Крупнейшее по объему рифейское Юрубченское месторождение нефти и газа (Восточная Сибирь) имеет сложное строение. Его резервуар сложен в основном низкоемкими коллекторами, однако при испытании многих интервалов получены крупные притоки углеводородных флюидов (нефти или газоконденсата) [4, 5]. Среди многих точек зрения о модели флюидонасыщения этого резервуара доминируют две: 1) нефтегазонасыщен весь объем резервуара - каверны, трещины, поры и матрица [4]; 2) матрица углеводородов не содержит, они сосредоточены в основном в кавернах, трещинах и открытых порах [5].

В основу статьи положена информация о результатах микроскопических исследований 600 образцов пород из 29 скважин. 190 люминесцентно-битуминологических и 47 химико-битуминологических определений содержания хлороформного битума (ХБА).

Данные сейсморазведки и бурения позволили представить структурно-морфологическую модель Юрубченской залежи как пологую палео- и современную моноклиналь с субгоризонтальным наслоением карбонатных рифейских отложений [З]. Моноклиналь осложнена высокоамплитудным (до 300 м) эрозионным рифейским выступом, перекрытым терригенными и карбонатно-терригенными вендскими породами. На склонах выступа углы падения рифейских отложений варьируют от 10 до 85°.

Рифейский массив, согласно одним исследователям [2. 5], содержит массивную высокоамплитудную тектонически, стратиграфически и литологически экранированную залежь углеводородов, по мнению других [4], представляет собой совокупность пластовых сводовых залежей с размытым сводом, экранированных терригенными образованиями венда.

Температуры аномально низкие для глубины около 2 км (около 30 °С), давления близки к нормальным (19-22 МПа). Нефти очень легкие, их плотность в поверхностных условиях 0,81-0,82 г/см³, малосернистые (0,5 %), безасфальтенистые, с высоким (200 м3/т) газовым фактором.

Нефть по углеводородному составу является метановой: метанонафтеновая фракция составляет около 80 % от массы нефти, доля нафтеновых углеводородов в ней незначительна.

В разрезах изученных скважин в целом преобладают породы, лишенные терригенной примеси; прослои, имеющие ее, характеризуются мощностью не более 3-5 м. Максимальная частота встречаемости таких прослоев зафиксирована в скважинах, пробуренных рядом с северной областью отсутствия верхов рифейских отложений (скв. Юр-49, Вдр-5).

Известняки и доломиты с неясносгустковой и оолитовой структурами встречаются довольно часто: в центральной части (скв. Юр-54. 61) рифейского массива суммарная толщина таких пород составляет до половины изученной части разреза, к периферии массива она заметно снижается (скв. Юр-49, Вдр-5, 6).

Среди кристаллических разностей известняков и доломитов чаще всего наблюдаются микро-и среднезернистые. В сводовой части массива (скв. Юр-61, 28, 32, Вдр-5) доломитизация наиболее полная, в периферических участках в разрезе сохранились известняки, лишь частично затронутые доломитизацией. Литологический состав и структура пород довольно резко меняются с запада на восток и с севера на юг (рис. 1).

В верхней, прикровельной части на срезе -1950 м (рис. 2,а) на фоне сплошного развития кристаллических доломитов в районе скв. Юр-33, 55, расположенных в западной части массива вблизи эрозионного контакта с вендскими отложениями, распространены известняки с алевропесчаной примесью и окатышевые доломиты. На срезе -2000 м зона алевропесчанистых доломитов вместе с границей рифейского массива смещена к западу (скв. Юр-8, 10), где по латерали она контактирует с алевропесчаными породами венда. На юге вблизи границы массива появляется зона окатышевых доломитов. Примыкающие с юга вендские отложения представлены кристаллическими доломитами и известняками.

На срезе -2070 м, соответствующем ВНК, центральная часть массива выполнена кристаллическими доломитами, к северу и югу сменяющимися кристаллическими известняками. На северной границе массива в разрезе скв. Юр-49 доминируют алевропесчаники с карбонатным цементом. Вендские отложения, примыкающие к массиву с юго-запада, сложены алевритистыми известняками.

На срезе -2100 м практически весь массив представлен кристаллическими доломитами, которые так же, как и на срезе -2070 м, к северу в районе скв. Юр-51, 49 сменяются карбонатными алевропесчаниками, аналогичными вендским песчаникам, вскрытым на юго-западе (скв. Юр-20). В разрезе скв. Юр-10 рифейские отложения на этом уровне представлены окатышевыми известняками.

В свете проведенного анализа история рифейского осадконакопления начиная с этапа, соответствующего современному уровню -2100 м, представляется следующей. Близость северной границы рифейского бассейна отмечается только в разрезах скв. Юр-49, 51. Южнее располагалась шельфовая часть морского водоема. На этапе, соответствующем уровню -2070 м, северная граница водоема, судя по тому, что влияние терригенного сноса проявляется только в районе скв. Юр-49, отступила к северу. Положение этой границы на этапе, когда образовались породы уровня -2050 м (см. рис. 2,в), в целом сохраняется таким же, как и на более раннем этапе, но в районе скв. Юр-28, 25, 32, 54 появляется зона окатышевых доломитов, отражающая, по-видимому, обмеление этой части водоема и гидродинамическую активизацию.

Аналогичная зона, вероятно, существовала и в районе скв. М-156, что указывает на прохождение границы водоема на этом этапе севернее данного участка. К этапу уровня -2026 м (см. рис. 2, б) положение северного берега, видимо, не изменилось. По-прежнему он находился в районе скв. Юр-49. На участке скв. Юр-33, 55, 32, 54 сохранилась, приобретя субмеридиональную ориентацию, гидродинамически подвижная мелководная зона, в которой отлагались окатышевые известняки. Близость берега начинает прослеживаться на юго-западе массива, где рифейские доломиты содержат алевропесчануй примесь.

На уровне -2000 м приближение западной суши проявляется в широком поле развития доломитов с алевропесчаной примесью (скв. Юр-49, 6, 16, 18, 8). На юге сужение границы бассейна (или обмеление) устанавливается по зоне окатышевых доломитов (скв. Вдр-2). Наступление западной суши фиксируется развитием песчанистых известняков (скв. Юр-33) и окатышевых доломитов (скв. Юр-55).

Наиболее древние из изученных отложений венда вскрыты скв. Юр-20 в интервале 2380-2348 м. Они представлены алевропесчаниками и песчаниками. Эти почти бескарбонатные породы по горизонтали контактируют с кристаллическими доломитами рифея. Тонкие прослои алевролитов, глин и траппов в разрезе венда свидетельствуют об интенсивной вулканической деятельности на отдельных этапах венда.

Породы рифея и венда часто содержат гидроксиды железа от 0,3 до 2,0 % и довольно редко (10-15 % от общего числа изученных образцов) пирит в виде изолированных кристаллов пелитовой размерности или мелкозернистых скоплений. В значительной части образцов (30-40 %) пирит и другие железистые минералы отсутствуют. Гидроксиды железа встречаются в виде "капелек" пелитовой размерности, в тонкодисперсном состоянии в матрице породы, а также в виде корочек вокруг зерен пирита, полевых шпатов, реже кварца и обломков кремневых сланцевых пород. Одной из характерных форм являются пылеватые включения гидроксидов железа по трещинам спайности доломитовых зерен, в зонах окремнения и межкристаллических швах залечивающего трещины и поры кальцита. Такая морфология включений гидроксидов железа позволяет считать их эпигенетичными.

В нижней части рифейского разреза на уровне -2100 - -2070 м наибольшая частота встречаемости гидроксидов железа характерна для центральной субмеридиональной части массива. Вверх по разрезу четкая территориальная приуроченность сохраняется, но в целом количество и частота встречаемости гидроксидов железа снизу вверх уменьшаются за исключением прикровельной части массива.

В западной части массива в распределении гидроксидов железа в разрезе рифейских и вендских отложений наблюдается некоторое соответствие в гипсометрическом уровне их появления: на уровне -2100 м небольшое их содержание зафиксировано как в вендских отложениях (скв. Юр-20), так и в примыкающих к ним рифейских образованиях (скв. Юр-11). Почти нет гидроксидов железа на уровне -2070 м ни в вендских отложениях (скв. Юр-20), ни в примыкающих к ним по латерали рифейских образованиях (скв. Юр-11, 17, 19). Аналогичная картина на срезах -2026 и -2000 м. Это позволяет предположить одновременность их появления в рифейских и вендских толщах, по крайней мере, в западной части территории.

Рифейским и вендским отложениям свойственно значительное (25-30 % от массы породы) окремнение в виде включений кварца и халцедона [1. 5]. При микроскопических исследованиях зафиксированы его тонко- и мелкозернистые, дисперсно-рассеянные по доломиту или гомогенные скопления; включения крупно- и среднезернистого хорошо раскристаллизованного кремнезема диаметром до 1-2 мм: микросростки, "цветки" и раскристаллизованный кремнезем, заполняющий трещины и поры.

Распределение кремнезема по рифейскому и вендскому разрезам довольно неравномерное. Наиболее интенсивное и стабильное по вертикали содержание кремнезема зафиксировано в разрезе скв. Юр-8, в остальных разрезах чередуются прослои, обогащенные кремнеземом и не содержащие (или почти не содержащие) его (см. рис. 2).

Наибольший вертикальный диапазон окремнения характерен для субщиротной осевой зоны рифейского массива, В северной и южной частях окремнение несколько меньше. На уровне -2100 м наиболее заметное окремнение рифейских пород характерно для юго-западной части массива (скв. Юр-8, Вдр-4), к которой примыкают и обогащенные кремнеземом вендские отложения.

Выше на уровне -2070 м поле развития окремнения рифейских пород охватывает всю центральную и западную части массива и смыкается по латерали с зоной окремненив вендских образований. На уровне -2050 м окремнение рифейских отложений имеет те же границы. Начиная с уровня -2026 м и вплоть до уровня -2000 м зона окремнения рифейских пород тяготеет к юго-западной части массива (см. рис. 2).

Рифейские коллекторы имеют очень сложное строение и в целом низкую пористость из-за седиментационных и эпигенетичных факторов (перекристаллизация, доломитизация, окремнение и т.д.) [1, 4, 5]-

Вместе с тем для карбонатной толщи характерно развитие открытых микро- и макротрещин вертикальной и субгоризонтальной ориентации и обширных каверн, с которыми связаны крупномасштабные (более 10 м3/ч) поглощения бурового раствора и провалы инструмента (на 0,1-3,0 м).

Открытые и залеченные поры и трещины прослежены почти по всему разрезу рифея в центральной и восточной частях месторождения и практически отсутствуют в разрезах западной части (скв. Юр-16, 18, 19, 17). Между числом залеченных пор и микротрещин и кремнеземом существует прямая связь.

Изучение шлифов и определение Сорг привели к выводу о крайней обедненности сингенетичным органическим веществом рифейских и вендских пород Юрубченского месторождения: из 400 образцов рифейских пород оно встречено лишь в семи, из 100 вендских - в двух.

Зафиксировано присутствие нескольких морфологических разновидностей сапропелевого органического вещества: дисперсной в виде органоминеральных включений пятнообразной формы (I^1,2, по классификации Е.С.Ларской) мелкоалевритовой размерности, микропрослоев нитевидной формы (I^3,4), реже альговых частиц крупнопелитовой, мелко- и среднеалевритовой размерности (II¹²). Содержание Сорг - в этих образцах достигает 0,2 % (фоновые значения 0,05 %).

Альговые частицы оказались приуроченными к разрезам западного (скв. Юр-16, глубина 2259-2268 м, доломит) и северного (скв. Юр-49, глубина 2546-2553 м, песчаник: М-156, глубина 2621-2628 м, доломит) участков рифейского массива, наиболее приближенных к рифейской суше.

Дисперсные формы органического вещества обнаружены в карбонатных и терригенных породах, вскрытых скв. Юр-6. 16, 49, 55. Вдр-2, 5, расположенными в периферических частях рифейского массива.

В обоих вендских образцах органическое вещество присутствует в глинистой части в дисперсной разновидности (скв. Юр-17, глубина 2291-2299 м: Вдр-6, глубина 2241-2251 м).

Включения эпигенетичного органического вещества битумной (нефтяной) природы встречены в девяти образцах рифея и трех - венда. Они состоят из вязкого асфальтизированкого битума, заполняющего мелко- и среднеалевритовой размерности поры в алевропесчанике (скв. Юр-25, глубина 2273-2282) или доломите (скв. Юр-16, глубина 2268-2276, 2268-2276, 2312 м; Юр-18, глубина 2483,4 м; Вдр-5, глубина 2279-2303, 2298-2308 м), реже - межкристаллические швы (скв. Юр-25, глубина 2273-2282 м). Содержание ХБА в этих образцах колеблется от 0,03 до 0,04 %, в одном образце достигает 0,24 %.

В вендских отложениях эпигенетический битум вязкой консистенции обнаружен в песчанике с содержанием ХБА до 0,32 % (скв. Юр-17, глубина 2316-2324 м: Юр-20, глубина 2364 и 2348 м; Юр-55, глубина 2248-2255 м).

В основной массе рифейских образцов содержание ХБА по данным люминесцентно-битуминологического анализа колеблется от следов (0-0,001 %) до 0,01 % и от 0,02-0,04 до 0,24 % в единичных образцах (скв. Юр-25, 33, 18). Легкого петролейно-эфирного битума практически нет (0-0,0003%), лишь в единичных образцах он присутствует в количестве не более 0,02 %. Битуминологическими исследованиями были охвачены только отдельные части рифейского разреза.

Как отмечалось, основная масса исследованных образцов рифейских отложений является "плотняком" с очень низкой (менее 1 %) пористостью и практическим отсутствием проницаемости. Даже в образцах, где встречаются залеченные кальцитом и кремнеземом поры (Кп = 1-3 %), содержание ХБА не более 0,005 %.

В редких пористых образцах (скв. Юр-18) содержание ХБА достигает 0,24 %. В совокупности с наличием син- и эпигенетичных гидроксидов железа столь низкая битуминозность пород указывает на практическое отсутствие жидких нефтяных или газоконденсатных углеводородов в матрице и низкоемком слабопроницаемом межзерновом пространстве пород в значительных по размерам участках резервуара.

Вендские терригенные и карбонатно-терригенные породы, примыкающие и облекающие рифейский массив, существенно более битуминозны (рис. 3, рис.4).

Анализ битуминологической информации, проиллюстрированный серией карт-срезов, показал следующее. На уровне -1950 м (см. рис. 3,а), т.е. в газоносной вершине рифейского массива, битуминозность пород почти нулевая - менее 0,005 % (0,12 кг/м³) и только у восточного края (скв. Вдр-5) увеличивается до 0,01-0,03 % (0,25-0,75 кг/м³). Кстати, здесь из интервала -1934 - -1955 м получен приток газа, относительно обогащенного конденсатом (25 м³/ 155 тыс.м³ в сутки). В вендских отложениях, примыкающих на этом уровне с запада к рифейскому массиву, содержание ХБА такое же, как и в рифейских образованиях, вскрытых скв. Вдр-5. В них вблизи массива получен газоконденсат.

На уровне -2000 м битуминозность изученных пород из центральной газоносной части залежи не превышает 0,01 % (0,25 кг/м³), хотя в некоторых скважинах почти на этом уровне наряду с газом получены небольшие притоки нефти(скв. Юр-28, уровень -1995 - -2003 м 24 м³/сут) и конденсат (скв. Юр-25, уровень -1987 - -1998 м, 30 м³/сут). У западной окраины массива (скв. Юр-16, 8) битуминозность пород рассматриваемого уровня достигает 0,01-0,05 % (0,25-1,25 кг/м³), а в скв. Юр-8 на контакте с вендам - 0,24 % (до 6 кг/м³). Примыкающие к этой части массива вендские отложения также содержат 0.01--0.08 % ХБА, тогда как на юге, будучи газоносными, они бедны ХБА. как и рифейские.

Небольшие значения битуминозности рифейских пород (0,03 %) зафиксированы в скв. Вдр-5 на востоке Юрубченского месторождения и до 0,1 % - на Мадринской площади (на северо-востоке).

Нз уровне -2026 м (см.рис. 3, б), примерно соответствующем ГНК, в центральной части Юрубченского месторождения (скв, Юр-49, 33. 61, 54, 61) выше и ниже этой отметки на 5-10 м при наличии небольших (10-15 м³/сут) притоков нефти и значительных газа (87-500 тыс.м³/сут) битуминозность пород не превышает 0,005 %. К западу (скв. Юр-28. 13, Вдр-4) притоки нефти возрастают (140-180 м³/сут), что отражается и в некотором повышении битуминозности (до 0.03-0,07 %). В примыкающих с запада вендских отложениях битуминозность превышает 0.1 %

На уровне -2050 м (см.рис. 3,в) в пределах нефтяной оторочки, так же как и на более высоких уровнях, породы центральной части резервуара во всех разрезах низкобитуминозны. В большинстве случаев из интервалов, расположенных чуть выше (5-10 м), отмечены притоки сильно газированной нефти (1-10 м³/сут), западнее (скв, Вдр-4) при столь же низкой битуминозности пород на уровне -2050 м из выше (уровень -2034 - -2042 м) и ниже (уровень -2069 --2074 м) расположенных интервалов получены значительные (до 150 м³/сут) притоки нефти.

Еще западнее, по направлению к контакту с вендскими отложениями, породы краевой части рифейского массива на уровне -2050 м обладают битуминозностью, повышающейся сначала до 0,015 % (скв. Юр-30. 8, 16, 49), а затем до 0,15 % и выше (Юр-18. 13). Этот уровень битуминозности характерен и для примыкающих с запада карбонатно-терригенных образований венда.

Ниже ВНК, на уровне -2100 м, битуминозность пород западной, восточной и северной обводненной частей рифейского массива и примыкающих отложений венда не превышает 0,005 %. Только в субмеридионально ориентированной центральной части массива (скв. Юр-33. 32. Вдр-6) содержание ХБА в породах достигает 0,05 %. Кстати, в разрезе этих скважин наряду с водой были обнаружены и пленки нефти (до 0,5 м³/сут).

Таким образом, повышенная битуминозность изученных образцов отражает наличие нефти в близлежащих (на расстоянии 5-10 м) интервалах разреза. Примерно такая же картина фиксируется и в очень хороших покрышках над другими залежами.

Исходя из картины распределения ХБА вендских и рифейских пород, можно предположить, что основное поступление жидких углеводородов происходило с запада и в меньшей мере - с востока и северо-востока.

В общей сложности экстракционным методом были изучены 33 рифейские объединенные пробы и 14 вендских, которые характеризуют весь массив.

Битумы рифейских и вендских отложений по элементному составу подразделяются на две категории. К первой относятся очень низкоконцентрированные (0.0003-0,005 %) битумы, в элементном составе которых: С - 72,0-77,0 %;Н - 9,5-10,5 % и N + О + S - 11.0-18,5 %. Последнее указывает на глубокую окисленность битумов. Вторая группа включает битумы с более высокой концентрацией (0,005-0,23 %): С - 80,0-84,6 %: Н - 11,0-13.0 %; N + О + S -4,0-8,0 %. Судя по элементному составу второй группы повышенные концентрации ХБА, видимо, действительно отражают наличие нефтяных и газоконденсатных скоплений.

Нефть и газоконденсат сосредоточены в относительно изолированных участках рифейского массива, характеризующихся наличием карстовых и сингенетичных емкостей и некоторым улучшением колпекторских свойств за счет терригенной примеси (см. рис. 4). Последнее наиболее типично для краевых частей рифейского массива.

По всей видимости, "плотняк" играет роль перекрытий (покрышек) над емкими коллекторами и каверново-трещинными макропустотами, заполненными нефтью и газом. Во внутренних частях рифейского массива "плотняк" служит очень хорошей покрышкой, в которую, как показали наши исследования (Ларская Е.С. и др., 1987), очень малые (до 0.005 %) количества битума проникают на расстояние не более первых десятков сантиметров над сводом скопления.