О разведке литологических залежей нефти и газа в Волгоградском Поволжье
Н. И. МАРКОВСКИЙ, Г. А. БРАЖНИКОВ, Т. Л. ВЕСНИНА
Волгоградской области все наиболее крупные и легко доступные для изучения локальные поднятия и связанные с ними залежи нефти и газа в основном разведаны.
Трудами советских и зарубежных ученых установлено, что залежи нефти и газа широко распространены вдоль побережья древних морей и особенно в отложениях речных палеодолин и их дельт, где имеются мощные пласты и пачки песчаников аллювиального и прибрежно-морского происхождения.
В одной из таких дельт нижнекарбоновой палеореки расположены крупнейшие промышленные залежи нефти в Мухановском, Кинель-Черкасском и других районах Куйбышевского Заволжья. Дельта другой реки этого же времени выявлена па территории Волгоградской области. Положение ее хорошо видно из карты равных мощностей терригенной части яснополянского подъяруса (рис. 1). К отложениям этой дельты приурочены Бахметьевское и другие месторождения нефти. Все они были открыты при разбуривании антиклинальных поднятий, расположенных в приустьевой зоне древней речной дельты. Нетронутым резервом остаются нефтяные и газовые залежи, приуроченные к зоне выклинивания коллекторских пластов и пачек, которая связана с той же древней дельтой.
На территории Волгоградской области яснополянский подъярус в основном представлен мощной толщей песчаников, глин и алевролитов. По условиям осадконакопления они относятся к озерно-болотным, речным или лимано-прибрежным отложениям. Песчаники в зоне повышенной мощности располагаются в виде рукавов линзовидного строения (рис. 2).
В центральной части области, в направлении с северо-запада через Терсинскую впадину, Тарасовскую площадь и далее на восток, между Иловлинской и Уметовской площадями проходило главное течение нижнекаменноугольной палеореки; оно оставило толщу песков только по угленосному горизонту мощностью 30-60 м и шириной 30 км. По обе стороны от описанного песчаного массива наблюдаются второстепенные, более мелкие песчаные полосы, ширина которых также выражается в нескольких километрах. Эти песчаные рукавообразные полосы разделены между собой зонами, в которых преобладает глинистый материал. Строение их обычно простое и лишь в направлении от продольних осей к бортам они расчленяются на прослои. Мощность каждого из этих прослоев уменьшается до полного выклинивания, т.е. пески замещаются глинами. В центре песчаных рукавообразных массивов песчаники сложены среднезернистыми разностями, почти лишенными глинистых примесей. Ближе к бортам в них появляется более мелкозернистый материал с большой примесью глинистых частиц и, наконец, полностью замещается глинами.
На одном из разрезов, построенном вкрест простирания главной песчаной полосы, ясно виден характер распространения песчаников и их выклинивания (рис. 3).
Описанные образования песчаников, их строение и характер распространения свидетельствуют о наличии на территории Волгоградской области условий, благоприятных для образования литологически экранированных и литологически ограниченных залежей нефти и газа.
Этот вывод основан и на том, что терригенные отложения яснополянского подъяруса в ряде пунктов западных районов Волгоградской области угленосны, а на востоке переходят в прибрежно-морские фации. Обширная территория речной палеодельты являлась переходной зоной от континентальных к морским или от угленосных к нефтепроизводящим формациям. Следовательно, с одной стороны, имеются мощные коллекторские пласты и пачки, а с другой - нефтематеринские отложения, формировавшиеся в прибортовой части Прикаспийской впадины.
Все известные месторождения Волгоградской области (Арчединское, Короб- ковское, Жирновское, Бахметьевское, Линевское и Иловлинское) связаны с брахиантиклиналями, в которых коллекторами служат участки рукавообразных песчаных отложений речной долины. Выклинивающиеся прослои песчаников иногда имеют различные отметки водонефтяных контактов. Так, на Арчединском месторождении второй пласт угленосного горизонта отсутствует на своде и залежь нефти разделена на две части, водонефтяные контакты которых соответственно -893 и -885 м. Характер распространения литологически экранированных вверх по наклону и литологически ограниченных по простиранию пластов залежей нефти и газа, связанных с описываемыми рукавообразными песчаными массивами, раскрывается при выяснении условий формирования уже открытых залежей. Одним из таких примеров является район Иловлинско-Медведицких дислокаций (рис. 4).
Как показывают исследования в Иловлинско-Медведицком районе, углеводороды мигрировали в угленосный горизонт в основном с востока. Поднимаясь по восстанию пластов, они двигались по многочисленным рукавам песчаных отложений и аккумулировались в кромках их выклинивания. Одним из таких ответвлений от основного миграционного потока нефти и газа является Иловлинское поднятие, размеры которого невелики. Заполнив ловушку, поток углеводородов продвигался далее вверх но наклону песчаников к Линевской площади, заполняя существующие по пути ловушки. Расположенная к северо-западу Жирновская залежь формировалась независимо от Линевской, так как между ними лежит полоса, где песчаники угленосного горизонта замещены глинами. Исключением является залежь на западном крыле Жирновского поднятия, которая отличается от всех остальных залежей угленосного горизонта не только положениями водонефтяных контактов (-940, -911), но и пластовыми давлениями (ниже на 23 ат) и газовыми факторами (меньше на 26 м3/т). Отмеченное свидетельствует о том, что данная залежь совершенно изолирована от остальных залежей глинами.
Следующее ответвление от основного потока встречается севернее Иловлинского поднятия на территории Иловлинско-Медведицких дислокаций в области развития сплошных песчаников. Здесь нефть заполнила встретившиеся на пути тектонически и литологически экранированные ловушки.
Из приведенных схем (см. рис. 2 и 4) видно, что в восточном направлении от Жирнов ского поднятия должны существовать значительные скопления нефти и газа. О том, что заполнение Жирновской ловушки происходило с юго-западной части поднятия, свидетельствует залежь в III пласте угленосного горизонта. В этом горизонте основная сводовая залежь имеет отметку водонефтяного контакта -911 м. В южной части поднятия расположена литологически экранированная залежь нефти с отметкой водонефтяного контакта -918 м, отделенная от основной залежи III пласта выклиниванием песчаников. Нефть двигалась с юго-востока, заполнила южную ловушку и, продвигаясь далее на север, образовала основную сводовую залежь.
Пласт песчаника тульского горизонта Б1 известен только в северной части Волгоградской области. Уже севернее Линевской площади он замещен глинами. На Иловлинско-Медведицкой площади можно выделить зоны сплошного развития песчаников пласта Б1 и зоны, где он разделяется на ряд пропластков или выклинивается. Такие зоны ориентированы в широтном направлении. Коллекторские свойства песчаников пласта Б1 высокие. К нему приурочена залежь нефти на Бахметьевско-Жирновской антиклинали (см. рис. 3). К западу от Бахметьевско-Жирновской антиклинали, на Ново-Кубанской, Кленовской, Лемешкинской и Меловатской площадях и на западном периклинальном окончании Линевского поднятия пласт Б1 обводнен.
При формировании залежи в пласте Б1 углеводороды мигрировали также с востока (см. рис. 4). Нефть и газ поступали преимущественно на Жирновский участок. Можно предположить, что к востоку от Жирновского поднятия имеются еще неразведанные ловушки.
В разрезе верхнебашкирского подъяруса имеется четыре пласта-коллектора. Нижний IV пласт песчаников распространен только в северной части области. Площадь его распространения совпадает с площадью распространения пласта Б1 тульского горизонта (см. рис. 4). Южнее Жирновского поднятия, а также на севере этот пласт отсутствует.
В IV пласте Жирновско-Бахметьевской антиклинали выявлена залежь нефти, а на западном периклинальном окончании Линевского поднятия, в скв. 22 - литологически экранированная газовая залежь. К западу от Жирновской и Бахметьевской площадей IV пласт обводнен. При формировании залежей IV пласта углеводороды, видимо, мигрировали с востока, заполняя встречающиеся по пути ловушки IV пласта. Заполнив Линевскую ловушку, углеводороды продвигались вверх к Жирновскому поднятию. По принципу дифференциального улавливания углеводородов на Линевском поднятии формировалась залежь газа, а в более приподнятой Жирновско-Бахметьевской ловушке - нефтяная залежь с газовой шапкой.
Поиски литологически экранированных и литологически ограниченных залежей следует вести одновременно в тульско-угленосной толще, в верхнебашкирском, верейском и каширском горизонтах.
На основании уже частично выявившегося направления рукавообразных песчаных полос, определения участков их литологического перехода в слабопроницаемые породы и оценки благоприятных структурных форм разбуривать в первую очередь следует упомянутые площади Иловлинско-Медведицкого, Коробковского и Арчединско-Донского районов (рис. 4).
Первый этап работ по каждой площади должен заключаться в бурении скважин, размещенных по треугольнику. Бурение должно производиться с отбором керна из всех песчаных прослоев каждого горизонта. После проведения комплекса каротажных работ и спуска обсадных колонн, следует намечать интервалы опробования всех основных песчаных пластов по всем скважинам. По самому нижнему песчаному пласту нужно отобрать пробы для изучения физико-химических свойств флюида, а также определить пластовое давление.
Если первые скважины не вскрыли нефтяную или газовую залежь, то по количеству углеводородных газов в водах, а также по другим компонентам в системе треугольника скважин определяется результатирующая линия максимума растворенных газов и других положительных показателей нефтегазоносности. Например, по первому испытанному пласту получены следующие количества углеводородов в пластовой воде (в %): скв. 1 -0,3, скв. 2 - 0,1 и скв. 3 - 0,6. Как видно из графика (рис. 5), газовая или газонефтяная залежь в данном пласте должна находиться к северо-востоку от скв. 3. Затем приступают к перфорации следующего пласта, повторяя исследования, предварительно тщательно зацементировав первый пласт. По такому же принципу определяются результатирующие линии и других геохимических и геофизических исследований. Аналогичные операции проводятся по всем возможным продуктивным пластам.
Несомненно, что по различным пластам, особенно если они относятся к другим горизонтам, результатирующие линии будут иметь различные направления. В таком случае выбирается направление по данным одного пласта или среднее по нескольким пластам с результатирующими линиями примерно одного направления.
В направлении результатирующих линий или их средних азимутов закладываются следующие две скважины, в системе нового треугольника, основанием которого служит полученная результатирующая линия, а одной из вершин - скважина прежнего треугольника с максимальными показателями или ближайшая точка на результатирующей, тяготеющая к этой скважине.
Таким образом, закладывается система скважин по треугольникам до вскрытия залежи или до границ площади, намеченной к поискам. Площади желательно покрыть наземной или воздушной радиоразведкой. В процессе изучения гамма-каротажных данных и результатов исследования радиоактивности пород и флюидов следует вносить соответствующие поправки в направление поисков с учетом данных о растворенных газах, о показателях колебаний статических уровней, о химизме вод и др., которые будут получены при проведении этих работ.
Поиски литологических залежей, особенно при наличии данных, указывающих на распространение дельтовых отложений, можно вести с меньшими затратами на бурение, чем поиски сводовых залежей нефти и газа.
В заключение следует отметить, что назревшая весьма актуальная проблема развертывания широких поисков литологических и стратиграфических залежей заслуживает практической реализации в районах Урало-Поволжья.
МГУ, вниинг
Рис. 1. Карта изопахит терригенной части яснополянского подъяруса Нижнего Поволжья.
1 - изопахиты; 2 - граница морских и континентальных отложений подъяруса.
Рис. 2. Схема распространения рукавообразных песчаников в угленосное время.
1 - граница морских и континентальных отложений угленосного горизонта; 2 - рукава, состоящие из сплошных песчаников мощностью 30- 50 м; 3 - линия профиля.
Рис. 3. Профиль тульско-угленосной толщи (по линии А-А). 1 - песчаник; 2 - известняк; з - глина.
Рис. 4. Схема расположения залежей III пласта угленосного горизонта Иловлинско- Медведицких дислокаций.
1 - горизонтали по поверхности угленосного горизонта; 2 - линии выклинивания III пласта; 3 - участки, где угленосный горизонт представлен единой 30-метровой толщей песчаников, 4 - скважины; б - площади, намечаемые для поисков литологических залежей. Структуры: I - Песковатская; II- Бахметьевская; III - Жирновская; IV - Линевская; V-Нижне-Добринская; VI - Иловлинская; VII - Ново-Кубанская; VIII - Лемешкинская; IX - Меловатская.
Рис. 5. Принципиальная схема расположения скважин при поисках литологических залежей.
1 - изолинии глубины; 2 - результатирующая линия; цифры 0,2-0,6 обозначают содержание углеводородов в пластовой воде (%).