К оглавлению

Использование промыслово-геофизических данных для унификации стратиграфических разрезов

С. С. ИТЕНБЕРГ

В нефтяной геологии всякое исследование, связанное с тектоническими построениями, палеогеографическими реконструкциями и оценкой перспектив нефтегазоносности, требует литолого-стратиграфического расчленения разрезов и сопоставления (корреляции) их между собой. Биостратиграфические (палеонтологические) методы расчленения разрезов, как известно, имеют при этом наиболее важное значение. Однако палеонтологические методы встречаются с большими трудностями при изучении разрезов, содержащих комплексы реликтовых (суперститовых), возвратных (реккурентных) и переотложенных комплексов фауны и флоры, в районах с плохой обнаженностью или по данным скважин с недостаточным отбором керна.

Непреодолимым для палеонтологического метода препятствием является наличие в разрезе так называемых палеонтологически немых толщ.

В связи с существующими трудностями расчленение стратиграфических разрезов палеонтологическими методами доводится обычно до отделов и ярусов мощностью в десятки и сотни метров. Между тем для решения практических и теоретических задач, связанных с разведкой и разработкой нефтегазовых месторождений, необходимо часто бывает располагать местными стратиграфическими схемами, которые позволили бы расчленить разрез с точностью до нескольких метров.

Такая детальность в расчленении разреза может быть достигнута путем комплексного применения биостратиграфических и геофизических методов расчленения разрезов.

Существенным преимуществом геофизических методов является непрерывность исследований с глубиной и высокая точность привязки к глубинам.

Большое значение промыслово-геофизические материалы имеют при сопоставлении разрезов и построении корреляционных схем.

При последовательном сопоставлении разрезов можно проследить закономерность в изменении пластов, замещение одной фации другой и получить наиболее полное представление о характере изменения условий осадконакоплений.

Недостаточность отбора кернов приводит к тому, что более точные результаты могут быть получены при использовании геолого-геофизических разрезов нескольких скважин.

На рис. 1 дан пример уточнения литостратиграфических колонок скважин, пробуренных в разных районах, расстояния между ними соответственно равны 83.5, 56 и 46 км; расстояние между крайними скважинами, Георгиевской и Озек-Суатской, по прямой линии равно 144 км.

Из четырех скважин геологическими методами наиболее полно изучен разрез Георгиевской опорной скважины Р-1, менее полно - разрезы скважин Чкаловской Р-2 и Ачикулак Р-23 и только данными каротажа представлен разрез скважины Озек-Суат Р-48 (в скважинах Ачикулак Р-23 и Озек-Суат Р-48 проводились также и гамма-каротажные исследования). Изучению подвергалась верхняя часть бурой (кумской) свиты, белая и хадумская свиты, а также небольшая часть пород майкопской серии, перекрывающих хадумскую свиту. Четкая геофизическая характеристика этой части разреза и литологическая устойчивость отдельных пластов чрезвычайно облегчили построение корреляционной схемы.

Корреляционная схема послужила основанием для взаимного переноса показаний кернов от одной скважины к другой и уточнению литолого-стратиграфической колонки в целом.

Литолого-стратиграфический разрез исследуемого участка по керновым и геофизическим данным представлен снизу вверх следующими породами.

1. Кумская (бурая) свита сложена плотными слоистыми известняками темно-бурыми, коричневато-серыми и серо- зелеными, содержащими пирит, с прослоями коричневатой, известковистой глины. Отмечается высокими значениями КС, отрицательной аномалией ПС и характерным максимумом на диаграмме ГК.

2. Белая свита сложена мергелями и глинистыми известняками светло-серыми и светло-зеленовато-серыми, полосчатыми, слоистыми, слабоалевритистыми, с прослойками известковых глин. На геофизических кривых породы белой свиты отмечаются снижением сопротивления относительно нижележащих пород кумской свиты и повышением сопротивления сравнительно с вышележащими породами хадумской свиты, слабовыраженной и нехарактерной аномалией ПС, четким и весьма характерным минимумом на диаграмме ГК.

3. Хадумская свита по литологии подразделяется на три части: нижнюю, среднюю и верхнюю.

Нижняя часть (chd₁) сложена глинами темно-серыми с коричневатым оттенком, известковистыми, плотными, тонкослоистыми с включением пирита, с прослоями некарбонатной разности того же цвета. Глины нижней части хадумской свиты по электрическому сопротивлению неоднородны и подразделяются сверху вниз на две характерные пачки: «а» - большего сопротивления и «б» - меньшего сопротивления.

Выделить по литологическим свойствам в обнажении или по кернам эти два комплекса пород весьма трудно. Однако более тщательный просмотр обнажения и керновых материалов дает возможность установить, что в верхнем комплексе содержание тонкоплитчатых известковистых глин возрастает. Кроме того, на поверхности распада известковистых глин чаще встречается гипс в виде тонких прослоев. Этим объясняется различие в сопротивлении нижней и верхней частей нижнехадумских отложений.

Средняя часть (chd₂) состоит из серого мергеля с коричневатым оттенком, плотного, слоистого с мелкобугристым изломом, с фауной остракод. Нижняя карбонатная часть мергельного пласта отмечается повышением сопротивления и отрицательной аномалией ПС, в то время как известково-глинистая верхняя часть пласта имеет меньшее сопротивление при отсутствии аномалии ПС. В нижней части остракодового пласта по керну иногда отмечается алеврито-глинистый прослой. В Ачикулакских скважинах мергельный пласт состоит из двух мергельных прослоев, разделенных алеврито-глинистой породой.

Верхняя часть хадумской свиты () сложена темно-серыми, почти черными глинами. У верхней границы учащаются прослои известковых, мергелевидных глин, с тонкими и редкими прослойками алевролитов, с прожилками органического вещества, с единичными прослоями сидерита. Кажущееся сопротивление здесь повышается.

По границе повышенного сопротивления проводится кровля хадумской свиты.

Породы хадумской свиты характеризуются повышенным гамма-излучением, лишь в средней части против остракодового пласта наблюдается минимум на кривой ГК. Верхняя граница максимума гамма-активности нечеткая и отмечается постепенным переходом к глинам с меньшей радиоактивностью.

Указанные геолого-геофизические свойства пород хадумской свиты выдерживаются без существенных изменений на очень большой территории, соответствующей области распространения мергельно-глинистой фации хадумской свиты, включающей все Восточное Предкавказье и южную и юго-восточную части Центрального Предкавказья.

Выше хадумской свиты залегают глины серовато-зеленые, плотные, неизвестковистые, с редкими прослоями алевролита и песчаника. Им соответствуют слабодифференцированные кривые КС низкого сопротивления и ПС.

Ниже приводятся глубины и мощности выделенных стратиграфических комплексов для изучаемого района.

В скважинах северо-восточной части Затеречной равнины (Артезиан, Сухокумск, Джанай и др.), а также в северной части Центрального Предкавказья (Северо-Ставропольская, Тахта-Кугультинская, Ивановская площади и др.) на размытую поверхность верхне- и среднемайкопских отложений с угловым несогласием налегают разновозрастные породы от среднего миоцена до плиоцена и даже более молодого возраста. Наличие несогласия и выпадения части разреза отмечаются для этих районов в ряде скважин по данным бурения на основании литолого-петрографических и микрофаунистических определений.

Однако проследить границу стратиграфического несогласия по геологическим данным из-за неполноты керновых материалов и однообразия литологического комплекса пород майкопской серии затруднительно.

Более полные данные при прослеживании стратиграфического несогласия можно получить, используя промыслово-геофизические материалы.

На рис. 2 дан пример, иллюстрирующий прослеживание контакта трансгрессивного перекрытия пород майкопской серии более молодыми отложениями.

На корреляционной схеме наблюдается закономерное выпадение в северных районах Центрального Предкавказья верхней части разреза майкопской серии. При передвижении на северо-восток от скв. Р-6 Северо-Ставропольская до скв. Р-32 Кугультинская на расстоянии 81 км из разреза выпадает толща мощностью в 95 м. Определение мощности пород, выпавших из разреза, и прослеживание контакта между чокракскими и майкопскими породами оказалось возможным благодаря присутствию в верхней части майкопской серии пород, соответствующих характерным электрическим реперам: «а» - мкр, «в» - мкр, ХII’ и XII’’ мкр и репера XII spr, приуроченного к низам чокракских пород.

Электрические реперы ХII’ и XII’’ мкр соответствуют глинисто-алевритовым пластам майкопской серии. В северном направлении происходит увеличение грубозернистости пластов XII' и XII" мкр, что отмечается на электрограммах увеличением сопротивления и возрастанием амплитуды аномалии ПС. В скв. Р-32 пласты XII' и XII" мкр являются песчано-алевритовыми и по электрограмме не отличаются от соприкасающихся с ними таких же по литологии чокракских пород - репер XII spr. Местоположение этого репера определилось благодаря последовательному его прослеживанию по корреляционной схеме от скважины к скважине. Существенную помощь в выявлении несогласия в залегании чокракских и майкопских пород оказали и вышележащие пласты майкопской свиты «а» и «в» мкр. Реперные пласты «а» и «в» мкр имеют приблизительно одинаковые мощности, равные 10-12 м, и залегают на 35- 40 м выше верхней границы реперного пласта XII' мкр.

Сочетание двух комплексов пород низкого и более высокого сопротивления облегчает их выделение на кривой КС. Нижний глинистый комплекс пород, отмечаемый минимумом на кривой КС, обозначен на электрограмме в виде репера «в» мкр.

Выделение по электрограмме реперных пластов «а» и «в» мкр облегчается также и тем, что в 5-10 м ниже этих пластов прослеживаются тонкие мергельные прослои, которые отмечаются на кривой КС, полученной градиент-зондами, острыми максимумами.

На приведенном профиле пласты «а» и «в» мкр, прослеживаясь от скважины к скважине, заметно перемещаются в северных районах вверх по разрезу, приближаясь к нижней границе чокракских отложений. Например, на Северо-Ставропольской площади в скв. Р-6 от верхней границы пласта «а» мкр до подошвы чокракских пород 35 м, в скв. Р-15 - 10 м, в скв. Р-34 - 7 м, а в Труновской скв. Р-2 пласт «а» мкр соприкасается с нижней границей пород чокракского возраста, в скважине Труновская Р-4 в контакт с чокракскими породами вступает пласт «в» мкр, так как пласт «а» мкр здесь уже размыт. На Кугультинской площади пласты «а» и «в» мкр также размыты. Возможно, что остатки этого пласта сохраняются в самой южной скважине Кугультинской площади Р-44. Таким образом, на примере постепенного срезания верхнемайкопских пород чокракской трансгрессией отчетливо прослеживаются контакт несогласного налегания чокракских пород на майкопские слои, а следовательно, и сама стратиграфическая граница чокрак - майкоп.

Задача обоснования стратиграфических границ с помощью геофизических методов осложняется, если у места стратиграфического контакта наблюдается фациальное замещение пород и в соприкосновение вступают различные породы. При этом прослеживание стратиграфической границы по геофизическим данным затрудняется и для подтверждения ее чаще приходится прибегать к геологическим материалам, главным образом палеонтологическим или микропалеонтологическим определениям.

Основные предпосылки для успешного применения геофизических методов в этом случае заключаются в том, что даже в разрезах, претерпевающих фациальное замещение по площади литологические и геофизические свойства отдельных толщ и опорных горизонтов изменяются неодноременно.

Грозненский нефтяной институт

Таблица

Скважины	Наименование свит
	Кумская	Белоглинская			Хадумская
					chd1			chd2			chd3			общая мощность, м
	верхняя граница, м	нижняя граница, м	верхняя граница, м	мощность, м	нижняя граница, м	верхняя граница, м	мощность, м	нижняя граница, м	верхняя граница, м	мощность, м	нижняя граница, м	верхняя, граница, м	мощность, м
Георгиевская опорная Р-1	2677	2677	2592	85	2592	2556	36	2556	2545	11	2545	2519	26	73
Чкаловская Р-2	2429	2429	2398	31	2398	2367	31	2367	2358	9	2358	2338	20	60
Ачикулак Р-23	2513	2513	2488	25	2488	2470	18	2470	2467	3	2467	2452	15	36
Озек-Суат Р-48	2326	2326	2297	29	2297	2283	14	2283	2280	3	2280	2268	12	29

Рис. 1. Пример составления литолого-стратиграфической колонки по комплексу геолого-геофизических наблюдений в нескольких скважинах.

1 - глина; 2 - известковистая глина; з - мергель; 4 - глинистый мергель; 5 - песчаная глина; 6 - известняк; 7 - глинистый известняк; 8 - известково-песчанистая глина.

Рис. 2. Пример прослеживания контакта трансгрессивного перекрытия майкопских отложений северной части Центрального Предкавказья. Сост. Итенберг С.С., Дворецкий В.Г.

1 - глина; 2 - слабо песчанистая глина; 3 - песчанистая глина; 4 - песчаник.