|
УДК 553.55:552.578.2.061.4 (571.53) |
Литолого-битуминологические особенности и емкостные свойства карбонатных продуктивных горизонтов юго-западной части Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области
Т.В. ОДИНЦОВА. Н.И. КОМАРОВА, Д.И. ДРОБОТ (ВостСибНИИГГиМС), В.В. САМСОНОВ (ВНИГРИ)
Непско-Ботуобинская антеклиза - наиболее перспективная нефтегазоносная область (НГО) Сибирской платформы, в пределах которой наряду с терригенным комплексом значительный интерес представляют и подсолевые карбонатные отложения. Однако при поисках месторождений нефти и газа возникают трудности, связанные со сложным строением карбонатных коллекторов, формирование которых обусловлено первичными особенностями осадков и вторичными процессами. Поэтому весьма важно знать литологический состав продуктивных горизонтов и характер их битумонасыщения. Исследования проводили на значительной территории Непского свода, на всех разведочных площадях, расположенных в юго-западной части НГО.
Объектами изучения были подсолевые карбонатные отложения осинского, усть-кутского и Преображенского горизонтов. Керн глубоких скважин исследовался как макроскопически, так и в шлифах под микроскопом. Вторичные хлороформенные битумоиды (ХБ) изучали люминесцентно-битуминологическим способом. Это позволило на богатом фактическом материале (2000 определений по 43 скважинам) проследить зоны высокой битумонасыщенности, к которым тяготеют промышленные скопления нефти и многочисленные нефтепроявления.
В результате статистической обработки данных люминесцентно-битуминологического анализа установлено, что в продуктивных комплексах наиболее четкая дифференциация битумоидов по площади зафиксирована для аномальных значений ХБ с нижним порогом концентраций 0,32 %. За количественный параметр при характеристике битумных аномалий принята плотность Q (т/м2), которая определяется по формуле
Q=hqd/100,
где h - мощность пород с аномально высоким содержанием ХБ; q - среднеарифметическое содержание ХБ, %; d - плотность карбонатных пород (в среднем 0,26), т/м3.
Эта формула хотя и не полностью количественно отражает зоны повышенной концентрации битумоидов, но позволяет довольно четко проследить по площади распространение наиболее богатых ими участков в продуктивных карбонатных комплексах. Качественная характеристика битумоидов сводилась к определению соотношений типа ХБ с помощью свечения капиллярных вытяжек. Выделены четыре типа ХБ: маслянистый (МБА), маслянисто-смолистый (МСБА), смолистый (СБА), смолисто-асфальтеновый (САБА).
В строении осинского горизонта принимают участие различные генетические типы известняков, доломитов, сульфатно-карбонатных пород. Соотношение их позволяет выделить в общих чертах три типа разреза горизонта в различных фациальных обстановках (рисунок, а).
Разрез первого типа, соответствующий первой литолого-фациальной зоне, развит в пределах Непского палеосвода, представлен доломитами (49-52 м) преимущественно органогенными (микрофитолиты, строматолиты) с прослоями обломочных и хемогенных слабоглинистых. Северная граница проходит несколько южнее скв. 200 Ербогачонской, южная - по скв. 145, 150, находящимся в иной фациальной зоне, восточная - по скв. 22 и 122 Верхнечонской площади. Небольшое содержание терригенного материала, наличие органогенных и обломочных разностей с довольно высокой первичной межформенной пористостью способствовали процессам перекристаллизации и выщелачивания пород, т.е. формированию пластов-коллекторов каверново-порового типа.
Второй тип разреза (вторая зона) развит южнее первого, характеризуется большим разнообразием слагающих его карбонатных, реже сульфатно-карбонатных пород (комковато-сгустковые, хемогенные, обломочные, органогенные известняки и доломиты, ангидриты, ангидрито-доломиты). По комплексу органогенных остатков и литологическому составу выделяется несколько вариаций строения разреза. В пределах рассматриваемой фациальной зоны мощности пород значительно изменяются (20-104 м). Локальное резкое увеличение их (скв. 150, 180, 181 и др.) до 88-104 м могло быть обусловлено ростом биогермов. Главные биогермообразователи - строматолиты, водоросли ренальцис, микрофитолиты марковелла. Часто биогермные постройки ассоциируют с разломами (Кийская, Восточно-Кийская площади и др.). Объяснить эту приуроченность можно тем, что в приразломной зоне подвижки отдельных блоков создают относительно приподнятые участки, благоприятные для возникновения и роста биогермных построек. Во второй зоне к породам-коллекторам, обладающим высокими значениями первичной пористости и проницаемости, относятся микрофитолитовые, строматолитовые, обломочные, онколитовые известняки и доломиты и их перекристаллизованные разности.
Разрез третьего типа (третья зона), выделенный на локальных участках (Даниловская, Водораздельнаяи др.), представлен преимущественно известняками, в основном хемогенными афанитовыми и микрозернистыми. Органогенные и обломочные известняки, образующие пласты-коллекторы, имеют подчиненное значение. Иногда разрез этого типа приурочен к гипсометрически приподнятым зонам, где породы периодически подвергались разрушению, о чем свидетельствуют сокращенные мощности, наличие обломочных разностей, плохая сохранность органогенных остатков, выщелачивание на стадии диагенеза, местами брекчиевидный облик пород.
Устькутский горизонт (см. рисунок, б) в пределах рассматриваемой территории выражен пачкой переслаивающихся доломитовых пород: органогенных, хемогенных, обломочных и их перекристаллизованных разностей. По своему строению он может быть отнесен к биоритму. Мощность горизонта изменяется от 55 до 65 м. По литологическим признакам горизонт делится на два пласта 6-11-метровой пачкой тонкопереслаивающихся глинистых доломитов, переходящих в мергели, ангидриты и ангидрито-доломиты.
Верхний пласт состоит из доломитов органогенных (строматолитовых и микрофитолитовых), комковато-сгустковых, обломочных, в разной степени глинистых. Нижний пласт представлен монолитной пачкой обломочных, реже микрофитолитовых пород и их перекристаллизованных разностей.
Соотношение генетических типов пород на различных участках рассматриваемой территории неодинаково. Наибольшее количество органогенных и обломочных разностей отмечается на гипсометрически приподнятых участках (скв. 3, 5, 8, 144 Даниловские, скв. 26, 123 Верхнечонские, скв. 135-137, 139 и др. Преображенские). При удалении от свода к склонам содержание их уменьшается, сокращается мощность их прослоев, обломки становятся меньше (до мелкозернистых псаммитовых).
Преображенский горизонт (см. рисунок, в) в пределах Непского поднятия и в его присводовых частях представлен монолитным пластом органогенных (микрофитолитовых) и сгустковых доломитов, часто почти полностью перекристаллизованных до мелко-среднекрупнозернистых песчаниковидных разностей. На других участках рассматриваемой территории (особенно в верхах и низах горизонта) появляются хемогенные, в разной степени глинистые доломиты.
В разрезах перечисленных горизонтов первично высокими фильтрационно-емкостными свойствами обладают обломочные, микрофитолитовые и нередко строматолитовые разности известняков и доломитов. Наиболее благоприятные условия для их аккумуляции были на вершинах и склонах палеоподнятий. Вторичные процессы (выщелачивание, перекристаллизация, эпигенетическая доломитизация, трещинообразование) существенно изменили емкость и миграционную способность пород и обусловили пеструю картину распространения коллекторов. К негативным факторам относится вторичное минералообразование, главным образом засолонение, при интенсивном проявлении которого породы становятся непроницаемыми. Поэтому в пределах территории пласты-коллекторы, выделенные по керну, данным ГИС и нефтепроявлениям, образуют локальные изолированные зоны, к которым тяготеет и максимальное битумонасыщение пород.
Так, в осинском горизонте мощность пород по керну с нижним порогом содержания ХБ (0,32 %) изменяется от 0 до 20 м (скв. 150 Верхнечонская). Такой широкий диапазон мощностей высоконасыщенных пород обусловил значительную дифференциацию плотности битумных аномалий по площади (см. рисунок). Зона, оконтуренная изолинией 0,05 т/м2, протягивается широкой полосой (50-70 км) с юго-запада (Кийская площадь) на северо-восток (Верхнечонская площадь). На юго-востоке она несколько сокращается за счет температурного влияния на битуминозность пород осинского горизонта внедрившихся трапповых интрузий (Установленные ранее Т.В. Одинцовой, Д.И. Дроботом и другими исследователями закономерности влияния траппового магматизма на рассеянную битуминозность вмещающих пород подтверждаются и в пределах рассматриваемой территории (в зоне влияния битумоиды отсутствуют).). В пределах этой зоны выделяются локальные участки с максимальной плотностью битумных аномалий, оконтуренных изолинией 0,1 т/м2. В плане они имеют изометричную либо слабо вытянутую форму и выделены в разрезах следующих скважин: 276 Сунганская, 268 Чинягдинская, 184 Гаженская, 187 Нижненепская, 4, 145 Даниловские, 150, 26, 21 Верхнечонские. К северо-западу, в разрезе скв. 139 Преображенской, наметилась другая зона, простирание которой пока не определено.
Качественный состав битумоидов представлен широким спектром - от МСБА до САБА. При этом даже в пределах одной аномалии отмечается их дифференциация. Как правило, в керне из интервалов, где отмечались притоки нефти и газа, битумоиды наиболее легкого состава (МБА, МСБА), а в скважинах «сухих» или с незначительными нефтегазопроявлениями преобладают битумоиды более кислого типа (СБА, САБА). Создается впечатление, что в породах присутствуют по меньшей мере две генерации битумоидов.
В усть-кутском и осинском горизонтах пространственное положение зон повышенных концентраций битумоидов в общих чертах совпадает. Отличия заключаются в следующем: сокращена зона температурного влияния траппового магматизма на битуминозность пород усть-кутского горизонта; значительно увеличилась плотность битумных аномалий (до 1,5 т/м2). Мощность высокобитумонасыщенных пород достигает 45 м при средних содержаниях ХБ 1,3 % (скв. 3 Даниловская). В плане несколько изменилось положение, локальных зон максимальных плотностей битумных аномалий. Так, довольно четко обозначились аномалии, оконтуренные изолинией 0,4 т/м2 в пределах скв. 268 Чинягдинской, скв. 3, 5-7, 10, 14, 144 Даниловских, скв. 22, 23, 26, 125, 150 Верхнечонских и к северо-востоку от них (скв. 21). Несколько обособленно от этих зон выделена битумная аномалия в пределах Дулисьминской площади (скв. 1, 2, 5, 191). Значительная дифференциация ХБ зафиксирована по их качественному составу, представленному широким спектром от МБА до САБА. Характерная особенность битумоидов усть-кутского горизонта - преобладание наиболее кислого состава в аномалиях Верхнечонской площади. На аномалии Даниловской площади в скв. 3, 10, 14 преобладают наиболее легкие битумоиды МСБА и МБА, в скв. 1 - СБА и САБА. На аномалии Дулисьминской площади в скв. 191 битумоиды представлены МСБА, а в скв. 1, расположенной в 5 км к северо-западу, на этот тип приходится всего 30 %, развиты в основном СБА и САБА. Качественная дифференциация битумоидов отражает характер насыщения горизонта. Так, в скважинах с притоками нефти и газа встречаются главным образом наиболее восстановленные МБА и МСБА.
Распространение зоны повышенной битумонасыщенности в породах Преображенского горизонта мало отличается от усть-кутского и осинского горизонтов (см. рисунок, в). Для нее характерны меньшая плотность битумных аномалий (до 0,5 т/м2), обусловленная относительно небольшой мощностью самого горизонта, отсутствие температурного влияния траппового магматизма на битуминозность пород, более восстановленный характер битумоидов. Даже в пределах битумных аномалий Верхнечонской площади в битумоидах преобладает МСБА. Распределение зон максимальной плотности битумных аномалий, оконтуренных изолинией 0,1 т/м2, почти такое же как и в усть-кутском горизонте. Аномалии с максимальной плотностью 0,4- 0,5 т/м2 выделяются в пределах Верхнечонской, Даниловской и Дулисьминской площадей. Отличие состоит в некотором смещении их в плане и увеличении площади распространения.
Зоны максимальных концентраций ХБ рассматриваемых продуктивных горизонтов имеют в плане незначительное смещение. В распределении качественного состава ХБ усматривается некоторая тенденция к подкислению битумоидов вверх по разрезу.
В распространении трапповых интрузий на значительной территории, залегающих в разрезе выше основных продуктивных горизонтов, также замечены некоторые особенности. Региональная составляющая подошвы траппового силла почти прямолинейна, с постепенным увеличением градиента с юга на север от 1,2 до 5,6 м/км. Локальная составляющая имеет почти периодический характер типа синусоиды с амплитудой от 200 до 800 м, в среднем 370 м. Такое поведение подошвы траппового силла свидетельствует о том, что подъемы магматических масс в осадочном чехле не случайны. Установлено, что они тяготеют к зонам развития максимальных плотностей битумных аномалий в подстилающих продуктивных горизонтах. Очевидно, формирование зон с аномально высокими концентрациями битумоидов и зон с максимальной приподнятостью траппового силла имеет общие причины, способствующие образованию наиболее ослабленных участков в осадочном чехле. Косвенное доказательство того - вертикальная и наклонная трещиноватость, новообразования по трещинам, зоны поглощения и уход промывочной жидкости при бурении, многократность проявления постседиментационных процессов, приводящих к изменению емкостных свойств вмещающих пород. Характерно, что даже в пределах развития одной литолого-фациальной зоны, предопределяющей формирование пород с достаточно высокими коллекторскими свойствами, которые в дальнейшем улучшались благодаря процессам выщелачивания, промышленные притоки нефтей (скв. 3, 5 Даниловские) отмечаются не только в породах, обладающих высокой емкостью, но и в породах, практически непроницаемых вследствие интенсивного заполнения всего пустотного пространства солью (скв. 10 Даниловская).
Тектоническая активность разрывных дислокаций в зоне Непских складок (см. рисунок, г) и гидротермальная деятельность способствовали выщелачиванию из пород солей и привели к формированию локальных зон с улучшенными емкостными свойствами. Очевидно, этим в некоторой степени и объясняются локализация и разобщенность залежей нефти, проявляющиеся даже на незначительном расстоянии при относительно выдержанной по площади литолого-фациальной характеристике продуктивных горизонтов.
Выводы
По данным литологического состава пород, значительную часть рассматриваемой территории занимают литофации, предопределяющие формирование пород коллекторов порового и каверново-порового типов. Последующие процессы, с одной стороны (выщелачивание до карстообразования) способствовали улучшению емкостных свойств на отдельных гипсометрически приподнятых участках, с другой (засолонение) - резкому их ухудшению. Особенно интенсивно процесс засолонения проявился в осинском и усть-кутском горизонтах вследствие переотложения солей из перекрывающей соленосной толщи.
По данным люминесцентной битуминологии выделены зоны максимальных концентраций битумоидов с количественной и качественной дифференциацией в плане и преимущественной преемственностью по разрезу. Битумные аномалии слабо вытянуты или имеют изометричную форму и в основном тяготеют к участкам развития зон улучшенных коллекторов.
Отмечается пространственное совпадение битумных аномалий и гипсометрической приподнятости подошвы траппового силла. В формировании зон улучшенных коллекторов, битумных аномалий, резких переходов трапповых интрузий на более высокий стратиграфический уровень значительную роль играли разрывные нарушения. Они имеют локальное распространение, периодическая активизация их приводила к формированию ослабленных зон в разрезе и изменению гидродинамического режима в продуктивных горизонтах, что способствовало вымыванию солей и освобождению емкостей для нефти и газа.
Наблюдаемая связь зон максимальной битумонасыщенности с зонами тектонической и гидродинамической активизации при наличии благоприятных литолого-фациальных и других факторов открывает дополнительные возможности в практике нефтепоисковых работ.
Поступила 20/VIII 1984 г.
Рисунок Схемы распространения плотностей битумных аномалий в осинском (а), усть-кутском (б), Преображенском (в) горизонтах и в зоне развития коллекторов (г) Непского свода.
1 - граница Непского свода и юго-западной части Непско-Ботуобинской НГО; 2 - скважины, по которым выделены аномалии; 3 - границы зон с соответствующими типами разрезов; 4 - изогипсы кровли мотской свиты, м; 5 - зона теплового влияния трапповой интрузии на битуминозность пород; 6 - изолинии плотности битумных аномалий, т/м2; 7 - зона Непских складок, развитых в надсолевых отложениях; границы распространения коллекторов с 5 %-ной пористостью в горизонтах; 8 - осинском, 9 - усть-кутском, 10 - Преображенском; площади бурения: Е - Ербогачонская, Вч - Верхнечонская, Д - Даниловская, П - Преображенская, К - Кийская, ВК - Восточно-Кийская, Дул - Дулисьминская, С - Сунганская, Ч - Чинягдинская, Г - Гаженская, Н - Нижненепская, В - Водораздельная; Я - Ярактинская