|
УДК 551.31:552.578.2.061.4(470.66) |
Прогнозирование коллекторских свойств терригенных отложений келловея Терско-Сунженской нефтегазоносной области
Б.К. ЛОТИЕВ, Ю.А. МОСЯКИН, Р.А. САЛАМОВ, И.В. ИСТРАТОВ (Грозненский нефт. ин-т), О.П. БУЛГАКОВА (Грознефть)
К келловейским отложениям Терско-Сунженской нефтегазоносной области (НГО) относят толщу, которая занимает промежуточное положение между терригенными породами средней и карбонатными образованиями верхней юры. Указанная толща представляет интерес для поисков залежей нефти и газа.
Вопросы стратиграфии и литологии келловейского яруса детально рассмотрены ранее [4, 6, 7, 9 и др]. По данным этих исследователей, келловейские отложения несогласно залегают на подстилающих породах средней юры и имеют ясно выраженную верхнюю границу часто со следами кратковременного перерыва. Келловейская толща относится к одному циклу осадконакопления. Однако она делится на две резко различающееся части, не всегда вместе присутствующие в разрезах.
Наиболее полно келловейская толща представлена в естественных обнажениях в западных районах исследуемой территории. Так, в пределах Армхинского района она имеет значительную мощность (183 м) и четко разделяется на две пачки: нижнюю - алевролитово-глинистую (нижний келловей) и верхнюю - известково-глинистую (средний и верхний келловей). Алевролиты серые, разнозернистые, с плохой сортировкой обломочных зерен, полимиктовые, массивные.
В восточном направлении келловейские отложения характеризуются значительными колебаниями мощностей и резкой фациальной изменчивостью.
В обнажениях бассейна р. Асса келловейские образования в нижней части представлены алевролито-глинистыми породами, а в верхней - песчаниками с прослоями гравелитов. Алевролиты серые и пестроцветные, мелкозернистые, сильно ожелезненные. Песчаники серые, мелко-среднезернистые (размер зерен 0,04-0,22 мм), полевошпатово-кварцевые, часто косослоистые, с поровым и базальным глинистым цементом. Гравелиты пестроцветные, кварцевые, слабокарбонатные и карбонатные.
Восточнее, в бассейне р. Чанты-Аргун, келловейские породы отсутствуют и разрез верхней юры начинается с Оксфорда. Вновь они появляются по р. Элистанжи, где отчетливо расчленяются на три пачки: нижнюю и верхнюю - гравелитовые, среднюю - песчанистую. Гравелиты серые, кварцевые, сильнотрещиноватые, часто переходящие по простиранию в грубозернистые песчаники. Песчаники серые и пестроцветные, мелко-среднезернистые с включением гравийного материала, полевошпатово-кварцевые и кварцевые, косослоистые. Цемент базально-поровый, контактово-поровый, состав его смешанный - глинисто-слюдистый, участками карбонатный.
На территории Терско-Сунженской НГО келловейские отложения вскрыты также разведочными скважинами в пределах моноклинали северного склона Большого Кавказа. В западной части ее, на Первомайской площади, келловейский ярус представлен песчаниками, алевролитами, глинами с прослоями известняков и доломитов. Песчаники серые, мелко-неравномернозернистые, плохо отсортированные, полевошпатово-кварцевые, с контактово-поровым цементом карбонатно-сульфатного и карбонатно-доломитового составов.
На площади Элистанжи отмечаются песчаники и гравелиты. Песчаники серые и красно-бурые, мелко-грубозернистые с включениями гравийного материала, иногда косослоистые. Обломочный материал состоит из окатанных зерен кварца, кварцитов и глинистых пород. Размеры пластических зерен колеблются от 0,5 до 4-5 мм. Цемент базальный, базально-поровый, контактово-поровый, глинисто-слюдистый, участками карбонатный.
В пределах Бенойского поднятия келловейские отложения вскрыты на глубинах 4080-4117 м и представлены песчаниками кварцевыми, светло-серыми, мелко-среднезернистыми с примесью крупнозернистых (до 10 мм). Цемент контактово-поровый, сульфатно-карбонатно-глинистый и кальцитово-доломитовый.
Таким образом, в келловейском ярусе отмечаются достаточно мощные толщи песчаников и гравелитов, которые могут рассматриваться как коллекторы гранулярного типа с достаточно высокими емкостными и фильтрационными свойствами. Изучение физических свойств терригенных пород из естественных обнажений показало, что их коллекторские свойства изменяются в широких пределах: открытая пористость - от 3-5 до 20-25 %, а проницаемость - от 1-5 до 1000 мкм2. Наилучшими емкостными и фильтрационными свойствами обладают породы в восточных районах исследуемой территории, где могут быть выделены коллекторы II класса (А.А. Ханин, 1965 г.).
Анализ распределения суммарных мощностей гранулярных коллекторов келловейского яруса по площадям (рисунок) позволяет предположить, что их наибольшие мощности (100-110 м) приурочены к центральной части Терско-Сунженской НГО. К западу и востоку от нее мощности песчаников и гравелитов сокращаются до полного их выклинивания.
Перспективы поисков залежей нефти и газа в келловейских отложениях связываются с зонами глубокого их погружения в пределах Сунженской и Терской антиклинальных зон, а также с некоторыми локальными поднятиями в полосе моноклинали. Глубина залегания обломочных пород келловея 3-7 км. Поэтому определенный практический интерес имеет прогнозирование коллекторских свойств этих пород, залегающих на больших глубинах.
Как известно, основное влияние на формирование коллекторских свойств пород оказывают условия осадконакопления и постседиментационные изменения. Зоны, благоприятные для сохранения физических свойств первичных гранулярных коллекторов, могут быть развиты в тех районах, где породы на стадии катагенеза изменены в наименьшей степени. Кроме того, оптимальны такие фациальные условия, в которых образуются породы, сохраняющие коллекторские свойства при сравнительно глубоких стадиальных преобразованиях.
Среднеюрская история развития Кавказа завершилась складкообразовательным процессом, который ярко проявился в трансгрессивном и несогласном залегании пород келловейского яруса на более древних отложениях. Трансгрессия в келловее, вероятно, охватила всю рассматриваемую территорию. В этот отрезок геологического времени откладывались мелководные терригенные и терригенно-карбонатные осадки, которые заполняли тектонические и эрозионные впадины, образовавшиеся в предкелловейскую фазу складчатости. Есть основание предполагать, что наиболее активное прогибание в это время испытывала западная часть территории (бассейн рек Терека и Ассы). Здесь происходило накопление алевритового и глинисто-карбонатного материала, сносимого с удаленных источников питания (см. рисунок). Уменьшение мощности и одновременное погрубение состава отложений наблюдается в восточном направлении, что следует связывать с расположением там крупной области сноса терригенного материала.
Присутствие в келловее мощных толщ грубозернистых косослоистых песчаников и гравелитов свидетельствует о том, что они накапливались в мелководных участках при активном действии морских течений. Это привело к большей окатанности и отсортированности зерен кварца, полевых шпатов и обломков пород. Указанная мелководная зона, очевидно, занимала почти всю восточную часть Терско-Сунженской НГО.
Таким образом, исходя из анализа палеогеографической обстановки осадконакопления можно предположить, что наилучшие гранулярные коллекторы II-III классов сформировались в восточной части рассматриваемой территории (см. рисунок), где развиты средне-крупнозернистые песчаники и гравелиты. Согласно результатам исследований [2, 5], скорость уплотнения терригенных пород заметно уменьшается с увеличением размерности зерен. Анализ открытой пористости крупнозернистых песчаников показывает, что градиент ее уменьшения с глубиной составляет 0,4 %/100 м.
К числу благоприятных факторов, способствующих сохранению коллекторских свойств на больших глубинах, можно отнести то, что в келловейском ярусе терригенные породы объединены в мощные пачки. Породы их оказываются в меньшей степени сцементированными и имеют достаточно высокую пористость и проницаемость даже на больших глубинах. Исходя из этого можно предположить, что в наиболее погруженных частях Терской и Сунженской зон в песчаниках келловея будут встречаться коллекторы IV- V классов.
Как известно, погружение терригенных отложений на большие глубины приводит к уплотнению пород, что в общем случае ведет к ухудшению физических свойств коллекторов. Интенсивное уплотнение, по нашему мнению, особенно проявилось в западной части исследуемой НГО, где коллекторы келловея представлены мелкозернистыми глинистыми разностями песчаников. Здесь будут распространены коллекторы IV класса.
Перспективность келловейских терригенных пород в пределах Терской и Сунженской антиклинальных зон, входящих в состав Терско-Каспийского передового прогиба, может быть связана и с трещиноватостью. Известно, что повышенная трещиноватость пород на глубине приурочена к присводовым участкам складок и приразломным зонам. Основываясь на экспериментальных исследованиях песчаников и алевролитов мел-палеогенового флиша Карпат, Р.С. Копыстянский [3] отмечает, что зияющие трещины должны сохраняться до глубины более 16 км. По данным В.М. Бортницкой [1], результаты опробования терригенных пород в Предкарпатском прогибе подтверждают наличие удовлетворительных нефтегазовых резервуаров на глубине 6,2 км. Возможность нахождения коллекторов гранулярного типа на глубинах свыше 7 км отмечается и в работе [8].
Таким образом, келловейские образования Терско-Сунженской НГО должны рассматриваться как перспективные для поисков залежей нефти и газа, поскольку они обладают коллекторами порового и, возможно, трещинного типов. Присутствующие иногда в цементе песчаников сульфаты (Первомайская и Бенойская площади) способны на больших глубинах запечатывать поры и трещины, что приводит к появлению локально развитых непроницаемых прослоев. В таких случаях келловейские отложения должны рассматриваться как самостоятельный объект поисков и разведки. В случае отсутствия сульфатов, келловейские и карбонатные образования Оксфорда будут составлять единый сложный природный резервуар нефти и газа.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Бортницкая В.М. Об изменении пористости терригенных и карбонатных пород с глубиной.- В кн.: Коллекторы нефти и газа на больших глубинах. М. 1975, с 43-45.
2. Иванов В.А., Храмова В.Г., Дияров Д.О. Структура порового пространства коллекторов нефти и газа.- Труды КазНИГНИ. Актюбинск, 1974, вып. 9, с. 1-97.
3. Копыстянский Р.С. Изменение трещиноватости горных пород с глубиной и ее влияние на коллекторские свойства пород.- Труды МИНХиГП. М, 1977, вып. 123, с. 45-47.
4. Крымов Б.Ф. К литолого-стратиграфической характеристике отложений келловейского яруса Чечено-Ингушской АССР.- Труды ГрозНИИ. Грозный, 1961, вып. 9, с. 3-21.
5. Литвин С.В., Долуда М.Е., Харченко С.Д. Закономерности изменения качества терригенных пород-коллекторов Днепровско-Донецкой впадины на больших глубинах.- Труды МИНХиГП. М„ 1977, вып. 123, с. 86-89.
6. Лозгачева Е.Ф. Литолого-петрографическая характеристика келловейских отложений района Военно-Грузинской дороги.- Труды ГрозНИИ. Грозный, 1965, вып. 18, с. 71-75.
7. Мацкевич М.М. К итогам изучения келловейских отложений Северо-Восточного Кавказа.- Труды ГрозНИИ. Грозный, 1965, вып. 18. с. 55-70.
8. О влиянии высоких давлений и температур на физические свойства пород-коллекторов (Внутренняя зона Предкарпатского прогиба)/В.Е. Кордияк, П.М. Лагола, М.М. Сорока, В.И. Шеленко.- В кн.: Геология и геохимия горючих ископаемых. Киев, 1975, с. 26-30.
9. Сахаров А.С. К стратиграфии келловейских и оксфордских отложений Горной Ингушетии.- Труды ГрозНИИ. Грозный, 1965, вып. 18, с. 76-88.
Рисунок Схема развития терригенных коллекторов келловейского яруса Терско-Сунженской НГО.
1 - изопахиты терригенных коллекторов келловейского яруса, м; породы-коллекторы: 2 - II-III классов, 3 - IV-V классов, 4 - VI класса; 5 - районы отсутствия отложений келловея; 6 - выходы верхнеюрских пород на дневную поверхность; 7 - мощность келловейских отложений (в числителе - терригенных коллекторов, в знаменателе - всего яруса); 8 - глины; 9 - песчаники; 10 - алевролиты глинистые; 11 - алевролиты; 12 - гравелиты