СТРОЕНИЕ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПЛАСТА БП17 ВЫНГАЯХИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ) УДК 551.86 CONDITIONS OF FORMATION OF BED BP 17 VYNGAYAKHINSKOYE OIL FIELD (WESTERN SIBERIA) Хасанова К. А., ФГБОУ ВПО Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация K.A. Khasanova, FSBEI HPE National Mineral Resources University (Mining University), Saint-Petersburg, the Russian Federation Для эффективной добычи углеводородов необходим большой комплекс методов геологических работ. Особая важность заключается во взаимопроверяемости и непротиворечивости всей полученной информации. Одним из наиболее сложных подходов при разведке и поисках залежей углеводородов являются палеогеологические реконструкции, на основании которых можно делать прогноз о распространении пород с наилучшими коллекторскими свойствами, а, следовательно, о зонах миграции и положении залежей углеводородов. В статье представлены результаты изучения строения и условий формирования пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения. Проведена структурно-вещественная характеристика отложений ачимовской толщи, типизация пород, на основании которой по первичным признакам выделены основные литолого-генетические типы. При изучении следующего иерархического уровня установлены структурно-генетические типы слоев и их трансгрессивно-регрессивная направленность. В результате типизации отложений пласта БП17 выделено 4 структурно-генетических типа слоя, которые относятся к отложениям глубоководного и мелководного шельфа. При увязке керна с методами геофизических исследований скважин для каждого типа установлены характерные формы каротажных кривых, что позволило проводить генетическую интерпретацию для скважин, пройденных без извлечения керна. Для пласта БП17 проведена корреляция отложений и построены палеогеологические профили, на которых отмечен один регрессивный максимум. На основании узкого временного среза создана палеокарта, которая уточнена при помощи геофизических исследований эксплуатационного фонда скважин месторождения. Анализ отложений и строения пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения показал, что его формирование происходило в глубоководных условиях, в зоне мелководного и глубоководного шельфа. Снос материала осуществлялся с востока и юго-востока. Коллектор сформирован передовой частью дельты, а флюидоупор – отложениями пояса дистальных темпеститов и илов. For effective hydrocarbon production requires a large set of methods of geological work. Special importance lies in consistency of all information. One of the most difficult approaches in the exploration and the search for hydrocarbon deposits are paleogeographic reconstruction, on which can make a prediction of the distribution of species with the best reservoir properties, and hence areas of migration and the situation of hydrocarbon deposits. The article presents the results of a study of the structure and formation conditions of formation BP17 Vyngayakhinskoye field. The structural material characteristics Achimov sequence, typing rocks upon which featured on the primary highlights the main lithological and genetic types. In the study of the next hierarchical level set of structural and genetic types of layers, and transgressive-regressive trend. As a result of the formation of deposits typing BP17 allocated 4 structural genetic type of layers, which are deposits of deepwater and shallow shelf. Identified the core with well logging methods for each type of set characteristic, which permitted a genetic interpretation for wells passed without core recovery. For formation BP17 correlation held deposits and built paleogeographic profiles, which marked a regressive maximum. On the basis of a narrow time slice created paleomap which refined with geophysical research foundation operating the wells. Analysis of sediments and structure formation BP17 Vyngayakhinskoye field showed that its formation occurred in deep-water conditions in the area of the shallow and deep shelf. The demolition of material was carried from the east and south-east. Collector formed the advanced part of the delta, and confining beds - sediments distal zones tempestites and silts. Ключевые слова: керн, структурно-генетический тип слоя, электрометрические модели фаций, обстановка осадконакопления, авандельта, глубоководный шельф, палеогеография, коллектор. Key words: core, structural-genetic type of layer, electrometric model facies, enviroments, delta, deep shelf, paleogeography, collector. 34 Исследование отложений ачимовской толщи Вынгаяхинского месторождения Западной Сибири на примере пласта БП17 позволило произвести оценку терригенных отложений, которые являются перспективными для поиска и разведки залежей углеводородов. Повышение эффективности добычи горючих полезных ископаемых на этой территории требует Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 детальной корреляции отложений, дополнительного изучения и выявления перспективных интервалов. Изучаемая территория разбурена в достаточной степени, но многие из имеющихся скважин пройдены с отбором шлама, либо с поинтервальным извлечением керна. С другой стороны территория хорошо изучена методами геофизики как скважинной, так и площадной, которая способна дать объемную модель изучаемых толщ. Генетическая характеристика кернового материала и его последующая увязка с данными геофизических исследований [1] позволили произвести детальную корреляцию и уточнить строение объекта. Цель работы заключается в установлении обстановок осадконакопления, изучении особенностей строения и последующего создания модели формирования ачимовской толщи на территории Вынгаяхинского нефтяного месторождения. Задачи исследования: 1. Структурно-генетический анализ керна (минерально-петрографическая характеристика, гранулометрический анализ, выделение генетических типов пород по первичным признакам, выделение структурно-генетических типов слоев), направленный на литологическую характеристику разреза. 2. Корреляция отложений пласта БП17, анализ трансгрессивно-регрессивного хода осадконакопления и выявление полных вертикальных и латеральных последовательностей. 3. Составление палеогеографической карты для установленных циклов осадконакопления, построение карты изопахит и анализ динамики структурных поверхностей. В качестве фактического материала использован керн 4х скважин (более 100 м), интерпретация геофизических исследований скважин (ГИС) (более 500 шт.), вскрывших пласт БП17 на Вынгаяхинском месторождении, а также данные сейсмического профилирования. Методика исследования основана на применении структурно-генетического анализа, который включает в себя следующие этапы. 1. По первичным признакам пород и особенностям изменения их гранулометрического состава в вертикальном сечении выполнена структурно-генетическая типизация слоев и сделаны выводы об условиях их формирования. 2. Установлены трансгрессивно-регрессивные вертикальные последовательности слоев. 3. В совокупности с методами геофизических исследований скважин выполнена корреляция отложений и анализ вертикальных последовательностей. Проведено изучение трансгрессивно-регрессивного хода процесса осадконакопления. 4. По полученному регрессивному максимуму составлена палеогеографическая карта. Проведен анализ мощностей песчаников, который позволил уточнить развитие и области распространения обстановок осадконакопления. Вынгаяхинское месторождение расположено в юго-западной части Пурпейского нефтегазоносного района Надым-Пурской нефтегазоносной области Западно-Сибирского осадочного бассейна. Пласт БП17 залегает в пределах ачимовской толщи сортымской свиты берриас-валанжинского возраста. Данные отложения представлены чередованием песчаников, алевролитов и аргиллитов и характеризуются клиноформным строением [2], а также невыдержанностью по простиранию. Проведена структурно-вещественная характеристика пород, благодаря которой установлено, что сортировка материала преимущественно хорошая, реже встречается средняя. Кварц чистый с единичными включениями пелитовой размерности, с простым и волнистым угасанием, представлен в виде относительно изометричных, частично удлиненных зерен, полуугловатых и полуокатанных. Полевые шпаты (ПШ) представлены плагиоклазами и калиевыми полевыми шпатами – таблитчатыми и изометричными зернами, угловатыми, реже полуокатанными. Они изменены в слабой или средней степени (в результате пелитизации, серицитизации). В ПШ хорошо видна спайность и полисинтетические двойники: у плагиоклазов по альбитовому закону, у калиевых полевых шпатов (мик роклинов) – по нескольким законам в виде микроклиновой решетки. Вторичные изменения полевых шпатов наблюдаются в виде небольшого количества чешуек серицита, глинистого вещества [3]. Обломки пород – кварциты, кремнистые сланцы. Слюда представлена биотитом, как правило, в различной степени изменённым (деформированным, гидратированным и хлоритизированным) и мусковитом. Акцессорные минералы представлены апатитом, турмалином, цирконом, гранатом. Лейкоксен проявляется в виде плёнок, примазок, сгустков, содержание его, в целом по шлифам, не превышает 1%. Аутигенные минералы представлены зернами пирита. Глинистый цемент преимущественно пленочнопорового, порового типа, хлоритового и каолинитового состава. Изучение вторичных преобразований минеральной части пород позволяет реконструировать некоторые постседиментационные процессы, протекавшие в песчаниках и алевролитах сортымской свиты. Так, хорошим показателем степени преобразования является состояние слюд, встречающихся среди обломочных компонентов. Пластинки биотита сохранились относительно хорошо, хотя чаще всего они несколько смяты, изогнуты. Лишь в отдельных Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 35 Рисунок 1. Алевролит крупнозернистый аркозовый. Структура алевритовая крупнозернистая. Видны: обломки пород, кварца, листочки биотита, рассеяная органика. Цемент каолинит-хлорит-карбонатный, пленочный и пленочно-поровый. Николи || (слева) и + (справа). Вынгаяхинское месторождение, пласт БП17, глубина отбора 2896,5 м случаях наблюдается некоторое расщепление по трещинкам спайности. В изученных породах довольно часто встречается каолинит. Образование каолинита происходит в результате взаимодействия глинозема и кремнезема в пористых, проницаемых терригенных породах при фильтрации сквозь них кислых вод. Описанный характер преобразования слюд (мусковит, биотит) и кристаллизации каолинита, отсутствие регенерации кварца свидетельствует об относительно невысокой степени катагенеза пород. По первичным признакам пород (вещественный состав, структура, текстура, минеральные включения, ихнофоссилии, органические остатки) по отложениям пласта БП17 выделено 8 ли тологогенетических типов пород, относящиеся к трем комплексам отложений (глубоководный шельф, мелководный шельф и комплекс биотурбитов) и к трем группам (алевро-пелиты, алтерниты и псефито-псаммиты). Различные комбинации литолого-генетических типов пород являются основой для структурно-генетических типов слоев. При изучении объекта исследования выделено 4 структурно-генетических слоя, которые относятся к двум комплексам отложений Рисунок 2. Структурно-генетические типы слов пласта БП17 36 (глубоководный и мелководный шельф) и трем группам (рисунок 2). Каждый структурно-генетический тип слоя характеризуется особым набором признаков и условиями формирования: XA – алевро-аргиллит темно-серый, слоистость горизонтальная, намечаемая плитчатым расколом породы. По всему слою встречаются желваковые стяжения сульфидов, содержит небольшое количество морской фауны. Мощность типа в описанных интервалах составляет от 0,3 до 9 м. Можно предположить, что формирование слоя происходило в зоне глубоководного шельфа, расположенной ниже базы волнений; YB-I – линзовидно-полосчатое чередование песчаников тонкозернистых светло-серых, алевролитов серых и аргиллитов темно-серых. Доля и мощность слойков песчаника увеличиваются к кровле. Мощность типа в описанных интервалах составляет от 0,4 до 8 м. Вероятно, накопление слоя происходило в пределах открытого шельфа в зоне эффективного воздействия волнений, благодаря штормовой мобилизации вещества у берега и его сортировке под действием возвратно-поступательных движений придонных вод (приливно-отливная зона). При этом возникала серия небольших подводных песчаных валов, между которыми располагались заиливающиеся впадины. Представляет комплекс отложений активной зоны мелководного шельфа, лоскутные пески; YB-II – линзовидно-полосчатое чередование песчаников тонкозернистых светло-серых, алевролитов серых и аргиллитов темно-серых. Доля и мощность слойков песчаника сокращаются к кровле. Мощность типа в описанных интервалах составляет от 0,4 до 8 м. По всей вероятности, формирование слоя происходило в пределах открытого шельфа в зоне эффективного воздействия волнений, благодаря которым возникала серия подводных песчаных валов, между Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 которыми располагались заиливающиеся впадины. Представляет комплекс отложений активной зоны мелководного шельфа, лоскутные пески [7]; YC-V – алевролит крупнозернистый до песчаника мелкозернистого, гранулометрический максимум неявный в средней части слоя. Слоистость крайне неотчетливая, сортировка хорошая. Органика почти отсутствует, встречается редкорассеяный растительный аттрит. Анализ формирования отложений приводит к выводу, что он накапливался при выдвижении авандельты. Мощность типа в описанных интервалах составляет от 0,4 до 44 м. является коллектором. По своему генезису слой является продолжением лопасти дельты, однако не несет гранулометрической последовательности увеличения размерности частиц от подошвы к кровле и не имеет такого значительного количества органики. По месту расположения вблизи и частично находится на глубоководном шельфе, что может говорить о турбидитовом генезисе. Но в типе YC-V не встречена градационная расслоенность, которая характерна для турбидитов. По гранулометрической характеристике (максимум грансостава в средней части слоя) очень близок к отложениям пояса подводных валов, но в нем не выделено крупнозернистых песчаников, характерных для аккумулятивных форм активного мелководного шельфа. Кроме того, их текстуры различны, для подводных валов характерна косая разнонаправленная слоистость, а у YC-V крайне неотчетливая волнистая. Тип YC-V залегает на поверхности пояса лоскутных песков (дальняя часть мелководного шельфа) и частично перекрывает отложения пояса дистальных темпеститов и илов (глубоководный шельф). В большей степени тип расположен в зоне мелководного шельфа, хоть и в дистальной его части, и поэтому правомерно его относить к зоне XY. Проведена корреляция отложений пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения, на основании которой построено три палеогеологических профиля, один из них представлен на рисунке 3. Анализ палеопрофилей показал, что формирование пласта БП17 ачимовской толщи на территории Вынгаяхинского месторождения происходило в зоне XY. Здесь за счет большой энергии сноса терригенного материала проградировала авандельта, которая интенсивно продвигалась вглубь шельфа в северозападном направлении. Во время этого движения отложения дистальной части дельты как бы «соскребали» нижележащие алтерниты пояса лоскутных песков и дистальных темпеститов, образуя тем самым деформации сдвига и смятия. Анализ цикличности показал, что пласт сформирован в результате одного регрессивного цикла. Флюидоупорами в нем служат отложения глубоководного шельфа, а потенциальным коллектором являются отложения мелководного и глубоководного шельфа, в частности, передовой части дельты. Сформирована предварительная литолого-фациальная схема пласта, основанная на изучении кернового материала и проведенной систематизации неоднородности пласта по профилям. В результате построения схемы выделяются приблизительные границы областей распространения обстановок осадконакопления. Рисунок 3. Палеогеологический профиль пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения (скважинам присвоены условные номера) Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 37 Количество скважин с керном недостаточно для построения адекватной модели пласта, поэтому для уточнения его строения применяется методика выделения электрометрических моделей фаций (ЭМФ) [4]. В результате применения ЭМФ повышается детальность изучения пласта, количество точек наблюдения увеличивается с 7 (разведочные скважины с керновым материалом) до 500 (благодаря привлеченному эксплуатационному фонду). На основе сопоставления кривых каротажа самопроизвольной поляризации с литолого-генетическими типами пород выделены генерализованные формы кривых для различных обстановок осадконакопления (рисунок 4). Метод самопроизвольной поляризации (ПС) позволяет производить литологическое расчленение разрезов скважин. Обычно, наибольшая амплитуда потенциала ПС наблюдается напротив чистых песчаных пластов-коллекторов, а с увеличением их глинистости амплитуда уменьшается. Таким образом, кривая самопроизвольной поляризации может являться надежным средством выделения в терригенном разрезе проницаемых песчаных пластов [6]. При подобной интерпретации на эксплуатационном фонде скважин важно учитывать такие детали, как мощность слоев, описанных по керну, а также значения аномалии кривой ПС. В ряде случаев можно заметить, что на профилях песчаные тела, интерпретируемые как авандельта, соответствуют низким значениям записи ПС. Анализ сопоставления выделенных типов слоев и каротажа позволяет сделать вывод о том, что низкие значения самопроизвольной поляризации будут соответствовать маломощным песчаным телам. В некоторых скважинах эффективность использования одного метода каротажа минимальна, поэтому для интерпретации обстановок осадконакопления применяются методы радиоактивного каротажа: гамма-каротаж (ГК) и нейтронный гамма-каротаж (НГК). При сопоставлении обстановок осадконакопления и кривых ПС выделены следующие характерные формы: В зоне глубоководного шельфа кривая имеет форму вертикальной линии, отмечаются значения вдоль лини глин, аномалия кривой ПС приблизительно равна 0,1; В поясе лоскутных песков на регрессивной фазе кривая имеет слабые амплитуды, подошвенная часть Рисунок 4. Сводная таблица форм кривых ПС и обстановок осадконакопления пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения 38 Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 располагается вблизи линии глин, аномалия кривой ПС находится в диапазоне 0,2-04; В поясе лоскутных песков на трансгрессивной фазе кривая имеет схожие амплитуды, кровельная часть располагается вблизи линии глин, аномалия кривой ПС находится в диапазоне 0,2-04; Передовая часть дельты (авандельта), характеризуется высокими значениями самопроизвольной поляризации и имеют форму цилиндра либо колокола, значения аномалии кривой составляют 0,4–0,8. В пласте БП17 Вынгаяхинского месторождения выделен один регрессивный максимум, по которому построена палеосхема и проведен анализ распределения мощности песчаников (рисунок 5). Песчаные толщи с наибольшими мощностями выявлены в восточной и северо-восточной частях, где достигают 44 м. Формирование пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения происходило путем выдвижения авандельты в зону глубоководного шельфа. По изолиниям песчаных толщ видно, что снос материала происходил с востока. Разности авандельты выдвигались по низкому склону за счет действия изостазии и подводных течений, возможно, что на движение осадка влияли и штормовые явления. В результате чего возникали синседиментационные структуры деформаций – оползания и смятие. На схеме видно, как расположены депоцентры авандельты, такое формирование обусловлено факторами уплотнения нижележащих глин, а также Рисунок 5. Палеокарта по регрессивному максимуму пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения из-за быстрого осадконакопления в лопасти дельты, которое инициировало изостазию [5]. По отложениям пласта БП17 проведена структурно-вещественная характеристика, которая позволила выделить аркозовый состав песчаников и хорошую степень сортированности материала. По первичным признакам пород установлено 8 литолого-генетических типов пород, комбинации которых являются основой для 4 структурно-генетических типов слоев. Они относятся к двум комплексам отложений: глубоководный и мелководный шельф. Проведено изучение современных седиментационных моделей и выбрана одна, наиболее подходящая, которая могла бы охарактеризовать условия формирования пластов ачимовской толщи на территории Вынгаяхинского месторождения (рисунок 6). На модели показано как передовая часть дельты проградирует вглубь шельфа. Рисунок 6. Седиментационная модель дельты [9] Обзор современных природных объектов позволил выделить в качестве современного аналога Мексиканский залив (рисунок 7). На снимке со спутника отчетливо видно как выдвигалась дельта, какую морфологию имеют ее тела, и как расположены ее депоцентры. Согласно исследованиям третичных отложений побережья Мексиканского залива установлено, что при достижении склона дельты испытывали синседиментационные разрывные нарушения и наслаивались друг на друга, образуя депоцентры [5]. Выводы Осуществлена интерпретация геофизических исследований скважин, на основании которой проведена генетическая привязка к методам ГИС. Установлены обстановки осадконакопления по геофизическим данным всего эксплуатационного фонда скважин в интервале пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения. Палеогеографические реконструкции показали, что формирование пласта БП17 Вынгаяхинского месторождения происходило в глубоководных условиях. Таким образом, коллектор пласта БП17 сформи- Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2 39 Рисунок 7. Авандельта реки Миссисипи, Северная Америка рован передовой частью дельты, флюидоупорами являются отложения, образовавшиеся в поясе илов. Построение палеокарт может существенно помочь в решении важных промысловых задач, таких как: - выбор оптимального способа разработки за лежей с наиболее эффективным извлечением углеводородов, т.к. выявление обстановок осадконакопления позволяет выявить фациальную неоднородность пласта; СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМыХ ИСТОЧНИКОВ 1 Белозеров В.Б. Роль седиментационных моделей в электрофациальном анализе терригенных отложений // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 319. № 1. С. 116-123. 2 Бородкин В.Н., Курчиков А.Р. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности ачимовской толщи севера Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2010. 286 c. 3 Мизенс Г.А. Изучение осадочных пород в шлифах. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. 86 с. 4 Муромцев В. С. Электрометрическая геология песчаных тел - литологических ловушек нефти и газа. Л.: Недра, 1984. 260 с. 5 Обстановки осадконакопления и фации / Под ред. Х. Г. Рединга: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. Т. 1. 352 с;. 6 Сковородников И. Г. Геофизические исследования скважин: курс лекций. Екатеринбург: УГГГА, 2003. 294 с. 7 Шишлов С.Б. Структурногенетический анализ осадочных форма- 40 - уточнить пространственное положение коллектора в зонах, где отсутствует бурение; - уточнить сведения о запасах углеводородов; - повысить эффективность извлечения трудноизвлекаемых запасов УВ. Исследование нижнемеловых отложений Вынгаяхинского месторождения Западной Сибири позволило произвести оценку терригенных отложений, которые являются перспективными для поиска и разведки залежей углеводородов. ций. СПб.: С.-Петерб. Горн. Ин-т., 2010. 276 с. 8 Обстановки осадконакопления и фации / Под ред. Х. Г. Рединга: Пер. с англ. М.: Мир, 1990. Т . 2. 384 с. 9 Einsele G. Sedimentary basins: Evolution, facies and sediment budget. Springer, 2000. 792 p. REFERENCES 1 Belozyorov V.B. Rol se dimentatsionnyih modeley v elektrofatsialnom analize terrigennyih otlozheniy // Izvestiya Tomskogo politehnicheskogo universiteta. 2011. T. 319. №1. S. 116-123. [in Russian]. 2 Borodkin V.N., Kurchikov A.R. Geologicheskoe stroenie i perspektivyi neftegazonosnosti achimovskoy tolschi severa Zapadnoy Sibiri. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, 2010. 286 s. [in Russian]. 3 Mizens G.A. Izuchenie osadochnyih porod v shlifah. Ekaterinburg: Izd-vo UGGU 2006. 86 s. [in Russian]. 4 Muromtsev V.S Elektrometricheskaya geologiya peschanyih tel - litologicheskih lovushek nefti i gaza. L.: Nedra, 1984. 260 s. [in Russian]. 5 Obstanovki osadkonakopleniya i fatsii / Pod red. H. G. Redinga: Per. s angl. M.: Mir, 1990. T. 1. 352 s. [in Russian]. 6 Skovorodnikov I. G. Geofizicheskie issledovaniya skvazhin: Kurs lektsiy. Ekaterinburg: UGGGA, 2003. 294 s. [in Russian]. 7 Shishlov S. B. Strukturno-geneticheskiy analiz osadochnyih formatsiy. SPb.: S.-Peterb. Gorn. In-t., 2010. 276 s. [in Russian]. 8 Obstanovki osadkonakopleniya i fatsii / Pod red. H. G. Redinga: Per. s angl. M.: Mir, 1990. T. 2. 384 s. [in Russian]. 9 Einsele G. Sedimentary basins: Evolution, facies and sediment budget. Springer, 2000. 792 p.[in English]. Хасанова К.А., аспирант кафедры «Историческая и динамическая геология», ФГБОУ ВПО Национальный минеральносырьевой университет «Горный», г. Санкт-Петербург, Российская Федерация K. A., Khasanova, Postgraduate Student of the Chair «Historical and Dynamic Geology», FSBEI HPE National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg, the Russian Federation e-mail: pinkyroller@mail.ru Геология, геофизика, бурение 2014, т. 12, № 2