Характер распределения битумов в разрезе мезозоя Южно-Колпашевского поднятия
В. А. КОШЛЯК, В. В. ОДНОГЛАЗОВ
Установление в разрезе мезозоя нефтегазосодержащих отложений в Западно-Сибирской низменности в настоящее время является актуальной проблемой. Поэтому сейчас необходимо широко обобщить геохимические исследования для установления взаимосвязи битуминозности с породами мезозойского возраста, что может служить одним из критериев в направлении поисковых работ на нефть и газ.
Южно-Колпашевское поднятие расположено на левом берегу р. Обь недалеко от г. Колпашево. В геологическом строении описываемого района принимают участие юрские, меловые, третичные и четвертичные осадочные породы, которые подстилаются слабометаморфизованными породами девона (?).
Люминесцентно-битуминологические исследования в пределах Южно-Колпашевского поднятия были проведены в четырех скважинах, расположенных на крыльях (скв. 2-р, 3-р и 5-р) и в своде (скв. 4-р) структуры. Несмотря на случайность и ограниченность в отборе образцов для исследования (При составлении данной статьи авторами были использованы результаты люминесцентных и люминесцентно-битуминологических исследований горных пород, выполненных в битумной лаборатории треста Запсибнефтегеология и работниками Колпашевской газокаротажной партии.), все же удалось отметить некоторые закономерности в характере распределения битумов по разрезу.
Характерной особенностью развития ареола рассеянной битуминозности в пределах Южно-Колпашевской площади является неравномерный затухающий характер насыщения по мере приближения к дневной поверхности. Этот факт указывает на наличие восходящего диффузионного потока углеводородов, приведшего к образованию ареола эпигенетичной битуминозности.
На то, что нефтяные битумы, насыщающие породы, не связаны с ними генетически, указывают также и другие признаки. Существенным индикатором процессов миграции является величина соотношения спирто-бензольного и хлороформенного экстрактов. Анализ результатов, полученных при люминесцентных исследованиях керна в скв. 5-р и 2-р показывает (таблица), что величина этого соотношения в коллекторах средней и нижней юры выше, чем в глинистых породах, т. е. битуминозные вещества в коллекторах более нейтральны.
Эта большая нейтральность битуминозных веществ указывает на наличие миграции и на нефтяную природу битума [3].
В этой связи интересно упомянуть о результатах исследования образца керна, поднятого в скв. 2-р, где была получена нефть. Люминесцентно-битуминологические исследования образца керна показали, что в нем содержится нефтяной битум смешанного парафинового и асфальтового основания [1].
Определение содержания органического вещества в этом образце дало величину, равную 4,5%, причем количество растворимой части составляло 0,61%. Таким образом, основная часть органического вещества породы находилась в нерастворимой форме и состояла из 59% С, 8,6% Н2 и 32,4% O2+N + S.
По заключению акад. С. И. Миронова подобный элементарный состав органической массы указывает на то, что процесс преобразования органической массы в породе был направлен в сторону образования угля. Следовательно, обнаруженный в породе битум нефтяного ряда генетически не связан с органическим веществом породы и является вторичным (мигрирующим).
В процессе миграции нефтяные битумы, смешиваясь с ненефтяными сингенетичными (угольными) битумами, обусловили неравномерность в распределении эпигенетичной битуминозности. Очевидно, также, что на характер вторичной битуминозности большое влияние оказало геологическое строение района. В общем виде распределение битумов по отдельным стратиграфическим комплексам можно охарактеризовать следующим образом.
Отложения сеноман-альб-аптского (?) возраста, представленные чередованием песков и песчаников с прослоями глин и глинистых алевролитов и редкими прослойками бурого угля, характеризуются преобладанием в породах маслянистого битума. Концентрации битума очень низкие, причем насыщенность глин по сравнению с песчаниками и алевролитами несколько выше (6,26Х10-4 для глин и от 1,56Х 10-4 до 3,13Х 10-4 для песчаных разностей).
Вниз по разрезу маслянистые битумы замещаются осмоленными, зона распространения которых захватывает отложения готерив-барремского возраста. В скв. 5-р осмоленные битумы насыщают всю исследованную часть разреза. Насыщенность пород осмоленным битумом здесь несколько увеличивается (до 6,5X10-3 %).
Отложения готерив-барремского возраста, представленные пестроцветными аргиллитами и глинами с редкими прослоями алевролитов и песчаников (последние преобладают в нижней части разреза), в верхах насыщены осмоленными битумами. Для них увеличение концентрации идет в следующем порядке: аргиллиты (1,2 X 10-3- 1,8 X 10-3%), глины (1,8X10-3- 4,8х10-3%), глины песчанистые (до 6,25X10-3%), песчаники (до 7,2X10-3 %). Всю остальную часть разреза насыщают маслянистые битумы, которые к периклинали (скв. 5-р) замещаются средними битумами (степень насыщения пород последними колеблется в пределах 1,2 X 10-3- 4,8Х10-3 %).
В литологически неоднородных отложениях валанжина характер распределения битумов в скв. 3 и 5 находится в тесной зависимости с литологическими особенностями последнего. Верхней песчанистой части разреза соответствуют маслянистые битумы, а нижней аргиллитовой - осмоленные. К своду структуры (скв. 4) отложения валанжина характеризуются наличием более легких маслянистых битумов.
Для аргиллитов верхнеюрского возраста степень насыщения средним битумом колеблется в пределах от 4,8х10-3% до 8х10-2%, причем наиболее высокое содержание битума (8х10-2 %) соответствует черному битуминозному сланцу с запахом горелой резины (скв. 3-р, интервал 2273-2278 м).
Наибольший интерес представляет изменение характера битумонасыщения по разрезу и площади в отложениях средней и нижней юры. Так, если в разрезе этих отложений в скв. 5 отмечается чередование интервалов, насыщенных средними и смолисто-асфальтеновыми битумами, то в скв. 3 этот же разрез представлен средними и осмоленными битумами, а в скв. 4 - только осмоленными. Следует отметить, что степень насыщения пород битумами увеличивается от свода структуры к крыльям (см. рисунок).
Причем отмечается взаимосвязь между концентрациями битумов в породе и литологическими особенностями последних. Например, для смолисто-асфальтенового битума увеличение концентраций идет в порядке: алевролиты, аргиллиты, песчаники; для среднего битума - аргиллиты (до 4,8х10-3%), алевролиты (до 4х10-2%), битуминозные сланцы (до 8Х10-2%), песчаники (до 6,25Х10-1%).
Увеличение битуминозности к крыльевым частям структуры и появление средних и смолисто-асфальтеновых битумов, замещающих осмоленные, обусловлено, вероятно, выклиниванием и уменьшением мощностей отдельных пачек вверх по восстанию пластов, что создает благоприятные условия для образования стратиграфических залежей нефти и газа, приуроченных к верхним частям выклинивающихся пластов.
Очевидно, что на характер развития ареола битуминозности и на характер его насыщения в разрезе меловых и юрских отложений большое влияние оказал гидрогеологический фактор. Породы мезо-кайнозойских отложений содержат воды двух типов: гидрокарбонатнонатриевые и хлоркальциевые. Коллектора верхнего мела, как правило, насыщены водами гидрокарбонатнонатриевого типа, характеризующими подвижный гидрогеологический режим. Суммарная минерализация пластовых вод для отложений верхнего мела в разрезе Южно-Колпашевского поднятия не превышает 3 г/л. Начиная с отложений готерив-баррема, в связи со значительной глинистостью осадков и быстрым нарастанием затрудненности водообмена [4], минерализация вод быстро растет, изменяясь от 4,98 г/л в нижнемеловых отложениях до 56,98 г/л в юрских отложениях (глубина 2743 м, скв. 3-р). Тип воды становится хлоркальциевым.
Западно-Сибирская низменность является единым артезианским бассейном, основные области питания которого располагались на Востоке и юге бассейна [4]. Инфильтрационные воды со стороны восточного борта должны были внедряться на большую глубину, вымывая битумы из песчаных коллекторов верхнего мела.
Одновременно с появлением вод хлоркальциевого типа и роста их минерализации в отложениях нижнемелового и юрского возрастов отмечается возрастание содержания битумов в песчаниках, причем процентное содержание битумов в песчаниках выше, чем в аргиллитах. Приведенный материал позволяет сделать следующие выводы.
Битумы для песчано-алевролитовой части мезозоя Южно-Колпашевского поднятия эпигенетичны. Однако наряду с эпигенетичной битуминозностью характерна сингенетичная битуминозность, которая для верхней части разреза занимает преобладающее положение.
Для отложений нижней и средней юры и валанжина, перспективных в нефтегазоносном отношении, предположительно можно считать нефтематеринскими глинистые морские и прибрежно-морские отложения нижней части валанжина, верхней юры и отложений палеозоя (девона?).
Отмечается обратная взаимосвязь между литологией, коллекторскими свойствами пород и содержанием битума.
В верхней части разреза мезозоя в условиях динамичности гидрогеологического режима битумы вымыты из пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Булынникова А.А., Рогожин Г.А. Сводный геологический отчет по Колпашевской опорной скважине. Сиб. филиал ВНИИГРИ, фонды КРБ, Томск, 1956.
2. Вайбум С.А., Копрова Н.А. Люминесцентно-битуминологическое изучение продуктивных горизонтов на некоторых площадях Куйбышевского Поволжья. Геохимические методы поисков нефти и газа. Тр. ВНИИГРИ, вып. II; Гостоптехиздат, 1954.
3. Клубов В.А. Об индификации природных битумов по генетическим признакам. Геохимические методы поисков нефти и газа. Тр. ВНИИГРИ, вып. II. Гостоптехиздат, 1956.
4. Маврицкий Б.Ф. Об истории развития Западно-Сибирского артезианского бассейна и перспективы его нефтегазоносности. Геология нефти, 1958, № 4.
5. Одноглазов В.В. Отчет о работе Колпашевской газокаротажной партии № 69/57 за 1957 г. г. Колпашево, фонды Колпашевской ПГЭ, 1958.
6. Фроловская В.Н. Краткое руководство по люминесцентно-битуминологическому анализу. Гостоптехиздат, 1949.
Колпашевская ПГЭ
|
Стратиграфия |
Литология |
Скв. 5-р |
Скв. 2-р |
Скв. 3-р |
Скв. 4-р |
||||||
|
содержание битума, % |
|
содержание битума, % |
|
содержание битума в хлороформе, % |
содержание битума в хлороформе, % |
||||||
|
Подотдел |
Ярус |
||||||||||
|
В хлороформе |
В спирто-бензоле |
В хлороформе |
В спирто-бензоле |
||||||||
|
Верхний мел |
Сеноман+альб+апт (?) |
Глина |
0,00285 |
0,0025 |
1/1,14 |
|
|
|
|
0,00125 |
|
|
Аргиллит |
|
|
|
0,007 |
0,064 |
1/9,1 |
0,00067 |
0,0026 |
|||
|
Алевролит |
|
|
|
|
|
|
0,000365 |
0,004 |
|||
|
Песчаник |
0,0012 |
0,0022 |
1/0,6 |
0,007 |
0,019 |
1/2,7 |
0,0005 |
0,003 |
|||
|
Нижний мел |
Готерив + баррем |
Глина |
0,0074 |
0,0043 |
1/1,72 |
|
|
|
|
|
|
|
Аргиллит |
0,0023 |
0,0032 |
1/0,7 |
|
|
|
0,0027 |
0,001 |
|||
|
Алевролит |
|
|
|
|
|
|
0,000195 |
0,000313 |
|||
|
Песчаник |
0,0045 |
0,0035 |
1/1,3 |
|
|
|
0,0003 |
0,0026 |
|||
|
Валанжин |
Аргиллит |
0,0041 |
0,0041 |
1/1 |
|
|
|
0,0031 |
0,000626 |
||
|
Алевролит |
0,0057 |
0,0045 |
1/1,27 |
0,004 |
0,03 |
1/7,5 |
- |
- |
|||
|
Песчаник |
0,0044 |
0,0025 |
1/1,76 |
0,004 |
0,021 |
1/5,2 |
0,001 |
0,00125 |
|||
|
Верхняя юра |
Аргиллит |
0,00696 |
0,00715 |
1/0,97 |
- |
|
|
0,045 |
0,000313 |
||
|
Средняя +нижняя юра |
Чередование аргиллита и алевролита |
|
|
|
|
|
|
0,022 |
|
||
|
Глина |
|
|
|
|
|
|
|
0,0025 |
|||
|
Аргиллит |
0,05 |
0,04 |
1/1,25 |
|
|
|
0,03 |
0,0045 |
|||
|
Алевролит |
0,06 |
0,052 |
1/1,15 |
0,012 |
0.025 |
1/2,1 |
0,005 |
|
|||
|
Песчаник |
0,047 |
0,052 |
1/0,94 |
0,006 |
0,006 |
1/1 |
0,082 |
0,066 |
|||
|
Палеозой |
Аргиллит |
0,166 |
0,066 |
1/2,51 |
- |
|
|
- |
|
||
где а - процентное содержание битума в хлороформенном экстракте;
b - процентное содержание битума в спирто-бензольном экстракте.
Рисунок Сопоставления битуминологических разрезов разведочных скважин Южно-Колпашевской площади.
1 - средний битум A; 2 - маслянистый битум A; 3 - осмоленный битум A; 4-смолисто-асфальтеновый битум А.