|
УДК 551.263.036.001.5:551.61.2(571.5) |
Строение природного резервуара юряхского горизонта Верхневилючанского и Вилюйско-Джербинского месторождений
В.Г. КУЗНЕЦОВ, И.Л. ПИРОГОВА, Н.М. СКОБЕЛЕВА, В. СУХЫ (МИНГ)
Карбонатная и соленосно-карбонатная формация венда-кембрия юга Сибирской платформы является одним из основных перспективных объектов поисково-разведочных работ на нефть и газ. В комплексе научных исследований, направленных на повышение эффективности этих работ и более достоверный подсчет запасов, важное место отводится изучению природных резервуаров.
Материалы по данному вопросу на примере юряхского продуктивного горизонта (иктехская свита) двух достаточно типичных месторождений составили содержание настоящей работы. Изучены литология слагающих природный резервуар пород, их коллекторские и экранирующие свойства, структура и характер пустотного пространства, а также композиции его, т. е. распределение в нем проницаемых, полупроницаемых и непроницаемых пластов и пачек, что определяет особенности размещения в нем флюидов и их запасы. Для этого было исследовано распределение значений пористости и проницаемости, определенных лабораторными методами, и проведена интерполяция этих данных на основе литологического материала. Затем были выделены породы-коллекторы и плотные карбонатные и глинистые разности в них и прослежено их распространение по площади.
Покрышкой этого природного резервуара служит основание среднеюедейской подсвиты, сложенное переслаиванием известковых аргиллитов, мергелей и сильно глинистых известняков с плотными микрозернистыми доломитами, в подошве которой четко прослеживается пласт ангидритов мощностью 1-2 м.
Разрез природного резервуара собственно нижнеюедейской подсвиты характеризуется циклическим строением, которое обусловлено закономерным сочетанием определенных структурно-генетических типов пород и, соответственно, закономерным распределением по разрезу пород-коллекторов и пород-флюидоупоров. Наилучшими коллекторскими свойствами обладают средние части циклитов, представленные, как правило, органогенными или тонко-, мелко- и разнокристаллическими известняками и доломитами. Это сильно пористые, часто кавернозные разности, сложенные различными форменными элементами водорослевой природы (онколиты, комки, сгустки), нередко значительно перекристаллизованными, вкрапленными в мелко-среднезернистый цемент. Различные водорослевые формы подвергаются перекристаллизации по-разному. Переработка крошечных округлых комков и сгустков приводит к возникновению округлых пор и каверн и развитию сопутствующих пустотам зон вторичного крупнозернистого карбонатного материала (рис. 1, 1). Здесь же отмечается тенденция к увеличению пористости (кавернозности) с увеличением степени перекристаллизации, которая достигает максимальных значений в центральных частях циклитов. В то же время большие, удлиненные, часто изометричные элементы (некоторые онколиты и водорослевые корочки) сохраняют свою форму, а поры, тонкие и удлиненные, развиваются по их контактам с основной среднезернистой цементирующей массой (рис. 1,2).
Основания циклитов сложены глинистыми доломитами, мергелями, аргиллитами, обладающими низкими фильтрационными свойствами, являющимися непроницаемыми или плохо проницаемыми. Они микрозернисты и однородны, иногда отмечается их послойное обогащение глинистым материалом (рис. 1, 3). Кроме микрозернистых хемогенных разностей в породах, как и в центральных частях циклитов, встречаются водорослевые образования, но другой формы. Это удлиненные, причудливо волнистые слойки. Перекристаллизация этих форм, наблюдаемая во многих шлифах, не приводит к появлению пустот, а наоборот, вызывает еще большее уплотнение породы, что проявляется в виде микритизации. Отмеченные разности характеризуются также повышенной степенью ангидритизации. Ангидрит встречается либо в виде отдельных округлых образований, либо в виде игольчатых или радиально-лучистых агрегатов, вплоть до больших плитчатых кристаллов. В водорослевых прослоях обычно имеет место избирательное замещение ангидритом первичных удлиненных полостей между отдельными водорослевыми «волокнами» (рис. 1, 4). Во всех случаях ангидритизация вместе с многочисленными глинистыми прослоями обусловливает весьма низкие значения пористости и проницаемости. Некоторые плотные микрозернистые, видимо, хемогенные разности пронизаны системой разнонаправленных тонких открытых трещин; эти породы можно отнести к полупокрышкам (см. рис. 1, 3).
В верхних частях циклитов преобладают хемогенные, реже фитогенные, нередко сульфатизированные с гнездами и прослоями ангидрита доломиты. Хемогенные карбонатные породы плотные, равномерно- и микрозернистые, фитогенные состоят как из форменных элементов (комки, сгустки, онколиты), так и из строматолитов с прослоями обволакивающих водорослей. В строматолитах между нарастающими слоями отмечаются изолированные изометрические или слабо удлиненные поры. В этих частях циклитов наблюдаются субвертикальные, часто конусовидные трещины, заполненные вторичными продуктами, чаще всего крупнозернистым ангидритом. Ангидрит также встречается в изобилии в виде желваков, сливающихся иногда в латерально выдержанные пласты.
Таким образом, непроницаемые, или точнее полупроницаемые, прослои чередуются с более проницаемыми с лучшими коллекторскими свойствами. Иногда в разрезе происходит замещение проницаемых карбонатных пород более плотными разностями. В целом эти пласты являются непрерывными пластами-коллекторами [3]. В непроницаемых и полупроницаемых пластах кровли и основания циклитов встречаются маломощные, обычно линзовидные прослои коллекторов.
Поскольку в разрезе нижнеюедейской подсвиты выделяется три толщи циклитов, можно говорить, что резервуар состоит из трех пластов проницаемых пород, разделенных полупокрышками (под этим термином понимаются породы, обладающие низкой проницаемостью и практически не способные отдавать при разработке флюиды в промышленных количествах; в геологическое же время фильтрация через них флюидов осуществляется), т. е. имеет многослойный характер (рис. 2). Отсутствие надежных флюидоупоров между пластами ведет к динамической связи их между собой и формированию единого водонефтяного или газоводяного контакта. Сами пласты нередко расслоены маломощными пропластками и линзами плохопроницаемых пород.
Продуктивные пласты I и III (рис. 3) различаются прежде всего по наборам пород или, точнее, их соотношением. Так, в нижнем циклите Верхневилючанской площади распространенность известняков и микрозернистых доломитов составляет 41 %, строматолитовых известняков - 24 %, а комковато-сгустковых известняков и разнозернистых перекристаллизованных разностей, т. е. пород, обладающих наилучшими коллекторскими свойствами, - соответственно 5,8 и 11,7 %. Во втором циклите также преобладают микрозернистые известняки и доломиты (38,5 %) и существенно возрастает содержание перекристаллизованных пород (30,7 %). Наконец, в верхнем циклите именно перекристаллизованные породы становятся доминирующими (35,8 %), на втором месте - комковато-сгустковые известняки и доломиты (21 %), а содержание наименее проницаемых микрозернистых пород снижается до 18,4 %. Приведенные данные позволяют думать, что верхний пласт обладает лучшими коллекторскими свойствами по сравнению со средним и, тем более, нижним. Это положение полностью подтверждается результатами испытания, которые на этой площади проведены раздельно для II и III пластов. На Верхневилючанской площади приток газа из II пласта в 2-3 раза меньше, чем из III пласта.
Аналогичные данные получены и на Вилюйско-Джербинской площади, где проведен подсчет содержания непроницаемых прослоев по отдельным циклитам. В нижнем циклите содержание глинистых непроницаемых прослоев изменяется от 55 до 83 %, а проницаемых - от 17 до 45 %. В среднем и верхнем циклитах эти соотношения обратные, т. е. число проницаемых прослоев и их мощность здесь больше. Во II циклите содержание их составляет 51-81 % (непроницаемые прослои - 19-49 %), в III - 49-56 % (непроницаемые прослои - 44-51 %).
Интересно рассмотреть латеральные изменения пород и их коллекторские свойства в пределах локальных поднятий. Такой анализ проведен по наиболее охарактеризованному керном верхнему циклиту по профилю скважин Верхневилючанской площади, который охватил приконтурные и сводовые скважины (см. рис. 3). Прежде всего, отметим распределение пород с первичной структурой и, в частности, известняки с комковато-сгустковой структурой. Их относительно много в скв. 636 и 617 (23,5 и 41,7 %, соответственно) и меньше в скв. 627 и 631 (9,5 и 11,1). Это может свидетельствовать о расположении первых скважин в области палеоподнятия, где условия для развития водорослей были более благоприятны, а вторых - в более глубокой части водоема. Нынешнее положение скв. 627, видимо, обусловлено постседиментационными структурными перестройками (эта скважина расположена примерно на 30 м выше скв. 617). Что касается вторично перекристаллизованных пород, то максимальное их количество (55,5 %) отмечено в приконтурной скв. 631, несколько меньшее (42,8 %) - в скв. 627 и минимальное (25-29,4 %) - в скв. 617, 636 в центральной части площади. На Вилюйско-Джербинской площади при меньшем количестве керна отмечена та же тенденция, где в приконтурной скв. 643 мелко- и разнозернистые известняки и доломиты составляют 24,7 %, а в сводовой скв. 646 - лишь 3,2 %. Можно думать, что увеличение доли вторично перекристаллизованных пород в приконтурных скважинах не случайно, а обусловлено более активным течением катагенетических процессов, в частности перекристаллизации в зоне контакта нефть (газ) - вода [4]. Таким образом, в циклически построенных карбонатных отложениях, где закономерно чередуются пласты разной проницаемости, формируется многослойный природный резервуар, состоящий из ряда продуктивных пластов. Его выделение является закономерной детализацией самого понятия природного резервуара. И.О. Брод и Н.А. Еременко [1] определяли его как естественное вместилище для нефти и газа, ограниченное вмещающими его плохо-проницаемыми породами. Введение понятия о полупокрышке (ложной покрышке) [2, 5] и разработка проблемы трехслойного природного резервуара (покрышка - ложная покрышка - проницаемый комплекс) отразило следующий этап углубления знаний, и это представление с успехом используется при более детальных работах, в частности при определении высоты залежи в локальном прогнозе. Используемое здесь понятие о многослойном резервуаре (проницаемые продуктивные пласты, разделенные полупокрышками) может быть полезно при детальной разведке, выборе интервалов опробования и подсчете запасов промышленной категории, ибо в непрерывных проницаемых пластах сосредоточена основная часть запасов [3]. Неучет многослойного характера природного резервуара и выбор в связи с этим нерациональных интервалов опробования ведет к неоптимальным результатам. Так, в скв. 646 Вилюйско-Джербинской площади, где опробовались в основном глинистые и глинисто-карбонатные пласты с ангидритами и лишь частично проницаемые породы верхнего циклита, отмечались дебита в 4-5 раз меньше, чем в скв. 643 и 641, где в опробование были вовлечены проницаемые породы этого циклита.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Брод И.О., Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа. М., изд-во Моск. ун-та, 1953.
2. Локальный прогноз нефтегазоносности на основе анализа строения ловушек в трехслойном резервуаре (методические рекомендации) / В.Д. Ильин, С.П. Максимов, А.Н. Золотов и др. М., изд. ВНИГНИ, 1982.
3. О методике подсчета запасов и обосновании нефтеотдачи карбонатных пластов-коллекторов / А.С. Пантелеев, Н.М. Гилева, И.Н. Малиновский, Е.С. Гришин.- Геология нефти и газа, 1985, № 4, с 36-40.
4. Сахибгареев Р.С. Этапность формирования и разрушения залежей по вторичным изменениям коллекторов на древних ВНК. - В кн.: Происхождение и прогнозирование скоплений газа, нефти и битумов. Л., 1983, с. 130-143.
5. Филиппов Б.В. Типы природных резервуаров нефти и газа. Л., Недра, 1967.
Рис. 1. Зарисовка шлифов пород нижнеюедейской подсвиты Верхневилючанского месторождения (белые участки неправильной формы - поры в породе):
1 - доломит с форменными водорослевыми образованиями, крупные каверны окружены яснокристаллическим доломитом; скв. 27, интервал 1622,8 - 1628,4 м; 2 - доломит с пластинчатыми водорослевыми образованиями в микритовой основной массе, пустоты развиваются на контакте водорослей и вмещающего материала; скв. 634, интервал 1576,2 - 1584,1 м; 3 - доломит микротонкозернистый, прослоями обогащенный глинистым материалом с трещинами и микростилолитовым швом; скв. 636, интервал 1594 - 1601,4 м; 4 - доломит микрозернистый с нитями водорослей и литокластами, на границах последних и по водорослям выделения ангидрита; скв. 627, интервал 1634,6-1636,8 м
Рис. 2. Профильные разрезы нижнеюедейской подсвиты Верхневилючанского месторождения:
А - литологический профиль; Б - строение природного резервуара: В - современное структурное положение. 1 - мергели; 2 - известняки; 3 - доломиты; 4 - ангидриты; 5 - промышленные коллекторы; 6 - интервал испытания
Рис. 3. Гистограммы распределения встречаемости типов пород по циклитам и скважинам:
I-III - циклиты снизу вверх, а - скв. 611; б - скв. 636; в -- скв. 617; г - скв. 627; б - скв. 631; е - суммарная по всем скважинам. Типы пород: 1 - фитогенно-корковые, 2 - строматолитовые, 3 - комковато-сгустковые, 4 - онколитово-сгустковые, 5 - микритовые, 6 - перекристаллизованные