CC BY
129
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Дейк Л.П. Практический инжиниринг резервуаров. - М.: Институт компьютерных исследований, 2008. - 668 с.
2. Уолкотт Д.С. Разработка и управление месторождениями при заводнении. - М.: Юкос, 2001. - 144 с.
3. Ehlig-Economides С.А. Applications for Multiphase Compartmentalized Material Balance // University of Tulsa: Centennial Petroleum Engineering Symposium. - Tulsa, 1994. - V. 1. - P. 429-441.
4. Baker R.O. Reservoir management for waterfloods. P. II // Journal of Canadian Petroleum Technology. - 1998. - V. 37. - № 1. -P. 12-17.
5. Chapman L.R., Thomson R.R. Waterflood Surveillance in the Ku-paruk River Unit with Computerized Pattern Analysis // Journal of Petroleum Technology. - 1989. - V. 41. - № 3. - P. 277-282.
6. Chugh S.H., Baker R.O. Revisiting reservoir flood-surveillance methods using streamlines // SPE Reservoir Evaluation & Engineering. - 2008. - V. 11. - № 2. - P. 387-394.
Поступила 17.04.2012 г.
УДК 551.762(571.1)
СХЕМА ИНДЕКСАЦИИ ПРОДУКТИВНЫХ ПЕСЧАНЫХ ПЛАСТОВ ЮРЫ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ НА ОСНОВЕ ИНВЕРСИОННОЙ МОДЕЛИ ЦИКЛОГЕНЕЗА
А.Л. Бейзель
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, г. Новосибирск E-mail: [email protected]
Разработана новая схема индексации песчаных продуктивных пластов, основанная на раздельном подходе к континентальным и морским разрезам. В аллювиальных циклах песчаные пласты базальные, а в морских - кровельные, регрессивные. Они не могут быть синхронными друг другу. В предлагаемой схеме вместо единой серии индексов вида Юп представлены две колонки индексов: морские пласты обозначены буквой «м», а континентальные - «к», например: Юм1 иЮк1. Для пластов неопределенной фациальной принадлежности идля циклов в целом остается индекс вида Ю. Пласты типа Ю20 рассматриваются как непосредственное продолжение континентальных базальных пластов главной фазы активизации речного стока. Самый нижний пласт васюганского горизонта в морских фациях будет иметь индекс Юм20, а синхронный ему континентальный - Юк20.
Ключевые слова:
Юра, Западная Сибирь, индексация пластов.
Key words:
Jurassic, Western Siberia, productivity layers indexing.
В нефтепромысловой геологии сложилась традиция индексировать продуктивные пласты, присваивая им цифровые и буквенные индексы. Это совершенно необходимая мера для работы с месторождениями на всех стадиях: от поисков и разведки до оценки запасов и промышленной эксплуатации. В настоящее время индексация приобрела роль инструмента стратификации разрезов практически в региональном масштабе. В некоторых случаях индексированные пласты превосходят по своей корреляционной значимости как литостратоны (свиты, пачки и т. д.), так и биостратиграфические подразделения.
Индексация представлена в региональных стратиграфических схемах, где пласты или их группы отмечены в характеристиках свит. Этим как бы подчеркивается их неопределенное стратиграфическое положение внутри литостратонов. Для юры Западной Сибири схемы индексации в наиболее общем виде представлены в работах [1, 2]. Сразу следует отметить, что они сделаны независимо от фациальной принадлежности отложений. Морские песчаные пласты оказались увязанными с континентальными и получили одинаковые ин-
дексы. Между тем, в разнофациальных отложениях не принято выделять даже единые свиты.
Многими исследователями было отмечено, что в терригенных отложениях в зависимости от обстановок осадконакопления (континентальной или морской) имеет место смена гранулометрического состава пород разной направленности. Для континентальных обстановок характерно уменьшение размерности обломочных зерен вверх по разрезу, в то время как для отложений морского генезиса преобладающей является обратная последовательность распределения обломочных зерен [3-8]. В Западной Сибири хорошо известна приуроченность проциклитов к континентальным отложениям нижней и средней юры, а рециклитов и асимметричных прорециклитов - к морским осадкам келловея и верхней юры [9-11]. Морские песчаные пласты являются регрессивными и формируются в конце цикла, а континентальные базальные пласты - в начале циклов. Они не могут быть синхронными друг другу. Если предположить, что циклогенез в разных фациальных областях идет независимо, то еще менее вероятно, что песчаные пласты в них будут совпадать между собой.
Необходимо отметить, что обзор существующих представлений о принципах построения и конкретных схемах индексации здесь не приводится. Предлагаемая схема не претендует на выработку какого-то универсального варианта индексации в части общего количества пластов и привязки их к конкретным горизонтам. Основная цель настоящей работы - внедрение дифференцированного подхода к континентальным и морским пластам.
Решение проблемы соответствия прогрессивных и регрессивных циклитов было предложено автором на примере стратиграфических горизонтов юры Западной Сибири [12]. Согласно инверсионной модели циклогенеза, циклы едины для всех фациальных областей. В качестве ведущего механизма циклогенеза принимаются эпизодические тектонические движения, омолаживающие рельеф одновременно на суше и в морских акваториях. В горных областях это, как правило, восходящие движения, а в смежных осадочных бассейнах -нисходящие. Они взаимно компенсируют друг друга. Далее в течение всего цикла происходит выравнивание искаженного рельефа экзогенными процессами. Положительные формы рельефа снижаются, а отрицательные повышаются, заполняясь осадками - и так до новой тектонической фазы. В континентальных фациальных областях разрезы представлены сериями от грубых осадков к тонким, представляющими собой «прямую» запись циклов преобразования рельефа. В морских условиях вследствие инверсии циклов в береговой барьерной зоне молодому рельефу отвечают тонкодисперсные осадки, а пенепленизированному -песчаные разности. В переходной зоне суша-море песчаные горизонты совершают диагональный переход из нижнего базального положения в верхнее регрессивное. Глинистые горизонты при этом оказываются «разорванными» - континентальные глинистые толщи с морскими никак не связаны.
Аналогичный подход предлагается в настоящей работе для индексированных пластов (рисунок). При этом возникает ряд особенностей, связанных с сочетанием циклов разного порядка по вертикали ив латеральном направлении. Прежде всего, процессы выравнивания рельефа происходят не равномерно, а нарушаются тектоническими колебаниями низшего порядка, порождающими соответствующие подчиненные циклы. Природа низших циклов отличается от «главного» цикла тем, что тектонические колебания могут представлять собой так называемые рибаунды. Под последними в иностранной литературе понимаются изостати-ческие поднятия (опускания) при снятии (возрастании) нагрузки. Понятно, что поднятия происходят в области эрозии и сноса, а синхронные им опускания - в осадочных бассейнах. Если взять в качестве примера васюганский горизонт, то главная тектоническая фаза произошла в его подошве и явилась «горизонтообразующим» событием, а все пласты, индексируемые от Ю11 до Ю16 можно рас-
сматривать как проявления рибаундов. Можно предполагать, что изостатические поднятия и опускания в разных тектонических структурах происходили неодновременно, поэтому общее количество их может быть разным, точная корреляция этих пластов затруднена и т. д. - все это мы видим на практике.
Рисунок. Индексация песчаных пластов юры Западной Сибири, основанная на инверсионной модели циклогенеза
В рамках принятой модели первичными следует считать континентальные проциклиты, показанные в правой части схемы. Они представляют собой «прямую» запись цикла преобразования рельефа. Самым крупным песчаным пластом является базальный, а последующие образуют «угасающий» ряд. Нечто противоположное происходит в мор-
ских рециклитах, образующихся в результате проградации береговых фаций. Здесь роль базального пласта играет глинистая толща, а затем возникают песчаные тела. В типовом случае самым крупным и развитым является верхний пласт, а нижележащие образуют «угасающий» ряд в направлении сверху вниз. Получается своего рода зеркальное отражение континентальной последовательности.
Авторская индексация отражает принятые допущения. Континентальным (аллювиальным) пластам присваивается индекс Юк„, а морским - Юм„ с соответствующим номером. Пласты неопределенной фациальной принадлежности предлагается индексировать как обычно - Ю„. Так же индексируются и циклиты в целом. Рисовка пластов в приведенной схеме в стилизованном виде отражает поведение пластов. Аллювиальные базальные пласты омолаживаются в направлении источника сноса, а морские регрессивные - в сторону бассейна.
В некоторых случаях дифференцированный подход создает трудности в индексации, поскольку пласты всегда нумеруются сверху вниз. Такая нумерация благоприятна для морских рециклитов, поскольку в них наиболее выраженный пласт залегает, как правило, в кровле. В индексации пластов горизонта Ю1 существует закономерность: наиболее отчетливо и более-менее стабильно выделяются первые четыре пласта (от Ю11доЮ14). пятый и шестой встречаются довольно часто, но общее их количество определить трудно. Иногда встречаются варианты выделения пластов до Ю18.
Для индексации континентальных пластов в прогрессивном циклите нужно точно знать, сколько частных пластов мы выделяем в горизонте Ю1. Самым крупным и выдержанным пластом здесь будет последний по своему номеру. В предлагаемой схеме выделено 6 пластов, однако это может быть предметом обсуждения. Для нижележащих горизонтов юры эта проблема не столь актуальна, поскольку там пластам присвоены однозначные индексы.
Итак, континентальный базальный пласт горизонта Ю1 должен индексироваться как Юк16. Здесь, однако, мы сталкиваемся с другой проблемой, связанной с установившейся традицией выделения пластов типа Ю20. В рамках инверсионной модели циклогенеза они получают новую интерпретацию как являющиеся непосредственным латеральным продолжением базальных континентальных пластов в морских бассейнах. Они являются базальными пластами новых циклов, но в то же время не являются трансгрессивными, поскольку во время формирования этих пластов не происходило наступление моря на сушу [13]. В начале цикла речной сток был наиболее интенсивен, и в бассейн выносились наиболее крупномерные обломки. Они преодолевали береговой барьер и попадали во внутренние области морской седиментации. Кроме того, в начальной стадии в море выносились продукты кор выветривания, сформировавшиеся в конце предшествующих циклов. С речным
стоком выносилось большое количество озерных и болотных вод, обогащенных железом и другими элементами. При смешивании с морскими водами происходила коагуляция растворов с формированием железистых оолитов, различных аутигенных минералов типа глауконита и пр. Все это и выразилось в формировании особых базальных пластов типа Ю20. В схеме индексации они показаны зеленым цветом.
Всего таких пластов показано три: первый в основании юры (Юм170, зимняя свита - это наиболее крупный пласт такого типа, который заслуживает отдельного рассмотрения), второй - в основании васюганского горизонта (Ю20, пахомовская пачка) и третий - в основании георгиевского горизонта (Ю10, барабинская пачка). Для последнего не показаны континентальные аналоги, поскольку такие фации практически неизвестны для всего георгиевского горизонта. Примером континентального базального пласта Юк20 в основании наунакской свиты, по мнению автора, может служить мощный пласт песчаника, отмеченный в стратотипе наунакской свиты по разрезу скв. 2 Усть-Сильгин-ской площади, инт. 2365...2368 м [14].
Можно предполагать существование пластов типа Ю20 в основании леонтьевского горизонта (с индексом Юк70), а в двух других горизонтах - лай-динском и китербютском - они вряд ли будут найдены. Отсутствие такого пласта в основании баже-новского горизонта можно считать установленным. Это отражает специфику палеогеографических условий соответствующих эпох. Лайдинский горизонт наиболее слабо выражен среди других юрских глинистых горизонтов, и тектоническое событие в его основании было недостаточно интенсивным для формирования выраженного базального слоя. В китербютском и баженовском горизонтах ситуация иная. Они отражают крупнейшие события, прослеживающиеся в межрегиональном и субгло-бальном масштабе. По мнению автора, Западносибирский бассейн в эти эпохи после структурной перестройки рельефа земной поверхности оказывался в зоне так называемой «дождевой тени». Поэтому интенсификация сноса осадков в начальной стадии циклов не происходила.
Общее количество пластов в юрском комплексе Западной Сибири невозможно определить каким-то «объективным» способом. Анализ существующих схем показывает, что определённая согласованность между различными исследователями соблюдается в интервале от баженовского горизонта до подошвы тоара (от Ю0 до Ю10-12), а в нижележащем интервале расхождения увеличиваются. В представленном варианте индексации нижнеюрских пластов автор использовал морские разрезы арктических районов, поэтому их количество оказалось меньше, чем в схемах, основанных на континентальных разрезах - например, по юго-востоку Западной Сибири.
В схеме на рисунке показано также распространение некоторых наиболее характерных свит, что-
бы подчеркнуть особенности их стратиграфического положения и соотношения со смежными стратонами. Отметим некоторые из таких особенностей. Зимняя, левинская и шараповская свиты объединяются в единый комплекс, относящийся к верхнему плинсбахскому подъярусу. Именно с этого уровня начинается интенсивное формирование юрско-мелового и кайнозойского чехла в Западной Сибири. Левинская свита - единственная глинистая толща с обеими «скользящими» границами. Кровля тогурской свиты соответствует подошве китербютской, аналогично соотносятся радомская пачка и лайдинская свита. Вместо тюменской сви-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шурыгин Б.Н., Никитенко Б.Л., Девятов В.П., Ильина В.И., Меледина С.В., Гайдебурова Е.А., Дзюба О.С., Казаков А.М., Могучева Н.К. Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Юрская система. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2000. - 480 с.
2. Решение 6-го Межведомственного стратиграфического совещания по рассмотрению и принятию уточненных стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири, Новосибирск, 2003 г / Ф.Г. Гурари (глав. ред.). - Новосибирск: СНИИГГиМС, 2004. - 114 с. - Прил. 3.
3. Шанцер Е.В. Аллювий равнинных рек умеренного пояса и его значение для познания закономерностей строения и формирования аллювиальных свит // Труды ин-та геол. наук АН СССР Геол. серия. - 1951. - Вып. 134. - 274 c.
4. Жемчужников Ю.А. Общая геология ископаемых углей, 2-е изд. - М.: Госгеолиздат, 1948. - 200 с.
5. Shepard P.E. Criteria in modern sediments useful in recognizing ancient sedimentary environments / In: Deltaic and shallow marine sediments (Ed. L.M.J.U. Van Straaten). - Amsterdam: Elsevier, 1964. - P. 1-25.
6. Ботвинкина Л.Н. Слоистость осадочных пород. - М.: Изд-во АН СССР, 1962. - 542 с.
7. Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел -литологических ловушек нефти и газа. - Л.: Недра, 1984. -260 с.
8. Visher G.S. Use of vertical profile in environmental reconstruction // Bull. AAPG. - 1965. - V. 49. - № 1. - P. 41-61.
9. Карогодин Ю.Н., Гайдебурова Е.А. Системные исследования слоевых ассоциаций нефтегазоносных бассейнов. - Новосибирск: Наука, 1985. - 112 с.
ты предлагается выделять новотюменскую в объеме леонтьевского и малышевского горизонтов, т. е. средней и верхней подсвит тюменской свиты. Интервал нижней подсвиты рассматривается как самостоятельный цикл, отвечающий лайдинско-вымскому комплексу. В его кровле залегает угольный пласт У10.
Предлагаемая схема имеет определенное значение для регионального прогнозирования расположения ловушек нефти и газа. Наиболее перспективными объектами поиска залежей углеводородов в терригенных отложениях являются морские песчаные пласты, показанные в левой части схемы.
10. Ежова А.В. Историко-геологический анализ особенностей формирования продуктивной толщи юго-востока ЗападноСибирской плиты // Нефтегазовому образованию 50 лет: Труды Междунар. конф., посвящ. 50-летию кафедры геологии и разработки нефтяных месторождений (горючих ископаемых и нефти). - Томск: ТПУ, 2002. - С. 8-26.
11. Шемин Г.Г., Нехаев А.Ю. Характеристика фильтрационно-емкостных свойств и закономерности их изменения в зависимости от глубины залегания нефтегазоносных резервуаров юры севера Западно-Сибирской НГП // Горные ведомости. -2005. - № 12 (5). - С. 12-23.
12. Бейзель А.Л. Предложения по уточнению и совершенствованию региональных стратиграфических схем юры Сибири // Материалы науч. сессии (18-22 апреля 2011): 2 т. / под ред. Б.Н. Шурыгина, Н.К. Лебедевой, А.А. Горячевой / Т. I. Мезозой; Рос. Акад. Наук, Сибирское отд-ние, Ин-т нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука. - Новосибирск: ИНГГ СО РАН, 2011. - С. 31-34.
13. Бейзель А.Л. Модель формирования пластов типа Ю20 врамках концепции географического цикла // ГЕО-СИБИРЬ-2010. Т. 2. Недропользование. Горное дело. Новые направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Ч. 1: Сб. матер. VI Междунар. науч. конгресса «ГЕО-Сибирь-2010». - Новосибирск, 9-19 апреля 2010. - Новосибирск: СГГА, 2010. - С. 131-134.
14. Чернова О.С. Системно-литмологическое расчленение и корреляция васюганской свиты Усть-Тымской впадины / Актуальные проблемы нефтегазоносных бассейнов. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2003. - С. 90-98.
Поступила 11.05.2012 г.
