Особенности строения и условия формирования средне-верхнеюрских отложений центральной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна Штырляева Анастасия Андреевна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Геологическая характеристика объекта исследования 10

1.1 Геологическое строение Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна 10

1.2 Стратиграфия 13

1.3 Тектоническое строение Западно-Сибирской плиты 23

1.4. Тектоническое строение объектов исследования 24

1.5Нефтегазоносность 26

1.6 Геологическое строение пластов Ю1 и Ю2 26

1.7 Состояние изученности объекта исследований 27

Глава 2. Методы и объемы выполненных исследований 36

2.1 Структурно-генетический анализ 36

2.2 Интерпретация геофизических исследований скважин 39

2.3 Метод изопахит 41

2.4 Сравнительно-аналоговый метод 41

2.5 Компьютерная микротомография и микроскопия 41

2.6 Объемы выполненных работ 47

Глава 3. Структурно-генетическая типизация слоев 56

3.1 Псаммитовые слои дельты 57

3.2 Псаммитовые слои пояса подводных валов и баров 62

3.3 Алтерниты пояса лоскутных песков

3.5 Пелиты глубоководного шельфа 74

3.6 Пелиты лагуны 75

Глава 4. Трансгрессивно-регрессивные последовательности слоев и модели их формирования 80

4.1 Монофациальные слоевые последовательности 80

4.2 Слоевые последовательности, сформированные в условиях открытого побережья 81

4.3. Слоевые последовательности, сформированные в условиях лагун

4.4 Слоевые последовательности, сформированные в ходе проградации дельтовых лопастей 85

4.5 Побережье, изолированное барьерным баром (лагуна) 88

4.6 Дельта, проградирующая в открытый мелководный бассейн 91

4.7 Лагуны и внутриконтинентальные озера с конусами выноса 94

Глава 5. Палеогеографические условия и цикличность формирования продуктивных пластов Ю1 и Ю2 в центральной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна 97

5.1 Палеогеографические условия формирования пластов Ю1 и Ю2 в пределах Вать-Еганского и Повховского месторождений 97

5.2 Палеогеографические условия формирования пластов Ю1 и Ю2 в пределах Еты-Пуровского и Комсомольского месторождений 105

5.3 Палеогеографические условия формирования продуктивных пластов Ю1 и Ю2 в средней части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна 113

5.4 Связь выявленных обстановок формирования верхней части тюменской и васюганской свит с мезозойскими структурно-формационными комплексами 118

5.5 Современные аналоги обстановок формирования изучаемых пластов и механизм осадконакопления 123

Глава 6. Вещественный состав и фильтрационно-емкостные свойства структурно-генетических типов коллекторов Еты-Пуровского месторождения 132

6.1 Анализ шлифов методом световой микроскопии 132

6.2. Анализ стандартных образцов методом рентгеновской микротомографии 141

6.3 Анализ распределения пористости и проницаемости в пределах выделенных структурно-генетических типов коллекторов по данным лабораторных исследований151

Глава 7. Прогноз распределения фильтрационно-емкостных свойств изучаемых коллекторов на основе палеогеографических реконструкций 155

7.1 Анализ влияния условий формирования коллекторов на их фильтрационно-емкостные свойства 155

7.2 Выделение высокопроницаемых зон в составе изучаемых коллекторов 169

Заключение 173

Список литературы

• Тектоническое строение Западно-Сибирской плиты
• Компьютерная микротомография и микроскопия
• Алтерниты пояса лоскутных песков
• Побережье, изолированное барьерным баром (лагуна)

Введение к работе

Актуальность работы. Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн является главной базой добычи российской нефти. Доля региона в национальной нефтедобыче составляет 58,4%. При этом в юрских отложениях сосредоточено 29% от суммарных текущих извлекаемых запасов нефти в Западной Сибири. Вовлечение в разработку юрских продуктивных пластов является одним из приоритетных направлений работы по преодолению снижения объемов добычи нефти в регионе.

Средне- и верхнеюрские комплексы в центральной части ЗападноСибирского нефтегазоносного бассейна вмещают сложно построенные нефтяные горизонты с ловушками неструктурного типа. Определение пространственного положения таких ловушек по данным сейсморазведки затруднено вследствие наличия плотной глинистой покрышки. Помимо этого, коллекторы в пределах указанных комплексов обладают весьма неравномерным распределением фильтрационно-емкостных свойств по разрезу и площади. Эти факторы обуславливают неточности при прогнозе и оценке запасов, а также дальнейшей разработке нефтяных пластов верхней и средней юры.

Изучение кернового материала в комплексе с данными геофизических исследований скважин позволяет существенно уточнить взаиморасположение и морфологию являющихся коллекторами песчаных тел, а анализ вещественного состава дает возможность выяснить особенности их внутреннего строения.

Объектом исследования являлись продуктивные пласты васюганской и верхней части тюменской свит верхней и средней юры в пределах Васюганского и Повховского месторождений Среднеобской нефтегазоносной области и Еты-Пуровского и Комсомольского месторождений Надым-Пурской нефтегазоносной области Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна (рис. 1).

Цель исследования заключалась в реконструкции условий формирования и связанных с ними закономерностей строения средне- и верхнеюрских отложений центральной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.

Задачи исследования:

1. Детальное описание керна скважин по пластам Ю₁ и Ю₂ месторождений центральной части Западно-Сибирского НГБ;

2. Описание шлифов, проведение рентгенотомографических исследований, определение и анализ распределения ФЕС;

3. Структурно-генетический анализ юрских отложений;

4. Корреляция разрезов скважин на основании:

маркирующих горизонтов, выделяемых по данным ГИС,

сопоставления кривых колебания уровня моря, полученных по результатам структурно-генетического анализа;

5. Выявление условий осадконакопления средне- и верхнеюрских отложений в
центральной части Западно-Сибирского НГБ и проведение
палеогеографических реконструкций;

6. Выделение типов коллекторов по результатам палеографических
реконструкций и исследований вещественного состава песчаников.

Фактологическую основу исследований составили выполненные автором:

Описания 1032 м керна пластов Ю1 и Ю₂ по 38 скважинам Еты-Пуровского, Комсомольского, Ватьеганского, Повховского месторождений;

Интерпретация данных ГИС по 62 скважинам;

Описание шлифов по керну Еты-Пуровского месторождения

Рентгенотомографические исследования керна Еты-Пуровского месторождения;

Анализ замеров ФЕС 3000 проб, предоставленные ОАО «Газпромнефть-НТЦ».

Методика исследований. Исследование кернового материала произведено с применением методики структурно-генетического анализа, разработанной СБ. Шишловым [Шишлов, 2010]. В основе данного метода лежит концепция иерархических уровней организации геологических объектов. Естественные надпородные геологические тела в данном случае рассматриваются одновременно с позиций их структурно-вещественных характеристик и условий их накопления. Это позволяет унифицировать характеристику отложений, сформированных в пределах отдельных фаций. Проведенные в рамках данной методики исследования включали в себя несколько этапов:

4. В ходе описания керна на основе первичных признаков пород в составе изучаемых отложений были выделены структурно-генетические типы слоев. В основу данной типизации положена идеализированная модель М. Ирвина [Ирвин, 1968] с дополнениями СБ. Шишлова [Шишлов, 2010];

5. На основе результатов структурно-генетической типизации в совокупности с интерпретацией геофизических исследований скважин по

характеристика профили;

100км

цикличности

Рис. 1. Схема района исследований. Условные обозначения: 1 – границы

нефтегазоносных областей, 2 – населенные пункты, 3 – площади

месторождений, 4 – скважины.

методике В.С. Муромцева в разрезах скважин были установлены трансгрессивно-регрессивные последовательности слоев. Анализ данных последовательностей позволил создать модели, отражающие процессы формирования изучаемых отложений на трансгрессивном и регрессивном этапах;

3. В процессе сопоставления кривых колебания уровня моря, полученных по результатам структурно-генетического анализа, выполнена корреляция разрезов скважин;

4. На основе выполненной корреляции произведен анализ структуры геологических тел заключенных между соседними максимумами регрессии, дана

разреза, построены литолого-фациальные

5. По выделенным максимумам регрессии построены серии региональных палеогеографических схем;

6. Для интерпретации результатов структурно-генетического анализа произведено сравнение реконструированных обстановок осадконакопления с современными седиментационными системами. С целью уточнения фациальных границ применен метод анализа мощностей слоев песчаников.

Полученные данные позволили выяснить морфологию песчаных тел и их положение в пространстве.

Для изучения вещественного состава коллекторов выполнены описания шлифов по керну Еты-Пуровского месторождения. Особенности распределения карбонатного цемента в песчаниках и его объемное содержание исследованы методом рентгеновской микротомографии.

Результаты проведенного структурно-генетического анализа, данные описания шлифов и анализа микротомограмм были соотнесены с результатами анализа распределения ФЕС в слоях песчаников Еты-Пуровского месторождения. Это позволило выявить связь между условиями формирования песчаников и их коллекторскими свойствами.

Научная новизна

1. Установлено, что продуктивные пласты васюганской и верхней части тюменской свиты центральной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна сформированы в ходе 14 трансгрессивно-регрессивных циклов. По каждому из регрессивных максимумов впервые построены серии палеогеографических схем, отражающих морфологию и распространение песчаных тел.

2. В пределах продуктивных пластов Ю₁ и Ю₂ выделены структурно-генетические типы коллекторов с присущими им закономерностями распределения фильтрационно-емкостных свойств.

3. На стандартных образцах керна Еты-Пуровского месторождения впервые применен метод эталонирования для определения содержания и особенностей распределения карбонатного цемента в песчаном коллекторе с помощью рентгеновской микротомографии.

Защищаемые положения

4. Продуктивные пласты васюганской и верхней части тюменской свит верхней и средней юры в центральной части Западно-Сибирского НГБ сформировались в ходе 14 трансгрессивно-регрессивных циклов в условиях мелководного бассейна, осложненного выдвигавшейся с северо-запада дельтой.

5. Обстановки накопления песчаных тел, образующих пласты Ю₁ и Ю₂ в центральной части Западно-Сибирского НГБ, представлены поясом подводных валов и вдольбереговых баров, изолировавших мелководные лагуны; фронтом дельты флювиального типа, выдвигавшейся в открытый мелководный бассейн, и внутридельтовой равниной, включавшей в себя мелководные заливы, осложненные конусами выноса.

6. Условия осадконакопления оказали влияние на ход аутигенного минералообразования и процессы формирования вторичной пористости в песчаниках продуктивных пластов Ю₁ и Ю₂ Еты-Пуровского месторождения, в результате чего выделенные структурно-генетические типы песчаников существенно различаются по фильтрационно-емкостным свойствам.

Практическая значимость работы. Результаты исследований были использованы ООО «Газпромнефть-НТЦ» как дополнительный материал в

рамках работ по концептуальному моделированию условий формирования юрских пластов месторождений Надым-Пурской нефтегазоносной области.

Разработанный в рамках диссертационного исследования метод изучения коллекторских свойств песчаников с помощью рентгеновской микротомографии может быть использован литологическими и петрофизическими лабораториями для изучения внутреннего строения коллекторов.

Апробация работы. Результаты проведенных исследований были представлены на IV Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (Санкт-Петербург, 2015), Bruker microCT User Meeting, 2015 (Брюгге, Бельгия), XX Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова (г. Томск, 2016), III Международной научно-методической конференции (Сакнт-Петербург, 2016), 2-й Всероссийской школе студентов, аспирантов и молодых ученых по литологии (Екатеринбург, 2016), V Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (Санкт-Петербург, 2017).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, 4 из которых входят в перечень изданий, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

Достоверность защищаемых положений обусловлена значительным количеством керновых и геофизических данных. Исследования проведены на формационно-слоевом и компонентно-вещественном уровнях организации вещества. Результаты структурно-генетического анализа, выполненного на основе данных макроскопического описания керна, не противоречат принципу актуализма и хорошо согласуются с результатами описания шлифов и рентгеновской микротомографии. Применение современных методик, компьютерных программ и аналитического оборудования способствовало выработке достоверных и обоснованных выводов.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав, заключения, списка литературы, включающего 118 наименований, пяти приложений. Объем работы составляет 198 страниц машинописного текста, 120 рисунков, 7 таблиц.

Тектоническое строение Западно-Сибирской плиты

Породы юрской системы несогласно перекрывают отложения триаса и представлены всеми тремя отделами. Нижний и средний отделы Зимний горизонт (геттанг - нижний плинсбах) Береговая свита Береговая свита распространена на большей части Обь-Тазовской фациальной области и сложена дельтовыми, аллювиальными, озерно-лагунными, мелководно морскими светло-серыми разнозернистыми песчаниками, гравелитами, конгломератами, темно-серыми алевролитами, аргиллитами. Местами присутствуют прослои углей. Характерно чередование мощных (50-70 м) пачек песчаников с прослоями гравелитов и конгломератов и пачек (20-30 м) алевролитов и аргиллитов. Песчаники от мелко- до крупнозернистых, с глинистым или карбонатным цементом, с косой разнонаправленной слойчатостью. Конгломераты, по большей части, содержат гальку кварца и эффузивных пород. В слоях алевролитов и аргиллитов с горизонтальной и пологоволнистой слойчатостью присутствует растительный детрит. На разных уровнях характерны скопления Conchostraca. Мощность 170-420 м. Левинский горизонт (нижний плинсбах) Ягельная свита

Свита представлена прибрежно-морскими, продельтовыми, озерно-лагунными серыми алевролитами. Встречается рассеянная галька, прослои аргиллитов, мелкозернистых песчаников и углей. Содержатся растительные остатки. Отдельные прослои свиты содержат раковины морских двустворок Kalentra ex. gr. brodnaensis, Tancerdia sp. ind., Dacryomya ex. gr. nordvikensis, Homomya sp. ind., и др. Мощность 30-150 м.

Шараповский горизонт (верхняя половина верхнего плинсбаха)

Черничная свита

Отложения черничной свиты представлены переслаиванием прибрежно-морских, дельтовых, лагунных, аллювиально-озерных серых и светло-серых мелкозернистых, редко грубозернистых, песчаников с прослоями конгломератов, темно-серых алевролитов и аргиллитов. В алевролитах содержатся фораминиферы Trochammina lapidosa, Saccamina sp. В верхней части свиты установлен комплекс двустворок, характерный для слоев с Tancredia kuznetsovi [87]. Мощность 10-130 м.

Китербютский горизонт (нижняя половина нижнего тоара)

Тогурская свита

Свита содержит в себе лагунные и озерные аргиллиты и черные глины с прослоями аргиллитов морского происхождения. Часто отложения являются битуминозными, содержат линзы и прослои алевролитов и мелкозернистых песчаников. Также в отложениях присутствуют остатки наземных растений и чешуя рыб. Органические остатки представлены раковинами Conchostraca, фораминиферами Recurvoides sp., Ammobaculites lobus, Saccamina inanis и др., двустворками Dacryomya inflate, Taneredia bicarinata и др. Мощность 25-80 м.

Надояхский горизонт (верхняя половина нижнего тоара - низы нижнего аалена)

На территории Варьеганского фациального района надояхский горизонт представлен селькупской свитой, а в центральной части Обь-Тазовской фациальной области (Уренгойский район) - новогодней свитой.

Селькупская свита

Свита представлена дельтовыми, лагунно-озерными, мелководно-морскими и аллювиальными переслаивающимися серыми и светло-серыми песчаниками мелко- и крупнозернистыми, с косой разнонаправленной слойчатостью. Песчаники содержат прослои гравелитов, конгломератов, алевролитов и аргиллитов. Содержатся остатки морских и солоновато-водных двустворок Dacryomya inflate, Taneredia biocarinata и др., форамииифер Ammodiscus glumaceus, Saccammina cf. inanus. Мощность 75-240 м.

Новогодняя свита

Свита отчетлива делится на две подсвиты. Нижняя подсвита представлена чередованием аргиллитов, алевролитов и песчаников с преобладанием последних. Песчаники крупно-среднезернистые, содержат остатки обугленной древесины и мелкий рассеянный детрит, массивные, иногда с косой линзовидной слойчатостью, намечаемой намывами углефицированного растительного детрита. Пачки песчаника чередуются с равными по мощности пакетами переслаивания темно-серых аргиллитов, алевролитов и песчаников. Органические остатки представлены редкими раковинами фораминифер Ammodiscus ex gr. glumaceus, Saccammina cf. inanus и содержатся в прослоях аргиллитов. Мощность подсвиты 50-180 м.

Верхняя подсвита новогодней свиты сложена тонкослоистыми аргиллитами и алевролитами, которые чередуются с пакетами тонкого переслаивания песчаников, алевролитов и аргиллитов, которые отличаются повышенным содержанием растительного детрита. Органические остатки представлены двустворками Retroceramus sp. ind. (ex gr. priscus), Dacryomya sp. ind., Sowerbya sp., Arctica cf. humiliculminata, комплексом фораминифер Verneuilinoides syndascoensis, Ammodicus glumaceus, Scammina inanus.

Средний отдел Лайдинский горизонт (нижний аален) В Варьеганском районе Обь-Тазовской фациальной зоны лайдинский горизонт представлен перевальной свитой, которая в Уренгойском районе латерально переходит в верхнюю подсвиту новогодней свиты.

Перевальная свита

В состав перевальной свиты входят прибрежно-морские, лагунные, озерные темно-серые аргиллиты и глинистые алевролиты с прослоями мелкозернистых глинистых песчаников. Повсеместно присутствуют текстуры биотурбации и раковинный детрит. Органические остатки представлены обломками двустворок Pronoella sp., Arctica sp. ind., Tancredia sp., фораминифер Ammodicus glumaceus, Saccammina ampullacea, Verneuilinoides ex gr. syndascoensis, Kutsevella operta, Recurvoides sp., Evoutinella nana и др. Мощность 30-85 м.

Верхняя подсвита новогодней свиты

Подсвита сложена серыми алевролитами и темно-серыми аргиллитами с тонкой слойчатостью без углефицированной растительной органики, которые чередуются с пачками тонкого переслаивания аргиллитов, алевролитов и песчаников с большим количеством углефицированного растительного детрита. Встречаются разнонаправленные ходы илоедов. Остатки фауны представлены двустворками Dacryomya sp. ind., Sowerbya sp., Arctica cf. humiliculminata, фораминиферами Verneuilinoides cf. syndascoensis, Ammodiscus glumaceus, Saccammina ex gr. inanus, Trochammina sp. ind и др. Мощность подсвиты 15-90 м.

Вымский горизонт (верхний аален - нижний байос)

Нижняя подсвита тюменской свиты

В Варьеганском фациальном районе в состав подсвиты входят прибрежно-морские, дельтовые, лагунные, озерно-аллювиально-болотные светло-серые мелко-среднезернистые песчаники и алевролиты с прослоями темно-серых аргиллитов и углей. Органические остатки представлены раковинами пресноводных двустворок Unionidae, реже встречаются раковины морских двустворок Arctica sp. ind и фораминифер Haplophragmoides sp., Dentalina sp., Lenticulina sp.

Компьютерная микротомография и микроскопия

В настоящее время на территории Западно-Сибирского бассейна для средней юры применяется схема районирования, принятая Пятым Межведомственным стратиграфическим совещанием по мезозойским отложениям Западно-Сибирской равнины [751 принципы которого были изложены ранее [171.

Для средней юры в пределах Западно-Сибирского бассейна выделено три области субширотного простирания. Осадочные толщи в внутри каждой из областей имеют свой фациально-генетический характер. Самая северная Ямало-Гыданская среднеюрская толща сложена породами морского генезиса. Обь-Тазовская толща располагающаяся в средней части бассейна, представлена прибрежно-морскими породами. Южная Обь-Иртышская область сложена континентальными осадками [861.

Среднеюрские отложения на всей территории Западно-Сибирского бассейна формировались при относительно низкой тектонической активности и талассократическом режиме седиментации. В течение средней юры морской бассейн существенно расширялся [87].

Схема районирования келловея и верхней юры принята как «схема районирования по типам разрезов», в которой районы характеризуются определенным набором свит [75]. Северную и центральную часть бассейна занимает Омско-Чулымская зона, представленная отложениями прибрежного типа. Южную часть занимает континентальная Чулымо-Тасеевская область.

Современное состояние изученности

Наиболее полно пласт Ю2 изучен на территории Широтного Приобья сотрудниками Нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН (г. Новосибирск). Установлена высокая фациальная изменчивость отложений в пределах региона, способствующая образованию ловушек неструктурного типа. Относительно условий формирования продуктивного пласта Юг к настоящему моменту существует несколько точек зрения. Часть исследователей относит данные отложения к континентальным озерным и аллювиальным образованиям [59, 7]. Другие исследователи указывают на морской генезис, отмечая приуроченность псаммитовых участков разреза к мелководно-морским фациям, а алевропелитовых слоев - к глубоководным [83]. Также существует точка зрения, согласно которой формирование пласта Юг происходило в переходных прибержно-континентальных обстановках. [56, 28].

Наиболее детальным за последнее десятилетие исследованием пласта Юг является работа Л.Г. Вакуленко и П. А. Яна [18]. В работе произведен комплексный седиментационный анализ нефтеносного горизонта на территории Широтного Приобья. Согласно результатам данного исследования в разрезах пласта Юг выделены континентальные (аллювиальные, озерные), переходные (дельтовые, прибрежно-континентальные) и морские отложения, что указывает на полифациальную природу исследуемого горизонта (рис. 1.6). При этом было выявлено, что улучшенными коллекторскими свойствами обладают отложения аллювиальных, дельтовых и баровых комплексов, а определяющими факторами являются гранулометрический состав и количество и состав цемента [16].

Влияние петрографических признаков на фильтрационно-емкостные свойства песчаников пласта Ю2 рассмотрено в работе А.Ю. Попова и Л.Г. Вакуленко [72]. По результатам исследований выявлено, что терригенные породы пласта Юг являются коллекторами преимущественно гранулярного типа с низкими значениями фильтрационно-емкостных свойств (IV-V класс). Коэффициент пористости изменяется от 3,2 до 20,2% при среднем значении 13,8%. Определяющим фактором, влияющим на ФЕС песчаников, является гранулометрический состав. Самый благоприятный для коэффициента пористости размер обломков - медианный (мелкопесчаная фракция). Что касается зависимостей ФЕС и минерального состава, то в работе отмечено снижение коэффициента пористости при увеличении доли обломочного кварца, связанное с кальцитизацией кварцевых песчаников и присутствием регенерационного кварцевого цемента. При этом положительное влияние на пористость оказывает присутствие полевых шпатов по причине частого выщелачивания их обломков. При увеличении доли слюд наблюдается снижение ФЕС в связи с процессами уплотнения. Ярко выражена зависимость между коэффициентом пористости и содержанием цемента независимо от гранулометрического состава. Карбонатный цемент (кальцит, сидерит) негативно влияет на ФЕС, хлорит-гидрослюдистый цемент также оказывает негативное влияние при содержании 15%.

Большой вклад в изучение цикличности тюменской свиты, в состав которой входит пласт Ю2 внесен работами В.П. Алексеева [1, 9] на примере Шаимского нефтегазоносного района. В работе проанализированы многочисленные методики выделения и изучения циклитов в терригенных отложениях с всесторонней доработкой и адаптацией к толщам изучаемой свиты. Проведенный анализ позволил авторам утверждать, что выделенные в разрезе циклиты можно считать самостоятельными стратиграфическими единицами разрезов, по которым целесообразно проводить корреляцию, в том числе и на региональном уровне. Широкий круг проблем, касающихся строения и формирования пласта Юі васюганской свиты рассмотрен в работах В.Б. Белозерова [10, 11], где при исследовании осадочных толщ применен седиментационно-тектонический подход. В разрезе васюганской свиты автором выделено три литолого-фациальных комплекса: 1 -регрессивный прибрежно-морской комплекс, слагающий нижневасюганскую подсвиту, 2 - регрессивно-трансгрессивный прибрежно-континентальный комплекс, слагающий нижнюю часть верхневасюганской подсвиты, 3 - трансгрессивный прибрежно-морской комплекс, формирующий верхнюю часть верхневасюганской подсвиты (Рис. 1.7).

В работе отмечено, что пласт Юі в центральной части Западно-Сибирского бассейна, соответствующей Варьеганскому фациальному району, представлен вдольбереговыми и барьерными баровыми постройками.

Седиментационная цикличность васюганской свиты всесторонне рассмотрена в работах А.Л. Бейзеля [13, 14]. Выделение трансгрессивных и регрессивных циклитов произведено с позиций инверсионной модели циклогенеза. Согласно этой модели, в качестве ведущего механизма циклообразования приняты эпизодические тектонические движения, которые были названы «тектоническими циклами».

Алтерниты пояса лоскутных песков

Слои, сформированные в условиях дельтовых комплексов, в высокой степени неоднородны в вертикальном направлении и по латерали. Причиной данной особенности является механизм их формирования.

По направлению от берега в сторону увеличения глубины бассейна псаммитовые слои дельты можно подразделить на три типа: слои проксимальной, центральной и дистальной частей дельты.

В дистальной части дельты, в подножье дельтового склона отлагался тонкозернистый песок. Текстура в целом градационная, намечаемая захоронениями детрита морского бентоса, часто нарушена текстурами взмучивания и оползания, выраженными в неравномерном распределении алевропелитового материала (рис. 3.1). Присутствуют мелкие гальки глинистых пород и субвертикальные ходы илоедов. Наблюдаемый набор первичных признаков свидетельствует о том, что слои этого типа накапливались в результате переноса осадков из мелководных областей распространения морского бентоса в область, располагающуюся ниже базы волнового воздействия [96]. На глубине, располагавшейся ниже базы волнений, преобладали процессы отложения тонкого материала из суспензии с образованием слоев алевропелитов, которые были деформированы и оползнями у основания бара. Данные слои формировались под действием наносонесущих потоков и отложения из суспензии.

В центральной части дельтовой лопасти слои устьевого бара имеют более сложное строение. Их основание слагают песчаники, сформированные в подножии дельтового склона, описанные выше. Средняя часть слоя образована песчаником мелко среднезернистым с увеличением размера зерен кверху. Наблюдаются массивная текстура и косая разнонаправленная слойчатость, осложненная повсеместно распространенными текстурами оползания. Характерно присутствие текстур биотурбации, линзовидных Рис. 3.2. Средняя часть псаммитового слоя дельты, сформированная в условиях центральной зоны устьевого бара (шкала в метрах). скоплений раковин морского бентоса (Рис. 3.2, 3.3). Эта часть слоя накапливалась при участии оползневых процессов в условиях высокой подвижности вод. Гнездовые захоронения остатков морского бентоса указывают на то, что интенсивность возвратно-поступательных движений придонных вод была непостоянной. В периоды усиления волнения осадконакопление замедлялось, способствуя развитию бентосных организмов. Данный набор первичных признаков характерен для отложений, формирующихся в обстановках барового склона [96, 64]. Верхняя часть слоя здесь представлена песчаником мелкозернистым, сильно известковистым и алевритистым. Первичная текстура в значительной степени нарушена биотурбацией (Рис. 3.4). Присутствуют зерна глауконита, остатки морской фауны хорошей сохранности, унифицированный растительный детрит. Интенсивная биотурбация и большое количество остатков морской фауны свидетельствуют о замедлении седиментации, что может указывать на отмирание дельтовой протоки и начале переработки дельтовой лопасти волнами.

Средняя часть псаммитового слоя дельты, сформированная в условиях центральной зоны устьевого бара (шкала в метрах). Проксимальную часть дельты слагают слои, аналогичные тем, что накапливались в ее центральной части, но в них отсутствуют текстуры биотурбации, наблюдаемые в кровле, вследствие высокой интенсивности волнений, препятствующих заселению морского дна.

Анализ первичных признаков позволяет сделать вывод о том, что слои данного типа накапливались в процессе выдвижения дельтовой платформы из-за наращивания устьевых баров в сторону бассейна. Речные воды впадали в бассейн, и, из-за разной плотности речной и морской воды, распространялись в нем в виде поддерживаемого на плаву слоя. В свою очередь, клин соленой воды внедрялся в нижнюю часть протоки. В результате на границе слоев пресной и соленой воды происходил турбулентный обмен, который вызывал расширение и замедление течения пресноводного речного потока. Замедление течения потока приводило к осаждению осадков. Наиболее интенсивно процесс перемешивания действовал в устье реки из-за того, что здесь между плавучим слоем пресной воды и нижележащим клином соленой воды образовывались внутренние волны. Самая грубозернистая фракция отлагалась в районе устья, а более тонкозернистый материал выносился дальше в бассейн [64].

Таким образом, внутри устьевого бара размер частиц уменьшался по мере продвижения от устья реки к фронту дельты. В ходе выдвижения бара в сторону бассейна формировались вертикальные разрезы с увеличением размера частиц от подошвы к кровле, где основание слагает мелкозернистый песчаник, который в верхней части слоя переходит в среднезернистый. В общем случае, устьевые бары состояли из гребня, где на фоне высокой динамики накапливалась наиболее крупнозернистая фракция с массивной текстурой или косой разнонаправленной слойчатостью, и барового склона, характеризуемого более мелкозернистыми отложениями и многочисленными текстурами оползания (рис. 3.5).

Псаммитовый слой, сформированный в процессе проградации устьевого бара. Условные обозначения: 1- подножье барового склона; 2 - баровый склон; 3 - гребень бара в условиях действовавшей дельтовой лопасти; 4 - гребень бара в условиях отмершей дельтовой лопасти (шкала в метрах). При отмирании дельтовой протоки поступление осадков прекращалось, гидродинамика уменьшалась и на фоне более спокойной обстановки активизировалась деятельность организмов.

На строение слоев данного типа также в большой степени влияет глубина их накопления, поскольку именно она является одним из определяющих факторов, влияющих на гидродинамику, биологическую активность и химический потенциал среды. Гидродинамика среды в данном случае определяется, главным образом, интенсивностью воздействия волн и вдольбереговых течений. Рис. 3.6. Нижние части псаммитовых слоев вдольбереговых баров, сформированных в дистальных частях баровых склонов (шкала в метрах). Дистальная часть пояса подводных валов образуется в основном за счет штормовых волн в период низкого стояния уровня моря. В результате воздействия штормовых волн, отложения пояса подводных валов в дистальной части с размывом залегают на нижележащих отложениях, образованных ранее в условиях более низкой динамики. Нижнюю часть слоя слагает мелко-среднезернистый песчаник с косой разнонаправленной слойчатостью, намечаемой намывами углисто-глинистого материала. В некоторых случаях наблюдаются включения уплощенных галек алевропелитовых пород до 3 см в диаметре (рис. 3.6). На межслойковых поверхностях отмечены многочисленные унифицированные остатки листьев и стеблей наземных растений. В ходе трансгрессии интенсивность волнового воздействия снижалась, способствуя накоплению тонкозернистого песка с пологоволнистой слойчатостью. На межслойковых поверхностях наблюдаются скопления мелкого унифицированного растительного детрита.

Побережье, изолированное барьерным баром (лагуна)

Формирование слоевых последовательностей происходит в результате смены фациальных обстановок под воздействием изменений глубины бассейна. Трансгрессивно-регрессивные последовательности слоев представляют собой последовательности, накопленные в ходе одного трансгрессивно-регрессивного цикла. При этом количество фациальных обстановок, представленных в виде слоев разных структурно-генетических типов, зависит от скорости наступления и отступления моря, а также от скорости и способа осаждения и переотложения вещества в приемном бассейне. Например, проградация дельтовой лопасти может привести к смене режима седиментации без участия эвстатических колебаний. Поскольку с увеличением глубины влияние флювиальных и волновых процессов существенно снижается, наибольшим фациальным разнообразием будут обладать последовательности, сформированные в прибрежной зоне, а последовательности, образованные в глубоководных условиях, будут обладать относительной фациальной однородностью. Помимо скорости колебаний уровня моря, на строение трансгрессивно-регрессивных последовательностей слоев также оказывала влияние их интенсивность. Очевидно, крупные трансгрессии и регрессии будут охватывать большие площади, способствуя формированию наиболее полных наборов структурно-генетических типов слоев, в то время как незначительные по своей интенсивности трансгрессии и регрессии могут образовывать последовательности в пределах одной и той же фации.

Таким образом, выделение и изучение трансгрессивно-регрессивных последовательностей структурно-генетических типов слоев в пределах изучаемых толщ позволяет не только скоррелировать разрезы скважин, но и определить относительную скорость и интенсивность эвстатических колебаний.

Так как накопление изучаемых отложений происходило в пределах шельфовой зоны с пологим уклоном дна, смена фациальных обстановок при трансгрессиях и регрессиях имела, по большей части, постепенный характер, что способствовало формированию монофациальных последовательностей как в глубоководных, так и в прибрежных условиях. При этом, возникновение таких последовательностей в прибрежных зонах с высокой гидродинамической активностью может указывать на удаленность изучаемого разреза от границ фациальной обстановки в пределах данного трансгрессивно регрессивного цикла. Это могли быть центральные части лагун, вдольбереговых баров и поясов подводных песков. Поскольку зона глубоководного шельфа в пределах данного бассейна может обладать большой протяженностью как по латерали, так и перпендикулярно береговой линии, формирование слоев одного структурно-генетического типа в данном случае должно было происходить в наиболее глубоких частях бассейна в пределах изучаемой площади (рис. 4.1).

Типы монофациальных последовательностей, сформированных в обстановках (слева направо): низко динамичных зон лагун, высоко динамичных зон лагун, вдольбереговых подводных баров, мелководного и глубоководного шельфа. Условные обозначения: 1 - линия регрессивного максимума; 2 - линия трансгрессивного максимума; 3 кривая колебания уровня моря; 4 - низко динамичные зоны лагун; 5 - высоко динамичные зоны лагун; 6 зоны баров; 7 - области мелководного шельфа; 6 - области глубоководного шельфа.

Трансгрессивно-регрессивные разрезы, накопление которых происходило в данных условиях, должны наиболее явно отвечать морскому режиму, поскольку зоны, расположенные на отдалении от береговой линии, в меньшей мере испытывают влияния процессов сноса. Поэтому по данным типам разреза можно более уверенно прослеживать изохронные уровни трансгрессивных и регрессивных максимумов. Глубоководные части разрезов, сложенные пелитами, образуют покрышки и перемычки между продуктивными пластами и прослеживаются на региональном уровне. Это позволяет им играть важную роль при корреляции разрезов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга. Если разрез в пределах рассматриваемого цикла был расположен вблизи фациальных границ, его строение будет иметь полифациальную природу. На рис. 4.2 представлены последовательности, сформированные на границе мелководного и глубоководного шельфа. В зависимости от скорости и интенсивности колебаний уровня моря они могут быть полными (рис. 4.1 А) и не полными (рис. 4.2 Б, В).

Рис. 4.2. Трансгрессивно-регрессивные последовательности слоев, сформированные на границе глубоководного и мелководного шельфа. Условные обозначения -см. рис. 4.1.

При достаточно интенсивной и быстрой трансгрессии, которая могла начаться в области пояса подводных валов или барьерных баров, зона лоскутных песков не успевала сформироваться. Это приводило к образованию последовательностей, в которых псаммитовые отложения пояса подводных валов с резким контактом, осложненным текстурами взмучивания (рис. 4.3) сменяются пелитовыми отложениями глубоководного шельфа (рис. 4.4). Циклиты подобного типа прослежены в скважинах всех рассматриваемых месторождений в частях разреза, отвечающих нижневасюганской подсвите. Они слагают покрышку пласта Юг, отделяя его от продуктивной верхней части свиты, включающей пласт Юь

В случаях, когда миграция береговой линии носила постепенный характер при достаточной амплитуде колебаний уровня моря, происходило накопление последовательностей с полным набором фаций, отвечающих системе глубоководный шельф - мелководный шельф - бар (рис. 4.5). В скважинах изучаемых месторождений части разрезов такого типа наблюдаются, по большей части, в составе глинистой перемычки, разделяющей пласты Юі1 и Юі2. Рис. 4.3. Примеры контактов псаммитовых слоев, сформированных в условиях баров, переходящих в пелитовые слои глубоководного шельфа при быстрой и интенсивной трансгрессии (шкала в метрах). Рис. 4.4. Трансгрессивно-регрессивные последовательности слоев, сформированные при быстрой и интенсивной трансгрессии в условиях глубоководного шельфа. Условные обозначения - см. рис. 4.1.

Поскольку отложения лагун сложены пелитовыми и алтернитовыми разностями, они также являются покрышками, изолирующими линзы продуктивных песчаников. В отличие от шельфовых образований, слои лагун обладают малыми мощностями и имеют незначительное латеральное распространение. Трансгрессивно-регрессивные последовательности, сформированные в обстановках лагун, характерны для отложений пластов Юі и Юг в южной части рассматриваемой территории и вскрыты скважинами на юго-западе Вать-Еганского и Повховского месторождений. На Еты-Пуровском и Комсомольском месторождениях отложения лагун вскрыты только в пределах пласта Юг.

В пределах лагунных зон максимальная гидродинамическая активность должна была проявляться в пределах ограждающих их баровых тел. Следовательно, трансгрессивные максимумы внутри рассматриваемого цикла маркируются гранулометрическими максимумами. В результате крупных циклов происходило формирование полных последовательностей, в составе которых наблюдаются пелиты внутренних зон лагун, алтерниты, сформированные в переходных областях на тыловом склоне бара, и пески баровых тел (рис. 4.6 В). Колебания меньшей амплитуды формировали неполные последовательности (4.6 А, Б).

Типы слоевых последовательностей, образованные при участии дельтовых систем, различаются в зависимости от интенсивности флювиальных и волновых процессов и рельефа морского дна. Слои, формируемые в обстановках устьевых баров, условно принято считать регрессивными [40], поскольку флювиальные процессы наиболее интенсивны в периоды низкого стояния уровня моря. Однако, в периоды малоамплитудных трансгрессий или в прибрежных мелководных обстановках, влияние волновых движений, перерабатывающих отложения дельтовых лопастей, может уступать флювиальным процессам, и дельта может выдвигаться даже при подъеме уровня моря. Таким образом, направленность осадконакопления в областях, испытывающих влияние флювиальных процессов, определена с учетом смены фаций в разрезе и корреляции с разрезами других скважин.

При максимальной интенсивности флювиальных процессов, дельтовая лопасть проградирует непосредственно в область лоскутных песков. Быстрое формирование устьевых баров в пределах исследуемых циклов препятствует переработке слагающего их материала волнениями и способствует накоплению последовательностей, в которых отложения глубоководного шельфа и/или пояса лоскутных песков переходят непосредственно в слои, сформированные в дистальной части дельтовой лопасти (рис. 4.7).