CC BY
106
УДК 552.5:553.98(571.1)
СВЯЗЬ МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЛЕВРИТО-ПЕСЧАНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ГОРИЗОНТА Ю2 ШИРОТНОГО ПРИОБЬЯ С ИХ ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫМИ СВОЙСТВАМИ
Алексей Юрьевич Попов
ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории седиментологии, тел. (383)333-23-03, e-mail: PopovAY@ipgg.sbras.ru
Людмила Галериевна Вакуленко
ФГБУН Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр-т Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории седиментологии, тел. (383)333-23-03, e-mail: VakylenkoLG@ipgg.sbras.ru
Приведены основные характеристики петрографического состава пород-коллекторов нефтегазоносного горизонта Ю2 Широтного Приобья. Выполнен анализ зависимостей фильтрационно-емкостных свойств пород от их состава и структуры.
Ключевые слова: петрография, фильтрационно-емкостные свойства, горизонт Ю2, Западная Сибирь.
RELATIONS OF THE COMPOSITION AND STRUCTURE CHARACTERISTICS
OF SILT-SAND DEPOSITS OF THE J 2 HORIZON
OF THE SHIROTNOE PRIOBIE AND RESERVOIR QUALITY
Aleksey Yu. Popov
Тrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 630090, Russia, Novosibirsk, Acad. Koptyug av., 3, Ph. D. in Geology, Senior Researcher, tel. (383)333-23-03, e-mail: PopovAY@ipgg.sbras.ru
Luidmila G. Vakulenko
Тrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, 630090, Russia, Novosibirsk, Acad. Koptyug av., 3, Ph. D. in Geology, Associate Professor, Leading Researcher, tel. (383)333-23-03, e-mail: VakylenkoLG @ipgg.sbras.ru
The main petrographic characteristics of the reservoir rocks in the J2 prospective horizon of the Shirotnoe Priobie are given. The analysis of dependences of poroperm properties of deposits on their composition and structure was carried out.
Key words: petrography, poroperm properties, J2 Horizon, West Siberia.
Одним из основных нефтегазопоисковых объектов юрского комплекса в Широтном Приобье является средне-верхнебатский горизонт Ю2, выделяемый в верхней части тюменской свиты. Лабораторией седиментологии ИНГГ СО РАН в течение последних 20 лет проводятся комплексные литолого-фациальные исследования указанного горизонта, преимущественно центральных частей Западной Сибири. Получена обширная база минералого-петрографических и петрофизических данных. В настоящей работе использованы данные микроскопического изучения более 700 образцов, а для анализа связи
коллекторских свойств алеврито-песчаных пород горизонта Ю2 с характеристиками их структуры и состава - около 400 образцов.
Терригенные породы-коллекторы горизонта Ю2 представлены преимущественно мелкозернистыми песчаниками, в различной степени обогащенными алевритовым материалом, с взаимопереходами в алевропесчаники и крупнозернистые алевролиты. Встречаются также песчаники средне-мелко-, реже мелко-средне- и среднезернистые. По степени окатанности обломочные зерна угловатые, реже полуокатанные, в основном умеренно и хорошо отсортированы. Состав обломочного материала полимиктовый: средние содержания кварца по изученным разрезам варьируют от 37 до 52 %, полевых шпатов - 13-48 %, литокластов - 20-37 %, в целом чаще отмечаются полевошпат-литокластито-кварцевые разновидности. Среди литокластов преобладают каркасные компоненты, представленные кремнистыми породами, кварцитами, средними и кислыми эффузивами, гранитоидами. В некоторых разрезах отмечается близкое содержание, а иногда и некоторое преобладание пластичных литокластов. Последние в разной степени деформированы и представлены глинистыми породами, сланцами, иногда сильно измененными основными эффузивами. Среди полевых шпатов отмечаются калиевые разновидности, существенно реже кислые плагиоклазы. Постоянно отмечаются слюды (мусковит, реже биотит) совместно с обломочным хлоритом - от долей до 2-3, в более тонкозернистых породах -до 5-10 %.
Содержание цемента сильно варьирует - от 2-3 до 45-50 %, зачастую превышая 15 %. Состав его поликомпонентный, обычно с разным соотношением карбонатной и глинистой составляющих, реже глинистый или карбонатный. Глинистая часть представлена контактово-поровым, пленочно-поровым хлорит-гидрослюдистым материалом и поровым, в разной степени раскристаллизованным, каолинитом. Содержание последнего от первых процентов до 5-7 % в более грубозернистых разновидностях. По данным рентгеноструктурного анализа в составе глинистого вещества цемента несколько преобладает гидрослюда
с небольшой примесью смешанослойного иллит/смектита. Участками совместно с глинистым материалом отмечается органическое вещество, проявленное обычно в нефтенасыщенных прослоях. Карбонатная часть представлена пелитоморфным сгустковым сидеритом порового, иногда пленочного типа, кальцитом, редко доломитом. Кальцит, преимущественно тонко-мелкокристаллический, формирует поровый, базально-поровый и базальный типы цемента. Содержание его варьирует сильнее всех составляющих цемента - от первых % до 45-50 %, но уровни интенсивной кальцитизации редки, приурочены чаще к верхней части горизонта. В более грубозернистых породах иногда проявлен регенерационный кварцевый цемент (до 1 -2 %), а в верхней половине горизонта появляется пирит (доли % до 1 -3 %). Постоянно в небольших количествах отмечаются аутигенные анатаз и лейкоксен.
Терригенные породы горизонта Ю2 являются коллекторами преимущественно гранулярного типа и, как отмечено многими исследователями, характеризуются в целом низкими значениями фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) - V, редко IV класс коллекторов. В ряде работ обсуждается влияние различных седиментационных и постседиментационных факторов на коллекторские свойства пород рассматриваемого горизонта [1, 2, 3 и др.]. Такого рода исследования являются важной составляющей при создании петрофизических моделей месторождений, создании карт прогноза эффективных коллекторов и т. п.
Коэффициент пористости (Кп) в изученных породах варьирует от 3,2 до 20,2 %, при среднем значении для алевролитов - 11,4 %, алевропесчаников -12,9 %, песчаников - 13,8 %. Коэффициент проницаемости (Кпр) изменяется в
1с л
диапазоне от 0 до 30*10- м (единичное значение 46*10- м ), при среднем
1С Л 1 С ^
значении для алевролитов - 0,6 *10- м , алевропесчаников - 1,8*10- м ,
1С Л
песчаников - 2,9*10- м.
Установлено, что алеврито-песчаные тела верхней части горизонта характеризуются более высокими значениями ФЕС, чем тела нижней части, что связано с различиями в условиях их формирования: нижняя часть горизонта формировалась в континентальных обстановках, а верхняя имеет прибрежно-морской генезис [4, 5 и др.].
По характеру взаимоотношения коэффициента пористости и коэффициента проницаемости можно условно выделить две группы пород, соответствующих неколлекторам и коллекторам. Граничными значениями между ними для рассматриваемого объекта приняты значения Кп = 12 %, Кпр =
15 2
1*10- м . Для неколлекторов зависимость между коэффициентами пористости и проницаемости проявлена крайне слабо, тогда как для коллекторов хорошо выражена положительная корреляция, свойственная гранулярному типу. Вычисленные зависимости Кп и Кпр от конкретных параметров структуры и состава пород обнаруживают одинаковые тенденции, с наиболее выраженными трендами для Кп, которые и приводятся в работе.
Гранулометрический состав является одним из важнейших факторов, определяющих петрофизические свойства терригенных пород. Отмечена положительная корреляционная зависимость между Кп и медианным размером обломков. Анализ зависимости ФЕС от доли той или иной фракции выявил положительную корреляцию Кп с содержанием мелкопесчаной фракции, как правило, являющейся преобладающей в изученных породах. Отрицательную зависимость показывает Кп от содержания как крупно-, так и мелкоалевритовой фракций, что связано с общим ухудшением ФЕС в более тонкозернистых породах. Отмечается слабое уменьшение Кп при увеличении доли среднепесчаной фракции, вероятно, это объясняется присутствием ее в изученных породах
в виде примеси, ухудшающей сортировку обломочного материала.
Проанализированы зависимости ФЕС от содержания основных породообразующих компонентов (кварц, полевые шпаты, литокласты, слюды).
Установлено, что для пород верхней части горизонта корреляционные зависимости между исследуемыми параметрами менее выражены. Возможно, это связано
с максимальной пестротой обстановок переходного, в меньшей степени прибрежно-морского комплексов, определявших формирование осадков. Для пород из алеврито-песчаных тел нижней части горизонта, формировавшихся преимущественно в русловых обстановках, корреляционные зависимости проявлены более четко.
Было зафиксировано общее снижение значений Кп при увеличении доли обломочного кварца. Этот несколько неожиданный результат, вероятно, связан с тем, что заметное повышение содержания кварца наблюдается в кальцитизированных образцах, характеризующихся низкими ФЕС. Также при повышенном содержании кварца в изученных породах появляется регенерационный кварцевый цемент, что сопровождается сокращением межзернового порового пространства. Положительный коэффициент корреляции связывает Кп и содержание полевых шпатов, что обусловлено довольно частым выщелачиванием их обломков и появлением вторичного пустотного пространства. При анализе зависимости Кп от содержания литокластов наблюдается слабая положительная корреляция, проявленная на ряде изученных площадей в мелкозернистых песчаниках и отсутствующая в алевролитах. Очевидное снижение ФЕС фиксируется при увеличении доли слюд, которые в процессе уплотнения пород часто деформируются и «выжимаются» в поровое пространство.
Хорошо выражена отрицательная корреляционная зависимость между Кп и содержанием цемента, вне зависимости от гранулометрии пород. В первую очередь это касается карбонатного цемента, как кальцитового, так и сидеритового, большое количество которого полностью заполняет поры. Для сидерита такая зависимость наиболее ярко проявляется в песчаниках. Негативное влияние карбонатной цементации алеврито-песчаных пород на их коллекторские свойства широко известно. Хорошо проявлена отрицательная корреляция Кп с содержанием хлорит-гидрослюдистого цемента в песчаниках, в случае содержания этого цемента > 15 %. В алевропесчаниках и алевролитах, а также при содержании этого типа цемента < 15 % наблюдается широкий разброс значений Кп и отсутствие устойчивого тренда.
По-другому ведет себя коэффициент корреляции в случае анализа связи ФЕС с содержанием порового глинистого цемента каолинитового состава. Четкая положительная корреляция объясняется перекристаллизацией седиментационного каолинита с низкой степенью структурной упорядоченности и/или формированием постседиментационного аутигенного каолинита. В новообразованных агрегатах каолинита фиксируются кристаллы с высокой степенью структурной упорядоченности, при этом до 30-50 % первоначального объема приходится на вторичные микропоры.
Таким образом, установлено, что наиболее тесную положительную корреляцию с коллекторскими свойствами пород обнаруживают медианный
размер зерен, содержание в породе мелкопесчаной фракции. Несколько слабее она для содержания полевых шпатов, литокластов и аутигенного каолинита. Уменьшение показаний ФЕС наблюдается при увеличении в породе содержаний алевритовой фракции, слюд, цемента вообще и кальцита, сидерита в частности. Слабый тренд на общее снижение фильтрационно-емкостных параметров зафиксирован при увеличении содержания среднепесчаной фракции, обломков кварца
и хлорит-гидрослюдистого цемента.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Медведев Н.Я. Геотехнологические основы разработки залежей с трудноизвлекаемыми запасами нефти. - М.: ВНИИОЭНГ, 1997.
2. Зверев К.В., Матигоров А.А., Чухланцева Е.Р., Грегуль Н.А. Петрофизическая характеристика продуктивных горизонтов тюменской свиты юго-восточной части Уватского района // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО-Югры. - Ханты-Мансийск, 2006. Т. 2. - С. 260267.
3. Генераленко О.С., Федорцов В.В., Зверев К.В., Фадеев А.М. Влияние условий седиментации и диагенетических преобразований на коллекторские свойства пород продуктивных горизонтов средней юры Тямкинского месторождения // Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала ХМАО-Югры. - Ханты-Мансийск: Изд. Дом «ИздатНаукаСервис», 2010. Т. 2. - С. 57-63.
4. Вакуленко Л.Г., Миткарев В.А. Связь фильтрационно-емкостных свойств алеврито-песчаных пород с обстановками их формирования (на примере горизонта Ю2 Юганского Приобья) // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2006. -№ 1. - С. 12-18.
5. Конторович А.Э., Вакуленко Л.Г., Казаненков В.А., Скворцов М.Б., Ян П.А., Быков
B.В., Попов А.Ю., Саенко Л.С. Седиментогенез коллекторов среднего-верхнего бата и их нефтеносность в Широтном Приобье // Геология и геофизика. - 2010. - Т. 51. - № 2. -
C. 187-200.
©А. Ю. Попов, Л. Г. Вакуленко, 2014
