Миоценовые отложения западной части Абшеронского архипелага: литолого-минералогическое, геохимическое, геофизическое и микрофаунистическое исследования

Выявление фациальных особенностей и палеоусловий седиментации мелководного шельфа. Определение коллекторских свойств пород с помощью морфологических показателей минеральных частиц и порового пространства на основе растровых электронных изображений.

Рубрика Геология, гидрология и геодезия
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 27.05.2021
Размер файла 735,8 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/

Институт Нефти и Газа Национальной Академии Наук Азербайджана

Институт Геологии и Геофизики Национальной Академии Наук Азербайджана

Миоценовые отложения западной части Абшеронского архипелага: литолого-минералогическое, геохимическое, геофизическое и микрофаунистическое исследования

Л.Ф. Шихова, Э.Н. Эфендиева

г. Баку

Аннотация

В статье приводятся результаты комплексного исследования миоценовых отложений западной части Абшеронского архипелага, полученные при определении литологического, минералогического и элементного составов пород посредством микроскопического и лабораторного анализов образцов, микрофаунистическом изучении, интерпретации геохимических данных, сопоставлении каротажных материалов, а также данные количественного анализа морфологических параметров минеральных частиц и порового пространства пород. Анализ и обобщение имеющихся данных позволили выявить фациальные особенности и палеоусловия седиментации мелководного шельфа. В отложениях сармата при петрографическом исследовании определены как оксидные минералы железа, так и сингенетичный пирит, что свидетельствует об обстановке переходного типа, характерной для шельфовых областей, но с преобладанием слабо восстановительного режима. По характеру значений геохимических отношений, а также по наличию в породах ангидрида, гипса, натрия и хлора, бассейн седиментации сарматских и майкопских отложений характеризуется сменой пресноводных и солоноватоводных отложений, с преобладанием в разрезе последних. По результатам количественного анализа морфологических показателей минеральных частиц и порового пространства на основе растровых электронных изображений определены коллекторские свойства пород. Наличие песчано-алевритистых, доломитовых, а также известково-глинистых пород позволяет считать их перспективными в качестве коллекторов в разрезе миоценовых отложений, особенно для газонасыщенности.

Ключевые слова: Абшеронский архипелаг, миоценовые отложения, условия осадконакопления, геохимические отношения, количественный анализ, морфологические параметры.

Abstract

MIOCENE DEPOSITS OF THE WESTERN PART OF THE ABSHERON ARCHIPELAGO: LITHOLOGIC-MINERALOGICAL, GEOCHEMICAL, GEOPHYSICAL AND MICROFAUNISTIC INVESTIGATIONS

L. F. Shikhova1, E. N. Efendiyeva2

1 Institute of Oil and Gas of the National Academy of Sciences of Azerbaijan, Baku ^Institute of Geology and Geophysics of the National Academy of Sciences of Azerbaijan, Baku

The article presents the results of a comprehensive investigation of the Miocene deposits of the Absheron archipelago's western part obtained at determining the lithological, mineralogical and elemental composition of rocks by microscopic and laboratory analysis of samples, microfaunistic study, interpretation of geochemical data, comparison of well-logging materials, as well as data of quantitative analysis of morphological parameters of mineral particles and pore space of rocks. Analysis and generalization of the available data made it possible to identify the facial peculiarities and depositional paleoenvironment of the shallow marine shelf. During petrographic investigations, both iron oxide minerals and

The content is available under Creative Commons Attribution 4.0 License. syngenetic pyrite were identified in the Sarmatian deposits, which indicates a transitional setting typical for shelf areas, but with a predominance of weakly reductive regime. By the nature of geochemical relations ' values, as well as by the presence of anhydride, gypsum, sodium and chlorine in the rocks, the sedimentation basin of Sarmatian and Maykop deposits is characterized by a change of freshwater and brackish-water deposits, with a predominance of the latter in the section. According to the results of a quantitative analysis of the morphological parameters of mineral particles and pore space on the basis of scanning electronic images, the reservoir properties of rocks are determined and a predictive assessment of the prospect of Miocene deposits is given. The presence of sandy-silty, dolomitic and also calcareous- clayey rocks with sufficient reservoir properties, allow us to consider them promising as reservoirs in the section of Miocene deposits, especially for gas saturation.

Key words: Absheron archipelago, Miocene deposits, depositional environment, geochemical relations, quantitative analysis, morphological parameters.

Введение

В общей схеме тектоники Большого Кавказа Аб- шеронский архипелаг занимает наиболее юго-восточное положение и подразделяется на две части - северная и южная. Северная часть включает северное и восточное побережья Абшеронского полуострова и представляет собой юго-восточное продолжение самой возвышенной зоны Главного Кавказского антиклинория, а южная - является погружением складчатости Абшеронского полуострова [1].

В геологическом строении месторождений Аб- шеронского архипелага принимают участие постплиоценовые, плиоценовые и миоценовые отложения. Последние представлены толщей глин, с тонкими прослоями песков. На исследуемой территории миоцен перекрывается нижнеплиоценовыми и подстилается верхнеолигоценовыми отложениями.

В течение длительного времени объектами поисков, разведки и разработки преимущественно являлись нижнеплиоценовые отложения (Продуктивная толща) площадей Дарвин кюпеси, Пиралла- хи, Гюрганы-дениз, Чилов, Палчыг пильпиляси, Нефт Дашлары и др. [2-4]. Нефтегазонасыщенные отложения на месторождениях Абшеронского архипелага, в основном, приурочены к нижележащим свитам продуктивной толщи (ПТ) (нижний плиоцен). Вместе с тем, основной поисково-разведочный интерес в настоящее время представляют и подстилающие их отложения миоцена. С этой точки зрения понимание условий формирования, зон накопления песчаных пачек, анализ коллекторских свойств по отдельным объектам является приоритетной задачей. Решение этой задачи позволит в дальнейшем не только выявить наличие резервуаров и определить их эффективность для разработки, но и оценить перспективность нефтегазоносности площадей исследуемого района.

С этой целью было произведено комплексное изучение условий осадконакопления миоценовых отложений, включающее литолого-минералогическое, геохимическое, геофизическое и микрофауни- стическое исследования, а также количественную оценку их коллекторских свойств с применением растрового электронного микроскопа.

Материал и методика исследований

Главным объектом исследований является нефтяное месторождение Пираллахи, расположенное в западной части Абшеронского архипелага на одноименном острове, отделенном от северо-восточного побережья Абшеронского полуострова сравнительно узким проливом северо-запад - юго-восточного простирания [1].

С целью изучения условий осадконакопления миоценовых отложений изучены различные геохимические отношения, произведен анализ изменения литологических, петрофизических характеристик и минерального состава. При этом использованы результаты анализов 54 керновых образцов, отобранных из скважин, пробуренных на северо- и юго-восточной частях месторождения. Комплексно изучены минеральный, химический и элементный составы пород миоцена. Проведено детальное микроскопическое и макроскопическое описание отобранных пород по всему разрезу скважины. Минеральный состав определен с помощью рентгеновского дифрактометра Rigaku Mini Flex 600, химический анализ (состав макрокомпонентов) с помощью рентген-спектрометра S8 Tiger в лаборатории Института Геологии и Геофизики (ИГГ) Национальной Академии Наук Азербайджана. Определено процентное содержание Na2O, MgO, AI2O3, SiO2, P2O5, SO3, K2O, CaO, TiO2, MnO, Fe2O3 и других окислов и химических элементов [5].

Выполнено петрографическое описание 47 образцов, отобранных из скважин №1200 и 1201 северной складки месторождения Пираллахи. Микроскопический анализ проведен с помощью поляризационного микроскопа МИН-8. Также, в лаборатории ИГГ произведено микроскопическое исследование образцов с помощью растрового электронного микроскопа JEOL- JSM 6610LV. Образцы пород предварительно подверглись шлифовке, сушке, а также напылению поверхностей платиной. Применение РЭМ позволило наблюдать изображения образцов с большим разрешением и получить более подробную информацию о морфологической структуре минералов в исследуемых породах, а использование энергодисперсионного спектрометра (ЭДС) позволило на микронном уровне качественно и количественно изучить элементный состав минеральных частиц.

С целью изучения морфологических параметров микроскопических изображений проведен количественный анализ образцов с применением программного обеспечения «STIMAN 3D», разработанного В. Н. Соколовым, Д. И. Юрковцом и О. В. Разгулиной [6, 7].

Литолого-минералогическая и геофизическая характеристика пород

Макро- и микроскопическое изучение образцов показало, что сарматские отложения представлены чередованием светло и темно-серых тонкослоистых, тонкоплитчатых алевритистых, кремнисто-известковистых глин, глинистых известняков и доломитов. Суммарная мощность доломитовых пластов достигает, примерно, 5-6 м. Основная масса большинства пород сложена глинистым, кремнистым и карбонатным веществами, усыпанными глобулями и агрегатами (0,01-0,1 мм) рудных (пирит) и нерудных непрозрачных минералов. В глинистой составляющей преобладает монтмориллонит (табл. 1). Присутствуют редкие, алевритистой размерности, угловатые зерна кварца и полевого шпата (~0,01 мм), глауконита, единичные листочки биотита и зерна базальтической роговой обманки. Текстура пород, в основном, пятнистая, а структура - пелитоморфная. Общая мощность сарматских отложений, вскрытых в скважине №1201, составляет 285 м. [5].

Майкопская свита представлена чередованием серых тонкослоистых, тонкоплитчатых кремнистоглинистых пород с алевритовой примесью, которая состоит из редких мелких (~0,01-0,02мм) зерен кварца и пелитизированных полевых шпатов. В большинстве пород присутствуют мелкие агрегаты и глобули рудных (пирит и др.) и нерудных непрозрачных минералов. Текстура - пятнистая, сланцеватая, структура - пелитовая. Основная масса почти всех образцов пород сильно пропитана органическим веществом. Мощность майкопских отложений, вскрытых в скважине №1200 месторождения Пираллахи, составляет 160 м.

В результате петрографического изучения построена литологическая колонка исследуемых отложений месторождения Пираллахи (рис. 1).

В легкой фракции алевритовой части исследуемых отложений (понтический и сарматский ярусы) отмечается повышенное количество обломков различных пород. Для отложений понта их количество достигает до 99,5 % (в среднем 79 %). В гранулометрическом составе пород преобладает глинистая фракция, в среднем 57 %, алевритистая - 38 % и песчанистая - 5 %. Сарматские отложения также характеризуются повышенным содержанием обломков различных пород (до 94 %), в среднем 78 %. Глинистая фракция в среднем составляет 46 %, алевритистая - 48 %, а песчанистая - 6 %.

В тяжелой фракции миоценовых пород содержание рудных минералов колеблется от 57,5 до 100 %. В среднем количество пирита составляет 34 %, магнетита - 33 %, лимонита - 11,6 % и лейкоксена - 23 %. Среднее содержание устойчивых минералов незначительно и составляет: для эпидота - 2,3 %, граната - 0,8 %, циркона - 1,2 % и турмалина - 0,8 %. Содержание слюд (мусковита, биотита) в тяжелой фракции верхнего миоцена доходит до 15 %.

В отложениях сармата при петрографическом исследовании определены как оксидные минералы железа (магнетит, лимонит и др.), так и сингенетичный пирит, что свидетельствует об обстановке переходного типа, характерной для шельфовых областей, но с преобладанием слабо восстановительного режима. О мелководном характере бассейна свидетельствуют и повышенные содержания в тяжелой фракции магнетита (33 %) и лейкоксена (23 %).

Рис. 1. Литологическая колонка отложений сармата с указанием данных геофизических исследований (ПС и рк). Условные обозначения: 1 - песок; 2 - песчаник; 3 - алевролит; 4 - известняк; 5 - глинистый известняк; 6 - доломит; 7 - глина и глинистый сланец; 8 - алевритистая глина; 9 - известковистая глина; 10 - аргиллит.

Таб.1 Результаты минерального анализа миоценовых пород скважин 1200-1201 месторождения Пираллахи(в %)

образца

Глубина,

(м)

Порода

а-

кварц

Полевой

шпат

Кальцит

Монтморил

лонит

Иллиг

Каолинит

Галит

Гипс

Доломит

Органические

соединения

№2

825

Изв. алев, глина

22,4

10,2

12,5

14,4

12,2

11,4

0,3

7,2

9,4

-

№3

826

Изв. алев, глина

18,2

12,5

14,4

18,1

16,3

13,5

0,3

6,7

-

-

№6

827

Изв. алев, глина

17,9

9,3

10,7

18,3

16,8

13,9

0,3

7,2

5,6

-

№7

829

Глин, известняк

15,9

6,4

26,6

15,2

6,5

8,1

0,3

2,7

10,8

7,5

№8

830

Глина

19,5

10,7

9,3

20,5

14,7

12,6

0,3

7,1

5,3

-

№10

861

Изв. глина

18

10,3

13,2

14,8

11,5

9,4

0,3

3

14,5

5

№13

866

Изв. глина

15,4

9,1

15

17,1

14

14,5

-

4,8

10,1

-

№15

885

Изв. алев, глина

20,5

9,9

14,2

17,2

14,1

14,5

-

7,1

2,5

-

№16

887

Изв. алев, глина

22

10

14,3

17,5

15

14,8

0,6

5,8

-

-

№17

890

Доломит

9,6

6,1

13,8

10,1

8,4

5,2

0,3

3

35,5

8

№21

905

Доломит

10,1

10,3

10,2

10,6

9

6,5

0,3

4,2

32,2

6,6

№22

910

Глина

21,9

15.8

8.9

15.6

16

13,7

0,2

7.9

-

-

№29

933

Глина

15,2

12,5

-

18,8

14,9

12,4

-

9,4

-

16,8

№33

937

Изв. глина

17,5

13,7

¦

18,7

15,2

12,2

-

12,4

6,3

4

№37

950

Глина

23,8

14,5

5,4

17,4

14,6

13,8

-

10,5

-

-

№40

975

Изв. глина

18,3

10,8

14,3

17,7

10,5

12,5

-

5,8

10,1

-

№44

995

Дол. глина

13,8

9,7

10

14,3

10,5

9,2

0,2

6

21,1

5,2

№47

1000

Изв. глина

18,5

9,7

12,5

15,5

10,1

10,7

-

6,5

13,5

3

№50

1032

Глина

19,7

10,5

8,9

22,2

15,8

12,6

-

7,3

3

-

№52

1056

Глина

17,7

9,4

5,5

15,8

11.6

10.8

0,3

8,7

15,7

-

№56

1080

Изв. глина

16,2

11

27,7

14,1

10,5

9,7

-

6

4,8

-

№58

1085

Изв. глина

17,2

11,2

25

14

10,2

9

-

7,4

6

-

№62

1105

Глина

18,1

11,5

3

16,8

13,4

12,2

-

10,9

4,1

10

№63

1110

Дол. глина

16,2

8,3

9,9

10,3

8

0,6

6,4

24,2

9

№65

1532

Глин, сланец

16,1

10

-

30,7

19,5

15,1

0,5

0,6

-

-

№66

1567

Глин, сланец

15

10,1

-

30,8

20,5

15,4

0,7

1

-

-

№70

1673

Глин, сланец

21

10,7

-

33,5

21

6,8

-

-

-

-

Для определения изменения карбонатности с глубиной использованы данные лабораторных исследований кернового материала из скважины №1200. Наибольшей карбонатностью (38-46 %) отличаются породы в интервале глубин 890-905 м, что хорошо фиксируется и по результатам рентген-дифрактомет- рических исследований. С глубиной происходит уменьшение содержания карбонатности до 12 % (рис. 2).

Рис. 2. Распределение содержания карбонатности с глубиной в отложениях сармата.

В интервале глубин 890-905 м среди карбонатного материала появляется доломитовая составляющая.

В составе глинистой фракции преобладает монтмориллонит (до 55 %), содержание иллита не превышает 35 %, а каолинита - 32 %.

Повышенные значения кажущегося удельного электрического сопротивления (до 15 Ом м) в верхнем интервале сарматских отложений (825-950 м), вероятно, связаны с увеличением карбонатной составляющей и, возможно, с частичной газонасыщенностью этих отложений (рис. 1).

С целью сопоставления миоценовых отложений на различных площадях западной части Абшеронского архипелага проведена корреляция геофизических характеристик разрезов скважин месторождений Гарби Абшерон, Абшерон кюпеси и Пираллахи. В различных интервалах (1424-1426 м - до 17 Ом м, 15071510 м - до 28 Ом м, 1520-1522 м - до 22 Ом м) разреза средне-верхнемиоценовых отложений в скважине месторождения Гарби Абшерон отмечается резкая дифференциация кривой ПС и повышенные значения рк, что, с точки зрения нефтегазонасыщения, позволяет положительно оценить данный разрез.

Микрофаунистическое исследование миоценовых пород

В Центральной Инженерно-Геологической лаборатории Комплексного Инженерно-Поискового Производственного подразделения ГНКАР Ш. Мамедовой проведено микрофаунистическое исследование девяти образцов (интервалы 905-910 м, 995-1000 м, 1080-1085 м), отобранных из скважины №1201 месторождения Пираллахи (табл. 2).

По результатам проведенных исследований установлено присутствие во всех образцах большого количества рыбных остатков. Для образцов, отобранных из интервалов 905-910 м и 1080-1085 м, определено также наличие Otolithus sp. В образцах из интервала 995-1000 м помимо рыбных остатков и различных видов отолитов, также установлено в большом количестве Ovulites sarmaticus, Ovulites sp. и в единичном - Elphidium sp., что указывает на среднесарматский возраст отложений. Также, согласно результатам микрофаунистических исследований годового отчета ГНКАР по поисковой скважине №1201, в интервале 861-866 м обнаружено большое количество рыбных остатков, Otolithus sp. и Pelecypoda. Согласно Л. Д. Кривцовой [8] пелециподы населяют мелководные зоны морей, реже - пресноводные бассейны.

Таблица 2 Результаты микрофаунистического исследования образцов пород, отобранных из скв.№1201 северной складки месторождения Пираллахи

№ образца

Интервал, м

Наименование микрофауны

Возраст

23, 24, 28

905-910

Otolites sp.

Миоцен- диатомовая свита

Рыбные остатки

44, 46, 47

995-1000

Рыбные зубы (в большом количестве)

Миоцен- диатомовая свита (средний сармат)

Рыбные остатки (в большом количестве)

Различные виды отолитов (в большом количестве)

Ovulites sarmaticus (в большом количестве)

Ovulites sp. (в большом количестве)

Elphidium sp. (единичные)

54, 55, 58

1080-1085

Рыбные остатки

Миоцен- диатомовая свита

Рыбные зубы (3 штуки)

Otolites sp.

Геохимические особенности миоценовых пород и условия их образования

Для изучения условий осадконакопления (климат, соленость воды, глубина бассейна, биологическая активность и др.) сарматских и майкопских отложений, был использован ряд отношений химических элементов, таких как Ti/Mn, Sr/Ba, Na/K, Na/Ca, Fe/Mn.

Некоторое увеличение значения отношения Ti/Mn говорит о возможном накоплении осадков при повышенной солености [9]. Оно также является показателем мелководности отложений, уменьшается при удалении от области сноса. На континенте величина отношения составляет 110-150. Ввиду устойчивости минералов титана к химическому выветриванию они накапливаются в аллювиальных и прибрежноморских условиях. В нормально-соленом морском бассейне содержание Ti понижено, что объясняется отсутствием его истинных растворов [10]. В исследуемых образцах сармата и майкопа значения отношения варьируют в пределах 7,1-12,6, что говорит об изменении солености и прибрежно-морских (мелководных) условиях осадконакопления.

Отношение Sr/Ba используется для разделения морских и пресноводных отложений. Как правило, пресноводные отложения имеют значения индекса менее 1, а морские - больше 1 [11]. Генетическая сущность отношения заключается в том, что барий при выветривании и седиментации легко адсорбируется коллоидными частицами. В случае смешения пресных вод с морскими, богатыми сульфатами, основная масса бария осаждается в виде BaSO4. Повышенные содержания бария фиксируются в прибрежно-морских осадках, а в открытом море его концентрация уменьшается. Стронций в отличие от бария, мигрирует вместе с кальцием, причем в морской воде он не осаждается химическим путем до достижения определенного уровня солености воды [10]. Отношение Sr/Ba во всех типах пород изученных образцов колеблется в пределах 0,09-1,57. Значения, превышающие индекс 1, в основном, зафиксированы в верхнем интервале (826-865 м) отложений сармата, что свидетельствует о повышении солености моря, (возможно связанное с образованием лагун) по сравнению с нижележащими интервалами, где происходит некоторое опреснение вод (табл. 3).

Таблица 3 Индикаторные отношения и геохимические значения в породах сармата (интервал 825-1110 м) и Майкопа (интервал 1532-1673 м)

Глубина отбора керна (м)

Ti/Mn

Sr/Ba

Na+K

Ca+Mg

Na/K

Na/Ca

Fe/Mn

825

8,881

0,872

3,229

11,234

0,474

0,112

97,665

826

11,374

0,483

3,798

7,411

0,430

0,200

90,390

827

10,991

0,540

3,708

8,584

0,568

0,200

95,435

829

8,542

1,260

2,525

18,126

0,477

0,052

74,629

830

10,178

0,616

3,725

8,860

0,559

0,190

84,186

861

9,408

1,030

3,158

12,667

0,470

0,104

83,933

866

12,845

1,572

3,449

12,466

0,500

0,114

89,438

885

8,791

0,604

3,595

10,728

0,484

0,132

82,741

887

9,209

0,432

3,344

9,418

0,556

0,167

74,070

890

7,748

0,328

1,778

21,107

0,520

0,039

102,715

905

7,136

0,314

2,309

17,881

0,919

0,084

106,089

910

9,015

0,368

3,850

6,876

0,487

0,253

88,089

933

10,450

0,347

2,672

4,572

0,353

0,202

93,333

937

10,976

0,443

2,972

6,513

0,800

0,283

90,955

950

9,115

0,538

3,478

6,783

0,513

0,230

88,617

975

10,055

0,514

3,403

12,109

0,400

0,099

90,197

995

10,015

0,493

2,912

14,112

0,456

0,085

90,831

1000

8,609

0,591

3,170

13,092

0,447

0,095

88,783

1032

9,502

0,699

3,575

7,942

0,506

0,214

85,103

1056

8,816

0,463

3,557

9,071

0,520

0,186

86,805

1080

9,787

0,741

2,938

14,820

0,553

0,078

85,394

1085

8,670

0,664

2,810

14,261

0,685

0,090

81,566

1105

12,618

0,125

3,140

6,336

0,590

0,251

100,978

1110

10,043

0,312

2,064

16,254

0,615

0,067

90,055

1532

9,217

0,168

4,081

1,899

0,355

5,158

102,701

1567

9,861

0,099

3,890

2,116

0,412

3,116

102,880

1673

10,330

0,093

4,546

1,802

0,330

78,942

103,505

Отношения Sr/Ba и Ti/Mn хорошо коррелируются в верхней части сарматского разреза, что подтверждает солоноватоводный характер этих отложений. Также, для изучения условий осадконакопления были использованы отношения элементов Na/K и Na/Ca. Для миоценовых отложений значения отношения Na/K низкие и колеблются в пределах 0,33-0,92. Для всех типов пород сарматского возраста содержание Ca преобладает над Na и значение отношения колеблется в пределах 0,04-0,28, указывая на солоноватоводный характер бассейна, тогда как для майкопских отложений значения резко повышаются до 79. Отношение Fe/Mn также может быть индикатором условий седиментации. Уменьшение этого отношения соответствует увеличению глубины, а также переходу от шельфовых фаций к пелагическим [12], что обусловлено поглощением осадочными отложениями марганца из морских вод, которое сильнее проявляется в глубоководных условиях. По значению отношения Fe/Mn осадочные породы можно классифицировать следующим образом: глубоководные (<40), мелководные (40-80) и мелководно-прибрежные с преимущественно терригенным источником сноса (80-160) [10]. Соединения железа, как самые ранние продукты химической дифференциации, полностью выпадают у берега моря, а осаждение Mn происходит дальше от береговой линии. Возрастание значения этого отношения свидетельствует об обмелении бассейна [13]. Для карбонатных и глинистых пород миоценового возраста значения отношения Fe/Mn колеблются в пределах 74-106, что свидетельствует о мелководноприбрежных условиях седиментации с преимущественно терригенным источником сноса. Повышенные значения этого отношения в интервале 890-905 м отложений сармата хорошо коррелируются с повышенными значениями Ca+Mg (доломитовые породы), что говорит о некотором обмелении бассейна.

Повышенные значения доломита в интервалах 890-905 м (до 35,5 %) и 1110 м (до 24,2 %), указывают на потепление климата и на некоторое обмеление бассейна.

Согласно химическому составу в образце №2 основная масса породы состоит из SiO2 и малых смесей различных элементов. Процентные содержания калия, магния и железа подтверждают наличие в породе зерен глауконита (нормированное значение K - 2-8 %, Mg - 1,77-6,22 %, Fe - 0,49-9,58 %) и магнезиальножелезистого хлорита (нормированное значение MgO - 10-16 %, FeO - 20-25 %).

В таблице 4 представлены результаты анализа элементного состава одного образца миоценовых пород, полученные с помощью ЭДС.

Анализ керновых образцов с применением РЭМ

На рис. 3 представлены растровые электронные изображения образцов миоценовых пород, полученных из скважин №1200, 1201 месторождения Пирал- лахи, с указанием размера зерен (в мкм).

На изображении образца № 62 наблюдается сетка из органического вещества, возможно растительного происхождения (рис. 3д). Минералогический анализ подтвердил содержание органического вещества (10 %) в данном образце.

Таблица 4 Элементный состав одного из исследуемых образцов

Элемент

Весовой, %

Атомный, %

Соед, %

Формула

Na

1,46

1,38

1,96

Na2O

Mg

4,70

4,23

7,80

MgO

Al

10,93

8,86

20,65

AI2O3

Si

22,19

17,28

47,47

SiO2

S

0,26

0,18

0,65

SO3

Cl

0,22

0,13

0,00

K

5,97

3,34

7,19

K2O

Ca

2,50

1,37

3,50

CaO

Ti

1,36

0,62

2,28

TiO2

Fe

6,44

2,52

8,28

FeO

O

43,97

60,09

Итого:

100,00

Наиболее достоверными характеристиками, измеряемыми при количественном анализе РЭМ изображений, являются площади пор или частиц и их периметры. Общая пористость образца n оценивается как отношение общей площади пор S к размеру кадра при первом увеличении Sfr [14].

При анализе порового пространства в программном комплексе «STIMAN 3D» использован простой тип бинаризации, который применяется для стационарных изображений. На каждом исследуемом РЭМ изображении оператором устанавливается интервал бинаризации и после получения бинарного изображения проводится его статистическая обработка с указанием общего количества определенных пор, а также количества больших, граничных и мелких пор (рис. 4).

По распределению градации серого цвета на изображениях анализируется поровое пространство изучаемых образцов пород. Согласно проведенному анализу, величина общей пористости для глинистых и карбонатных пород колеблется в пределах 7-14 %.

Анализ минеральных частиц также выявил преобладание в глинистых породах частиц мелкого размера, что может оказывать негативное влияние на фильтрационно-емкостные свойства изученных пород.

Также, проведена количественная оценка коэффициента извилистости по РЭМ изображениям миоценовых пород с учетом микронных размеров поровых каналов. Коэффициент вертикальной извилистости в изученных образцах варьирует в пределах 0,47-0,66, а горизонтальной - 0,52-0,64. Наиболее различающиеся значения коэффициентов в вертикальном и горизонтальном направлении отмечены в образце №2, что является показателем более анизотропной структуры.

Для количественной оценки порового пространства также был применен коэффициент формы, который рассчитывается как отношение большей и малой осей эллипса, вписанного в контуры исследуемого структурного элемента. По результатам изучения образцов среднее значение данного коэффициента варьирует в пределах 0,43-0,49, что соответствует преобладанию пор анизометричной формы.

Рис. 3. РЭМ изображения миоценовых пород, отобранных из скв.№1201 и 1200: а) образец № 2 - известковистая алеврити- стая глина; б) образец № 47 - известковистая глина; в) образец № 21 - доломит; г) образец № 55 - известковистая глина; д) образец № 62 - глина; е) образец № 68 - кремнисто-глинистый сланец.

Морфологические параметры минеральных частиц количественно оценены, применяя следующие коэффициенты: округлости Коха, окатанности Уоделла, сферичности Рилея. Коэффициент округлости Коха в изученных образцах колеблется в среднем от 0,31 до 0,4, что свидетельствует о преобладании частиц неправильной формы. Средние значения коэффициента ока- танности Уоделла в исследуемых образцах варьируют в пределах 0,47-0,54, что указывает на преобладание окатанных зерен. Коэффициент сферичности Рилея изменяется в пределах от 0,01 (для не сферичных) до 1 (для идеально сферичных структурных элементов). Коэффициент сферичности в миоценовых образцах изменяется в пределах 0,46-0,53, что свидетельствует о превалировании зерен средней сферичности (табл. 5).

Полученные результаты исследований образцов указывают на преобладание преимущественно мелких пор удлиненной анизометричной формы со средней пористостью, составляющей, примерно, 12 % для известково-глинистых и 14 % - доломитовых пород [15].

Обсуждение результатов

Интерпретация отношений Fe/Mn, Ti/Mn и суммы щелочных элементов Ca+Mg, Na+K, наличие характерной микрофауны, широкое распространение карбонатно-глинистой и кремнисто-глинистой фаций с прослоями тонкозернистого песчаника и алевролита указывают на мелководность сарматского и верхне- майкопского бассейнов.

Рис. 4. РЭМ изображения миоценовых пород, полученные в результате анализа порового пространства: а) образец № 68 - кремнисто-глинистый сланец (увеличение х300); б) образец № 55 - известковистая глина (х130); в) образец № 21 - доломит (х 430); г) образец № 47 - известковистая глина (х 270). Желтым цветом выделено поровое пространство.

Показатели количественного анализа пор и частиц по РЭМ изображениям в керновых образцах, отобранных из скважин №1201 и 1200

Таблица 5

№ обр.

Интервал, (м)

Наименование породы

Поровое пространство

Минеральные частицы

Коэф. верт. извилистости

Коэф. го- риз. извилистости

Общая пористость %

Коэф. формы (сред.)

Коэф. сферичности (сред.)

Коэф. округлости (сред.)

Коэф. окатан- ности (сред.)

2

825-830

Извест. глина

0,47

0,61

7,1

0,47

0,49

0,33

0,48

16

885-890

Извест. глина

0,6

0,52

13,5

0,45

0,48

0,33

0,49

21

905-910

Доломит

0,48

0,57

14,1

0,46

0,53

0,4

0,54

47

995-1000

Извест. глина

0,53

0,6

13,8

0,47

0,5

0,37

0,54

55

1080-1085

Извест. глина

0,65

0,62

13,7

0,46

0,48

0,33

0,48

62

1100-1105

Извест. глина

0,66

0,59

11,8

0,43

-

-

-

68

1565-1570

Кремн.-глин.

сланец

0,6

0,64

8,1

0,49

0,46

0,31

0,47

По характеру значений Sr/Ba и Ti/Mn отношений, а также по наличию в породах ангидрида, гипса, натрия и хлора, бассейн седиментации сарматских и майкопских отложений характеризуется сменой пресноводных и солоноватоводных отложений, с преобладанием в разрезе последних. Некоторое опреснение вод бассейна связано с притоком рек, впадавших в бассейн. Повышенные значения отношения Sr/Ba и содержание карбонатных и доломитовых пород в сарматских отложениях указывают на солоноватоводный характер бассейна. В изученных майкопских отложениях отмечаются пониженные значения Sr/Ba отношения, отсутствие карбонатной и преобладание глинистой составляющей. Возможно, воды бассейна в определенных его частях в момент отложения осадков были сильно разбавлены речными водами и впоследствии довольно быстро захоронялись, что в свою очередь обусловило низкие значения Sr/Ba. Но, учитывая данные макро-описания кернового материала, по всему разрезу майкопских отложений района исследований и по опубликованным материалам, можно судить о морском режиме с соловатоводными условиями накопления осадков. В результате анализа содержания Ca и Mg можно говорить о преобладании, в целом, гумидного климата в период сарматского и майкопского времени, хотя, по-видимому, временами происходило резкое потепление, о чем свидетельствует наличие гипса и доломитовых пластов.

Структурно-текстурные особенности пород указывают на спокойные условия осадконакопления (преобладание тонкослоистых пород). В интервале 890-905 м, по-видимому, происходит смена режима седиментации, наблюдается повышение содержания карбонатных (доломитовых) пород, что соответствует лагунной обстановке, и позволяет предположить регрессию моря.

Известно, что монтмориллонит формируется в щелочной среде, богатой Ca и Mg и, учитывая, что в глинистой фракции майкопских отложений преобладают минералы смектитовой группы (содержание монтмориллонита до 33,5 %), можно говорить о щелочных условиях седиментации этих пород.

Значительное содержание пирита и органического вещества в изученных под микроскопом образцах майкопских отложений свидетельствует о восстановительной среде.

В результате анализа минеральных частиц установлено, что в гранулометрическом составе образцов преобладают зерна размером в среднем 5-12 мкм для известково-глинистых пород, а также в виде примеси присутствуют зерна алевритистой размерности, составляющие в среднем 20-50 мкм. При сравнении морфологических показателей со значениями пористости установлено что, с некоторым увеличением окатанности, округлости и сферичности минеральных частиц, несколько повышаются и значения общей пористости породы. Для получения более точных и достоверных зависимостей необходимо проведение исследований с большим количеством образцов.

Заключение

В результате проведенных комплексных исследований, можно утверждать, что на протяжении сармата на территории Абшеронского района находился относительно мелководный солоноватоводный бассейн седиментации (шельф моря). Климат характеризуется как теплый и влажный. В сармате и майкопе наблюдается чередование солоноватоводных и пресноводных отложений. Литологически район исследования характеризуется чередованием глинистых, кремнистоглинистых и карбонатных отложений с прослоями тонкозернистого песчаника и алеврита.

По растровым электронным изображениям, применяя программный комплекс «STIMAN 3D», произведен детальный количественный анализ морфологических показателей минеральных частиц и порового пространства и установлены значения общей пористости, что позволило с большей достоверностью оценить коллекторские свойства исследуемых пород. Наличие в разрезе миоценовых отложений песчано- алевритистых, доломитовых, а также известковоглинистых пород, обладающих достаточными коллекторскими свойствами, позволяет считать их перспективными в качестве возможных коллекторов, особенно газонасыщенных. мелководный шельф коллекторский минеральный

Литература

1. Геология Азербайджана. Тектоника / Под ред. В. Е. Хаина, Ак. А. Ализаде. - Баку: Nafta-Press. - 2005. - Т. IV. - 506 с.

2. Алиханов, Э. Н. Нефтяные и газовые месторождения Каспийского моря / Э. Н. Алиханов. - Баку: Азер. Гос. Изд.-во - 1964. - 382 с.

3. Багир-заде, Ф. М. Геохимия нефтей и газов Абшеронско-Институт Нефти и Газа Национальной Академии Наук Азербайджана, г. Баку, Азербайджан

4. Шихова Лейла Фирудин, научный сотрудник Институт Геологии и Геофизики Национальной Академии Наук Азербайджана, г. Баку, Азербайджан Эфендиева Эльза Ниман, к. г.-м. н., доцент, ведущий научный сотрудник Прибалханского порога / Ф. М. Багир-заде, Л. А. Буряков- ский, Ф. Р. Бабаев. - М.: Недра. - 1974. - 288 с.

5. Джафаров, Р. Р. О распространении Калинской свиты в пределах северо-западной части Абшеронского архипелага и перспективы ее нефтегазоносности / Р. Р. Джафаров, С. С. Гаджиев, Ф. С. Ибрагимов // Научные труды ГНКАР. - 2011. - №1. - C. 19-26.

6. Шихова, Л. Ф. Условия осадконакопления и литологогеохимические особенности миоценовых отложений месторождения Пираллахи Абшеронского архипелага / Л. Ф. Шихова, Э. Н. Эфендиева // Азербайджанское нефтяное хозяйство. - 2018. - №2. - С. 3-12.

7. Осипов, В. И. Глины и их свойства. Состав, строение и формирование свойств / В. И. Осипов, В. Н. Соколов. - М.: ГЕОС. - 2013. - 576 с.

8. Соколов, В. Н. Исследование микроструктуры грунтов с помощью компьютерного анализа РЭМ-изображений / В. Н. Соколов, Д. И. Юрковец, О. В. Разгулина // Геоэкология. - 2008. - №4. - C. 377-382.

9. Кривцова, Л. Д. Учебно-методическое пособие по геологии [Электронный ресурс] / Л. Д. Кривцова // Рязань: РГУ имени С. А. Есенина. - 2010.

10. Астрономо-климатические циклы в разрезе верхнемеловых отложений Саратовского поволжья / Р. Р. Габдуллин [и др.] // Вестник Московского ун-та. Серия 4. - Геология. - 2014. - №5. - C. 55-71.

11. Енгалычев, С. Ю. Геохимия и генезис песчаников восточной части Главного девонского поля на северо-западе Русской плиты / С. Ю. Енгалычев, Е. Г. Панова // Литосфера. - 2011. - №5. - C. 16-29.

12. Бурков, Ю. К. Геохимические исследования осадочных пород для решения геологических задач / Ю. К. Бурков, В. С. Певзнер. - Л.: Тр. ВСЕГЕИ. - 1978. - Т. 295. - 133 с.

13. Резников, А. Н. Железо-марганцевый коэффициент как показатель обстановки осадконакопления / А. Н. Резников // Изв. вузов. Нефть и газ. - 1961. - №1. - C. 19-22.

14. Распространение и условия образования опок и диатомитов эоцен-миоценовых отложений Абшеронского и Ко- быстанского районов Азербайджана : Отчет о НИР (за- ключ.) : / Ин-т Геологии и Геофизики НАНА ; рук-ли: Гади- ева Т. М., Сеидов А. Г.; исполн. Зохрабова В. Р. [и др.]. - Б., 1993-1996. - 80 с.

15. Руководство пользователя программного обеспечения для количественного морфологического анализа структур по их изображениям «STIMAN 3D» Версия 1.1. М.: Геологический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова. - 2005. - 158 с.

16. Shikhova, L. F. Study of reservoir properties of Miocene deposits with the application of scanning electron microscope / L. F. Shikhova // VII International Scientific Conference of young scientists and students on "Information technologies in solving modern problems of geology and geophysics". Abstract book. Baku. - 2018. - P. 56-57.

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.