Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Геологическое строение объекта исследования 10
1.1. Общая характеристика Западно-Сибирского осадочного мегабассейна и Надым-Пурской нефтегазоносной области 10
1.2. Строение Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений 12
1.2.1. Стратиграфия 13
1.2.2. Тектоника 19
1.2.3. Нефтегазоносность 24
1.3. Состояние изученности объекта 25
ГЛАВА 2. Методы и объемы выполенных исследований 32
2.1. Методы выполненных работ 32
2.2. Объемы выполненных работ 35
ГЛАВА 3. Типизация пород 37
3.1.1. Минералого-петрографические особенности пород 37
3.1.2. Гранулометрический состав отложений сортымской свиты 45
3.2. Литолого-генетические типы пород 49
3.3. Структурно-генетические типы слоев 59
3.4. Электрометрические модели структурно-генетических типов слоев 65
ГЛАВА 4. Корреляция отложений 71
4.1. Латеральная неоднородность ачимовской толщи 71
4.2. Латеральная неоднородность осложненного неокомского комплекса 78
ГЛАВА 5. Палеогеографические реконструкции 86
5.1. Палеогеография ачимовской толщи 86
5.2. Палеогеография осложненного неокомского комплекса 91
5.3. Модель формирования сортымской свиты
ГЛАВА 6. Прогноз фильтрационно-емкостных свойств пород по данным палеореконструкций 110
6.1. Фильтрационно-емкостные свойства ПО
6.2. Расчет ФЕС пласта БПі і Вынгаяхинского месторождения 121
Заключение 130
Список сокращений 132
Список литературы 133
- Строение Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений
- Объемы выполненных работ
- Литолого-генетические типы пород
- Палеогеография осложненного неокомского комплекса
Строение Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений
В геологическом строении Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений принимает участие комплекс осадочных пород мезозойско-кайнозойского возраста, слагающий платформенный чехол восточной части Западно-Сибирской геосинеклизы. Комплекс пород мезокайнозоя залегает на промежуточном структурном этаже позднетриасового возраста. Складчатый гетерогенный фундамент состоит из пород докембрия и палеозоя, прорываемых интрузиями гранитов и сиенитов. На изучаемой площади отложения промужуточного структурного этажа и фундамента бурением не вскрыты. На близлежащей площади породы промежуточного структурного этажа полого складчаты (1-30) и сравнительно слабо метаморфизованы, они представлены разнообразными осадочными и вулканогенными формациями: терригенными, терригенно-карбонатными, рифогенными, угленосными, красноцветными вулканогенно-осадочными и эффузивными. Фундамент представлен основными породами (базальтами, диабазами), широким комплексом эффузивов среднего и кислого состава, а также метаморфизованными осадочными породами и известняками.
В основу стратиграфического расчленения разреза осадочной толщи положена унифицированная схема, принятая Межведомственной стратиграфической комиссией в г. Новосибирске в 2003 г. [85, 86].
Породы юрской системы залегают несогласно на отложениях палеозойского фундамента, и представлены всеми тремя отделами. Юрские отложения делятся на два крупных фациальных комплекса. Ранне-среднеюрский и келловей-верхнеюрский имеют свой генетический набор осадочных образований.
Согласно материалам бурения толщина юрских отложений достигает 840 м. Баженовская свита (верхневолжский подъярус - берриас)
Свита представлена аргиллитами буровато-черными и черными, текстура массивная, плитчатая. Аргиллиты содержат аммониты, остатки ихтиофауны, скопления раковин двустворок. Породы баженовской свиты характеризуются повышенной естественной радиоактивностью. С запада на восток происходит снижение степени битуминозности аргиллитов. Отложения баженовской свиты -наиболее надежный корреляционный репер. Толщина свиты - 36-62 м. На сейсмических профилях кровля баженовской свиты приурочена к отражающему горизонту Б [8].
Меловая система Меловые отложения представлены обоими отделами: нижним и верхним. По характеру слагающих отложений разрез мела довольно четко делится на три комплекса: неокомский, апт-альб-сеноманский и верхнемеловой (без сеномана).
Неокомский комплекс
Неокомский комплекс, в составе которого выделяются сортымская и тангаловская свиты, - это комплекс пород, который формировался при боковом заполнении бассейна терригенным материалом, поступавшим с востока [3, 4, 5, 78].
Сортымская свита (верхний берриас - нижний валанжин) согласно перекрывает битуминозные аргиллиты баженовской свиты. В основании свиты залегает маломощная подачимовская пачка, представленная аргиллитами темно-серыми, с горизонтальной слоистостью, прослоями битуминозными.
Выше расположена ачимовская толща, сложенная чередованием пачек песчаников и алевролитов. Песчаники серые и светло-серые, мелкозернистые, часто глинистые, слоистые и массивные, довольно часто замещаются алевролитами и аргиллитами [90]. Ачимовская толща в виде линзовидных тел песчаников вытянута в субмеридиональном направлении, которыерасположены кулисообразно относительно друг друга. «Омолаживание» линз отмечено с востока на запад. Толщина отложений до 170 м. На отложениях ачимовской толщи согласно залегают уплотненные аргиллиты, темно-серые, нередко алевритистые.
Выше залегает толща, представленная ритмичным переслаиванием песчано-алевритовых пластов и аргиллитов. Песчаники аркозового и грауваккового состава от светло-серых до темно-серых, мелкозернистые, слюдистые, крепкие, массивные, иногда линзовидно-слоистые, с глинистым цементом порово-пленочного типа. Алевролиты от серых до темно-серых, разнозернистые, крепкие, прослоями глинистые, местами с включением песчаного материала и углистого растительного детрита. Аргиллиты темно-серые, плотные, от тонкоотмученных до алевритистых, слабослюдистые, с неровным изломом, с включением макро- и микрофауны.
В кровле сортымской свиты выделяется 10-30-метровая чеускинская пачка, представленная преимущественно алевроаргиллитами. Практически для всех отложений сортымской свиты характерно наличие обугленного растительного детрита. Толщина сортымской свиты достигает 690 м.
Сортымская свита имеет клиноформное строение, и состоит из трех частей: шельфовой (ундаформной), глинисто-песчаной и максимально глубокой фондоформной (представленная ачимовской толщей) [103].
Анализ макрофауны позволил выделить аммониты в отложениях ачимовской толщи Menjaites, а выше по разрезу Temnoptychites sp. ind. зоны Neotollia klimovskiensis. Согласно изученным находкам, сортымская свита на изучаемой площади имеет возраст верхний берриас - нижний валанжин [58].
Тангаловская свита (валанжин - нижний апт) слагает значительную часть разреза рассматриваемой площади. Она согласно залегает на отложениях сортымской свиты и представлена тремя подсвитами: нижней, средней и верхней. Нижняя и средняя подсвиты сложены переслаиванием пластов серых песчаников и аргиллитов темно-серых, слюдистых, часто алевритистых.
Объемы выполненных работ
В настоящее время количество «легких» по условиям разработки залежей УВ заметно сократилось, а вскоре может исчезнуть вообще. Выход на новые, более глубокие интервалы, которые отличаются сложностью строения и разработки, нуждается в дополнительном изучении структуры и условий формирования объектов нефти и газа.
Применение генетических реконструкций может привести к существенным научно-практическим результатам в изучении резервуаров углеводородов. Последующее использование фациальной интерпретации и ее увязка с промысловыми данными, а также с характеристикой порового пространства является большим вкладом при разработке месторождений нефти и газа.
Для изучения осадконакопления сероцветных терригенных толщ (преимущественно на материале угленосных отложений) в 50-е годы XX века разработан ряд методов: фациально-циклический, фациально-геотектонический, фациально-фазовый, литолого-формационный, фациально-динамический, структурно-генетический анализы [54, 62, 67, 70, 115, 116, 121]. В недавнем времени СБ. Шишловым разработан метод структурно-генетического анализа [121]. В наших исследованиях, в частности, использована иерархия слоевых единиц, предложенная В.Н. Швановым [120].
Методика успешно применена при изучении верхнепалеозойских сероцветных терригенных комплексов Таймырского, Тунгусского и Печорского бассейнов. Помимо указанных регионов методика использована А.Л. Жерлыгиным для изучения строения верхнего девона севера Печорской плиты, западных склонов севера Урала и Пай-Хоя [47]. Ф.Р. Грабовской успешно защищена кандидатская диссертация, которая посвящена изучению берриас валанжинских отложений северо-восточной части Среднеобской нефтегазоносной области Западной Сибири [34].
Этот метод объединяет в себе структурно-вещественную [39, 112, 113, 118, 120, 157] и генетическую [6, 10, 11, 15, 23, 46, 100-102, 105, 106] составляющие формационного анализа. Реализация метода заключается в выделении элементарных разновидностей пород, которым соответствует определенный набор первичных признаков. Затем эти типы объединяются в вертикальные последовательности, которые могут характеризовать цикличность осадочных толщ и их пространственные взаимоотношения.
Автором выполнено изучение строения и условий формирования южной части Надым-Пурской нефтегазоносной области Западной Сибири.
В работе исследованы следующие уровни организации геологических тел. Породный уровень организации рассматривается петрографией осадочных пород. Наиболее эффективное решение данной задачи обеспечивает литолого-генетическая типизация при которой исследуются состав, структура и текстура, цвет породы, неорганические включения, ихнофоссилии, сингенетические новообразования, т. е. свойства, возникшие на стадии седиментогенеза - во время формирования осадка, и на стадии диагенеза - в течение биохимического и физико-химического уравновешивания компонентов осадка.
Основными используемыми терминами являются: литологический тип, литолого-генетический тип, генентический тип и фация. Согласно методике структурно-генетического анализа, литолого-генетический тип - это ряд пород, имеющий одинаковый набор первичных признаков.
Слои рассматриваются как надпородный уровень, который следует за петрографическим. Слой представляет собой систему нескольких родственных структурно-генетических типов пород, которая ограничена более или менее отчетливо выраженными межслоевыми поверхностями. Типизация слоев проводится по родственным признакам и пространственным (вертикальным и латеральным) взаимоотношениям литолого-генетических типов пород. Типы выделяются на основании устойчивого сочетания литотипов пород с четкими межслоевыми поверхностями. Такие последовательности названы «структурно-генетическими типами слоев», они сложены одинаковыми наборами литолого-генетических типов пород. Они закономерно структурированы и ограничены отчетливыми морфологическими поверхностями. Каждый такой тип имеет свою полную вертикальную последовательность и латеральный профиль, отражающий закономерные изменения набора литотипов в разрезе.
Большое значение в изучении терригенных толщ приобрел метод электрометрических моделей фаций (ЭМФ), разработанный B.C. Муромцевым. Благодаря этой методике существует возможность охарактеризовать большой фонд скважин и выделить обстановки осадконакопления, установленные по керну. Метод основан на выявлении форм каротажных кривых (самопроизвольной поляризации - ПС), которые соответствуют определенным фациям в керне. Качество записи кривых ПС не всегда соответствует требованиям, поэтому интерпретация обстановок осадконакопления производится в комплексе с методом гамма-каротажа (ГК). При увязке керна с кривыми ГИС проводится анализ каротажных данных, после чего выделяются генерализованные формы ПС и ГК, которым соответствуют выделенные фации [73].
При палеогеографических реконструкциях широко использован метод изопахит. Он позволяет одновременно проводить анализ динамики формирования кровли пласта по регрессивным максимумам, и наглядно показывает изменение структуры коллектора во времени. Карты мощностей строятся по значениям песчаных толщин выделенных стратиграфических комплексов. Путем увязки данных ФЕС с выделенными обстановками осадконакопления осуществлен прогноз перспективных участков для бурения новых скважин.
Литолого-генетические типы пород
С целью повышения качества корреляции и интерпретации обстановок осадконакопления по данным ГИС использована методика электрометрических моделей фаций [7, 13, 40, 61, 73, 92, 131, 142]. Сопоставление каротажа самопроизвольной поляризации (ПС) и структурно-генетических типов слоев позволило определить характерные формы кривых ПС для выделенных обстановок осадконакопления.
На рисунке 23 представлены формы каротажных кривых, характерные для структурно-генетических типов слоев глубоководного шельфа.
На кривых ПС тип ХА (глубоководный шельф, пояс илов) имеет вид почти прямой вертикальной линии вблизи линии глин. Отклонение кривой минимальное и принимает значения около 0,1. Мощности, измеренные по керну, составляют от 0,3 до 9 метров.
Тип ХВ-І (глубоководный шельф, пояс дистальных темпеститов, регрессивный) на кривых самопроизвольной поляризации имеет малые амплитуды, и представлен в виде прямой линии вдоль линии глин с очень слабыми отклонениями к средней линии. Значения аномалии кривой ПС - 0,1 -0,2. Мощности, измеренные по керну, составляют от 0,3 до 1,5 метров.
Тип ХВ-ІІ (глубоководный шельф, пояс дистальных темпеститов, трансгрессивный) на кривых ПС имеет малые амплитуды. Кривая располагается вблизи линии глин с очень слабыми отклонениями к средней линии. Значения аномалии кривой ПС - 0,1-0,2. Мощности, измеренные по керну, составляют от 0,3 до 1,5 метров.
Тип ХВ-Ш (глубоководный шельф, продельта, регрессивный) на кривых самопроизвольной поляризации имеет малые амплитуды, и представлен в виде прямой линии вдоль линии глин с очень слабыми отклонениями к средней линии. Значения аномалии кривой ПС - 0,1 -0,3. Мощности, измеренные по керну, составляют от 0,3 до 4 метров. Формы каротажных кривых для структурно-генетических типов слоев активной зоны мелководного шельфа представлены на рисунке 24.
Тип YB-I (мелководный шельф, пояс лоскутных песков, регрессивный) на кривых ПС имеет неровную боковую линию с увеличением амплитуд к кровле. Кровельная линия наклонная и близка к средней линии, подошвенная - зубчатая и расположена вдоль линии глин. Значения аномалии кривой ПС составляют 0,2-0,4.
Мощности по керну 0,4-0,8 м. 6. Тип YB-II (мелководный шельф, пояс лоскутных песков, трансгрессивный) на каротажных кривых имеет неровную боковую линию с уменьшением амплитуд к кровле. Кровельная линия близка к вертикальной, подошвенная - наклонена к средней линии. Значения аномалии кривой ПС 0,2-0,4. Мощности по керну 0,4-0,8 м.
. Тип YB-ПІ (мелководный шельф, пояс подводных валов) на каротажных кривых имеет зубчатую боковую линию с максимальными значениями в кровельной и подошвенной частях. Располагается между кривыми, характерными для подводных валов. Значения аномалии кривой ПС составляют 0,2-0,4, мощность по керну 0,3-1,2 м.
Тип YC-I (мелководный шельф, лопасть дельты) на кривых ПС имеет форму «воронки». Боковая линия волнистая, иногда зубчатая, кровельная линия горизонтальная или слабо наклонена, имеет максимальное отклонение кривой ПС в направлении к линии песков. Подошвенная линия наклонная и расположена вблизи средней линии. Отклонения кривой ПС имеют значения от 0,4 до 1. Мощность по керну 0,2-10 м.
9. Тип YC-II (мелководный шельф, пояс подводных валов). Имеет наклонную кровельную линию, боковая линия - волнистая, подошвенная линия наклонная и расположена вблизи линии песков. Отклонения кривой ПС имеют значения от 0,3 до 0,8. Мощность по керну 0,05-1 м.
Тип YC-III (мелководный шельф, пояс подводных валов). Имеет наклонную кровельную линию, боковая линия - волнистая и близка к линии песков, подошвенная линия наклонная. Отклонения кривой ПС имеют значения от 0,4 до 1. Мощность по керну 0,2-9 м.
Тип YC-IV (мелководный шельф, пояс подводных валов). Имеет наклонную кровельную линию, боковая линия - волнистая. Подошвенная линия наклонена к средней линии. Отклонения кривой ПС имеют значения от 0,4 до 0,8. Мощности по керну 0,2-11 м.
Тип YC-V (авандельта). Имеет наклонную кровельную линию, боковая линия -волнистая или зубчатая. Подошвенная линия наклонена к средней линии. Отклонения кривой ПС имеют значения от 0,4 до 0,7. Мощности по керну 0,3-8 м. №
На каротажных кривых отложения закрытого мелководного шельфа отчетливо выделяются по кривым ПС и ГК, которые находятся в разных фазах (ПС приближены к линии глин, а ГК - к линии песков). В общих чертах формы каротажных кривых отражают одну из основных характеристик структурно-генетических типов -гранулометрический состав.
Выводы. Проведена типизация отложений для сортымской свиты Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений. Анализ пород в шлифах показал, что песчаники Еты-Пуровского месторождения преимущественно относятся к граувакковому типу, а Вынгаяхинского к аркозам. Гистограммы гранулометрического состава показали одномодалъное распределение частиц. Проведено макроописание пород, в результате которого выделено 19 литолого-генетических типов, они на следующем уровне организации вошли в состав 16 структурно-генетических типов слоев. На каждом этапе установлены условия формирования пород, которые относятся к различным областям шельфа: глубоководного, мелководного и закрытого мелководного. Проведена увязка слоевых последовательностей с методами ГИС, в результате которой получена геофизическая характеристика обстановок осадконакопления.
Палеогеография осложненного неокомского комплекса
Палеогеографическая схема седьмого регрессивного максимума (Rmax7) кардинально отличается от предыдущих, поскольку на этот момент появляются породы, характерные для закрытого мелководного шельфа. Отложения залива (лагуны) занимают восточную часть территории и отмечены в керне скважин 203, и 216. От открытого мелководья залив отделяет вдольбереговой бар, который отчетливо виден по изолиниям мощностей со значениями более 28 м, в некоторых местах мощность песчаных отложений бара достигает 35 м. В открытом мелководье песчаные аккумулятивные формы представлены подводными валами.
Таким образом, формирование песчаников пласта БП12 с Rmaxl по Rmax6 происходило в условиях проградации дельтовой лопасти в северо-западном направлении. На 7-м регрессивном максимуме в восточной части появляется лагуна, что указывает на смещение береговой линии с востока на запад.
Установлено, что формирование верхней части сортымской свиты на обеих территориях начиналось с проградации лопасти дельты с востока и юго-востока. Затем скорость и мощность флювиальных потоков снижалась, увеличилось воздействие волновых процессов на формирование песков мелководного шельфа. В результате действия волн возникали хорошо сортированные песчаные аккумулятивные формы подводных валов и пляжа. На территории Еты-Пуровского месторождения в восточной части образовался залив, на Вынгаяхинской площади отложения, характерные для закрытого мелководного шельфа не встречены. Финальная стадия формирования свиты для обоих месторождений была одинаковой и выразилась в виде трансгрессии, в результате которой произошло осаждение глубоководных отложений чеускинской пачки.
В результате палеогеографических реконструкций установлено, что формирование ачимовской толщи происходило в зоне глубоководного шельфа, ее песчаные пласты накапливались при проградации авандельты. Верхняя часть сортымской свиты формировалась в активной зоне мелководного шельфа, где песчаные тела переносились и осаждались за счет проградации лопасти дельты вглубь бассейна в северо-западном направлении. На формирование коллекторов осложненного неокомского комплекса большое влияние оказывали волновые и приливно-отливные процессы, в результате которых образовались мощные песчаные аккумулятивные формы подводных валов и пляжа. На следующем этапе развития сортымской свиты береговая линия сместилась в западном направлении, и на территории Еты-Пуровской площади возник залив (лагуна). На заключительном этапе произошла трансгрессия, в результате которой территория оказалась покрыта морскими отложениями.
Моделирование объектов имеет большое значение при повышении эффективности поисков и разработки месторождений полезных ископаемых, в том числе углеводородов. Модельный подход призван упростить понимание при воссоздании геологических ландшафтов. При правильном выборе седиментационной модели появляется возможность детализировать имеющиеся палеореконструкции, а именно при достаточном количестве скважинных геофизических данных дополнить фациальные характеристики [13].
Изучены геофизические профили, проходящие через конкретные скважины Вынгаяхинского и Еты-Пуровского месторождений, охарактеризованные керном. Положение профилей показано на рисунке 44.
По данным изохор сейсмокомплексов стало возможным дать характеристику внутреннего строения сортымской свиты, проанализировать пространство между месторождениями и проследить положение нефтяных пластов.
На рисунках 45 и 46 показаны сейсмические профили, проходящие через скважины, по которым осуществлена генетическая характеристика керна. Как было отмечено ранее, изучаемые отложения перекрыты чеускинской пачкой. Профили выровнены по отражающему горизонту Б (баженовская свита), выше расположен отражающий горизонт М, который соответствует низам апта, и на конкретной территории - кровле тангаловской свиты.
Обстановки осадконакопления: 1-2 лопасть дельты: мощность коллектора более 7 м; 2 -мощность коллектора до б м; 3-5 аванделъта: 3 - мощность коллектора более 20 м; 4 -мощность коллектора от 11 до 19 м; 5 - мощность коллектора до 10 м; б - 8 подводные валы и бар: 6 - мощность коллектора более 10 м; 7 - мощность коллектора от 9 до 5 м; 8 - мощность коллектора до 5 м. 9-10 залив: 9 - подвижное мелководье; 10 - малоподвижное мелководье; 11 -пояс лоскутных песков; 12 - проделъта; 13 - пояс илов.14 - линии сейсмических профилей; 15 -скважина, номер.
Проведен обзор седиментационных моделей и современных аналогов [31, 80, 127-130, 133], в соответствии с которыми построены сводные разрезы для каждого месторождения. Сводный разрез сортымской свиты Вынгаяхинского месторождения (рисунок 48) построен на основании керна 33 скважин и при использовании более 1500 данных ГИС.
Построенный разрез содержит в себе два комплекса отложений: глубоководного и мелководного шельфа. Нижняя часть разреза, начиная с баженовской свиты, относится к первому глубоководному комплексу.
Переход от низкодинамичных обстановок глубоководья к высокодинамичным мелководным осуществляется через пояс лоскутных песков (слои YB-I и YB-II). В зоне открытого мелководного шельфа, под действием волнового режима и приливно-отливной деятельности, подводные валы (YC-III, YC-IV), последние представляют собой мощные аккумулятивные формы песчаников с хорошей сортировкой материала и косоволнистой слоистостью. В понижениях между валами возникали зоны с низкой динамикой, где осаждались алевро-пелитовые частицы слагающие слой YB-III. С востока происходил сильный снос материала, который поступал в приемный бассейн. В результате формировалась лопасть дельты (слой YC-I), сложенная мощной толщей песчаников от мелко- до крупнозернистых с косой слоистостью и обилием растительных остатков.
Во время трансгрессии активную зону мелководного шельфа покрывали отложения пляжа (слой YC-II), насыщенные остатками морской фауны; вдольбереговой бар сдвигался в сторону суши, при этом он изолировал часть пляжа, формируя залив (лагуну). Песчаные частицы приносились прибоем, в результате происходило накопление тылового склона бара (слой YC-III). За баром формировалось подвижное мелководье, в области которого осуществлялась дифференциация песчаного, алевритового и пелитового материала (слои ZB). Ближе к берегу на малоподвижном мелководье осаждались пелитовые частицы, формировавшие слой ZA-I. Большое количество унифицированных остатков наземных растений и корней концентрируется в слое ZA-I. При повышении уровня моря обстановки «смещались» в сторону континента.