Диссертационная работа является результатом научных исследований автора в области стратиграфии, литологии и условий формирования бат-келловейских и верхнеюрских отложений на территории Широтного' При-обья.
Объектами исследований являются абалакская и баженовская свиты (отложения келловея и верхней юры), повсеместно распространенные в пределах исследуемой территории и входящие в состав Фроловско-Тамбейского структурно-фациального района Западной Сибири (рис. 1).
Границы исследуемой территории показаны на обзорной карте (рис. 2). В пределах территории расположено 17 разведочных площадей: Северо-Кальчинская, Демьянская, Северо-Демьянская, Немчиновская, Радонежская, Нижнекеумская, Вареягская, Гусеничная, Западно-Салымская, Верхнесалым-ская, Соровская, Эргинская, Шапшинская, Фроловская, Приразломная, Приобская и Салымская и пробурено 1174 поисковых, разведочных и эксплуатационных скважин. В работе использованы материалы по 75 поисковым и разведочным скважинам, вскрывшим бат-келловейские и верхнеюрские отложения.
Актуальность работы. В последнее время из-за снижения темпов прироста запасов и добычи углеводородного сырья за счет открытия залежей нефти и газа в обычных гранулярных коллекторах юрского и неокомского возраста внимание геологов и нефтяников вновь привлекли нетрадиционные сложнопостроенные продуктивные объекты, входящих в состав абалакской и баженовской свит. На общем фоне резкого сокращения потенциальных ресурсов неокомских пластов Западной Сибири баженовская свита позднеюрско-раннеберриасского возраста является уникальным объектом* восполнения минерально-сырьевой" базы страны. Из баженовской свиты на разных месторождениях Западной Сибири к настоящему времени добыто бо.
Структурно-фациальные районы: 1 — Нурминский- 2 — Гыданский- 3 — Хатангский: 4 -Приуральский- 5 — Ямало-Тюменский- 6 — Казым-Кондинский- 7 — Фроловско-Тамбейский- 8 — Пурпейско-Васюганский- 9 — Тазо-Хетский- 10 — Сильгинский- 11 — Ажарминекий- 12 -Чулымо-Тасеевский- 13 — Омский- 14 — Тебисский- 15 — Баганский- 16 -П границы исследуемой территории 1—1.
Рисунок 1 Схема литолого-фациального районирования верхней юры.
Западной Сибири [61].
403 417 46?
ПРИО! 241 ," ПРИОЕСКИЙ.
56 Й1 76 57 • 83.
157, САЛЫМСКИЙ и.
ЮЖНО-1.
НИЖЫЁ-ШАПШШСКИЙ заладно-салымский,.
УТСКИЙЗ.
СКОЕ.
САЛЫМСКИЙ 2.
ВАДЕЛ.
САЛЫМСКИЙ 5.
САЛЫМСКИЙ 3.
САЛЫМСКИЙ 4.
ВЕРХНЕСАЛЫМСКИЙ.
ВОСТОЧНО-САЛЫМСК1.
ПОПУ ловский.
СЕВЕРО-КОМАРИНЫЙ.
ЯНСК’ИЙ.
НЕЛЫМСКИЙ.
ЛУМКОЙСКИЙ.
01 [ский.
КЕУМСКИЙ.
КАЛЬЧИНСКИЙ.
СЕВЕРО-КАЛЬЧИНСКОЕ ж месторождение и его название границы лицензионных участков.
Условные обозначения скважина и ее номер границы исследуемой территории административная граница юга Тюменской области скважины, материалы по которым использованы в работе.
Рисунок 2 Обзорная карта исследуемой территории. лее 7 млн. тонн нефти, а притоки нефти из них составляют от 0.5−3 т/сут до 300−350 т/сут.
Первоначально считалось, что продуктивной в рассматриваемом стратиграфическом интервале является только баженовская свита. По мере накопления геолого-промысловых данных (прежде всего по Салымскому месторождению) выяснилось, что продуктивными являются также и отложения абалакской свиты.
Несмотря на перечисленные факты, до сих пор отсутствует ясное представление о стратиграфии и литологических типах, условиях образования бат-келловейских и верхнеюрских отложений, а также о закономерностях размещения по площади и разрезу содержащегося в них кремнисто-карбонатного вещества. Существуют проблемы, связанные с детальной стратиграфией абалакской и баженовской свит и с обоснованием положения1 их границ. Все вышеперечисленные аспекты, являющиеся крайне важными и актуальными на сегодняшний момент, освещаются и детализируются в данной научной работе на основании дополнительных, проведенных автором исследований.
Целью работы является создание седиментационной модели осадкона-копления пород абалакской и баженовской свит на территории. Широтного Приобья, учитывающей полный объем данных о геологическом строении исследуемых объектов и литолого-фациальной изменчивости слагающих их компонентов.
Задачи исследований. В процессе работы планируется решение ряда задач:
1. Сбор и анализ опубликованного и фондового материала.
2. Детальное стратиграфическое расчленение абалакской и баженовской свит на основании региональных зональных шкал по аммонитам, форамини-ферам, спорам и пыльце.
3. Проведение литологических исследований кернового материала бат-келловейских и верхнеюрских отложений.
4. Выделение на каротажных диаграммах карбонатных, кремнистых и глинистых разновидностей пород.
5. Корреляция* бат-келловейских и верхнеюрских отложений с выделением литологических типов разрезов:
6. Создание седиментационной. модели формирования исследуемыхотложений на территории Широтного Ириобья.
Фактический материал и методы исследования. Диссертационная работа выполнена по материалам ФГУП «ЗапСибНИИГГ». Фактический материал (каротажные диаграммы, описание и фотографии керна) собран автором в течение 3 лет, начиная с 2008 года. В работе использованы данные палеонтологических исследований (микрофаунистический и спорово-пыльцевой* анализы), которые выполнялись в. лабораториях микропалеонтологии СНИИГГиМС и Сибирского палентологического научного центра (СПНЦ) Томского государственного университета.
Изучение кернового материала произведено по 30 скважинам, включая исследование 200 образцов керна. При изучении каротажных диаграмм, использованы разрезы 75 поисковых, и разведочных скважин (рис. 1). Автором составлено восемь литолого-стратиграфических и литолого-палеонтологических планшетов" расчленения разрезовскважин, — две схемы карбонатности,. зональная: схема* распределения, карбонатности для* отложений баженовской свиты, схема, прогнозных зон по" карбонатности в отложениях баженовской свиты, геологический, разрез и схема корреляции для абалакской и баженовской свит, три структурных карты и три< схемы изопахит, четыре литолого-фациальных схемы.
В работе учтены опубликованные, фондовые и полученные автором палеонтологические, литологические и геофизические материалы. При расчленении и корреляции исследуемых отложений применялся в полной мере литолого-геофизические (комплекс каротажных диаграмм ГК, НКТ, КС, описание и" фотографии, керна) и в меньшей степени биостратиграфические методы. Корреляция* отложений осуществлялась с использованием правила последовательности залегания пачек циклического строения и прослеживанием этой последовательности по разрезам. Для построения схем равных мощностей, литолого-фациальных схем, зональных схем карбонатности использовались программные пакеты GeoGraphix Discovery и Isoline Progect.
Основные защищаемые положения:
1. В пределах исследуемой территории для абалакской свиты выделены два литотипа пород: известняк и аргиллит, для баженовской свиты — пять литотипов пород: битуминозный известняк, битуминозный глинистыйсили-цит, кремнистый битуминозный известняк, кремнистый-аргиллит, массивный аргиллит. В зависимости от процентного соотношения тех или иных типов пород произведена литологическая типизация разрезов:
2. Проведенные литолого-стратиграфические исследования? абалакской и баженовской свит дают более полное представление о распространении как по площади, так и по разрезу карбонатных тел, являющихся основнымнеф-тегазоперспективным объектом в пределах исследуемой территории;
3. На основании проведенных литолого-стратиграфических, палеонтологических и геофизических исследованийпостроены литолого-фациальные схемы, бат-келловейских и верхнеюрских отложенийотражающиеобстановки осадконакопления. абалакской и баженовской' свит. Восстановление условию седиментацииисследуемых отложений значительно повышает надёжность, оценки, перспектив нефтегазоносности кремнисто-карбонатных коллекторов бат-келловейских и верхнеюрских отложений:
Научная новизна. Впервые на территории Широтного Приобья применено детальное биостратиграфическое расчленение бат-келловейских и верхнеюрских отложений? на основаниикомплексного исследования данных палеонтологических определений:
Обработка материалов геофизических исследований скважин и литоло-гического описания отложений в интервалах залегания абалакской и баженовской свит позволила в пределах исследуемойтерритории выявить, основные литотипы пород и закономерности их вертикального и латерального распределения.
В рамках данной научной работы установлено, что коллекторы нефти оказались приурочены к плотным кремнисто-карбонатным телам, имеющие линзовидное строение и относительно небольшие мощности (от нескольких десятков см до 2,5 — 3 м), а также обладающие трещинно-кавернозной емкостью.
Для отложений баженовской свиты построены зональная схема распределения карбонатности и литолого-фациальные схемы подошвенной, срединной и кровельной частей. На основании зональной схемы выделены наиболее перспективные территории для дальнейших нефтегазопоисковых работ.
Практическое значение работы. Новые данные по стратиграфии, литологии и палеофациальным условиям бат-келловейского и позднеюрского временного интервала, полученные в рамках диссертационного исследования, были использованы при составлении сейсмогеологического отчета «Изучение нефтегазоносных отложений баженовской и абалакской свит Верхне-Салымского и других месторождений на лицензионных участках Са-лым Петролеум с целью локального прогноза нефтегазоносности. Уточнение геологического строения и прогноз нефтегазоносности перспективных пластов юрских отложений».
Результаты исследований рекомендованы для определения нефтегазо-перспективных участков с целью проведения дальнейших поисково-разведочных работ.
Апробация работы. Результаты работы доложены автором на шестой Всероссийской научно-технической конференции «Геология и нефтегазонос-ность Западно-Сибирского мегабассейна» (г. Тюмень, 2009 г.) — 12-ой международной научно-практической конференции по проблемам комплексной интерпретации геолого-геофизических данных при геологическом моделировании месторождений углеводородов (г. Геленджик, 2010 г.), IV Международном симпозиуме «Эволюция жизни на Земле» (г. Томск).
Публикации. По теме диссертации опубликовано шесть статей (3 в журнале «Вестник Томского государственного университета», 1 в журнале «Горные ведомости», 1 в тезисах VI Всероссийской научно-техническая конференции «Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна», 1 в материалах IV Международного симпозиума «Эволюция жизни на Земле»), в том числе три статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Общий объем работы — 136 страниц, включая 6 таблиц и 39 рисунков.
Список использованных источников
литературы содержит 56 опубликованных и 9 фондовых наименований.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Обнаружение углеводородных залежей в бат-келловейских и верхнеюрских отложениях в пределах исследуемой территории, которые ранее традиционно считались флюидоупорами и генераторами нефти, заставило по-новому взглянуть на эти отложения. Анализ результатов геофизических исследований скважин показал, что коллекторами в отложениях абалакской и баженовской свит являются, главным образом, кремнистые и карбонатные трещинно-кавернозные литологические разновидности пород, которые получили название потенциально продуктивных пластов.
Биостратиграфическое расчленение отложений келловея и верхней юры, проведение литологических исследований, установление литологических типов пород и характера распространения их по площади и разрезу, а также выяснение условий формирования абалакской и баженовской свит в пределах исследуемой территории выполнялось на основании применения непалеонтологических (литологический, геофизический) и палеонтологических методов стратиграфии. С целью проведения необходимых исследований автором был использован весь имеющийся геолого-геофизический материал по Кальчинской, Демьянской, Гусеничной, Западно-Салымской, Эргинской, Западно-Фроловской, Приобской, Приразломной, Салымской и др. разведочным площадям, в пределах которых проанализированы и изучены данные по 75 скважинам.
Стратификация отложений абалакской и баженовской свит произведена на основе зональных шкал по аммонитам и фораминиферам, а также при помощи выявленных в данных осадках палинокомплексов. Необходимо отметить, что автором производился комплексный анализ в исследовании различных групп ископаемых келловея и верхней юры, что позволило с большой степенью достоверности установить объем и положение границ стратиграфических подразделений абалакской и баженовской свит. Результаты данных исследований использовались в дальнейшем для создания детальной и достоверной седиментационной модели.
В данной работе автором проведено исследование литологического состава пород абалакской' и баженовской свит как в? целом' для? исследуемойтерриториитак и «более детально для пятш скважин (скв. 1, 2 5 и. 6 Северо-Демьянской площади, скв. 23 Демьянской площади).
На основании проведенных литологических исследований автором выделены основные литологические типы пород в изученных разрезах скважин, которые можно условноразделить на кремнисто-карбонатные и глинистые. Наиболее кремнисто-карбонатные разновидности пород преобладают в составе баженовской свиты, глинистые разновидности? — преимущественно входят внсостав средней и. нижней частей абалакской свиты. Исходя из соотношения глинистой, кремнистой и карбонатной? составляющих порода на территории Широтного Приобья в абалакской свите выделен один тип разреза^ а в баженовской свите, отличающейся более сложным строением, -пять типов разрезов.
Кремнистые разновидности^ имеют биогенное происхождениеони широко распространены по площадш исследуемош териитории-. Карбонатные тела биогенного, смешанно-хемогенного генезиса и. небольшой мощностибольшинство из них быстро выклиниваетсячто приводит к их. неоднозначной корреляции? между собой: Дляпрогнозаплощади распространения карбонатных типов пород следует в" дальнейшем использовать палеострук-турные реконструкции на основе сейсмических данных.
Установлено, что наиболее перспективными? на территории Широтного Приобья в плане нефтеносности являются карбонатные и кремнисто-карбонатные пласты, в которых под действием неотектонических движенийсопровождавшихся гидротермальнойдеятельностью, образовались вторичные коллектора трещинно-кавернознош типаПо этой причине данным породам автором-уделено особое внимание в проводившихся исследованиях. В работе установленочто в бат-келловейских и верхнеюрских отложениях характер распределения карбонатного материала по разрезам скважин довольно изменчив, однако в абалакской свите наиболее мощные карбонатные тела накапливались в ее кровельной части, а в баженовской свите — в средней ее части.
Запасы углеводородного сырья, содержащиеся в кремнистых и карбонатных типах пород, зависят от их мощности и площади распространения в пределах исследуемой территории. Исходя из этого факта, автором было произведено восстановление условий образования кремнисто-карбонатных литотипов абалакской и баженовской свит. Установлено, что исследуемые объекты накапливались в обстановке эпиконтинентальнго бассейна, где происходило чередование подводных возвышенностей и иловых впадин. Проведенное литолого-фациальное картирование бат-келловейских и верхнеюрских отложений, основанное на прослеживании типов разрезов по латерали и вертикали, показало что отложения абалакской свиты накапливались преимущественно в обстановке относительно глубоководной части бассейна, сменявшейся на локальных поднятиях мелководными и прибреж-но-морскими фациями. Для отложений баженовской свиты выделен ряд фациальных обстановок: депрессионные зоны нижней сублиторали и более глубоководная часть эпиконтинентального бассейна, нижняя сублитораль и подводные ракушняковые банки.
Характер распределения фаций свидетельствует о приуроченности ра-кушняковых банок, сложенных органогенно-обломочными карбонатными отложениями, к наиболее приподнятым участкам морского дна. В депресси-онных зонах нижней сублиторали и в глубоководных частях бассейна происходило накопление кремнисто-глинистых осадков.
Благодаря выполненным исследованиям, существенно уточнены и дополнены представления о геологическом строении бат-келловейских и верхнеюрских отложений на территории Широтного Приобья и, в частности, по стратиграфическому положению исследуемых стратонов абалакской и баженовской свит. Намечены перспективные направления для дальнейших исследований — уточнение геологичесгих границ площадного распространения карбонатных тел при помощи сейсмогеологических исследований, создание более детальной модели накопления данных отложений в морском бассейне территории Широтного Приобья.
