Одним из видов стратиграфических ловушек нефти, относительно широко распространенных, но недостаточно изученных, являются эрозионные врезы, образовавшиеся в результате "разъедания" карбонатных пород водными потоками. К основной особенности врезов, отличающей их от прогибов, относится более древний возраст пород в осевой зоне вреза, чем на его бортах. По направлению от поверхности к оси вреза вскрываются все более глубоко залегающие горизонты карбонатного комплекса. При седиментационных процессах, сопровождавших эрозионную деятельность и не прекращавшихся в более позднее время, такие эрозионные углубления заполнялись терригенным материалом, что обусловило еще одну отличительную особенность врезов: толщина терригенных отложений в таких углублениях более чем в 2 раза превышает толщину пород на территории, примыкающей к ним. Врезы по своей природе близки к карстовым воронкам, но их отличие от последних заключается в явно выраженной протяженности по латерали.

В Удмуртии первые врезы были выявлены в начале 80-х гг. на Ельниковском месторождении в процессе эксплуатационного бурения: по непонятным (вначале) причинам стали "проваливаться" отдельные эксплуатационные скважины. "Провалы" означали резкое, не согласующееся с прогнозным контуром нефтеносной структуры погружение продуктивных пластов. Впоследствии, с накоплением информации, было установлено, что "провалы" вытянуты по площади в виде извилистых линий, напоминающих русла палеорек, которыми изрезаны поднятия.

Ельниковское месторождение располагается на юго-востоке Удмуртии, в зоне Арланского шельфа. В настоящее время врезы закартированы и на других структурах этой зоны, а также на северо-востоке и в центральных районах республики ( рис. 1 ). Несмотря на достаточно широкое распространение, все они расположены в зонах позднедевон-турнейского шельфа. Эрозионному разрушению подвергались карбонатные породы, подстилающие визейские терригенные отложения; между подстилающими и перекрывающими породами обязателен перерыв в осадконакоплении. В период формирования врезов в ранневизейское время преобладали болотно-озерные фации.

На основании накопленного материала можно сделать вывод, что врезы в любом регионе республики имеют идентичные особенности. Их ширина составляет 150-500 м. Не известно ни одного случая большей ширины вреза. Обычно один из бортов бывает более крутым, другой - пологим. По латерали врезы вытянуты на несколько километров, а один из врезов на северо-востоке Удмуртии - на несколько десятков километров. В плане они имеют извилистую форму и напоминают узкую реку с притоками. Не выявлена максимальная амплитуда врезов, поскольку все скважины, полностью прошедшие врезы (амплитуда 70-100 м), расположены на их бортах. Забои же скважин в осевых зонах врезов находятся в заполняющих терригенных породах.

Врезы выполнены терригенными породами визейского яруса. Как правило, во врезе увеличивается толщина пластов песчаников и аргиллитов, обычно прослеживающихся и вне врезов, хотя в единичных случаях зафиксировано их выклинивание на бортах врезов. Из пород, "принадлежащих" непосредственно врезам и не встречающихся вне их, следует отметить угли, которые залегают в основании врезов в их осевых частях.

Наиболее хорошо изучены врезы на Ельниковском месторождении. Типичная модель вреза, построенная по материалам бурения, приведена на рис. 2 . На данной территории по нижнефранским отложениям прослеживается обширное по размерам Ельниковское поднятие, на котором в фаменское время произошло образование рифов. В раннетурнейское время территория испытала значительное погружение, в течение которого откладывались осадки, типичные для нормальной морской впадины, преимущественно известняки, облекшие все выступы морского дна, в том числе и рифы. В кизеловское время в связи с общим подъемом территории образовались условия, характерные для прибрежно-морских фаций. Мелководно-морской генезис осадков подтверждается наличием в разрезе тонких прослоев известняков и известковистого цемента алевролитов.

Перерыв в осадконакоплении зафиксирован до радаевского времени. Радаевский горизонт сложен песчано-алевролитоглинистыми отложениями, накапливавшимися в пределах речных долин. В междолинных пространствах формировались озерно-болотные отложения. В бобриковское и тульское время преимущественно развиты аллювиально-дельтовые фации, отличающиеся повышенной песчанистостью.

Эрозионная деятельность началась в раннемалиновское время, когда наиболее приподнятые участки над вершинами рифов еще оставались сушей, а в ложбинах между такими останцами текли ручьи, образовывались небольшие озерца и вода начала разрушать известняки.

Представленные на рис. 2 врезы имеют ширину не более 500 м. Их глубина не определена. В скв. 3614, расположенной на борту вреза, толщина терригенных пород увеличена на 49 м по сравнению с таковой ближайшей скв. 103.

Во врезах и вне их прослеживаются одни и те же пласты. Вне врезов в разрезе терригенной пачки визейского яруса присутствуют семь песчано-алевролитовых пластов (C-I-C-VI и C-VIII), по отдельным скважинам отмечается замещение песчаных пород на глинистые без изменения общей толщины терригенной пачки. В скважинах, попавших во врезы, прослеживаются эти же пласты, но увеличенной толщины. Отличительной особенностью этой модели является образование стратиграфической ловушки типа клиноформы в пласте C-V бобриковского возраста, связанной с его выклиниванием на борту вреза по направлению от оси вреза к его борту толщина пласта C-V уменьшается с 15 м (скв. 3517) до нуля (скв 54).

На рис. 3 показан геологический профиль субширотного простирания, пересекающий врез по Ончугинскому месторождению. В отличие от первой модели здесь один из бортов (западный) более крутой, и именно к нему приурочены залежи нефти, ограниченные на востоке прогибом в визейских терригенных отложениях, образовавшимся в результате облекания осадочными породами бортов вреза. На этом месторождении не зафиксировано бурением выклинивание на бортах врезов какого-либо из продуктивных пластов.

По данным бурения скважин на других площадях Удмуртии, расположенных на бортах врезов вблизи их осей, в основаниях терригенных пачек, заполнивших врезы, встречены углистые породы, которые отсутствуют выше по бортам врезов и на поверхности карбонатов (Михайловская, Кайсегуртская, Кабановская площади). Такие углистые породы изображены предположительно и на Ончугинском месторождении.

На Ончугинском месторождении до начала разработки были проведены сейсморазведочные работы по технологии 3D. Полевые работы выполнялись силами ОАО "Пермнефтегеофизика" в 1993-1995 гг., обработка и интерпретация - ЦГЭ (Авербух А.Г., 1996). В результате обработки был получен временной куб данных, проинтерпретированный с использованием интегрированной системы интерпретации "ИНПРЕС". Однако полученные результаты не позволили выявить врезы в отложениях карбонатного комплекса турнейского яруса. А.Г. Авербух связывает эти образования с грабенами, а впадину округлой формы (район скв. 1100) - с астроблемой. В последние годы с развитием современных интерпретационных систем и появлением программных комлексов, таких как DV-1 Discavery (Dynamic Visualization), стало возможным решение подобных задач. Благодаря появлению новых технологий врезы достаточно четко фиксируются пространственной сейсморазведкой 3D.

По результатам переинтерпретации, проведенной в ОАО "Удмуртская геофизическая экспедиция", врезы достаточно четко регистрируются в виде локальных непротяженных участков прогибания осей синфазности в интервале нижнего карбона. В качестве примера на рис. 4 приведен вертикальный срез временного куба данных 3D по линии I - I, проходящий через скв. 1104 и имеющий направление, близкое к направлению профиля на рис. 3 .

В интервале времен 750-850 мс по характерной волновой картине выделяются рифовые тела. Врезы, из которых западный имеет большие ширину и амплитуду, в плане совпадают с узкими прогибами между рифами и четко картируются по отраженной волне II^П, приуроченной к поверхности турнейского яруса. Нередко на крутом борту вреза оси синфазности претерпевают разрыв. По волне III, отраженной от кровли терригенных отложений кыновского горизонта, под врезами наблюдаются положительные аномалии, связанные с уменьшением интервальной скорости из-за увеличения толщины терригенных пород во врезе.

Для надежного трассирования врезов по площади выполнена процедура расчета локального временного градиента изохронной поверхности II^п (DIP). Данные преобразования позволяют подчеркнуть зоны градиентов поверхности Т_о и более уверенно наметить границы распространения врезов. DIP-преобразование по отраженной волне II^п показано на рис 5 . Врезы достаточно четко прослеживаются по увеличению градиента изменения времени. На востоке Ончугинской площади выделяется система врезов, в том числе два наиболее протяженных, имеющих в плане извилистую форму и ширину не более 200 м.

Роль врезов в формировании залежей нефти велика. На территории Удмуртии наиболее сильное влияние врезы оказывают на форму и размеры залежей, приуроченных к структурным ловушкам. По поверхности карбонатов, подстилающих визейские терригенные отложения, врезы разделяют поднятия на отдельные останцы. При облекании предвизейской поверхности осадочными породами образуется система небольших по размерам поднятий, ограниченных прогибами, приводящими к разобщению залежей, особенно в нижнем карбоне. Нередко каждая залежь имеет свой уровень нефтеносности.

В качестве примера приведена структурная карта кровли одного из продуктивных пластов тульского горизонта по Ончугинскому месторождению ( рис. 6 ). На структурную карту кровли пласта C-III вынесена проекция вреза, прослеженного сейсморазведкой 3D по поверхности турнейского яруса. Залежи сложной формы вытянуты параллельно простиранию врезов и ограничены на западе прогибами, связанными происхождением с врезами. Контур нефтеносности извилистый и повторяет конфигурацию врезов.

В настоящее время начата разработка центральной залежи. Данные бурения подтвердили положение вреза. Вблизи вреза выделяется полоса повышенного залегания продуктивных пластов шириной ~300 м. В этой полосе расположены скв. 620, 625, 629, 633, 637, 641, 650 (см. рис. 6 ). Эта полоса представляется наиболее благоприятной для разработки, так как здесь нефтеносны также более глубокозалегающие пласты C-V и C-VI, которые западнее на более низком гипсометрическом уровне являются водоносными.

По данным пространственной сейсморазведки 3D (см. рис. 5 ) параллельно врезу выделяется полоса шириной не более 150 м с практически нулевым градиентом изменения времени. По-видимому, таким образом, отразились в волновом поле зафиксированные бурением участки увеличенной толщины терригенных пород над крутым бортом вреза (минибары). Например, по скв. 629, расположенной вблизи вреза, эффективная толщина яснополянского надгоризонта составляет 27,6 м. По скв. 584, удаленной от вреза, она равна 21,4 м. По скв. 650 и 649 соответствующие значения равны 38,4 и 31,2 м. Создается впечатление, что песчано-глинистый материал, переносимый с водными потоками, текущими по эрозионным углублениям, встречая преграды у крутых бортов, образовывал около них нечто напоминающее косы в современном ландшафте.

По материалам бурения подтверждается замеченный на сопредельных с Удмуртией территориях эффект улучшения фильтрационно-емкостных свойств пород во врезах [1, 2]. Для доказательства этого в таблице приведены средние значения нефтенасыщенных толщин, коэффициентов пористости, глинистости, нефтенасыщенности по продуктивным пластам тульского и бобриковского горизонтов яснополянского надгоризонта визейского яруса нижнего карбона, определенные по материалам ГИС по скважинам во врезах и вне врезов на Ельниковском месторождении.

Нефтенасыщенными являются три пласта в тульском горизонте (С-II, C-III, C-IV) и два - в бобриковском (C-V, C-VI). Вещественный состав пластов одинаков - они представлены песчаниками. Средняя абсолютная глубина залегания пластов -1195...-1235 м, перепады глубины по латерали достигают для каждого пласта 60 м. Нами проанализированы данные по Ельниковскому поднятию Ельниковского месторождения.

По скважинам, расположенным во врезах, отмечаются увеличение нефтенасыщенной толщины, коэффициентов пористости и нефтенасыщенности и уменьшение коэффициента глинистости по сравнению с аналогичными показателями по скважинам, расположенным вне врезов. Нефтенасыщенная толщина во врезах в среднем увеличилась на 1,4 м, пористость - на 2 %, нефтенасыщенность - на 5,9 %. Глинистость в среднем уменьшилась на 1,5 %.

Наблюдается увеличение разницы в значениях этих показателей во врезах и вне их с увеличением возраста пластов. Так, если для пластов тульского горизонта нефтенасыщенные толщины в среднем не отличаются более чем на 0,5 м, то для пластов бобриковского возраста различие составляет 2,7 м для пласта C-V и 3,6 м - для пласта C-VI. Среднее отклонение в значениях пористости в тульском горизонте составляет 0,7 %, в бобриковском - 2,9 %. Разница в значениях коэффициента глинистости равна соответственно 0,7 и 1,6 %.

На рис. 7 изображены регрессии, связывающие разницы в значениях рассмотренных геолого-геофизических параметров и средние глубины залегания пластов, которые подтверждают, что улучшение фильтрационно-емкостных свойств пород, отмечаемое во врезах, тем ощутимее, чем глубже залегает пласт.

Приведенные материалы свидетельствуют, что для повышения геологической эффективности работ необходимо детальное картирование врезов на разведываемых территориях и выделение зон с наиболее высокими фильтрационно-емкостными свойствами, совпадающих в плане с крутыми бортами врезов.

Эти задачи возможно решить путем постановки на месторождениях сейсморазведочных работ 3D.

1. Лозин Е.В., Масагутов Р.Х., Хамзин А.З. О поисках и разведке рукавообразных и других структурно-литологических и литологических залежей в Башкирии // Методика поисков и разведки нефтегазоносных объектов нетрадиционного типа. - М., 1990. -С 110-117.
2. Методические приемы поисков сложно экранированных ловушек в Татарии / Р.Х Муслимов, С.Ю. Ненароков, Э.П. Халабуда и др. //Методика поисков и разведки нефтегазоносных объектов нетрадиционного типа. - М.,1990. - С 117 130.

Visean incisions are widely distributed over the territory of Udmurtia in areas of Late Devonian-Tour naisian shelf. Incisions have a significant effect on oil pools formation. Due to incisions, oil pools confined to traps of arch type are disconnected and acquire a shoestring form. In single cases, pools confined to stratig-raphic traps of clinoform type are formed on the incision edges.

Improvement of filtration-capacious properties of tern-gene rocks occurring on the steep edge of incisions is recorded By data of development drilling in the Elnik field, increase of oil saturated thickness of productive beds of Yasnopolyansky subhorizon amounting in average 1.4 m is marked as compared with the same in wells beyound incisions. Porosity increases by 2 per cent, oil saturation - 5.9 per cent, clayiness decreases by 1.5 per cent. Property differences increase with the age growing of a layer.

Таблица

Сопоставление фильтрационно-емкостных свойств пород яснополянского надгоризонта во врезах и вне их Ельниковского месторождения