К оглавлению

Пути практического решения проблемы нефтегазоносности юга Сибирской платформы

Ю.А. ПРИТУЛА, К.А. САВИНСКИЙ, М.М. МАНДЕЛЬБАУМ, В.Н. ТРОИЦКИЙ

Среди перспективных в нефтегазоносном отношении районов Сибири особого внимания заслуживает южная часть Сибирской платформы, или так называемый Иркутский амфитеатр, который по своим благоприятным экономическим условиям выгодно отличается от большинства других районов Западной и Восточной Сибири.

Основанием для постановки глубокого разведочного бурения в этом районе (бурение было начато в 1948 г.) явилось широкое развитие здесь нижнекембрийских отложений, из которых ранее на р. Толба в Якутии были получены незначительные притоки нефти. На юге платформы в нижней части разреза кембрийских отложений были известны мощные терригенные толщи: мотская, ушаковская овиты, которые рассматривались как основные объекты разведки.

Первоначально разведочное бурение развивалось вдоль восточного (Прибайкальского) и юго-западного (Присаянского) бортов Иркутского амфитеатра в широкой полосе выходов на поверхность карбонатных нижнекембрийских толщ. Главным объектом разведки были песчаники мотской свиты. В Прибайкальской зоне в разведку были введены три площади (Турукская или Усть-Кутская - 4 скважины, Тутурская или Жигаловская - 4 скважины и Каменская или Баяндаевская - 2 скважины). В Присаянье же, где в отличие от восточного Прибайкалья нижнекембрийские отложения образуют пологие типично платформенные структуры, бурение производилось в первые годы только на Бельской площади (2 скважины). Значительно позже были пробурены еще 3 скважины на площадях Еловской и Большеразведнинской (Щукинской) у Иркутска (рис. 1).

Это бурение позволило изучить разрез нижнекембрийских отложений до мотской свиты включительно и несколько глубже, установило присутствие в нижнем кембрии мощных отложений каменной соли (усольская свита) и нефтегазопроявлений, более слабых в Прибайкалье (битуминозные доломиты в Жигалово и Усть-Куте) и значительных в Присаянской зоне. В бельской скважине было установлено наличие растворенного в пластовых водах мотской свиты метанового газа с содержанием тяжелых углеводородов до 4%.

Таким образом был получен руководящий материал для дальнейшего продолжения поисково-разведочных работ. Последние развивались в двух направлениях: 1) на северо-запад от Бельска вдоль подножий Восточных Саян и 2) от Прибайкальского и Присаянского бортов Иркутского амфитеатра к внутренним его зонам, т. е. от высоко поднятых и более открытых антиклинальных структур к погруженным и более закрытым структурам.

Наилучшие практические результаты получены при испытании скважин на наиболее погруженных и закрытых площадях, где на поверхности обнажены отложения не древнее самых верхних слоев ангарской свиты (Осинская, Балыхтинская, Половининская, Боханская и Парфеновская площади).

Так, на Осинской площади при испытании скв. 1 в июле 1954 г. из доломитов осинского горизонта в интервале 1635,6-1668 м было получено более 3 т легкой нефти удельного веса 0,74-0,75 с содержанием легких фракций, отгоняющихся при 300° С, до 92%.

В ряде скважин, пробуренных на упомянутых разведочных площадях, были получены незначительные притоки углеводородного газа, обычно в количествах не больше 2000 м³/сут.

При испытании скв. 1 на Парфеновском поднятии близ Осы был получен интенсивный газовый фонтан. Испытание производилось в открытом стволе скважины при помощи пластоиспытателя. При установке пакера на глубине 2378 м над кровлей песчаной толщи мотской свиты был получен небольшой приток газа. Но при подъеме инструмента скважина начала фонтанировать газом с примесью воды. Высота открытого фонтана достигала 25-30 м. Газ метановый с содержанием тяжелых углеводородов до 10-12%.

Таким образом, проведенное к настоящему времени на юге Сибирской платформы (Здесь не рассматриваются крайние западные районы Иркутского амфитеатра, где находятся абанская, мурминская и мироновская опорные скважины.) разведочное бурение позволило установить нефтегазоносность нижнекембрийских отложений на большой территории. Бурение показало, что нефтегазопроявления возрастают по интенсивности и распространяются во все более высокие горизонты разреза в направлении регионального погружения пород от бортов внутрь Иркутского амфитеатра. Этим отчетливо определяется первоочередное направление для дальнейшего расширения геофизических и поисково-разведочных работ.

В свете этих данных антиклинальные структуры Осинско-Балыхтинской зоны участков, расположенных к западу от нее и прилежащих к долине р. Ангара, должны рекомендоваться как первоочередные объекты для геофизических и буровых работ.

Однако, несмотря на многочисленные благоприятные показатели, промышленные месторождения нефти или газа пока на юге Сибирской платформы не выявлены. Многие склонны объяснять это тем, что нижнекембрийские отложения не имеют коллекторов. Такое толкование, конечно, нельзя считать правильным.

В нижней части мотской свиты бурением выявлен горизонт кварцевых песчаников мощностью до 20 м. В Тырети, например, пористость этих песчаников достигает 22%. Этот коллектор имеет непрерывное распространение вдоль северо-восточного склона Восточных Саян и прослежен бурением на расстоянии более 200 км от Еловки на юго-востоке до Тырети на северо-западе.

Карбонатные же отложения нижнего кембрия, из которых получены к настоящему времени нефть и газ, хотя и представлены по имеющимся материалам плотными трещиноватыми породами, но изучены пока слишком мало для того, чтобы можно было отрицательно решать вопрос о наличии в них коллекторов обычного типа. Дело в том, что хотя возможность присутствия нефти или газа в бельской и усольской свитах и не отрицалась с самого начала разведочных работ в Иркутской области, но внимание разведки до самого недавнего времени было обращено почти исключительно на изучение нижних терригенных свит нижнекембрийского разреза. Вышележащие же карбонатные отложения в большинстве скважин пройдены поэтому с малым отбором керна, никак не дающим сколько-нибудь достаточного представления о строении и коллекторских свойствах этих толщ. Трещиноватые же коллекторы среди карбонатных пород нижнего кембрия имеются. О наличии коллекторов в карбонатных свитах убедительно свидетельствуют притоки нефти, газа (Оса) и воды (Бохан) из доломитов осинского горизонта. Этот, хорошо выдерживающийся в толще соли доломитовый горизонт, представляет, несомненно, особый интерес для опробования на всех разведочных площадях, где он вскрывается скважинами.

Однако как горизонт осинских доломитов, так и пачки терригенных песчаников мотской свиты не вскрыты и не изучены до настоящего времени в благоприятных структурных условиях их залегания.

Недостаточная изученность общих структурных особенностей юга Сибирской платформы и отсутствие до 1955 г. метода, позволяющего изучать характер залегания нижних подсоленосных толщ разреза, привели в конечном итоге к тому, что как сами площади разведочного бурения, так и непосредственно глубокие скважины, заданные в их пределах, оказались расположенными далеко не в оптимальных структурных условиях.

Результаты сейсмических работ до 1954-1955 гг. не дали достаточно надежных данных для направления разведочного бурения. Сложные сейсмогеологические условия района, наличие в верхней части разреза мощной зоны, характеризующейся пониженными переменными скоростями, создавали большие трудности в интерпретации полученного материала.

Недоучет влияния зоны пониженных скоростей в общих условиях высокоскоростного разреза давал большие погрешности при составлении сейсмических разрезов, что приводило к невозможности использования данных сейсморазведки для выбора направления глубокого бурения.

В этой обстановке единственным материалом для заложения глубоких разведочных скважин являлись результаты структурно-картировочного колонкового бурения.

Однако данные, полученные на Кутуликской, Тыретской, Осинской и других разведочных площадях, показали, что структурные условия залегания верхних горизонтов разреза (ангарская, булайская, бельская свиты) не соответствуют, как правило, структурному плану нижних горизонтов усольской свиты и более древних толщ нижнего кембрия.

Особенно отчетливо такое несоответствие структурных планов наблюдается на Кутуликской площади. Здесь колонковым бурением было хорошо оконтурено большое куполовидное поднятие платформенного типа с амплитудой в 40-45 м. Скв. 1, 2 и 3 в профиле через указанное поднятие показали, что нижнеусольские и мотские слои залегают здесь моноклинально с пологим наклоном к северу. Такие данные глубокого бурения хорошо согласуются с результатами сейсмических работ, выполненных по этому же профилю (рис. 2). По данным сейсморазведки погребенная антиклинальная структура располагается в 10 км южнее поднятия, зафиксированного по надсоленосным отложениям в районе с. Кутулик (рис. 3).

Структурное положение скв. 1 на Парфеновской площади неясно, хотя, судя по появлению в ней фонтана, можно полагать, что она находится в более благоприятных структурных условиях.

На Балыхтинской и Жигаловской площадях установлено выполаживание структуры от ангарской, булайской свит к отложениям мотской свиты от 10-15° до 0°30'-2°. Несоответствие структуры нижних и верхних горизонтов разреза намечается здесь также и по простиранию шарнира складки. Скв. 4, пробуренная, как и скв. 1, в своде складки на расстоянии 3,75 км к северо-востоку от последней, установила в этом направлении воздымание надусольских отложений на 13-16 м и погружение подошвы усольской свиты на 14 м.

Судя по имеющимся в настоящее время материалам, колонковое бурение может применяться для подготовки площадей под глубокую разведку только на четко выраженных с большой амплитудой линейных структурах жигаловско-балыхтинского типа. Такие складки хотя и выполаживаются сильно с глубиной, но не исчезают вовсе в подсоленосных отложениях. Однако и такие структуры нужно рекомендовать для исследования сейсморазведкой в связи с намечающимися в Балыхте и Жигалово смещениями сводов брахиантиклиналей по простиранию шарниров складок.

Из приведенных данных следует, что необходимо ставить в большом объеме геофизические, особенно сейсморазведочные, работы для выявления и картирования структур по горизонтам низов усольской свиты и по мотской свите, тем более определенные успехи в этом направлении уже получены.

В 1957 г. была выявлена и сейчас передана в разведку Атовская структура с амплитудой в 120 м по горизонту доломитов в низах усольской свиты.

Результаты сейсмических работ 1957 г. и технический уровень их проведения показывают, что в сложных структурных условиях южной части Сибирской платформы только данные сейсморазведки могут являться надежным основанием для направления разведочного бурения. Тем не менее объем этих работ продолжает оставаться крайне недостаточным.

Нельзя считать нормальным тот факт, когда на малоэффективное колонковое бурение (проводимое трестом Востсибнефтегеология) затрачиваются средства, более чем на 50% превышающие средства, затрачиваемые на сейсморазведку.

Однако необходимо подчеркнуть, что в настоящее время ни один из существующих геологических (съемка и колонковое бурение) и геофизических методов, исключая сейсморазведку, не обеспечивает поиски локальных структур по нижним горизонтам разреза. При этом выбор площадей для детальных сейсмических работ на основании рекогносцировочных сейсморазведочных работ не может являться достаточно эффективным ввиду большой стоимости и определенной доли случайности в обнаружении структур. В то же время другие геофизические методы на современной стадии их развития не позволяют решать задачи по поискам структур в осадочной толще. Именно поэтому для повышения экономической эффективности разведки возникла необходимость установления поисковых возможностей гравиметрического метода. Для этого проводятся специальные детальные высокоточные гравиметрические съемки в Селенгинской депрессии и в Иркутском амфитеатре.

Но отсутствие достаточного количества высокоточных гравиметров крайне ограничивает объемы этих исследований и тем самым существенно тормозит выяснение этого принципиального вопроса.

В выборе направления для детальных и поисковых работ ведущую роль должны играть региональные геофизические исследования.

Комплекс этих работ, проводимых в районах Восточной Сибири, включал аэромагнитные съемки масштабов 1:1000000 и 1:200000, гравиметрические работы, электроразведочные работы методом ТТ и ДЗ, а также в небольшом объеме сейсмические работы методом отраженных волн. Здесь необходимо отметить, что объемы и комплекс этих исследований, учитывая крайне слабую изученность территорий Восточной Сибири, являются безусловно недостаточными.

Тем не менее проведенные до настоящего времени региональные геофизические исследования сыграли определенную положительную роль для нефтепоисковых работ и явились основой новой структурно-тектонической схемы юга Сибирской платформы.

Совершенно очевидна необходимость дальнейшего расширения объемов региональных исследований, а включение в их комплекс сейсморазведки (методы КМПВ, обменных волн) и электроразведки (методы частотных зондирований, электромагнитного становления и теллурических токов) позволит не только продолжить изучение структуры осадочной толщи, но и даст возможность судить о строении фундамента и древних горизонтов палеозоя, тем самым установить наиболее перспективные направления для проведения нефтепоисковых работ.

Проведение региональных геофизических исследований необходимо сочетать с глубоким опорным бурением.

Объемы проводившегося до настоящего времени опорного бурения были явно недостаточны, что не только не обеспечивало установления закономерностей стратиграфии и литологии осадочной толщи на большой территории южной части платформы, но и не создавало необходимых предпосылок для привязки результатов геофизических исследований.

Характеризуя состояние геофизических исследований в Восточной Сибири, нельзя не остановиться на вопросах проведения промыслово-геофизических работ. Промыслово-геофизические исследования в глубоких скважинах Иркутского амфитеатра имеют характерные особенности.

Удельные сопротивления пород разреза варьируют от сотен до тысяч омметров, в то время как сопротивление заполняющей скважину жидкости составляет сотые доли омметра. Промывочная жидкость представляет собой насыщенный раствор NaCl. Степень минерализации и удельное сопротивление пластовых вод и промывочной жидкости одинаковы.

В этих условиях применение БКЗ, потенциал-зондов при электрометрии и ПС оказывается совершенно неэффективным. Комплекс исследований включает запись диаграмм стандартных последовательного и обращенного (для контроля) 2-метровых градиент-зондов, кавернометрию, НГК-60, ГК и газовый каротаж по полуавтоматической методике. Кроме того, применяются термометрия (ОЦК и ОГГ), резистивиметрия на приток пластовых вод и инклинометрия.

Проводившиеся эксперименты по исследованию скважин при опреснении заполняющей скважину жидкости дали положительные результаты, несмотря на то, что бурение в исследовавшихся интервалах велось на заполоненной до насыщения промывочной жидкости.

Применяющийся комплекс исследований позволяет уверенно расчленять разрез, выделять устойчивые реперы и коррелировать разрезы скважин по всему Иркутскому амфитеатру. Методы радиоактивного каротажа значительно лучше по сравнению с электрометрией расчленяют разрез скважин и позволяют, особенно при опреснении жидкости в скважине, выделять в разрезе коллекторы.

Интерпретация результатов промыслово-геофизических исследований затрудняется неизученностью коллекторских свойств разреза, малыми объемами и низким качеством испытаний скважин.

Все изложенное убедительно свидетельствует о безусловной перспективности южной части Сибирской платформы для поисков месторождений нефти и газа.

Однако для быстрейшего разрешения этой столь важной проблемы необходимы существенные мероприятия по разработке основных направлений нефтепоисковых работ и коренное улучшение методики разведки. С этой целью предлагается следующее.

1. Сосредоточить основные объемы геофизических и поисково-разведочных работ во внутренних районах Иркутского амфитеатра, в пределах Ангарского и Окинского валов и Нукутской впадины.

2. Увеличить объем и расширить комплекс региональных геофизических работ, сочетая эти работы с опорным бурением.

3. Резко увеличить объем детальных сейсмических работ, рассматривая этот метод как основу для направления разведочного бурения.

Расширить опытные работы по высокоточной гравиметровой съемке для выяснения поисковых возможностей этого вида исследований.

Колонковое бурение целесообразно использовать только для изучения крупных региональных структурных особенностей верхних надсоленосных отложений.

Для подготовки площадей под глубокую разведку колонковое бурение может быть использовано только на четко выраженных линейных структурах жигаловско-балыхтинского типа.

4. Колонковое бурение необходимо проводить на площадях сейсмических работ для изучения скоростной характеристики верхней части разреза.

Для повышения эффективности промыслово-геофизических работ необходима обсадка соленосной толщи колонной большого диаметра с последующим бурением на пресном глинистом растворе. Обязательным также должно явиться расширение комплекса радиоактивного каротажа, главным образом за счет более широкого внедрения нейтрон-нейтронного, гамма-гамма-каротажа.

5. Крайне необходимым мероприятием по повышению эффективности разведочных работ является коренное улучшение дела испытания скважин при учете наличия в разрезе трещинных коллекторов, требующих активного воздействия для повышения притоков.

Востсибнефтегеофизика.

Рис. 1. Обзорная карта юга Сибирской платформы.

Границы основных структурных элементов: 1 - области платформы, вовлеченные в поднятие геоантиклинала; впадины: I- Нукутская, II - Прибайкальская; валообразные поднятия; III - Окинское, IV - Ангарское, У - Божеханское; 2-глубинные разломы; 3-разрывные дислокации различного характера: сбросы, взбросы, надвиги; 4 - районы глубокого роторного бурения; 5 -нефтегазопроявления; б -газопроявления.

Рис. 2. Геологический профиль Кутуликской площади.

 основной сейсмический репер А в основания усольской свиты.

Рис. 3. Структурная схема по опорному отражающему горизонту А в сопоставлении со структурной картой по пачке массивных доломитов в нижнеангарской подсвите.

1 - изогипсы горизонта А; 2 - изогипсы пачки массивных доломитов нижнеангарской подсвиты.