Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методы исследований 16
1.1. Расчленение и корреляция разрезов, принципы выделения циклитов и индексации пластов 16
1.1.1. Расчленением корреляция разрезов 16
1.1.2. Выделение циклитов 17
1.2. Литологические методы 19
1.2.1. Описание разреза по керну 19
1.2.2. Минералого-петрографические исследования 24
1.3. Лабораторные (инструментальные) аналитические исследования 25
1.3.1. Гранулометрический анализ 25
1.3.2. Растровая электронная микроскопия 25
1.3.3. Определение карбонатности 25
1.3.4. Рентгеноструктурный анализ 26
1.3.5. Изучение фильтрационно-емкостных свойств 27
1.4. Палеотектонический анализ 27
1.5. Сейсморазведочные работы 3D для фациалыюго анализа 28
1.6. Литолого-фациальный анализ на основе комплекса геофизических, керновых и лабораторных данных 29
1.6.1. Электрометрические и седиментологические модели 30
1.6.2. Диагностика фациальных обстановок 33
1.6.3. Анализ микроцикличности 35
1.7. Прогноз размещения коллекторов 36
Глава 2. Геологическое строение района работ 38
2.1. Обзор результатов предьщущих исследований. Краткая история развития представлений о строении неокома 38
2.2. Стратиграфия 42
2.3. Тектоническое строение и краткая история развития 49
2.4. Нефтегазоносность 60
Глава 3. Строение и типизация разрезов отложений группы пластов БСю2 62
3.1. Расчленение и корреляция разрезов. Местоположение группы пластов БСю в составе нижнемеловых отложений 62
3.2. Типы разрезов пластов группы БСю2 65
3.2.1. Фации дальней зоны(ДЗ) 66
3.2.2. Фации переходной зоны (ПЗ) 61
3.2.3. Фации предфронталыюй зоны пляжа (ПФЗП) 69
3.2.4. Фации нижней зоны пляжа (НЗП) 74
3.2.5. Фации верхнего зоны пляжа (ВЗП) 79
3.3. Модель строения пластов группы БСю 80
3.3.1. Модель строения пласта БСю2"5 81
3.3.2. Модель строения пласта БСю2"4 89
3.3.3. Модель строения пласта БСю " 101
3.3.4. Модель строения пласта БСю2"2а 115
3.3.5. Модель строения пласта БСю2"26 123
3.3.6. Модель строения пласта БСю 135
Глава 4. Условия формирования продуктивных отложений пластов группы БСю2 136
4.1. Условия формирования отложений пластов группы БСю2 137
4.2. Краткое описание основных терминов и понятий об условиях формирования и развития дельтовых комплексов 155
4.2.1. Дельты, циклиты и клиноформы 155
4.2.2. Фациальные комплексы современных волновых дельт 162
4.2.3. Отмирание дельты 167
4.2.4. Строение древних дельт 167
4.2.5. Деформации, вызванные процессами осадконакопления 171
4.2.6. Типы осадочных деформаций в обнажениях дельт 176
Глава 5. Прогноз размещения коллекторов с учетом фациальной зональности 176
Заключение 181
Литература 184
- Описание разреза по керну
- Фации предфронталыюй зоны пляжа (ПФЗП)
- Модель строения пласта БСю2"2а
- Деформации, вызванные процессами осадконакопления
Введение к работе
Лктуачьиость темы
Неокомский комплекс нижнего мела Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (ЗСНГП) является основным и наиболее перспективным объектом добычи нефти в России В настоящее время на территории Сургутского свода все крупные положительные структуры уже изучены глубоким бурением поэтому все большее значение приобретают нефтепо исковые работы, направленные на выявление ловушек неантиклинального типа Определение положения таких ловушек требует реконструкции фациальных и палеогеоморфологических условий формирования тел-коллекторов Неокомский нефтегазоносный комплекс по сравнению с другими продуктивными комплексами ЗСНГП является не только главным объектом добычи УВ, но и наиболее сложным, что обусловлено, в первую очередь, его клиноформным строением
Клиноформная модель неокома, предполагающая боковое заполнение палеобассейна в условиях лавинной седиментации, уже в достаточной степени разработана Однако еще многие вопросы носят дискуссионный характер и не все исследователи согласны с этой моделью Кроме того, предложенные ранее модели неокома, учитывая в основном пространственное распространение пластов, не отражают их внутреннее строение При проведении работ крупного масштаба, детализации разреза неокома не уделялось достаточного внимания
Актуальными задачами являются установление закономерностей распространения коллекторов с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) на основе реконструкции обстановок осадконакогшения и прогноз выявления новых залежей в районе с хорошо развитой инфраструктурой
Цель исследований - создание модели геологического строения группы пластов БСю2 в северной части Сургутского свода, определение пространственного размещения коллекторов с различными фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС)
Основные задачи:
Провести детальную корреляцию и установить пространственно-временное положение объекта исследований (группы пластов БС102),
Провести седиментологический и литолого-фациальный анализы, выявить связь между ФЕС пород и условиями ігх формирования,
Разработать теоретически обоснованную комплексную литолого-фациалыгую модель,
Выявить пространственное размещение литолого-фациальных зон на площади исследований и участки распространения пород с улучшенными коллекторскими свойствами
Фактический материал и методы исследования
В последнее время в исследуемом районе проведен значительный объем геологоразведочных работ Выделенные по материалам детальной сейсморазведки 2D и 3D на площади работ такие фациальные элементы, как бровка шельфа, граница выклинивания группы БС]02 и линии фациального замещения, позволяют предположить чешуйчатое или черепитчатое строение группы пластов БСю" Основным недостатком 2D и 3D работ является отсутствие детального прослеживания в пространстве отдельных залежей
Невыдержанность глубины водонефтяного контакта (ВНК) в пределах площади исследований и низкое качество геолого-геофизической информации в основном 80-90-ых годов прошлого века, также существенно затрудняют создание непротиворечивой геометрической модели залежи
В процессе выполнения работ были собраны, обобщены и проанализированы результаты предыдущих исследований, касающиеся теоретических вопросов и проведенных непосредственно на площади исследований геологоразведочных и эксплуатационных работ
При изучении керна использовался стандартный комплекс методов исследования Автором проведено детальное описание 14 разрезов скважин по керну (более 300 п м) Выполнено фотографирование образцов с основными генетическими признаками (250 шт) Проанализированы комплекс каротажных диаграмм масштабов 1 200 и 1 500 (58 скважин), временные региональные и детальные сейсмические разрезы (12 шт), структурные карты, карты общих и эффективных толщин для площади работ и прилегающих участков (6 шт) Привлечены и проинтерпретированы данные лабораторных анализов фанулометрического (Микротрек, 400), определения карбонатное (300), описания шлифов (150), определения ФЕС (800), рентгеноструктурного анализа (100)
Основные защищаемые положения
В пределах северной части Сургутского свода отложения пластов группы БСщ сформировались в обстановках мелководно-морского, прибрежно-морского и прибрежно-континентального комплексов, и в обстановках преимущественно подводной части дельты волнового типа крупной палеореки,
Пласты группы БСю2 чешуйчато (черепицеобразно) перекрывают друг друга с востока на запад, с чередованием линзовидных тел песчаников и покровных тел глинистых алевролитов, с резко различными коллекторскими свойствами,
3 Ритмичность выдвижения дельты обусловлена периодами
инфессий с образованием оползней, разрушения и переотложения осадков
верхнего и нижнего пляжа за счет усиления активности волновой
гидродинамики,
4 В верхней части пластов группы БСю" выделяются наиболее
отсортированные средне-мелкозернистые песчаники вдольбереговых
барьерных образований (валов, баров и островов), сформировавшиеся в начальную фазу развития субрегиональной чеускинской трансгрессии
Научная новизна. Личный вклад автора
Впервые для площади работ сделан вывод о контроле нефтегазоносности залежей фациальными обстановками, свойственными стадиям развития дельты волнового типа Установлено, что в пластах группы БСю2 большая часть осадков накапливалась в процессе ритмичного выдвижения дельты в завершение субрегионального савуиского (покачевского) юшпоциклата Маломощные песчаные отложения верхней части пластов группы БС102 слагают вдольбереговые барьерные бары, сформировавшиеся в результате разрушения и переотложения дельтовых осадков в начальную стадию «чеускинской» трансгрессии, и относятся к базальной части субрегионального чеускинского кяиноцикпита
Установлено, что пласты изолированы друг от друга глинистыми пачками, сформированными во время ингрессий моря
Выявлена литологическая неоднородность пород и построена седиментологическая модель, отражающая циклическое строение пластов БСю
Предложенная седиментологическая модель объясняет
пространственную неоднородность ФЕС продуктивных объектов группы пластов БСю2
Практическая значимость работы
В результате проведенных исследований определены наиболее перспективные зоны развития коллекторов с наилучшими ФЕС, рекомендованные ТПП «Когалымнефтегаз» для проведения первоочередных геологоразведочных работ с целью выявления ловушек углеводородов неантиклинального типа
Результаты исследований использованы при выборе основных направлений и планировании геологоразведочных работ на нефть (ТПП «Когалымнефтегаз», 2006-2007), при разработке геолого-геофизической модели строения группы пластов БС102 для подсчета запасов в пределах площади исследований (ООО «КогалымНИПИнефть», 2006-2008)
Предложенная модель может быть использована при изучении осадочных терригенных комплексов широкого стратиграфического интервала, имеющих аналогичное строение и сформированных в сходных условиях, а именно, в дельтах волнового типа на фоне лавинной седиментации и эвстатических колебаний уровня моря
Публикации и апробации
Результаты исследований докладывались на IX и X научно-практических конференциях «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО» (г Ханты-Мансийск, 2005, 2006), на II международной научно-практической конференции «Интенсификация добычи нефти» (ТПУ -HERIOT-WATT, г Томск, 2006), на II научно-практической конференции
«Проблемы нефтегазового комплекса Западной Сибири и пути повышения его эффективности» (ООО «КогалымНИПИнефть», г Когалым, 2006) Основные положения и отдельные разделы выполненной работы обсуждались на защите промежуточных отчетов на заседаниях НТС ТПП «Когалымнефтегаз» и ООО «КогалымНИПИнефть», на научно-практических семинарах кафедры петрографии ТГУ (Томск, 2004-2006) По результатам исследований опубликованы 3 печатные работы, в том числе 1 в рецензируемом издании, 5 готовится в печать, в том числе 1 в рецензируемое издание
Материалы исследований и основные методические приемы изучения отложений изложены в двух научно-исследовательских отчетах ООО «КогалымНИПИнефть» по заказу ТПП «Когалымнефтегаз» ОАО «Лукойл-ЗС»
Объем и структура работы
Описание разреза по керну
Наиболее продуктивные нефтегазоносные комплексы юрско-мелового возраста Западной Сибири представлены преимущественно терригенными осадочными отложениями. Керновый материал является важнейшим и, в значительной мере, единственным источником информации о литологическом строении и петрофизических свойствах пород, залегающих на больших глубинах. Качество и достоверность лабораторных и аналитических работ решающим образом зависят от того, насколько грамотно и добросовестно производилось описание и отбор проб керна.
Изучение керна, как правило, начиналось с его распиливания вдоль оси, измерения естественной гамма-активности, фотографирования в обычном и ультрафиолетовом свете. Визуальный анализ и послойное камеральное описание керна проводилось снизу вверх. При общем просмотре керна, отобранного в одном долблении, выделялись слои (интервалы), отмечался характер контактов или переходов, наличие фауны, следы тектоники и др. В процессе камерального описания и привязки керна обязательно использовались материалы полевого описания и геофизических исследований скважины (ГИС).
Комплекс визуально определяемых диагностических признаков осадочных пород разделялся на следующие группы: структурные, текстурные, органические остатки и включения (минералы, конкреции), прочие признаки, контакты. Перечень подлежащих характеристике признаков в упрощенном варианте выглядит следующим образом: структура (размерность и сортированное ) - цвет - текстура (слоистость) - органические остатки (количество и степень сохранности) - минеральные включения и изменения - вторичные преобразования - прочие признаки - контакты. При этом последовательность характеристики признаков выдерживалась без отклонений, а детальность определения того или иного признака варьировала от простого упоминания до его тщательного анализа.
Структура осадочной породы терригенного происхождения определялась гранулометрическим составом (методом Микротрек) и отражалась в названии породы. При этом автор исходил из классификации пород по размерам, разработанной на основе материалов М.С. Швецова, Е.М. Смехова, В.Н. Киркинской, и принятой к использованию в ООО «КогалымНИПИнефть» (Кудаманов, 2004).
Размерность песчаников м/з составляет 0,10-0,25 мм, ср/з - 0,25-0,50 мм, кр/з - 0,50-2,00 мм. При содержании ср/з фракции более 10% песчаники ср-м/з или м-ср/з.
Алевролиты кр/з сложены частицами размером 0,10-0,05 мм, м/з - 0,05-0,01 мм. Обычно наблюдались смешанные типы - м-кр/з или кр-м/з.
Аргиллиты - уплотненные глинистые породы с частицами размером менее 0,01 мм. Для исследуемой части разреза осадочного чехла Западно-Сибирской плиты применение данного термина довольно условно ввиду, как правило, слабой степени уплотнения глинистых осадков.
Содержание алевритовой фракции в песчаниках от 5 до 10% отражалось в названии добавлением определения «слабо алевритистый». Алевритистый песчаник содержит от 11 до 25% алевритовой фракции; больше 25% - в песчаниках алевритовых. Аналогичные процентные соотношения отражались, например, в названии «алевролит песчаный, глинистый» или «аргиллит алевритистый, слабо песчанистый».
Цвет осадочной породы в сухом состоянии может быть обусловлен наличием тонкой рассеянной примеси пигментирующего вещества (органическое вещество, битумы, каолинит, кальцит, гидроокислы железа и др.) или скоплением большого количества зерен интенсивно окрашенных минералов (пирит, глауконит, хлорит, магнетит, гематит, эпидот и др.).
Текстура породы определялась взаимным расположением слагающих ее частиц. Изучение текстуры породы в керне производилось преимущественно в плоскости распила поперек наслоения и, в меньшей степени, в плоскости наслоения (отдельности по наслоению). Массивная текстура, характерная для равномернозернистой неслойчатой породы, указывает на однородные условия и неменяющуюся динамику среды осадконакопления. При наличии текстурного рисунка в породе, выделялись первичные и вторичные текстурные знаки. Первичные знаки (слойчатость, следы волновой ряби, ряби однонаправленного и разнонаправленного течения, и др.) отражают обстановки отложения осадочного материала. Вторичные знаки образуются после отложения осадка - трещины усыхания, следы промоин, следы жизнедеятельности организмов и растений, слепки кристаллов, оползни, нагрузки, воздушные карманы и др.
К числу важнейших первичных текстур, возникающих на самых ранних стадиях образования осадочных пород, относились все явления слоистости. Автор различал три основные формы стратификации: собственно слоистость, как текстуру сообщества пород; слойчатость как внутреннюю текстуру слоя или прослоя, сложенного одной породой (так называемая «ложная слоистость»); неясная слойчатость (слоеватость). «Собственно слоистость» подразделяется на миграционную, сформированную в результате смещения фациальных зон вследствие подъема или опускания уровня моря, и мутационную, образованную под воздействием седиментологических факторов, при фиксированной береговой линии. Внутренние текстуры пород характеризуются широким спектром различных сочетаний трех основных групп текстур: горизонтальных, косых и волнистых.
Горизонтальные слойчатые текстуры образуются в спокойных условиях в придонном слое и зависят от интенсивности поступления осадочного материала и его гранулометрического состава. При наличии небольшого волнения возникают пологоволнистые и линзовидные текстуры. Разновидностью горизонтальной является градационная текстура, выраженная постепенным уменьшением размера зерен обычно снизу вверх, в пределах слоя («прямой» тип).
Гораздо реже встречалась «обратная» градационная сортировка обломочного материала, как результат относительно небольшого и медленного нарастания скорости течения или перераспределения осадка во время шторма. Причинами обратной градации могут служить также коагуляция в соленой воде, постепенное изменение поступающего в водоем материала, специфика движения зерен в эоловых отложениях, формирование осадка путем выпадения из взвеси. Кроме того, описан еще один механизм образования градационной сортировки «обратного» типа (Шрок, 1950, с. 124). Речь идет о «ложной» слоистости, когда кажущаяся крупная косая, ритмически сортированная слоистость является результатом последовательного нарастания валиков ряби на дне, причем грубый материал концентрируется во впадинах, а менее крупный - на гребне (рис. 1.4). Видимый наклон слоев обусловлен более интенсивным нарастанием крутого склона ряби и кажущимся «продвиганием» гребней ряби по направлению течения. В данном случае наклон косых сортированных слойков направлен навстречу течению. При работе с ограниченным керновым материалом, установив градационную сортировку обратного типа, в процессе интерпретации учитывался и вариант «ложной» слоистости.
Разнообразные косые слойчатые текстуры связаны преимущественно с продвижением в пространстве донных валов, дюн, барханов, под влиянием поступательного движения среды осаждения (ветер, движение воды). Серии однонаправленных косых слойков, располагающиеся друг над другом, образуют русловый тип косой слойчатости. Потоковый тип - чередование серий косых и горизонтальных слойков. В зонах прилива и отлива образуется прибрежно-морской тип в виде чередования косых серий с различными углами наклона в различные стороны.
Волнистые слойчатые текстуры формируются колебательными движениями воды, с образованием ряби, и характеризуются криволинейной формой слойков, в разрезе дающих рисунок волн более или менее симметричных. Выделялись две основных категории ряби -рябь течений (асимметричная) и рябь волнений (симметричная).
Органические остатки могут быть представлены раковинами моллюсков, раковинным детритом; унифицированными остатками растений, корневой системы, отпечатками стеблей, листьев; ихнофоссилиями (следы ползания, норки зарывания, хондриты, капролиты и др.). Для раковин указывалось положение залегания - выпуклостью вверх или вниз, или под углом к наслоению; нахождение раковин разного размера, степень их сохранности. При наличии раковинного детрита описывались размер, количество, степень сохранности, формы локализации. Растительные остатки характеризовались размерностью, количеством и формой распределения в породе. В тонкозернистых породах часто отмечались следы жизнедеятельности ископаемых организмов, свидетельствующие о более или менее спокойных условиях осадконакопления. К минеральным включениям и изменениям относились пирит, глауконит, каолинит, сидерит и др., а также конкреции пирита, кальцита, сидерита, редко фосфатов, каолинита, оолитовые образования и др. Конкреции влияют на текстуру породы и растут при непосредственном участии диффузионных процессов.
Фации предфронталыюй зоны пляжа (ПФЗП)
Предфронтальная зона пляжа располагается между базисом спокойных волн и средним уровнем отлива. В спокойную погоду на нижнюю часть воздействуют колебательные и набегающие волны, на верхнюю часть - процессы зоны бурунов и прибоя. Разрывные и вдольбереговые течения могут оказывать воздействие в верхней части предфронтальной зоны, но в спокойных условиях они относительно слабы. Во время штормов волны, ветровые и штормовые течения, и усиливающиеся разрывные течения эродируют предфронтальнуїо зону пляжа, особенно в верхней части. С верхней части осадки сносятся и переотлагаются либо в нижней части и ниже, либо выносятся по направлению суши в лагуну (Рединг, 1990, с. 198). По направлению к суше в предфронтальной зоне размерность зерен постепенно увеличивается, биотурбация осадка уменьшается; симметричные знаки ряби сменяются асимметричными, появляются признаки дюнного комплекса. Фации нижней части предфронтальной зоны представлены переслаиванием алевролитов и песчаников, отражающим чередование спокойных и штормовых условий. Эти фации близки к фациям переходной зоны, но отличаются текстурами слабого волнения в спокойных условиях, сохранявшегося во время между штормами. Фации верхней части предфронтальной зоны преимущественно песчаные, как правило, не содержащие ясных различий между штормовыми слоями и слоями, образованными в спокойных условиях.
В восточной части площади работ группа фаций предфронтальной зоны представлена преимущественно песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов, в западной части -преобладают алевролиты, реже отмечаются аргиллиты, с прослоями (М от 5-Ю до 25-35 см) песчаников. Таким образом, по преобладанию песчаных и глинистых разностей условно можно выделить разрезы, характерные для верхней и нижней части предфронтальной зоны.
Группа фаций верхней части предфронтальной зоны представлена преимущественно песчаниками светло-серыми, иногда зеленоватыми, мелкозернистыми и средне-мелкозернистыми, алебритистыми, участками неравномерно глинистыми, зачастую неравномерно карбонатистыми, в верхней части участками карбонатными, с рассеянной примесью растительного детрита и слюд, редко со стяжениями пирита. Западнее в нижней части появляются прослои (М до 3 см) алевролитов светло-серых, с внутренней пологоволнистой слойчатой текстурой. Текстура песчаников массивная, участками слабо выраженная горизонтальная волнистая, реже косая плоскопараллельная слойчатая за счет тонких слойков обогащения углисто-слюдистым материалом, в нижней части участками со следами пескожилов. Редко отмечаются прослои (М 3-5 см) седиментационных брекчий (конгломератов) с обилием уплощенных включений алевролитов серых, м/з, сильно глинистых. Отмечаются редкие находки раковин двустворчатых моллюсков. В средней и нижней части пачки наблюдаются прослои (М до 0,6 м) алевролитов серых, преимущественно мелкозернистых, глинистых, участками неравномерно песчанистых, с текстурой оползания, участками со следами биотурбации разной интенсивности. В средней части пачки алевролиты карбонатные.
Размерность зерна (Md) песчаников варьирует от 99 до 220 мкм, с преобладающими значениями 170-220 мкм, уменьшаясь в западном направлении до 105-130 мкм. Коэффициент сортировки (So) - от 1,5 до 3,5, в единичном случае 4,1, с преобладанием значений больше 2,0. Весовая глинистость составляет от 0,1 (в карбонатных песчаниках) до 10,4 %; обычно - 3-6 %. Проницаемость колеблется в широких пределах - от 0,31 ДО 635 (хЮ"3мкм2), обычно составляя 100-400 ( 10"3мкм2), к западу уменьшаясь до 2,5-15,0 (х10" мкм); в карбонатных песчаниках - 0,01 ( Ю" мкм). Пористость насыщения -преимущественно 17-22 %, редко уменьшаясь до 13-15 %; в карбонатных песчаниках- 1,5-5,0 %.
Снизу вверх, в шлифах содержание кварца обычно - 25-49 % (из них регенерационного 3-Ю, в нижней части пачки до 18 %); полевых шпатов - 66-34 % (из них КПШ 5-33 %); обломков пород - от 18 до 10 % (снизу вверх). Содержание слюд - от единичных знаков до 2 % (в нижней части участками до 10 %). Цемент (от 3 до 13 %, уменьшаясь снизу вверх) преимущественно кварцево-регенерационный и пленочно-поровый: поровый карбонатный, глинистый (преобладает каолинит); хлоритовый (прерывистые, иногда крустификационные пленки), реже отмечаются пленки лейкоксена. В карбонатных песчаниках цемент (до 46 %) базальный, в основном кальцитовый, с примесью сидерита. Растительный детрит от 5-7 до 1-2 %, в виде нитевидных фюзенизированных обрывков. Органическое вещество (ОВ) в виде пленок и примазок по зернам. Акцессорные минералы представлены цирконом, редко турмалином. Аутигенные - кварцем, хлоритом, лейкоксеном, пиритом (часто до 2-3 %), кальцитом, сидеритом, в средней части редко -глауконитом.
По данным рентгеноструктурного анализа пелитовой фракции песчаников содержание каолинита 1-6 %, хлорита 67-86 %, гидрослюд 12-24 %. Что говорит о значительных эпигенетических изменениях в субщелочной среде (Ушатинский, 1978).
В алевролитах размерность (Md) - от 100 до 30 мкм. Коэффициент сортировки (So) -2,0-4,1. Весовая глинистость - 2,3-19,0 %. Проницаемость составляет 0,01-0,07, в нижней части редко до 6,88-20,68 (хЮ 3мкм2); пористость насыщения - 6,0-16,1 %. В шлифах кварца - 30-35 %, полевых шпатов - 50-55 %, обломков пород - 10-15 %. До 5 % составляют слюды. Цемент (15-20 %) поровый, преимущественно гидрослюдистый. Акцессорные минералы представлены цирконом. Отмечается аутигенный пирит (до 2-3 %).
Содержание каолинита в алевролитах 3-9 %, хлорита 67-49 %, гидрослюд 29-40 %, свидетельствует о заметном эпигенезе в субщелочной обстановке.
Преобладание песчаных фракций в разрезе, редкие следы биотурбации, частые пластические деформации, повышенная степень сортированности осадочного материала, могут говорить об активной, в целом, гидродинамической обстановке.
Группа фаций нижней части предфронтальной зоны представлена алевролитами серыми, темно-серыми, преимущественно мелкозернистыми, неравномерно сильно глинистыми. Участками, с постепенными переходами, залегают аргиллиты. Текстура горизонтальная слоистая за счет частых линзовидных прослоев (М обычно 1-3 см) алевролитов светло-серых, крупнозернистых, иногда карбонатных, и песчаников буроватых, мелкозернистых, алевритовых. Границы прослоев четкие, обычно пологоволнистые. Отмечается обилие следов биотурбации мелкими донными организмами (ходы илоедов диаметром до 5-6 мм). Внутренняя текстура в прослоях, как правило, косая, пологоволнистая слойчатая за счет слойков обогащения углисто-слюдистым материалом.
Размерность (Md) аргиллитов - 12,7 мкм. Коэффициент сортировки (So) - 4,5. Весовая глинистость - 38,5 %. Проницаемость не превышает 0,01 ( 10" мкм ); пористость по гелию - 5,7 %. В шлифе - аргиллит алевритовый, с микрослоистой текстурой за счет ориентировки линз гидрослюдистого состава. Растительный детрит (до 1 %) в виде мелких фюзенизированных обрывков.
Алевролиты светло-серые, крупнозернистые, неравномерно песчанистые и глинистые, карбонатистые, участками карбонатные. Внутренняя текстура алевролитов слабо выраженная, горизонтальная волнистая или косая слойчатая за счет нитевидных слойков обогащения углисто-слюдистым материалом, участками нарушенная биотурбацией.
Размерность зерна (Md) алевролитов песчанистых 92,0-96,5 мкм. Коэффициент сортировки (So) - 1,5-2,0. Весовая глинистость составляет от 0,3 (в карбонатных разностях) до 2,7 %. Проницаемость - от 0,01 (в карбонатньїх алевролитах) до 11,25 (х10"3мкм2). Пористость насыщения - преимущественно 3,7-13,7 %, уменьшаясь до 1,1 % в карбонатных алевролитах.
В карбонатных алевролитах содержание каолинита 31 %, хлорита - 28 %, гидрослюд -36 %, что говорит о биогенетической (или раннеэпигенетической?) карбонатизации пород.
Песчаники бурые, буровато-серые, мелкозернистые, редко средне-мелкозернистые, алевритовые, участками карбонатистые. Текстура слабо выраженная, горизонтальная ровная слойчатая за счет нитевидных слойков обогащения углисто-слюдистым материалом. Участками отмечается обильная примесь интракластов глинистых алевролитов, со следами пластической деформации, следы интенсивной биотурбации, крупные обломки обугленных растительных остатков (ОРО), редкие обломки раковинного детрита и морских лилий.
Модель строения пласта БСю2"2а
Пласт БСю перекрывающий пласт БСю " и прослеженный в западной части исследуемой площади, имеет более сложное строение. В его строении выделяется два пласта: БСю2 2а и, перекрывающий его пласт БСю2"26 (см. рис. 3.3). Основанием для вьщеления двух пластов послужили данные скважин, вскрывших водонефтяной контакт (ВНК) на разных уровнях, что позволяет предполагать наличие самостоятельных залежей нефти, приуроченных к разновозрастным линзам пород-коллекторов. По сейсмическим данным уверенная кинематическая интерпретация разделения пластов на всей площади работ невозможна, поэтому структурные построения по каждому пласту не проводились.
В восточном направлении пласт БСю2"2а выклинивается по схеме кровельного прилегания к залегающему ниже пласту БСю2"3.
Общая мощность пласта БСю2"2" достигает 25-30 м, эффективная мощность не более 10 м. Отложения пласта БСю "2а изучены в керне скважин 66 и 61 (рис. 3.14, 3.15).
Наиболее глубоководные по генезису осадки пачки I, вскрытой мощностью 4,0-4,5 метров (скв. 67/16-22), представлены преимущественно алевролитами серыми, участками светло-серыми или темно-серыми, мелко-крупнозернистыми, неравномерно песчанистыми и глинистыми, участками неравномерно карбонатистыми, в верхней части с прослоями (М до 20 см) песчаников светло-серых, с внутренней текстурой пластической деформации. Внутренняя текстура алевролитов слабо выраженная, горизонтальная слойчатая за счет слойков обогащения слюдисто-углистым материалом, нарушенная (особенно в нижней части пачки) пластической деформацией в результате оползания и пластического течения. В кровле пачки (20 см) - аргиллиты темно-серые, алевритистые, плитчатые.
Размерность (Md) песчаников - 104,7 мкм. Коэффициент сортировки (So) - 2,3. Весовая глинистость - 3,1 %. Проницаемость составляет от 0,02 до 0,59 (х10"3мкм2), с низкими значениями в средней части. Пористость насыщения - от 10,8 до 16,2 %; ухудшенная "в средней части пачки.
Аргиллиты темно-серые, хорошо отмученные, участками неравномерно алевритистые, с неравномерными прослоями (М редко до 8 см) алевролитов светло-серых, в нижней части пачки - с перистой слойчатой текстурой за счет нитевидных слойков обогащения слюдисто-углистым материалом. Породы, как правило, в разной степени биотурбированные (хондриты, илоеды). В верхней части - часто со следами пластической деформации.
Отложения пачки I накапливались в обстановке верхней части переходной зоны, в условиях слабого уменьшения глубины бассейна, ритмичного выдвижения фронта дельты и эпизодического штормового воздействия.
Выше, с перерывом более 3 м, залегает пачка II мощностью до 7 м. В скважине 67 керном представлена верхняя часть пачки (М до 1,1 м), сложенная алевролитами серыми, мелкозернистыми, сильно глинистыми, с прослоями (до 8 см в верхней части) алевролитов светло-серых, мелко-крупнозернистых, неравномерно песчаных, слабо глинистых, неравномерно карбонатистых. В алевролитах светло-серых косая, разнонаправленная слойчатая текстура за счет слойков обогащения примесью СУМ. В алевролитах мелкозернистых - частые мелкие хопдриты; в подошве пачки (13 см) - породы интенсивно биотурбированные.
В скважине 66 (М 5,5 м, обр. 11-18) пачка сложена преимущественно песчаниками (66/13-18) светло-серыми, мелкозернистыми, алевритовыми, неравномерно карбонатистыми; в верхней части (М 1,5 м) - алевролитами (66/11-12) серыми, мелко-крупнозернистыми.
В песчаниках средней части преобладает горизонтальная слойчатая текстура. В нижней части породы массивные, с сериями разнонаправленной косой, пологоволнистой слойчатой текстуры за счет слойков обогащения слюдисто-углистым материалом; редкими участками отмечаются следы пластической деформации за счет оползания (?).
В приподошвенной части - песчаники неравномерно карбонатные (66/16 и 17), со следами ряби течения, с редкими зеркалами скольжения, участками со следами биотурбации.
В средней части (66/13) размерность (Md) песчаников составляет 128,7 мкм; коэффициент сортировки So - 2,0. Весовая глинистость - 3,5 %. Проницаемость песчаников в подошве (66/18) - 19,16; в карбонатных песчаниках (66/16 и 17) - 0,01; в средней части пачки - 0,78-8,08 (хЮ" мкм ), с увеличением значений снизу вверх. Пористость насыщения варьирует в пределах 12,8-18,4 %, наименьшая в средней части песчаников; в карбонатных песчаниках - 3,9-6,7 %.
Микроскопический анализ (66/13) определяет следующие характеристики песчаников: 39 % составляет кварц (из них до 4 % регенерационный), 49 % - полевые шпаты (преимущественно плагиоклазы), 8 % - обломки пород, до 4 % представлены слюды. Пленочно-поровый цемент (до 8%) представлен в основном каолинитом, гидрослюдами, хлоритом и кальцитом; пленки хлоритовые (участками крустификационные), редко отмечаются пленки лейкоксена. Растительный детрит (1-2 %) в виде мелких, обугленных обломков. Аутогенные минералы представлены каолинитом, хлоритом, лейкоксеном, кальцитом, гидрослюдами.
Рентгеноструктурный анализ пелитовой фракции (66/13) дает содержание каолинита79, хлорита 17 и гидрослюд 4 %. Подобное соотношение указывает на высокую степень эпигенетических изменений пород в слабо кислой среде.
В верхней части пачки залегают алевролиты (66/11-12) серые, мелкокрупнозернистые, песчанистые, участками слабо карбонатистые. Преобладает текстура пластической деформации; участками - реликты слабо выраженной, косой слойчатой текстуры за счет слойков слабого обогащения углисто-слюдистым материалом.
В кровле (66/11) размерность (Md) алевролитов составляет 72,9 мкм; коэффициент сортировки (So) - 1,8. Весовая глинистость - 4,0 %. Проницаемость снизу вверх - 0,02-0,50 (х10"3мкм2), пористость насыщения- 12,4-16,4 %.
Микроскопический анализ (66/11) 34 % составляет кварц (из них регенерационный -единичные знаки), 49 % - полевые шпаты, обломки пород - единичные знаки, до 22 % представлены слюды. Поровый цемент (до 20 %) представлен в основном гидрослюдами, редко кальцитом. Растительный детрит (2-5 %) гелефицированный и фюзенизированный. ОВ в виде пленок вокруг зерен и примазок в поровом пространстве. Аутогенные минералы представлены лейкоксеном, кальцитом, гидрослюдами.
Содержание (66/11) каолинита 12, хлорита - 62, и гидрослюд - 22 %; смешаннослойных образований - 4 %. Повышенное содержание хлорита указывает на значительные эпигенетические изменения алевролитов, преимущественно в субщелочной среде.
Отложения пачки II накапливались в обстановке нижней зоны пляжа, в условиях постепенного понижения уровня моря, образования регрессивных вдольбереговых валов и понижений (вдольбереговых промоин лагунного типа) между ними, с воздействием приливно-отливных процессов.
Выше залегает пачка III, сложенная преимущественно алевролитами, менее песчаниками, обычно штормовыми, представлена керном скважин 66 (М до 7 м) и 67 (М до 3 м).
В скважине 66 отложения пачки представлены алевролитами (66/2, 4-Ю) серыми, мелкозернистыми, прослоями крупнозернистыми, неравномерно песчанистыми и глинистыми. В верхней части пачки отмечается прослой (М до 0,5 м) аргиллитов темно-серых, алевритовых, и прослои (М 10-30 см; 66/1, 3, 1п) песчаников буровато-серых. В средней части - песчаники (М более 1 м) светло-серые, карбонатные. Текстура алевролитов горизонтальная пологоволнистая слоистая за счет прослоев алевролитов сильно глинистых, часто со следами пластической деформации (течения?); внутренняя текстура, как правило, мелкая косая, волнистая косая. Аргиллиты с горизонтальной слоистой текстурой за счет прослоев (М иногда до 10 см) алевролитов светло-серых.
Деформации, вызванные процессами осадконакопления
Выше показано, что типы и характер распределения дельтовых фаций контролируются главным образом действующими в дельте процессами осадконакопления, но зачастую эти процессы значительно осложняются синседиментационными деформациями разного уровня. Деформации могут быть связаны с тектоникой фундамента, но существует отдельный класс деформационных процессов, связанных только с осадочными факторами. Эти факторы определяются, в основном, нестабильностью илов, быстро осаждавшихся в средней и нижней части фронта дельты и на континентальном склоне, и их последующей нестабильностью во время раннего захоронения. В дельте Миссисипи эти процессы вызвали целую серию иловых диапиров, ротационных оползней, рытвин фронта дельты, поверхностных потоков илов и глубоко расположенных разрывов. Согласно оценкам, 40% поступающего в дельту осадочного материала после его осаждения вовлекается в некоторые виды движения масс, что в значительной степени снижает обоснованность генетических интерпретаций разрезов и песчаных тел дельтовых отложений (рис. 4.17). Следовательно, для правильной интерпретации фаций дельт, особенно при высоком содержании ила, необходимо знать весь спектр синседиментационных деформационных процессов и их особенности.
Деформационные процессы действуют в основном в пределах фронта дельты, который слабо наклонен в сторону моря в среднем под углом 0,2-2,0 (Рединг, 1990, с. 185). Поверхностная неустойчивость этих склонов возникает в результате увеличения их крутизны и нагрузки на них, вызванных более высокими скоростями накопления осадков, характерными для верхних частей склона. Вследствие этой неустойчивости часто происходит движение масс осадка, чему также способствуют удары волн во время штормов, вызывающие короткопериодные и часто интенсивные колебания давления на дно, которые временно могут превышать сдвиговое сопротивление осадка и инициировать его движение вниз по склону. Действие ударов волн усиливается при высоких концентрациях метана в осадках, образующегося в результате бактериального разложения органического вещества. Наличие газа уменьшает усилие сдвига и может вызвать во время высокого придонного давления дегазацию осадков и их кратковременное разжижение. В результате этих процессов в областях с минимальными углами наклона склонов могут формироваться поверхностные оползни и потоки илов.
Дополнительным свойством илов фронта дельты или продельты является то, что они обладают высоким поровым давлением и низкой плотностью, определяющими их высокую подвижность в приповерхностных условиях по мере продолжения захоронения и действия нагрузки. В начальные стадии уплотнения вода из осадка удаляется легко, но при увеличении уплотнения скорость отжатия воды падает из-за снижения проницаемости.
Иногда в глинах развивается высокое норовое давление, уплотнение прекращается. Наличие метана также благоприятствует развитию сверхдавления. Такие глины, находясь в неравновесном состоянии с окружающей средой из-за повышенного давления и, кроме того, обладая низкой вязкостью и прочностью, являются нестабильными и способны к движению при нагрузке. Подобные состояния глин в дельте Миссисипи отмечены уже на глубине 15 м от современной поверхности осадков. Условия повышенного давления и недоуплотнения, возникающие сразу после захоронения осадка, приводят к заметной нестабильности илов ниже их поверхности, что в свою очередь может вызвать медленный, но постоянный отток глин на глубине из депоцентра внутрь бассейна. Глубинное течение глин с повышенным давлением является главным механизмом погружения в депоцентре, а также создает широкий спектр разномасштабных деформационных особенностей, таких как иловый диапиризм и развитие разрывов.
Типы деформаций. Оползни вращения. Батиметрические исследования Южного устья в дельте Миссисипи обнаружили частые обрывистые ступенчатые изменения в рельефе склона. Данные сейсмических исследований показывают, что эти неровности являются поверхностным выражением разрывов или плоскостей оползания, вдоль которых перемещаются вниз по склону большие блоки осадков. Плоскости оползания, в средней и верхней части фронта дельты с начальным наклоном в сторону моря 1-4, переходят затем, в нижней части, в параллельные склону плоскости отрыва. Отдельные оползневые блоки, при средней ширине 90 м и длине 6 км, перемещаются вниз по склону на расстояние более 1,5 км. Они целиком сохраняются и не несут следов текстур течения, образуя явно аномальные, мелководные песчаные фации, залегающие среди глубоководных, илистых и алевритовых фаций. Блоки могут иметь наклон в сторону берега под углом до 30. Эти вращательное оползание и перемещение оползневых блоков является составной частью процесса выдвижения дельты, и могут оказывать существенное влияние на характер погребенных фаций.
Обвальные впадины - это чашеобразные депрессии диаметром около 100 м и глубиной 1-3 м, возникающие в результате локальной флюидизации и разжижения осадков штормовыми волнами в дистальных частях внутридельтовых заливов, замкнутой округлой формы, с обрамлением мелких откосов ковшеобразных (листричных) разрывов, с нагромождением изолированных блоков осадков в центральных частях. В большинстве случаев впадины открыты на их мористой стороне и переходят в ложбины фронта дельты, направленные вниз от фронта дельты, с крутыми после оползания стенками. Они протягиваются на несколько километров - от мелководья (7-Ю м) до глубины иногда 100 м, и врезаны на 3-20 м. Ложбины являются проводящими путями для потоков илов и обломков, вытекающих из обвальных депрессий в их вершине. В устьях ложбин потоки илов растекаются по поверхности продельты, формируя практически непрерывную полосу лопастей иловых потоков в ее нижней части. Отдельные лопасти достигают мощности 10-15 м, и содержат эрратические блоки осадков диаметром до 30 м и крупнее.
Диапиры и валы глинистых сланцев хорошо изучены в дельте Миссисипи в приустьевх участках дельтовых рукавов, где они часто формируют временные острова (рис. 4.18). При выходе глиняных бугров на поверхность видны крутопадающие стратифицированные осадки фронта дельты с обилием мелких антиклиналей, ступенчатых нормальных сбросов, взбросов, радиальных сбросов и надвигов. Отмечаются мелкие иловые конуса, образовавшиеся в результате выдавливания обогащенных метаном илов на плоскостях сбросов, и горизонты выравнивания, возникшие в результате размыва обнаженных глиняных бугров волнами. Глины, вовлеченные в диапиризм, отличаются интенсивным брекчированием и более поздней трещиноватостью. Глиняные бугры представляют собой узкие гребни, наложенные на линейные складки іти валы сланцев, с крупными крутыми взбросами в их вершинах, которые вызывают наибольший подъем (иногда до 200 м со скоростью около 100 м за 20 лет).
