Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Нетрадиционные коллекторы и вторичные флюидоупоры в породах осадочного чехла (на примере рифтогенного седиментационного бассейна). Учебное пособие для
.pdf
Саратовский национальный исследовательский государственный
университет имени Н. Г. Чернышевского
А. Д. Коробов
НЕТРАДИЦИОННЫЕ КОЛЛЕКТОРЫ
И ВТОРИЧНЫЕ ФЛЮИДОУПОРЫ В ПОРОДАХ
ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА
(на примере рифтогенного седиментационного бассейна)
Учебное пособие для студентов,
обучающихся по специальностям
«Геология нефти и газа» и «Прикладная геология»,
аспирантов и магистрантов
Саратов
Издательство Саратовского университета
2020
УДК
553.98
ББК
26.343
К68
Коробов, А. Д.
К68
Нетрадиционные коллекторы и вторичные флюидоупоры в по-
родах осадочного чехла (на примере рифтогенного седиментационного бассейна) : учебное пособие для студентов, обучающихся по
специальностям «Геология нефти и газа» и «Прикладная геология»,
аспирантов и магистрантов [Электронный ресурс] / А. Д. Коробов. –
Саратов : Изд-во Сарат. ун-та, 2020. – 92 с. : ил. – URL:
https://books.sgu.ru/tutorials/978-5-292-04619-6. – Имеется печатный
аналог.
ISBN 978-5-292-04619-6 (online)
ISBN 978-5-292-04618-9 (print)
В учебном пособии показано, что сопряженное формирование нетрадиционных коллекторов и вторичных флюидоупоров, а также процессы нефтегазообразования в условиях Западно-Сибирского погребенного континентального рифта
носят циклический характер. Они были вызваны периодами тектоногидротермальной активизации. Впервые установлена эпигенетическая зональность с выделением
минералов – индикаторов участков высокой нефтегазоносности пород баженовской
свиты. Предложен новый взгляд на причину перерождения коллекторов тюменской
свиты во вторичные экраны.
Для студентов, обучающихся по специальностям «Геология нефти и газа»
и «Прикладная геология», аспирантов и магистрантов.
е к о м е н д у ю т к п е ч а т и :
Р
кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета
Саратовского национального исследовательского государственного университета
кандидат геолого-минералогических наук Н. Ю. Зозырев
доктор геолого-минералогических наук И. В. Орешкин
Работа издана по тематическому плану 2020 года
(утвержден Ученым советом Саратовского национального исследовательского
государственного университета имени Н. Г. Чернышевского,
ISBN 978-5-292-04619-6 (online)
ISBN 978-5-292-04618-9 (print)
имени Н. Г. Чернышевского
протокол № 1 от 16 января 2020 года)
УДК 553.98
ББК 26.343
©©Коробов А. Д., 2020
Саратовский университет, 2020
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в России, как и во всем мире, геолого-разведочные работы ориентированы не только на доразведку уже открытых
месторождений и поиск новых перспективных структур, но и на поиск
залежей углеводородных (УВ) флюидов в нетрадиционных объектах, разработку трудноизвлекаемых запасов. К таким объектам относятся баженовская свита и ее возрастные аналоги, образующие совместно баженовский горизонт, который отличается условиями седиментации, литологическим составом с преобладанием в разрезе низкопроницаемых листоватых
пород, высокими концентрациями органического вещества (ОВ), физическими свойствами пород и огромной площадью распространения – более
1 млн км2.
3 мая 2012 г. вышло распоряжение Правительства РФ № 700-р
«О стимулировании реализации новых инвестиционных проектов по разработке участков недр, содержащих запасы трудноизвлекаемой нефти».
Согласно этому распоряжению, в категорию трудноизвлекаемых запасов включены запасы нефти месторождений с проницаемостью пластов
< 0,002 мкм2. Баженовская свита в полной мере относится к категории
объектов, содержащих трудноизвлекаемые запасы, и считается аналогом
месторождений «сланцевой нефти», разрабатываемых в США (Балушкина
и др., 2013).
В соответствии с региональными стратиграфическими схемами мезозойских и кайнозойских отложений Западной Сибири (Решение 6-го межведомственного … совещания, 2004) территория Красноленинского месторождения, находящаяся на одноименном своде, охватывает зоны развития
баженовской и тутлеймской свит. Обе свиты входят в состав баженовского
горизонта, который «в качестве нефтеносного горизонта рассматривается
как пласт Ю0» (Брехунцов, Нестеров, 2010). В центральных районах Западно-Сибирской плиты к пласту Ю0относятся также и залежи верхней
части абалакской свиты. Важно подчеркнуть, что в Красноленинском районе из карбонатных пластов абалакской свиты, в которых присутствуют
вторичные трещинно-кавернозные коллекторы, получены устойчивые притоки нефти (Печёркин, Зубков, 2002). Поэтому изучение тектоногидротермальных процессов на Красноленинском месторождении (Пальяновский
лицензионный участок – рис. 1) распространялось не только на баженовскую, но и на абалакскую свиту, объединенные в бажено-абалакский
комплекс.
Интерес к баженовской свите связан еще и с тем, что, с одной стороны, она является нефтеносной толщей, генерирующей основной УВ поток
3
Рис. 1. Пальяновский лицензионный участок Красноленинского
месторождения (Халимов и др., 2004)
во всем Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне (Хабаров и др.,
1981), а с другой – может быть коллектором, накопившим большой объем углеводородов. По оценке ряда специалистов, в разнообразных породах баженовской свиты содержится около 15% ресурсов нефти Западной
Сибири. До настоящего времени не существует однозначной методики
выделения коллекторов и оценки их фильтрационно-емкостных свойств
(ФЕС) в подобных объектах, так как традиционные подходы к выделению
и оценке их насыщенности углеводородами по комплексу литологических,
геофизических и других исследований керна и скважин малоэффективны
или неприменимы.
Совершенно иные результаты дает рассмотрение изменения по площади современной пластовой температуры, а также палеотемператур –
главнейшего параметра, определяющего характер протекания эпигенетических процессов. Так, Салымское и Верхне-Салымское месторождения (средние современные пластовые температуры соответственно
124 и 115° С) являются наиболее «горячими» точками в пределах площади
развития баженовской свиты (Краснов и др., 1980).
Температура в сочетании с другими факторами играла чрезвычайно
важную роль в возникновении продуктивных коллекторов баженовской
свиты. На природу последних существует две основные точки зрения.
4
Одни авторы (Трофимук и др., 1983) объясняют формирование коллекторов в условиях прогрева процессами нефтегенерации в битуминозных отложениях. При этом происходят многочисленные флюидоразрывы
в битуминозной толще из-за увеличения объема образующихся из ОВ
жидких и газообразных углеводородов и сопутствующих летучих компонентов. Вследствие протекания этого процесса, вызывающего аномально
высокое пластовое давление (АВПД), образуется так называемый листоватый тип нефтяного коллектора.
Другие геологи (Белкин и др., 1983; и др.) связывают формирование
пустотного пространства с тектоническими процессами и прогревом, обусловливающими тектоническую трещиноватость и выщелоченность продуктивных коллекторов. Поэтому возникающие в геодинамически напряженных обстановках коллекторы они относят к трещинному и жильному
типам.
Западно-Сибирская плита развивается как седиментационный бассейн
с погребенным континентальным рифтом (Сурков и др., 1982; Сурков,
Смирнов, 2003), периодически испытывающим заметное тектоническое
оживление (Федоров и др., 2004; Конторович, 2009), получившее название «тектоногидротермальная активизация» (Коробов, Коробова, 2008).
Температурное поле чехла при активизации контролируется конвективным
тепломассопереносом, который накладывался на фоновый кондуктивный
теплоперенос. Температура пород при этом за короткое геологическое время возрастала в 2–3 раза по сравнению с современными (Гигашвили, 1979;
Шапенко, Щепеткин, 1978; Лукин и др., 1987). В дальнейшем она достаточно стремительно снижалась, что является характерной особенностью
гидротермального процесса (Коржинский, 1953). Это подтверждают термобарогеохимические и минералогические исследования (Лукин, Гарипов,
1994; Коробов, Коробова, 2012).
Такие территории представляли собой тектонически напряженные зоны с активным проявлением гидротермальной деятельности. В подобной
обстановке в баженовских породах возникали углеводороды, АВПД, трещиноватость, кавернозность, проявлялся гидротермальный минерагенез,
т. е. все то, что в итоге превращает баженовские породы в продуктивные
коллекторы (Белкин и др., 1985; Стрижнев и др., 2013; Зубков, 2017).
Одним из критериев сохранения ими нефтенасыщенности в обстановке АВПД является надежная изоляция от проницаемых отложений. Отсутствие такой изоляции приводит к отжатию нефти в контактирующие
или близко расположенные от баженовской свиты песчано-алевритовые
породы. Упомянутые коллекторы на Пальяновском участке сосредоточены в отложениях тюменской свиты, а перекрывающие баженовские толщи породы фроловской свиты практически лишены песчано-алевритовых
прослоев и являются хорошим экраном. Поэтому эмиграцию баженовской
нефти в пределах исследуемой территории при структурной активизации
необходимо ожидать в первую очередь в породы тюменской свиты.
5
Гидротермы, порожденные тектонической перестройкой, оказывали
свое воздействие на нефтематеринские породы. Высоконагретые растворы
вызывали формирование новообразованных минералов и одновременно
были ответственны за генерацию УВ, скорость возникновения которых
резко увеличивалась (Гаврилов, 1998, 2012). По данным Е. А. Предтеченской (2013), А. Д. Коробова с соавторами (2015, 2016) и др., вторичные
доломиты из числа широко развитых здесь карбонатов являются индикаторами вертикальной миграции горячих глубинных флюидов. Последние
проникали в осадочные толщи тектонически активизированных зон Западно-Сибирской плиты, где в значительной степени обусловливали нафтидогенез.
С другой стороны, горячие воды, сопровождающие тектоно-гидротермальную активизацию, наиболее заметно себя проявляли в проницаемых средах – коллекторах, разрывных нарушениях, оперяющей трещиноватости и т. д., – где проистекали процессы выщелачивания и минералообразования. Эти явления могли сильно менять изначальные (ФЕС)
пород, которые в одних случаях становились эффективными вторичными
флюидоупорами и сохраняли УВ в баженовских отложениях, а в других
улучшали коллекторские свойства и способствовали оттоку из них нефти.
Тектоническая напряженность в разных районах Западной Сибири
при структурной перестройке не оставалась одинаковой (Коробов, Коробова, 2014). В этой связи особого внимания заслуживает Красноленинский
свод, который в период позднемеловой – раннепалеогеновой активизации
(Коробов и др., 2015; Коробов и др., 2017) представлял собой геодинамическую и геотермическую аномалии Западно-Сибирской плиты (Грамберг
и др., 1995; Филиппович, 2001; Криночкин и др., 2010). В его пределах
существовали контрастные по тектоническим или напряженно-динамическим условиям территории, где расположены Красноленинское и Талинское нефтяные месторождения. Указанные различия сказались на специфике гидротермальной деятельности этих месторождений, что возымело
чрезвычайно важные последствия.
Цель настоящей работы состоит в том, чтобы, во-первых, показать как
гидротермальный процесс, протекавший в контрастных напряженно-динамических обстановках Красноленинского свода, сказался на ФЕС нижнесреднеюрских терригенных пород и как это повлияло на сохранность нефти в перекрывающих баженовских (бажено-абалакских) отложениях Красноленинского и Талинского месторождений; во-вторых, выявить причинно-следственную связь характера минералообразования (в первую очередь
наложенной карбонатизации) в породах баженовской и абалакской свит
с дебитами скважин, вскрывших указанные толщи. И, наконец, разработать принципиальную схему зон (стадий) генерации и накопления УВ в
битуминозных баженовских отложениях Красноленинского месторождения на основе сопутствующего минерагенеза.
1. ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
В ПОРОДАХ ТЮМЕНСКОЙ СВИТЫ
1.1. Гидротермальный минерагенез на Красноленинском
месторождении и формирование вторичных экранов
Как уже отмечалось, один из критериев сохранения нефтенасыщенности породами баженовской свиты в обстановке АВПД является их надежная изоляция от проницаемых отложений. Отсутствие такой изоляции
приводит к отжатию нефти в контактирующие или близко расположенные
от баженовской свиты песчано-алевритовые породы. Упомянутые коллекторы сосредоточены в отложениях тюменской свиты, а перекрывающие
баженовские толщи породы фроловской свиты практически лишены песчано-алевритовых прослоев и являются хорошим экраном. Поэтому эмиграцию баженовской нефти в пределах исследуемой территории необходимо ожидать в первую очередь в породы тюменской свиты. В этой
связи проанализируем гидротермальное минералообразование в породах
тюменской свиты, вскрытых скважинами 603Р, 601Р, 600Р, 611Р, 138, 130
(рис. 2), и оценим ее роль в изоляции бажено-абалакского комплекса.
В скв. 603Р отложения бажено-абалакского комплекса подстилаются
породами тюменской свиты. Среди них определены песчаники кварцевые
разнозернистые, алевролиты глинисто-слюдистые и глины алевритистые
и песчано-алевритистые. Породы с изначально повышенной проницаемостью претерпели наиболее значительные гидротермальные изменения:
сульфатизацию, карбонатизацию, окварцевание, каолинизацию, альбитизацию и др. (рис. 3, 4).
Так, песчаник, поднятый с глубины 2436,6 м, испытал, сообразно петрографическим наблюдениям, резорбцию и новообразование кварца, разложение слюд и полевых шпатов, палагонитизацию мусковита. Межзерновое пространство песчаника заполнено аутигенными кальцитом и доломитом (в сумме 10–15%), ангидритом (5–10%), гипсом (1–2%), каолинитом
(5–10%). Все эти компоненты в поле шлифа распространены пятнистыми
разноразмерными участками. Кальцит, доломит, ангидрит и полугидрат
кальция образуют разнозернистые агрегаты в виде полей пойкилобластов.
Цементом песчаника являются в основном аутигенные карбонаты и ангидрит. Характер цементации пойкилобластовый.
Гидротермальный минерагенез, охвативший разнозернистый песчаник, привел к возникновению открытой пористости КП= 3,7%, которая
7
зионного участка
Рис. 2. Разрезы позднеюрско-раннемеловых отложений (тюменская, абалакская, баженовская, фроловская свиты) Пальяновского лицен-
8
Рис. 2 (окончание)
9
а б
Рис. 3. Цемент кварцевого песчаника тюменской свиты, сложенный новообразованными
кальцитом (1), ангидритом (2), каолинитом (3). Увеличение 100; а – николи ||, б – николи +
а б
Рис. 4. Пойкилобласты кальцита (1), выступающего в роли цемента кварцевого песчаника
тюменской свиты. Увеличение 100; а – николи ||, б – николи +
приблизилась к значениям слабо преобразованных алевритовых и песчано-алевритовых глин – КП= 3,0% глуб. 2438,2 м; глуб. 2442,5 м. Для более
объективной оценки коллекторских показателей этих пород необходимы
данные по их газопроницаемости, которыми мы, к сожалению, не располагаем. Чтобы выйти из этого положения, мы были вынуждены обратиться
для сравнения к набору физических параметров глинистого алевролита
(глуб. 2435,9 м), испытавшего близкие по характеру изменения. Наблюдения в шлифах показали, что межзерновое пространство породы выполнено
вторичными сидеритом (3–5%), доломитом (доли %) и каолинитом (3–5%).
Алевролит претерпел разрастание и увеличение размерности зерен терригенного кварца (до 0,04–0,10 мм), появление аутигенного альбит-олигоклаза, парагонитизацию мусковита. Эти процессы привели к тому, что
глинистый алевролит стал обладать газопроницаемостью, равной КПР=
= 0,378 мД, и открытой пористостью К
= 8,7%. Такие показатели свиде-
П
тельствуют о весьма низких (VI класс, по А. А. Ханину) коллекторских
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]