Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История изучения пермских отложений Тимано-Печорской провинции 7
Глава 2. Особенности геологического строения, стратиграфия и нефтегазоносность нижнепермских карбонатных отложений северной части Колвинского мегавала 13
2.1. Краткая характеристика осадочного чехла и фундамента 13
2.2. Стратиграфия пермских отложений Тимано-Печорской плиты 25
2.3. Нефтегазоносность карбонатных отложений Печоро-Колвинской нефтегазоносной области 33
Глава 3. Цитологическая характеристика ассельско-сакмарских отложений 44
Глава 4. Обстановки образования ассельско-сакмарских отложений 106
Глава 5. Коллекторские свойства карбонатных пород 144
Глава 6. Строение и характеристика природного резервуара 181
Заключение 188
Литература 190
- Краткая характеристика осадочного чехла и фундамента
- Цитологическая характеристика ассельско-сакмарских отложений
- Обстановки образования ассельско-сакмарских отложений
- Строение и характеристика природного резервуара
Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция обладает значительными, еще не освоенными ресурсами нефти и газа и является перспективной территорией развития нефтяной и газовой промышленности европейской части России. Близость к основным внутренним энергопотребителям, а также действующим и проектируемым системам экспортных нефте- и газопроводов делает этот регион благоприятным для развития.
Главным объектом пристального изучения на протяжении долгого времени оставался карбонатный девон, где были открыты многочисленные органогенные постройки – от простых биостромов до мощных сложно дифференцированных рифовых массивов – и связанные с ними месторождения нефти и газа. Карбонатные отложения нижней перми являются относительно новым объектом, интересным для исследования геологов-нефтяников. Их подробное и внимательное изучение необходимо и для оптимальной разработки открытых месторождений и для прогнозирования зон развития коллекторов, формирующихся в подобных палеогеографических условиях. Именно карбонатные отложения нижней перми в северной части Колвинского мегавала Тимано-Печорской плиты являются объектом настоящей работы.
Цель работы
Создание модели строения природного резервуара ассельско-сакмарских отложений северной части Колвинского мегавала и оценки его коллекторского потенциала на базе литолого-фациальных реконструкций.
Основные задачи исследования
1. Дать детальную петрографическую характеристику отложений с точки зрения их состава, строения, типов вторичных изменений.
2. Изучить распределение отдельных типов пород по разрезу и площади.
3. Восстановить фациальные обстановки формирования ассельско-сакмарских отложений.
4. Изучить фильтрационно-емкостные свойства отложений, их связи с литологическими показателями отдельных типов пород.
5. Исследовать распределение ФЕС в объеме ассельско-сакмарских отложений с точки зрения определения однородности и количественной характеристики отложений различных фациальных обстановок.
Научная новизна выполненной работы
1. Впервые для данного региона дана столь подробная петрографическая характеристика изучаемых отложений.
2. Выявлено несколько видов биологических сукцессий, впервые дано детальное описание микрокодиевых известняков.
3. Установлены количественные соотношения Кп с разными структурными типами пород, зависимости Кпр от Кп для всей совокупности пород, на основании анализа структуры пустотного пространства выявлена роль и количественные характеристики пустот различных типов.
4. Детализованы фациальные обстановки раннепермского шельфа с выделением отмельной зоны с развитием биостромного массива и обрамляющих его органогенно-обломочных и микросгустковых известняков.
Практическая ценность и реализация
Модель строения природного резервуара ассельско-сакмарских отложений, созданная на базе литолого-фациальных реконструкций во многом помогает адекватной геометризации залежи и созданию оптимальной системы разработки, способствует более успешной эксплуатации месторождения.
Подобный подход к анализу объекта, реконструкции условий его образования и преобразования, выявлению взаимосвязей ФЕС с типами пород, с их латеральной и вертикальной изменчивостью может быть применен в карбонатных отложениях подобного типа и открывает возможности для выявления и характеристики резервуаров. В дальнейшем, в случае выявления месторождений, такие модели являются основой для их правильной и обоснованной разработки и эксплуатации.
Основные защищаемые положения
1. Фациальные реконструкции ассельско-сакмарских отложений северной части Колвинского мегавала, на основе которых в пределах мелководного шельфа Палеоуральского океана выделены две фациальные зоны морского бассейна среднеокеанической солености: 1) обширной отмели, где преобладают известняки с биогермной структурой, которые в целом образуют сложно построенный биостромный массив и 2) обрамляющих склонов с преимущественным накоплением известняков органогенно-обломочных с микрозернистым цементом и микросгустковых разностей.
2. Преобладающим типом коллекторов является порово-каверновый с развитием различных по морфологии, размерам и происхождению пустот. Установлены соотношения величин пористости со структурными типами карбонатных пород, вклад в общий объем пористости породы пустот различного типа.
3. На фациальной основе создана модель строения природного резервуара ассельско-сакмарских отложений. Разрезы биостромного массива характеризуются относительно однородным строением и несколько более высокими значениями ФЕС. В склоновых фациях разрезы значительно более дифференцированы, где переслаиваются пласты с разными значениями коллекторских параметров.
Апробация работы и публикации
Результаты выполненных исследований и основные положения работы докладывались на V Всероссийском литологическом совещании «Типы седиментогенеза и литогенеза и их эволюция в истории Земли», г. Екатеринбург, 28–30 октября 2008 г.; на XVIII Губкинских чтениях «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России: наука и образование», г. Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 24-25 ноября 2009 г.; на Всероссийском литологическом совещании «Рифы и карбонатные псефитолиты», г. Сыктывкар, Институт Геологии Коми НЦ УрО РАН, 5–7 июля, 2010 г.; на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые в геологии нефти и газа», г. Москва, ВНИГНИ, 21–23 марта 2011 г.; на 6-м Всероссийском литологическом совещании «Концептуальные проблемы литологических исследований в России», г. Казань, КФУ, 26-30 сентября 2011 г.. По теме диссертационной работы опубликовано 8 печатных работ, в том числе 2 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.
Объем и структура работы
Краткая характеристика осадочного чехла и фундамента
Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция (ТП НГП) имеет площадь около 350 тыс. км , объем осадочного выполнения 1,4 млн. км . В пределах данной провинции возраст фундамента определяется как байкальский (680-650±20 млн. лет). Фундамент представлен сланцевыми и сланцево-эффузивными комплексами рифея и венда, прорванными интрузиями кислого и основного состава.
Тимано-Печорская и Русская плиты разделяются Западно-Тиманским глубинным разломом, по которому Тиманская гряда надвинута на осадочные толщи Мезенской синеклизы и Волго-Уральской антеклизы. По глубинам залегания фундамента Тимано-Печорская плита (ТИП) разделяется на два блока: относительно приподнятый - Тиманская гряда, и погруженный -Печорская синеклиза.
В пределах плитного чехла ТИП выделяют четыре структурных комплекса.
Нижний - ордовикско-нижнедевонский комплекс, сложен известняково-доломитовой и песчано-глинисто-карбонатной формациями.
Среднедевонско-триасовый комплекс сложен песчано-глинистой (местами вулканогенно-терригенной) формацией среднего девона - нижнего франа (до 2,5 км), известняково-доломитовой формацией верхнего девона -турне (до 2 км), которая в восточном направлении сменяется карбонатно-глинистой формацией мощностью сотни метров, песчано-глинистой формацией мощностью сотни метров, песчано-глинистой формацией верхнего турне - среднего визе (до 0,8 км), известняково-доломитовой формацией среднего визе - арта (до 1,3 км), песчано-карбонатной формацией кунгура - верхней перми (до 2,5 км).
Среднеюрско-нижнемеловой комплекс представлен песчано-глинистой формацией (до 1.5 км).
Кайнозойский комплекс сложен песчано-глинистой формацией палеоген-неогена (до 300 м) и тиллитово-терригенной формацией антропогена (до 50 м).
На структурной карте поверхности фундамента территории ТПП и его обрамления выделяются следующие основные структурные элементы (рис. 2.1): Тиманская гряда, Ижма-Печорская впадина, Печоро-Колвинская структурная зона, Хорейверская впадина, Варандей-Адзьвинская структурная зона, Предуральский краевой прогиб.
Тиманская гряда является наиболее приподнятой частью ТПП. Она состоит из нескольких обособленных поднятий, вытянутых в северо-северо-западном направлении, часто кулисообразно подставляющих друг друга. Тиманская гряда - одна из самых протяженных положительных структурных единиц исследуемой территории, ее протяженность достигает 1100 км при ширине до 150 км. Она является пограничным элементом двух крупнейших синеклиз Европейского севера - Мезенской и Печорской. Системой разломов Тиманская гряда разбита на крупные горстообразные поднятия, кулисообразно подставляющие друг друга.
Ижма-Печорская впадина располагается восточнее Тиманской гряды. С запада она ограничена от структур Тиманской гряды Ижемским сбросом, на востоке Припечорской зоной разломов. Амплитуды смещения фундамента по этим разрывным нарушениям достигают 500-800 м, а в чехле они выражены крутыми флексурами. Мощность осадочного чехла в пределах Ижма-Печорской впадины увеличивается с севера на юго-восток от 1 до 5 км.
Печоро-Колвинская структурная зона расположена в центре ТПП. Мощность осадочного чехла в пределах данной зоны достигает 8 км. Западная часть Печоро-Колвинской структурной зоны представляет собой опущенный блок фундамента, которому в осадочном чехле отвечает Печоро-Кожвинский мегавал (Большекожвинский вал по Н.Н. Тихоновичу). Восточная часть Печоро-Колвинской структурной зоны также представляет собой опущенный блок фундамента, которому в осадочном чехле отвечает Колвинский мегавал. Между данными мегавалами расположен Денисовский прогиб.
Восточнее Колвинского мегавала выделяется Хорейверская впадина. Впадина соответствует блоку фундамента, в пределах которого пологие изометричные малоамплитудные поднятия объединяются в Болынеземельский свод.
Варандей-Адзьвинская структурная зона с запада и востока ограничена Хорейверской и Коротаихской впадинами, а с юга - грядой Чернышева. По поверхности фундамента этой зоне соответствует блок, разбитый многочисленными разнонаправленными тектоническими нарушениями.
И, наконец, входящая в состав ТП НГП - северная часть Предуральского краевого прогиба. Данная структура представляет собой систему крупных компенсированных опусканий с глубинами до фундамента 10-14 км.
Структура осадочного чехла ТП НГП образовалась в результате стадийного тектонического развития на протяжении всего фанерозоя. Эта стадийность синхронизируется с эволюцией Уральской складчатой области, где установлены три основных цикла: незавершенный каледонский, ограничившийся начальной стадией, завершенный герцинский и продолжающийся ныне мезозойско-кайнозойский. Последовательная смена тектонических режимов в разрезе осадочного чехла плиты отражена структурными ярусами и подъярусами и разделяющими их угловыми и стратиграфическими несогласиями.
В пределах рассматриваемой территории (Тимано-Печорская плита и ее обрамление) по поверхности нижнепермских отложений можно выделить следующие основные структурные элементы: Тиманский кряж, Печорская синеклиза, Предуральский краевой прогиб (рис. 2.2). Остановимся более подробно на характеристике Печорской синеклизы.
Печорская синеклиза - надпорядковая структура неправильной треугольной формы - построена достаточно сложно. Ее внутренняя структура наиболее полно отражена в строении поверхности каменноугольно-нижнепермских карбонатных отложений.
Она представляет собой чередование зон относительно спокойного залегания визейско-нижнеартинского подъяруса (как, впрочем, и франско-турнейского) с зонами высокоамплитудных линейных структур. С юго-запада на северо-восток обширная Ижма-Печорская впадина сменяется Печоро-Колвинским авлакогеном. Затем следуют Хорейверская впадина, которая соседствует со сложно построенной Варандей-Адзьвинской зоной линейных положительных и отрицательных структур. На севере, в пределах Печороморской впадины выделяют Малоземельско-Колгуевскую моноклиналь, Поморский вал, Гуляевскую ступень и Мореюскую депрессию. На самом севере протягивается пограничная с южной частью Свальбардской плиты - Куренцовская ступень.
Ижма-Печорская впадина, расположенная между Тиманом и дислокациями Печоро-Колвинского авлакогена, в своих границах примерно соответствует одноименному блоку фундамента. По кровле карбонатных отложений Ижма-Печорская впадина представляет огромную (600x200 км) пологую структуру северо-западного простирания амплитудой до 2000 м. Она имеет асимметричное строение с преимущественно пликативным западным и нарушенным разломами восточным бортами. В целом впадина скорее напоминает обширную моноклиналь, наклоненную на восток и юго-восток и осложненную малоамплитудными структурами типа ступеней. Характерной особенностью рассматриваемой структуры является отсутствие тектонических элементов второго порядка типа валов, поднятий или длинных мысов, как это наблюдается в соседних районах. Структуры здесь часто имеют неопределенные очертания и выделяются в значительной мере условно по изменению конфигурации изогипс. В основном это крупные и сравнительно пологие структурные ступени - Янгытская, Кипиевская, Ижемская, Нерицкая, Лузская, Ронаельская, Лемьюская, Тэбукская и Омра-Сойвинская. Пять последних структур, а также Джебольская моноклиналь объединяют в Омра-Лыжскую седловину. Восточная часть седловины осложняет Мичаю-Пашнинский вал, приуроченный к Илыч-Чикшинской системе разломов и представляющий собой приразломную шовную дислокацию на границе с Верхнепечорской впадиной Предуральского прогиба.
Цитологическая характеристика ассельско-сакмарских отложений
Литологическая характеристика ассельско-сакмарских отложений проведена по данным обработки керна восьми скважин в пределах одного месторождения.
В данной главе дана детальная петрографическая характеристика отложений с точки зрения их состава, строения, типов вторичных изменений, пустотного пространства и нефтенасыщенности.
Карбонатные породы ассельско-сакмарского возраста представлены практически только известняками; доломитизация если имеется, проявляется ограниченно. Структурное разнообразие пород весьма значительно. В общем виде выделены четыре группы пород, отличающихся по своей структуре: известняки микрокомковато-сгустковые с органогенным, включая водорослевый, детритом, известняки органогенно-обломочные с микрозернистым и яснокристаллическим цементом, известняки детритово-полифитные и известняки биогермные. В свою очередь в некоторых группах выделены самостоятельные разновидности, в результате чего подробно рассмотрены в главе 11 типов и подтипов пород:
1. Известняки тонко-микрозернистые с криноидно-мшанковым детритом.
2. Известняки органогенно-обломочные криноидно-мшанковые с тонко-микрозернистым цементом.
3. Известняки микрокомковато-сгустковые водорослевые с органогенным детритом.
4. Известняки органогенно-обломочные криноидно-мшанковые с яснокристаллическим и тонко-микрозернистым цементом.
5. Известняки органогенно-обломочные криноидно-мшанковые с яснокристаллическим цементом.
6. Известняки органогенно-обломочные фораминиферово водорослевые с яснокристаллическим цементом.
7. Известняки детритово-полифитные.
8. Известняки биогермные тубифитовые.
9. Известняки биогермные микрокодиевые.
10. Известняки биогермные водорослевые.
11. Известняки биогермные палеоаплизиновые.
Известняки тонко-микрозернистые с криноидно-мшанковым детритом (рис. 3.1-3.3) темно-серых, серых, коричневато-серых оттенков массивной, волнисто-неясно-слоистой, пятнистой текстуры. Отмечается макро и микро-стилолитизация.
Породы сложены тонко-микрозернистым кальцитом, в котором количество органогенного детрита колеблется от 15-20% до 40-50%. В отдельных прослоях присутствует глинистая составляющая, иногда в значительном количестве, и органогенные остатки преимущественно мелко детритовые со шламом, редко детрит ориентирован течением. Встречаются участки, где органогенный детрит сцементирован тонкозернистыми вторичными кристаллами кальцита.
Органогенный детрит представлен преимущественно остатками мшанок (преобладают) и обломками члеников криноидей (в значительном количестве). В меньшем количестве присутствуют раковины фораминифер, в том числе фузулиниды, обломки раковин брахиопод и остракод, чехлы зеленых водорослей (в том числе Epimastopora), единичные обломки раковин двустворчатых моллюсков, остатки тубифитов, иглы морских ежей (табл. 3.1).
Встречаются обугленные растительные остатки и примесь обломков кварца алевритовой размерности, обломки полевых шпатов, чешуйки слюд (около 2%). Повсеместно присутствуют включения сульфидов железа в количестве 1 -2%, иногда образуют «дендритообразные» скопления размером до 0,5 мм, количество достигает 10-12%.
Из вторичных процессов развиты кальцитизация и стилолитизация. Кальцитизация - заполнение пор (в ячейках мшанок, камерах фораминифер) вторичными кристаллами кальцита в две стадии: в первой стадии размером зерен 0,01-0,05 мм, во второй - до 0,3 мм; отмечаются синтаксиальные каемки нарастания на криноидеях толщиной до 0,15 мм. Стилолитизация выражена системами взаимно пересекающихся и субпараллельных микростилолитовых швов, а также единичными микростилолитовыми швами.
Породы практически плотные, нефтенасыщенность отсутствует.
В данном типе пород выделяется подтип - окремненных разностей. Это породы серых, темно-серых, светло-серых, желтовато-серых оттенков, массивной, неясно слоистой, пятнистой текстуры (последняя образуется за счет включений участков окремнения неправильной, линзовидно-лапчатой формы), стилолитовой микротекстуры (рис. 3.4-3.5).
Породы сложены тонко и микрозернистым кальцитом, в котором присутствует органогенный детрит: остатки тубифитов, чехлы зеленых водорослей поперечного и продольного сечения, раковины фораминифер, обломки члеников криноидей, раковин брахиопод, остатки мшанок, часто обмотанные синезелеными водорослями, обломки раковин остракод, кораллов, неясный органогенный детрит и шлам. На отдельных глубинах присутствуют прослои окремненных и известковых спикул губок поперечного и продольного сечений (табл. 3.2).
Встречаются обломки кварца алевритовой размерности полуугловатой, угловатой формы, полевых шпатов, чешуйки слюд. Присутствуют включения сульфидов железа, количество до 5%, тяготеющие к глинистым прослоям (толщиной 0,05-0,4 мм), иногда приуроченные к микростилолитовым швам.
В данных породах отмечается активный процесс окремнения - розетки халцедона размером 0,05-0,4 мм в ячейках мшанок, на обломках члеников криноидей, по контуру водорослевых чехлов; микро-тонкозернистое кремнистое вещество заполняет водорослевые чехлы, межформенное пространство. Степень окремнения изменяется: от 10-15% до 70-80%.
Менее проявляются вторичные процессы кальцитизации и стилолитизации.
Кальцитизация развита в две стадии - заполнение участков неровной, неправильной формы вторичными кристаллами кальцита более мелкими (размером 0,01-0,02 мм) в 1 стадии и более крупными кристаллами кальцита (размером до 0,3 мм) во 2 стадии; на некоторых глубинах отмечается заполнение порового пространства мозаичным кальцитом. Редко встречаются трещины толщиной 0,04-0,15 мм, заполненные вторичными кристаллами кальцита.
Породы плотные, нефтенасыщенность отсутствует.
Известняки органогенно-обломочные криноидно-мшанковые с тонко-микрозернистым цементом темно-серых, серых, светло-серых, коричневато-серых, коричневато-светло-серых, серовато-светло-коричневых оттенков массивной, волнисто-наклонно-слоистой (за счет стилолитовых швов и органогенного детрита ориентированного послойно) текстуры (рис. 3.6-3.9). Отмечается стилолитизация - субпараллельные стилолитовые швы зубчатого и столбчатого типов, с темными прослойками глинистого и органического вещества толщиной до 10 мм, придающие породе слоистость.
Микротекстура: стилолитовая - иногда наблюдается система субпараллельных и разветвляющихся стилолитовых швов и единичные зубчатые и столбчато-зубчатые стилолитовые швы с приуроченными к ним прослоями глинистого и органического вещества толщиной от 0,01 до 0,43 мм, редко содержащими терригенную примесь.
Структура пород органогенно-детритовая (от мелко до гигантодетритовой), микрозернистая, участками тонкозернистая (до мелкозернистой), микросгустковая, шламовая (реже).
В микрозернистой массе кальцита преобладают остатки скелетов (ячейки, веточки) мшанок (количество 50-60%), обломки члеников криноидей (количество 5-30%), известковые спикулы губок (иногда составляют до 15% биоты) поперечного и продольного сечений, встречаются обломки раковин и иглы брахиопод. Отмечаются единичные раковины и обломки раковин фораминифер, остракод, остатки тубифитов, обломки раковин пластинчато-жаберных моллюсков, комки синезеленых водорослей, остатки микрокодий, кремнистые спикулы губок поперечного и продольного сечений (редко количество их до 30%) биоты), остатки багряных, чехлы зеленых водорослей, обломки кораллов, комки пелитоморфного кальцита, иглы морских ежей, неясный органогенный детрит и шлам (табл. 3.3).
Обстановки образования ассельско-сакмарских отложений
В органогенно-обломочных породах по доминирующему в них видовому составу обломков выделены две основные группы: криноидно-мшанковые и фораминиферово-водорослевые разности. В количественном соотношении криноидно-мшанковые разности резко преобладают над фораминиферово-водорослевыми. По структуре цементирующей массы криноидно-мшанковые известняки также более разнообразны. В них встречаются разности с яснокристаллическим, с микрозернистым и со смешанным яснокристаллическим и микрозернистым карбонатным (кальцитовим) цементом. В известняках же фораминиферово-водорослевых отмечается только яснокристаллический цемент.
Органогенно-обломочные криноидно-мшанковые известняки встречаются как в более мощных толщах, перекрывающих биогермные отложения, так и в отдельных прослоях в толщах биогермных пород, а также в толщах чередования с микрокомковато-сгустковыми разностями пород. Подобные известняки распространены повсеместно на исследуемой территории.
Мшанки наряду с криноидеями были поставщиками огромного количества детрита. В криноидно-мшанковых известняках отмечается практически полное отсутствие либо незначительное содержание другой биоты. Следовательно, для образования таких разностей поступал детрит преимущественно двух различных источников сноса - из мшанковых биогермов и криноидных зарослей. Причем мшанковый биогерм, по-видимому, расположен достаточно близко, что подтверждается плохой сортировкой обломков и достаточно хорошей сохранностью отдельных веточек мшанок (рис. 4.1). Криноидеи обладают способностью после смерти легко распадаться на членики, устойчивые к механическим повреждениям и в то же время легко транспортируемые. Это приводит к тому, что места их скопления определяются в значительной степени рельефом дна и динамикой придонного слоя воды (Королюк, 1985).
Перекрывающие отложения разрезов представлены толщами органогенно-обломочных криноидно-мшанковых известняков мощностью до 34 и более метров с неоднородным микрозернистым и яснокристаллическим цементом и однородным микрозернистым цементом. Последний начинает постепенно увеличивать свою концентрацию в вышезалегающих отложениях, переходя в микрозернистый известняк с подчиненным количеством биоты (до 50%). Этот темно-серый, богатый глинистым пелитоморфным веществом микрозернистый известняк, частично окремненный, содержащий помимо характерного для пород детрита спикулы губок (рис. 4.2), образовывался, вероятно, в обстановках относительно глубоководных. Эти фации образовались на самом краю органогенной постройки за счет пелагических организмов и тонкого детрита, принесенного с соседних мелководных участков. Глубины могут достигать 200-300 м - в общем, ниже базиса действия волн и вблизи самого уровня окисления.
Органогенно-обломочные породы с микрозернистым и вторичным (?) спаритовым цементом характерны для фаций подводного склона органогенных построек. Подводный склон, как правило, расположен в зоне кислородного насыщения воды, как выше, так и ниже базиса действия волн.
Осадочный обломочный материал отлагается на наклонной плоскости по мере роста карбонатной постройки с крутизной до 30.
Среди поставщиков детрита в фораминиферово-водорослевых органогенно-обломочных известняках преобладают зеленые водоросли, которые обитали на мелководных участках, вероятно, под защитой рифовых гребней. Их роль в накоплении массы осадков невелика по сравнению с обломочными криноидно-мшанковыми и разнообразными биогермными породами.
Фораминиферово-водорослевые и криноидно-мшанковые органогенно-обломочные известняки с яснокристаллическим цементом спорадически встречаются среди толщ биогермных пород. Эти осадки образовывались в условиях постоянного действия волн или течений, так что микритовая илистая масса постоянно вымывалась. Породы образуют отмели. Подобные формы песков локализуются в интервале глубин 5-10 м до отметок значительно выше уровня моря. Большие количества чистого песка вымываются и отлагаются волнениями, приливно-отливными или вдольбереговыми течениями, имеющими скорость около 0,2-0,5 м/с. Соленость - нормальная морская, это является результатом хорошей циркуляции. Присутствуют немногочисленные местные организмы, что является результатом существования подвижного субстрата. Среда аэрированная, насыщена кислородом, но из-за подвижности субстрата неблагоприятна для обитания многих морских организмов.
Известняки микрокомковато-сгустковые водорослевые с органогенным детритом представляют собой водорослевый цианобактериальный субстрат, содержащий в некотором количестве органогенный детрит (10-50%). Фотосинтезирующие и известьвыделяющие цианобактерии - синезеленые водоросли. Представители синезеленых водорослей, за редкими малоизученными исключениями, нуждаются в солнечном свете (Маслов, 1973). Они широко развиваются на влажных почвах, прибрежных скалах, увлажняющихся только брызгами прибоя и часто обсыхающих. В водоемах синезеленые водоросли обычно расположены на незначительных глубинах, и с глубиной количество их уменьшается (Основы палеонтологии, 1963). В пресных водоемах они произрастают на незначительных глубинах, а в морях - в области литорали и су б литорали (до глубины 60 м).
В работе выделено два типа микрокомковато-сгустковых известняков, резко различающихся по их коллекторским свойствам. Различие в интенсивности роста водорослей, уменьшающегося к осени, отражается на морфологии годичного известкового слоя (карбонатной пленочки). В течение весеннего и летнего сезонов, когда водоросли усиленно развиваются и их сплетения мешают равномерному отложению карбоната в колонии, образуется известковый слой с пористым строением. Обычно он насыщен ОВ, так как содержит остатки водорослей и является, собственно, самой фоссилизированной водорослевой колонии.
Над этим, как правило, наиболее мощным слоем находится слой однородного плотного карбоната, кристаллы которого в несколько раз крупнее, чем в предыдущем слое, и чаще почти не окрашены. В некоторых случаях скопление однородных зерен карбоната образует очень тонкую, еле заметную плотную пленочку, разграничивающую пористые слои (Основы палеонтологии, 1963).
Образование таких слоев обычно связывают с замедлением роста водорослей, которое может произойти не только вследствие наступления холодов, но и в том случае, если известковые корни остаются длительное время без воды, например при понижении ее уровня в водоеме в результате наступления засушливого сезона.
Микрокомковато-сгустковые водорослевые известняки часто отмечаются в отложениях, подстилающих органогенные постройки.
По структуре известняки детритово-полифитные представляют полифитную сетчатую, «войлочную» водорослевую массу, в процессе осаждения, по-видимому, улавливающую детрит, представленный преимущественно обломками члеников криноидей и раковинами фораминифер. Детритово-полифитные известняки распространены далеко не повсеместно, резко доминируя на северо-востоке исследуемой территории и, скорее всего, образуют линейные или изометричные холмистые формы аккумуляции, которые имеют видимую мощность 0,9-23,8 метра. Они развиваются, по-видимому, в пределах относительного мелководья (Рифогенные постройки в палеозое России, 1997). При развитии такого карбонатного холма или бескаркасной постройки на небольших глубинах, в пределах зоны дневного света, их вершины могут достигать базиса действия волн, и на них могут развиваться органогенные постройки. Так, на северо-востоке района исследований после толщи подобных отложений отмечается развитие палеоаплизиново-микрокодиевой органогенной постройки.
Можно отметить, что во многих случаях даже развитие отдельных рифов начинается с образования иловых холмов и других бескаркасных построек, а затем сменяется появлением каркасных образований (Краснов и др., 1986).
Детально исследовались биогермные известняки с точки зрения их биоценозов и сукцессии (последовательной смены биоценозов в биогерме).
Для рассмотренных отложений характерны биогермы с биоценозом, представленным как одной какой-либо группой организмов, так и биогермы с более сложным внутренним устройством.
Выделено 4 вида биоценозов: палеоаплизиновый, микрокодиевый, водорослевый и тубифитовый; последний наблюдался в разрезах лишь двух скважин. Палеоаплизины, тубифитесы и микрокодии сознательно выделены из водорослевого биоценоза, во-первых, поскольку их таксономическая принадлежность до сих пор достоверно не установлена, и, во-вторых, в виду того, что данные типы пород обладают характерными структурными и текстурными особенностями, позволяющими отделить их в обособленные группы.
Строение и характеристика природного резервуара
Для правильной геометризации залежи и организации оптимальной системы разработки необходимо создание адекватной модели природного резервуара, с учетом его строения и коллекторских свойств в разных его частях.
По сути дела ассельско-сакмарский резервуар северной части Колвинского мегавала представлен двумя фациальными типами отложений -крайне мелководным биостромным массивом в центральной и северной частях исследуемого района и обрамлявшими его мелководными образованиями склонов отмели. Учитывая однотипный набор пород и в целом близкие средние значения пористости отдельных их типов, априори можно было бы предполагать и близкие характеристики резервуара разных фациальных зон. Вместе с тем, разные количественные соотношения в распространенности отдельных типов пород создают и определенные различия в характеристиках резервуара в зонах развития различных фаций.
Диапазон значений величин пористости в отложениях двух основных фациальных типов в общем однотипен (0,04-28,83% в зоне биостромного массива и 0,19-26,23% в окружающих его фациях). Вместе с тем уже средние значения пористости в зоне биостромного массива - 12,08% (1509 определений) несколько выше, чем в его обрамлении - 11,30% (727 определений). Важно при этом, что меняется структура порового пространства, хотя абсолютные цифры различий кажутся незначительными. Еще более заметна разница проницаемости. В зоне биостромного массива ее максимальные значения по отдельным скважинам составляют 410 - 1254 мД, а в обрамляющих отложениях - 141 - 299 мД.
Гистограммы распределения пористости двух фациальных зон отражают отмеченный широкий диапазон значений, полимодальный и в первом приближении близкий друг другу (рис. 6.1).
Вместе с тем в пределах биостромного массива несколько меньше пород с пористостью менее 4% - примерно 17% против 20% в обрамляющих отложениях. Одновременно здесь чаще встречаются высокопористые (более 20%) породы - также 20 против 17%.
Важно также, что модальный интервал в зоне биостромного массива находится в пределах 12 - 16%, а в обрамляющих отложениях - 8 - 12%.
Подобное увеличение пористости ведет к существенному повышению проницаемости - важнейшего показателя, определяющего фильтрацию, а, соответственно, дебиты и коэффициенты извлечения.
Тенденции изменения коллекторских свойств в разрезах двух фациальных зон принципиально однотипны, но различаются по количественным показателям.
В обрамляющих биостромный массив отложениях склона отмели породы, слагающие не менее 30-40% нижней части разреза, имеют пористость менее 5%. Выше пористость ступенчато повышается до 5-15 и далее до 15-25%. Завершают разрез отложения с пористостью вновь менее 5% (рис. 4.4).
В пределах биостромного массива в большинстве разрезов тенденция изменения пористости аналогична (рис. 4.14-4.16). Породы нижних интервалов характеризуются относительно низкими значениями, но они выше, чем в предыдущем случае и составляют 5-10%. Выше они либо ступенчато, либо сразу возрастают до 10-20% и более 20%. В ряде случаев относительно высокие значения ( 10%) распространены практически по всему разрезу.
Несколько различный характер изменения пористости по разрезам биостромного массива связан, видимо, с тем, что слагающие его отдельные биостромы построены разными организмами. Напомним, что максимальными показателями фильтрационно-емкостных свойств обладают палеоаплизиновые известняки, в то время как тубифитовые - минимальными среди всех типов пород-коллекторов.
Распространенные по всей территории в кровле ассельско-сакмарских отложений низкопористые породы являются, видимо, «ложной покрышкой» данного резервуара.
В итоге намечается несколько различное строение резервуара в пределах этих фациальных зон (рис. 6.2). В пределах биостромного массива оно относительно однородно, т. е. высокопористые породы (Кп 10%) слагают практически весь разрез, а низкопористые (и низкопроницаемые) прослои либо отсутствуют, либо редки и маломощны и практически не влияют на вертикальную фильтрацию. При этом, как отмечено выше, велика доля пород с пористостью более 20%.
В обрамляющих отложениях разрез в существенно большей степени дифференцирован, пласты с различным значением коэффициентов пористости чередуются между собой. При этом возрастает количество и мощность пластов с пористостью менее 10%. Подобное строение несколько ограничивает (но не прекращает!) вертикальное перемещение флюидов; при этом относительно возрастает латеральная фильтрация.
Таким образом, в пределах северной части Колвинского мегавала развит достаточно редкий, точнее редко определяемый резервуар биостромного типа. Дело в том, что рифовая природа карбонатных тел, кроме литологических и фаунистических показателей устанавливается по морфологии - наличию холмовидного массива, в то время как биостромы не выражены в рельефе и мощностях. Их идентификация возможна при, если не 100 процентном, то весьма значительном выносе керна и детальных литологических исследованиях. Вместе с тем можно говорить, что для резервуаров подобного биостромного типа имеется ряд общих черт, отличающих их от синхронных вмещающих отложений иного фациального облика. Здесь, во-первых, как правило, развиты породы с более высокими значениями коллекторских параметров и, во-вторых, вертикальный разрез более однородный, резервуар приобретает черты массивного.
Похожие диссертации на Литология и природные резервуары нижнепермских карбонатных отложений северной части Колвинского мегавала
