О коллекторских свойствах карбонатных пород нефтеносных горизонтов палеогена Ферганы
В. И. ДАНЧЕВ, В. В. ОЛЬХА
При петрографическом изучении карбонатных пород нефтеносных горизонтов палеогена ряда районов Средней Азии нами одновременно проводилось и определение их некоторых физических свойств, в том числе и эффективной пористости. Для определения последней была использована в несколько измененном виде методика, предложенная И.А. Преображенским и основанная на принципе насыщения жидкостью твердых горных пород.
Как известно, эффективная пористость является одним из основных показателей, характеризующих коллекторские свойства пород нефтесодержащих горизонтов. Если для обломочных осадочных пород (песчаников и алевролитов) пористость и ее связи со структурными и текстурными особенностями изучались рядом исследователей, то для пород карбонатных (известняков и доломитов) подобные исследования проводились в меньшем объеме.
В настоящей статье приводятся результаты изучения эффективной пористости 275 образцов карбонатных пород, слагающих нефтеносные горизонты палеогена Ферганы. Материалом для данных исследований послужили систематически собранные разрезы карбонатных горизонтов палеогена преимущественно в районах нефтяных месторождений, расположенных вдоль Северного борта Ферганской депрессии.
Микроскопическое исследование этих пород показало, что они могут быть разделены по своим микроструктурным особенностям на следующие три основные группы.
1. Известняки оолитовой структуры являются наиболее распространенными среди карбонатных пород палеогена и составляют от 50 до 60% от общей их массы. Они слагаются оолитами округлой или оваловидной формы с ясно выраженным концентрическим и менее четко проявляющимся радиально-лучистым строением. Размеры оолитов колеблются в пределах от 0,3 до 0,8 мм. Они обычно сцементированы кристаллическим кальцитовым цементом.
2. Известняки органогенные или органогенно-шламовые, состоящие из обломков и хорошо сохранившихся раковин мелких гастропод, пелеципод, фораминифер, остатков иглокожих, мшанок и сине-зеленых (сифонниковых) водорослей. Органические остатки скреплены обычно кальцитовым кристаллическим цементом. Полости раковин иногда заполнены крупнокристаллическим кальцитом или тонким глинисто-карбонатным веществом. В некоторых случаях органические остатки инкрустируются мелкими кристалликами пирита.
Между этими группами оолитовых и органогенных известняков существуют промежуточные разности - органогенно-оолитовые или оолитово-органогенные.
Ниже они учтены соответственно в группе оолитовых или органогенных известняков в зависимости от преобладания в них оолитов или органических остатков.
3. Менее распространены карбонатные породы кристаллической структуры, лишенные органических остатков. Подавляющее большинство их относится к доломитам; известняки имеют явно подчиненное значение. Среди доломитов выделяются тонкослоистые пелитоморфные, криптокристаллические и мезокристаллические; для последних характерна зонарная структура слагающих их ромбоэдрических кристаллов.
Эффективная пористость перечисленных выше петрографических разновидностей карбонатных пород варьирует от 0,9 до 22%. При этом устанавливается определенная зависимость пористости от микроструктурных особенностей пород. Характер этой зависимости показан на графике, для построения которого использованы цифровые данные таблицы, где все аналитически и петрографически изученные образцы сгруппированы по возрастающей пористости.
В первой группе с минимальной пористостью до 4% оказалось 125 образцов, во второй (пористость от 4 до 8%) - 87 образцов, в третьей (пористость от 8 до 12%) - 43 образца и т. д. В пределах каждой группы подсчитано, какой процент образцов падает на каждую из выделенных петрографических разновидностей. На основании рассмотрения графика можно прийти к следующим выводам.
1. Наименьшей эффективной пористостью обладают оолитовые разности пород. Подавляющее число таких образцов располагается в интервалах пористости от самой минимальной до 4% и до 8%. С возрастанием эффективной пористости (Пэф) кривая, характеризующая содержание этой петрографической разновидности, резко снижается.
2. Кристаллические разности карбонатных пород, представленные преимущественно доломитами, обладают максимальной пористостью, достигающей в отдельных образцах 22%. Кривая, характеризующая содержание этой группы пород, резко поднимается слева направо.
3. Промежуточное положение занимают породы органогенной и органогенно-шламовой структуры, максимальная пористость которых находится в интервале от 4 до 16%.
Литофациальное и петрографическое изучение палеогеновых отложений Ферганской долины показало, что состав и структура карбонатных пород значительно меняются по мере продвижения от краевых участков, отвечающих прибрежным фациальным зонам палеобассейна, к центральным частям Ферганской депрессии. Если в прибрежной области палеобассейна большую роль играют известняки оолитовой и органогенной структуры, то по мере удаления от берега значительно возрастает роль доломитизированных известняков и доломитов - пород, обладающих относительно высокой эффективной пористостью. Такая закономерность, естественно, должна учитываться при поисках нефтяных и газовых месторождений, приуроченных к карбонатным коллекторам.
В настоящее время остается неясно, имеет ли выявленная закономерность универсальный характер или она справедлива лишь только для карбонатных пород Ферганского палеогенового бассейна, отличающегося, как известно, некоторой спецификой.
Поскольку в последнее время сильно возрастает интерес к поискам месторождений нефти и газа в карбонатных породах, нам представляется целесообразным поставить подобные исследования и для других нефтегазоносных провинций Советского Союза.
Институт геологии рудных месторождений петрографии, минералогии и геохимии АН СССР
|
Петрографические разновидности карбонатных пород 1 |
Интервалы Пэф |
|||||
|
0-4% |
4-8% |
8-12% |
12-16% |
16-20% |
20-24% |
|
|
Оолитовые (+ органогенно-оолитовые) |
89/71,2 |
49/56,4 |
14/32,6 |
1/8,3 |
|
|
|
Органогенные (+оолитово-органогенные) |
30/24,0 |
29/33,3 |
9/20,9 |
4/33,3 |
|
|
|
Кристаллические |
6/4,8 |
9/10,3 |
20/46,5 |
7/58,4 |
5/100 |
3/100 |
|
Всего |
125/100 |
87/100 |
43/100 |
12/100 |
5/100 |
3/100 |
1 В каждой графе показано в числителе количество образцов, в знаменателе процент каждой петрографической разновидности в группе, характеризующейся данным интервалом эффективной пористости (Пэф).
Рисунок Изменение эффективной пористости (Пэф) в основных петрографических разновидностях карбонатных пород.
1 - оолитовые (+ органогенно-оолитовые); 2 - органогенные ( + оолитово-органогенные); 3 - кристаллические.