Условия формирования нефтегазоносных отложений васюганской свиты северо-восточной части широтного Приобья Горбунова Анна Олеговна

Содержание к диссертации

Введение

ГЛАВА 1. Геологическое строение и нефтегазоносность васюганской свиты в северо-восточной части широтного приобья 9

1.1. Стратиграфическая характеристика изучаемых отложений 9

1.2. Тектоническое строение 25

1.3. История геологического развития 29

1.4. Нефтегазоносность 37

ГЛАВА 2. Изученность отложений васюганской свиты в северо-восточной части широтного приобья 40

2.1. Геолого-геофизич еская изученность 40

2.2. История развития представлений о структурно-фациальной модели строения изучаемых отложений . 41

ГЛАВА 3. Литологическая характеристика отложений 52

3.1. Общая характеристика строения отложений 52

3.1.1. Основные сейсмостратиграфические комплексы 52

3.1.2. Характеристика отложений по описанию керна опорных скважин 54

3.1.3. Характеристика отложений васюганской свиты по данным ГИС

3.2. Литологические типы пород горизонта Ю1 васюганской свиты 76

3.3. Вещественный состав пород-коллекторов горизонта Ю1 васюганской свиты 92

3.2. Вторичные преобразования песчаных пород-коллекторов 97

3.4.1. Основные типы вторичных преобразований 97

3.4.2. Стадийность вторичных преобразований 106

ГЛАВА 4. Фациальное характеристика и условия формирования отложений васюганской свиты 110

4.1. Фациальное строение отложений 110

4.2. Седиментологическая модель и этапы формирования отложений 135

ГЛАВА 5. Закономерности строения и распространения пород коллекторов в отложениях васюганской свиты 149

5.1. Общая характеристика коллекторских свойств отложений 149

5.2. Влияние седиментационных и постседиментационных факторов на формирование ФЕС пород-коллекторов. 153

5.3. Прогноз зон развития пород-коллекторов 160

Заключение 164

Список литературы:

• История геологического развития
• История развития представлений о структурно-фациальной модели строения изучаемых отложений
• Литологические типы пород горизонта Ю1 васюганской свиты
• Седиментологическая модель и этапы формирования отложений

Введение к работе

Актуальность проблемы. Отложения васюганской свиты широко распространены на территории Западно-Сибирского бассейна. Среди этих толщ наибольший интерес с точки зрения нефтегазоносности представляют верхнеюрские отложения горизонта Ю₁, отличающиеся продуктивностью. Высокая степень изученности территорий с развитием типовых («классических») разрезов васюганской свиты не позволяет ожидать открытия на этих площадях значительного числа новых средних и крупных нефтегазовых месторождений. В связи с этим особый интерес вызывает исследование неосвоенных районов, прилегающих к областям, отличающихся большим числом уже выявленных залежей углеводородов (УВ).

В регионе Широтного Приобья длительная разработка продуктивного пласта Ю₁ на ряде месторождений привела к снижению добычи углеводородного сырья, связанному с ухудшением структуры извлекаемых запасов. В настоящее время еще до конца не определены все литолого-минералогические параметры рассматриваемых пород-коллекторов, особенности их пустотного пространства, а также окончательно не завершена оценка степени влияния седиментационных процессов и вторичных преобразований на формирование фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) песчаных пород. Для выявления всех характеристик природных резервуаров, размещения зон улучшенных песчаных пород-коллекторов и создания высококачественных геолого-геофизических моделей строения келловей-оксфордских отложений необходимо восстановление условий их формирования. Для продуктивного пласта Ю₁ васюганской свиты, отличающегося значительной фациальной изменчивостью как по вертикали, так и по латерали, ранее были выполнены многочисленные седиментологические реконструкции, разработанные, в основном, на примере отдельных месторождений или их частей. Сейчас для ряда перспективных районов возникла острая необходимость в создании единой концептуальной модели осадконакопления верхнеюрских нефтеносных отложений, отражающей развитие крупных фациальных комплексов. В связи с этим исследования, направленные на получение новых данных о закономерностях формирования васюганской свиты с созданием широкоплощадных детальных палеофациальных схем, безусловно, являются актуальными.

Цель работы. Основной целью проведенного исследования являлось восстановление условий формирования отложений васюганской свиты в северо-восточной части Широтного Приобья с последующим выявлением зон размещения улучшенных песчаных пород-коллекторов.

Задачи исследований. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

- изучение особенностей литологического строения рассматриваемых отложений по керновому материалу скважин с детальным описанием пород и анализом первичных текстур осадков;

- проведение литолого-стратиграфического расчленения и послойной
корреляции разрезов скважин по данным керна и ГИС;

выделение основных литологических типов пород и выявление их парагенетических ассоциаций;

определение вещественного состава пород по шлифам, а также с помощью прецизионных методов лабораторных исследований;

выявление особенностей постседиментационных преобразований песчаных пород с оценкой их влияния на формирование фильтрационно-емкостных свойств рассматриваемых коллекторов;

определение основных фациальных типов осадков, их изменчивости по вертикали и латерали с учетом интерпретаций сейсмических и скважинных данных;

- реконструкция обстановок осадконакопления и построение
седиментологической модели формирования исследуемых отложений;

- обоснование генезиса отложений горизонта Ю₁ васюганской свиты с
выделением зон размещения улучшенных песчаных пород-коллекторов.

Фактический материал. Работа основана на результатах детального комплексного изучения керна 62 скважин северо-восточной части Широтного Приобья (месторождения: Грибное, Ватьеганское, Равенское, Кустовое, Ново-Ортьягунское, Южно-Ягунское, Яркое, Тевлинско-Русскинское, Северо-Кочевское, Повховское, Западно-Котухтинское и другие). Исследования керна производилось при участии автора в составе большого рабочего коллектива ЗАО «МиМГО» и ФГУПНПП «Геологоразведка». В ходе исследований было описано около 950 погонных метров кернового материала рассматриваемых толщ, отобрано и сфотографировано около 3000 образцов пород, изучено порядка 150 шлифов. Специально отобранная коллекция проб анализировалась рентгенофазовым методом, был проведен гранулометрический анализ. В работе использованы данные лабораторных исследований, полученные ранее (более 1000 определений), и материалы геофизических исследований по 1000 скважин (ГИС), расположенных в пределах рассматриваемого района.

Личный вклад автора. При участии автора проделаны все ступени комплексной работы – от описания керна скважин и отбора образцов до интерпретации результатов. Лично автором проведен сбор, систематизация, документация существующей литологической информации, а также результатов лабораторных исследований по изучаемым месторождениям. Выполнена интегрированная интерпретация геолого-геофизических данных, анализ литологического строения толщ по разрезам с построением фациальных карт, реконструкция этапов формирования рассматриваемых пород васюганской свиты, создана концептуальная седиментологическая модель формирования отложений.

Методы исследований и последовательность работ. Одним из основных методов проведенного исследования был литолого-фациальный анализ, предполагающий детальное изучение строения отложений. В результате анализа кернового материала выделялись литологические типы

пород, их парагенезы, что послужило основой для определения фациального состава толщ. В результате проведенно литолого-фациального анализа были установлены основные фациальные типы отложений и обстановки осадконакопления, что обусловило построение концептуальной седиментологической модели и фациальных карт.

Научная новизна:

на основе установленной фациальной принадлежности изучаемых толщ впервые построены поэтапные литолого-фациальные карты рассматриваемой территории на конец васюганского времени, объединяющие целый ряд месторождений и разведочных площадей;

определено развитие накоплений песчаных покровов в кровельной части изучаемых толщ, формировавшихся при перемыве подводно-дельтовых наносов и постепенном распространении морской трансгрессии;

проведено выделение двух крупных седиментационных циклов в строении рассматриваемых толщ, связанных со сменой регрессивных условий осадконакопления трансгрессивными;

по особенностям литологического строения толщ, выделяемых ассоциаций фациальных типов осадков и их изменчивости во времени и на площади предложена единая схема корреляции исследуемых отложений;

- определена взаимосвязь воздействия седиментационных и
литогенетических процессов, обусловивших формирование коллекторских
свойств рассматриваемых пород;

- впервые предложена единая концептуальная модель формирования
изучаемых толщ, основанная на результатах детального литологического
изучения строения отложений, а также анализе данных ГИС и интерпретации
сейсмических данных.

Практическая значимость работы. В соответствии с созданной концептуальной седиментологической моделью даны рекомендации для дальнейших геологоразведочных работ на территории разрабатываемых и разведуемых месторождений. Составленные фациальные карты и выявленные закономерности изменчивости толщ используются в ЗАО «МиМГО» и ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» при проведении работ по интерпретации скважинных и сейсмических данных для повышения надежности и достоверности прогнозных рекомендаций. Результаты работ позволили установить алгоритмы и скорректировать методики прогноза ФЕС в зависимости от выделенных литотипов и этапов осадконакопления отложений продуктивного пласта Ю₁¹.

Защищаемые научные положения:

1. В отложениях васюганской свиты на территории исследований выделено пятнадцать основных фациальных типов осадков, сформировавшихся в условиях дельтовой наземной равнины, авандельтовых и межавандельтовых областей побережья (взморья), песчаных покровов, удаленных участков прибрежного, а также открытого мелководья.

2. Осадконакопление происходило поэтапно и определялось двумя режимами седиментации, действующими в обстановке морского побережья.

Сначала отложения накапливались в регрессивных условиях при активном развитии флювиальных процессов, обусловивших устойчивую проградацию авандельты с юго-востока и востока на северо-запад. Затем постепенное наступление морской трансгрессии сказалось на усилении волновой деятельности, что привело к образованию песчаных покровов.

3. ФЕС пород-коллекторов определили: флювиальный и волновой генезис осадков, обеспечивших накопление средне- и мелкозернистых песчаных отложений; особенности петрофонда терригенного материала, обусловившие только кластерное (очаговое) развитие кварцевого регенерационного цемента; действие гравитационной коррозии, сопровождающейся образованием вторичных пустот из-за растворения неустойчивых компонентов (в основном полевых шпатов) и широкой аутигенной каолинитизацией. Улучшенными ФЕС характеризуются отложения песчаных покровов, прирусловых валов и русел рукавов верхней части фронта дельты рассматриваемых толщ, коллекторские свойства которых формировались при взаимосвязанном влиянии как седиментационных, так и постседиментационных процессов.

4. По площадному развитию песчаных покровов, прирусловых валов и русел рукавов верхней части фронта дельты, отличающихся улучшенными значениями ФЕС, юго-западные и северо-восточные участки склонов Когалымского поднятия Сургутского свода, а также зоны центральной части Пякупурского прогиба представляются наиболее перспективными для выявления залежей УВ среди неосвоенных районов.

Апробация работы и публикации. Результаты исследований докладывались на международных и российских конференциях и совещаниях: XVIII научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала Ханты-Мансийского автономного округа - Югры» (2014 г.), 8-ом Всероссийском литологическом совещании «Эволюция осадочных процессов в истории Земли» (2015 г.). Основные результаты работ обсуждались на научно-технических советах ЗАО «МиМГО им В.А. Двуреченского», ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь».

Полученные данные, основные защищаемые положения и выводы изложены в 5 публикациях. Среди них 3 статьи в журналах из списка ВАК, 1 статья в сборнике материалов литологического совещания, 1 работа напечатана в виде тезисов конференции.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 178 страниц текста, состоит из 5 глав, введения и заключения. Работа иллюстрирована 73 рисунками и включает 17 таблиц. Список использованной литературы насчитывает 134 наименований.

История геологического развития

На территории Сургутского и Вартовского НГР баженовский горизонт соответствует баженовской свите (J3v- K1br). Морские относительно глубоководные отложения баженовской свиты согласно залегают на нижележащих породах георгиевской свиты и представлены глинисто-кремнистыми породами с тонкими прослоями известняков. Для отложений свиты характерен рассеянный глауконит и пирит в виде кристаллов и псевдоморфоз по органическим остаткам. В северо-западной части рассматриваемой территории широкое распространение имеет так называемый «аномальный разрез» баженовской свиты (АРБ), характеризующийся присутствием пачек алевролито-песчаных пород светло-серых и серых, очень крепких, слюдистых, средне-, мелкозернистых, преимущественно с глинисто-известковисто-сидеритовым цементом базального типа, с редкими намывами растительного детрита. С этими отложениями связана нефтеносность пластов Ю0-Ач. Породы баженовской свиты являются одним из самых выдержанных литологических и стратиграфических корреляционных реперов, имеют повсеместное распространение.

Отложения баженовской свиты обогащены фаунистическими остатками аммонитов, белемнитов, двустворок, фораминифер: Dorsoplanites spp., Simobelus (Simobelus) sp., Lagonibelus (Lagonibelus) sp., Buchia spp., Ammodiscus veteranus и др.

Отложения баженовской свиты являются надежным репером и служат региональной покрышкой продуктивного горизонта Ю1. На каротажных диаграммах кровля баженовской свиты уверенно выделяется по верхним «баженитам» с аномально высокими показателями естественной радиоактивности и удельных электрических сопротивлений. С кровлей баженовской свиты, связан опорный отражающий горизонт «Б». Мощность «нормального» разреза баженовской свиты составляет 20-30 м, «аномального»: от 10 м до 100 м. Из-за своеобразного литологического состава свита является региональным стратиграфическим и сейсмическим репером, с ней связан опорный отражающий горизонт «Б».

Меловая система (K)

Отложения меловой системы представлены нижним и верхним отделами, распространены повсеместно и залегают согласно на нижележащих юрских отложениях. Общая мощность меловых отложений колеблется от 1900 до 1950 м. Нижний отдел Отложения нижнемеловой системы представлены куломзинским (K1b-K1v1) , тарским (K1v1), аганским (K1v1-K1v2), усть-балыкским (K1v2-K1h1), черкашинским (K1h1-K1br) и алымским (K1a1) горизонтами. В рамках рассматриваемого стратиграфического интервала (берриасский, валанжинский, готеривский, бареммский ярусы и низы аптского яруса, К1b-K1a1), разрезы изучаемых районов имеют наибольшую степень отличия друг от друга. Это связано как с тектоническими, так и с палеогеографическими особенностями развития Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в берриас-барремское время.

Нижнемеловые отложения в Сургутском НГР рассматриваемые горизонты включают осадочные образования сортымской, усть-балыкской, сангопайской, алымской и низов покурской свит.

Отложения сортымской свиты (K1b-v) объединяют куломзинский (K1b-K1v1) , тарский (K1v1) и аганский (K1v1-K1v2) горизонты. Отложения нижней части сортымской свиты (K1b-v) представлены глинами с подчинёнными прослоями песчаников и алевролитов, объединённых в ачимовскую толщу. Накопление осадков этой толщи происходило в условиях эпиконтинентального моря на его склонах. Мощность ачимовских отложений – до 165 м. Перекрываются отложения ачимовской песчаной толщи аргиллитоподобными глинами.

Верхняя часть отложений сортымской и усть-балыкской свиты (усть-балыкский горизонт (K1v2-K1h1)) сложены прибрежно-морскими осадками и представляют собой толщу частого, неравномерного переслаивания песчаников, светло-серых, иногда коричневатых, средне- и мелкозернистых, алевролитов светло- и темно-серых, аргиллитов темно-серых, а также их переходных разностей. В составе этой толщи выделяются промышленно нефтеносные пласты БС10 – БС11.В разрезе отложений сортымской и усть-балыкской свит выделяются глинистые пачки (савуйская, чеускинская, сармановская, пимская), которые служат покрышкой для групп пластов БС.

Мощности отложений сортымской и усть-балыкской свит, соответственно, составляют 300-500 м и 240-280 м.

Отложения сангопайской свиты (черкашинский горизонт (К1h-br)) представлены субконтинентальной толщей пород песчано-алевритового состава и охватывают группу пластов АС4 – АС12. В составе свиты выделяются две подсвиты. В верхах нижней подсвиты выделяется быстринская глинистая пачка, по кровле которой условно проведена граница раздела между готеривским и барремским ярусами и которая служит покрышкой для группы пластов АС7-12. Мощность отложений свиты 170-190м. Отложения алымской свиты (алымский горизонт (К1a)) перекрывают осадки сангопайской свиты и подразделяются на две подсвиты. Нижняя подсвита в Сургутском НГР разделяется на две пачки, нижняя из которых сложена аргиллитоподобными глинами, темно-серыми до серых, тонкоотмученными до алевритовых, с редкими прослоями глинистых алевролитов, а верхняя пачка – аналогичными глинами, только с мелкими линзами, гнездами и прослоями алевролитов (пласты АС1 – АС3) и глинистых известняков. В Вартовском НГР нижняя подсвита представлена тонким линзовидным переслаиванием глин, песков и алевролитов («рябчик»), реже однородные песчаники и алевролиты (пласт АВ1). Верхняя подсвита в обоих НГР представлена двумя пачками. Нижняя пачка сложена глинами аргиллитоподобными темно-серыми, тонкоотмученными, однородными, иногда слабо битуминозными, с редкими прослоями алевролитов и глинистых известняков. Верхняя пачка представлена аналогичными глинами с частыми тонкими прослоями алевролитов серых и редко песчаников.

По всему разрезу алымской свиты встречены единичные фораминиферы. Мощность отложений алымской свиты 85-105 м. В основании отложений верхней подсвиты алымской свиты залегает маркирующий горизонт – глинистая кошайская пачка, к которой приурочен отражающий сейсмический горизонт "М".

Нижнемеловой разрез Вартовского НГР расчленяется на мегионскую, ванденскую, алымскую, покурскую свиты.

Отложения мегионской свиты (K1b-v) объединяют куломзинский (K1b-K1v1) , тарский (K1v1) и аганский (K1v1-K1v2) горизонты. Мегионская свита сложена мелководно-морскими глинами с прослоями песчаников и алевролитов. В основании свиты залегает ачимовская толща, сложенная песчано-алевритовыми пластами, индексируемыми как Ач1, Ач2 и Ач3, Ач4. Верхняя часть свиты характеризуется наличием ритмично чередующихся песчано-алевритовых пластов БВ8-БВ10 с глинистыми пачками.

Мощность свиты изменяется в пределах 270-280 м.

Ванденская свита (усть-балыкский и черкашинский горизонты (К1v-br)) представлена неравномерно чередующимися пластами песчаников, песков, алевролитов и глин прибрежно-морского и континентального генезиса. Это светло-серые и зеленовато-серые средне- и мелкозернистые песчаники и алевролиты на глинистом и глинисто-карбонатном цементе, бурые, зеленые, красно-коричневые и пестроцветные (вверху) глины, нередко комковатые. Породы содержат многочисленные углефицированные остатки растений. В верхней части свиты фиксируются почвенные слои. Разрез свиты включает пласты песчаников группы АВ1-АВ8 и БВ0-БВ7, в нижней части выделяется две пачки глин – покачевская (над пластом БВ0) и урьевская (над пластом БВ6).

Общая мощность ее изменяется от 480 до 550 м.

Алымская свита (алымксий горизонт (К1a1)) уверенно выделяется в разрезе нижнего мела и является хорошим маркирующим горизонтом. По особенностям разреза она разделяется на две подсвиты. Нижняя подсвита слагается преимущественно песчаниками и алевролитами и глинами (горизонт АВ1). С востока на запад происходит постепенное замещение песчаных пластов алеврито-песчаными и алевролито-глинистыми разностями. Верхняя подсвита, состоящая из двух пачек, представлена тонкими, иногда слабоалевритовыми глинами с редкими прослоями алевролитов. Она является региональной покрышкой для проницаемых толщ неокома.

История развития представлений о структурно-фациальной модели строения изучаемых отложений

В раннем тоаре произошло повышение уровня моря и одна из самых крупных в ранней и средней юре трансгрессия. Лишь высокое положение суши на юге Западной Сибири ограничило продвижение моря в южном направлении. Территория представляла собой зону переходного осадконакопления, равнину, временно залившуюся морем, развиты глинистые осадки тогурской свиты, их формирование происходило в бассейновых условиях с очень спокойным гидродинамическим режимом. Это были преимущественно пресноводные озера, зарастающие водоемы, болота. В южном направлении они сменялись аллювиальными отложениями, в которых песчаная составляющая значительно увеличивалась. В конце раннего тоара и во второй половине тоарского и ааленского веков вновь началась регрессия, что привело к некоторому обмелению и опреснению морского бассейна, сокращению площади озерной седиментации.

В байосский век происходило дальнейшее расширение областей аккумуляции за счет сокращения внутренних областей денудации в результате их разрушения и погружения. Кратковременные понижения и повышения уровня моря и связанные с ними регрессия и трансгрессия в начале и в конце века не оказали существенного влияния на положение палеогеографических областей. В байосе завершилось перемещение области интенсивного прогибания с восточной и юго-восточной частей геосинеклизы в западную часть бассейна. Произошедшее во второй половине байоса повышение уровня моря преобладали озерные, болотные, речные и дельтовые ландшафты. Отложения этого возраста представлены глинистыми алевролитами, аргиллитами с остатками наземной флоры и мощными пластами углей среднетюменской подсвиты. Повсеместные процессы торфообразования неоднократно прерывались ингрессиями морских вод.

В батский век прогибание Западно-Сибирской геосинеклизы продолжалось. В процесс аккумуляции была вовлечена большая ее часть. Положение зон морской седиментации оставалось почти в прежних границах, но значительно увеличились периоды морских ингрессий. Пенепленизация рельефа в областях денудации и поступление в бассейн существенно-глинистого осадочного материала привели к формированию на огромной территории однотипных глинисто-алевритовых осадков верхнетюменской подсвиты. Выравнивание рельефа привело к формированию в пределах низменных аккумулятивных равнин аллювиальных систем меандрирущего типа. Продолжались, но уменьшились по масштабам процессы торфонакопления. Батские отложения формировались в условиях постепенной, но неравномерной трансгрессии, которая отчетливо фиксируется в разрезах верхней части верхнетюменской подсвиты на территории современного Широтного Приобья (Мкртчян, 2005).

Начавшаяся в конце позднего бата обширная трансгрессия моря достигла максимума в келловее. Морской режим седиментации установился на большей части Западно-Сибирского седиментационного бассейна. В пределах изучаемой территории на востоке располагалась зона мелкого моря, западнее переходя в более глубоководные отложения, формировались преимущественно глинистые и алевритовые осадки нижневасюганской подсвиты. Трансгрессивный базальный пласт Ю20 прослеживается практически на всей территории, в алевролитах с глауконитом и оолитами встречаются многочисленные остатки морских двустворок, фораминифер.

Отличительными чертами географии оксфордского века являлось расширение области морского осадконакопления, несмотря на обмеление моря. В южной и центральной частях Западной Сибири климат был семиаридный, а на севере региона господствовали гумидные условия (Шумилина, 2011, ф). На рубеже келловейского и оксфордского веков трансгрессия сменилась регрессией, достигшей максимума к концу раннего оксфорда, в конце раннего-начале среднего оксфорда регрессия сменилась трансгрессией. Для центральной части геосинеклизы с расположенными в ее пределах крупными поднятиями (Сургутский, Нижневартовский своды, и др.) и разделяющими их прогибами характерно многообразие седиментационных обстановок прибрежной части моря (дельты, авандельты, бары, прибрежные болота и пр.) (Рис. 7). В этих обстановках накапливались глинисто-алеврито-песчаные осадки верхневасюганской подсвиты. В ее составе развиты песчаные пласты Ю13–4 и Ю11–2. Они сложены преимущественно разнозернистыми серыми песчаниками, разделенными глинистыми перемычками. Песчаные пласты и разделяющие их пласты аргиллитов не выдержаны по латерали и имеют сложное строение.

В конце позднего оксфорда началась новая самая крупная в юре длительная трансгрессия. Она ознаменовалась образованием маломощного, но хорошо выдержанного по площади и очень широко распространенного базального пласта Ю10 (барабинская пачка), представленного глауконититовыми глинисто-алевропесчаными биотурбированными породами с многочисленными остатками морской фауны. В волжском веке позднеюрская трансгрессия в Сибири достигла своего максимума. Морская акватория в волжское время заняла территорию большой части Западно-Сибирской геосинеклизы. Следующие особенности делали бассейн этого времени уникальным: бассейн продолжал интенсивно и ассимметрично прогибаться, центр прогибания был смещен на запад; преобладало биогенное осадконакопление. В осадках накапливались остатки фито- и зоопланктона. Наличие растворенных в морской воде соединений кальция и кремния, видимо, не было постоянным во времени. Как следствие, биологическая продуктивность кремний- и кальцийсодержащего фито- и зоопланктона менялась и, соответственно, менялся и состав осадков.

В начале берриасского времени в центральной части Западно-Сибирской равнины установился глубоководный режим осадконакопления. При этом от берриаса к готериву происходило постепенное увеличение глубин морского бассейна. В это же время началось активное заполнение прогибающегося бассейна терригенным материалом за счет активного сноса на территорию Западной Сибири преимущественно с востока и юго-востока. На этом фоне за счет неравномерного прогибания дна бассейна периодически происходили трансгрессии моря зонального и субрегионального уровня, в результате чего сформировались относительно небольшие по мощности (до 40 м) маркирующие глинистые пачки. Происходило проградационное наращивание склонов некомпенсированного бассейна осадконакопления путем постепенного его заполнения от периферии к центру. За счет этого берриас-барремский (неокомский) комплекс Западной Сибири имеет клиноформное строение, которое в настоящее время признаётся и обосновывается большинством исследователей (Гурари, 1994, Ежова, Цибульникова, 1989, Исаев, 2001; Мкртчян, Филина, 1985).

Формирование клиноформного комплекса отложений осуществлялось в различных палеографических обстановках: континентальной, прибрежно-морской, шельфовой, склоновой и глубоководно-морской. Каждая клиноформа имеет в своем составе «шельфовую» (ундаформную), склоновую (собственно клиноформную) и депрессионную (фондоформную) части. Поэтому части одного и того же пласта, сформированные в различных обстановках, залегают на разных глубинах и резко отличаются друг от друга как по литологическому составу, так и по морфологии. Пласты преимущественно песчаного состава, сформированные в глубоководно-морских условиях за счет сноса обломочного материала с шельфа по склонам, традиционно относят к «ачимовской» толще. Исходя из клиноформной модели неокомского комплекса, в направлении с востока на запад происходит постепенное омоложение разреза неокомского комплекса.

Литологические типы пород горизонта Ю1 васюганской свиты

Рассматриваемые в диссертационной работе месторождения, разрабатываемые в продуктивных пластах васюганской свиты, приурочены главным образом к Сургутскому и Вартовскому НГР, лишь на севере частично захватывая Ноябрьский НГР, на востоке – Вынгапуровский НГР (См. рис.2.).

Для изучаемых пород васюганской свиты характерна значительная латеральная и вертикальная изменчивость, которая прослеживается по месторождениям с запада на восток. В работе рассмотрены характерные особенности сейсмических разрезов и скважинных данных юрского продуктивного комплекса васюганской свиты для восточной, центральной и западной части района исследования отдельно. В связи с имеющимися проблемами изучения юрского комплекса, такими как, сложный характер распределения, а также сильная латеральная и вертикальная изменчивость ФЕС коллекторов, особое значение приобретает детальная, послойная корреляция разрезов скважин. Она позволяет в исследуемых интервалах разреза проследить одновозрастные продуктивные пласты и разделяющие их перемычки – флюидоупоры, и таким образом перейти от литологического расчленения разреза к иерархии природных резервуаров. Резервуарный подход, с одной стороны, позволяет наиболее корректно провести сейсмический прогноз распространения типов разреза с разными ФЕС коллекторов, с другой стороны, приблизиться к отображению геометрии залежей (Винниковский, 2001; Гаврилов, 2005; Славкин, Гаврилов, 2008; Гаврилов, 2011).

На северо-востоке Широтного Приобья на сейсмических разрезах уверенно прослеживаются основные опорные отражающие горизонты Г, М, Б, А, отождествляемые с границами регионально выдержанных сиквенс - стратиграфических мегакомплексов (Рис. 11) (Волков, 2013 ф). В составе нижнеюрских отложений выделено 3 региональных сиквенса, включающих пласты Ю12, Ю11, Ю10 и их глинистые покрышки. Глинистые пачки (ягельная, тогурская, радомская) над пластами отвечают трансгрессивным фазам развития бассейна седиментации, а песчаные пласты – регрессивным. Тоарская трансгрессия, является самой крупной в юре, возрастной диапазон выделенных в нижней юре сиквенсов составляет около 11 млн. лет (J1p – 5 млн. лет, J1t – 6 млн. лет). В составе средней юры выделяется трансгрессивная и регрессивная части: ааленский (пл. Ю7-9) – регрессивный циклит, байосский (пл. Ю5-6) – трансгрессивный циклит, батский (пл. Ю2-4) – регрессивный циклит. Трансгрессивная часть батского циклита связана с глобальной келловейской или келловей-оксфордской средне-раннеюрской трансгрессией, ее продолжительность около 6 млн. лет.

В поздней юре в региональном плане выделяется один циклит с позднеоксфордской регрессивной фазой (время накопления верхневасюганской подсвиты) и киммеридж-титонской трансгрессивной фазой, во время которой накапливались георгиевская и баженовская свиты. На временных разрезах в интервале верхнеюрских отложений выделяется несколько отражающих горизонтов (ОГ): ОГ Б, отождествляемый с баженовской свитой; ОГ Ю11, отождествляемый с кровлей пласта Ю11; ОГ Ю2, отождествляемый с пластом Ю2 тюменской свиты. Эти отражения на изучаемой площади субпараллельны (См. Рис. 11). Поскольку мощность отложений васюганской свиты не превышает 100-150 м, однозначно проследить по сейсмическим данным внутреннее ее деление не представляется возможным (Рис. 12).

Выделение сейсмостратиграфических комплексов на временном разрезе композитного профиля (юг изучаемой территории) (Волков, 2013 ф). Раннемеловые отложения представляют собой крупный трансгрессивно-регрессивный цикл осадконакопления, по сейсмическим данным заключенный между хорошо прослеживаемыми отражающими горизонтами «М» и «Б». Наряду с опорными отражающими границами, в осложнённом интервале неокомского комплекса довольно уверенно выделяются отражения, приуроченные к субрегиональным клиноформным комплексам, выделяемым в Широтном Приобье (См. Рис. 11). С ними связано наличие маркирующих глинистых пачек, являющихся субрегиональными покрышками. Внутри неокомских сейсмокомплексов выделяются дополнительные отражения, контролирующие клиноформные подкомплексы.

Характеристика отложений по описанию керна опорных скважин В рамках исследований описано около 950 погонных метра керна по изучаемому интервалу разреза васюганской свиты, охватывающему 62 скважины с керном (Рис. 12). Необходимо отметить, что охарактеризованность керном васюганской свиты крайне неравномерная, в основном большая часть имеющегося каменного материала относится к продуктивному пласту Ю11 верхневасюганской подсвиты. В качестве опорных для данных исследований было отобрано 22 разреза скважин, вскрывающих в том числе продуктивный пласт Ю11. Отобранные разрезы расположены таким образом, что охватывают всю территорию изучения. В центральной части опорные разрезы представлены керном Грибного, Ватьеганского, Равенского, Кустового, Ново-Ортьягунского, Южно-Ягунского и Яркого месторождений. На западе опорные разрезы характеризуют Тевлинско-Русскинское, и Северо-Кочевское месторождения, на востоке представлены в разрезах Повховского и Западно-Котухтинского месторождений.

Ниже приводится примеры литологических колонок и описания снизу вверх пяти из 22-х выбранных опорных разрезов, такие как: скважины Ватьеганская 191, Равенская 1, Равенская 12, Тевлинско-Русскинская 103, Тевлинско-Русскинская 108 (Рис. 14, Рис. 15, Рис. 16, Рис. 17, Рис. 18, Таблица 1, Таблица 2, Таблица 3, Таблица 4, Таблица 5). Детальная характеристика опорных разрезов с распределением литотипов пород и фаций будет представлено ниже в посвященных этому отдельных разделах.

Седиментологическая модель и этапы формирования отложений

Зерна кварца неправильные, угловатые и полуокатанные, с прямым, одномоментным (редко с волнистым и блоковым) погасанием, с чистой поверхностью или содержащие включения минералообразующей среды, реже минералов. Зерна без признаков регенерации, слабо регенерированы (прерывистые, тонкие каймы, местами пламеневидные) и с очаговым (кластерным) образованием регенерационного цемента. Содержание кварца в среднем составляет 35-45%, изменяясь в пределах от 21 до 100% в единичных образцах.

Полевые шпаты представлены таблитчатыми зернами КПШ и плагиоклазов. КПШ – микроклины и ортоклазы, угловато-окатанные и полуокатанные зерна таблитчатой формы, вторично пелитизированные. Плагиоклазы – полуокатанные обломки с полисинтетическим двойникованием по альбитовому закону, олигоклазового состава, вторично серицитизированные. Присутствуют и более основные, плагиоклазы альбитизированы пятнисто или по краям зерен. Встречаются преимущественно в разной степени измененные зерна (пелитизация, серицитизация, каолинитизация, карбонатизация), реже "чистые" не измененные вторичными процессами. Содержание ПШ от 23 до 60%, в среднем составляет 35-45%.

Слюды присутствуют в подчиненном количестве и составляют от 0,5 до 10%, при средних значениях порядка 3-4%. Чаще всего минералы слюд представлены редкими лейстами мусковита, хлорита и биотита. Биотитовые чешуйки разной степени преобразования. Единично отмечается относительно свежий биотит, с хорошо проявленным плеохроизмом, нормальной слюдистой интерференцией, относительно чистой поверхностью и неизмененной формой чешуй. Встречается биотит расщепленный, хлоритизированный, с рудными аутигенными вкраплениями – обесцвеченный, с резко пониженной интерференцией и потерей плеохроизма – от них «отходят» тонкие пленки аутигенного хлорита. ОВ ( 5%) представлено тонкими, волосовидными примазками по краям обломков, обильно импрегнированных окислами железа и пиритом (5%).

Обломки пород представлены вулканитами, метаморфическими и осадочными породами. Магматические породы представлены измененными обломками кислых эффузивов с афировой структурой, в составе которых прослеживается мельчайшие сростки кварца и ПШ, а также рудные минералы. Основная масса имеет микрофельзитовую структуру. Фиксируются единичные обломки эффузивов среднего-основного состава, с афировой структурой основной массы. Стекло основной массы полностью замещено хлоритом или рудными минералами. Отмечаются полностью хлоритизированные витрокласты. Среди обломков метаморфических пород наблюдаются полуокатанные кварциты с микрогранобластовой структурой, полуокатанные серицитовые, хлоритовые и глинистые сланцы с микролепидогранобластовой внутренней структурой. Отмечаются кварц-серицитовые обломки метасоматически измененных пород. Литокласты осадочных пород представлены обломками полимиктовых тонкодисперсных аргиллитов, а также обломками микрозернистых кварц-халцедоновых кремней. Литокласты часто изменены вторичными процессами, до частичной потери контуров обломков. Обломки пород составляют от 9 до 37%, в среднем около 18-23%.

В обломочной части встречаются единичные зерна минералов тяжелой фракции, представленные эпидотом, турмалином, цирконом, реже апатитом и сфеном.

Цемент в песчаных и алевролитовых породах неоднородный, его количество меняется от 5-20% до 50% в породах с порово-базальным карбонатным цементом. Тип цемента смешанный пленочно-поровый, поровый и за счет инкорпорации (обжатия и вдавливания), реже регенерационный полевошпатово-кварцевый. Цемент в песчаниках составляет от 5 до 35%, в среднем 15-20%. Цемент неоднородный, часто неравномерно распределенный, характерно наличие "сгруженности" за счет его неравномерного распределения. По составу цемент глинисто-карбонатный, карбонатно-глинистый и глинистый, местами карбонатный и регенерационный полевошпатово-кварцевый.

Глинистый цемент часто смешанный по составу гидрослюдистый, смешанный хлорит-каолинит-гидрослюдистый, иногда пигментированный коричневым битумом и пиритизирован, порово-пленочного типа. Выделяется ранний и поздний каолинитовый цемент порового типа, причем наиболее ранний присутствует в составе смешанного глинистого цемента, а поздние генерации уже структурируемые ассоциируют с регенерационным кварцем. Повсеместно в небольших количествах наблюдается черный аморфизованный глинистый с сидеритом, иногда с органическим веществом цемент пленочного, порово-пленочного типа. В песчаниках преобладает глинистый каолинитовый (5-7%) и хлорит-гидрослюдистый (от менее 1-7 до 12%) тип цемента, сгустково-комковатый аморфизованный глинистый встречается единично, в среднем составляет от 1 до 2%., часто пигментирован битумом.

В результате рентгенофазового анализа глинистой составляющей изучаемых обломочных пород выявлено, что в составе глинистых минералов преобладает каолинит. Содержание каолинита значительно изменяется в пределах от 12 до 93%, в среднем составляя около 50-60% (Рис. 25). Подчиненную роль в составе глинистых минералов имеют хлорит (1-64%, при средних значениях около 15%), гидрослюда (1-59%, при средних значениях около 20%) и смешаннослойные образования (2-37%, при средних значениях около 5%). Смешаннослойные образования представлены неупорядоченными пакетами слюда-смектит, с соотношением пакетов слюды и смектита от 50:50 до 85:15. При этом необходимо отметить следующие выявленные закономерности: при увеличении содержания каолинита, значительно уменьшается количество гидрослюд; при резком уменьшении содержания каолинита значительно увеличивается количество хлорита и смешаннослойных минералов.

Каолинит в виде новообразований заполняет не только поры песчано-алевритовых пород, но и прожилки в трещинах. В изучаемых породах процессы аутигенного минералообразования интенсивно проявлены. В зависимости от гранулометрических особенностей и фациальных условий накопления осадков, в том числе содержания в них органического вещества, процессы постседиментационных преобразований могут протекать неодинаково с формированием разных аутигенных минералов (Конюхов, Котельников, 1986; Коробов, 2013).