Литмолого-петрофизическая модель строения терригенных отложений венда Аянско-Дулисьминской зоны

Терригенные отложения венда Непско-Ботуобинской антеклизы (НБА) являются основным нефтегазоносным комплексом, к которому приурочена подавляющая часть открытых здесь месторождений. Несмотря на региональную выдержанность, рассматриваемые отложения характеризуются крайне сложным строением: песчаниковым продуктивным горизонтам свойственно резкое фациальное замещение, переслаивание песчаников с аргиллитами и алевролитами, выпадение песчаниковых тел из разреза за счет перерывов, размывов и выклинивания части слоев, связанного с палеорельефом. Все это крайне осложняет расчленение терригенных отложений и корреляцию их по площади.

Для решения задач при изучении терригенных отложений венда Аянско-Дулисьминской зоны (центральная часть НБА) был применен системно-литмологический анализ с использованием промыслово-геофизических, петрографических и петрофизических данных.

Терригенные отложения рассматриваемой зоны образуют хужирский региональный циклит – РГЦ (непская свита), выделенный на основе принципов непрерывности, направленности, двуединого строения и дискретного характера границ [2]. В составе названного циклита прослеживаются два горизонта (снизу вверх); безымянный и ярактинский [4], каждый из которых имеет двучленное строение от песчаных пород до глинистых (рисунок). Если в разрезе находятся четыре члена разреза РГЦ, выделение горизонтов не вызывает затруднений даже лишь на основе промыслово-геофизических материалов.

Однако анализ петрофизических данных показал, что хужирский РГЦ в Аянско-Дулисьминской зоне имеет более сложное строение, число составляющих его членов изменяется от одного до шести, причем их выделение из-за отсутствия подчас резких границ и наличия переходных слоев является крайне непростой задачей. Ее решение на основе лишь данных ГИС, визуального и микроскопического изучения пород невозможно. Во-первых, это обусловлено тем, что какого бы масштаба не была запись ГИС, она показывает усредненные характеристики разреза, т. е. некоторые методы ГИС имеют предел дифференциации разреза. Во-вторых, соответствующие части циклитов субзонального и меньшего рангов могут иметь близкие мощность и вещественный состав, поэтому можно понять, каким зональным циклитам (ЗЦ) принадлежат выделяемые в разрезе субзональные циклиты (СЗЦ), лишь по характеру изменения какого-нибудь физического параметра, фиксируемого петрофизическими методами.

Для выделения в разрезе хужирского РГЦ циклитов зонального и субзонального ранга использовался огромный материал, собранный в ПГО Иркутскгеофизика. Были проанализированы результаты петрофизических исследований, проведенных на более чем 1500 образцах керна из терригенных отложений с шагом отбора 0,2–1 м из скважин Бурской, Междуреченской, Аянской, Суриндинской, Кольцевой, Поймыгинской площадей, что обеспечило высокую детальность расчленения этих отложений и их корреляцию.

В разрезе хужирского РГЦ принимают участие семь литотипов псаммито-псефитовых пород, образующих гранулометрический ряд конгломерат – мелкозернистый песчаник (табл. 1) и семь литотипов алеврито-пелитовых пород, также выстраивающихся в ряд (табл. 2).

Наблюдение последовательной смены литотипов и их петрофизических свойств по разрезу позволило расчленить отложения рассматриваемого РГЦ в наиболее полном разрезе Аянской зоны на три циклита меньшего ранга (см. рисунок, б, в). В строении каждого из выделенных циклитов принимают участие почти все литотипы. Статистическая обработка результатов петрофизических анализов показала, что литотипы различных циклитов отличаются амплитудой физических параметров. Так, к примеру, гравелиты, слагающие инициально-прогрессивную часть первого (верхнего) циклита (K₁), резко отличаются от гравелитов второго и третьего циклитов содержанием алюмосиликатов, свободного кремнезема, тория, калия, значением радиоактивности и мембранного потенциала. В то же время все аналогичные литотипы второго и третьего циклитов характеризуются между собой близкими вещественным составом и физическими свойствами (см. табл. 1, табл.2).

Эти закономерности изменения физических свойств от циклита к циклиту, а также внутри каждого из них, выявленные при петрофизических исследованиях, и возможность их коррелировать позволили определить ранг каждого из этих тел. Первый, а также второй и третий вместе образуют два ЗЦ, кроме того, второму и третьему присвоен ранг СЗЦ. Нижние и верхние части СЗЦ обозначены как слои с литерами А и К. Под слоем в данной работе понимается интервал разреза, характеризующийся близкими как гранулометрическими, так и петрофизическими параметрами (см. рисунок, б, в).

Различие песчаников парфеновского, марковского (ярактинского) и безымянного горизонтов по содержанию U, Th, К, Аl₂О₃ уже указывалось для Ярактинско-Аянской и Марковской площадей [3]. При более детальном расчленении терригенных отложений хужирского РГЦ в пределах Аянско-Дулисьминской зоны возникает ряд трудностей, преодоление которых на основе изучения лишь четырех вышеуказанных параметров представляется невозможным. К таким трудностям можно отнести наличие в верхнем ЗЦ переходного слоя А – К, содержащего песчаники, близкие по рассматриваемым параметрам к песчаникам слоев К₂ и К₃; наличие в а₃ прослоев песчаников по количеству К, U, Th, одинаковых с песчаниками К₂, что сильно затрудняет корректное проведение границ между циклитами.

В строении первого ЗЦ (K₁ – АК – a₁) принимают участие все литотипы, выделенные в этой зоне, от конгломератов до аргиллитов. Непрерывность и неправильность изменения особенно ярко демонстрируется равномерным возрастанием алюмосиликатов от 12 до 78,6, калия от 0,6 до 4,4%, радиоактивности от 5 до 32Х10^-4 усл. ед., магнитной восприимчивости и других свойств. Отдельные отклонения по карбонатности, содержанию железа, а также значения s, k_п и r_п авторы связывают с такими постседиментационными процессами, как кальцитизация, ангидритизация, засолонение и др. Закономерное увеличение содержания карбонатного материала в терригенных породах по разрезу и площади, по-видимому, может интерпретироваться как усиление мористости обстановки осадконакопления. Окончательный ответ на этот вопрос требует направленных микроскопических исследований керна.

Более узок спектр терригенных разностей, слагающих второй СЗЦ (К₂ – А₁). Он начинается с гравелитов и заканчивается чаще всего алевритистыми аргиллитами (см. табл. 1, табл.2). Направленность изменения свойств хорошо видна.

Третий СЗЦ (К₃– А₃) сложен наиболее грубозернистыми породами как псаммито-псефитового, так и алеврито-пелитового ряда. Это в основном конгломераты, гравийные песчаники, аргиллиты алевритистые.

В структуре СЗЦ, образованного слоями К₃ и а₃, превалируют более грубо- и разнозернистые породы. Второй СЗЦ, напротив, широко представлен тонко- и мелкозернистыми разновидностями осадочных пород. Строение ЗЦ представлено полным спектром всех выделяемых гранулометрических разностей: от конгломератов до аргиллитов.

Наименее распространены породы слоя К₃, мощность его изменяется от нуля до 10,9 м, максимальная характерна для Аянской площади. Отложения данного слоя полностью отсутствуют в пределах Дулисьминско-Междуреченской зоны.

Гравелиты и песчаники слоя К₂ наиболее распространены, мощность их составляет 0–19,1 м. Значительные мощности слоя приурочены к южной и юго-восточной окраинам рассматриваемой зоны. Скважины, пробуренные в центральных и северных районах (Дулисьминское и Междуреченское месторождения), выявили выклинивание отложений слоя К₃ (см. рисунок). Отмечается закономерное сокращение мощности вплоть до полного выклинивания отложений обоих слоев с юго-востока на северо-запад. По-видимому, эти слои, являющиеся инициально-прогрессивными частями СЗЦ, были сформированы в мелководных прибрежно-морских условиях, причем их распространение контролировалось древним рельефом поверхности фундамента. Финально-прогрессивные части циклитов, представленные слоями А₃ и А₂, были, вероятно, сформированы в результате трансгрессии моря. Местами слой a₂ отсутствует вследствие перерыва.

Несмотря на некоторую изменчивость мощностей слоев А – К и a₁, суммарная их мощность достаточно выдержана. Это позволяет предположить, что вариации мощностей связаны с их взаимным фациаль-ным замещением, т. е. рассматриваемые слои имеют близкую фациальную природу и, вероятно, сформировались в результате трансгрессии моря, венчающей цикл терригенного осадконакопления не только в районе Аянско-Дулисьминской зоны, но и всей НБА в целом.

Слой K₁ распространен на территории всей рассматриваемой зоны. Его мощность изменяется от нуля до 36,6 м (наиболее полно отложения слоя представлены в скв. 11 Дулисьминской). Тело грубозернистых отложений слоя K₁ имеет линзовидную форму, выклиниваясь в северном и южном направлениях (см. рисунок, б). В субширотном сечении мощность рассматриваемого слоя более выдержана (см. рисунок, в).

Линзовидная форма, которую образует тело песчаников слоя К₁, его “врезание” в нижележащие породы, хорошая сортировка песчаного материала, выявленные при литмолого-петрофизических исследованиях, позволяют нам предположить, что песчаники слоя K₁ имеют иное происхождение, чем К₂ и К₃. По-видимому, слой K₁ был сформирован русловым потоком, ориентированным с северо-востока на юго-запад. Безусловно, для подтверждения данного предположения необходимы более детальные исследования текстурных особенностей песчаников рассматриваемого слоя, проведение массовых физико-химических анализов кернового материала. В местах слияния песчаников слоев K₁ и К₂, К₃ необходимо проводить раздельное испытание пород каждого слоя для выяснения нефтегазоносности каждого из них. Если высказанное предположение подтвердится, то это будет влиять на стратегию глубокого бурения, что, в конечном счете, может привести к повышению эффективности поисково-разведочных работ.

Необходимость выделения ЗЦ и СЗЦ была обоснована А.В. Владимировым и А.Н. Хабаровым [1] и на примере месторождений НБА доказана закономерная приуроченность коллекторов к инициально-прогрессивным частям циклитов как регионального, так и более низкого ранга. Нами подтвержден этот вывод. Таким образом, авторы считают, что полный комплекс петрофизических данных является необходимым при расчленении терригенных отложений НБА на целостные геологические тела-циклиты, в строении которых принимают участие породы, характеризующиеся близкими морфологическими (размер зерна, мощность), но различными петрофизическими свойствами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Владимиров А.В., Хабаров А.Н. Литмостратиграфические предпосылки закономерностей пространственного размещения резервуаров и залежей Непско-Ботуобинской антеклизы // В кн.: Материалы конф. молодых ученых ин-та геол. и геофиз.– Новосибирск.– 1988.– С. 48–60.
2. Карогодин Ю.Н. Региональная стратиграфия.– М.: Недра.– 1985.
3. Корреляция венд-кембрийских отложений юго-восточного склона Непско-Ботуобинской антеклизы / В.Я. Воробьева, Р.П. Готтих, В.А. Ващенко и др. // Геология нефти и газа.– 1982.– № 9.– С. 17–23.
4. Непско-Ботуобинская антеклиза – новая перспективная область добычи нефти и газа на Востоке СССР / Под ред. А.Э. Конторовича, В.С. Суркова, А.А. Трофимука.– Новосибирск: Наука.– 1986.

Таблица 1 Петрофизическая характеристика пород псаммито-псефитового ряда Аянско-Дулисьминской зоны

Примечание. Содержание: AlSi – алюмосиликатов, %, Q – свободного кремнезема, %; Кр – общая карбонатность, %; Fe – содержание железа, %; U, Th, К – содержание урана, тория, калия, 10^-4 %, g – радиоактивность, 10^-4 усл. ед.; c – магнитная восприимчивость, 10^-6 ед. СИ; d – плотность, г/см³; s – объемный вес, г/см³; K_п.об – коэффициент общей пористости; e_м – мембранный потенциал; r_п – удельное электрическое сопротивление, Ом·м.

Таблица 2 Петрофизическая характеристика пород алеврито-пелитового ряда Аянско-Дулисьминской зоны

Примечание. Обозначения см. в табл. 1.

Схема расположения скважин глубокого бурения (а) и геологический разрез терригенных отложений Аянско-Дулисьминскои зоны по линии АБ (б) и A₁Б₁ (в).

1 – скважины, 2 – изопахиты хужирского РГЦ м, 3 – изогипсы, м, 4 – тектонические нарушения, 5 – линия профиля, породы 6 – аргиллиты, 7 – алевролиты, 8 – песчаник мелкосредне- и крупнозернистый, 9 – гравелит, 10 – конгломерат, 11 – гранит, 12 – гранодиорит, 13 – гранито-гнейс, 14 – сланцы коры выветривания, 15 – брекчии коры выветривания