CC BY
101
широтного простирания третьего, четвёртого порядков, в трещинных зонах участков компакции. На формирование западного структурного осложнения в условиях компакции и существенно тран-спрессивных напряжений указывают также максимальные градиенты поверхности западных струк-
<-> м <-> М /
турных замыканий и вогнутый (в терминологии В.П. Ананьева, В.И. Коробкина) характер склона
по отношению к обрамляющей глубокой впадине. Облик профиля продуктивной фации и плановая согласованность трёхзонального распределения (активных участков) рукавов песчаного палеокомплекса позволяют охарактеризовать песчаные образования коллектора как аккумулировавшиеся в условиях дельты (?), дельтовой протоки.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Шульц С.С. Планетарная трещиноватость. —М., 1973. —347 с.
2. Микуленко К.И., Шенин ГГ. Трещиноватость юрских и нижнемеловых пород Обь-Иртышского междуречья // Научные труды СНИИГиМС. — Новосибирск, 1971. — Вып. 132. — С. 90-101.
3. Мушин И.А., Л.Ю. Бродов, Е.А. Козлов, Ф.И. Хатьянов. Структурно-формационная интерпретация сейсмических данных. — М.: Недра, 1990. —299 с.
4. Кузьмин С.Б. Оценка ширины зон активных разломов методами неотектоники и структурной геоморфологии (на примере Восточного Саяна и Западного Прибайкалья) // Геотектоника.
— 1998. — № 1. —С. 37-46.
5. Копп М.Л. Новейшие деформации Скифской и юга ВосточноЕвропейской платформ как результат давления Аравийской плиты // Геотектоника. — 2000. — № 2. — С. 26—41.
6. Кац Я.Г., Козлов В.В., Полетаев А.И. Ротационные структуры Земной коры // Обзор ВИЭМС. — М., 1990. —41 с.
УДК 552.513:553.982:551.763.1(571.16)
ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПУСТОТНО-ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА В НИЖНЕМЕЛОВЫХ ПЕСЧАНИКАХ ГУРАРИНСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Т.Г. Перевертайло, А.В. Ежова, Н.М. Недоливко, Е.Д. Полумогина
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Проведен микроскопический анализ нижнемеловых песчаных пластов Б4, Б3, Б, Бц. Выявлен гранулометрический состав пород, описан минералогический состав породообразующей части, типы и виды цементации, изучено строение пустотно-порового пространства. Сделан вывод, что формирование песчаников происходило в мелководно-морском бассейне при активной волновой деятельности. Активизация гидродинамики и усиление поступления обломочного материала соответствуют образованию комплекса пластов Б12, которые характеризуются наилучшими емкостно-фильтрационными свойствами.
Введение
В Томской области нефтеносность неокома доказана открытием ряда залежей углеводородов (УВ). В последние годы активно ведется изучение и разработка месторождений, приуроченных к куполовидным структурам III порядка, осложняющих Соболиный вал, расположенный в прогибе между Парабельским и Пудинским мегавалами — в южной части Усть-Тымской впадины.
Объектом исследований является Гураринское нефтяное месторождение (Каргасокский район, Томская область), открытое в пределах Среднесоболиного локального поднятия, выявленного сейсморазведочными работами МОГТ в 1991 г. Скважина первооткрывательница №181Р, пробуренная в 1997 г. в сводовой части южного купола описываемой структуры дала промышленные притоки нефти из 5 пластов Б13, Б12, Б11, Б10 и Б9 куломзинской свиты дебитом до 162 м3/сут (штуцер 8 мм). К настоящему времени на месторождении пробурено 19 скважин
(5 поисковых — №№ 172Р, 173Р, 175Р, 181Р, 182Р; и 14 эксплуатационных №№ 9, 10, 13-24). Всего в нижнемеловых отложениях выявлено 7 промышленных залежей Б141, Б13, Б122, Б121, Б112, Б111, Б10 и Б9. Максимальный суточный дебит нефти 584,19 т/сут получен из пласта Б122 скважины 21, а наибольшая суммарная добыча составила 143,245 тыс. т нефти по скважине 16 (залежь пласта Б121).
С целью детального изучения коллекторских свойств нижнемеловых песчаников продуктивных пластов авторами был проведен литолого-петрогра-фический анализ пород в шлифах. Материалом для исследования послужили образцы, отобранные по скважинам 181, 182 и 13 Гураринского нефтяного месторождения. Для изучения особенностей пус-тотно-порового пространства образцы были предварительно под давлением пропитаны окрашенной смолой, а затем из них изготавливались шлифы, общее количество которых составило 40 штук. На изучаемой площади такая работа проводится впервые.
Выделение границ, разделение на пачки и индексация пластов приводятся по данным лаборатории подсчета запасов УВ ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК". Результаты литолого-петрографических исследований сопоставлялись с данными лаборатории физики пласта ОАО "ТомскНИПИнефть ВНК". Микроскопический анализ песчано-алевритовых пород проводился интеграционным способом по методике О.А. Черникова [1]. Структура изверженных пород, петрографические особенности и характер вторичных изменений определялись по специальной литературе [2-6].
1. Гранулометрический состав
В скважине 13 Гураринского месторождения были изучены шлифы из образцов пород, отобранных из песчаных пластов Б14, Б13, Б123, Б122; в скважине 181 — из пластов Б122, Б121, Б112, Б13; а в скважине 182 — из пластов Б13, Б122, Б121. Согласно полевому описанию, разрез представлен чередованием преимущественно серых мелкозернистых песчаников, с признаками УВ, алевролитов и глинистых пород.
Пласт Б14 изучен только в скважине 13 и, согласно микроскопическим исследованиям, представлен мелкозернистыми и средне-мелкозернистыми разностями с увеличением размеров обломков снизу вверх. Это отражается и в синхронном изменении максимальных (от 0,25 до 0,47 мм) и средних (от 0,11 мм до 0,19 мм) диаметров зерен, а также в распределении по разрезу содержания песчаной фракции. Обломочный материал распределен неравномерно (коэффициент сортировки — от 2,1 до 2,5), встречаются участки, где наряду с крупными зернами присутствуют и очень мелкие.
Пласт Б13 имеет аналогичный гранулометрический состав, но существенная часть обломков принадлежит мелкозернистой размерности. В целом песчаники характеризуется не очень высокими значениями медианных (до 0,23 мм в скважине 182) и максимальных диаметров обломков и хорошей и средней отсортированностью.
Вышележащие пласты Б123, Б122 и Б121 сложены преимущественно среднезернистыми песчаниками. Наибольшие медианные (0,27 мм в скважине 182) и максимальные диаметры (0,95 в скважине 13), наилучшая сортировка ^о=1,8) и окатанность зерен соответствует песчаникам пласта Б122.
Таким образом, увеличение размеров зерен и улучшение сортировки обломочного материала наблюдается снизу вверх, как в пределах отдельных пластов, так и в целом по разрезу. А общая направленность изменения этих параметров и конфигурации кривых самопроизвольной поляризации (ПС) соответствуют регрессивному циклу осадконакопления.
2. Минералогический состав
Минералогический состав породообразующей части довольно постоянен. Песчаники преимущественно кварц-полевошпатовые граувакковые с
равным количеством кварца и обломков пород (25...30 %) и преобладанием полевых шпатов (до 40 %). Наблюдаются незначительные вариации в процентном содержании отдельных компонентов, имеющих, скорее, минералогический интерес и не влияющих на формирование пустотно-порового пространства.
Кварц наблюдается в виде зерен разнообразной формы, края которых иногда сильно растворены. Погасание прямое, реже волнистое или мозаичное. Встречаются интенсивно трещиноватые катаклази-рованные зерна, изредка трещинки в них выполнены тонкозернистым кремнистым агрегатом совместно с чешуйками серицита. Отмечаются регенерированные зерна (наибольшее их количество в песчаниках пласта Б122 скважины 181), причем регенерации подвергается зерно не полностью, а чаще всего его отдельные участки, при этом образуются неровные и прерывистые каемки регенерации. Иногда материнское зерно и новообразованный кварц разделены пленкой лейкоксена (рис. 1, А). В отдельных случаях граница между обломочным кварцем и регенерационной каймой не фиксируется из-за одинаковой оптической ориентировки. Чаще же регенерация в свободном поровом пространстве протекает с формированием кристаллографических элементов — граней и ребер (рис. 1, Б).
Полевые шпаты (ПШ) представлены как калиевыми, так и натриевыми разностями. Зерна имеют прямоугольную и таблитчатую форму, иногда с четкими параллельными полисинтетическими двойниками у плагиоклазов и характерной решеткой у микроклина. ПШ часто подвержены изменениям (рис. 1, В): трещиноватости, коррозии, пелитиза-ции, серицитизации, ожелезнению, лейкоксениза-ции. Вторичные продукты окрашивают зерна в сероватый или буроватый цвет, часто проникают в зерна по трещинкам спайности и двойниковым швам. При наличии кальцитового цемента ПШ часто интенсивно корродированы.
Калиевые ПШ присутствуют в подчиненном количестве. Часто представлены чистыми и пели-тизированными микроклин-пертитами.
Среди плагиоклазов преобладают кислые разности. Степень сохранности зерен разная: часть сохранилась очень хорошо (чистые, не- или слабо замутненные продуктами вторичного преобразования); большинство же — в той или иной степени се-рицитизировано. Иногда по плагиоклазам более основного состава развивается хлорит, а в единичных случаях — соссюрит, степень сохранности пла-гиоклазовых индивидов при этом очень низкая. На поверхности обломков отмечается нарастание гидрослюды и (или) хлорита.
В составе обломков пород выделяются кремнистые, кремнисто-слюдистые, глинистые, слюдистые; основные, средние и кислые эффузивы. Отдельные разновидности содержатся в небольшом количестве (в среднем 3.5 %), содержание средних эффузивов достигает 10.15 % и только в песчаных
пластах скважины 182 их количество не превышает 7 %. В качестве примесей постоянно присутствуют слюды, хлорит, пирит и лейкоксен.
Кремнистые породы представлены микрокристаллическими кремнями, сложенными очень тонким агрегатом кварца микрогранобластового сложения. Иногда в них отмечается присутствие халцедоновидного кварца и, возможно, перекристал-лизованных мелких органогенных остатков (круг-
лые сечения, размером 0,01 мм, выполненные халцедоном). Также отмечаются микрокварциты с более ясно выраженным гранобластовым строением и кремнисто-слюдистые породы в виде агрегатов микрозернистого кварца и чешуек серицита, расположенных параллельно.
Кремнисто-слюдистые агрегаты распространены неравномерно, причем число их закономерно увеличивается в тех шлифах, где возрастает содержание кварца.
0 0,1 0,2! мм
1_____________I_______________I
Рис. 1. Особенности минералогического состава песчаных пластов Гураринского нефтяного месторождения: А) зерно кварца с каймой регенерации, представленной тонкодисперстным лейкоксеном. 1 николь, пласт Б]22, скв. 181, глубина 2143,7 м; Б) регенерация кварцевого зерна с формированием кристаллографических элементов. 2 николя, пласт Б13, скв. 182, глубина 2176,4 м; В) вторичные изменения полевых шпатов. 2 николя, пласт Б14, скв. 13, глубина 2247,4 м; Г) гидратизация биотита. 2 николя, пласт Б122, скв. 13, глубина 2190,8 м; Д) включения кристаллов пирита кубической формы в зерно кварца. 1 николь, пласт Б13, скв. 13, глубина 2217,8 м; Е) акцессорные минералы. 1 николь, пласт Б]22; скв. 13, глубина 2190,8 м
Глинистые и слюдистые обломки, как правило, имеют прямоугольную форму и являются продуктами вторичного замещения ПШ. Слюдистые обломки состоят из тонких чешуек серицита, ориентированных параллельно друг другу, реже — взаимно перпендикулярных.
Эффузивы представлены в основном метаандезитами, сложенными разноориентированными, реже субпараллельно ориентированными лейстами плагиоклазов, промежутки между которыми выполнены хлоритом или смесью хлорита и лейкоксенизи-рованного рудного материала. Часть обломков, вероятно, принадлежит эффузивам основного состава, так как в продуктах их вторичного изменения наряду с хлоритом, присутствует эпидот. Отдельные обломки эффузивов интенсивно лейкоксенизиро-ваны и ожелезнены и имеют грязно-бурую окраску. Реже отмечаются обломки кварцевых порфиров.
Гранитоиды представлены микропегматитами с незакономерным прорастанием кварца и полевого шпата. Встречаются обломки с мирмекитовым строением.
Слюды присутствуют в виде бесцветного мусковита и биотита, плеохроирующего от светлого и зеленовато-буроватого до темно-бурого цвета. Зачастую слюды гидратизированы, пластинки их расщеплены по краям (рис. 1, Г) и, в той или иной степени, замещены хлоритом. В отдельных зернах отмечаются включения рудного минерала и лейкоксена. Пластинки слюд ориентированы послойно, часто плотно прилегают друг к другу, образуя прерывистые и удлиненные агрегаты. Вместе с растительными остатками слюды создают микрослоистость, которая приурочена, в основном, к нижним частям пластов.
Хлорит наблюдается во всех шлифах в виде слабо плеохроирующих зерен ярко-зеленого и бледнозеленого цвета.
Встречаются единичные зерна глауконита неправильной формы с ярко-зеленой окраской и по-лиагрегатным погасанием.
Пирит и лейкоксен присутствуют в небольших количествах в виде вкрапленников в обломочных зернах. Кроме того, лейкоксен может быть представлен тонкодисперсным рассеянным веществом, а пирит, как показано на рис. 1, Д, — отдельными кристаллами с квадратным сечением.
В породах отмечается обилие акцессорных минералов (рис. 1, Е) в виде отдельных крупных кристаллов (до 0,17 мм) и мелких включений в обломочные зерна. Сфен обычно неправильной формы, иногда окружен лейкоксеном. Эпидот и клиноцоизит, имеющие зеленоватую окраску и высокие цвета интерференции, развиваются по пироксенам и амфиболам. Часто встречаются их скопления по округло-неправильным реликтам разрушенных зерен. В шлифах присутствуют зерна граната, циркона, роговой обманки.
3. Типы цементации и строение пустотно-порового
пространства
Цемент содержится в незначительных количествах (не более 10 %), распространен неравномерно, образуя различные типы цементации, обусловленные разным содержанием минеральных компонентов.
В основном преобладает пленочно-поровый тип цемента. Пленки вокруг зерен (толщиной
0,005.0,01 мм), как правило, выполнены чешуйками хлорита и гидрослюды (рис. 2, А), а также лей-коксеном. Иногда хлорит образует щеточки, состоящие из перпендикулярно ориентированных к поверхности обломков и плотно прилегающих друг к другу тончайших листочков (крустификационный цемент).
Поровый цемент представлен скоплениями зерен хлорита, слюдистой хлоритизированной или лейкок-сенизированной массой, глинистым веществом, пиритом (иногда в виде мелких глобулей, рис. 2, Б).
В отдельных участках поровое пространство полностью заполнено кальцитом, интенсивно корродирующим зерна (рис. 2, В). При высоком содержании минерала образуется базальный цемент.
В бесцементных участках соединение обломков осуществляется способом приспособления и внедрения (рис. 2, Г). Наиболее часто образуются линейные контакты, реже — вогнутые и точечные.
Поровое пространство сформировано свободными от минерализации остаточными седименто-генными и, реже, внутризерновыми порами. Меж-зерновые поры имеют разнообразную форму, слабо извилистые границы и хорошую степень сообщае-мости. В общем случае поры изометричны, по краям щелевидно выклиниваются или переходят в тонкие канальцы. Размеры межзерновых пор соизмеримы с размерами обломочных зерен и колеблются в широких пределах (0,05.0,86 мм).
Внутризерновая пористость, образованная при растворении калишпатов и плагиоклазов по спайности и двойниковым швам (рис. 2, В), а также при выщелачивании компонентов эффузивов и кремнистых пород, развита значительно реже. Образованные в этих случаях поры хорошо соприкасаются друг с другом, но мало способствуют улучшению коллекторских свойств пород в связи с резко подчиненным развитием (по сравнению с межзерно-вой пористостью) и незначительными размерами.
На рис. 3 графически показано распределение фильтрационно-емкостных параметров (ФЕС) в песчаных пластах Б14, Б13, Б123 и Б122 по разрезу скважины 13, в интервалах, где отбор керна составил 100 %. Местоположение образцов с повышенными значениями пористости и проницаемости соответствует отрицательной аномалии кривой ПС. Резкие падения пористости в таких участках объясня-
ются наличием карбонатного цемента. Иногда отмечается существенная разница в значениях проницаемости в образцах, изготовленных параллельно и перпендикулярно поверхности напластования, т.к. при наличии слоистости происходит запечатывание пустотного пространства скоплениями детрита, деформированными пластинками слюды, микроконкрециями пирита или тонкодисперсным глинистым и органическим веществом (рис. 4, А). При отсутствии или небольшом количестве этих компонентов повышенные значения проницаемости обусловлены ориентированным расположением обломочных зерен параллельно поверхности напластования, неплотным их примыканием друг к другу.
Органические остатки представлены как фюзе-низированным (черным) и гелефицированным (красным) растительным детритом, так и фрагментами фауны, выполненными кальцитом или пиритом (рис. 4, Б, В, Г).
Выводы
В результате проведенных исследований установлены следующие закономерности изменения литоло-го-петрографического состава песчаников по пластам Б14, Б13, Б12 и Б11 Гураринского месторождения.
1. Песчаники пластов Б14 и Б13 имеют мелкозернистый состав, при этом размерность зерен увеличивается снизу вверх по разрезу. Пласты Б123, Б122 и Б121 сложены среднезернистыми песчаниками. Наибольшие значения медианных диаметров приурочены к песчаникам пласта Б122 скважин 181 и 13. В этих песчаниках отмечается наилучшая сортировка и окатанность зерен. В целом, изменения размеров зерен по разрезу соответствует конфигурации кривой ПС.
2. Песчаники имеют смешанный минералогический состав с равным содержанием кварца и обломков пород и преобладанием ПШ. В мелкозернистых песчаниках доля кварца несколько увеличивается. В составе обломков пород пре-
0 0,1 0,2 мм
1_______I__________I
Рис. 2. Типы цементации и строение пустотного пространства в песчаных пластах Гураринского нефтяного месторождения: А) зерно кварца с пленочным гидрослюдистым цементом. 2 николя, пласт Б122, скв. 13, глубина 2190,8 м; Б) неравномерное заполнение пор микроконкрециями пирита. 1 николь, пласт Б112, скв. 181, глубина 2122,0 м; В) пористость межзерновая, внут-ризерновая за счет растворения микроклина, и по трещинам —зерно плагиоклаза (Пл). Зерно полевого шпата, корродированное кальцитовым цементом (справа). 2 николя, пласт Б3; скв. 13, глубина 2112,85 м; Г) бесцементное соединение зерен кварца и полевых шпатов (ПШ) способом внедрения и приспособления. 2 николя, пласт Б12'; скв. 182, глубина 2143,1 м
обладают эффузивы, а среди них — средние. Из второстепенных минералов во всех шлифах наблюдаются слюды и хлорит, спорадически присутствуют глауконит, пирит и лейкоксен. Акцессорные минералы составляют сфен — клиноцоизит — эпидотовый комплекс.
3. Вторичные изменения, положительно влияющие на коллекторские свойства пород, проявились в растворении зерен ПШ по спайности и двойниковым швам, а также в выщелачивании компонентов эффузивов и кремнистых пород. Регенерация зерен кварца, новообразования
инкрустационного хлорита, пленочной гидрослюды, сыпи пирита, а также уплотнение уменьшают объем порового пространства и, следовательно, снижают ФЕС песчаных пород.
4. Песчаники отличаются, как правило, невысоким содержанием цемента, основными компонентами которого являются хлорит, слюдистые агрегаты, а также гидрослюды и неразделенный глинистый материал. Тип цементации пленоч-но-поровый, участками поровый, в единичных образцах — базальный коррозионный.
Пористость, %
Проницаемость, Md
1
4ШШШ 5^S] б
Рис. 3. Изменение пористости и проницаемости по разрезу скв. 13 в песчаных пластах Б14, Б13, Б12 Гураринского нефтяного месторождения: 1) песчаник; 2) песчаник с нефтегазопроявлениями; 3) песчаник с карбонатным цементом; 4) переслаивание песчаников, алевролитов и аргиллитов; 5) алевролиты; 6) аргиллиты
5З
Рис. 4. Органические остатки в песчаных пластах Гураринского нефтяного месторождения: А) послойное распределение слюд, пирита и растительных остатков. 1 николь, пласт Б121, скв. 181, глубина 2133,3 м; Б) псевдоморфозы пирита по органическим остаткам. 1 николь, пласт Б122, скв. 13, глубина 2193,8 м; В) остаток фауны, выполненный кальцитом. 2 николя, пласт Б122, скв. 13, глубина 2193,8 м; Г) остаток фауны, замещенный крупнокристаллическим кальцитом. 2 николя, пласт Б13; скв. 13, глубина 2215,2 м
5. Пустотное пространство в песчаниках сформировано седиментогенными межзерновыми, реже внутризерновыми порами.
6. В образцах, изготовленных параллельно и перпендикулярно поверхности напластования, фиксируются резкие отличия в значениях проницаемости, обусловленные распределением пустотно-порового пространства.
7. Формирование песчаников происходило в мелководно-морском бассейне при активной волновой деятельности, которая способствовала улучшению сортировки и окатанности обломочного материала. Эти условия особенно про-
явились в сводовой части, что указывает на кон-седиментационный рост структуры. Активизация гидродинамики и усиление поступления обломочного материала происходили в период формирования комплекса пластов Б12. Эти факторы обусловили образование в песчаниках пустотного пространства с хорошими емкостно-фильтрационными свойствами. Наблюдается хорошо выраженная зависимость ФЕС от гранулометрического состава, сортировки обломочного материала и содержания цемента, а также отмечается сходимость результатов аналитических данных лаборатории физики пласта и микроскопических исследований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Черников О.А. Комплекс методов количественного изучения песчано-алевритовых пород в связи с оценкой их коллекторских свойств // Литологические исследования пород-коллекторов в связи с разведкой и разработкой нефтяных месторождений. -М.: Наука, 1970. - С. 26-48.
2. Лебедев Б.А. Геохимия эпигенетических изменений. — М.: Недра, 1992. —126 с.
Перозио Г.Н. Эпигенез терригенных осадочных пород юры и мела центральной и юго-восточной частей Западно-Сибирской низменности. — М.: Недра, 1971. —118 с.
Половинкина Ю.И. Структуры и текстуры изверженных и метаморфических пород. —М.: Недра, 1966. —Т. 1. —424 с.; Т. 2.
— 272 с.
Рухин Л.Б. Основы литологии. — М.: Недра, 1969. —779 с. Юбельт Р., Шрайтер П. Определитель горных пород. — М.: Мир, 1977. —236 с.
