Коллекторские свойства пород ушаковской и мотской свит нижнего кембрия южной части Сибирской платформы
М.Н. ТРЕЩЕТЕНКОВ
Породы ушаковской и мотской свит нижнего кембрия вскрыты глубокими роторными скважинами на ряде площадей южной части Сибирской платформы, а именно: на Осинской, Боханской, Тыретской, Балыхтинской, Кутуликской и Еловской.
Коллекторские свойства пород определены на основании изучения литолого-петрографической характеристики разрезов глубоких скважин с использованием данных макроскопического и микроскопического описания пород, гранулометрического и минералогического анализов, определений пористости и проницаемости (Открытая пористость определялась по методу Преображенского, полная - по способу Мельчера, проницаемость - на специальном приборе ГП-5.).
Ушаковская свита (Cm1usch)
Вскрытая часть ушаковской свиты представлена чередованием песчаников, песчано-глинистых сланцев, реже алевролитов.
По литологическим особенностям эту свиту можно разделить на три части: нижнюю (песчаники с подчиненными прослоями песчано-глинистых сланцев), среднюю (равномерное чередование прослоев песчаников, сланцев и несколько менее алевролитов) и верхнюю (песчаники с прослоями алевролитов и подчиненными прослоями сланцев).
Данные гранулометрического анализа пород ушаковской свиты приведены в табл. 1.
Породы ушаковской свиты характеризуются низкой открытой пористостью. Все они очень крепкие и плотные.
Сравнительно более высокой пористостью обладают серые кварцевые песчаники средне- и мелкозернистые. Значения открытой пористости варьируют в пределах 4,2-5,5%, но иногда достигают 7,9%. Я.К. Писарчик, занимавшаяся изучением пород ушаковской свиты в районе р. Правая Ушаковка, указывает, что песчаники и алевролиты здесь имеют пористость не выше 9%.
Проницаемость пород практически отсутствует, значения ее не превышают 0,00013 дарси (5-й класс по классификации Г.И. Теодоровича - непроницаемые коллекторы).
Снижение значений пористости и проницаемости происходит за счет неправильной зубчатой конфигурации зерен, тесно прилегающих друг к другу, а также за счет цементирования их крепким кремнисто-слюдистым цементом.
При такой характеристике породы ушаковской свиты не могут быть коллекторами для нефти и газа.
Мотская свита (Cm1mot)
По литологическим признакам отложения мотской свиты разделяются на три подсвиты: нижнемотскую - терригенную, среднемотскую - терригенно-карбонатную и верхнемотскую - карбонатную.
Нижняя граница с породами ушаковской свиты проводится по смене сероцветов ушаковской свиты красноцветами мотской свиты.
Данные гранулометрического анализа пород нижнемотской подсвиты приведены в табл. 2.
Две нижние пачки нижнемотской подсвиты - чередование песчаников с алевролитами и аргиллитами - обладают пористостью от 0,40 до 3,21%, иногда повышающейся до 8,33%. Проницаемость этих пород равна 0,01104 и 0,02445 дарси (3-й класс по классификации Г. И. Теодоровича - среднепроницаемые коллекторы).
Верхняя пачка нижнемотской подсвиты, представляющая больший интерес, вскрыта на ряде площадей (Бельской, Тыретской, Боханской и Осинской). Везде она представлена (правда, с незначительными отклонениями) песчаниками кварц-полевошпатового состава серого, серого с зеленоватым оттенком и темно-серого цвета от мелко- до крупнозернистых. Сцементированы они глинисто-слюдистым цементом. Мощность прослоев от 2 до 10 м. Кроме песчаников, в этой пачке имеются прослои аргиллитов мощностью от 0,5 до 1 м. Суммарная мощность пачки исчисляется в 40-50 м.
Песчаники обладают довольно высокими значениями пористости и проницаемости. Открытая пористость, измеренная в ряде образцов с различных площадей, изменяется от 2,94 до 15,97%. Проницаемость рыхлых разностей песчаников достигает 0,115 и 0,280 дарси (2-й класс по классификации Г.И. Теодоровича - хорошо проницаемые коллекторы).
Повышенные значения пористости и проницаемости позволяют признать верхнюю пачку нижнемотской подсвиты благоприятной для аккумуляции газа и нефти.
Среднемотская подсвита представлена чередованием доломитов, доломито-ангидритов, ангидрито-доломитов, прослоев глинистых и песчанистых разностей с мергелями. Встречаются линзы ангидрита.
Данные гранулометрического анализа пород среднемотской подсвиты приведены в табл. 3.
Отложения среднемотской подсвиты, за исключением ее нижней части, обладают низкими значениями открытой и полной пористости.
Карбонатные породы имеют преимущественно открытую пористость в пределе 0,24-3,6% и полную пористость от 0,34 до 5,34%. Исключение составил один исследованный образец доломита, в котором открытая пористость равна 9,44%, а полная пористость 9,25%. Повышение пористости происходит, по-видимому, за счет кавернозности и трещиноватости доломита.
Песчанистые разности верхней части подсвиты, представленные мелко- и среднезернистыми кварцевыми песчаниками, обладают значениями открытой пористости в пределе 1,05- 7,39%.
Прочие разности пород (алевролиты и аргиллиты) имеют открытую пористость до 1,14% и полную пористость до 2,18%.
Наибольший интерес представляют песчанистые разности нижней части подсвиты. По своему вещественному составу, по окраске, по окатанности зерен они аналогичны серым песчаникам верхней пачки нижнемотской подсвиты, только в этих разностях наблюдается преобладание карбонатного цемента. Мощность прослоев песчаников от 0,7 до 2,7 м.
Лучшие результаты по определению пористости в этих песчаниках были получены на Кутуликской площади. Здесь преобладают серые, коричневатые, реже красно-бурые кварцевые песчаники от мелких до грубозернистых с линзами и желваками ангидрита и гравийными зернами кварца. Песчаники трещиноваты, трещины выполнены ангидритом. Общая мощность 30-50 м. Открытая пористость песчаников на Кутуликской площади в скв. 1-Р достигает 15,37%, а в скв. 2-Р - 12,75%; соответственно полная пористость равна 17,80 и 14,07%. В этих же породах производилось определение проницаемости в двух направлениях. Проницаемость песчаников перпендикулярно к наслоению изменяется от 0,00239 до 0,01424 дарси, а параллельно наслоению от 0,00129 до 0,01896 дарси. (3-й класс по классификации Г.И. Теодоровича - коллекторы средней проницаемости).
Приведенные здесь значения пористости и проницаемости, значительная мощность, наличие хорошего коллекторского материала, присутствие нижележащих благоприятных коллекторских пород - все это позволяет считать нижнюю часть среднемотской подсвиты возможным вместилищем газа и нефти.
Верхнемотская подсвита выделяется по отсутствию или минимальному количеству терригенного материала.
Литологически подсвита представлена переслаиванием доломитов, доломито-ангидритов, ангидрито-доломитов, ангидритов и их глинистыми разностями. Встречены прослои известняков.
Данные гранулометрического анализа пород верхнемотской подсвиты приведены в табл. 4.
Все изученные разности пород верхнемотской подсвиты характеризуются низкими значениями открытой пористости.
Пористость доломитов, доломито-ангидритов, ангидрито-доломитов и ангидритов колеблется в пределах от 0,38 до 3,68%, иногда повышаясь до 5,42%.
Несколько большие значения пористости наблюдаются у песчанистых разностей Боханской, Осинской и Бельской площадей, где они представлены песчаниками и алевролитами в виде маломощных прослоев и линз до 1 м мощности. Песчаники мелко- и среднезернистые. Цемент представлен ангидрито-доломитовой массой с примесью глинистого материала. Пористость этих песчанистых разностей достигает 5,74-5,82 %.
Все разности пород верхнемотской подсвиты непроницаемы, а так как приведенные значения открытой пористости незначительны, то эти породы не могут явиться промышленными коллекторами нефти и газа. Исключение составляют некоторые прослои сильно трещиноватых доломитов (Тыретская площадь, скв. 2-Р), где открытая пористость равна 12,44%. Эти доломиты могут вмещать нефть и газ.
Заключение
Среди диагенетических процессов в нижнекембрийских образованиях развиты кальцитизация, доломитизация, окремнение, перекристаллизация, выщелачивание и др. Из этих процессов, по-видимому, только выщелачивание повышает пористость и проницаемость пород.
Отложения верхней части ушаковской свиты, а также нижнемотская подсвита, за исключением ее верхней части, обладают некоторыми пористостью и проницаемостью, но промышленными коллекторами нефти и газа быть не могут.
В верхней части нижнемотской подсвиты и в нижней части среднемотской подсвиты выделяются пачки пористо-проницаемых сероцветных песчаников, которые представляют интерес как возможные коллекторы нефти и газа.
На это указывает резко отличающийся от ранее приведенных гранулометрический состав песчаников, где значительно преобладают более крупные фракции (табл. 5).
Плотные доломиты верхнемотской подсвиты могут явиться хорошими непроницаемыми перекрытиями для нижележащих коллекторских пород.
|
ЛИТЕРАТУРА |
1. Брод И.О. и Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа, Гостоптехиздат, 1950.
2. Губкин И.М. Учение о нефти, Гостоптехиздат, 1947.
3. Смехов Е.М. Трещиноватые породы, как возможные коллектора нефти и газа и их значение при поисково-разведочных работах в Сибири. 1956.
4. Требин Ф.А. Нефтепроницаемость песчаных коллекторов. 1945.
5. Успенская Н.Ю. Некоторые закономерности нефтегазонакопления на платформах. 1952.
Иркутский Гос. Университет
Таблица 1 Гранулометрический состав пород ушаковской свиты
|
Размер фракций, мм |
Содержание, % |
|||||
|
глинистые сланцы |
алевролиты |
песчаники |
||||
|
от |
до |
от |
до |
от |
до |
|
|
>1,00 |
|
|
|
|
|
|
|
1,00-0,50 |
|
|
0,39 |
0,92 |
1,43 |
3,17 |
|
0,50-0,25 |
0,62 |
3,07 |
1,79 |
3,20 |
4,38 |
3,66 |
|
0,25-0,10 |
1,59 |
7,50 |
5.08 |
7,91 |
14,95 |
15,40 |
|
0,10-0,01 |
18,45 |
24,75 |
26,80 |
38,37 |
29,57 |
41,50 |
|
<0,01 |
61,50 |
93,04 |
32,16 |
64,00 |
30,29 |
36,27 |
Таблица 2 Гранулометрический состав пород нижнемотской подсвиты
|
Размер фракций, мм |
Содержание, % |
|
|
от |
до |
|
|
>1,00 |
|
|
|
1,00-0 50 |
0,87 |
13,95 |
|
0,50-о;-25 |
0,26 |
23.17 |
|
0,25-0,10 |
18,12 |
42,52 |
|
0,10-0,01 |
13 70 |
33,37 |
|
<0,01 |
12,00 |
30.40 |
Таблица 3 Гранулометрический состав пород среднемотской подсвиты
|
Размер фракций, мм |
Содержание, % |
|
|
от |
до |
|
|
>1,00 |
|
|
|
1,00-0,50 |
0,35 |
4,80 |
|
0,50-0,25 |
1,09 |
3,77 |
|
0,25-0,10 |
0,93 |
16,00 |
|
0,10-0,01 |
4,79 |
27,00 |
|
<0,01 |
13,75 |
60,24 |
Таблица 4 Гранулометрический состав пород верхнемотской подсвиты
|
Размер фракций, мм |
Содержание, % |
|
|
от |
до |
|
|
>1,00 |
|
|
|
1,00-0,5 |
0,08 |
0,5 |
|
0.50-0,25 |
0,1 |
1,57 |
|
0,25-0,10 |
0,03 |
6,9 |
|
0,10-0,01 |
0,65 |
17,2 |
|
<0,01 |
1,89 |
57,69 |
Таблица 5 Гранулометрический состав пород возможных коллекторских пачек
|
Размер фракций, мм |
Содержание, % |
|
|
Среднемотская подсвита, нижняя пачка |
Нижнемотская подсвита, верхняя пачка |
|
|
1,00 |
До 1,06 |
До 0,69 |
|
1,00-0,50 |
до 17,06 |
до 9,76 |
|
0,50-0,25 |
до 33,67 |
до 20,29 |
|
0,25-0,10 |
до 12,12 |
до 27,95 |
|
0,10-0,01 |
до 13.41 |
до 11,03 |