Проблема карбонатных коллекторов нефти и газа в последние годы приобрела актуальное значение. Важность ее обусловливается тем, что с каждым годом увеличивается удельный вес месторождений, связанных с карбонатными коллекторами.

Непско-Ботуобинская антеклиза является основным объектом нефтепоисковых работ на юге Сибирской платформы и входит в состав одноименной нефтегазоносной области. Рассматриваемый район включает в себя юго-западную часть антеклизы. Тектоническое развитие его оказало значительное влияние на условия нефтегазонакопления и формирование залежей УВ. Существование здесь в течение длительного геологического периода относительно приподнятой области привело к формированию крупной зоны нефтегазонакопления.

Отложения нижне-среднемотской подсвиты входят в нижнекембрийский терригенно-карбонатный комплекс. Эта толща в интервале от поверхности терригенной части нижнемотской подсвиты до карбонатного репера M₃ - кровли среднемотской подсвиты - является переходной от терригенных отложений к карбонатным.

Исследования, результаты которых изложены в данной статье, базируются на детальном литолого-петрографическом изучении кернового и промыслово-геофизического материала 65 скважин глубокого бурения. Просмотрено 1070 петрографических шлифов. Люминесцентно-битуминологическим методом исследовано 500 образцов керна. Изученные отложения представляют собой переслаивающиеся доломиты, ангидриты, аргиллиты, песчаники и их переходные разности. Породы заметно сульфатизированы и по промыслово-геофизическим данным существенно отличаются от терригенных уменьшением гамма-активности и возрастанием удельного сопротивления. Учитывая особенности литологического состава, в толще можно выделить три пачки ( рис. 1 ): I - сульфатно-терригенно-карбонатную, II - карбонатную, III - терригенно-сульфатно-карбонатную.

Сульфатно-терригенно-карбонатная пачка залегает на размытой поверхности терригенной части нижнемотской подсвиты и представлена сульфатами, карбонатами и терригенным материалом. Отмечаются большая неоднородность литологического состава пачки, наличие обломочного материала, фосфоритов, гидроокислов [1]. Мощность ее непостоянна и варьирует в пределах 0-70 м. На отдельных участках (Даниловская площадь, скв. 144) она полностью выпадает из разреза. На основании детального литолого-фациального анализа этой пачки в пределах юго-западного периклинального окончания Непско-Ботуобинской антеклизы (Ярактинская, Аянская площади) выделено пять литолого-фациальных зон. В ряде случаев наблюдается ее опесчанивание вплоть до появления песчаного пласта - верхнетирского горизонта, промышленно продуктивного на Верхне-Тирской и Аянской площадях. Значительную роль в разрезе пачки играют доломиты. Выделяются зоны с оптимальными условиями карбонатонакопления биогенного типа. Это наиболее повышенные участки палеорельефа, где мощность парфеновского горизонта достигает 18 м; представлен он фитогенными разностями доломитов. Здесь получил свое развитие пласт-“спутник”, сложенный песчаниковидными (по текстуре) доломитами. Природа его остается невыясненной, но существует мнение, которого придерживается и автор данной статьи, что первичную текстуру этих карбонатов образовывали обломочные или органогенные разности. Эти участки предопределили дальнейший рост органогенных построек, с которыми в настоящее время связаны перспективы поиска залежей нефти и газа. Средняя пачка - Преображенский горизонт - сложена доломитами с включением вторичного ангидрита, примесью терригенного материала в виде глинистой составляющей и местами силикатного вещества. Мощность пачки 12-21 м. Доломиты бывают трех генетических типов: биогенные, обломочно-биогенные и хемогенные; преобладают первые. Хемогенные слагают нижнюю, подстилающую горизонт (мощность 2- 3 м), и среднюю, разделяющую на два слоя основную органогенную часть пачки (мощность 2-2,5 м) в пределах юго-западного периклинального окончания (Ярактинская, Аянская площади, скв. 120, 124). Слой преимущественно органогенных разностей здесь достигает 6-7 м. Венчает горизонт слой, структуру которого определяют доломиты обломочно-органогенного типа (мощность 4,5-5,5 м). Главными породообразователями являются известьвыделяющие микрофитолиты типа Vesikularites, Nubekularites, Vermikulites ( рис. 2 , а). Морфологически они образуют пластовое тело- биостром, имеющий региональное распространение.

Отложения верхней терригенно-сульфатно-карбонатной пачки отличаются фациальной изменчивостью и образуют три литолого-фациальные зоны.

В пределах юго-западного периклинального окончания антеклизы развита I литолого-фациальная зона ( рис. 3 ). Разрез представлен терригенными и гидрохимическими породами с единичными и маломощными прослоями биогенных карбонатов. В центральной части описываемой территории распространены породы II и III фациальных зон. Здесь происходит литологическое замещение терригенно-гидрохимических пород отложениями с преобладанием биогенных разностей. Обращает на себя внимание изобилие микрофитолитов как в процентном отношении (70 % площади шлифа), так и по числу видов.

Зона I, как указывалось выше, характеризуется тремя видами микрофитолитов: Vesicularites, Nubekularites, Vermikulites; в зоне II вид Velvatella, строматолиты, создавшие левый характер (см. рис. 2 , б), появляются Glebosites, Medullarites, Volvatella, строматолиты, создавшие каркас органогенной постройки. Иногда строматолитовые образования сопровождаются присутствием биохемогенных - Osagia (см. рис. 2 , в). Помимо известьвыделяющих микрофитолитов в этой зоне найдены простейшие формы фораминифер типа Jaraktina и другие формы и водоросли еще не определенной систематической принадлежности (см. рис. 2 , г).

Зона III по литологическим признакам несколько отличается от зоны II. В разрезе здесь отмечаются реликты кальцита, примесь песчаного материала, интракласты карбонатного состава, появляются онколиты типа Osagia (см. рис. 2 , е). Указанные факторы свидетельствуют об активном гидродинамическом режиме при накоплении осадка [5].

Изучаемая территория к среднемотскому времени (начало осадконакопления карбонатной пачки) представляла собой мелководное море с относительно плоским дном. Здесь участками воздымались бугры биогермов (площади Соснинская, Токминская, центральные части Ярактинской и Аянской), отмели для развития биостромов и отдельные участки - уступы дна древнего моря, разделявшие мелководную и относительно глубоководную части бассейна (скв. 144 Даниловская, 106, 135, 136, 137, 138, 139 Преображенские, 122 Верхне-Чонская, см. рис. 2 , 3). В этой зоне в условиях доступа кислорода и лучшей освещенности создавались благоприятные экологические условия для развития органики. Увеличение мощности карбонатов к центру антеклизы и на локальных участках ее юго-западного периклинального окончания, изменение комплекса органического мира позволяют предполагать их рифовое происхождение. Риф, вероятно, представлял собой сложное сооружение, в основе которого лежала органогенная постройка (Преображенский горизонт). Базальная низкопористая переходная зона сложена микрокристаллическим водорослевым карбонатом (см. рис. 2 , д). Роль каркасообразователей выполняли строматолиты и микрофитолиты. С появлением первых резко увеличилось разнообразие рифовых организмов. По мере развития каркаса они заселяли и инкрустировали экологические ниши внутри него, придавая тем самым дополнительную прочность постройке.

Среднемотскому времени соответствовал регрессивный цикл осадконакопления [6]. В связи с этим карбонато- и сульфатонакопление происходило синхронно. В изолированной от внешнего моря, осолоняющейся лагуне создавались благоприятные условия для сульфатонакопления (скв. 124 Верхне-Чонская,. 120 Поймыгинская, отдельные участки Ярактинской и Аянской площадей). Количество первичных сульфатов достигает 16 % (скв. 124 Верхне-Чонская), 12% (скв. 120 Поймыгинская) от мощности толщи.

Первичная структура биогенных разностей пород была подвержена значительным изменениям. Здесь широко развиты вторичная перекристаллизация, выщелачивание, уплотнение, минералообразование; обильны стилолитовые швы и трещины, выполненные битуминозным веществом.

Рифогенные образования нижне-среднемотской подсвиты имеют весьма специфическое поровое пространство. К первичным относятся пустоты в органических остатках и межгранулярные. Определяющая роль в оценке емкостной характеристики пород принадлежит вторичным пустотам. Последние связаны с интенсивными процессами перекристаллизации, доломитизации и выщелачивания. Биогенные доломиты были более подвержены этим процессам, чем хемогенные. Они подверглись сплошной перекристаллизации, иногда с реликтами форменных образований. В хемогенных преобладает рассеянная перекристаллизация, иногда прожилковая. Активное выщелачивание в зоне свободного водообмена вело к возникновению каверн различной величины. Существенную роль в формировании коллектора сыграла разломная тектоника, определившая трещиноватость (см. таблицу ) и неоднократное проявление глубинного карста в зоне сульфатных вод.

Статистическая обработка имеющегося фактического материала по коллекторским свойствам показала очень неравномерное распределение пористости. Отдельные значения достигают 20 % (скв. 106 Преображенская, 144 Даниловская) без учета кавернозности. Поры возникли в результате выщелачивания форменных образований в местах рыхлой упаковки зерен эпигенетического доломита, по цементирующему веществу в межзерновых пространствах, по трещинам и стилолитовым швам. Размеры пор самые различные - от 0,05 мм до каверн размером 2,5x3 см. Наиболее интенсивное проявление глубинного карста отмечено в центральной части и на отдельных участках юго-западного периклинального окончания рассматриваемого региона, где экологические условия благоприятствовали максимальному развитию органического мира. Средние значения открытой пористости здесь составляют 5,6- 10,2%, а пределы, в которых колеблется этот параметр, 0,8-19%. В широком диапазоне (0- 0,058 мкм²) варьируют значения проницаемости. Породы I литолого-фациальной зоны характеризуются низкими коллекторскими свойствами. Лишь единичные значения открытой пористости достигают здесь 6,5 %, а в среднем она равна 3,6%. Проницаемость предельно низка - в основном нулевые значения. Промысловая характеристика Преображенского горизонта приведена в таблице.

Отрицательную роль в формировании полезной емкости сыграли процессы сульфатизации, окремнения, засолонения.

Нефтегазоносность среднемотской подсвиты была доказана благодаря получению притока газа с нефтью из карбонатной пачки (преображенский горизонт). Повышенное содержание УВ - до 8500 мА (скв. 139 Преображенская) по газовому каротажу, интенсивное свечение керна при люминесцентно-битуминологическом анализе, частичное поглощение промывочной жидкости отмечались во всех скважинах, пробуренных в зоне улучшенных коллекторов.

Изучение условий формирования нижне-среднемотской подсвиты дает основание выделить три палеогеографические зоны, с известной долей условности соответствующие трем вышеописанным литолого-фациальным зонам, т.е. зарифовую, где отмечаются внутририфовые биогермы и которая соответствует I, рифовую - II, предрифовую - III зонам.

Тектонический режим кембрийского периода не внес заметных изменений в структурный план региона. Подтверждением высказанной гипотезы о существовании рифового барьера, начало формирования которого датируется среднемотским временем, служит наличие пластов калийных солей в вышележащих породах зарифовой зоны и отсутствие последних в пределах рифовой системы.

Рифообразование в среднемотское время происходило в условиях регрессивного цикла осадконакопления. Это обстоятельство не позволило постройке длительно развиваться вверх и способствовало ее латеральному распространению. Максимальный ее рост, скорее всего, происходил на обращенной к более глубокой части моря стороне.

Перспективными для поиска нефти и газа являются рифовая система и предрифовый шлейф.

Особое место в изучении отложений среднемотской подсвиты занимает характер распределения битуминозного вещества в породе. Здесь отмечается равномерное распределение как по породе, так и в виде обрамлений органогенных образований - это сингенетичный битум. Другой разновидностью битумов (масленистыми и легкими) выполнены пустотные пространства (поры, трещины, стилолитовые швы). Последние часто осложнены трещинами более поздней генерации и выполнены масленистым и легким битумом. Это обстоятельство позволяет предполагать, что формирование залежей нефти и газа происходило в несколько этапов.

Приведенные сведения свидетельствуют о несомненной перспективности отложений среднемотской подсвиты.

1. Городничев В.И. Положение ярактинского горизонта в общей корреляционной схеме нижнемотских отложений. - В сб.: Материалы конференции молодых сотрудников. Иркутск, 1972, с. 9-11.
2. Конторович Э.А., Мельников Н.В., Старосельцев В.С. Нефтегазогеологическое районирование Сибирской платформы. - Геология нефти и газа, 1976, № 2 , с. 6-22.
3. Крашенинников Г.Ф. Литология и палеогеография биогермных массивов. М., Наука, 1975.
4. Кузнецов В.Г. Литолого-геологические особенности рифов и их значение в формировании промышленных скоплений нефти и газа. М., ВНИИОЭНГ, 1971.
5. Маслов В.П. Строматолиты. Труды Геол. ин-та АН СССР. М., вып. 41, 1960, с.
6. Писарчик Я.К., Минаева М.А., Русецкая Г.А. Палеогеография Сибирской платформы в кембрии. Л., Недра, 1967.

Таблица

* В числителе -средние значения, в знаменателе -экстремальные.

** В числителе -плотность открытых трещин, 1/м; в знаменателе - коэффициент проницаемости трещиноватой Кт, 10^-3 мкм²

Рис. 1. Корреляционная схема отложений нижне-среднемотской подсвиты.

Доломиты: 1 - собственно доломиты, 2 - глинистые, 3 - ангидритизированные, 4 - органогенные, 5 - обломочные, 6 - оолитовые, 7 - окремненные; 8 - открытия пористость в доломитах; 9 - песчаники; 10- аргиллиты; 11 - интенсивное свечение под люминоскопом; 12- слабое свечение; 13- стилолитизация; 14 - “выпоты” нефти в керне; 15 - водопроявление

Рис. 2. Некоторые типы пород рифогенных зон средне-мотской подсвиты.

а - доломит с Vesikularites, скв. 23 Ярактинская, шлиф, 2664 м, Х24; б - доломит с Vesicularites (водорослевый), скв. 139 Преображенская, шлиф, 1719,9 м, Х5; в - доломит строматолитово-водорослевый с Osagia, скв. 136 Преображенская, шлиф, 1702,8 м, Х3; г - доломит с фораминиферами типа Jaractina, скв. 136 Преображенская, шлиф, 1702,2 м, Х5; д - доломит водорослевый с Osagia, скв. 122 Верхне-Чонская, шлиф, 1531,9 м, Х2,5; е - доломит с примесью терригенного и обломочного карбонатного материала с Osagia, скв. 139 Преображенская, шлиф, 1713,2 м, Х24 а, б, в - соответственно слева, сверху вниз; г, д, е - справа, сверху вниз.

Рис. 3. Распространение рифогенных зон в отложениях мотской подсвиты (а - в плане, б - на профиле).

Зоны: 1 - зарифовая, 2 - рифовая, 3 - предрифовая; 4 - изопахиты среднемотской подсвиты; 5 -

границы Непско-Ботуобинской антеклизы; 6 - границы осадочного чехла Сибирской платформы;

7- глина; 8 - доломиты; 9 - ангидрито-доломиты; 10 - ангидриты; 11 -ангидриты глинистые;

12 - породы кристаллического фундамента