Библиотека Дамирджана - Геология нефти и газа - 2004

К оглавлению

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ И УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ АНОМАЛЬНЫХ РАЗРЕЗОВ БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ (на примере Южно-Конитлорского и Курраганского месторождений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна)

Е.Б. Беспалова, А.А. Поляков, Д.С. Кучерявенко (ЗАО "МиМГО им. В.А. Двуреченского")

Один из самых интересных и малоизученных объектов в Западной Сибири - аномальные разрезы баженовской свиты (АРБ). "Совместное залегание нефтепроизводящих битуминозных глин и пористых песчано-алевритистых тел благоприятно для образования полностью автономных систем генерации, миграции и аккумуляции углеводородов. По сути дела, они представляют собой нефтегазоносный комплекс со своими специфическими особенностями строения и закономерностями размещения залежей углеводородов" (Ясович Г.С., 1981).

Большая часть залежей, связанных с АРБ, обнаруживается попутно при бурении на выше- и нижележащие горизонты. Коллекторы в этих отложениях, как правило, рассматривают не в качестве самостоятельных объектов разведки или эксплуатации, а как дополнение к основным продуктивным горизонтам. Значительные промышленные притоки нефти, полученные из аномальных разрезов, позволяют ставить вопрос о возможности промышленной добычи нефти из этих отложений и соответственно построения адекватных моделей строения и формирования залежей. Поэтому разработка критериев прогноза и оконтуривания залежей в АРБ - актуальная и необходимая задача.

Границы аномальной баженовской свиты уверенно выделяются на каротажных диаграммах по верхнему бажениту с аномально высокими показаниями естественной радиоактивности и удельных сопротивлений и по кровле георгиевской свиты с повышенными значениями индукционного каротажа и пониженными - удельных сопротивлений. В битуминозных породах присутствуют песчано-алевролитовые и глинистые разности с низкой радиоактивностью. Именно с песчаными и песчано-алевролитовыми линзами, заключенными в битуминозных аргиллитах, связаны залежи в АРБ.

Мощность АРБ увеличена до 50-150 м относительно "нормальных" разрезов мощностью 20-35 м. Аномальное строение отображается и на временных сейсмических разрезах, где наблюдаются ухудшение или прекращение прослеживаемости отражающего горизонта Б, появление дополнительных отражений.

В региональном масштабе по данным сейсморазведки и бурения выделяют несколько протяженных субмеридиональных зон развития АРБ (Нестеров И.И., Нежданов А.А., Ушатинский И.Н., 1986), а на локальном уровне - несколько типов АРБ в зависимости от характера чередования битуминозных и песчано-алевролитовых пачек. Однако, как правило, типы выделяют для каждой площади. В целом для Западно-Сибирского бассейна отмечается весьма разнообразный характер переслаивания этих пород (Мкртчян О.М., Трусов Л.Л. и др., 1987). Поэтому изучение закономерностей строения и формирования залежей АРБ сложная и многоуровневая задача.

Строение и условия образования аномальных разрезов баженовской свиты рассмотрим на примере Конитлорского и Курраганского месторождений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.

Южно-Конитлорский участок. Ярким примером широкого распространения аномальных баженовских отложений является Южно-Конитлорский участок. В ЗАО "МиМГО им. В.А. Двуреченского" проводилось детальное изучение строения и нефтеносности баженовской свиты в пределах этого участка в связи с промышленными (до 15 м³/сут) притоками нефти, полученными из песчано-алевролитовых коллекторов аномальных разрезов.

Отложения баженовской свиты изучались на западе участка в пределах площади, охарактеризованной разведочным бурением и сейсморазведкой 3D. Большей частью скважин вскрыта баженовская свита, имеющая аномальный разрез, т.е. между георгиевской свитой и битуминозными аргиллитами, а также в битуминозных аргиллитах появляются пачки переслаивания песчаников и алевролитов или алевролитов и глин, достигающие мощности 90-100 м (скв. 95, 104). Песчаные пласты индексируются как ЮС₀. Мощность АРБ изменяется от 33 м по скв. 97 (Н_эф песчаников составляет 2,4 м) до 129 м по скв. 1100 (20,6 м) (рис. 1). В большинстве случаев увеличение толщины АРБ происходит за счет песчано-алевролитового материала, формирующего отдельные линзы внутри баженовских аргиллитов, хотя в отдельных случаях (скв. 107) осадки преимущественно глинистого состава.

Исключительная сложность геологического строения, сильная литологическая изменчивость и невыдержанность свойств АРБ затрудняют их изучение по временным разрезам. Лишь трансформация полученных на основе импульсной деконволюции временных разрезов 3D в разрезы эффективных коэффициентов отражения (ЭКО-разрезы) позволила выделить кровлю и подошву аномальной баженовской свиты и закартировать зоны распространения песчаных линз, вскрытых скважинами.

По ЭКО-разрезам закартирована граница распространения аномальных разрезов. На карте толщин отложений баженовской свиты эта граница проходит между изолиниями 30 и 40 м. На севере и западе участка по данным бурения (скв. 91 и 186) и сейсморазведки баженовская свита имеет нормальное строение. Еще одна зона нормального строения вскрыта скв. 93 и 94 (см. рис. 1).

Развитие мощных песчано-алевролитовых тел в АРБ обусловливает неконформность ее кровли и подошвы. При этом поднятиям по кровле баженовской свиты нередко соответствуют прогибы по ее подошве и пласту ЮС₁¹. Так, скв. 96 по кровле пласта ЮС₁¹ расположена на 10 м выше, чем скв. 1100, а по кровле баженовской свиты на 27 м ниже; скв. 237 и 92 по кровле пласта ЮС₁¹ находятся на 20 м выше, чем скв. 104 и 95, а по кровле баженовской свиты на 20-25 м ниже (см. рис. 1). Поэтому для выявления особенностей формирования аномальных разрезов и закономерностей размещения в них песчано-алевролитовых тел проводился анализ структурного плана по кровле и подошве баженовской свиты, а также карты ее толщин.

Происхождение АРБ до сих пор спорно. Существует несколько гипотез: за счет турбидитовых и придонных течений, подводно-оползневых явлений, формирования клиноформно-слоистой модели [1-4].

На взгляд авторов данной статьи формирование песчаников в АРБ за счет придонных подводных течений маловероятно. Не наблюдается четкой приуроченности аномальных разрезов к депрессионным зонам подбаженовского рельефа. Допуская накопление баженовских песчаников за счет придонных течений, трудно объяснить, каким образом была изолирована от влияния этих течений зона нормального строения баженовской свиты в районе скв. 93 и 94, находящихся на склоне поднятия, в то время как в соседней скв. 90, расположенной в своде этого поднятия гипсометрически выше на 30-50 м, сформировался песчаник эффективной мощностью 12,4 м. Аналогичная картина и в южной части участка, где в соседних скв. 107; 96 и 1100 АРБ имеет совершенно разное строение. В скв. 96 и 1100 выделяются песчаники мощностью 18,2 и 20,6 м соответственно, а в скв. 107, расположенной гипсометрически ниже, песчано-алевролитовые разности отсутствуют. Кроме того, возникает вопрос, как образовалась в районе поднятия протяженная аномальная зона к северу от скв. 93 (см. рис. 1). Возможно, за счет тектонического фактора - современный структурный план пласта ЮС₁¹ не полностью соответствует рельефу на момент формирования баженовских отложений, что косвенно допустимо для объяснения указанных несоответствий. Однако тектонический фактор учесть очень сложно из-за резкой изменчивости мощности вышележащих клиноформных отложений.

Анализируя строение аномальных разрезов на других площадях Западной Сибири, некоторые исследователи также указывают на маловероятность подводных течений в качестве источника песчано-алевролитового материала в АРБ [3]. Они отмечают, что в пределах Федоровской и Восточно-Сургутской площадей каждая скважина с АРБ со всех сторон (на расстоянии 3-4 км) окружена скважинами, в которых битуминозные глины имеют нормальный разрез.

Наиболее вероятным представляется связывать образование песчано-алевролито-глинистых пачек АРБ с процессами, формирующими ачимовские пласты у подножия склона в неокомское время. Вероятнее всего, песчано-алевролитовые ачимовские потоки расклинивают и внедряются в еще слабо уплотненные баженовские глины. При анализе временных разрезов в одних случаях наблюдается постепенный переход без нарушений корреляции осей синфазности отраженных волн горизонта Б в наклонные ачимовские отражения, в других случаях - расклинивание отражающего горизонта Б условно на "западное" и "восточное" отражения, между которыми отмечается временной сдвиг.

На юге участка на временных разрезах широтных профилей 2830; 2870; 2885; 2904; 3020; 3070; 3286 (рис. 2) отчетливо видно, как пласты Ач₇ и Ач_4-6 расклинивают баженовские отложения и внедряются в них, наращивая их толщину. Так были сформированы песчано-алевролитовые линзы, вскрытые скв. 1100 и 96, а также скв. 1110. Восточнее скв. 95, 104, 92 вскрыты песчаные линзы, сформированные, вероятно, более древними ачимовскими пластами.

Анализ распространения коллекторов ачимовских пластов в пределах участка позволил сделать некоторые выводы о взаимосвязи условий формирования баженовских и ачимовских песчаников. В качестве примера приведем карту распространения типов разреза пласта Ач_4-6, построенную на основе метода СВАН сейсмической записи в межскважинном пространстве. Совместное рассмотрение карты типов разреза пласта Ач_4-6 (рис. 3) и структурных карт по кровле баженовской свиты и пласта ЮС₁¹ (см. рис. 1, А, Б) показало следующее.

Очевидна приуроченность песчаных тел увеличенной мощности и с улучшенными коллекторскими свойствами к склонам поднятий по кровле пласта ЮС₁¹, которые сохраняются с возросшей амплитудой по кровле баженовской свиты. Так, первая зона распространения I типа разреза (улучшенных коллекторов) пласта Ач_4-6 в районе скв. 93 приурочена к склону контрастного Южно-Конитлорского поднятия 1, вторая - связана со склоном Конитлорско-Юрьлорского поднятия 2. Вероятно, эти поднятия, выраженные в рельефе палеобассейна, и являлись препятствием на пути транспортировки обломочного материала. Можно предположить, что одна часть транспортируемого материала накопилась перед поднятием, а другая - внедрилась в слагающие поднятие битуминозные глины, что и привело к формированию АРБ и высокоамплитудных поднятий по ее кровле.

Потоки, несущие обломочный материал, огибали такие поднятия, и в результате на их сводах осадки либо вообще не накапливались (Южно-Конитлорское поднятие 1), либо откладывался глинисто-алевролитовый материал (Конитлорско-Юрьлорское поднятие 2). Видимо, поэтому в скв. 96 и 95, расположенных на Конитлорско-Юрьлорском поднятии, в разрезе пласта Ач_4-6 отсутствуют коллекторы.

Характер распространения пласта Ач_4-6 и рассмотренный механизм формирования отложений могут объяснить неожиданные результаты опытно-промышленной эксплуатации скв. 90 после ее расконсервации и гидроразрыва. В этой скважине на этапе разведки из пласта Ач_4-6было получено 30 м³/сут чистой нефти, а после расконсервации и гидроразрыва - приток чистой воды. Скв. 90 вскрыты ачимовские отложения, накопившиеся в узком "отростке", практически отделенном от основной зоны развития пласта Ач_4-6. Вероятно, это отложения потока, огибавшего поднятие, контрастность которого обусловлена нарушением сплошности баженовских глин линзами ачимовских песков. Естественно, что в этом случае флюидоупор между ачимовскими и баженовскими отложениями ослаблен. Он был достаточно надежен для формирования залежи в пласте Ач_4-6 в масштабе геологического времени. В результате гидроразрыва этот флюидоупор, расположенный всего лишь в 300 м от скв. 90, был разрушен и вода из включенных в баженовский разрез песчаных линз поступила в скважину.

Генетическое сходство песчаников АРБ и ачимовских пластов отмечают многие исследователи. Так, на соседнем Тевлинско-Русскинском месторождении проводились изучение и сопоставление керна, отобранного из ачимовских и аномальных баженовских пластов. Отмечается значительное сходство между песчаными породами ачимовских пластов и в аномальном разрезе баженовской свиты по минеральному составу, а также текстурно-структурным особенностям [4].

Таким образом, авторы данной статьи принимают оползневую модель формирования аномальных разрезов баженовской свиты, но исключительно в рамках клиноформно-слоистой модели строения неокомского комплекса. Рассматривать ачимовские отложения и соответственно песчаные линзы баженовского комплекса обособленно как результат гигантских оползней авторы данной статьи считают неправомерным. (Нестеров И.И., Нежданов А.А. и др., 1987). Закономерности формирования и размещения песчаных тел баженовской свиты определялись главным образом положением источников терригенного материала, формирующих клиноформные пласты. На распределение материала в той или иной степени могли оказывать влияние рельеф, придонные и вдольсклоновые течения.

Курраганский участок. Подтверждение выводам мы находим в результатах исследований, проведенных на Курраганском лицензионном участке, в пределах которого аномальные разрезы достаточно плотно охарактеризованы эксплуатационными скважинами и сейсморазведкой 3D.

Детальная корреляция аномальных разрезов баженовской свиты по данным каротажа эксплуатационных скважин и увязка их с данными сейсморазведки позволили подробно изучить строение АРБ, проанализировать взаимосвязь баженовских и ачимовских песчано-алевритовых пластов.

На Курраганском участке аномальные разрезы баженовской свиты распространены локально. Но даже в пределах этой небольшой площади можно уверенно говорить о непосредственной связи формирования АРБ и депрессионных ачимовских фаций клиноформного неокомского комплекса.

В центральной части участка в зоне эксплуатации отмечаются максимальные мощности аномальных разрезов, а восточнее на коротких расстояниях резко происходит переход баженовской свиты в нормальные породы. Так, на субширотном сейсмопрофиле INL-581 (рис. 4, А) отмечается, что скв. 205; 4; 206 вскрывается аномальный разрез БС значительной мощности - более 100 м. Восточнее по сейсмопрофилю наблюдаются резкое уменьшение мощности БС, восстановление ее однородности и хорошей прослеживаемости, и в скв. 18 уже вскрыт нормальный разрез БС мощностью чуть более 30 м, песчано- алевритовые разности отсутствуют. Кроме того, при сравнении строения баженовско-ачимовской толщи в этих скважинах наблюдается значительное сходство их каротажных диаграмм и последовательности песчано-алевритовых пачек. Однако по гамма-каротажу отчетливо видно изменение свойств этих отложений с востока на запад: если в скв. 18 отчетливо выделяются аномальная баженовская свита с повышенной радиоактивностью и песчано-алевролитовый пласт Ач₂ значительной мощности со слабой радиоактивностью, то в скв. 4 и 205 аналогичные песчано-алевритовые пачки переслаиваются с высокорадиоактивными глинистыми пачками, отождествляемыми с битуминозными аргиллитами баженовской свиты. Все это вполне согласуется с представлениями о возможном расклинивании и внедрении ачимовских пластов в баженовскую толщу.

На сейсмопрофиле INL-530 наблюдается сходная картина (см. рис. 4, Б). Вскрытая в скв. 214 нижняя слаборадиоактивная пачка пласта Ач₂ погружается на запад в баженовские отложения и уже в скв. 204 и 102 эта пачка перекрыта высокорадиоактивными аргиллитами. Кроме того, происходят уменьшение мощности пласта Ач₂ с 70 до 40 м и одновременное увеличение мощности баженовской свиты с 57 до 73 и 83 м соответственно. Западнее в скв. 16 мощность баженовской свиты увеличивается еще на 30 м. При этом вскрытый скв. 102; 204 и 214 хорошо выраженный мощный пласт Ач₂ в скв. 16 отсутствует. На сейсмическом профиле отчетливо видно, как западнее скв. 102 отражение, отождествляемое с пластом Ач₂, прослеживается под баженовскими отложениями.

Картирование песчаных линз. Значительный практический интерес представляет картирование в баженовской свите песчаных линз, с которыми могут быть связаны залежи УВ. Для этого использовались ЭКО-разрезы, которые позволяют выделять пласты с относительно повышенными и пониженными акустическими жесткостями. Песчано-алевролитовые пласты, характеризующиеся большей акустической жесткостью, отождествляются на ЭКО-разрезах с акустическими "жесткими" пластами, а глины и аргиллиты с меньшими акустическими жесткостями соответствуют относительно "мягким" пластам.

Картирование песчаных линз проводилось на Южно-Конитлорском участке. Сложное геологическое строение АРБ не позволило идентифицировать и распознать по ЭКО-разрезам все сейсмические образы, поэтому авторы статьи ограничились картированием песчано-алевролитовых линз, вскрытых скважинами (рис. 5). Привязка каротажа скважин к ЭКО-разрезам позволила детально проанализировать внутреннее строение баженовской свиты в районе этих скважин. Одна из важнейших задач заключалась в выявлении строения баженовской свиты в районе скв. 96 и 1100. В скв. 96, вскрывшей песчаник в баженовской свите на абсолютной отметке 2687 м, получен промышленный приток нефти (Q_H = 15 м³/сут), а в соседней скв. 1100, расположенной в пределах той же структуры, вскрыт водонасыщенный песчаник на глубине 2659 м. Фактические данные свидетельствуют либо о различных природных резервуарах, вскрытых этими скважинами, либо о наличии экрана тектонического происхождения. В данном случае очевидны именно резкая литологическая изменчивость, характерная для аномальных разрезов, и линзовидный характер песчаных прослоев. На ЭКО-разрезах в районе скв. 96 и 1100 достаточно уверенно отображается изолированность линз. Так, на меридиональном временном разрезе CRL-720 (см. рис. 5) хорошо выделяются линза, вскрытая в разрезе скв.96, и две линзы, вскрытые скв. 1100, которые расположены гипсометрически значительно выше первой.

Закартированы песчано-алевролитовые линзы, вскрытые скв. 101; 1110; 90; 237; 92; 104; 95; 98; 97. На временных разрезах хорошо отображаются изменения волновой картины, связанные с резкой литологической изменчивостью и сменой типов разреза баженовской свиты в районе этих скважин. Так, соседние скв. 92; 95; 94 характеризуются значительной мощностью баженовской свиты и включают многочисленные песчано-алевролитовые прослои. На меридиональных ЭКО-разрезах отчетливо видно, что скв. 92 и 95 вскрывают разные линзы, приуроченные к отдельным литологически обособленным участкам баженовской свиты, а в скв. 93 волновая картина соответствует нормальному разрезу. Аналогично на временном разрезе фиксируется, что отложения, вскрытые скв. 101 и 1110, принадлежат разным типам АРБ и вскрывают обособленные линзы.

Примеры картирования песчаных тел пласта ЮС₀ по ЭКО-разрезам, представленным на рис. 5, послужили основой для оконтуривания залежей и оценки запасов.

В пределах Южно-Конитлорского лицензионного участка отмечается достаточно широкое развитие дизъюнктивных дислокаций в юрских отложениях, в том числе и в баженовской свите, которые уверенно выделяются на временных и ЭКО-разрезах. Вследствие развития АРБ, помимо тектонических нарушений, широко развиты нарушения, видимо, оползневого характера (см. рис. 5). Резкое увеличение мощности баженовской свиты на отдельных участках способствует формированию на краях этих зон сбросовых нарушений различной амплитуды, которые разделяют песчаные тела. Нарушения такого типа имеют большую плотность. Поскольку они могут являться флюидоупорами, при картировании залежей в песчаных линзах АРБ учитывались наиболее крупные из них. Тектонические экраны могли значительно повлиять на строение залежей, вполне вероятно разбиение линз на отдельные самостоятельные блоки.

Выводы

Таким образом, проведенные исследования еще раз показали всю сложность строения аномальной баженовской свиты и ее зоны контакта с ачимовскими депрессионными фациями клиноформного неокомского комплекса

Возможность внедрения ачимовских песчаников в баженовские глины поднимает вопрос, насколько правомерно выделять в зонах развития АРБ ачимовские и баженовские песчано-алевролитовые тела как самостоятельные природные резервуары.

Вполне вероятно, что в одних случаях мы встречаем обособленные линзы, в других - возможна единая гидродинамически связанная система баженовско-ачимовских природных резервуаров. Для ответа на этот вопрос необходимо проведение дополнительных исследований.

Песчано-алевролитовые линзы баженовской свиты являются потенциальным резервом и источником прироста запасов нефти в Западной Сибири, и вполне возможно, что в ближайшем будущем они станут самостоятельным объектом разведки и эксплуатации.

Литература

1. Корнев В.А. Прогнозирование объектов для поисков залежей углеводородного сырья по сейсмогеологическим данным (на примере осадочного чехла Западной Сибири). - Тюмень, 2000. - 374 с.

2. Осыка А.В. Условия формирования аномальных разрезов баженовской свиты на Тевлинско-Русскинском месторождении // Вестник недропользователя. - 2002. - № 11. - С. 61-63.

3. Соколовский А.П. Аномальные типы разрезов баженовской и тутлеймской свит в Западной Сибири / А.П. Соколовский, Р.А. Соколовский // Вестник недропользователя. - 2002. - № 11. - С. 64-67.

4. Филиппович Ю.В. Типы и механизмы формирования аномальных разрезов баженовского горизонта и ачимовской толщи // Вестник недропользователя. - 1999. - № 4. - С. 30-34.

Abstract

On the basis of analysis of large bulk of treated seismic prospecting and well logging data is proven a possible origin of silty-sandy members within bituminous argillites as result of processes of Achimov beds formation near the slope foot in Neocomian time.