К оглавлению

УДК 550.8:551.7.02:551.762.3(571.1)

Корреляция и геолого-геофизическая характеристика отложений баженовской свиты Салымского месторождения

А.Н. ЗАВЬЯЛЕЦ, Е.В. ЗАМЯТИНА, В.П. ТОЛСТОЛЫТКИН (Юганскнефтегеофизика)

В последние годы в Салымском нефтегазоносном районе в битуминозных отложениях баженовской свиты (верхняя юра) открыты залежи нефти. Некоторые из них находятся сейчас на стадии опытно-промышленной эксплуатации. Однако у исследователей пока нет единого мнения как об условиях образования залежей, так и о строении коллектора, его фильтрационно-емкостных свойствах.

Баженовские отложения резко отличаются от других литологических комплексов осадочного чехла Западной Сибири. Основные отличия заключаются в высоком содержании ОВ, повышенной естественной радиоактивности (до 95 мкР/ч) и высоких удельных электрических сопротивлениях (до 11 тыс. Ом-м). Залежи характеризуются АВПД (до 48 МПа) и АВПТ (до 130 °С).

Несмотря на сравнительно небольшую толщину баженовской свиты (35 м на Салымском месторождении), разрез ее представлен частым чередованием пород различного типа, основными из которых являются собственно глины, мергели, известковые и кремнистые глины.

В связи с таким строением свиты, одной из геологических задач является корреляция разрезов скважин с целью детального изучения продуктивного горизонта, определения последовательности залегания пород в разрезе, выявления одноименных прослоев и изучения площадного изменения их физических свойств и литологической характеристики.

По данным каротажа и керна авторы работы [5] в интервале баженовской свиты выделяют три седиментационных ритма. Каждый ритм состоит из двух пачек - С и Р. Пачкам С соответствуют породы с высокой естественной радиоактивностью, пониженными показателями нейтронного каротажа и максимальным содержанием ОВ. Под каждой такой пачкой залегают породы пониженной радиоактивности с повышенными показателями нейтронного каротажа - пачки Р.

Такое расчленение баженовской свиты сыграло положительную роль на первой стадии изучения. В настоящее время трестом Юганскнефтегеофизика проведен определенный объем работ по выделению работающих интервалов в действующих скважинах, силами ЗапСибВНИИгеофизики и Юганскнефтегеофизики выполнены геофизические исследования (плотностной и акустический каротаж), позволившие судить о емкостных параметрах пород. Эти работы показали, что толщина литологически однородных прослоев незначительна и для изучения коллекторов баженовской свиты необходимы более детальное расчленение и корреляция разрезов. Различные петрографические зависимости, установленные рядом исследователей в отложениях баженовской свиты, не могут в настоящее время удовлетворить потребности промысловой геофизики. Такие зависимости будут иметь практическую ценность лишь в том случае, если они будут установлены для пород определенного состава. Так же очевидна необходимость разработки методики определения состава пород и принадлежности их к тому или иному типу только по данным геофизических исследований.

В.И. Белкин [1] считает отложения баженовской свиты дробными и хорошо коррелируемыми, при выделении отдельных пропластков он использует данные бокового и гамма-каротажа. Он утверждает, что экстремумы на диаграммах БК и ГК несколько смещены друг относительно друга, так как колебания радиоактивности отражают закономерности накопления толщи в седиментогенезе, а электрическое сопротивление зависит в основном от постседиментационных преобразований. В связи с этим В.И. Белкин выделяет различное количество коррелируемых элементов по этим двум геофизическим параметрам - в баженовской свите 25 коррелируемых слоев (КС) по данным ГК и 20 коррелируемых слоев по данным БК. В подстилающих породах абалакской свиты по обоим методам выделены два коррелируемых элемента КС-1, КС-2. Практическое применение данной литолого-стратиграфической корреляции не совсем удобно при решении ряда геологических задач - определении литологии, выявлении особенностей поведения геофизических параметров по площади и разрезу, определении взаимосвязи различных геофизических параметров для отдельных пропластков. Кроме того, несовпадение экстремумов по двум независимым методам для маломощных пропластков баженовской свиты (h<= 1 м) зависит в основном от особенностей регистрации диаграмм.

Корреляция наиболее эффективна и обоснована, если в ее комплексном проведении участвует наибольшее количество информативных методов.

Авторами проведена зональная корреляция отложений баженовской свиты в пределах эксплуатационного участка Салымского месторождения, имеющего размер 10X12 км (рис. 1), целью которой являлось детальное изучение продуктивного горизонта, особенно изменение геофизических характеристик по площади и разрезу. Для выяснения состава пород по коррелируемым прослоям использованы данные детального литологического описания керна, выполненные в СибНИИНП, ЗапСибНИГНИ, ИГиРГИ [1, 5].

За основу были приняты следующие принципы корреляции [2, 3]: учет всех материалов, полученных при бурении скважин; группирование скважин первоначально по структурному, затем по кустовому принципу; выделение эталонных скважин; установление идентичности разрезов скважин по сходству диаграмм различных геофизических методов; определение реперов, обладающих особенностями, отличающими их от подстилающих и покрывающих слоев, прослеживающихся и диаграммах всех методов, используемых при корреляции; сопоставление разрезов при соблюдении принципа параллельности напластования отдельных пропластков по отношению к реперному горизонту.

Для детального расчленения отложений баженовской свиты использовались ГК, БК, АК, ННК и КВП. Для уточнения границ пропластков применялись в основном атериалы БК и РК.

В результате проведённой корреляции установлено, что отложения баженовской свиты залегают на осветленных глинах абалакской свиты с включениями желваков пирита, которые выделяются по каротажу ВП (скв. 553,565, 569). Глины чередуются с уплотненными породами (известняками, доломитами), часто кавернозными, трещиноватыми. При бурении в прикровельной части абалакской свиты отмечаются частые поглощения бурового раствора (скв. 130, 135, 555, 563). Для данной зоны характерно значительное затухание всех типов волн по акустическому каротажу.

Подошва битуминозных глин отмечается резким повышением электрического сопротивления (от 1,5-2 в подстилающих отложениях до 70-100 Ом-м), характерной формой кривой НКТ в нижней части отложений баженовской свиты, представляющей собой два максимума, разделенные отрицательной аномалией общей мощностью около 3,5 м.

Кровля баженовской свиты принята нами в соответствии с рекомендациями специалистов ЗапСибВНИИгеофизика. Она характеризуется ступенчатым снижением электрического сопротивления от 340 до 8 Ом-м в покрывающих отложениях и спадом кривой ГК в зависимости от особенностей строения кровли (кривая характеризуется площадкой, иногда разделяющейся на два экстремума примерно в середине спада, в связи с этим отбивка кровли по ГК отличается некоторой неоднозначностью).

По комплексу геофизических параметров в разрезе баженовской свиты нами установлено пять реперов, уверенно прослеживаемых во всех скважинах. Всего же выделено 34 пропластка - от Б-1 до Б-34 (Б - принадлежность пропластка к баженовской свите, а цифра - его порядковый номер снизу вверх). Пропластки Б-3, -8, -17, -23, -26 являются реперами, упомянутыми выше (рис. 2).

Детальная корреляция изучаемого объекта дала возможность проанализировать и выявить закономерность изменения геофизических параметров отдельных коррелируемых пропластков по площади. С этой целью проанализирован материал по 45 скважинам Салымского месторождения.

Характер и степень различия между коррелируемыми пропластками определяются соотношением как базисных, так и косвенных признаков (скорость пробега упругих волн v_p, объемной плотностью , поляризуемостью пород А_в, которые в свою очередь, отображают литологические, емкостно-фильтрационные свойства пород (рис. 3).

Распределение геофизических параметров по разрезу и площади изучались на основе применения вероятностно-статистических методов.

Установлены четыре основных типа кривых распределений: симметричный, нормально-логарифмический, правоасимметричный и сложный (рис. 4). На основании проведенной работы сделан вывод о том, что физические свойства отдельных пропластков претерпевают существенные изменения по площади.

Наличие строго скоррелированного расчленения баженовской свиты, данных о поведениивыделенных пропластков по разрезу и площади позволило подойти к вопросу литологического расчленения отложений. При этом авторами были использованы литологические описания керна, выполненные другими исследованиями, и проведено сопоставление этих описаний с каротажными диаграммами; использованы как априорные, так и установленные ранее для баженовских пород связи между литологическими характеристиками и геофизическими параметрами. Определенная трудность заключалась в том; что описания керна в ряде случаев существенно отличаются. Авторами приняты классификации, составленные И.Н. Ушатинским и др. [4] и В.В. Хабаровым и др. [5], в которых выделены следующие типы пород (таблица).

Среди пород, слагающих баженовскую свиту, следует выделить группу так называемых уплотненных разностей, представленную мергелями, известняками (доломитизированными известняками), известковистыми, кремнистыми и алевритистыми глинами. Отличительной их чертой является высокая скорость распространения продольных волн (v_p >3200 м/с). Эта группа включает пропластки Б-1, -3, -9, -12, - 14, -22, -24, -26, -30, также однозначно выделяющиеся в разрезе по существенным положительным аномалиям нейтронных параметров и отрицательным аномалиям гамма-каротажа.

Уплотненные разности отличает существенная нестабильность всех геофизических параметров, за исключением пропластков Б-1, -2. Для последних характерны сравнительно низкие по разрезу баженовской свиты удельные электрические сопротивления и преимущественно невысокие значения естественной радиоактивности (см. рис. 2). Это позволяет относить их к уплотненным алевритистым глинам.

Для уплотненных разностей не замечено закономерного изменения скорости продольных волн в зависимости от глубины залегания. Объясняется это тем, что незначительные изменения соотношения глинистого и известково-кремнистого материала не контролируются положением на структуре, но в свою очередь значительно влияют на скорость продольных волн (см. рис. 3).

Наиболее не выдержан по геофизическим свойствам пропласток Б-3, что связано со значительным изменением соотношения глинистого и известковистого материала в нем; при этом рост  и v_p сопровождается уменьшением величины естественной радиоактивности, что однозначно свидетельствует о сдвиге состава в сторону известковистости. На основании этого пропласток Б-3 определен как мергель, переходящий (в районе скв. 268 и 566) в известняк.

Разделение кремнистых и известковистых разностей возможно путем сопоставления геофизических параметров ), где - плотность пород, определенная по методу ГГК-П, - интервальное время (величина, обратная скорости продольных волн).

Авторами рассчитано уравнение линии регрессии связи  для известковистых уплотненных пород. Оно имеет вид =(2,96-0,0024) при коэффициенте множественной корреляции r= 0,95.

Так как кремнистые породы (Б-12, -14) в отличие от карбонатных характеризуются некоторым понижением объемной плотности при примерно равных скоростям продольных волн, отклонение точек от линии регрессии на величину = 0,08 г/см³ в сторону уменьшения плотности указывает на кремнистый состав уплотнения пропластков.

Таким образом, в группе уплотненных разностей согласно геофизическим характеристикам и приведенным классификациям отмечаются следующие литотипы: известняки - Б-3 (скв. 566, 268), мергели, известковистые глины - Б-3, -9, -22, -24, -26, -30; кремнистые глины - Б-12, -14; алевритистые уплотненные глины - Б-1,2.

Вторая группа пород, слагающая на две трети разрез баженовской свиты, характеризуется низкими скоростями продольных волн (= 2600-3200 м/с) и представлена в основном битуминозными глинами.

Для этих разностей скорость продольных волн закономерно увеличивается с погружением отложений. Это объясняется, на наш взгляд, нормальным уплотнением глин, т.е. уменьшением общей пористости пород.

Одновременно отмечается некоторое увеличение скорости продольных волн к подошве баженовской свиты, что связывается, вероятно, с уменьшением содержания ОВ и увеличением содержания алевритистых фракций в породе.

По составу пропластки Б-4-8 представлены слабобитуминозными микрослоистыми глинами. От других их отличают низкие удельные электрические сопротивления (=30-50 Ом-м), минимальная поляризуемость, максимальная диэлектрическая проницаемость горных пород (=75) и отрицательная аномалия НКТ по сравнению с выше- и нижележащими пропластками.

Пропласток Б-13 сложен глинами с высоким содержанием ОВ и пирита. Для него характерны резкое понижение удельных электрических сопротивлений до 9 Ом-м, повышенная поляризуемость пород (А_в = 25 %) по каротажу ВП (скв. 565, 553, 124, 117), высокая естественная радиоактивность (Jg=34-63 мкР/ч).

Большинство пропластков группы битуминозных глин относится нами к битуминозным глинам, за исключением пропластков Б-20, -21, -27, -28, -29, которые характеризуются как массивные битуминозные глины. Последние отличают высокие значения удельных электрических сопротивлении и естественной радиоактивности (см. рис. 1).

Для пропластков Б-15-21 характерна большая дифференция показаний БК. Значительные изменения удельных электрических сопротивлений связаны, на наш взгляд, как с различной степенью битуминизации, так и с наличием прослоев проводящих минералов (прослойки пирита толщиной до нескольких сантиметров). Пиритизированные интервалы однозначно выделяются положительными аномалиями поляризуемости пород по каротажу ВП.

Таким образом, на основании вышеизложенного в разрезе баженовской свиты можно по литологии выделить следующие разновидности горных пород: известняки (доломитизированные известняки), известковистые глины, кремнистые глины, уплотненные алевритистые глины, массивные битуминозные глины, микрослоистые битуминозные глины, микрослоистые слабобитуминозные глины, глины с высоким содержанием ОБ и пирита.

Выводы

1. Разрезы отдельных скважин коррелируются между собой по комплексу промыслово-геофизических исследований с высокой степенью детальности.

2. На основе проведенной корреляции отмечены случаи выклинивания прослоев. Анализ геофизических параметров свидетельствует о литологическом замещении в пределах одного коррелируемого пропластка.

3. Получены дополнительные данные по электрическим, радиоактивным, упругим параметрам отложений, распределению их по коррелируемым пропласткам. Для уплотненных разностей отмечены значительные изменения геофизических параметров, для центральной части разреза (Б-15-21) - существенная вариация удельных электрических сопротивлений.

4. Резкие увеличения проводимости по отдельным пропласткам связывают с включениями пирита, о чем наглядно свидетельствуют данные каротажа ВП.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белкин В.И. Принципы детального расчленения и корреляция разрезов баженовской свиты.- В кн.: Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления. Тюмень, 1982, с. 153-155.

2. Дементьев Л.Ф. Математические методы и ЭВМ в нефтегазовой геологии. М., Недра, 1983.

3. Жданов М.А., Гординский Е.В., Ованесов М.Г. Основы промысловой геологии газа и нефти. М., Недра, 1975.

4. Зарипов Л.Г., Ушатинский И.Н. Особенности формирования, строения и состава битуминозных отложений баженовской свиты в связи с их нефтеносностью.- Труды ЗапСибНИГНИ. Тюмень, 1976, вып. 115, с. 53-71.

5. Хабаров В.В., Барташевич О.В., Нелепченко Д.М. Геолого-геофизическая характеристика и нефтеносность битуминозных пород баженовской свиты Западной Сибири. Обзор ВИЭМС. Геол., методы поиск, и разв. м-ний нефти и газа. М, 1981, с. 17-32

Таблица

Разновидность пород
по В.В. Хабарову		по И.Н. Ушатинскому
Типы пород	Подтип пород	Глины
I. Глины высокорадиоактивные, высокобитуминозные, с большим содержанием ОВ	Глины высокорадиоактивные, известковистые	Микрослоистые, бутуминозные
	Глины радиоактивные, кремнистые	Массивные, кремнистые, битуминозные силициты
II. Глины слаборадиоактивные	-	Тонкопелитовые и алевритистые
III. Уплотненные, часто карбонатизированные породы	Плотные, кремнистые породы	Мергели, известняки
	Плотные карбонатные породы

Рис. 1. Корреляционная схема отложений баженовской свиты Салымского месторождении

Рис. 2. Среднестатистические геофизические параметры пород баженовской свиты Салымской площади по коррелируемым пропласткам.

I - наиболее вероятные значения, 2 - среднестатистические значения дополнительных максимумов сложного распределения

Рис. 3. Кривые зависимости скорости продольных води в пропластках баженовской свиты Салымского месторождения от глубины залегания

Рис. 4. Типы кривых распределения вероятностей значений по коррелируемым пропласткам.

Типы кривых распределений: 1 - симметричный, 2 - нормально-логарифмический, 3 - правоасимметричный, 4 -сложный