Введение к работе
Актуальность. В Западно —Сибирском бассейне н особенно его северной половине, как и во многих других провинциях России, осуществляется переход на новые нефтегазоносные объекты, контуры которых не контролируются антиклинальными структурами различных порядков. Разбуривание глубоких горизонтов в контурах гигантских сеноманскнх залежей Уренгойского, Медвежьего, Бова — ненковского и других честорождений не дало существенных результатов, тогда как за их контурами выявлены значительные запасы нефти и газа в ачнмовскнх отложениях Новоуренгонско — Сам — бургской зоны, в малышевских отложениях Северо — Бованен — ковского купола и в других подобных объектах.
Отсюда следует, что в нижней половине чехла можно ожидать открытия многочисленных, в том числе крупных зон аккумуляции на плохо изученных склонах валов, а частично и во впадинах. При этом освоение новых объектов встречается с такими методическими проблемами, которые не были характерны для залежей в породах сеномана и неокома. Трудности возникают не только при расста — иовке поисковых и разведочных скважин, но и при выборе способов их проводки и испытаний, при определении эффективной мощности и пористости и решении других, более частных задач.
Основная причина — крайне сложная морфология коллекторов с рентабельными для эксплуатации де битам и углеводородов. Наши подсчеты показывают, что в разрезе триаса и юры, достигающем в центра/ ыюи, наиболее глубокой части севера мощности почти 5 км, от первично однородных песчаных тел сохраняется не больше 3% коллекторов, распределение которых обусловлено прежде всего неравномерностью вторичных процессов: уплотнения, цементации, новообразования пустот, трещинова'тости. Это делает необходимым проведение работ, которые, с одной стороны, опираются на полный комплекс специальных лнтологнческнх и петрофнзичг -.кнх исследований, а, с другой, имеют результатом выделение и прогнозную оценку неантнклинальных зон нефтегазонакопления.
Цель работы. Необходимость наращивания разведанных запасов на севере Западно — Сибирской и бассейна, особенно жидких
4 углеводородов в этих преимущественно газоносных районах, определяет главную цель исследований — применительно к песчаным телам из триасовых, юрских и ачимовских отложений на основе анализа условий седиментации и вторичных изменений пород установить закономерности распределения коллекторов и дать критерии для выделения зон исфтегазонакопления и выбора направлений поисковых работ.
Основные задачи исследований:
литолого —петрофнзическое расчленение триасовых и юрских отложений с выделенном формаций и формационных рядов;
определение вещественного и гранулометрического состава обломочных пород;
—изучение особенностей вторичных изменений пород в песчаных телах различной формационной принадлежности;
типизация коллекторов и установление закономерностей их распределения;
лнтологнческая характеристика и картирование зон нефте — газонакопления в юрских и ачимовских отложениях.
Фактической материал. В основу работы положены сделанные автором послойное описание керна (76 скважин) и количественные подсчеты параметров песчаных пород в шлифах (436 шлифов). Рассчитывалось среднее содержание кварца, калиевых полевых шпатов, кислых и средних плагиоклазов, обломков глинистых, кремнистых, кислых и средних эффузивных и более редких пород, биотита, мусковита, акцессорных минералов; содержание всех компонентов цементи (с у чзанием типа цементации); среднее число контактов на зерно и доля среди них касательных, линейных, выпукло —вогнутых и спаянных контактов.
По собранным автором коллекциям в лабораториях ВНИГРИ, ЛГУ и ВСІІГІІИ выполнены нетрофнзнческие определения (770 анализов), п том числе открытой пористости, проницаемости, плотности, электросопротивления, интервального времени распространения волн и других параметров; рентгеновские (101), химические силикатные (76), іілі-ктроініоміїкроскоіііічпскне (36) анализы, определения Сорг. (Ml) и лругш'.
Широко использовались также материалы, собранные в производственных организациях при выполнении договорных работ: каротажные диаграммы, технологические данные бурения, данные испытаний, материалы сейсморазведки, массовые определения кол-лекторских свойств.
Научпая повпзпа работы:
в наиболее полных разрезах центральной части севера Западно—Сибирского бассейна выделено 7 формационных рядов,'а в каждом из них— по 3 формации, причем 4 формационных ряда относятся к нижнему (триас — валанжннскому) и 3 ряда — к верхнему (валанжин —эоценовому) нефтегазоносным комплексам; границы между формацноннымп рядами и формациями нижнего комплекса обоснованы новым фактическим материалом,
каждая из вскрытых бурением формаций нижнего комплекса охарактеризована треугольными диаграммами, кривыми распределения, графиками зависимости и другими иллюстрациями, позволившими показать общие тенденции изменения вг-цественного и гранулометрического состава обломочных пород: от чередующихся граувакк и лнтокластов с крупным размером зерен (вплоть до гравелитов и конгломератов) к средне —мелкозернистым и далее мелкозернистым песчаникам литокластового состава и затем к песчано — алевритовым породам, относящимся к сродним аркозам,
показано, что обломочные породы разного состава уплотняются за счет различных процессов: если в граувакках и литокластах с большой долей глинистых обломков образуются о основном вы — пукло —вогнутые контакты с вдавливанием более жестких обломков в более пластичные п с сопропождающоп коррозиен, то в литокластах с малой долей обломкоп глинистых пород и в средних аркозах преобладают спаянные и линейные контакты, по которым легче развиваются межзерновыс трещины,
изучены особенности влияния па структуру песчаных пород раннего заполнения ловушек углеводородами, каолинизации и других наложение —эпигенетических процессов, соотношения между ко — торымп зависят от формацнонпой принадлежности,
установлены закономерности распределения разнотипных коллекторов и- продуктивных формациях нижнего нефтегазоносного
комплекса и приведены доказательства широкого распространения сложных коллекторов, причем как иорово —трещинных, так и трещинно — поровых,
— выполнена лнтологическая характеристика и составлена карта зон нефтегазонакоиления в юрских и ачимовских отложениях севера Западной Сибири.
Практическая значимость. Работа выполнялась в соответствии с плановыми заданиями ВНИГРИ по общероссийской НТП и договорам с Геолкомам. Тематические исследования проводились в рамках проблемы "Нетрадиционные источники углеводородного сырья" под руководством проф. В.П.Якуценн, а внутри проблемы — в разделе, посвященном сложным коллекторам нефти и газа и выполнявшемся под руководством доктора геол.— мин. наук Т.В.Дорофеевой. Главными результатами этих исследований явились оценка прогнозных ресурсов углеводородного сырья в низкопрони — цаемых коллекторах и выбор первоочередных, объектов для различных осадочных бассейнов России; из результатов автора использовались материалы по литологии и коллекторам юрских г ачимовских отложений севера Западной Сибири.
Кроме того, в течение последних 10 лет под руководством Б.А Лебедева и И.Б.Червякова выполнялись исследования по прямым договорам с Тематической экспедицией концерна "Тюменыеология" и ее Центральной лабораторией, с ПГО "Уренгойнефтегазгеологня" и другими производственными организациями. Из результатов автора нашли применение в практике особенности строения песчаных тел, типизация коллекторов и некоторые сейсмогеологнческие интерпретации, особенно для ачимоиских отложений Большого Уренгоя и цеолит —содержащих коллекторов Яро —Яхинского месторождения.
Защищаемые положения:
І.Формоцнонпое расчленение триасовых, нижнє— и сред — ипюрскнх отложений но комплексу лнтолого —петроірафнческнх, петрофнзнческих, каротажных и сейсмических материалов и опубликованных палеонтологических определений с учетом анализа циклического развития Западно— Сибирского осадочного бассейна п мезозое и кайнозое.
2. Соотношения в песчаных телах различной формационной принадлежности и различного гранулометрического и вещественного состава из триасовых, юрских и ачимовскнх отложений между основными вторичными процессами, определяющими- структуру пустотного пространства: характером контактов обломочных зерен, типом и составом цементов (хлоритового, каолннитового, карбонатного и других), ранним заполнением ловушек углеводородами и трещнноватостыо.
3.Типизация коллекторов и закономерности их распределения в продуктивных формациях юры и берриаса.
4.Антологическая характеристика, типизация и критерии оценки зон нефтегазонакоплення в юрских и ачимовскнх отложениях,, которые продемонстрированы на картах, составленных для всей северной половины Западно —Сибирской плиты.
Апробация п реализация результатов работы. Основные результаты, полученные в ходе диссертационных исследований, докладывались на международном симпозиуме "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (С — Пб, 1992 г.), на международной научно-практической конференции "Блоковое строение земной коры и нефтегазоносность" " (С —Пб, 1994 г.), на конференции молодых ученых ВНИГРИ (1988г.), на нескольких региональных производственных совещаниях в г.Тюмень и в П.Уренгой, а также изложены в 7 опубликованных работах. Результаты работы вошли п экспонаты международной выставки "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения".
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, имеет объем лі^гмаш. стр. текста, сопровождается 8 таблицами и 51 рисунками. Список- использованной литературы состоит из 92 наименований.
Из 59 рисунков и таблиц: б характеризуют Антологические особенности мезо —кайнозойского разреза в целом (профили, колонки, кривые изменения скоростей седиментации, состава пород и др., лнтологнческне интерпретации сейсмических разрезов), 12 — состав и условия образовпння триасовых, юрских и берриасскнх песчаных пор.од (треугольные диаграммы вещественного состава,
таблицы и кривые распределения гранулометрического состава, па — леопрофпли, разрезы песчаных тел), 21 — вторичные процессы (кривые изменении различных параметров с глубиной, днфракто — граммы и таблицы состава глинистых и других цементов, гистограммы и таблицы типов контактов между обломочными зернами, фотографии шлифов и электронные микрофотографии), 13 — коллекторы (лнтолого — пстрофизпческне зависимости, карты распределения коллекторов, кривые распределения пористости, проницаемости и др.), 5 — нефтегеологпческне следствия из Антологических закономерностей (карта Антологических условий нефтегазо — П0СПОСТ1І, карта зон нефтегазонакоплення, схема миграции углеводородов if др.), 2 — вспомогательные (таблица фактического материала и обзорная карта нефтегазоносностн).
Работа выполнена под руководством доктора геол. —мин. наук Б.Л.Лебедева, которому автор выражает глубокую благодарность. Автор искренне признательна . Т.Л.Арчеговой, Ю.В.Вайполину, С.Г.Галеркиной, Е.В.Герману, Т.В.Дорофеевон, С.С.Челышеву, И.Б.Червнкову за ценные консультации и помощь в работе.