M.: reOC, 2017. 246 с.
Козлова Е.В., Калмыков Г.А., Ганичев Д.И., Балуш-кина Н.С. Формы нахождения углеводородов в породах баженовской свиты II Геофизика. 2015. № 3. C. 15—22.
Конторович А.Э., Конторович В.А., Рыжкова С.В. и др. Палеогеография Западно-Сибирского осадочного бассейна в юрском периоде II Геология и геофизика. 2013. Т. 54, № 8. С. 972-1012.
Панченко И.В., Балушкина Н.С., Барабошкин Е.Ю. и др. Комплексы палеобиоты в абалакско-баженовских отложениях центральной части Западной Сибири II Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2015. Т. 10, № 2. С. 1-29.
Решение 6-го Mежвед. стратигр. совещ. по рассмотрению и принятию уточненных стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири (Новосибирск, 2003 г.). Новосибирск: CHИИГГиMC, 2004. 114 с.
Lui D.H., Shi J.C. Evaluation of early Paleozoic carbonate source rocks II Natural Gas Industry. 1994. Vol. 14. N 6. P. 32-36.
Pickel W., Kus J., Flores D. et al. ICCP. Classification of Liptinite — ICCP System 1994 II Internat. J. Coal Geology. 2017. Vol. 169. P. 40-61.
Поступила в редакцию 12.12.2017 Поступила с доработки 30.10.2018
Принята к публикации 31.10.2018
