Некоторые особенности строения сахалинских нефтяных залежей
На примере Восточно-Эхабинского нефтяного месторождения.
В.Я. РАТНЕР
Восточно-Эхабинское нефтяное месторождение расположено на восточном побережье северо-восточной части о. Сахалин. В настоящее время оно является одним из крупных месторождений острова, на долю которого приходится значительная часть добычи нефти по объединению Сахалиннефть.
В строении месторождения принимают участие верхнетретичные песчаноглинистые отложения, которые подразделяются на три свиты (сверху вниз): нутовскую (плиоцен), окобыкайскую (верхний миоцен) и дагинскую (средний миоцен). Буровыми скважинами вскрыты нижняя часть нутовской свиты, окобыкайская свита мощностью около 1500 м и верхи дагинской свиты.
В тектоническом отношении Восточно-Эхабинское месторождение представляет собой длинную узкую брахиантиклинальную складку, вытянутую почти в меридиональном направлении. Складка имеет асимметричное строение с относительно пологим (40-50°) западным и более крутым (до 70°) восточным крыльями. Ось складки испытывает погружение в северо-северо-западном и юго-юго-восточном направлениях под углом 12-15°.
Вдоль восточного крыла складки, в зоне крутых углов, установлен крупный меридиональный разрыв типа взбросо-надвига с падением плоскости взбрасывателя на запад под углом 60-70°. По этому разрыву различные горизонты окобыкайской свиты надвинуты на восток на отложения нутовской свиты.
Кроме основного регионального разрыва, складка осложнена серией второстепенных нарушений, наиболее крупным из которых является продольный разрыв, прослеживающийся вдоль западного крыла складки с уменьшением амплитуды с юга на север от 150 до 20 м.
Наиболее перспективными в смысле нефтеносности являются здесь не только верхнемиоценовые отложения, характеризующиеся своей региональной нефтеносностью, но частично и дагинская свита, точнее, ее верхняя часть.
Установление промышленных скоплений нефти в указанной свите позволяет расширить стратиграфический диапазон возможного нахождения нефти и на других структурах с наличием на глубине благоприятных ловушек.
До 1950 г. нефть добывалась в основном из центральной присводовой части складки (I площадь). В результате разведочных работ было установлено наличие промышленных залежей нефти в XVI, XVII, XX и XXI пластах (по западно-эхабинской номенклатуре), разработка которых была начата с 1947 г. Наиболее высокие суточные дебиты в начальный период разработки отмечены no XVII пласту.
В северной периклинальной части месторождения (II площадь) основная добыча нефти производится из опущенного (поднадвигового) крыла складки. Здесь впервые нефтеносность была установлена в 1950 г., когда при испытании скв. 215, 216, 217 получили мощные фонтанные притоки нефти. В настоящее время в поднадвиговой части месторождения установлено восемь продуктивных горизонтов в окобыкайской свите и два горизонта - в верхах дагинской свиты.
В связи с тем, что вопрос увязки разрезов поднадвиговой части месторождения с надвинутой его частью пока не решен, этим пластам дана условная номенклатура: 17, 18, 22, 23, 24, 25, 26, 27 (окобыкайская свита) и 28, 29 (дагинская свита). В отличие от залежей центральной присводовой части складки поднадвиговые горизонты характеризуются гораздо большими дебитами, которые в начальный период эксплуатации достигали по отдельным пластам от 3-10 до 20-100 т/сутки.
По верхним горизонтам опущенного восточного крыла складки (поднадвига), включая 24 пласт, отмечается моноклинальное залегание слоев с падением пород на восток под углом 20-30°. С запада восточное крыло ограничено плоскостью меридионального разрыва. По более глубоким горизонтам (начиная с 26 пласта) отмечается и западное крыло, т.е. вырисовываются основные элементы антиклинальной складки.
В настоящее время около 85% всей добычи нефти по месторождению приходится на поднадвиговую часть структуры. Изучению условий залегания нефти в пределах данной структуры должно быть уделено серьезное внимание, так как это позволит решить целый ряд практических вопросов с точки зрения формирования залежей, а также наметить рациональную разработку и выбор объектов для вторичных методов добычи нефти как для данного конкретного месторождения, так и других с подобным геологическим строением.
Накопившийся за последние годы большой фактический промыслово-геофизический материал по северной части месторождения (II площадь) позволил детально изучить условия залегания нефти в каждом продуктивном горизонте и наметить общую классификацию их залежей. В качестве примера выбраны наиболее характерные 23, 26, 27 пласты поднадвига и XVIII-XIX пласты взброшенного крыла складки. В основу исследований положено послойное сопоставление разрезов скважин, которое позволяет выяснить характеристику и пространственное распространение отдельных продуктивных пластов и условия залегания в них нефти.
Прежде чем перейти к характеристике отдельных типов залежей нефти и закономерностей их распределения на Восточно-Эхабинской площади, кратко остановимся на некоторых вопросах классификации залежей.
Из всех существующих классификаций наиболее полной является классификация, предложенная И.О. Бродом [2].
И.О. Брод указывает, что «каждая залежь нефти и газа, являющаяся элементарным скоплением, возникает в природном резервуаре в том случае, если в нем существует ловушка, способная удержать нефть и газ, прервав их движение в процессе миграции и дифференциации в недрах».
Следовательно, эта классификация базируется на трех факторах:
1. форме ограничения и характере внутреннего строения природного резервуара;
2. условиях, вызывающих возникновение внутри резервуара ловушек для нефти и газа;
3. соотношении газа, нефти и воды внутри резервуара, что определяет формы залежей и условия их разведки и разработки.
При классификации залежей нефти на месторождении Восточное Эхаби принята за основу классификация И.О. Брода.
Как было указано выше, в пределах поднадвиговой части месторождения установлена промышленная нефтеносность 17, 18, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 и 29 пластов. Большинство из них в литологическом отношении представлено частым тонким чередованием песчано-глинистых прослоев. Песчаные прослои, в которых обнаружены скопления нефти, характеризуются непостоянным литологическим составом и мощностью от 0,5 до 20 м.
Это свидетельствует о том, что в процессе накопления осадков существовали, по-видимому, непрерывные мелкие колебательные движения, вызвавшие быструю смену и цикличность песчано-глинистых отложений.
На рис. 1 приведен поперечный разрез по 23 пласту, из которого следует, что скопления нефти, приуроченные к этому пласту, являются пластовыми и тектонически экранированными залежами. Миграция нефти внутри природного резервуара вверх по его восстанию была приостановлена тектоническим экраном в виде плоскости взбросо-надвига, дальше которого она не могла распространиться. К периферии вниз по падению нефть, насыщающая песчаные прослои, ограничивается краевой водой.
Первоначальные контуры нефтеносности в подобных залежах двумя концами примыкают к линии, изображающей экран.
Кроме основного экрана, немалую роль в аккумуляции нефти играл и литологический фактор, так как отдельные песчаные прослои выклиниваются вверх по восстанию структуры, образуя на отдельных участках литологически экранированные залежи. Подобным строением характеризуются и залежи, приуроченные к пластам 17, 18, 22, 24 и 25.
Нефтяная залежь более глубокого 26 пласта по форме ловушки в природном резервуаре совмещает признаки тектонически экранированной и сводовой залежи, т. е. она может быть отнесена к особой подгруппе комплексных или переходных залежей. Наличие с одной стороны тектонического экрана, а также газовой шапки в верхней части ловушки (своде) позволяет отнести эту залежь к указанной подгруппе. Нефтяная залежь подобного типа (27 пласта) в плане изображена на рис. 2. В связи с тем, что данный пласт в пределах нефтеносной части структуры характеризуется резким колебанием мощности, нами на общем структурном фоне залежи приведена карта изопахит. Мощность пласта достигает максимального значения 46 м в северной части структуры, в районе скв. 415. К югу происходит уменьшение мощности, а на отдельных участках залежи пласт полностью замещается глинистыми породами, образуя три зоны полного выклинивания. Лишь в районе скв. 263 пласт снова получает развитие, и его мощность достигает здесь 20 м.
На примере строения 27 пласта можно предположить, что формирование структуры происходило, по-видимому, одновременно с процессом осадконакопления. Залежь нефти в 27 пласте нами также относится к подгруппе комплексных залежей подобно 26 пласту. Резкое изменение коллекторских свойств 27 пласта свидетельствует о значительной роли литологического фактора при формировании данной залежи нефти. Однако очевидно, что основной ловушкой, способствующей аккумуляции нефти, являлся в данном случае свод складки и тектонический экран, а литологические изменения пласта-коллектора лишь осложнили форму самой залежи. Следует отметить, что подобные литологические ограничения очень характерны и для сводовых залежей в пределах известных на Сахалине нефтяных месторождений: Эхаби, Гиляко-Абунан, Южная Оха и др. Установление залежей подобного строения имеет, на наш взгляд, большое практическое значение при поисках и разведке новых структур, где скопления нефти и газа могут оказаться вследствие литологических изменений пласта-коллектора и за пределами сводовых частей поднятий.
Кроме описанных выше типов залежей, в пределах северной периклинали надвинутой части складки по данным бурения были установлены и литологически экранированные залежи нефти, приуроченные к песчаным пластам XVIII-XIX. Последние в направлении с севера на юг, т. е. вверх по восстанию структуры, обогащаются глинистой фракцией и постепенно переходят в глины.
Необходимо также отметить, что в северной части структуры в результате тщательного анализа каротажных диаграмм было установлено в верхней части окобыкайской свиты наличие небольшой песчаной линзы среди глинистых слабопроницаемых пород. При испытании последней в скв. 424 и 416 была получена тяжелая нефть (удельный вес 0,950, с содержанием «акцизных смол» - 60% и н. к. - 230°) дебитом около 1 т/сутки.
Подобная залежь отнесена нами к группе литологически ограниченных (со всех сторон) залежей. В данном случае природный резервуар имеет местное распространение, а форма ловушки контролируется формой самого резервуара.
Таким образом, в пределах надвинутой части структуры (северная периклиналь) выявлены подгруппа пластовых литологически экранированных залежей (XVIII-XIX пласты) и залежь, отнесенная к группе литологически ограниченных (со всех сторон). Подобные залежи, приуроченные к периклинальной части складки, установлены пока что только на месторождении Восточное Эхаби, хотя открытие их не исключается и в других районах как на крыльевых и периклинальных участках, так и на моноклиналях структур.
Методика поисков литологических залежей в настоящее время недостаточно разработана, и они, как правило, обнаруживаются случайно в процессе бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нижележащие горизонты, примером может служить месторождение Восточное Эхаби. Однако тщательный анализ каротажных материалов по старым промысловым районам Сахалина и установление закономерностей изменения мощности песчаных горизонтов (путем построения карт контуров выклинивания и профильных разрезов) позволят выявить на отдельных структурах новые нефтяные залежи.
Пример строения нефтяной залежи 27 пласта и других показывает, что недооценка литологического фактора при обработке и интерпретации геологических материалов может иногда привести к необоснованному проведению целого ряда дизъюнктивных нарушений, так как очень часто отсутствие в разрезе скважины продуктивного горизонта трактуется некоторыми геологами как следствие сброса. Это следует подчеркнуть, ибо характерной особенностью песчаных пластов окобыкайской и дагинской свит является резкая фациальная изменчивость пород до полного замещения их глинами на относительно коротких расстояниях.
Из изложенного материала по строению нефтяных залежей на Восточно- Эхабинском нефтяном месторождении можно сделать вывод, что основным условием для образования промышленных залежей нефти является наличие ловушки в виде тектонического экрана. Большая роль принадлежит и литологическому фактору. Последний имел решающее значение при формировании залежей XVIII и XIX пластов взброшенного крыла северной периклинали складки, где мы встречаем типичные литологически экранированные залежи. Наряду с этим в центральной части структуры (I площадь) встречаются в основном пластовые сводовыезалежи, которые, однако, по своей продуктивности намного уступают тектонически экранированным залежам. Последнее может быть объяснено, по-видимому, тем, что нефтяные залежи сформировались в основном после появления взбросо-надвига, который образовал надежную ловушку для скопления и сохранения нефти.
Выявление характерных зон выклинивания в 27 пласте, а также детальное расчленение целых пачек на отдельные песчано-глинистые прослои (на примере 23 пласта) в пределах залежи должны сыграть большую роль при проектировании вторичных методов эксплуатации, в частности при закачке воды или газа, а также при оценке возможности совмещения горизонтов. Подобные карты и геологические разрезы должны быть в дальнейшем построены и для других продуктивных пластов, что позволит выяснить условия залегания в них нефти и послужит основным материалом для решения вопроса формирования нефтяных залежей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексейчик С.Н. Геологическое строение, перспективы нефтеносности и план дальнейшего развития нефтяной промышленности Северного Сахалина. Фонд ВНИГРИ, 1958.
2. Брод И. О. Залежи нефти и газа. Гостоптехиздат, 1951.
3. Брод И.О., Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа. Гостоптехиздат, 1957.
4. Ратнер В. Я. Сопоставление песчаных пластов окобыкайской свиты Охинско- Эхабинского района Северного Сахалина. Геология нефти, № 10, 1957.
ЦНИЛ объединения Сахалиннефтъ.
Рис. 1. Нефтяная залежь 23 пласта поднадвиговой части месторождения (поперечный разрез).
1 - песчаные породы нефтеносные; 2 – песчаные породы водоносные.
Рис. 2. Нефтяная залежь 27 пласта поднадвиговой части месторождения (в плане).
1 - нефть; 2 - скважины; 3 - изогипсы; 4 - изопахиты; 5 - сброс; 6 - разрыв.