CC BY
27
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 553.98:551.72 (571.51)
Р.С. Сауткин1
СТРУКТУРА ПУСТОТНОГО ПРОСТРАНСТВА РИФЕЙСКИХ ДОЛОМИТОВ КАМОВСКОГО СВОДА (ВОСТОЧНАЯ СИБИРЬ)
Рассмотрены особенности строения пустотного пространства рифейских доломитов. Фильтрационно-емкостные свойства определяются системой трещин и кавернами, т.е. вторичными пустотами. За счет развития каверн значительно увеличивается эффективный объем, доступный для углеводородов. Исследования проводились методом капиллярной дефектоскопии 5-сантиметровых образцов кубической формы.
Ключевые слова: пустотное пространство, Байкитская антеклиза, рифейские отложения, трещинный коллектор.
The article discusses features of a structure the void space of Riphean dolomites. Reservoir properties are determined by a system fractures and vugs, that is, secondary voids. Through the development of vugs significantly increases the effective volume available for hydrocarbons. Research conducted by penetrant testing 5 cm cube-shaped samples.
Key words: void space, Baikitskaya anteclise, Riphean deposits, fractured reservoirs.
Введение. В пределах Камовского свода Байкит-ской антеклизы в доломитах рифейского возраста в конце 70-80-х гг. прошлого века открыты Куюмбин-ское и Юрубчено-Тохомское месторождения. В 1984 г. из скважины Юрубченская-5 получен дебит нефти свыше 400 м3/сут (в среднем 20—100 м3/сут из скважин месторождения) из трещинного типа коллектора с емкостью 1,5—2% [Конторович и др., 1996; Харахи-нов и др., 2011]. В связи с пополнением сырьевой базы страны неоднозначной корреляцией высоких дебитов из низкоемких коллекторов необходимо изучать структуру пустотного пространства рифейских доломитов.
Методы исследования. Детальная характеристика структуры пустотного пространства изучена методами капиллярной дефектоскопии полноразмерного керна и больших образцов кубической формы [Багринцева, 1999; Багринцева и др., 2013]. Исследование трещин и каверн проводилось под бинокуляром (USB-микроскоп «COSVIEW» Anyview MV200UA); кристаллическое строение матрицы, форма и размеры вторичных кристаллов, выполняющих трещины и каверны, изучены методом РЭМ (растровая электронная микроскопия) («JEOL 6610 LV», Япония); диапазон размера поровых каналов и процентное содержание пор каждого размера оценены методом ртутной поромет-рии (поромер ПА-3М).
Важно подчеркнуть, что все исследования выполнены на одном образце, что уменьшает ошибку измерения и детализирует структуру пустотного пространства.
Структура пустотного пространства. Пустотное пространство рифейских отложений отличается сложным строением, неоднократным развитием трещин и каверн разной формы. Продуктивная часть рифейских образований сложена разнородными доломитами, в разной степени трещиноватыми и кавернозными. Большой процент керна фиксируется в виде боя разного размера.
Предшествующие детальные исследования тре-щиноватости позволили сделать вывод, что рифей-ские породы макро- и микротрещиноваты. В верхней части разреза они подвергались карстообразованию в предвендское время, за счет чего происходило формирование каверново-трещинного коллектора. Проницаемость пород колеблется от 0,1 до 1000 мД, увеличиваясь к верхней части разреза. Средняя проницаемость по скважине составляет 40—80 мД [Сауткин, Багринцева, 2013].
Преобладают разноориентированные трещины, часто образующие сложную систему, которая и обеспечивает высокие фильтрационные характеристики коллекторов (рис. 1). Вдоль трещин отмечены многочисленные пустоты выщелачивания (рис. 2). Протяженные секущие трещины осложнены короткими и
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии го-
рючих ископаемых, аспирант; e-mail: [email protected]
Рис. 1. Сеть пересекающихся трещин и щелевидные каверны выщелачивания в доломитах. Образец № 5 насыщен люминофором, Юрубчено-Тохомское месторождение, скважина 198, глубина 2776,25 м. В доломите очень много хаотически распределенных тонких коротких трещин разной ориентировки. Узкие каверны приурочены к полостям открытых трещин. Линзовидная конкреция, сложенная кремнеземом, также осложнена сетью трещин, но их морфология и ориентировка иные. Равномерное развитие системы взаимосвязанных трещин обусловило одинаковую фильтрацию по трем направлениям кубика. Емкость трещин и каверн 2,56%. Проницаемость по направлениям (мД): 1 — 0,18; 2 — 0,45; 3 — 0,69. Поверхностная плотность трещин по 6 граням кубика (см/см2): 1 — 1,1; 2 — 0,99; 3 -1,3; 4 — 0,97; 5 — 0,7; 6 — 1,23 (средняя 1,05). Раскрытость трещин (мкм): минимальная — 5; максимальная — 120; средняя — 70
Рис. 2. Каверны выщелачивания в полостях трещин, Юрубчено-Тохомское месторождение, скважина 56, образец 4. Глубина 2356,8 м
тонкими трещинами, за счет чего обеспечивается связь между ними. Эффективная емкость 2,56%.
Изучение структурных характеристик образцов рифейских доломитов проводилось методом ртутной порометрии, который дает объемную характеристику геометрии пустот в породе. Результаты исследований приведены в виде гистограмм на рис. 3 и сведены в таблицу. Из данных таблицы видно, что в доломитах преобладают системы взаимопересекающихся микротрещин с раскрытостью до 64 мкм и небольшим количеством субкапиллярных пор диаметром <0,2 мкм, содержание которых редко превышает 15-20%.
Гистограмма имеет вид отдельных столбиков, особенно при диаметре поровых каналов >0,2 мкм. Такой вид кривых характерен для слаботрещиноватых разностей, некоторые участки соответствуют отдельным микротрещинам. По расположению отдельных столбиков на гистограмме можно получить оценку раскрытости микротрещин.
Примером служит образец № 1 (скважина № 272, глубина 2558,9 м), представленный доломитом строма-толитовым, волнисто-слоистым, сильноокремненным, трещиноватым, с емкостью 4,1%. Порометрическая кривая характеризует систему разнонаправленных трещин с раскрытостью 2-64 мкм (рис. 3). Фильтрацию обеспечивают крупные поровые каналы диаметром от 10 до 64 мкм. В большом образце кубической формы проницаемость достигает 11 мД.
Исследование матрицы доломитов методом РЭМ позволило оценить кристаллическое строение породы. При значительном увеличении (в 100 раз и более) не выявлены пористые участки или отдельные поры, обеспечивающие фильтрационно-емкостные свойства. Матрица доломитов непроницаема и нарушена кавернами выщелачивания, развитыми в полостях трещин разной раскрытости (рис. 4).
Выводы. 1. Продуктивные отложения рифейских доломитов Байкитской антеклизы характеризуются
Рис. 3. Структура пустотного пространства по данным ртутной пороме-трии: 1 — кумулятивная кривая; 2 — субкапиллярные поры; 3 — поры и трещины, определяющие фильтрацию; dф — диаметр фильтрующих трещин; d02 — процентное содержание пор диаметром <0,2 мкм; m — емкость
Структура порового пространства рифейских доломитов
Глубина, м Емкость трещин, % Газопроницаемость, мД Ртутная порометрия Литологическая характеристика
Содержание пор (%) диаметром <0,2 мкм Диапазон трещин, определяющих фильтрацию, мкм
по кубику (5x5 см) по ртутной порометрии
2558,9 4,1 3,7 11,1 10 2-64 Доломит волнисто-слоистый, строматоли-товый, сильноокремненный
2575,9 2,56 3,05 12,8 8 2,5-64 Доломитово-кремнистая брекчия с линзами кремнезема
2343,3 2,1 2,3 1,28 8,5 1,5-40 Доломит пятнистый, окремненный
2356,8 1,6 2 0,02 11 1-20 Доломит перекристаллизованный, окрем-ненный, кавернозный
Рис. 4. Плотная матрица и пустоты выщелачивания, развитые в полостях трещин, Юрубчено-Тохомское месторождение, образец № 1, скв. 272, глубина 2558,9 м
интенсивно развитой трещиноватостью. Вся толща продуктивна, поскольку в ней развиты преимущественно трещинный и каверново-трещинный типы коллекторов.
2. Порометрические кривые позволили оценить диапазон размеров пор, развитых в породе, а также процентное содержание пор каждого диаметра. В основном в доломитах преобладают системы пересекающихся микротрещин с раскрытостью до 64 мкм, отмечено небольшое количество субкапиллярных пор диаметром <0,2 мкм, содержание которых редко превышает 15-20%.
3. Исследования продуктивных отложений, проведенные с использованием разных методов, свидетельствуют о том, что матрица пород плотная, непористая и непроницаемая. Следовательно, эффективный объем нефти и газа может обеспечи-
v___ т Ч
SEI 30kV WDIOmm SS40
л> г--------
х1,600 Юрт
ваться только вторичной пустотностью — трещинами, полостями выщелачивания по трещинам и собственно кавернами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. M.: РГГУ, 1999. 285 с.
Багринцева К.И., Сауткин Р.С., Шершуков Г.В. Применение капиллярной дефектоскопии в нефтяной геологии для выделения и оценки трещиноватости в горных породах // Megatech — новые технологии в промышленной диагностике и безопасности. 2013. № 4. С. 24—32.
Конторович А.Э., Изосимова А.Н., Конторович А.А. и др. Геологическое строение и условия формирования гигантской Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления в верхнем протерозое Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1996. Т. 37, № 8. С. 166-195.
Сауткин Р.С., Багринцева К.И. Типы и свойства рифей-ских коллекторов в пределах Юрубчено-Тохомского месторождения // Докл. III Междунар. конф. молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы нефтегазовой геологии XXI века». Т. 3. СПб.: ВНИГРИ, 2013. С. 33-38.
Харахинов В.В., Шленкин С.И., Зеренинов В.А. и др. Неф-тегазоносность докембрийских толщ Куюмбинско-Юруб-чено-Тохомского ареала нефтегазонакопления // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2011. Т. 6, № 1. С. 1-25.
Поступила в редакцию 18.02.2014
