К вопросу о коллекторах Западно-Сибирской низменности
Н.М. КРУГЛИКОВ, Г.П. СВЕРЧКОВ
При оценке перспектив нефтегазоносности отдельных крупных регионов Западно-Сибирской низменности решающую роль будут играть коллекторы, особенно в наиболее перспективных юрских и валанжинских отложениях. На ряде площадей в центральных районах низменности (Колпашевская, Назинская) были вскрыты юрские песчаники, пропитанные нефтью, но из-за плохих коллекторских свойств из них получены очень низкие непромышленные притоки нефти, исчисляемые в лучшем случае десятками литров в сутки.
Для юрских и нижнемеловых отложений юго-восточной части низменности карты коллекторов составлялись рядом исследователей (А.К. Шилин, Т.И. Гурова, Е.С. Рабиханукаева и др.). Указанные авторы приходили к выводу о том, что коллекторские свойства этих отложений должны улучшаться к центру низменности, что плохо увязывается с результатами промыслово-геофизических и гидрогеологических исследований в пробуренных здесь скважинах. В связи с этим наиболее остро встал вопрос о необходимости применения иной методики составления региональных карт коллекторов.
Существующая методика построения карт коллекторов, основанная на исследовании физических параметров отдельных образцов, не может дать полного представления о коллекторских свойствах проницаемых горизонтов и об изменении этих свойств по площади, так как возможности ее ограничены отбором и выносом керна. Другой недостаток этой методики заключается в том, что при подобных исследованиях мы имеем дело с характеристикой отдельных образцов, а не со структурой пласта в целом, которая в конечном итоге определяет качество коллекторов. При линзовидном или сложном косослоистом строении пласта результаты определения физических свойств даже при наличии хороших показателей не всегда будут правильно характеризовать пласт как коллектор.
В основу характеристики коллекторских свойств пород нами были положены коэффициенты продуктивности скважин при комплексном учете всех других показателей, характеризующих пласт (пористость, проницаемость, электрокаротаж и др.). Коэффициенты продуктивности (К) рассчитывались по результатам опробования скважин. Так как большинство скважин в Западной Сибири при опробовании дало воду, то рассчитанные коэффициенты продуктивности представляют дебиты воды в м3/сутки, приходящиеся на одну атмосферу депрессии пластового давления.
В каждом возрастном комплексе отложений, по которым строились карты коллекторов, как правило, имеется несколько проницаемых горизонтов. Поэтому при составлении этих карт нами использовались средние величины К, являющиеся наиболее типичными для данного комплекса. Для разведочных площадей, где опробование производилось в нескольких скважинах, средние величины К выводились сначала по отдельным скважинам, а затем по площади в целом. В районах, где разведочные площади расположены в непосредственной близости друг от друга и имеют сходные коллекторы (Березовский, Тобольский, Тюменский и Петропавловский), рассчитывался один общий коэффициент для района.
Интервалы испытания увязывались с электрокаротажем. В некоторых скважинах из одних и тех же отложений наряду с высокими дебитами были получены очень низкие притоки, что обусловлено неудачным выбором объектов испытания (пласты плотных известковистых песчаников, известняков и др.). Результаты испытания таких объектов нами в расчет не принимались. Также не учитывались данные, полученные при опробовании горизонтов испытателем пластов (Тобольск), так как по ним невозможно рассчитывать коэффициенты продуктивности.
В тех случаях, когда опробование не производилось, площади относились к той или иной зоне на основании физических свойств коллекторов (открытая пористость, проницаемость) и их электрокаротажной характеристики.
Используемые значения пористости являются средними, рассчитанными для каждой точки по тому же принципу, что и коэффициенты продуктивности. Песчаники и алевролиты с открытой пористостью до 6-7% при расчете не учитывались, поскольку они являются практически непроницаемыми.
Наконец, по некоторым вновь пробуренным скважинам (М. Атлымская, Шеркалинская) мы не располагали всеми необходимыми материалами по физическим свойствам пород и опробованию. Границы зон в этих районах проведены в основном по данным электрокаротажа.
Примененная методика составления карт коллекторов имеет ряд преимуществ. Дело в том, что при опробовании скважин выбираются наиболее интересные в отношении нефтегазоносности горизонты, которые часто проходят без отбора керна. Благодаря этому мы получаем не только более полную характеристику коллекторских горизонтов в разрезе в условиях их естественного залегания, но и исключаем момент случайности, неизбежно возникающий при учете только кернового материала. Классифицируя коллекторы по коэффициентам продуктивности, получаем не отвлеченную, а наглядную их характеристику, поскольку с полным правом можем ожидать аналогичных притоков нефти (газа) в случае обнаружения месторождений. Естественно, что данная методика, как и все прочие, не лишена слабых сторон. Получаемые в скважинах притоки (и соответственно значения К) зависят в значительной мере от величины интервалов прострела, которые не всегда одинаковы. Поэтому изменение значений К до некоторой степени может быть вызвано условиями опробования. Однако влияние условий опробования невелико, поскольку хорошие коллекторы проявляют себя и при незначительной величине интервала перфорации, а при испытании горизонтов, давших небольшие притоки, обычно производится повторный прострел с целью расширения интервала испытания, в результате чего возможности таких горизонтов выявляются наиболее полно.
Для районирования территории по коллекторским свойствам пород нами были выделены четыре зоны (рис. 1).
Первые три зоны включают коллекторы, из которых могут быть получены промышленные притоки нефти. Четвертая зона охватывает области развития коллекторов, из которых возможно получение непромышленных притоков или промышленных, но при очень большом понижении уровня. Сюда также отнесены районы с полным отсутствием коллекторов, которые из-за слабой изученности территории выделить в отдельную категорию пока невозможно.
В среднеюрских отложениях, представленных преимущественно континентальными фациями, хорошие коллекторы распространены в районе Тюменского прогиба, Омской впадины и на крайнем востоке низменности (см. рис. 1). Они, очевидно, присутствуют и вдоль западной границы области развития среднеюрских отложений, протягиваясь узкой полосой до Березово и далее к северо-востоку. В Березовском районе хорошие коллекторы выявлены на Алясовской и Чуэльской площадях, где пористость их достигает 27 %, а проницаемость - 1000 миллидарси. По мере удаления от границ распространения среднеюрских отложений коллекторские свойства их ухудшаются. В центральных районах низменности располагается зона плохих коллекторов. Она выделена на сравнительно ограниченном материале. В ее пределах могут быть встречены крупные поднятия, представлявшие в среднеюрскую эпоху области сноса. На склонах таких поднятий возможно обнаружение песчаников с хорошими коллекторскими свойствами.
В верхнеюрскую эпоху почти вся территория Западно-Сибирской низменности покрывается морем. На участках, где верхнеюрские отложения непосредственно налегают на кристаллический фундамент, в основании разреза появляется базальный горизонт, сложенный обычно песчаниками. В центральных районах низменности он не прослеживается.
В западной части верхнеюрского моря происходило накопление в основном глинистых осадков, тогда как в восточной наряду с глинистым материалом отлагались и песчано-алевритовые осадки, количество которых увеличивалось с приближением к источникам сноса.
В связи с рассмотренной фациальной обстановкой распределение верхнеюрских коллекторов в западной части низменности ограничивается преимущественно базальным горизонтом. Наилучшими коллекторскими свойствами базальный горизонт обладает в Березовском, Тюменском и Ишимском районах (К=11-45). В сторону центральных районов низменности коллекторские свойства его, судя по Викуловской, Тобольской и Абалакской площадям, ухудшаются (К = 0,1 - 4). В центральной части Западно-Сибирской низменности (М. Атлым, Уват и др.), где базальный горизонт исчезает, коллекторы в верхнеюрских отложениях отсутствуют. Однако и здесь, как и в среднеюрских отложениях, они могут быть обнаружены на древних выступах фундамента. В Обь-Енисейском междуречье и к югу от линии Тара - Пудино в разрезе верхней юры появляются пластовые коллекторы.
Коллекторские свойства валанжинских отложений по сравнению с юрскими становятся значительно лучше. Зона очень хороших коллекторов распространена повсеместно в периферийной части низменности и занимает обширную площадь (рис. 2). Коэффициенты продуктивности в ней достигают максимальных значений (Туринск, Омск, Петропавловский район). Открытая пористость песчаников часто превышает 30%, а проницаемость - 5000 миллидарси. Попавшие в эту зону точки с низкими коэффициентами продуктивности (Тебисская и Ипатовская площади) не являются показательными, так как здесь опробовались не наилучшие по проницаемости объекты.
Зона хороших коллекторов распространена преимущественно в междуречье Оби и Иртыша. Совместно с предыдущей зоной она охватывает всю восточную половину низменности. Северо-западная ее граница, так же, как и выделенная зона удовлетворительных коллекторов, показана условно. Область развития плохих коллекторов смещается в район М. Атлыма, где весь разрез валанжина представлен глинистыми отложениями. В Березовском районе валанжинские отложения, за исключением базального горизонта, также выражены глинами. К юго-востоку от Березово, на Чуэльской и Тугиянской площадях, возраст базального горизонта становится юрским, в связи с чем коллекторы в валанжине здесь исчезают. Поэтому в северо-западной части низменности на карте показано непосредственное соприкосновение зоны плохих коллекторов с очень хорошими.
В готерив-барреме очень хорошие и хорошие коллекторы распространены в большинстве районов Западно-Сибирской низменности. Удовлетворительные и плохие коллекторы отмечаются лишь в районе М. Атлыма. Аналогичное распределение коллекторов наблюдается и в аптских отложениях, но в отличие от готерив-баррема зона плохих коллекторов здесь отсутствует.
Из приведенного описания отчетливо выявляется существенное различие в распределении юрских и нижнемеловых коллекторов. Если в юрских отложениях хорошие коллекторы встречаются лишь по периферии низменности, то в валанжине, готерив-барреме и апте они занимают большую часть ее территории. Плохие коллекторы развиты лишь в северо-западной части, тяготея к району М. Атлым - Ханты-Мансийск.
Подобное распределение коллекторов обусловлено фациальной обстановкой, существовавшей в различные эпохи, что видно при сопоставлении карт коллекторов с фациальными картами, составленными группой сибирских геологов [1]. Низкие коллекторские свойства континентальных среднеюрских отложений в центральных районах низменности связаны в основном с плохой сортировкой обломочного материала. Значительное влияние, по-видимому, оказывает и сильная уплотненность этих отложений, обусловленная глубоким залеганием (2-3 км). В верхнеюрских отложениях зона плохих коллекторов совпадает с наиболее глубоководной частью верхнеюрского моря, где накоплялись преимущественно глинистые отложения. В валанжинский век глубоководная часть бассейна резко сокращается и смещается к северо- западу. Соответственно зона плохих коллекторов локализуется в районе Ханты-Мансийск - М. Атлым. Аналогичная приуроченность зон плохих коллекторов» к наиболее глубоководным частям бассейнов наблюдается в готерив-барреме и апте. Смена глубоководных фаций на прибрежно-морские, сопровождающаяся опесчаниванием разреза, на прилагаемых картах отражается в появлении зон лучших коллекторов.
Наиболее перспективными в Западно-Сибирской низменности являются юрские и валанжинские отложения. Поэтому поисково-разведочные работы необходимо сосредоточить главным образом на участках, где вместе с другими благоприятными условиями в этих отложениях имеются хорошие коллекторы. К числу таких участков, на наш взгляд, относятся следующие.
1. Бассейн р. М. Сосьва и долина р. Обь между поселками Березово и Кондинским.
2. Район среднего течения р. Конда.
3. Площади, расположенные к северо-востоку от пос. Назино (среднее и верхнее течение р. Вах).
В области развития плохих коллекторов, занимающей обширные площади в центральной части низменности, первоочередной задачей должны быть поиски зон хороших коллекторов. На всех предполагаемых крупных структурах (Пимский вал, Нижне-Вартовский свод и др.) необходимо поставить сейсмические исследования и пробурить ряд одиночных поисково-разведочных скважин для выяснения характера разреза. Нужно также иметь в виду, что хорошие коллекторы, помимо сводов, могут быть встречены и па остальной территории, поскольку они могли формироваться под действием древних течений и других факторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дробышев Д.В., Казаринов В.П. и др. Геология и нефтеносность Западно-Сибирской низменности. Гостоптехиздат, 1958.
2. Рабиханукаева Е.С. К вопросу о коллекторских свойствах отложений нижнего отдела меловой системы на юго-востоке Западно-Сибирской низменности. Материалы II Научно-технической конференции молодых ученых. Изд. 3. С. ФАН СССР. Новосибирск, 1957.
3. Гришин Г.Л., Ровнин Л.И. Березовское месторождение природного газа. Геология нефти, 1957, № 5.
4. Ростовцев Н.Н. и др. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности. Госгеолтехиздат, 1958.
ВНИГРИ
Рис. 1. Схематическая карта коллекторов среднеюрских отложений.
I - зона преимущественного распространения наиболее хороших коллекторов с очень высокой водоотдачей (К > 10); II - зона преимущественного распространения хороших коллекторов с высокой водоотдачей (К = 1 - 10); III - зона преимущественного распространения удовлетворительных коллекторов со средней водоотдачей (К = 0,1 - 1); IV - зона распространения плохих коллекторов с низкой водоотдачей (К < 0,1), с предполагаемым развитием удовлетворительных и хороших коллекторов на склонах крупных поднятий; V-область отсутствия рассматриваемого комплекса отложений; VI - палеозойское обрамление низменности; VII - одиночная скважина; VIII - группа скважин; IX - в числителе - средняя открытая пористость, в знаменателе - средний коэффициент продуктивности; сбоку - порядковый номер точки; 1 - Березовская; 2 - Шеркалинская; 3 - Мало-Атлымская; 4 - Сартыньинская; 5 - Леушинская; 6 - Тольинская; 7 -Уватская; 8 - Бронниковская; 9 - Тобольская; 10 - Туринская; 11 - Тюменская; 12 - Покровская; 13 - Заводоуковская; 14 - Вяткинская; 15 - Ракитинская; 16 - Челноковская; 17 - Викуловская; 18 - Малиновская; 19 - Чебурлинская; 20 - Завьяловская; 21 - Тарская; 22 - Ново-Логиновская; 23 - Большереченская; 24 - Саргатская; 25 - Камышловская; 26 - Омская; 27 - Петропавловская; 28 - Татарская; 29 - Тебисская; 30 - Барабинская; 31 - Ново-Васюганская; 32 - Мариинская; 33 - Белогорская; 34 - Чулымская; 35 - Максимкин-Ярская; 36 - Колпащевская; 37 - Нарымская; 38 - Назинская; 39 - Пудинская; 40 - Покурская; 41 - Ларьякская; 42 - Елогуйская; 43 - Касская.
Рис. 2. Схематическая карта коллекторов валанжинских отложений.
