CC BY
32
Н. Г. Нургалиева
Казанский государственный университет
МИКРОПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИТОТИПОВ КАЗАНСКИХ БИТУМОНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОГО БОРТА МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ
ВВЕДЕНИЕ
Казанский ярус Мелекесекой впадины является объектом постоянного интереса, как в научном, так и в практическом отношении, так как, с одной стороны, Мелекесская впадина относится к стратотипической области пермской системы, а с другой стороны казанские отложения Мелекесской впадины являются вместилищем почти половины запасов тяжелых нефтей и битумов РТ. Данные обстоятельства обусловливают необходимость всестороннего систематического изучения казанских отложений с целью корректного геологического моделирования, генетического анализа и прогностических определений.
В стратиграфической схеме казанского яруса стратотипической области А.К. Гусевым, Б.В. Буровым, Н.К. Есауловой (1993) выделены: в объеме нижнеказанского подьяруса- сокский горизонт, а в объеме верхнеказанского подъяруса - поволжский горизонт (рис.1).
Среди геологов-практиков наиболее популярными являются схема М.Э. Ноинского (1924) при описании верхнеказанского подьяруса и схема H.H. Форша (1955) при описании нижнеказанского подъяруса (рис. 1).
Указанные схемы являются основой известных геологических реконструкций казанского яруса, в том числе литологической типизации. Одним из примеров такой литотипизационной схемы является схема ли-толого-геофизического расчленения казанских отложений Г.В. Виноходовой и С.С. Эллерна (1985а, 1987), которая была составлена для обширной зоны залегания пермских отложений от западных районов Оренбуржья через северо-восточные районы Куйбышевской области в направлении центральной части Зака-мья в Татарии, смещаясь постепенно к северо-западу в сторону Казани.
Здесь литотипами (рис. 1) являются пронумерованные пласты, выделенные по описанию керна и данным ГИС (кривым КС, ПС, ГК, НГК и др.). Установлен ряд опорных реперных горизонтов, четко прослеживающихся в геологических разрезах казанского яруса. К опорным реперным горизонтам относятся сульфатная пачка "подбой" (пласт 1), "руководящий доломит" (пласт 3), кровля карбонатной толщи (карбонат-
ная толща включает пласты 11 -15) и подстилающие ее лингуловые глины (пласт 16). Пласты сопоставлены с определенными стратиграфическими подразделениями казанского яруса (рис. 1). Так, по мнению Г.В. Виноходовой и С.С. Эллерна (1985,1987), "руководящий доломит" является аналогом отложений "ядреный камень" приказанских слоев поволжского горизонта в стратотипической схеме. Он залегает с явно выраженным стратиграфическим несогласием на подстилающих отложениях. Более того, в обсуждаемых работах, между подошвой "руководящего доломита" и кровлей "карбонатной толщи" на значительной территории выделена терригенная толща - катергинская свита (пласты 4-10), сложенная чередующимися песчаными, алевролитовыми, глинистыми и мергельными породами и отнесенная к красноярским (барбашинским) слоям нижнеказанского подъяруса и частично к вышележащим отложениям, параллелизуемым с пачками "ядреный камень" и "слоистый камень" (рис.1). Указанные авторы определяют катергинскую свиту как межформационную свиту (самостоятельный литост-ратиграфический компонент), возраст которой однозначно не установлен (в нижних пластах катергинс-кой свиты обнаружены остатки спириферид из рода лихаревий (нижнеказанские комплексы), в верхних пластах - ассоциации верхнеказанских осгракод).
Однако, описанная схема не может считаться ли-тостратиграфической, так как не отвечает в полной мере стратиграфическим критериям. Тем не менее, эта схема, как плод изучения керна десятков структурных скважин и сотен диаграмм ГИС в связи с поиском и разведкой битумных залежей, является достаточно удобной литотипизационной основой разрезов казанских битумоносных отложений. При обращении к данной схеме важно учитывать то обстоятельство, что авторами схемы и автором данной работы еще не был наблюден полный разрез всех пластов (08-17), представленных на рис. 1. Отсутствие ряда пластов объясняется, видимо, как палеогеографическими и фаци-альными причинами (обсужденными, например для комплекса пластов 11-15, разделенного на западный, центральный и восточный типы разреза (Г.В. Винохо-дова, С.С. Эллерн (19856,1987), рис. 1), так и метода-
Стратиграфическая схема казанского яруса стратотипи-ческой области (по Гусеву А.К., Бурову Б.В., Есауловой Н.К., 1993) Названия горизонтов по М.Э.Ноинскому (1924) и Н.Н. Форшу (1955) Индексы пластов по С.С.Эллерну, Г.В.Виноходовой (1985, 1987) Маркирующие горизонты и свиты по С.С.Эллерну. Г.В.Виноходовой (1985. 1987)
К А 3 А Н С К И Й Я Р У С ВЕРХНИЙ ОТДЕЛ ПОВОЛЖСКИЙ ГОРИЗОНТ МОРКВАШИН-СКИЕ СЛОИ ПЕРЕХОДНАЯ 08 Эл«ктрорвп»р P2-F
07
06 Эл»ктрор»п«р
05
ВЕРХНЕУСЛОН-СКИЕ СЛОИ ПЕЧИЩИНСКИЕ СЛОИ ПОДЛУЖНИК 04 03
ШЙХАНЫ+ ОПОКИ............... 02 Эпоктрорвпар Р2-Е
СЕРЫЙ КАМЕНЬ 01
ПОДБОЙ 1 Элоктрорвпвр P2-D
ПРИКАЗАНСКИЕ СЛОИ СЛОИСТЫЙ КАМЕНЬ + ЯДРЕНЫЙ КАМЕНЬ 2
3 "Руководящий доломит"
4-10 "Кетвргинская : свита"
Западный тип Центральный тип Восточный тип
НИЖНИЙ ОТДЕЛ СОКСкий ГОРИЗОНТ КРАС НОЯ РС-СКИЕ СЛОИ БАРБАШИНСКИЙ ГОРИЗОНТ 11 11 11
11А 11А 12
КАМЫШЛИН-СКИЕ СЛОИ КАМЫШЛИНСКИЙ ГОРИЗОНТ 13 13 13 Эпоктрорвпар : Р2-С
13А 1 ЗА
14 14
БАЙТУГАН-СКИЕ СЛОИ БАЙТУГАНСКИЙ ГОРИЗОНТ 15 15 15 3n*»KTpog»nop
16 16 16 Ялактроропвр Р2-ВО
17
Рис.1. Схема С.С.Эллерна и Г.В.Виноходовой (1985, 1987) в соотношении со стратиграфическими схемами казанского яруса
Таблица I .Характеристика литотипов казанских битумоносных отложений северо-восточного борта
Мелекесской впадины
лтэ Обобщенная характеристика литотипа Текстура б и тум онасыщения Типы пустот А"«' Кб'
08 Доломит пелитоморфный, сгустковый, комковатый, глинистый, загипсованный. Неравномерно точечная Межзерновые поры 11.0 0.2
07 Тонкое (0.3-0.5 м) и более грубое (0.5-1 м) переслаивание песчаника, алевролита, аргал-лита с обильными включениями гипса. Пример песчаника показан на рис.З-Де Неравномерно точечная Межзерновые поры
06 Доломит пелитоморфный, участками сгустковый, глинистый, загипсованный. Неравномерно точечная Межзерновые поры, полости сгусгков 12.0 0.5
05 Тонкое (0.3-0.5 м) и более грубое (0.5-1 м) переслаивание песчаника, алевролита, аргил-Л1гга с обильными включениями гипса, кальцита и доломита. Неравномерно точечная Межзерновые поры 14.0 0.7
04 Доломит пелитоморфный. Пример на рис.5-1 Неравномерно точечная, пятнистая Межзерновые поры 12.0 0.9
03 Тонкое (0.3-0.5 м) и более грубое (0.5-1 м) переслаивание песчаника, алевролита, аргиллита с обильными включениями гипса, доломита и калыигга. Неравномерно точечная Межзерновые поры 13.5 0.9
02 Доломит пелитоморфный, микротрещиноватый, участками загипсованный. Пример на рис. 3-Н Неравномерно точечная, пятнистая.. Межзерновые поры, микротрещины 14.7 0.6
01 Тонкое переслаивание (03-03 м) алевролита, аргиллига. мергеля, доломита, участками с остатками фауны пелецнпод, участками с включениями гипса Пример доломита показан на рис. 3-Н_ На рис 3-С показан пример тонкого чередования пород- контакт аргиллита и алевролита. Неравномерно точечная Межзерновые поры, микро-трешины. полости сгустков и фаунистических остатков 20.5 0.7
1 Гипс тонкокристаллический с прожилками тонкозернистого доломита. Пример на рис. 3-Е. Неравномерная селективная Микротрещины 5.1 следы
2 Тонкое (в 0.1-0.3 м) или грубое (0.5-1 м) переслаивание песчаников, алевролитов, мергелей, аргилл1ггов, доломитов. Пример песчаника показан на рис. 3-С. На рис. 3-0 показан пример чередования слойков доломита глинистого и доломита с включениями гипса Неравномерно точечная, пятнистая Межзерновые поры, микротрещины. полости сгустков и фаунистических остатков. 15.0 2.1
3 Доломит пелитоморфный, участками с тонкими прослойками алевролита и аргиллита с мелкими и пойкилиговыми включениями гипса (рис. 3-А, 3-В). Равномерно точечная, пятнистая Межзерновые поры, микро-трещииы 16.7 0.8
4 Тонкое переслаивание (толщина слойков 03-0.5 м) алевролитов, аргиллитов, реже песчаников, мергелей. Наиболее распространенный тип породы - алевролит неяснослоисгый. глинистый. Примеры литотипа представлены на рис.4-А и 4-В. Неравномерно точечная, редко пятнистая Межзерновые поры, микро-трещины 22.0 0.9
5 Песчаник мелкозернистый, неяснослоисгый. Примеры песчаников показаны на рис. 4-С и 4-а Сплошная равномерная, неравномерная селективная и равномерно точечная Межзерновые поры 20.8 2.5
6 Алевролит или переслаивание алевролитов и песчаников, с тончайшими включениями п прослойками глин и аргиллитов, часто микротрещиноватые. По микротрешинам развита кальцитовая и реже сульфатная минерализация. Пример показан на рис. 4-Е. Равномерно точечная, пятнистая, по микротрещинам, сплошная неравномерная Межзерновые поры, микротрещины 22.0 0.8
7 Песчаник или алевролит, чаще песчаник мелкозернистый. Пример показан на рис.4-Е Сплошная равномерная, неравномерная селективная и равномерно точечная Межзерновые поры 19.5 0.7
8-10 Тонкое (0.3-0.5 м) или более грубое (0.5-1 м) переслаивание алевролитов, аргиллитов и песчаников с включениями обугленных растительных остатков, пирита. Примеры показаны на рис. 4-С и 4-Н. Неравномерная селективная и равномерно точечная Межзерновые поры, микротрещины 22.0 0.8
13 Доломит пелитоморфный. тонкозернистый, замещения по оолитовым и органогенно-обломочным известнякам, микротрещиноватый, участками загипсованный, с выделениями регенерированного калыигга Примеры показаны на рис.5-А, 5-С, 5-Е Сплошная равномерная, селективная неравномерная по микротрешинам. неравномерно точечная Межзерновые поры, микротрещины, полости сгустков, оолитов и фаунистических остатков 16.5 1.6
13а Доломит пелитоморфный. сгустковый, замещения по органогенно-обломочным известнякам с реликтами спириферид и другой сильно измененной фауны, участками микротрещиноватый. Примеры показаны на рис. 5-В, 5-0, Неравномерно селективная и равномерно точечная Межзерновые поры, микротрещины. полости сгустков и фаунистических остатков 15.7 1.0
15 Доломит пелитоморфный. тонкозернистый, замещения по органогенно-обломочным известнякам с остатками измененной фауны, с пойкилитовыми выделениями кальцита и гипса развитыми по форменным образованиям. Пример показан на рис. 5-Е. Неравномерно селективная и равномерно точечная Межзерновые поры, микротрещины, полости сгустков и фаунистических остатков 15.0 2.8
* Средние значения коэффициентов открытой пористости (А*л) и битумонасыщенностн массовой (Кб) рассчитывались по выборкам наблюдений не менее 100.
Рис.2. Объект исследования: обзорно-тектоническая карта, схема расположения точек наблюдения, пример литолого-геофизического разреза исследуемой области.
Восточный
мая часть
Условные обозначения
Л.*
\ Границы тектонических элешешо .''*. Административная граница Республики Татарстан
Обзорно-тектоническая карта Республики Татарстан (по данным ТГРУ, 1998)
аз-1 ш< =з <вэ «еэ 'Э»
• - скважины, площади:
Крн - Курналинская;
Скт - Северо-Катергинская;
Кт - Катергинская;
Пкр - Покровская;
Игл - Иглайкинская.
Пример литолого-геофизического разреза казанских отложений (скв.6925, Северо-Катергинская площадь). Литотипы: 1 - доломиты; 2 - карбонатные породы с обилием остатков фауны; 3 - карбонатные породы глинистые; 4 - гипсы и ангидриты с прослойками и прожилками доломита; 5 - переслаивание глин, мергелей, алевролитов, песчаников, доломитов с остатками пелеципод и другой фауны; 6 - переслаивание глин, мергелей, песчаников, алевролитов, доломитов; 7 - переслаивание алевролитов и песчаников;8 - песчаники.
ческими погрешностями определений границ пластов из-за частой конвергенции свойств пластов. В дальнейшем, пласты обсужденной выше схемы будут именоваться ЛТЭ (литотипы Эллерна).
Битумопроявления характерны для всего казанского яруса в целом, однако значительные битумные концентрации выявлены в ЛТЭ: 2-3,5-7, 13-15северо-восгочного борта Мелекесской впадины. Особенности строения казанских битумоносных резервуаров по отдельным площадям и комплексам пластов рассмотрены в работах Г. В. Виноходовой, С.С. Эллерна(1985а, б, 1987), Н.Г. Нурга-лиевой(1991,1994,1995,1996,1997).
В настоящей статье, являющейся продолжением указанных работ, в связи с актуальностью литолого-петрографических и фациально-генетических типизации осадочно-породных комплексов казанских битумоносных отложений, предложено рассмотрение микропетрографических характеристик и битумона-сьпцения в ЛТЭ.
ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектом исследований явился керн 20 структурных скважин Иглайкинской, Катергинской, Северо-
Катергинской,Курналинской площадей северо-восгоч-ного борта Мелекесской впадины. Расположение объектов исследования и пример литолого-геофизического разреза показаны на рис.2.
Вработе обобщены результатыизученияпородвшли-фах (500шлифов), исследования минералов иммерсионным методом (керн 4 скважин), электронно-микроскопи-ческого исследования карбонатных пород (10 препаратов), исследования пород в порошках методом ЭПР (1500 проб). Указанные методы применялись в соответствии с техниками исследования пород по Г.Б. Мильнеру (1968), П. Харгману(1967), ая. Ви1кае1а1(1991)идр.
Микропетрографические характеристики литоти-пов казанского яруса
Характеристики пород по результатам изучения в шлифах обобщены в таблице 1 и на рис. 3,4,5.
Данное обобщение показывает, что в разрезе выделяются три осадочно-породные компоненты: карбонатная, терригенная и сульфатная.
Карбонатная компонента представлена в основном доломитами известковисгыми и известковыми, а также известняками доломитовыми.
Рис.3. Микрофотографии шлифов (при одном николе) образцов пород верхнеказанского подъяруса. Длина масштабной линейки составляет 0.2 мм. А - пласт 3, доломит, Иглайкинская площадь, скв. 8078,глубина 256.6 м; В - ппаст 3, допомит, Курналинская площадь, скв.6975,глубина 278.4 м; С-пласт 2, песчаник, Курналинская площадь, скв.6975, глубина 273.6 м; й - пласт 2, доломит, Иглайкинская площадь,скв.8078, глубина 249.2 м; Е- пласт 1, гипс и доломит, Покровская площадь,скв. 7171, глубина 212.7 м; Р - пласт 01, доломит, Покровская площадь, скв.7171, глубина 199.6 м; в - пласт 01, контакт алевролита и аргиллита, Северо-Катергинская площадь, скв. 6873, глубина 291.9 м; Н - пласт 02, доломит, Северо-Катергинская площадь, скв,6873, глубина 289.5 м; I - пласт 04, доломит, Северо-Катергинская площадь, скв.6873, глубина 264.1 м; ие- переходная толща, песчаник, Аксубаевская площадь,скв.123, гпубина 148.0 м.
Типоморфизм карбонатных пород казанского яруса определяется характером взаимоотношения следующих наиболее характерных структурных элементов:
1) мелкие округлые зерна доломита (размер зерен 0.05-0.001мм и менее 0.001 мм);
2) зерна доломита более или менее корродированы и частично замещены кальцитовыми зернами от тончайших до крупных (до 0.1-0.5мм);
3) форменные элементы структуры первичного
органогенно-обломочного и оолитового известняка с размерами 0.1 -0.5 мм;
4) форменные элементы в виде сгустков и комков с размерами 0.1-0.5 мм;
5) псевдоморфозы кальцита по доломиту сложены мозаикой из зерен кальцита (0.01-0.08мм);
6) замещающий кальцит регенерирует структуры первичного известняка, существовавшие до его доломитизации.
По данным электронно-микроскопических исследований (рис.6) доминирующими структурными элементами карбонатов являются гладкие, ступенчатые и шероховатые грани сколов (Б, Б и Кграни по П. Хартману (1967) с очерченными двухгранными и трехгранными углами. На гладких гранях сколов выявлены выходы пустотелых каналов. Иногда извлекаются твердофазовые включения, захваченные при росте. В большинстве случаев элементы рельефа поверхности сколов собственно зерен изменены в результате наложения эпигенетических процессов, связанных с влиянием растворов, обусловивших округление двухгранных и трехгранных углов и отложения на гладких гранях новообразований в виде округлых нарастаний.
Сульфатная компонента (гипс и ангидрит) представлена в виде микрозернистых агрегатов, слойков, прожилок, прослоев. В большинстве случаев природа сульфатной компоненты, по-видимому, вторичная, обусловленная процессами доломитизации и битуминизации пород. К основным микроструктурным элементам сульфатной минерализации относятся:
1) пойкилитовые кристаллы с размерами до 1 мм, развитые по микротрещинам или псевдоморфозам структур карбонатов;
2) крупнокристаллические агрегаты с игольчатой, волокнистой и листовато-чешуйчатой структурой;
3) мелкие (0.05-0.2 мм) и крупные (0.2-0.5 мм) зерна в составе цемента, скрепляющие форменные элементы в карбонатных породах и обломочные зерна в терригенных породах.
Основной особенностью сульфатной минерализации является характерные парагенезы сульфатов с доломитами и с битумными выделениями. Парагенез сульфатов с доломитами указывает на их совместную генерацию на определенных стадиях литогенеза. Парагенез сульфатов с битумом характеризуется чаще всего тем, что битум обволакивает кристаллы гипса, не проникая внутрь, или развивается по микротрещинам.
Терригенная компонента представлена разностями псаммитовых и пелитовых пород: песчаниками, алевролитами, глинистыми породами и их смешанными разностями. Болыпаядоля терригенных пород приходится на
ЛТЭ 4-10. Песчаники часто составляют основную долю ЛТЭ 5 и 7. В остальных частях разреза песчаники и другие терригенные породы образуют сложные литотипы в виде тонкого (0.3-0.5 м) или относительно более грубого (0.5-1 м) переслаивания пород. По соотношению основных компонент кластики песчаники представлены грау-вакковыми аркозами и полевошпатово-кварцевыми грау-вакками (рис.7), в основном, мелкозернистыми, средне-отсортированными. Полевые шпаты представлены кислыми плагиоклазами и микроклином, граувакковая часть включает обломки глинистых шанцев, кремнистых пород, глинизированные обломки основных и средних эф-фузивов. В песчаниках катергинской свиты часто отмечаются чешуйки биотита и мусковита. Чешуйки биотита часто щцратированы, режехлоритизированы, в отдельных случаях превращены в вермикулит. Цемент песчаников и алевролитов глинистый, кальцитово-глинисгый, участками гипсовый, базальный, поровый или типа выполнения пор. Аргиллиты характеризуются пелитовой структурой, беспорядочной и реже микрослоистой текстурой, в той или иной степени алевритистые, участками микротрещиноватые. Для глинистых пород характерно обилие обугленных растительных остатков. Характерной составляющей аутогенной компоненты пород верхнеказанского подьяруса является сидерит, а нижнеказанского подьяруса- пирит (преимущественно, рассеянная форма) (Нургалиева Н.Г., 1991). Минеральный состав второстепенных аллотигенных минералов был опубликован в работе Н.Г. Нургалиевой, Р.К. Тухватуллина (1996). Он включает в себя черные рудные минералы, минералы ряд а эпццот-цоизиг, роговые обманки, гранаты, турмалин, циркон, рутил, анатаз, ставролит, корунд, силлиманит, апатит. К наиболее распространенным относятся черные рудные минералы и минералы ряда эпццот-цоизит.
Исследование пород данного разреза парамагнитными метками (Ви1ка О.Я.е! а1,1991) также позволило диагностировать рассматриваемые литотипы. На рис.8 показан пример изменчивости ряда микропризнаков: парамагнитных меток наличия и содержания доломита и кальцита (Мп(2+)-метка), обугленных растительных остатков (метка-органический радикал), а также минералогических показателей (содержания черных рудных, гранатов, показателя Т/Л (Бергер М.Г., 1986)). На этой диаграмме довольно четко выделяются ЛТЭ 5-7 по увеличению содержаний гранатов, черных рудных, а также парамагнитным меткам (в основном по увеличению содержания органических радикалов). По Мп(П) дифференцируются зоны карбонатной (кальцитовой и доломитовой минерализации), а по Ктп -только доломитовой минерализации. В работе Н.Г Нургалиевой (1991) было установлено, что повышенные значения Т/Л и содержания гранатов харак-
g н
Рис.4. Микрофотографии шлифов (при одном николе) образцов пород катергинской свиты. Длина масштабной линейки составляет 0.1 мм. А - пласт 4, алевролит, Итайкинская площадь, скв. 8078, глубина 257.8 м; В - пласт 4, алевролит, Северо-Катергин-ская площадь, глубина 316.0 м; С-пласт 5, песчаник, Северо-Ка-тергинская площадь, скв. 6873, глубина 324.8 м; О - пласт 5, песчаник, Покровская площадь, скв.7171, глубина 225.3м; Е- пласт 6, алевролит, Покровская площадь, скв. 7171, глубина 228.6м; f - пласт 7, песчаник, Покровская площадь, скв. 7171, глубина 231.2 м; G - пласт 8, алевролит, Покровская площадь, скв.7171, глубина 236.1м; Н - пласт 8. контакт алевролита и аргиллита, Иглайкинская площадь, скв.8078, глубина 274.9 м.
терны для раздувов песчаников пласгов5и7. Картирование этих песчаников, установленных, в основном, по макроописаниям керна и интерпретация их как баровых тел были проведены в работах Г.В. Виноходовой и С.С. Эл-лерна (19856). Однако увеличение содержания гранатов и значения показателя Т/Л в участках с увеличенными толщинами этих пластов предварительно указывает на то, что интенсивный перемыв соответствующих осадков не происходил, что не свойственно баровым телам. Поэтому данное картирование требует дальнейшей детализации литолого-фациальных границ с учетом микропетрографических наблюдений, данных гранулометрии и результатов новой обработки кривых ГИС с привлечением новых методик, одна из которых описана в работе (Nourgaliev D.K., NourgalievaN.G., 1999). Данное картирование актуально для большинства лиготипов казанского яруса, в частности, для литолого-фациального контроля битумоносных резервуаров.
Рис.5 Микрофотографии шлифов образцов пород нижнеказанского подъяруса.. Длина масштабной линейки составляет 0,2 мм. А - пласт 13, доломит, Иглайкинская площадь, скв. 8078, глубина 306,8м; В - пласт 13а, доломит Иглайкинская площадь, скв. 8078, глубина 319,5 м; С-пласт 13, доломит, Покровская площадь, скв. 7171, глубина 268,4 м; D - пласт 13а, доломит, Покровская площадь, скв.7171, глубина 282 м; Е- пласт 15, доломит, Покровская площадь, скв. 7171, глубина 284,6 м; F - пласт 13, доломит, Иглайкинская площадь, скв. 95, глубина 282,5 м
В таблице 1 отражены текстуры битумонасыще-ния и типы пустот, заполняемых битумом, а также средние значения пористости и битумонасьпценности.
Основными текстурами битумонасыщения являются неравномерная и равномерная точечная и пятнистая, неравномерная селективная, сплошная равномерная и неравномерная. К основным типам пустот, заполняемых битумом относятся: межзерновые поры сложной, неправильной, округлой формы; микротрешины; полости оу-стков, оолитов и фаунистических остатков.
По характеру битумонасыщения выделяются два комплекса ЛТЭ: 08-1 и2-15. Комплексы ЛТЭ08-1 характеризуются в основном неравномерной точечной и пятнистой текстурами, приуроченными к межзерновым порам и микротрещинам, реже к полостям сгустков и фаунистических остатков. Средняя пористость изменяется от 12 до 20.5%, средняя битумонасыщен-ность меньше 1 % масс. Комплекс ЛТЭ 2-15 отличается большим разнообразием текстур битумонасыщения от точечной до сплошной, приуроченных ко всем типам пустот. Средняя пористость колеблется в пределах 15-22%, а средняя битумонасыщенность - в пределах 0.8-2.8%масс. Повышенные битумные концентрации отмечаются в пластах 2, 5-7,13-15 и законо-
мерно связываются с более однородными терригенны-ми породами (песчаниками, реже алевролитами) и карбонатными породами, структура которых образована форменными элементами, в основном, фаунис-тическими остатками и оолитами.
ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты проведенных исследований указывают на доминирующее значение вторичных изменений литологического состава пород, особенно карбонатной компоненты разреза.
Изменения литологического облика пород, структур порового пространства в карбонатных породах связаны с процессами выщелачивания и вторичной минерализации.
Взаимоотношения этих процессов с процессами формирования битумных скоплений обсуждались ранее в работах (ТроепольскийВ.И.,ЭллернС.С., 1964;Лебедев Н.П., 1969; Ви1ка е1 а1,1990;СахибгареевР.С„ 1989и др.). Подчеркнута многостадийность эпигенетических преобразований, формировавших лигологический облик битумовмещающих пород. Характерно в этом отноше-
¡ШРЧй
«лг,
г
А)
В)
С)
D)
Рис.6. Электронномикроскопические фотографии угольных реплик со свежих сколов образцов карбонатных пород казанского яруса
A) Курналинская площадь, скв.6985, верхнеказанский подъярус, пачка "шиханы";
B) Курналинская площадь, скв.6985, верхнеказанский подъярус, пачка "подбой";
C) Покровская площадь, скв.7171, нижнеказанский подъярус, камышлинский горизонт;
О) Покровская площадь, скв.7171, нижнеказанский подъярус,
камышлинский горизонт.
Длина масштабной линейки равна 0.001мм.
Кварц
Обломки пород
Полевые шпаты
Рис.7. Состав песчаников катергинской свиты северо-восточного борта Мелекесской впадины (по классификации В.Д.Шутова (1967, 1971). 1 - мономиктовые кварцевые, 2 - кремнекласто-кварцевые, 3 - полевошпатово-кварцевые, 4 -мезомиктовые кварцевые, 5 - собственно аркозы, 6 - граувакковые аркозы, 7 - кварцевые граувакки, 8 - полевошпатово-кварцевые граувакки, 9 - собственно граувакки, 10 - кварцево-полевошпатовые граувакки, 11 - полевошпатовые граувакки, 12 - крис-таллотуфовые накопления; • - пласт 5, в - пласт 6, о-пласт 7, в - пласты 8-10,
нии высказывание JT.M. Миропольского(1935) по пермским осадкам: "Но можно ли вместе с тем быть уверенным в том, что процесс гипсатизации, дегипсатизации, окремнения, раздоломичивания, позднее вновь ими не перекрывался''. Особенно эта многостадийносгь повлияла на облик карбонатныхпород. ВработеН.Г. Нургали-евой (1991) описана вероятная последовательность генетических процессов карбонатообразования, связанная с влиянием инфильтрационных вод и органических растворителей углевородных растворов: диагенегаческая доломитизация по модели Б. П. Кротова (1914), инфильтрация эпигенетических растворов, коррозия и переотложение доломита, новообразование кальцита, сульфатов кальция, проникновение углеводородов и последующая частичная перекристаллизация карбонатов кальция и магния, суль-фатизация и битуминизация (Rossi D.(1967); Machel H.G., Mountgey E.W. (1986)). Развитие псевдоморфоз кальцита по доломиту и кальцита, регенерирующегосгруктуры первичного известняка указывает на возможно различное удерживающее влияние органических растворителей для веществ, мобилизованных в углевородородсодержащие растворы, которое изучалось в работе У. Энерглина,Л. Брили (1975). Разительным в описанном эксперименте оказалось поведение кальцита и доломита. Еслидоломиг после полного растворения не давал осадка, то кальцит в
таких же условиях после полного растворения при стоянии раствора выпадал в осадок. Этом можно объяснить развитое вторичной кальциговой минерализации.
Породы комплекса ЛТЭ 08-01, по-видимому, оказались в условиях наиболее интенсивного гипергене-за и криптогипергенеза (Сахибгареев P.C., 1989) и вторичные изменения пород (прежде всего окислительные процессы) в этом комплексе, по-видимому, сильно разрушили углеводородные скопления. Породы комплекса 2-15 оказались между двумя довольно выдержанными экранирующими пластами: сверху-ЛТЭ 1 (гипс-ангидритовый пласт), снизу -лингуловые глины пласта 16 (рис. 1). Этот комплекс с хорошими коллекторами и ловушками оказался относительно защищенным от мощного окисляющего воздействия и явился своего рода зоной притяжения и повышенных концентраций углевородородов, история накопления и преобразования которых в значительной мере обусловила характер вторичных изменений пород, связанных со значительным влиянием углеводородных растворов на осадочно-породную среду: растворения карбонатных минералов, вторичной кальцитизации и пиритизации, восстановления сульфатов кальция.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1 .В настоящей работе даны микропетрографические характеристики ЛТЭ и показана их связь с характером битумонасыщения пород.
2.Выявлено доминирующее влияние вторичных изменений пород на их литологический облик, пустотное пространство, распределение битумонасыщения.
ЧО Гр Ш ÜJHPiÄ МШИ) Kmn О % 60S1 0 1 0 у » SW 0 у, 5
=F
Орг.иш Mnfllj к™ О у в. 50 0 у 6.500 0 у.е З
Северо-Катергинская площадь, скв. 6873
Покровская площадь, скв. 7171
Рис.8. Диаграммы минералогических показателей:
ЧР - содержание черных рудных минералов в тяжелой фракции;
Гр - содержание гранатов в тяжелой фракции;
Т/Л - отношение содержаний минералов с плотностью более 4 г/см"
и менее 4 г/см3 в тяжелой фракции.
Диаграммы парамагнитных меток:
Орг.рад. - содержание органических радикалов;
Мп (II) - общее содержание марганца двухвалентного;
Ктп - отношение содержания марганца в магниевой и кальциевой
позициях в доломите.
3.Вторичные изменения пород являются одним из актуальных предметов исследования литогенеза ЛТЭ, выявления зон древних водонефгяных контактов, восстановления истории осадочно-породного бассейна, формирования и преобразования углеводородных скоплений.
ЛИТЕРАТУРА
Бергер М.Г.Терригенная минералогия.-М.:Недра, 1986,-227с.
Виноходова Г.В., Эллерн С.С. Строение и перспективы битумо-носности казанских отложений центральной часта Закамекой Татарии и смежных областей. - В кн.: Пути повышения эффективности подготовки новых запасов нефти на месторождениях Татарии, Альметьевск, 1985.-С.92-95
Виноходова Г.В., Эллерн С.С. О строении нижней части казанского яруса востока Мелекесской впадины и особенностях распределения битумов. - В кн.: Геология и геохимия нефтей и природных битумов,- Казань: Иэд-во Казанск. Ун-та, 1985,- С.8-25
Виноходова Г.В., Эллерн С.С. Строение нижней части казанских отложений Южной Татарии и прилегающих областей в связи с оценкой их битумоносности // Геология и геохимия нефтеносных отложе-ний.-Казань: Изд-во Казанск. Ун-та, 1987,С.96-113
Гусев А.К.. Буров Б.В., Есаулова Н.К. и др. Биостратиграфическая характеристика верхнепермских отложений Поволжья и Прикамья // Бюллетень Региональной межведомственной стратиграфической комиссии по центру и югу Русской платформы. - Вып. 2. - М., 1993. -С.75-80.
Кротов Б.П. Доломиты, их образование, условия их устойчивости в земной коре и изменения в связи с изучением доломитов верхних горизонтов казанского яруса в окрестностях г. Казани // Труды Казанского общества естествоиспытателей, 1914.-90с.
Лебедев Н.П. Битумовмещающие породы пермских отложений Татарии и смежных районов Ульяновской и Куйбышевской областей. -В кн.Битуминозныетолщи востока Русской платформы- Казань: Изд-во Казанск. Ун-та, 1973.-С.32-84.
Мильнер Г. Б. Петрография осадочных пород. -М: Недра, 1968. -т.1.-500с.;т.2-666с
Миропольский Л.М. Характеристика минерального комплекса и основных геохимических процессов в пермских отложениях у с.Сю-кеево в Татарской республике//Ученые записки Казанск. Ун-та, геология, 1935.-т.95, кн.3-4, вып. 5-6. -С.3-94.
Ноинский М.Э. Некоторые данные относительно строения и фа-циального характера казанского яруса в Приказанском районе // Известия геологического комитета, т.43, N6,1924. -С.565-622.
Нургалиева Н.Г. (Мухутдинова Н.Г.) Лишлогияи битумоносносгь отложений казанского яруса Мелекесской впадины, ТАССР. Автореферат дисс. на соискание степени кандидата геолого-минералогических наук. - Казань, 1991.- 23с.
НургалиеваН.Г. (Мухутдинова Н.Г.)Статисгическиемоделибигу-мовмещающих комплексов Татарстана - В кн.: Проблемы комплексного освоения трудноизалекаемых запасов нефти и природных битумов (добыча и переработка). Доклады международной конференции. - Казань, 1994. т.4,С.1419-1430
Нургалиева Н.Г. (Мухутдинова Н.Г.) Статистическая оценка информативности некоторых параметров коллекторских свойств пород. - В кн.: Геология и разведка нефтебитумоносных комплексов. - Казань: Изд-во Казанск. Ун-та, 1995.-С.73-81.
Нургалиева (Мухутдинова Н.Г.), Тухватулпин Р.К Литофациаль-ная типизация пермских отложений Мелекесской впадины. Пермские отложения Республики Татарстан // Материалы республиканской пермской геологической конференции. 27 февраля -1 марта 1996г., Ка-заньЭкоцентр, 1996-С.139-145.
НургалиеваН.Г. Исследованиегеолого-статисгических взаимосвязей некоторых параметров. - В кн.: Вопросы геологии, разведки и разработки нефтяных и битумных месторождений. - Казань: Изд-во КГУ, 1997.-С. 101-123.
Нургалиева Н.Г. К вопросу петрографической типизации карбонатных пород пластов 13,13а, 15 казанского яруса Иглайкинской площади Мелекесской впадины. - В кн.: Вопросы геологии, разведки и разработки нефтяных и битумных месторождений. - Казань: Изд-во КГУ, 1997.-С.90-101.
Сахибгареев Р.С. Вторичные изменения коллекторов в процессе формирования и разрушения нефтяных залежей. - Л.:Недра, 1989. -260с.
Троепольский В.И., Эллерн С.С. Геологическоестроениеи нефтеносность Аксубаево-Мелекесскойдепрессии.-Казань: Изд-во Казанск. Ун-та, 1964.-658с.
ФоршН.Н. Волго-Уральская нефтеносная область. Пермские отложения. Уфимская свита и казанский ярус//Труды ВНИГРИ, 1955-вып. 92.-156с.
Хартман П. Зависимость морфологии кристалла от кристаллической структуры.- В кн.: Рост кристаллов, т.7.-М.:Наука, 1967.
Шутов В.Д. Классификация терригенных пород и граувакк. - В кн.:Граувакки.-М., 1971.-вып. 221.-С. 17-19.
Bulka G.R., NizamutdinovN.M.. Mukhutdinova N.G. (Nourgalieva N.G.) et al EPR Probes in sedimentary rocks: the features of Mn:+ and free radicals distribution in the Permian formation in Tatarstan, J .Applied Magnetic Resonance, 1991 -Vol.2.N 1 .-P. 107-115
Machel H.G., Mountgey E.W. Chemistry and Environments of dolomitization, Earth Science Reviews, 1986,- v.23.- P. 175-222.
Nourgaliev D.K., Nourgalieva N.G. Astronomical calibration of the East-Russian plate Upper Pennian sedimentary cycles: preliminary data about duration oftheKazanian Stage, Permophiles, 34,1999,P.15-19.
Rossi D. Dolomitizazione delle formazioni ansiche e ladinosarniche dell Dolomiti / Memori del museo Xridentino di Scienze Naturali, 1967. -XVI.-120p.
Нургалиева Нурия Гавазовна, кандидат гео-лого-минералогических наук, доцент кафедры геологии нефти и газа Казанского университета. Область научных интересов: литология и стратиграфия пермских отложений РТ, коллекторские свойства резурвуаров углеводородов, математические методы в геологии. Общее число публикаций - более 30.
