Формирование продуктивного осинского горизонта и неоднородности пород-коллекторов в пределах Талаканского месторождения

Геологическая характеристика осинского горизонта в пределах Талаканского месторождения. Закономерности чередования типов пород в его разрезе. Петрофизические параметры пород-коллекторов. Анализ связи коллекторских свойств со степенью доломитизации.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 24.08.2020
Размер файла 805,4 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Формирование продуктивного осинского горизонта и неоднородности пород-коллекторов в пределах Талаканского месторождения

Савченко Н.И. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Аннотация

Формирование продуктивного осинского горизонта в пределах Талаканского месторождения связывается с образованием биостромного массива, который формировался на склонах небольших иловых холмов в пределах мелководного шельфа и построен синезелеными водорослями (цианобактериями) и археоциатами. В морфологии рельефа и толщинах массив невыражен, но его выделение возможно на основании комплексного исследования материалов ГИС и керна скважин.

Основной объем пород-коллекторов осинского горизонта связан с органогенными постройками. Продуктивные отложения сложены порово-кавернозным доломитом, его пористость варьирует от 7 до 20 % при низкой проницаемости (0,06 мД). Пористость в пределах разреза связана с процессами вторичной минерализации пласта, а именно последовательным выпадением минералов доломита -> ангидрита -> соли, которые ухудшают фильтрационно-емкостные свойства и определяют неравномерное распределение пористости в пределах пласта. ФЕС пород-коллекторов улучшают такие процессы, как выщелачивание и вторичная доломитизация. Породы коллектора обладают межзерновой (межкристаллической) пористостью и кавернозностью, при этом присутствует как первичная, так и вторичная пористость.

Ключевые слова: Талаканское месторождение, осинский горизонт.

Abstract

The formation of a productive Aspen horizon within the Talakanskoye deposit is associated with the formation of a biostream massif formed on the slopes of small silt hills within a shallow shelf and built by blue-green algae (cyanobacteria) and archeocyathies. In the morphology of the relief and thickness, the array is not expressed, but its isolation is possible on the basis of a comprehensive study of GIS materials and core wells.

The bulk of the collector rocks of the Aspen horizon is associated with organogenic structures. The productive deposits are pore-cavernous dolomite, its porosity varies from 7 to 20% with low permeability (0.06 mD). The porosity within the cut is related to the processes of secondary mineralization of the formation, namely the successive precipitation of minerals of dolomite -> anhydrite -> salts, which impair the filtration capacity and determine the uneven distribution of porosity within the reservoir. FES reservoir rocks improve processes such as leaching and secondary dolomitization. The reservoir rocks have intergranular (intercrystalline) porosity and cavernousness, both primary and secondary porosity present.

Keywords: Talakanskoye field, aspen horizon.

Талаканское месторождение расположено в наиболее приподнятой центральной части Непско-Пеледуйского свода, осложняющего Непско- Ботуобинскую антеклизу Сибирской платформы. Месторождение приурочено к сложнопостроенной Талаканской структурной зоне (поднятию), которая раздроблена серией дизъюнктивных нарушений северо-западного простирания, объединяющей три локальные структуры - Транскую, Центрально-Талаканскую (с двумя блоками) и Восточную. Размеры по замкнутой изогипсе -1100м составляют 65x37-20 км, площадь около 1812 км2. Установлена продуктивность двух горизонтов - песчаного хамакинского и карбонатного осинского среднеусольской подсвиты (верхнебилирская подсвита). Осинский горизонт залегает на глубине в среднем 1100 м и является основным объектом, где выявлены газовые и газонефтяные залежи структурно-литологического типа. Экранирующей толщей служат соли верхнеусольской подсвиты (юрегинской свиты).

Осинский горизонт имеет выдержанную по площади толщину 50-56 м и сложен известняками, доломитизированнымм известняками, доломитами, как чистыми, так и в той или иной степени глинистыми или сульфатизированными. По структуре карбонатные породы достаточно разнообразны. Здесь выделены породы, сложенные остатками сине -зеленых водорослей - цианобактерий, строматолитовые. микрозернистые, разнокристаллические. Подобный набор пород и наличие цианобактерий указывают на формирование осадков в условиях мелкого теплого моря временами несколько повышенной (относительно среднеокеанической) солености. Вместе с тем распределение пород по площади и в разрезе горизонта далеко не однородно, что отражает соответствующие изменения условий осадконакопления [2].

Устанавливается закономерное циклическое чередование типов пород в разрезе горизонта. Оно проявляется, прежде всего, в изменении содержания глинистого материала, что отчетливо фиксируется и по материалам ГИС. В основании циклитов залегают глинистые доломиты, иногда встречаются карбонатные брекчии с включением реликтов водорослевого материала и ангидриты в виде игольчатых агрегатов и отдельных. Средние части циклитов сложены фитогенными известняками, состоящими из мелких округлых комочков водорослевой природы в той или иной степени доломитизированных, а также разнокристаллическими доломитами, представляющими собой продукт практически полной доломитизации фитогенных известняков. И те, и другие породы часто кавернозны.

В верхних частях циклитов преобладают хемогенные доломиты, часто сульфатизированные вплоть до появления гнезд и прослоев ангидрита. Встречаются здесь и строматолитовые образования. Всего в разрезе осинского горизонта установлено пять таких циклитов, в той или иной степени прослеживаемых на Талаканском месторождении. Циклическое строение разреза, закономерное изменение состава пород отражают определенное изменение условий осадкообразования в течение одного цикла седиментации [2].

Распределение литофаций и толщин горизонта определяется общей палеогеографической и палеотектонической обстановкой усольского времени. Осадконакопление происходило в обширном и в целом мелководном водоеме, располагавшемся в зоне аридного климата.

Поступление осадочного материала происходило в двух основных формах.

Раствор солей кальция, магния, натрия и некоторых других сопутствующих элементов, а также анионы (хлор и сульфаты) поступали с морскими водами с северо-востока. По мере движения этих вод с северо - востока на юго-запад происходило последовательное повышение их солености.

Обломочный материал поступал с запада с Енисейского кряжа и Восточного Саяна и с юго-востока с Патомской суши. Первый район был достаточно расчлененным и поставлял материал песчано-алевритовой размерности, причем далеко по акватории он не разносился, и его осаждение шло в достаточно узкой прибрежной зоне. Второй представлял собой низменную сушу, откуда поступал тонкий глинистый материал. Последний, не образуя значительных глинистых толщ (накапливались отдельные пласты мергелей или карбонатных глин), разносился достаточно широко [3].

Осадкообразование начиналось в условиях приливно-отливных равнин и крайнего мелководья при достаточно интенсивном привносе глинистого материала. Аридный климат определил преимущественно доломитовый состав осадков. Некоторое углубление бассейна, уменьшение привноса глинистого материала способствовали развитию известковых водорослей, а активная гидродинамика обусловила развитие их морфологически обособленных разновидностей. На завершающей стадии цикла происходило постепенное обмеление и осолонение бассейна, осаждались хемогенные доломиты и сульфаты. Таким образом, генетически цикл является трансгрессивно-регрессивным.

Разрезы с отчетливо циклическим строением наиболее распространены по периферии месторождения и особенно на севере. Для них характерна существенная роль относительно глинистых разностей (от 10 до 50% разреза по отдельным скважинам). По структуре преобладают разнокристаллические карбонатные породы (54% от изученного объема пород), далее следуют глинистые микрозернистые доломиты (19%), известняки с реликтововодорослевой структурой и фитогенные известняки (последних всего около 4%). В разрезах центральной части площади четко прослеживаются лишь нижний и верхний циклиты, в то время как средняя часть горизонта имеет массивное строение, что связано с отсутствием относительно глинистых оснований циклитов и более чистым (карбонатным) составом последних. Поэтому толщина глинистых разностей сокращается до 4-22%. Меняется и соотношение структурных типов пород. Существенно возрастает (до 45-55%) доля пород с фитогенной, в том числе строматолитовой и реликтововодорослевой, структурой и уменьшается доля микрозернистых глинистых доломитов (не более 2-4%). При этом в северной части зоны развития массивных разрезов преобладают известняки (до 68%), а на юге - доломиты (до 85%) [2].

Специфические черты строения и состава отложений осинского горизонта в центральной части Талаканской площади - массивное строение, отсутствие или незначительное количество глинистого материала, преобладание фитогенных разностей - позволяют предполагать развитие здесь органогенной постройки.

Поскольку ее толщина равна толщине вмещающих синхронных отложений, эту постройку, видимо, можно отнести к биостромным массивам. Этот массив протягивается в субширотном направлении, располагаясь примерно в осевой части современной структуры. Возможно, подобная приуроченность биостромного массива отражает древнее заложение структуры и ее геоморфологическую выраженность, хотя и очень слабую, не фиксируемую изменением толщин. В свою очередь это создавало возможность более активной гидродинамики и обеспечивало большую аэрацию центральной части структуры, что привело к более активному росту цианобактерий, которые и сформировали органогенную постройку. При этом крайнее мелководье, низкая скорость и соответственно малая амплитуда прогибания привели к образованию пластового тела - биострома, а не холмовидного биогерма.

Таким образом, данный объект представляет собой достаточно редкий случай выделения биострома или, точнее, биостромного массива по данным бурения, поскольку обычно более обоснованно выделяются морфологически выраженные холмовидные сооружения - биогермы (биогермные массивы) и рифы. Это стало возможным в результате комплексного и совместного анализа данных ГИС, позволяющих установить характер разреза и выделить интервалы и зоны слоистого и массивного строения, а также исследования керна. Макроскопическое изучение позволило выделить текстуры, характерные для отдельных фаций карбонатных отложений, а исследование шлифов - соответствующие типы микроструктур и рассмотреть количественные соотношения пород разного структурно-генетического типа.

Породы, слагающие нижнекембрийские отложения осинского горизонта, в значительной степени преобразованы вторичными изменениями, что во многом изменило структуру и объем их порового пространства. Установлено несколько типов вторичных преобразований, которые как положительно, так и отрицательно влияли на объем пустотного пространства [1]. В пределах Талаканской площади намечается специфическое распределение доломита. В максимальной степени доломитизированы отложения южной части площади, а именно южная часть биостромного массива, и в несколько меньшей степени - обрамляющие его с юга слоистые разрезы [2].

Рисунок 1 - Доломитизированный известняк. Доломитизация развита по слоевищам, минерализованы первичные пустоты (размер каверн до 0,6 мм - крупные)

Наилучшие коллекторские свойства отмечены в разнокристаллических доломитах, сложенных четко выраженными и обычно крупными ромбоэдрами. Пустотное пространство представлено в основном межкристаллическими порами, которые образовались между ромбоэдрами доломита. В этих породах имеются и каверны, однако их роль невелика, так как они нередко бывают заполнены солью. Каверновая составляющая изменяется от 0,12 до 4,84% при общей пористости от 6 до 24%. Проницаемость пород также высокая и изменяется от 50 до 1650*10-3 мкм2. Высокие фильтрационно-емкостные свойства этих доломитов приближают их к гранулярным коллекторам. По данным ГИС в этих породах преобладает поровый тип коллектора.

Пустотное пространство доломитов разнокристаллических известковых, т.е. в той или иной мере вторично доломитизированных известняков (рис.1), представлено в основном пустотами выщелачивания, в меньшей степени межкристаллическими порами. Породы неравномерно перекристаллизованы. К участкам сильной перекристаллизации приурочены межкристаллические поры. Однако таких участков немного, распределены они в породе неравномерно. В шлифах наблюдается чередование средне - и мелкозернистых, слабопористых кристаллических масс, часто присутствует небольшое количество глинистого материала, участками отмечаются реликты органогенно-водорослевой структуры. Пустоты выщелачивания сосредоточены на слабо перекристаллизованных, неглинистых участках породы. Часть каверн приурочена к карбонату, цементирующему органогенные остатки. Пористость этих пород меняется от 5 до 13%, проницаемость - от 0,4 до 40 *10-3 мкм2. По данным ГИС в этих породах преобладает каверновый тип пустотного пространства.

В известняках фитогенных и с реликтами водорослевых образований пустоты представлены редкими кавернами выщелачивания, которые приурочены к межформенному пространству. Часть из этих пустот залечена крупнокристаллическим кальцитом. Пористость известняков составляет 2-5%, проницаемость - менее 0,4 * 10-3 мкм2, что характеризует матрицу породы как неколлектор. В то же время в них по данным ГИС установлены трещины [2].

Еще одним процессом, приводящим к сокращению пустотного пространства, является сульфатизация. Необходимо отметить, что при изучении карбонатных отложений осинского горизонта было отмечено два типа сульфатизации [1]. К первому типу относится раннедиагенетические выделения тонко-микрокристаллических ангидритов, которые формировались в условиях повышенной солености бассейна. Ко второму типу относятся сульфаты (ангидрит, гипс) катагенетические, которые ассоциируют с вторичными доломитами, заполняя межкристаллическое пустотное пространство, а в биогермных известняках выполняют первичные пустоты. Также в разрезе осинского горизонта широкое развитие получили процессы вторичного засолонения, в отдельных образцах кристаллы галита практически нацело заполняют поры.

При изучении соотношения степени доломитизации и содержания в разрезе относительно глинистых разностей установлена слабая, но достаточно отчетливая обратная связь этих показателей. Это, видимо, может быть свидетельством вторичности доломитизации. Дело в том, что максимальный привнос магния йодами осуществлялся в наиболее проницаемые породы и разрезы в целом. При наличии более глинистых и соответственно менее проницаемых разностей фильтрация вод снижалась, что и вело к общему снижению степени доломитизации.

Таким образом, основной породой-коллектором являются разнокристаллические доломиты. По характеристикам они близки к гранулярным и очень слабо засолены. Второй по значимости породой- коллектором являются доломиты разнокристаллические известковые. Их емкостные параметры достаточно высоки, но неоднородность строения заметно снижает фильтрационные свойства. Возможной породой- коллектором можно считать фитогенные известняки, так как они подвержены процессам трещинообразования.

Приведенные выше данные показывают качественную связь коллекторских свойств со степенью доломитизации. Однако зависимость существует лишь для вторичных доломитов, в то время как первичные микрозернистые доломиты имеют низкие коллекторские свойства. В кровельной части, где развиты первичные микрозернистые нередко сульфатизированные доломиты приливно-отливных равнин, пористость, несмотря на высокую доломитность, мала. В центральных - морских частях циклитов доломиты вторичны, имеют разнокристаллическую структуру и здесь отмечается прямая связь пористости со степенью доломитизации. Более сложная картина наблюдается в основаниях циклитов. Здесь также присутствуют первичные доломиты, да еще нередко глинистые, с низкими значениями пористости. Однако набор пород здесь весьма пестрый, в частности имеются прослои известняков с более высокой, чем в доломитах, пористостью.

Наилучшими коллекторскими свойствами на Талаканской площади обладают интенсивно доломитизированные отложения зоны биостромных массивов, где среднее значение коэффициента открытой пористости составляет 9,02 %. Из отобранных образцов в 77 % от общего числа пористость превышала 4%. При этом 69% всех образцов имеют пористость от 4 до 16%, а 8% - более 16%.

В части разреза, соответствующей в целом биостромному массиву и его доломитизированной части, число непроницаемых и низкопроницаемых проб (<0,48*10-10 мкм2) составляет до 22-37%, а с большими значениями проницаемости (до 220-10-3 мкм2 и более) около 65-75% [2].

В зоне биостромного массива отношение толщины глинистых разностей к общей толщине горизонта в целом ниже (0,04-0,15), чем в слоистых мелководных небиостромных фациях (0,2-0,3), т. е. однородность резервуара здесь выше. Наиболее однородны области максимально доломитизированных участков биостромного массива (Кгл обычно менее 0,1) [2].

Петрофизические параметры варьируются. По изученному материалу можно сказать, что коэффициенты открытой пористости в пределах Талаканского месторождения изменяются от 7,6% до максимум 20,6%. Средняя пористость породы-коллектора по рассматриваемой площади составляет 11,6%, а по геофизическим данным 9,75-13,1% (среднее 11,2%). Коэффициент проницаемости 0,06-3,2 мД, в среднем 3,18 мД. Значения нефтенасыщенности по исследованию керна 72,4%, а по данным ГИС 87,5%. По имеющемуся образцу керна были получены следующие параметры: коэффициент пористости 7,5%, коэффициент проницаемости очень низкий - 0,04 мД и плотность 2,75 г/см3.

осинский коллектор порода доломитизация

Список литературы

1. Китаева И.А., Кузнецов А.С. «Закономерности распределения и условия формирования пород-коллекторов в осинском горизонте в сводовой части Непско-Ботуобинской антеклизы (на примере Талаканского месторождения)», VII Всероссийское литологическое совещание, 28-31 октября 2013.

2. Кузнецов В.Г., Постникова О.В., Малинина А.К. «Коллекторские свойства и строение осинского резервуара Талаканского месторождения (Восточная Сибирь)» // Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, 1995. №1. С. 24-30.

3. Труды МИНХ и ГП (соавторы Дмитриевский А.Н., Кузнецов В.Г. и др.) «Строение и условия формирования осинского горизонта юга Сибирской платформы в связи с его нефтегазоносностью» // Изд-во МИНХ и ГП, Москва, 1990г., Вып. 222, С.23-28.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.