К оглавлению журнала

 

УДК 552.578.2061.4:550.834:528.77

© Л.Л. Трусов, Б.З. Асанбаев, М.Ю. Зубков, 1990

Комплексирование сейсмических и дистанционных методов при поисках вторичных коллекторов

В зоне контакта юрских и доюрских пород Северо-Варьеганского месторождения.

Л.Л. ТРУСОВ, Б.З. АСАНБАЕВ(Тюменнефтегеофизика), М.Ю. ЗУБКОВ (СибНИИНП)

При проведении геологоразведочных работ на нефть и газ в глубокозалегающих горизонтах возникает проблема обнаружения зон развития вторичных коллекторов, так как, начиная с глубин 2,5–3 км и более, первичные гранулярные коллекторы под действием возрастающего литостатического давления ухудшают свои ФЕС и переходят в класс непромышленных. В настоящее время эталонным объектом для отработки методики поисков вторичных коллекторов является Северо-Варьеганское месторождение [1, 2].

Открытые в его пределах УВ-залежи приурочены к базальным песчано-гравелитовым отложениям нижней юры (пласты ЮВ10 и ЮВ11) и к осветленным высокопористым кремнистым породам, слагающим кровельную часть доюрского комплекса плиты. В пределах опытного участка из 15 пробуренных скважин в шести были получены притоки флюида из пород фундамента, а в трех – из нижнеюрских базальных отложений, причем в скв. 5п получены притоки как из пласта ЮС11, так и доюрского объекта (рис. 1, а). Добываемая продукция (дебитом от 18 до 250 м3/сут) представлена газом, конденсатом, нефтью и водой. В процессе разработки отмечается быстрое снижение дебитов и пластовых давлений, что указывает на упругопластический режим залежей и их небольшие размеры.

Пласты ЮВ10 (тоар) и ЮВ11 (плинсбах) представлены главным образом песчаниками и гравелитами кварцевого и полимиктового состава. Анализ их ФЕС показал, что в большинстве случаев они попадают на границу коллектор–неколлектор и характеризуются пористостью (Кп) около 9,5 % и проницаемостью (Кпр) – 0,8 фм2 . И лишь когда они подверглись вторичным преобразованиям, их ФЕС имеют достаточно высокие значения: kп – 13–14 % и knp–до 13 фм2. Доюрский комплекс сложен изверженными породами основного состава, черными сланцами и кремнистыми известняками преимущественно визейского (О.И. Богуш, В.О. Юферев) возраста, а также развитыми по ним осветленными высокопористыми породами. Из них коллекторами являются лишь осветленные кремнистые разности, содержащие до 75– 95 % SiO2 (силициты). Их kп изменяется от 12 до 34 %, а Кпр от 0,5 до 295 фм2.

Осветленные разности (аргиллит-силициты), возникающие по черным сланцам, имеют более низкие ФЕС (kп – от 8 до 21 %, Кпр – от 0,05 до 2,5 фм2) и существенно глинистый состав (до 60 % глин). Обе разновидности осветленных пород с высоким содержанием остаточной воды (26–97 %), особенно аргиллит-силициты, что связано с наличием в них большого числа мелких пор, заполненных водой [1]. Исследования структуры порового пространства позволили отнести их к трещинно-кавернозно-поровому типу коллектора.

Базальные юрские песчаники, а также нижнекарбоновые кремнистые известняки и черные сланцы подверглись в позднекайнозойское время гидротермальной проработке, в результате чего в них сформировалась дополнительная вторичная пористость. Генезис коллекторов подтверждается различием в минералогическом составе исходных и гидротермально измененных пород и выщелачиванием карбонатных минералов, серицита, каолинита и диккита, которые являются индикаторами кислых среднетемпературных гидротерм [1]. Наблюдается проникновение зоны осветления из палеозойских пород в нижнеюрские углисто-глинистые фангломераты, при этом их цвет изменяется от белого через серые оттенки до черного. Исходный скрытокристаллический биогенный кремнезем, входящий в состав визейских кремнистых известняков и черных сланцев, в результате проработки полностью перекристаллизовался в мелко- и микрокристаллический кварц, в кавернах размеры его кристаллов достигают 2–3 мм [1].

На молодой возраст формирования вторичных “гидротермальных” коллекторов и залежей указывает тот факт, что на глубине около 3,5 км сохранилась пористость, достигающая в отдельных образцах 34 %. На этих же глубинах гравелиты кварцевого состава, образовавшиеся из выветрелых обломков кремнистых известняков, характеризуются kп не более 9–10 %.

Полученные данные позволяют предположить следующий механизм формирования вторичных коллекторов в нижнеюрских базальных песчаниках и кровле доюрского комплекса плиты. По зонам тектонического дробления поднимались кислородсодержащие флюиды, в результате чего происходили выщелачивание карбонатных минералов, окисление рассеянного пирита и ОВ, разложение некоторых неустойчивых глинистых минералов, раскристаллизация биогенного кремнезема. Продукты окисления пирита (двуокись железа и серный ангидрид), взаимодействуя с окружающими породами и водой, образуют сферосидерит и гипс [1]. Основная емкость, возникающая при гидротермальной проработке, связана с разложением карбонатных минералов, входящих в состав исходных палеозойских пород. Вследствие выделения углекислоты давления, превышающие литостатические, приводили к процессу флюидоразрыва палеозойских пород. При наличии над ними надежного глинистого экрана возможно образование обширных зон дробления.

Исходя из предложенного механизма, наиболее перспективными для поисков вторичных коллекторов гидротермального происхождения являются кремнистые известняки, что объясняется их механо-химическими свойствами. Они хрупки и легко дробятся, из них выщелачиваются карбонаты, однако они достаточно прочны благодаря кремнистому каркасу. Черные сланцы малоперспективны, так как они пластичны, под действием тектонических напряжений в них возникает множество поверхностей скольжения, которые не могут служить флюидопроводящими каналами. В том случае, когда на визейских породах лежат базальные нижнеюрские песчаники и гравелиты, внедряющиеся по разломам гидротермы разгружаются в них, и возникают гидротермально проработанные песчаники (скв. 5п, 7п), в которых и формируется вторичный коллектор, а не в визейских кремнистых известняках. Таким образом, в зависимости от того какие породы перекрывают доюрский комплекс возможно формирование коллектора либо в визейских (при глинизации базальной юрской пачки), либо в плинсбахских (при их опесчанивании) породах.

Прогнозирование участков развития базальных песчаников шеркалинского типа (ЮВ10-11) производилось с помощью палеогеоморфологической интерпретации данных сейсморазведки [4]. На Северо-Варьеганском месторождении общие толщины нижней котухтинской пачки (A1–k1) и нижней юры (A1–T3) связаны положительной корреляционной связью (R=0,82) с толщинами песчаных тел. По разрезам выравнивания установлено, что прогноз песчаных тел пласта ЮВ11 можно осуществить по критериям (A1 –k1 )>18 мс, (А1–К2)>54 и (А1–Т3)>115, где А1, К1, К2 и Т3 – отражения, связанные с кровлями доюрского комплекса, пласта ЮВ11, тогурской пачки и нижней юры соответственно.

Небольшие по размерам песчаные тела часто выполняют микрограбены и долины в раннеюрском рельефе. Базальные песчаники и гравелиты представлены преимущественно выветрелыми обломками кремнистых известняков, из которых нацело выщелочена карбонатная составляющая. Поэтому по своим петрофизическим свойствам они идентичны чисто кварцевым гранулярным коллекторам и сохраняют сравнительно высокие ФЕС на значительных глубинах в отличие от вышележащих песчаников, представленных полимиктовыми разностями.

По карте изохор A1–Т3 построены палеогеоморфологическая карта нижнеюрского времени и прогнозная карта развития песчаных тел пласта ЮВ11 (см. рис. 1,а). Их анализ показал, что рельеф на время начала накопления юрских отложений был представлен структурными террасами, последовательно понижающимися к западу и северо-западу. Общий перепад высот составлял 120 м. Наиболее высокое положение занимала юго-восточная часть площади, слаборасчлененная денудационная равнина, в пределах которой осадки пласта ЮВ11 не отлагались. Вторая зона, более расчлененная равнина, в пределах которой пласт ЮВ11 сохранился в отдельных погружениях. Палеовозвышенности служили источниками местного сноса терригенного материала. Через центральную часть проходит зона субмеридионального и северо-восточного простирания, представляющая собой сильнорасчлененную аккумулятивную равнину, на которой развиты линзовидные песчаные тела пласта ЮВ11 с толщинами до 14 м (скв. 5п). Здесь возможно обнаружение литологически и тектонически экранированных залежей. Северо-западная часть территории наиболее погружена и, по-видимому, является частью ингрессионного морского бассейна. В ее пределах возможно развитие полосовидных и покровных песчаных тел пласта ЮВ11.

По принятой модели формирования вторичных коллекторов наибольший интерес представляет выделение дизъюнктивных нарушений, возраст которых не должен превышать 100 тыс. лет [3]. По степени активизации новейших движений построены карты линеаментной тектоники и расчлененности дневной поверхности (рис. 2) и рассмотрено распределение скважин в зависимости от расстояний (l1 и l2) до двух ближайших пересекающихся линеаментов и от азимутов их направлений (Q1 и Q2). Продуктивные скважины (за исключением 11п) расположены в пределах расстояний 50–150 м по l1 и 100–200 по l2, непродуктивные –50–300 и 250–550 м соответственно. Продуктивные скважины в поле с координатами Q1 и Q2 обособляются в пределах углов 10–40 и 300–320°, тогда как непродуктивные характеризуются азимутами 30–60, 290, 330 и 350°. Величина выборки из 15 скважин не позволяет оценить надежность критериев разделения скважины по дистанционным материалам на продуктивные и непродуктивные. Однако полученные результаты позволили осуществить комплексирование аэрофотокосмических съемок с сейсморазведкой и построить интерпретационную модель строения залежи зоны контакта юрского и доюрского разрезов.

Сопоставление структурных карт по горизонтам А (нестратифицированная внутрипалеозойская граница) и А1, карт изохор А–a1 и a1–Т3 со схемой линеаментов и картой новейших движений (см. рис. 2) показывает, что разрывные нарушения, закартированные по сейсморазведке в низах мезозойского чехла и доюрском основании, отображаются в геоиндикационных признаках. Большая часть линеаментов имеет связь с глубинным строением, которая обнаруживается при сопоставлении роз-диаграмм линейных элементов карт изохор нижнеюрских и доюрских образований (рис. 1, а, б) с розами-диаграммами линеаментов дневной поверхности (см. рис. 2). Выделены пять линеаментных зон (1–1 – 1–5) и 15 морфоаномалий (цифры в кружках).

Анализ сейсмических данных позволил выделить блоки и межблоковые зоны в современном и палеоплане, вдоль которых возможно последующее развитие вторичных коллекторов гидротермального происхождения. Разрывные нарушения (межблоковые зоны) имеют в разрезе размеры от 100 до 400 м, иногда до 800. Около 50 % зон в плане сосредоточено в приосевых частях положительных структур, 35 – вблизи уступов, 15 – в приосевых частях долин. В целом, расчлененные внутрипалеозойские поверхности по горизонту А сменяются более спокойными по кровле доюрского основания (A1) и нижней юры (Т3). По плановому положению минимальных и максимальных толщин отмечаются инверсии, происходившие на отдельных участках изучаемой территории. По розам-диаграммам видна и унаследованность преимущественных простираний структур в каждом комплексе. В различиях роз-диаграмм по отдельным структурным комплексам в современном и палеоплане запечатлена структурная дифференциация этих комплексов в истории геологического развития.

К перспективным зонам с точки зрения наличия коллекторов вторичного происхождения (см. рис. 1, б) отнесены участки разрывных нарушений по горизонту a1, приосевые зоны локальных поднятий и структурных носов, скачков Dt0, выделенные непосредственно по временным разрезам. Большая часть скачков Dt0 совпадает в плане с разрывами, которые картируются по градиентным зонам поверхности А1 и закономерно располагаются относительно структурных линий. Часть этих нарушений проявляется в плане в виде локальных особенностей, которые из-за редкой сети профилей и относительно небольших значений не удается проэкстраполировать внутрь сейсмических полигонов. Ширина зоны дробления (повышенной проницаемости), по полученным данным, равна 0,4–0,6 км. Ее длина определяется длиной структурной линии, откартированной на карте изохрон по горизонту A1. Бесперспективные зоны шириной 0,3– 1,2 км связаны с приосевыми частями долин и впадин (зоны сжатия). Длина их определяется длиной долин и надежностью выделения по карте горизонта А1. Бесперспективные зоны, разделяющие перспективные участки, обладают большей протяженностью и образуют в плане характерный “блоковый” рисунок с азимутами простираний 320 и 40°.

С помощью графического комплексирования карт информативных признаков получена карта прогноза зон трещиноватости и вторичных коллекторов (см. рис. 1, б). На ней выделялись полосовидные, иногда пересекающиеся участки с различной степенью перспективности. Несмотря на редкую сеть профилей для картирования таких объектов, плановое положение продуктивных и “сухих” скважин подтверждает правомерность такой интерпретации. На карте просматривается система пересекающихся полосовидных тел с определенными азимутами простираний. Розы-диаграммы для перспективных и бесперспективных зон имеют преимущественно северо-западное и северо-восточное простирание.

Совокупность полученных результатов позволяет для разработанных моделей формирования вторичного коллектора и геологического строения приконтактовой зоны нижнеюрского и доюрского разрезов Северо-Варьеганского месторождения сделать оценку запасов и предложить рекомендации по доразведке с одновременной проверкой методики картирования сложных коллекторов комплексом сейсморазведка – бурение – аэрофотокосмосъемка.

Выводы

1. Разломно-блоковая структура отложений нижней юры и кровли палеозоя картируется по данным сейсморазведки в современном и палеоплане. Специальными методическими приемами выделены зоны, перспективные для поисков вторичных коллекторов, генетически связанных с межблоковыми участками, испытавшими в палеозойское и мезозой-кайнозойское время воздействия инверсионных перемещений (дробление) и гидротермальной проработки.

2. Позднекайнозойские структурно-формирующие движения, вызвавшие гидротермальную проработку палеозойских кремнистых известняков с прослоями черных сланцев, проявились в линеаментных системах и в ряде геоиндикационных признаков, характеризующих деформации дневной поверхности.

3. Узлы пересечения линеаментных систем дневной поверхности с перспективными зонами, выделенными по сейсморазведке, определяют наибольшую вероятность вскрытия залежей УВ в зоне контакта юрского и доюрского разрезов.

4. Базальные нижнеюрские песчаники картируются с помощью сейсмопалеогеоморфологического анализа. Гранулярные коллекторы пласта ЮВ11 образованы при денудации останцовых форм, представленных кремнистыми известняками. ФЕС нижнеюрских коллекторов существенно улучшаются в результате гидротермальной проработки. Рекомендовано с целью доразведки пробурить шесть скважин, из которых три первоочередные и три зависимые.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Зубков М.Ю., Федорова Т.А. Гидротермальные вторичные коллекторы в черных сланцах // Геология нефти и газа.– 1989.– № 6.– С. 26–30.
  2. Коллекторы доюрского – юрского комплекса Северо-Варьеганской площади / С.В. Архипов, Ф.Я. Боркун, В.Т. Питкевич, Ю.В. Фаин // Геология нефти и газа.– 1989.– № 5.– С. 14–17.
  3. Пилип Я.А., Даниленко В.А. Экранирующие способности флюидоупоров и их роль в процессах миграции нефти и газа. //В кн.: Генерация и миграция нефти.– М.: Изд. ВНИГНИ.– 1989.– С. 48–56.
  4. Трусов Л.Л. Методика сейсмопалеогеоморфологических исследований на примере нижнеюрских отложений западного склона Сургутского свода. // В сб.: Практические результаты и перспективные направления палеогеоморфологических исследований в нефтегазоносных районах СССР.– М.: Изд. ВНИГНИ.– 1987.– С. 31–39.

Abstract

Based on the results of investigating the material composition of rocks composing the basal deposits of Jurassic and pre-Jurassic sequences, as well as on remote sensing and seismic data, criteria for identifying the prognostic zones of the development of secondary reservoirs of hydrothermal origin are used and first priority well spud-in places are delineated.

Рис. 1. Прогнозная карта развития пласта ЮВ11 (а) и схема зон вторичных коллекторов контакта юрских и палеозойских пород (б) Северо-Варьеганского месторождения:

1 – зона отсутствия пласта ЮВ11, 2 – зона преимущественно глинистого его состава, зоны развития песчано алевролитовых тел 3 линзовидных, 4 покровных, 5 локальные погружения рельефа 6 – скважины с продукцией из нижнеюрского и (или) доюрского комплексов (а), “сухие” (б) и рекомендуемые (в), 7 – предполагаемая граница раздела черных сланцев и известняков, зоны коллекторов 8 высокоперспективные, 9 перспективные, 10 бесперспективные, 11 – локальные структуры, 12 розы-диаграммы линеаментов карты изохрон А1Т3 (1), перспективных (2) и бесперспективных (3) зон коллекторов

Рис. 2. Расчлененность дневной поверхности по линеаментной тектонике Северо-Варьеганского месторождения:

1 – линеаменты (зоны) 1 ранга, линеаменты и дуготипы 2 – 2-го, 3 – 3-го рангов, 4 – блоки центральный (А), юго-западный (А1), северо-восточный (A2), северо-западный (Б), восточные (В, В1 и B2)