CC BY
35
Распределение улучшеных коллекторов пласта ЮС2 по —■--площади исследования подчинялось в свою очередь морфологическим особенностям палеорельефа - промышленное значение имеют зоны террасового типа с отметками изопахит от 80 до 60 м и менее (зоны 1, 2 и 3). Промышленную перспективность имеют зоны террасового типа с пологими периклинальными частями, в плане имеющие вид бухт, заливов, кос, пляжных пустошей, располагающиеся повсеместно и имеющие отметки изопахит от 90 до 50 м. Зоны вероятной перспективности (2) также приурочены к плоским поднятиям, но имеют приличную удаленность от промышленной зоны и слабое вскрытие скважинами. Зоны эти выделялись по следующим принципам:
1. В период осадконакопления этим зонам соответствовали низкоамплитудные поднятия, хорошо выраженные Рис. Палеогеоморфологическая карта по площади. Таким образом они были перекрыты мелко-
на момент формирования пласта ЮС] водным морем с накоплением терригенного материала
песчано-алевритовой фракции
2. Под влиянием колебательных движений моря этот материал сортировался и более мелкий (как более легкий) материал быстрее уносился приливно-отливными движениями моря на большие глубины.
3. Из-за небольших углов наклона крыльев структур песчаный материал, как более тяжелый, быстрее аккумулировался и перекрывался глинистыми пачками при трансгрессивных движениях. Тем самым создавались благоприятные условия для формирования залежей нефти.
УДК 665.61:550.84
НОВЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ НЕФТЕМАТЕРИНСКИХ ТОЛЩ
Е.А. БЕЛИЦКАЯ, А„В. ШИКАЛИН, О.В. СЕРЕБРЕННИКОВА, Ю.П. ТУРОВ, М.Г. ШИКАЛИНА, М.А. ГЛАДКИХ
На юго-востоке Западной Сибири залежи нефти сосредоточены, в основном, в отложениях юры и неокома. Эти нефти могли быть продуцированы как одновозрастными толщами, так и другими присутствующими в разрезе потенциально нефтематеринскими отложениями. Анализ распределения в рассеянном органическом веществе пород от триаса до неокома металлопорфиринов, полициклических ароматических и насыщенных углеводородов показал, что совокупность параметров их состава достаточно специфична для отдельных толщ. Использование этих параметров для корреляции рассеянное органическое вещество - нефть на Межовской площади продемонстрировала генетическое единство нефти из неокома рассеянному органическому веществу одновозрастных отложений куломзинской свиты. а на Первомайской площади - показало, что источником нефти пласта Ю: являются как перекрывающие породы баженовской свиты, так и подстилающие отложения васюганской.
Залежи нефти на юго-востоке Западной Сибири сосредоточены, в основном, в отложениях юры и неокома. Эти нефти могли быть продуцированы как одновозрастными толщами, так и другими присутствующими в разрезе потенциально нефтематеринскими отложениями. Вопрос идентификации нефтематеринских толщ, путей формирования нефтяных скоплений имеет существенное значение при оценке нефтегазоносное™ отдельных структур.
В нефтях неокома и верхних горизонтов юры часто фиксируется наличие периленов - полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), содержащих пять конденсированных ароматических колец. Эти соединения присутствуют в нефтях Каймысовского, Нижневартовского и Демьянского сводов [1,2] и свидетельствуют о мелководности бассейна седиментации исходного нефтематеринского вещества [3]. Наряду с периленами в нефтях содержатся и другие ПАУ (рис. 1). Набор и относительное содержание в нефти отдельных ПАУ зависит от многочисленных факторов, воздействующих на органическое вещество (ОВ) в процессе его отложения и созревания [4]. Во многих нефтях присутствуют никелевые (№-РЬ) и/или ванадиловые (УО-РИ) комплексы порфиринов [5], также являющихся маркерами обстановок седиментации и условий последующей трансформации ОВ. Следовательно, специфика набора отдельных нефтяных компонентов определяется составом рассеянного ОВ продуцировавших нефти отложений.
В настоящей работе нами проведено исследование распределения ПАУ, алканов и металлопорфиринов в нефтях и рассеянном ОВ разреза мезозойских отложений юго-востока Западной Сибири с целью выявления возможных нефтематеринских толш, генерировавших нефти на рассматриваемой территории.
В вулканогенно-осадочной толще нижнего триаса юга Западной Сибири, где содержание общего органического углерода (Сорг) составляет 0,5-0,8 %, наблюдается повышенное содержание ПАУ с четырьмя и более конденсированными ароматическими ядрами. Металлопорфирины в осадках отсутствуют. В верхней части среднего триаса (Сорг 1,4-1,8 %) появляются N!-Р1т и УО-РИ, а в составе аренов преобладают би- и трициклические структуры (рис. 2).
Нафтилин
М.м.= 128 1)
Фенантрен Антрацен
Флуорантен Пирен
М.м.= 178 5)
Хризен Трифенилен Тетрафен
м.= 202 10) 11)
Бензпирен Перилен фл, нтен Бензперилен
м = 252 17)_____
М.м.= 276 19)
Рис. 1. Строение основных представителей ПАУ и металлопорфиринов
- о
- ШШ
12- - ' 1
3650 м
3657 м
4005 м
4007 м
Средний триас
Нижний триас
Рис. 2. Относительное содержание отдельных ПАУ в рассеянном ОВ триаса скв. 1 Никольской пл.: 1, 5, 10, 11, 14, 17, 19 - структуры, приведенные на рис 1; 2, 6, 12, 15, 18- их Су, 3, 7, 13,16- С2, 4, 8, - С?, 9—С4 замещенные гомологи
Исследование распределения ПАУ и металлопорфиринов в разрезе средней юры (1360 - 1450 м) юга Западной Сибири проведено на примере аргиллитов скв.2 Татьяновской плошади.
В интервале 1368-1375 м вскрыты пески и светло-серые алевролиты с прослойками углей, в интервале 1382— 1389 м - аргиллиты и светло-серые алевролиты с прослоями аргиллитов. Ниже, в интервалах 1400-1404 м и 1404-1411 м, аргиллиты переслаиваются с алевролитами, содержащими тонкослоистые разности аргиллитов в том числе углистых. Последующие 7 м (интервал 1411-1418 м), наряду с вышеописанными, содержат незначительные включения углей. Интервал 1443-1450 м представлен в разной степени глинистыми алевролитами с пропластками сапропелитового материала (рис. 1).
Содержание общего органического углерода в разрезе меняется от 0,6 до 24 %, содержание битуминозных компонентов - от 0,13 до 0,85 %. Величина отношения пристана к фитану (Рг/РЬ) варьирует от 1,2 до 3,7. На отдельных участках разреза в ОВ присутствуют ванадиловые и/или никелевые комплексы порфиринов. Во всех исследованных образцах в составе аренов преобладают би- и трициклические структуры, содержание нафталина по сравнению с его алкилзамещенными гомологами понижено. В смеси фенантреновых и антраценовых, изомеров хризена и пентацик-лических углеводородов, наоборот, в большинстве преобладают голоядерные структуры. По всему разрезу отмечено наличие периленов. Существенно различаются отдельные участки по соотношению пирена и его метилзамещенных гомологов (рис. 3).
В верхней части разреза в ОВ песчаников среди аренов преобладают бициклические углеводороды (66 % от суммы ПАУ), содержание тршиклических составляет 19 %, суммарное содержание тетра- и пента- ароматических углеводородов - 15 %. Пирен и его метилзамешенные гомологи присутствуют в сопоставимых концентрациях (5 % и 3 %).
Ниже по разрезу в аргиллитах интервала 1369-1406 м появляются УО-РЬ, среди аренов начинают преобладать три-циклические структуры. Содержание гшрена повышается до 13 % а доля его алкилированных гомологов остается неизменной.
В аргиллитах интервалов 1400-1404 м и 1404-1411 м наряду с УО-РИ присутствуют №-Р1т, картина распределения полиаренов меняется. На фоне повышенной концентрации триаренов, резко возрастает содержание метилзамещен-ных пиренов, увеличивающееся в нижнем интервале параллельно возрастанию в смеси металлопорфиринов доли N4-Р1т и высокомолекулярных н-алканов (рис. 3).
1360
1380
1400
1420
Сорг
0 10 20 30%
V»
ч
1440
0,0 0,2 0,4 0,6 0,8: ХБ
_- алевролиты 3 - аргиллиты
} - переслаивание аргиллитов ~ и алевролитов
■ включения углей
ХБ, % Сорг, %
\
.Р
Рис. 3. Состав ОВ разреза средней юры Татьяновской площади
В алевролитах интервала 1411-1418 м исчезают металлопорфирины, снижается относительное содержание высокомолекулярных н-аяканов и ПАУ, возрастает содержание нафталина и его алкилзамещенных гомологов. Близкий состав ПАУ с некоторым увеличением доли нафталина и метилнафталинов отмечен в аргиллитах интервала 1443-1450 м на глубине 1443 м, где в ОВ зафиксированы УО-РЬ.
В сапропелите с глубины 1445 м порфирины представлены преимущественно №-Р1т, среди н-алканов доминируют высокомолекулярные. Состав ПАУ близок отмеченному в интервале 1404-1411 м, но с заметным возрастанием концентрации изомеров хризена и пентациклических структур (20 %).
Сравнительный анализ состава нафталинов и н-алканов показывает однонаправленность в его изменении. Образцы, характеризующиеся низким относительным содержанием нафталина и повышенным - его алкилзамещенных гомологов, отличаются низкой долей в смеси н-алканов низкомолекулярных гомологов и преобладанием длинноцепо-чечных. Близкая картина наблюдается и для распределения по разрезу фенантренов и антраценов. Распределение флуорантенов и пиренов не связано с составом алканов, но отличительной особенностью ОВ, где зафиксированы повышенные концентрации их алкилзамещенных гомологов, является наличие в нем никелевых комплексов порфири-нов. Отсутствует связь состава алканов и металлопорфиринов с величиной отношения Рг/РЬ.
Распределение ПАУ и металлопорфиринов в рассеянном ОВ верхней юры и нижнего мела на юге Западной Сибири изучено на примере скв. 7 Межовской площади в интервале 2225-2235 м (рис. 4).
2185
О х О о
X
2192
2197
2202 2225
2230 -
из
V
I Кл
'-И К
2235......
|| Нефть Аргиллит Песчаник ! Перерыв в керне
Рис. 4, Состав рассеянного ОВ верхней юры и неокома и нефти Межовской площади
Отложения верхней юры (баженовская свита) существенно отличаются от среднеюрских отсутствием пиреновых и флуорантеновых структур. В составе аренов преобладают трициклические, несколько ниже содержание биаренов. Их алкилированные гомологи преобладают над незамещенными структурами и составляют 50 % и 31 % от суммы ПАУ, соответственно. Среди незамещенных аренов в максимальной концентрации присутствует фенантрен (6 %), а много-ядерные структуры представлены изомерами хризена (3 %) и их алкилзамещенными гомологами (6 %). В ОВ присутствуют №-РЬ и УО-РИ, отношение Рг/РЬ составляет 1,2, перилены не обнаружены.
В неокоме также отсутствуют перилены, сохраняется преобладание алкилзамешенных ПАУ над голоядерными структурами, но доля суммы нафталинов в смеси аренов и содержание их алкилированных гомологов постепенно возрастают до 51 % и 49 %, соответственно. Содержание фенантренов снижается, хотя незамещенный фенатрен остается основным соединением среди голоядерных структур, появляется незначительное количество флуорантенов и пиренов (2 %). В ОВ исчезают №-РЬ, увеличивается значение Рг/РЬ (1,5).
Выше по разрезу в песчаниках неокома присутствует залежь нефти. В составе аренов нефти, аналогично ОВ нижележащих аргиллитов куломзинской свиты, преобладают биарены (суммарная концентрация 57 %) с повышенным содержанием в смеси алкилированных соединений (55 %). Концентрация фенантренов ниже. Среди голоядерных аренов доминирует фенантрен (10 %), содержание флуорантена и пирена составляет около 1 %. В нефти присутствуют УО-Р11, отношение Рг/РЬ составляет 1,4.
Полученные данные демонстрируют сходство состава аренов и металлопорфиринов нефти и рассеянного ОВ неокома и свидетельствуют о том, что нефть в ловушку Межовской площади поступила из подстилающих одновозраст-ных отложений куломзинской свиты.
На протяжении многих лет в качестве единственного источника нефти в пластах группы Ю, васюганской свиты Западной Сибири рассматривалась баженовская свита. Проведенное нами сопоставление характера распределения металлопорфиринов, периленов и алканов в нефтях и РОВ пород этой свиты в ряде случаев опровергает устоявшееся мнение. Так, на юге Нюрольской впадины в РОВ баженовской свиты Болтной площади концентрация УО-Р11 и РЬ достигает 2662 и 3119 нмоль/г соответственно, в нефтях этого района - металлопорфирины отсутствуют. В РОВ баженовской свиты на севере Каймысовского свода (Первомайская и Коимлыхская площади) УО-РИ существенно преобладают над N1—РЬ. В нефтях Первомайского, Ларломкинского месторождений и в большей части нефтей Оленьего наблюдается обратная картина. В то же время, проведенный анализ распределения металлопорфиринов между "выпотами" битума и остаточным РОВ пород баженовской свиты на Коимлыхской площади показал, что при общем снижении содержания металлокомплексов в эмигрировавшем битуме относительная доля УО-РЬ возрастает (рис. 5).
Битум
РОВ
□ УО-РЬ ОМ-РИ
Рис, 5. Состав металлопорфиринов в РОВ баженовской свиты и "выпотах" битума
Для определения источника нефтей пласта Ю1 на севере Каймысовского свода нами изучены: состав РОВ подстилающих пород васюганской свиты и перекрывающих - баженовской, состав экстрактов из нефтенасыщенного песчаника и нефти Первомайской площади, характеризующейся наличием периленов,УО-РЬ и ТЧьРЬ.
Анализ разреза верхнеюрских отложений на Первомайской площади (рис. 6) показал однонаправленное изменение содержания битумоида при переходе от аргиллитов подстилающих и перекрывающих отложений к песчаному пласту - его резкое увеличение на границе глинистая порода - коллектор и некоторое снижение в центральной части песчаного пласта. Изменение содержания УО-РЬ имеет несколько другой характер - снижение от глинистых пород к песчанику и дальнейшее снижение к центру. Содержание N1—РЪ сначала резко снижается, затем в центральной зоне коллектора возрастает. В РОВ баженовской свиты отсутствуют периленовые углеводороды, в подстилающих отложениях васюганской их содержание весьма значительно.
ХБ, %
VO-Ph, нмоль/r ХБ
Ni-Ph, нмоль/г ХБ
Перилены, нмоль/г ХБ
134 • 44
Аргиллит (bg) 2514 м Песчаник (vs) 2522 м Песчаник (vs) 2526 м Песчаник^)2537 м Аргиллит (vs) 2538 и
о о,2 о;4 о;в o;i
Рис. 6. Изменение содержания битумоида и металлопорфиринов по разрезу скв. 2281 Первомайской площади
На рис. 5 видно, что перилены проникают в коллектор из подстилающих отложений на расстояние 12 м, остальной участок пласта заполнен нефтью, генерированной перекрывающими породами баженовской свиты. Величина отношения пристана к фитану в аргиллитах баженовской свиты - 1,0, васюганской - 2,1, в нефти - 1,3. Расчет значения отношения пристана к фитану с учетом количества битумоида на отдельных участках коллектора дает близкое к отмеченному для нефти значение - 1,4, Полученные данные показывают, что поступление нефти в пределы пласта Ю, на Первомайской площади происходило как из баженовской, так и васюганской свит. Аналогичный характер запол-
нения ловушек может объяснить различие в составе нефтей пласта Ю| Крапивинского месторождения, где на отдельных участках залегают нефти, содержащие периленовые углеводороды и существенно более низкие по сравнению с остальными концентрации металлопорфиринов.
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о целесообразности и эффективности использования комплекса параметров состава алканов, металлопорфиринов и ПАУ для корреляции рассеянное OB - нефть и идентификации нефтематеринских толщ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Николаева TJ1., Гулая Е.В., Серебренникова О.В., Томсон Г.А. // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. К созданию обшей теории нефтегазоносное™ недр. Москва: Изд-во МГУ. 2002. Т. 2. С. 52-55,
2. Golovko A.K, Mozzhellna T.K, Serebrennlkova O.V.// Polycyclic Aromatic Compounds. V. 14-15. P. 209-220.
3. Гулая E.B., Серебренникова O.B,// Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. К созданию обшей теории нефтегазоносное™ недр. Москва: Изд-во МГУ. 2002. Т. 1. С. 143-147.
4. Jiang С., Alexander R„ KagiR.L, Murray A.P.//Org. Geochem. 1998. V. 29. P. 1721 -1735.
5. Серебренникова О. В. Эволюция тетрапиррольных пигментов в осадочных отложениях. Новосибирск: "Наука". 1988.139 с.
УДК 550.242.122.551.762 (571)
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОСОЙ СЛОИСТОСТИ ТЕРРИГЕННЫХ РЕЗЕРВУАРОВ В ПРОЦЕССАХ РАЗРАБОТКИ
ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА (ЦППС НД ТПУ)
В.Б. БЕЛОЗЁРОВ
В статье рассматривается строение терригенных резервуаров с позиции их фациальной неоднородности, что обуславливает различия текстурных особенностей коллектора и широкое проявление косой слоистости. В зависимости от фациальной принадлежности террйтенных резервуаров и типа проявления внутрипластовой косой слоистости, все они разделены на два типа (класса) упорядоченно-сло-истые и хаотично-слоистые. В упорядоченно-слоистом типе, значительная выдержанность слоистости в одном направлении сочетается с частым её чередованием в перпендикулярном. В хаотично слоистом коллекторе приоритетные направления выдержанной слоистости отсутствуют. Первый, упорядоченно-слоистый тип, характерен отложениям морской группы фаций, а хаотично-слоистый свойственен переходной и континентальной группам. Учитывая, что чередующиеся прослои являются микробарьерами при продвижении нефти и газа в пласте при эксплуатации залежей углеводородов, возможно использование слоистой текстуры резервуара для повышения эффективности их разработки. В зависимости от типа косой слоистости резервуара (хаотично-слоистая, упорядоченно-слоистая), для конкретных фациальных обстановок могут быть применены наиболее рациональные схемы разработки залежей, учитывающие целенаправленное бурение горизонтальных скважин, применение гидроразрывов и МУН.
Разработка залежей нефти с учётом фациальной неоднородности песчаников и особенностей их слоистой структуры является в настоящее время одним из наиболее перспективных направлений.
Фация, характеризуя определённые гидродинамические условия формирования осадка, предопределяет как величину фильтрационно-емкостных характеристик коллектора (ФЕС), так и пространственную неоднородность этих параметров, обусловленную литологической и гранулометрической слоистостью отложений.
Геологическая практика предшествующего периода исследований, опираясь на работы по седиментологии, литологии, палеогеографии, палеогеоморфологии и других дисциплин, изучающих породные слои в разрезе и по керново-му материалу, свидетельствует, что практически все терригенные песчаные тела являют собой коеослоистые осадочные конструкции. Слоистость многообразна как по составу, так и формам пространственного проявления. По составу она может быть связана с включением в песчаный материал прослоев иного литологического состава (глин, углистого детрита, слюды и т.д.) либо обусловлена послойной гранулометрической неоднородностью (гранулометрическая слоистость).
Различия в формах пространственного проявления слоистости определяются гидродинамическим режимом формирования конкретной песчаной постройки, что в конечном счете зависит от фациальной обстановки осадконакоп-ления.
В соответствии с косослоистой моделью резервуара, наблюдаемая в разрезе фильтрационно-емкостная неоднородность коллектора (слоистость) в пространстве ориентирована не параллельно относительно кровли и подошвы пласта. а расположена к ним под определенным углом, значения которого для разных фациальных обстановок различны.
Основные типы косой слоистости представлены на рис. 1. В зависимости от фациальных особенностей формирования песчаников и сформированного типа косой слоистости их условно можно разделить на две большие группы -коеослоистые упорядоченные (пластовые) и коеослоистые хаотичные (желобчатые).
Первая (упорядоченная) группа объединяет фации моря и морского побережья. Учитывая, что в этих обстановках накопление слоев связано с волноприбойной и приливно-отливной деятельностью моря, отлагающимся прослойкам свойственно частое их чередование в направлении перпендикулярном береговой линии и хорошая латеральная прос-
