К оглавлению

УДК 552.578.2.061.4:546.027(476.2)

О диагностике карбонатных коллекторов Припятского прогиба по вариациям изотопного состава углерода

И.С. ЛАЗАРЕВ (Гомельский гос. ун-т)

Решение задачи прогнозной оценки и направленности поисков скоплений УВ в верхнедевонских нефтеносных отложениях Припятского прогиба базируется на выявлении условий образования и закономерностей размещения карбонатных коллекторов и определении их различных диагностических критериев [2,5]. В настоящее время наряду с геофизическими и гидродинамическими методами, определениями по керну применяются изотопно-геохимические исследования пород-коллекторов, в частности, по вариациям в карбонатных образованиях, слагающих матрицу коллектора.

Теоретической основой метода изотопно-углеродной диагностики карбонатных коллекторов являются следующие положения [4, 6 и др.].

1. В дискретных разрезах осадочных (нефтематеринских) толщ наблюдались палеогипергенные явления в связи с перерывами в осадконакоплении. При этом эпигенетические преобразования пород карбонатных формаций ниже поверхностей несогласий могли протекать при участии атмосферных и речных вод, а также, возможно, морских (в пределах литорали), в направлении карстования и выщелачивания, перекристаллизации, новоминеральных образований и т. п. Поэтому вполне закономерно, что с указанными зонами эпигенеза связано формирование вторичной (основной) емкости карбонатных пород-коллекторов и потенциально продуктивных горизонтов.

2. Некоторые эпигенетические преобразования карбонатных пород в палеогипергенных условиях (выделения вторичного кальцита или доломита в пустотах и трещинах, перекристаллизация части блоков матрицы коллектора) могли, в частности, сопровождаться обогащением новообразований легким изотопом углерода (¹²С), извлекаемым из СО₂) атмосферного происхождения с  около -7, почвенной СО₂ с  -20...-25,  морских вод с  -2...-4.

В этих случаях разница между значениями  в новообразованиях и неизменных (первичных) карбонатах может достигать 4-15. Подчеркивается, что эффект указанного изотопного смещения является типоморфным для многих случаев проявления гипергенеза (в том числе палеогипергенеза) в породах карбонатных формаций.

3. Преимущество метода изотопно-углеродной диагностики карбонатных пород-коллекторов состоит в том, что он базируется на прямом вещественном анализе карбонатного материала (навеска 0,1-0,2 г из керна или, что принципиально важно, из шлама бурового раствора).

В геологической истории франской подсолевой (карбонатная сероцветная формация в составе саргаевского, семилукского и речицкого горизонтов суммарной мощностью 40-60 м и сульфатно-карбонатная сероцветная - воронежский и евлановский горизонты суммарной мощностью 40-210 м) и фаменской межсолевой (терригенно-сульфатно-карбонатная формация в составе задонского, елецкого и петриковского горизонтов суммарной мощностью 170-750 м и более) нефтеносных толщ Припятского прогиба неоднократно наблюдались перерывы в осадконакоплении [1]. Так, межформационные перерывы и несогласия фиксируются здесь на трех стратиграфических уровнях: послеевлановском, предзадонском и послеелецком. Поверхности некоторых из указанных несогласий имеют характер эрозионных палеоврезов (шириной до нескольких километров) и палеокуэст [5]. С последними, в частности, связаны некоторые поисковые объекты (так называемые палеогеоморфологические залежи) на УВ.

В разрезах под- и межсолевой толщ по геолого-геофизическим данным выявляются также и внутриформационные перерывы и несогласия. Существенный интерес представляют два перерыва: 1) предречицкое время (поверхность несогласия и зона палеогипергенеза в пределах семилукского горизонта) и 2) предъелецкое время (то же в пределах задонского горизонта). В Припятском прогибе большинство залежей нефти, в том числе промышленные, приуроченные к Речицко-Вишанскому, Червонослободскому и другим валообразным поднятиям северной структурной зоны, связаны с карбонатными коллекторами семилукского и задонского горизонтов [1,2].

К настоящему моменту изотопно-углеродные определения в карбонатах рассматриваемых толщ проведены в основном по семилукскому и задонскому горизонтам, причем пробы на изотопный анализ углерода концентрировались при отборе по возможности в пределах зон палеогипергенно измененных пород.

Вариации  в первичных карбонатных породах семилукского и задонского горизонтов верхнедевонских нефтеносных толщ Припятского прогиба свидетельствуют об образовании первичных седиментационно-диагенетических (по Н.М. Страхову) доломитов ( 2,9...-0,4, среднее 0,8) и известняков ( 1,4... - 0,7, среднее 0,2) в субаквальных условиях окислительной и слабовосстановительной сред осадконакопления [2,3].

С учетом изложенных материалов следует подчеркнуть, что критерии идентификации «палеогипергенных» коллекторов семилукского и задонского горизонтов Припятского прогиба по вариациям  могут быть приведены в следующих обобщениях.

1. Карбонатные (преимущественно доломиты) коллекторы семилукского горизонта, генетически связанные с гипергенезом этапа предречицкого перерыва в осадконакоплении, характеризуются вариациями  в эпигенетически переработанных породах от - 1,9 до -7,6 (среднее -3,2) и во вторичном доломите из пустот и трещин от -1,3 до -8 (среднее -3,2). Разница  между первичными доломитами и вторичными карбонатами, равная 4, может служить диагностическим критерием для семилукских карбонатных «палеогипергенных» коллекторов.

2. В карбонатных коллекторах (в основном известняковые породы) задонского горизонта, связанных с зоной палеогипергенеза этапа предъелецкого перерыва в осадконакоплении,  варьирует от -2 до -7,5 (среднее - 4,1) в эпигенетически измененных породах и от - 2,2 до - 8,1 (среднее -4,9) во вторичных карбонатных минералах. Усредненный диагностический критерий для «палеогипергенных» коллекторов этого горизонта по разности  с первичными известняками составляет 4,3 - 5,1.

В заключение следует подчеркнуть, что исследования, аналогичные вышеприведенным, целесообразно продолжить, присовокупив при этом зоны межформационных перерывов и несогласий, а также другие внутриформационные зоны несогласий, фиксируемые в карбонатных разрезах саргаевского, воронежского и елецкого горизонтов рассматриваемых нефтеносных толщ Припятского прогиба. В последних установлены [2,5 и др.] скопления нефтяных УВ, зоны повышенной битуминозности и горизонты обводненных карбонатных пород.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геология СССР. Т. III. Белорусская ССР. М., Недра, 1971.

2. Демидович Л.А. Формирование коллекторов нефтеносных комплексов Припятского прогиба.- Минск, Наука и техника, 1979.

3. Изотопный состав углерода карбонатов осадочных пород девона некоторых разрезов БССР /И.С. Лазарев, Н.Д. Михайлов, Г.П. Мамчур, и др.- Геология и география,1984, вып. 6, с. 3-12.

4. Киркинская В.Н., Смехов Е.М. Карбонатные породы-коллекторы нефти и газа. Л., Недра, 1981.

5. Кусов Б.Р., Карпов В.А. Перспективы выявления палеогеоморфологических ловушек нефти и газа в южной части Припятского прогиба.- Геология нефти и газа, 1982, № 8, с. 9-11.

6. Лазарев И.С. О некоторых геологических и минералого-геохимических особенностях галогенных формаций в зоне гипергенеза.- Геология и география, 1981, вып. 3, с. 21-30.