Нефтеносность девонских отложений Сырьянской площади
А.М. Мельников
Сырьянская площадь расположена в 75 км к северо-востоку от Кирова в пределах северной части Кировской депрессии, докембрийский фундамент которой осложнен грабенообразной впадиной, заполненной осадками нижнебавлинской свиты (На тектонической схеме Л.М. Бириной рассматриваемая территория названа Вятским грабеном. Труды ВНИГНИ, вып. XXV, 1959.). С востока и запада депрессия окружена Татарским и Котельничским древними выступами фундамента (рис. 1).
Сырьянская площадь введена в глубокую разведку в 1958 г. по данным структурного бурения. В настоящее время здесь пробурено шесть глубоких скважин (скв. 4-8 и 11), из них первая ликвидирована по техническим причинам. В результате проведенных работ установлено следующее.
1. В разрезе присутствуют бавлинские отложения, представленные твердыми сливными песчаниками, которые вскрыты скв. 6 на глубине 2490 м (абсолютная отметка -2356 м) и имеют видимую мощность 29 м.
2. Терригенные отложения девона по данным каротажа и литологическому составу схематично разделяются на четыре пачки (аргиллитовую, условно относимую к саргаевско-кыновским слоям; песчано-алевролитовую; эффузивную и песчаниковую). Три последние пачки охватывают пашийские и живетские отложения, граница между которыми пока точно не установлена. Общая мощность терригенных отложений девона составляет 1334 м (скв. 6).
Мощность указанных выше литологических пачек в пределах Сырьянской площади сильно колеблется. Так, максимальная мощность терригенной толщи от кровли аргиллитовой пачки до кровли пачки эффузивных пород в скв. 6 составляет 938 м, а к западу (скв. 5) и к востоку (скв. 8-11) она сокращается соответственно до 854 и 807 м. Одновременно меняется и мощность отдельных пачек терригенного девона. Например, аргиллитовая пачка имеет максимальную мощность на западе (скв. 5) и на юго-востоке (скв. 8) соответственно 526 и 507 м, а наименьшую в центральной части площади в районе скв. 7 и 4 (450, 470 м). Наибольшая мощность (410-470 м) нижележащей песчано-алевритовой пачки (от подошвы аргиллитов до кровли эффузивов) установлена в центральной части площади (скв. 4 и 7), а к западу и востоку она сокращается до 328 м (скв. 5) и 340-370 м (скв. 11 и 8).
Анализ изменения мощностей показывает, что во время накопления песчано-алевритовой пачки центральная часть площади (район скв. 6) представляла собой зону наибольшего погружения, к которой с востока (скв. 11) и с запада (скв. 5) примыкали относительно наиболее приподнятые участки. Вероятно, мощность песчано-алевролитовой пачки продолжает сокращаться к западу от скв. 5 к древнему Котельничскому выступу фундамента, а также к востоку от скв. 11 в сторону северного продолжения Татарского свода. Во время накопления аргиллитовой пачки палеотектоническая картина изменилась - область наибольшего прогибания переместилась к западу и к востоку в район скв. 5 и 8, а центральная часть площади (скв. 4 и 6) оказалась более приподнятой.
3. В разрезе терригенного девона, охватывающего кыновские, пашийские и живетские отложения, выделяются пачки песчаников и алевролитов различной мощности. Физические свойства коллекторов изучены еще недостаточно, но судя по керновому материалу и данным испытания, они относятся к категории плохо проницаемых и малоемких. Так, например, в скв. 5 при испытании нескольких песчано-алевролитовых пластов, имеющих по каротажу хорошую характеристику и вскрытых пулевой перфорацией, притока жидкости не получили, причем один пласт после перфорации был торпедирован. Очень слабые притоки получены и при испытании скв. 6, где алевролиты имеют открытую пористость от 2,7 до 14,7 %, а максимальную проницаемость всего 8,5 миллидарси. При такой низкой проницаемости вызвать приток жидкости из пласта практически невозможно, поэтому мы считаем, что основными каналами для движения флюидов здесь являются трещины, секущие породу в различных направлениях, причем в погруженных частях структуры трещиноватость песчано-алевролитовых пород уменьшается, а к своду увеличивается. Действительно при испытании скв. 5, расположенной на западном крыле Сырь- янской девонской структуры, пласты оказались сухими, а в скв. 6, занимающей более высокое положение на структуре, получен слабый приток воды и нефти.
Вполне вероятно, что в своде Сырьянской девонской структуры достигнет наибольшего развития трещиноватость коллекторов и одновременно улучшится их проницаемость. Это должно привести к резкому увеличению продуктивности скважин.
4. По данным структурного бурения в нижнепермских отложениях на Сырьянской площади прослеживается четко выраженное, довольно крупное асимметричное поднятие, почти меридионального простирания, с амплитудой по западному крылу около 600 м, а по восточному свыше 250 м.
Северная часть поднятия не оконтурена (рис. 2а).
Структурный план Сырьянской площади по нижним горизонтам палеозоя пока детально не изучен, но имеющиеся материалы глубокого бурения доказывают существование в карбоне и девоне локальной структуры, которая в общих чертах совпадает с нижнепермским поднятием. По кровле пашийских отложений Сырьянская структура (см. рис. 2б) так же, как и нижнепермская, имеет северо-северо-восточное простирание и асимметричное строение. Причем и здесь западное крыло более крутое, с амплитудой падения пластов по линии скв. 4-5 до 180 м, а на восточном крыле между скв. 4-8 около 80 м. В настоящее время еще не ясно положение свода и северной периклинали Сырьянской девонской структуры. Наиболее высокое структурное положение по всем горизонтам девона встречено скв. 4, а наиболее низкое - скв. 5. Бурящаяся скв. 12 по верхним горизонтам карбона и доманику показывает погружение пластов к югу.
Таким образом, на Сырьянской площади по пашийским отложениям четко оконтуривается южная периклиналь девонской структуры, сводовая часть которой расположена в районе скв. 4 или севернее ее. Сырьянская девонская структура, по-видимому, довольно узкая, резко выраженная и, вероятно, не отражена в фундаменте. Структура приурочена к северной части Кировской депрессии, для которой характерно прогибание в течение почти всей геологической истории, о чем свидетельствуют: а) появление в разрезе осадков бавлинской свиты, заполняющих наиболее погруженную часть грабенообразной впадины, ограниченной с востока и запада древними крупными сводовыми поднятиями фундамента; б) большая мощность терригенных отложений девона, накопление которых, возможно, было в зоне устойчивого прогибания дна бассейна; в) наличие в разрезе терригенного девона эффузивных пород, что, по-видимому, связано с тектоническими движениями и с крупными разломами в теле фундамента.
Сырьянская девонская структура, безусловно, не единственная в северной части Кировской депрессии, аналогичные структуры могут быть обнаружены как к северо-востоку, так и к юго-западу от Сырьянской площади и, возможно, составят одну общую структурную зону, в пределах которой уже в настоящее время установлено наличие жидкой нефти в терригенных отложениях девона.
5. В скв. 6 при испытании интервала 1725-1738 м пласта, представленного почти непроницаемыми алевролитами, по-видимому, пашийского возраста, получен слабый приток жидкости около 1 м3 в сутки при уровне 850 м (600 л пластовой воды и 300-350 л легкой, газированной нефти). По химическому составу сырьянская нефть резко отличается от девонских нефтей Татарии и относится к категории легких, почти безсернистых (0,1%), парафинистых и малосмолистых (17,2%). Удельный вес ее 0,8488, парафин составляет 6,1% и выход светлых фракций 47%. По каротажной характеристике удельное сопротивление верхней части пласта около 6-8 ом*м. Керн из испытанного интервала представлен очень плотными светлосерыми алевролитами, в которых вытяжки и запах наблюдались участками. При хранении керна на поверхности легкие фракции быстро улетучились, и керн внешне потерял признаки нефтеносности, последние обнаруживаются участками и по трещинам лишь при люминисцентном анализе, что еще раз подтверждает наличие в породе трещин, по которым в основном и перемещаются флюиды.
Возможно, что скв. 6 вскрыла краевую часть залежи. Поэтому в настоящее время основная задача разведочных работ - уточнить свод девонской структуры и провести испытания в наилучших структурных условиях для окончательной промышленной оценки Сырьянской площади.
Имеющийся геологический материал по северной части Кировской депрессии позволяет рассчитывать на открытие здесь нефтяных залежей трех типов - структурных, стратиграфических и литологических, что согласуется с выводами Л.М. Бириной, изложенными в ее работе (см. стр. 49). Первый тип залежи связан с локальными девонскими поднятиями, такими как Сырьянское, а два последних типа могут быть развиты на склонах древних выступов фундамента, окружающих депрессию, в направлении к которым мощность терригенных отложений девона быстро сокращается от 1300 м до 0.
Получение высококачественной девонской нефти на Сырьянской площади по существу является открытием нового нефтеносного района в северной части Волго-Уральской области. Мы полагаем, что наиболее перспективна в нефтеносном отношении северо-восточная часть Кировской депрессии, где в ближайшие годы целесообразно сосредоточить основной объем геолого-поисковых, геофизических и разведочных работ. Здесь, помимо Сырьянской площади, необходимо детально изучить территорию между Сырьянами и Кировым, а также начать готовить к глубокому бурению площади, расположенные к северо-востоку от Сырьяк. Одновременно следует продолжить разведку и более южных Шихово-Чепецкой, Вожгальской и Чигиренской площадей, которые, судя по результатам работ на Сырьянской площади, также представляют интерес для поисков нефти.
Наряду с разведкой локальных поднятий, необходимо в северо-восточной части Кировской депрессии начать бурение глубоких поисковых профильных скважин, чтобы ускорить выяснение геологического строения более широкого региона и выбрать самые перспективные площади для детальных работ.
Трест Татнефтегазразведка
Рис. 1. Схема поверхности кристаллического фундамента Татарской АССР и соседних территорий.
1 - области отсутствия пашийских и живетских отложений; 2-изогипсы поверхности фундамента; 3 - скважина Сырьянской площади, в которой получена нефть из девона.
I - Котельничский выступ; II - Кировская депрессия; III - Улья- новско-Канашский выступ; IV - Казанская седловина; V - Мелекесская депрессия; VI - Татарский свод.
Рис. 2. Структурные карты Сырьянского поднятия.
а - по кровле артинского яруса (по данным Горьковского геологического управления) и б - по кровле пашийских слоев (сост. В. А. Широков). Скважины: 1 - структурные, пробуренные; 2 - глубокие разведочные, пробуренные; 3 - то же бурящиеся; 4 - скв. 6, в которой получена нефть из девона; 6 - ликвидированы по геологическим причинам; 6 - то же по техническим причинам; 7 - проектные.