ГЕОЛОГИЯ И ГЕОЛОГО-РАЗВЕДОЧНЫЕ РАБОТЫ
УДК 553.982 : 552.552 © Коллектив авторов, 2015
Вторичные кремнистые коллекторы нефтеносных карбонатных комплексов башкирского яруса юго-востока Татарстана1
Э.А. Королев, к.г.-м.н., В.П. Морозов, д.г.-м.н., А.А. Ескин, к.г-м.н., А.Н. Кольчугин, к.г-м.н., Г.М. Ескина
(Казанский (Приволжский) федеральный университет)
Адреса для связи: Edik.Korolev@kpfu.ru,
Vladimir.Morozov@kpfu.ru, eskin.aleksey@gmail.com, anton.kolchugin@gmail.com
Ключевые слова: башкирский ярус, нефть, вторичные кремнистые коллекторы, петрофизические свойства, условия образования.
Нефтеносные комплексы башкирского яруса являются перспективными объектами добычи нефти на территории Татарстана [1]. Породы-коллекторы представлены в основном биокластово-зоо-генными известняками, разделенными плотными карбонатными породами [2]. В зависимости от тектонической приуроченности продуктивных брахиантиклиналь-ных структур в пределах Волго-Уральской антеклизы в разрезах башкирского яруса может быть локализовано от трех до шести гидродинамически обособленных, а иногда связанных, нефтяных пластов. На отдельных купольных поднятиях помимо нефтеносных известняков встречаются и нетрадиционные для этого интервала разреза интенсивно окремнелые известняки, изучению которых посвящена данная работа.
Объектами исследования служили в различной степени окремнелые карбонатные отложения башкирского яруса Онбийского и Демкинского месторождений нефти, расположенных в пределах соответственно западного склона Южно-Татарского свода и восточного борта Мелекесской впадины. Методика проведения работ включала детальное описание кернового материала с выделением зон окремнения, отбор образцов с последующим изготовлением из них аншлифов, шлифов и препаратов для проведения рентгенофазового и электронно-микроскопического анализа.
В результате исследований было установлено, что в разрезах башкирского яруса зоны окремнения приурочены к нижней части нефтепродуктивных интервалов и зонам во-донефтяных контактов (ВНК) (рис. 1). Чаще всего процесс
Secondary silicified oil reservoirs of Bashkirian carbonate successions of southeast of the Republic of Tatarstan
E.A. Korolev, VP. Morozov, A.A. Eskin, A.N. Kolchugin, G.M. Eskina (Kazan (Volga Region) Federal University, RF, Kazan)
E-mail: Edik.Korolev@kpfu.ru, Vladimir.Morozov@kpfu.ru,
eskin.aleksey@gmail.com, anton.kolchugin@gmail.com
Key words: Bashkirian time, hydrocarbons, secondary silicified oil reservoirs, petro physical properties, diagenesis.
Secondary silicified reservoirs were studied from east flank of Melekesskaya depression and west side of South-Tatarian arch in Bashkirian carbonates succession. Silicified reservoirs in carbonates are located in dome part of oil-saturated structures, above zones of alluvial erosion rocks in Visean successions. Process of cementation by silica affect only lower parts of oil-saturated intervals and decrease from bottom to top along of oil reservoir. The model of forming silici-fied reservoirs was suggested. Fluid flows migrated via Visean alluvial erosion sucsessions and were enriched silica components. Next step is precipitation of silica cement on acid geochemical barriers in oil-water contacts.
окремнения охватывает один или два пласта-коллектора, находящихся в подошве многопластовых нефтяных залежей. Выше по разрезу процесс окремнения резко «затухает». При этом наблюдается определенная закономерность между интенсивностью окремнения и повышением степени окисления углеводородов в пласте. Фактически области наложенного окремнения развиваются в зонах ВНК и карбонатных коллекторов, подвергшихся обводнению. Подобная закономерность расположения окремнелых участков в нефтяных залежах свидетельствует о поступлении миграционноспособного кремнезема в отложения башкирского яруса из более глубокозалегающих осадочных толщ.
С учетом низкого содержания кластогенных кварца и алюмосиликатов, а также нерастворимого остатка в нижележащих известняках серпуховского яруса в качестве наиболее вероятного источника мобилизации кремнезема можно рассматривать терригенные комплексы туль-ско-бобриковского горизонта. Анализ пространственного расположения нефтеносных брахиантиклинальных структур, в которых известняки башкирского яруса были подвержены окремнению, показал, что все они располагаются над визейскими эрозионными врезами (рис. 2). Аналогичные по возрасту и строению карбонатные нефтеносные комплексы, слагающие купольные поднятия и находящиеся вне зоны развития врезов, не несут следов наложенного окремнения, следовательно, кремнезем в отложения башкирского яруса поступал из терригенных пород, заполняющих эрозионные визей-ские врезы.
1Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной в рамках государственной поддержки Казанского (Приволжского) федерального университета с целью повышения его конкурентоспособности среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
09'2015
НЕФТЯНОЕ ХОЗЯЙСТВО
48
Рис. 1. Разрез одной из скважин Эреминского поднятия Демкинско-го месторождения с локализацией зон вторичного окремнения
В зависимости от интенсивности поступления минерального вещества области окремнения образуют либо линзовидно-пластовые тела мощностью до 2,5 м, либо прожилковые и гнездовые обособления в нефтеносных органогенных известняках. В плотных карбонатных породах процесс наложенного окремнения, как правило, проявляется слабо или вовсе не обнаруживается.
Визуально окремнелые известняки (кремнистые мета-соматиты) имеют однотонную молочно-белую окраску, благодаря чему отчетливо выделяются на темно-коричневом фоне нефтенасыщенных известняков. В зонах интенсивного окремнения наблюдается переслаивание плотных и разуплотненных кавернозных участков. Плотные разновидности метасоматитов представляют собой однородные микрозернистые агрегаты халцедона. Иногда они содержат редкие, изолированные друг от друга каверны размером до 2 мм (рис. 3, а). Полости каверн вмещают водные рассолы без примесей углеводородов, их стенки осложнены небольшими по толщине (до 0,1 мм) корочками, состоящими из плотно прилегающих удлиненных кристалликов кварца с хорошо оформленными вершинами.
Разуплотненные разновидности кремнистых метасома-титов характеризуются наличием каверн, полости которых выполнены нефтью (рис. 3, б). Присутствие нефти обусловливает пятнистую текстуру окремнелых участков. Размеры каверн изменяются от 1 до 10 мм. Многие их них имеют сложное строение вследствие чередования раздувов и пережимов. Близко расположенные камеры-полости сообщаются друг с другом посредством трещин или межзерновых каналов. Наряду с кавернами в разуплотненных окремнелых известняках присутствуют незамещенные халцедоном участки исходного нефтенасыщен-ного известняка. Как правило, они имеют губчатую структуру, обусловленную наличием пересекающихся тонких кальцитовых перегородок, разделяющих небольшие полые камеры с нефтью. Присутствие нефти, по-видимому, затрудняет процесс окремнения. Участками в керне встречаются прожилковые и сгустковые кремнистые обособления, приуроченные к трещинам и зонам контактов различных литогенетических типов известняков.
Строение кремнистых метасоматитов определяет пет-рофизические свойства внутри окремнелых участков карбонатных пород (см. таблицу). Плотные разности характеризуются низкими значениями пористости, проницаемости и остаточной нефтенасыщенности, что обусловлено более плотной структурной упаковкой минеральных зерен в породе за счет сплошного замещения известняков и незначительным количеством защемленных углеводородов в реликтовых кавернах. Разуплотненные разности имеют лучшие петрофизические свойства, что связано с избирательным замещением халцедоном минерального скелета карбонатных пород. Вследствие этого в окремне-лой матрице остаются каверны и реликтовые фрагменты известняков, соединяющиеся межзерновыми фильтрационными каналами либо трещинами небольшой протяженности, которые обусловливают относительно высокую фрагментарную пористость (10,03 %) и проницаемость (0,068 мкм2) кремнистых метасоматитов (см. таблицу). В случае наличия в подобных окремнелых известняках подвижной нефти их можно рассматривать в качестве продуктивных нефтяных пластов.
Оптико-микроскопические исследования зон окрем-нения карбонатных пород показали, что процесс замещения в них кальцита минералами кремнезема имеет избирательный характер. В первую очередь метасоматоз затрагивает микрозернистый кальцитовый цемент, оставляя неизмененными форменные элементы - раковины фораминифер, фрагменты створок брахиопод, водорослевые остатки и др. Основным метасоматическим
Рис. 2. Схематичный разрез Эреминского поднятия Демкинского месторождения
Рис. 3. Фото образцов керна плотного (а) и разуплотненного (б) окремнелых известняков
минералом, развивающимся по цементу, является халцедон тонкозернистый (размер зерен - 0,01-0,05 мм). Постепенно замещая кальцитовые зерна, халцедон формирует сплошную кремнистую матрицу метасоматита. При этом органические остатки оказываются «плавающими» в тонкозернистой халцедоновой массе.
Анализ характера метасоматического преобразования известняков показал, что в первую очередь кремнезем замещает участки, сложенные микрозернистым кальцитом - микритом (размер зерен около 0,01 мм). В результате на ранних стадиях окремнения образуются разобщенные сгустковые обособления халцедоновых агрегатов. Впоследствии, увеличиваясь в размерах, сгустки захватывают и более крупные (0,01-0,05 мм) зерна кальцита, находящиеся поблизости. Исключение составляют участки пород, перекристаллизованных до мелко-среднезерни-стых. Очевидно, что относительно крупные (> 0,1 мм) кальцитовые зерна (в связи с меньшей удельной поверхностью) являются устойчивыми к растворению и, как следствие, к замещению халцедоном. Аналогичная ситуация наблюдается и с обызвествленными фрагмента-
ми водорослей и скелетами морской фауны. Их размеры и органическое вещество, покрывающее поверхности раковин, препятствуют растворению органических остатков. В результате избирательного замещения карбонатных пород в зернистой м
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.