CC BY
144
УДК 338.45:622.276
ТИПЫ КОЛЛЕКТОРОВ КАШИРСКОГО ГОРИЗОНТА СРЕДНЕГО КАРБОНА В ПРЕДЕЛАХ МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ И ЮЖНО-ТАТАРСКОГО СВОДА
Р.Г. Хазипов1*, А.В. Ступакова2
'ПАО «Татнефть», Альметьевск, Россия 2Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия
На современном этапе большинство нефтяных месторождений центральной части Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, административно расположенных в пределах Республики Татарстан на структурах Мелекесской впадины, Южно- и Северо-Татарского сводов, находится на поздней стадии разработки. Разрабатываемые месторождения характеризуются высокой выработанностью основных продуктивных горизонтов и ростом доли трудноизвлекаемых запасов нефти. Для восполнения накопленной добычи нефти требуется активизация проведения поисково-разведочных работ на менее изученные горизонты, к которым, в том числе, относятся отложения каширского горизонта московского яруса среднего отдела каменноугольной системы. Низкая изученность этих отложений связана с попутностью их исследования при бурении на девонские, нижнекаменноугольные и верейско-башкирские среднекаменноугольные отложения.
Для целенаправленного проведения геологоразведочных работ на каширский горизонт большое значение имеет изучение каширских резервуаров нефти, особенностей их размещения, строения нефтесодержащих пород. Важнейшим направлением исследований для решения этих задач является типизация пород-коллекторов каширского горизонта по их емкостно-фильтрационным свойствам, строению и генезису.
Ключевые слова: каширский горизонт, известняки, доломиты, пористость, проницаемость, поровый, трещинный, кавернозный
DOI: https://doi.Org/10.18599/grs.19.3.16
Для цитирования: Хазипов Р.Г., Ступакова А.В. Типы коллекторов каширского горизонта среднего карбона в пределах Мелекесской впадины и Южно-Татарского свода. Георесурсы. 2017. Т. 19. № 3. Ч. 2. С. 250-254. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.19.3.16
Среднекаменноугольные отложения на изучаемой территории в пределах Мелекесской впадины и ЮжноТатарского свода, административно расположенной в пределах Республики Татарстан, представлены породами башкирского и московского ярусов, развитыми повсеместно. Башкирский ярус на изучаемой территории сложен преимущественно карбонатными отложениями. Московский ярус представлен терригенно-карбонатны-ми отложениями верейского горизонта и карбонатными отложениями каширского, подольского и мячковского горизонтов. Нижняя граница каширского горизонта проводится в подошве карбонатных пород, налегающих на аргиллиты верейского горизонта, кровля которого по радиоактивному каротажу совпадает с кровлей зоны высоких значений гамма-каротажа (ГК) при пониженных значениях нейтронно-гамма-каротажа (НГК). Верхняя граница каширских отложений приурочена к подошве пачки плотных пород в нижней части подольского горизонта, охарактеризованная повышенными значениями НГК. Толщины каширских отложений изменяются от 45 метров в сводовой части Южно-Татарского свода до 95 метров на восточном борту Мелекесской впадины.
В строении разреза каширского горизонта, изученного на Аксубаево-Мокшинском, Вишнево-Полянском, Пионерском, Осеннем (Мелекесская впадина), Ямашинском, Шегурчинском, Ерсубайкинском, Ромашкинском (Южно-Татарский свод) и других
*Ответственный автор: Рустэм Гадылевич Хазипов E-mail: [email protected]
месторождениях выделяется шесть пачек карбонатных преимущественно органогенно-обломочных пород, разделенных региональными реперами хемогенных микрозернистых и пелитоморфных карбонатных пород. Пачки органогенно-обломочных пород рассматриваются как пачки пластов-коллекторов с доказанной нефтеносностью и именуются снизу вверх как Скш-1, Скш-2, Скш-3, Скш-4, Скш-5 и Скш-6. Все шесть пачек прослеживаются на большинстве месторождений рассматриваемой территории (Вишнево-Полянское, Аксубаево-Мокшинское, Шегурчинское, Ерсубайкинское, Ново-Елховское и другие месторождения). Реперные пласты условно индексируются снизу вверх как гр-1, гр-2, гр-3, гр-4, гр-5 и рассматриваются как флюидоупоры (Рис. 1).
Реперные пласты, разделяющие пачки пород-коллекторов представлены плотными микрозернистыми и пелитоморфными известняками (Рис. 2) и вторичными доломитами. Толщины реперов варьируют от 0,5 до 4,0 м.
Пачки пластов-коллекторов Скш-1, Скш-2, Скш-3, Скш-4, Скш-5, Скш-6 сложены органогенно-обломоч-ными известняками, в меньшей степени вторичными доломитами. Их толщины изменяются от 4,4 до 31 м. Выделенные пачки пластов-коллекторов неоднородны по своему составу и содержат как породы-коллекторы, так и плотные перекристаллизованные породы-неколлекторы.
Породы-коллекторы в пачках пластов-коллекторов описаны на Вишнево-Полянском, Ямашинском, Шегурчинском и Ромашкинском месторождениях (Рис. 3, 4). Породы представлены преимущественно органогенно-обло-мочными известняками и сложены обломками раковин
t—^HOWP^H SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL
^ЕШ GEDRESURSY
Рис. 1. Сводный геолого-геофизический разрез отложений каширского горизонта (восточный борт МВ, западный склон ЮТС)
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ ННН^^^Н
Рис. 2. Пелитоморфные и микрозернистые известняки в реперах: а - Известняк пелитоморфный брекчиевидный из репера гр-1 скв. 13 Ямашинского месторождения. Пустотное пространство залечено гипсом. Кп -1,8%, К - 0,04*10-3 мкм2; б - Ангидрит и микрозернистый известняк из репера гр-1 скв. 13 Ямашинского месторождения К - 0,9%, К - 0,01*10-3 мкм2.
фораминифер, брахиопод, криноидей, водорослей (Рис. 3). Породообразующие элементы сцементированы разно-зернистым преимущественно кальцитовым цементом. Участками в известняках наблюдаются комки и сгустки микрозернистого или пелитоморфного кальцита (Рис. 3а, 3б). Породы в разной степени перекристаллизованы (Рис. 4а, 4в). Участками отмечается трещиноватость пород (Рис. 4в, 4г). В доломитизированных разностях известняков наблюдаются пятна трещиноватых участков с порами выщелачивания, насыщенных нефтью (Рис. 4г) (Хисамов и др., 2010). Описанные породы-коллекторы образовались в результате карбонатного осадконакопления в условиях открытого мелкого моря нормальной солености с активным гидродинамическим режимом, в обстановке,
благоприятной для обитания организмов, служащих материалом для образования органогенных разностей известняков, и последующего отложения органогенно-обломочного материала (Хисамов и др., 2014).
По породам-коллекторам каширского горизонта определены емкостно-фильтрационные свойства (ФЕС), проведен анализ зависимости коллекторских свойств от типов пород, выделены и оценены коллектора каширского горизонта по типу пустотного пространства в соответствии с оценочно-генетической классификацией К.И. Багринцевой (Багринцева, 1999). Детальное описание пород-коллекторов и определение их ФЕС проведено по данным керна Шегурчинского, Ямашинского, Вишнево-Полянского и Ромашкинского нефтяных месторождений (Рис. 3, 4).
- Щ
р ш
б шШШ
4
Рис. 3. Фотографии шлифов пород-коллекторов каширского горизонта: а - Известняк органогенно-обломочный фузулинидовый из пачки Скш-2 в скв. 13 Ямашинского месторождения, К - 11,4%, К - 2,7*103 мкм2, К - 38%, тип коллектора - поровый; б -
* ' п ' ' пр ' ' ов ' 1
Известняк органогенно-обломочный фораминиферовый из пачки Скш-1 в скв. 13 Ямашинского месторождения, Кп - 15,1%, Кпр -18,9*10-3мкм2, К - 31%, тип коллектора - поровый; в - Известняк органогенно-обломочный тонкослоистый из пачки Скш-3 в скв. 2 Вишнево-Полянского месторождения, Кп -21%, Кпр - 855*10-3мкм2, Ков - 18%, тип коллектора - поровый; г - Доломит кавернозный из пачки Скш-5 скв. 3Р Ромашкинского месторождения, К -17%, К - 42*103 мкм2, К - 23%, тип коллектора - каверново-поровый.
п пр ов
а
[—ннвуш ЗС1Е№-|Р1СА№ТЕСНЖСА1-.ЮиКМА1-
Обр. № 20
Рис. 4. Образцы керна пластов-коллекторов каширского горизонта Вишнёво-Полянского и Шегурчинского месторождений: а - обр. 37а - Известняк органогенно-обломочный перекристаллизованный нефтенасыщенный из пачки Скш-3 скв. 17 Вишнево-Полянского месторождения, Кп - 9,2%, Кпр - 5,4*10-3 мкм2, Кж - 44%, тип коллектора - поровый; б - Известняк органогенно-обломочный нефтенасыщенный из пачки Скш-1 в скв. 1ш Шегурчинского месторождения, наряду с порами отмечаются редкие каверны выщелачивания, Кп -12,4%, Кпр - 6,7*10-3 мкм2, Ков - 32%, тип коллектора - каверново-поровый; в - Обр. 9а - Известняк органогенно-обломочный, полос-чато-нефтесынасыщенный из пачки Скш-3 в скв. 17 Вишнево-Полянского месторождения, К -15,3%, К - 121,4*103 мкм2, К - 28%,
1- г Г ' п '' пр '' ов
тип коллектора - каверново-трещинно-поровый; г - Известняк доломитизированный пятнисто нефтенасыщенный из пачки Скш-1 в скв. 1ш Шегурчинского месторождения, Кп - 7,9%, Кп -1,06*103 мкм2, Ков - 54%, тип коллектора - трещинно-поровый.
Большинство выделенных коллекторов - порового типа, однако их емкостное пространство сильно варьирует от средне- до низкоемкого. Иногда встречаются высокоемкие поровые коллектора, которые детально описаны на Вишнево-Полянском месторождении, где они на 80-90% сложены обломками раковин-форамини-фер при минимальном содержании цемента (до 5-10%), обладают высокой первичной пористостью, наиболее простым строением пустотного пространства, хорошей сообщаемостью пустот (Рис. 3в). Здесь наиболее интенсивно развиты процессы унаследованного выщелачивания по высокой первичной пористости, улучшающие ФЕС, минимальны вторичные процессы цементации, перекристаллизации, ухудшающие ФЕС. Соответственно, они обладают наилучшими коллекторскими свойствами - пористость (Кп) - 21%, проницаемость (Кпр) - 855*10-3 мкм2, остаточная водонасыщенность (К ) - 18%, и отнесены к коллекторам с высокими ФЕС (Рис. 3в).
В среднеемких коллекторах порового типа первичная пустотность меньше, строение пустотного пространства в них сложнее, и здесь вторичные процессы выщелачивания проходят несколько хуже, большую роль играют вторичные процессы, ухудшающие ФЕС, - цементация, вторичное минералообразование, перекристаллизация. В этих породах отмечаются сгустки и комочки пелито-морфного и микрозернистого кальцита, они более перекристаллизованы, содержание цемента несколько выше (до 15-25%) (Рис. 3а, 3б). Соответственно, эти коллектора порового типа характеризуются меньшими значениями ФЕС: Кп - от 11,4 до 15,1%, Кпр - от 2,7 до 18,9*10-3 мкм2, К - от п31 до 38%.
ов ^
Низкие ФЕС органогенно-обломочного известняка на рис. 4а (К - 9,2%, К -3,4*10-3 мкм2, К - 44%) связаны с
п пр ов
наличием комков и сгустков, высокой степенью его перекристаллизации, в результате чего первичная органогенная структура сильно изменена. Такой известняк отнесен к коллекторам порового типа с низкими ФЕС.
Для каширских отложений характерна трещинова-тость. Часть трещин залечена процессами вторичного
минералообразования, в части трещин отмечаются вторичные процессы выщелачивания с образованием пор и каверн. Так, в изученных породах Вишнево-Полянского месторождения на участках развития наклонных и горизонтальных микротрещин развиты поры и каверны выщелачивания, формирующие чередование толсто- и тонко-полосчатых пористо-проницаемых нефтенасыщенных прослоев и сильно перекристаллизованных плотных прослоев (Рис. 4в) (Хисамов и др., 2010). За счет системы наклонных и горизонтальных трещин вдоль прослоев наряду с улучшением емкостных свойств (Кп - 15,3%) наблюдается улучшение фильтрационных свойств коллекторов (увеличение Кпр до 121,4*10-3 мкм2), обеспеченное направленностью путей фильтрации. Такие коллекторы отнесены к коллекторам каверно-трещинно-порового типа со средней полезной емкостью и фильтрационными свойствами.
Иногда наблюдается образование микротрещин в до-ломитизированных известняках, что может быть связано со вторичными процессами в породах. На Шегурчинском месторождении доломитизированный известняк является коллектором, где отмечаются пятна развития микротрещин и пор выщелачивания, заполненных нефтью (Рис. 4г). Образование вторичной пористости происходит за счет выщелачивания по трещинам. ФЕС низкие: Кп - 7,9%, К - 1,06*10-3 мкм2, К - 54%. Такие коллектора отнесены
пр ов
к коллекторам трещинно-порового типа с низкими ФЕС. Выводы
Породы-коллекторы в отложениях каширского горизонта приурочены к пачкам карбонатных преимущественно ор-ганогенно-обломочных пород, разделенных региональными реперами хемогенных микрозернистых и пелитоморфных карбонатных пород, являющихся флюидоупорами.
Породы-коллекторы по типу пустотного пространства представлены коллекторами порового, каверново-порово-го, каверново-трещинно-порового и трещинно-порового типа. Наибольшим распространением пользуются коллекторы порового типа, преимущественно связанные с органогенно-обломочными известняками.
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
ШШздШЯшгбз
Емкостно-фильтрационные свойства пород-коллекторов в зависимости от первичных условий осадконако-пления и вторичных процессов преобразований пород меняются в широких пределах - от низких до высоких. Наибольшее распространение имеют коллектора с низкими и средними ФЕС: пористость - 10-15% при проницаемости от первых единиц до десятков миллидарси. Редко, как на Вишнево-Полянском месторождении, когда высокая первичная пористость значительно увеличена вторичными процессами выщелачивания, коллектора обладают высокими фильтрационно-емкостными свойствами: пористость составляет более 15-16%, проницаемость - более 100-300*10-3 мкм2.
При наличии ориентированной микротрещиннова-тости по напластованию пород и развития по ней пор и каверн выщелачивания, развиваются коллектора кавер-ново-трещинно-порового типа. В доломитизированных известняках отмечаются участки разноориентирован-ных микротрещин с развивающимися по ним порами выщелачивания. Такие коллектора трещинно-порового типа распространены, как правило, в плотных породах и обладают низкими ФЕС (пористость 6-10%, проницаемость - первые единицы миллидарси).
Литература
Багринцева К.И. Условия формирования и свойства карбонатных коллекторов нефти и газа. М: РГГУ 1999. 283 с.
Хисамов Р.С., Губайдуллин А.А., Базаревская В.Г., Юдинцев Е.А. Геология карбонатных сложно построенных коллекторов девона и карбона Татарстана. Казань: Фэн. 2010. 283 с.
Хисамов Р.С., Хазипов Р.Г., Базаревская В.Г., Газеева Ф.М., Бадуртдинова Н.А., Доронкина И.И., Мартынов А.Н. Условия осадкона-копления в каширское время на Южно-Татарском своде и Мелекесской впадине. Геология нефти и газа. 2014. № 2. С. 38-44.
Сведения об авторах
Рустэм Гадылевич Хазипов - начальник отдела лицензирования управления по геологии нефтяных и газовых месторождений, ПАО «Татнефть»
423400, Россия, Альметьевск, ул. Ленина 75
Тел: +7(8553)307 247, e-mail: [email protected]
Антонина Васильевна Ступакова - доктор геол.-мин. наук, зав. кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Россия, 119234, Москва, Ленинские горы, 1
Тел: +7(495)939 55 76, e-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 27.06.2017;
Принята к публикации 25.08.2017; Опубликована 15.10.2017
IN ENGLISH
Reservoir Types of the Kashirian Horizon of the Middle Carboniferous within the Melekess Depression and the South Tatar Arch
R.G. Khazipov1*, A.V. Stoupakova2
'Tatneft PJSC, Almetyevsk, Russia
2Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
*Corresponding author: Rustem G. Khazipov, e-mail: [email protected]
Abstract. At the present stage, most of the oil fields in the central part of the Volga-Ural oil and gas province, administratively located within the Republic of Tatarstan on the structures of the Melekess Depression, the South and North Tatar Arches, are at a late stage of development. Developed fields are characterized by high depletion of the main productive horizons and increase of hard-to-recover oil reserves. In order to replenish the accumulated oil production, it is required to intensify exploration for less studied horizons, which include, inter alia, the deposits of the Kashirian horizon of the Moscow stage of the Middle Carboniferous. The low degree of study for these deposits is associated with the relative importance of their study when drilling on the Devonian, Lower Carboniferous, and Vereisko-Bashkirian Middle Carboniferous deposits.
For the purposeful conduct of geological exploration in the Kashirian horizon, the study of Kashirian oil reservoirs, features of their location, and the structure of oil-bearing rocks is of great importance. The most important direction of research for solving these problems is the typification of Kashirian reservoir rocks according to their reservoir properties, structure and genesis.
Keywords: Kashirian horizon, limestones, dolomites, porosity, permeability, porous, fractured, cavernous
Khisamov R.S., Gubaidullin A.A., Bazarevskaya V.G., Yudintsev E.A. Geology of complex carbonate reservoirs of the Devonian and the Carboniferous of Tatarstan. Kazan: Fen. 2010. 283 p. (In Russ.)
Khisamov R.S., Khazipov R.G., Bazarevskaya V.G., Gazeeva F.M., Badurtdinova N.A., Doronkina I.I., Martynov A.N. Sedimentation conditions in Kashirian time in the South Tatar arch and the Melekess depression. Geologiya nefti i gaza = Oil and gas Geology. 2014. No. 2. Pp. 38-44. (In Russ.)
For citation: Khazipov R.G., Stoupakova A.V Reservoir Types of the Kashirian Horizon of the Middle Carboniferous within the Melekess Depression and the South Tatar Arch. Georesursy = Georesources. 2017. V. 19. No. 3. Part 2. Pp. 250-254. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.19.3.16
About the Authors
Rustem G. Khazipov - Head of the Licensing Department, Tatneft PJSC
Russia, 423400, Almetyevsk, Lenin str., 75
Phone: +7(8553)307 247, e-mail: [email protected]
Antonina V. Stoupakova - DSc in Geology and Mineralogy, Professor, Head of the Petroleum Geology Department, Lomonosov Moscow State University
Russia, 119234, Moscow, Leninskie gory, 1 Phone: +7(495)939 55 76 e-mail: [email protected]
References Manuscript received 27 June 2017;
Bagrintseva K.I. Formation conditions and properties of carbonate oil Accepted 25 July 2017;
and gas reservoirs. Moscow: RGGU. 1999. 283 p. (In Russ.) Published 15 October 2017
[—НПВВМ SCIENTIFIC AND TECHNICAL JOURNAL
VAE! GEDRESURSY
