CC BY
9
ГЕОЛОГИЯ
DOI:10.24411/2076-6785-2020-10083 УДК 551 | Научная статья
Выделение геологических границ сложнопостроенных карбонатных коллекторов сверхвязких нефтей (СВН) на территории Муслюмовской разведочной площади
Р.Р. Хазиев, Л.З. Анисимова, К.Ю. Колузаева
ИПЭН АН РТ, Казань, Россия [email protected]
Аннотация
В работе изучены литолого-геохимические особенности нижнепермского отдела по керновому материалу скважины, пробуренной на северо-восточном склоне Южно-Татарского свода. По данным первичного описания кернового материала установлено, что разрез пермской и верхнекаменноугольной систем представлен ритмичным чередованием карбонатных и карбонатно-сульфатных пород с редкими прослоями глин, толщиной 5-10 см. При описании керна по литологическим особенностям и фаунистическим остаткам не удалось детально стратифицировать геологические границы в пределах изучаемого разреза. Дробные геологические границы малоизученного разреза удалось стратифицировать по данным анализа лито-фациальных карт и распределения основных породообразующих оксидов по разрезу скважины. В результате границы, выделенные по литературным данным, согласуются с границами, выделенными по резким изменениям содержания породообразующих оксидов.
Ключевые слова Материалы и методы
пермская система, месторождение СВН, хемостратиграфия, литофациаль- Табличные данные исследованиями валовой геохимии кернового ный анализ, выделение геологических границ, рентген-флуоресцентный материала из отложений пермо-карбона. Литофациальный анализ и
анализ. построение кривых вариаций оксидного состава пермских и верхне-
каменноугольных отложений по разрезу исследуемой скважины.
Для цитирования:
Р.Р. Хазиев, Л.З. Анисимова, К.Ю. Колузаева. Выделение геологических границ сложнопостроенных карбонатных коллекторов сверхвязких нефтей (СВН) на территории Муслюмовской разведочной площади // Эгепозиция Нефть Газ. 2020. №3. С. 16-19. DOI:10.24411/2076-6785-2020-10083.
Поступила в редакцию: 21.04.2020
GEOPHYSICS UDC 551 | Original Paper
Allocation of geological borders of complex structure carbonate reservoirs superviscous oils (SVO) in the territory of Muslyumovskaya square
Radmir R. Khaziev, Liliya Z. Anisimova, Kseniya Yu. Koluzaeva
IPEM TAS, Kazan, Russian Federation [email protected]
Abstract
In present work litological and geochemical features of lower permian sediments of core material of the well drilled on a northeast slope of the Southern Tatar arch are studied. According to primary description of core material it is established that the section of the permian and upper carboniferous systems is provided by rhythmical alternation of carbonate and carbonate and sulfate breeds with rare pro-layers of clays, 5-10 cm thick. At the description of a core on lithologic features and the faunistic remains it was not succeeded to stratify in details geological borders within the studied section. During work geological borders of a poorly studied section on analysis findings of lithofacies maps and distributions of the main rock-forming oxides on a section of the permian and upper carboniferous thickness are allocated. As a result of border, allocated according to literary data, will be agreed with the borders allocated on sharp changes of content of rock-forming oxides.
Keywords from permian and carboniferous sediments. Lithofacial analysis
As a result of the research, geological boundaries of the Lower and construction of curves of variations of oxide composition of
permian sediments in the well, which opened the deposits of the Permian and upper Carboniferous system on the section of the
lower perm, were isolated. studied well.
the permian system, fields of SVO, a chemostratigrafy, the
Materials and methods lithofacies analysis, allocation of geological borders, X-ray-
Tabular data of studies of bulk geochemistry of core material fluorescent analysis.
For citation:
Radmir R. Khaziev, Liliya Z. Anisimova, Kseniya Yu. Koluzaeva. Allocation of geological borders of complex structure carbonate reservoirs superviscous oils (SVO) in the territory of Muslyumovskaya square // Ekcpozitsiya Net' Gaz = Exposition Oil Gas, 2020, issue 3, pp.16-19. (In Russ.). DOI:10.24411/2076-6785-2020-10083.
Received: 21.04.2020
Ведение
На территории Волго-Уральской нефтегазоносной провинции добыча легоизвлекае-мых нефтей из отложений девонской системы ведется более 50 лет, что влечет за собой в будущем планомерное истощение запасов легких углеводородов (УВ). Это обстоятельство вызывает необходимость ввода в эксплуатацию трудноизвлекаемых запасов углеводородов и сверхвязких нефтей (СВН).
Одним из перспективных объектов, содержащих запасы СВН являются карбонатные отложения нижнепермского отдела на территории востока и северо-востока Южно-татарского свода (ЮТС).
Отложения нижнепермского отдела на территории Республики Татарстан (РТ) изучаются с 70-гг. 20 в. на поиск залежей СВН. Открытые и разведанные залежи сосредоточены в пределах южной части Южно-Татарского свода (ЮТС) на территории Бавлинского, Альметьевского и, частично, Аксубаевского района РТ (рис. 1)
Следует отметить, что перспективы поисковых геолого-разведочных работ распространяются также и на севере ЮТС в пределах Муслюмовской и Тлянчи-тамакской разведочной площади, где по данным поискового бурения выявлены нефтепроявления в сак-марских отложениях.
Необходимо отметить, что карбонатные коллектора нижнепермских отложений характеризуются однотипным литологическим строением, что вызывает определенные трудности в выделении дробных стратиграфических границ для межскважинной корреляции. В настоящей работе представлена методика выделения границ сложнопостро-енных карбонатных коллекторов при помощи литофациального анализа в дополнении с экспериментальной частью (построение кривых вариаций основных породообразующих оксидов карбонатных отложений нижнепермского отдела.
Объект исследования
Объектом в работе послужили данные описания кернового материала биотестиро-вочной скважины, расположенной в пределах Муслюмовской разведочной площади; а также сам керновый материал (с полным отбором от уфимских до верхнекаменноугольных отложений)
По данным описания керна в геологическом журнале нижнепермские отложения представлены ритмичным переслаиванием карбонатных, карбонатно-сульфатных и сульфатных горных пород. По этим данным был построен литолого-стратиграфический разрез скважины.
Однако, первоначально построенный вариант разреза, по данным первичного описания, оказался неполным ввиду отсутствия информации о положении границ ярусов и горизонтов в нижнепермском отделе (рис.2).
При повторном описании разреза скважины, авторами выделены отдельные интервалы с фаунистическими остатками, характерными для отложений пермо-карбона (в частности фузулиниды) (рис. 3). Попытка определить точный возраст отложений по ископаемым остаткам оказалась безрезультатной, ввиду сильной измененности большинства выявленных фаунистических остатков процессами наложенного эпигенеза [6].
Осложнения при выделении границ в разрезе скважины также вызваны отсутствием каротажных диаграмм, по которым, возможно, удалось бы выделить геологические границы.
Материалы и методы:
Для решения проблемы дробной стратификации разреза нижней перми вся работа условно разделилась на 2 этапа: первый — анализ лито-фациальных карт для выделения предполагаемых геологических границ по анализу толщин и геологического строения разреза на исследуемой площади; на втором
этапе — построение кривых вариаций породообразующих оксидов и корректировка геологических границ, выделенных на первом этапе.
Для проведения рентген-флуоресцентного анализа (РФА), были отобраны образцы со средним шагом 3-4 м по разрезу пермо-карбона. Изначально общая выборка составила 130 образцов, однако, в ходе измерений часть образцов были отбракованы по причине сильного расхождения суммы процентного содержания основных породообразующих оксидов (менее 98%). В результате новая
Рис. 1 — Фрагмент тектонической карты с расположением открытых и разведанных месторождений СВН (по данным [4, 7])
Fig. 1 — Fragment of tectonic map with location of open and explored deposits of SVO (according
to [4,7])
Рис. 2 — Первоначальный вариант разреза биотестировочной скважины. Условные обозначения: 1 — песчаники; 2 — глины и аргиллиты, 3 — известняки, 4 — загипсованные известняки, 5 — гипсы и ангидриты, С3 — верхнекаменноугольная система Fig. 2 — Initial version of the section of the biosetting well. Legend: 1 — sandstones; 2 — clays and argyllites, 3 — limestones, 4 — lipped limestone, 5 — gypsum and anhydrite, С3 — is an upper
carboniferous system
Рис. 3 — Идентифицированные фаунистические остатки отложения пермской и каменноугольной системы разреза изучаемой скважины Fig. 3 — Identified faunistic residues of the deposit of Permian and carboniferous system of the
studied well
выборка составила 90 образцов. В работе на этом этапе применен метод химической стратиграфии [1,8] с целью детального расчленения разреза пермской системы. Особенно эффективен этот метод в отложениях где отсутствуют литологические (слоистость, цвет породы, наличие маркирующих слоев) и фаунистические (раковины брахиопод, дву-створок) признаки для стратификации.
Результаты и обсуждения 1 этап. Анализ геологического разреза скважины по литофациальным картам
По набору литолого-фациальных карт отложений пермо-карбона [2] были проанализированы литологические разрезы и толщины ярусов нижне- и среднепермского отдела в районе исследуемой скважины (рис. 4). Ввиду «ритмичности» разреза предполагаемые границы стратонов нанесены с учетом толщины каждой стратиграфической единицы и смены литологии по разрезу скважины. В таб. 1 показаны результаты литофациального анализа.
На рис. 5 показан литолого-стратиграфи-ческий разрез с дополненными и откорректированными границами по данным результата работы на 1 этапе.
2 этап. Корректировка геологических границ хемостратиграфическим методом
Как было сказано выше, выборка составила 90 образцов по разрезу скважины. Все отобранные образцы подверглись анализу оксидного состава и были построены кривые вариации основных породообразующих оксидов по разрезу скважины. Разрез скважины с кривыми вариаций отображен на рис. 6. Согласно [8] в хемогенных осадках резкое изменение содержания основных породообразующих оксидов свидетельствует о смене климатогеографических условий осад-конакопления. Так как разрез по большей части сложен карбонатами и, частично, терри-генными породами для анализа рассмотрены следующие породообразующие оксиды: SiO2, Al2O3, ТО2 для терригенных; CaO, MgO, P2O5 для карбонатных отложений.
Как видно на разрезе, резкие изменения процентного содержания породообразующих оксидов четко накладываются на литостратиграфические границы, выделенные на первом этапе. Наиболее информативными при анализе кривых вариаций установлены следующие оксиды: SiO2, CaO, MgO. Все это подтверждает эффективность метода хемостратиграфии при работе со сложнопостроенными карбонатными коллекторами, где выделение геологических границ трудно по литологическим и фаунистическим критериям.
Вышеописанная методика выделения геологических границ имеет следующие преимущества:
1) метод эффективен в случае отсутствия каротажных диаграмм;
2) хорошо работает в «немых» толщах;
3) нет необходимости останавливать работающую скважину с целью проведения ГИС или геохимического каротажа;
4) метод работает в толщах с
Рис. 5 —Откорректированный разрез скважины с выделенными границами ярусов и горизонтов (условные обозначения литологии см. рис. 2)
Fig. 5 —Corrected section of well with selected boundaries of levels and horizonts (legend of lithology is shown in fig. 2)
Рис. 4 — Фрагменты литофациальных карт для выделения геологических границ биотестировочной скважины (красной точкой отмечено местоположение исследуемой скважины) Fig.4 — Fragments of lithophacial maps for separation of geologic boundaries of the well (red dot marks the location of the investigated
well)
Рис. 6 — Откорректированный литолого-стратиграфический разрез с вариациями кривых содержания оксидов породообразующих
элементов (условные обозначения литологии см. рис. 2) Fig. 6 Corrected lithogenic-stratigraphic section with variations of rock-forming element oxide content curves (for the symbols of lithology, see
fig. 2)
отсутствием слоистости и однотипной литологии.
Следует также отметить, что существует подобная методика выделения геологических границ в карбонатном разрезе по данным электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) [5]; в данном случае по результатам РФА показана не меньшая эффективность работы данного метода.
Итоги
В результате исследований выделены геологические границы нижнепермского отдела в скважине, вскрывшей отложения нижней перми.
Выводы
В ходе выполненных исследований была получена литохимическая зональность нижнепермского разреза биотестировочной скважины на территории Муслюмовской разведочной площади на основе данных, полученных методом РФА. Полученные химические «зоны» укладываются в существующие общие представления об эволюции осадко-накопления в конце позднего карбона и на протяжении ранней перми.
Литература
1. Габдуллин Р.Р., Копаевич Л.Ф., Иванов А.В. Секвентная стратиграфи. Москва: МАКС Пресс, 2008. 113 с.
2. Буров Б.В., Есаулова Н.К., Губарева В.С. Геология Татарстана: Стратиграфия и тектоника. Москва: ГЕОС, 2003. 402 с.
3. Игнатьев В.И. Закономерности фациаль-ных изменений верхнепермских отложений Урало-Поволжья. Стратотипы и опорные разрезы верхней перми Поволжья и Прикамья. Казань. 1996. 207 с.
4. Малофеев В.В. Геологическое обоснование повышения эффективности освоения
Таб. 1 — Сопоставление информации геологического описания разреза скважины с литературными данными Tab. 1 — Comparison of information of geological description of well section with literature data
Стратон
Казанские отложения
Шешминский горизонт (Уфимский ярус)
Соликамский горизонт (Уфимский ярус)
Иренский горизонт (Кунгурский ярус)
Филиповский горизонт (Кунгурский ярус)
Стерлитамакский горизонт
(Сакмарский ярус)
Тастубский горизонт (Сакмарский ярус)
Артинский ярус
Ассельский ярус
Гжельский ярус (верхний карбон)
Положение кровли и подошвы (м) (предполагаемые)
отсутствуют 105-180
180-190
190-265
265-335
335-400
400-495
отсутствует отсутствует 495-520
месторождений сверхвязких нефтей и природных битумов Татарстана. М. 2011. 24 с.
5. Муравьев П.П., Букин И.И. Изучение геологического разреза в процессе бурения скважин методом ЭПР-спектроскопии. Уфа: ВНИИнефтепромгеофизика, 1989. Вып. 19. С. 28-35.
6. Сахибгареев Р.С. Вторичные изменения коллекторов в процессе
Толщина, м
75 10 75 70 65
95 25
Сравнение с литературными данными (литология, толщина)
Согласуется Согласуется
Согласуется
Согласуется
Согласуется
Согласуется
Согласуется
Согласуется Согласуется Согласуется
(Вскрытая толщина 25 м)
формирования и разрушения нефтяных залежей. Л.: Недра, 1989. 260 с.
7. Хазиев Р.Р., Андреева Е.Е., Баранова А.Г., Анисимова Л.З., Вафин Р.Ф., Салахова М.Ф. Оценка возможности применения технологии SAGD на месторождении СВН Республики Татарстан // Экспозиция Нефть Газ. 2018. №2. С. 28-32.
8. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Основы литохи-мии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.
ENGLISH
Results
As a result of the research, geological boundaries of the Lower permian sediments in the well, which opened the deposits of the lower perm, were isolated.
Conclusions
In the course of the performed studies the geochemical zonality of the lower permian section of the biotesting well in the territory of Muslyumovskaya exploration area was obtained on the basis of data obtained by the X-Ray method. The obtained chemical "zones" fit into the existing general ideas about the evolution of sedimentation at the end of the late Carboniferous and during the early Permian.
References
1. Gabdullin R.R., Kopayevich L.F., Ivanov A.V. Sequence stratigraphy. Moscow: MAX Press, 2008, 113 p. (In Russ.).
2. Burov B.V., Esaulova N.K., Lubareva V.S. Geology of Tatarstan: Stratigraphy and tectonics. Moscow: GEOS, 2003, 402 p. (In Russ.).
3. Ignatiev V.I. Patterns of facial changes of Upper Epermian deposits of Uralo-Volga region. Stratotypes and support cuts of the upper perm of the Volga region and
Prikamie region. Kazan: 1996, 207 p. (In Russ.).
4. Malofeev V.V. Geological justification for increasing the efficiency of development of deposits of extra-viscous oils and natural bitumen of Tatarstan. Moscow: 2011, 24 p. (In Russ.).
5. Murav'ev P.P., Bukin I.I. Study of geological section during well drilling by EPR spectroscopy. Ufa: Vniineftepromgeofizika, 1989, issue 19, pp. 28-35. (In Russ.).
6. Sahibgareev R.S. Epigenetic changes of
collectors in the process formation and destruction of oil deposits. Leningrad: Nedra, 1989, 260 p. (In Russ.).
7. Khaziev R.R., Andreeva E.E., Baranova A.G., Anisimova L.Z., Vafin R.F., Salakhova M.F. Assessment of a possibility of use of SAGD technology on the field of SVO of the Republic of Tatarstan // Exposition Oil Gas, 2018. №2, pp. 28-32. (In Russ.).
8. Judovich Y. E., Ketris M. P. Foundations of Lithochemistry. Saint-Peterburg: Science, 2000, 479 p. (In Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Хазиев Радмир Римович, научный сотрудник ХRadmir R. Khaziev, researcher
Анисимова Лилия Закуановна, научный сотрудник
Liliya Z. Anisimova, researcher
Колузаева Ксения Юрьевна, ассистент, ИПЭН АН РТ, Казань, Россия Kseniya Yu. Koluzaeva, junior researcher , IPEM TAS, Kazan, Russian Для контактов: [email protected] Federation
Corresponding author: [email protected]
