Боровых А.Д., Павлова О.С. (ОАО Тюменьнефтегеофизика)

Верхнеюрские битуминозные породы в Западной Сибири распространены на территории более 1 млн.км². Высокая битуминозность баженовских глин предопределила понятие стандартного облика свиты и, следовательно, практически одинаковых палеогеографических условий формирования осадков баженовской свиты и последующего литогенеза. Вместе с тем результаты опробования отложений этой свиты показывают, что её нефтеносность крайне эпизодична: даже на площадях, на которых получены притоки промышленной нефти, во многих рядом расположенных скважинах нефти нет. Такая закономерность отмечается не только для наиболее изученных месторождений Большого Салыма, более 30 лет находящихся в промышленной эксплуатации, но и для других площадей, на которых получены промышленные притоки нефти. Для пород баженовской свиты Салымского района сделан вывод о том, что «промышленная нефтеносность приурочена только к разрезам, в которых имеются плитчатые и микроплитчатые до листоватых, глинистые битуминозные породы. В породах баженовской свиты плитчатость, микроплитчатость или листоватость керна обусловлены наличием микролинзовидных скоплений органического вещества по плоскостям напластования пород» [3].

Проанализировав данные по макроописанию керна баженовской свиты по площадям западного склона Сургутского свода, мы установили четыре группы литотипов пород. Название пород и их характерные признаки соответствуют описанию керна.

• 1 группа. Аргиллиты тёмно-серые до черных, бурые, тёмно-бурые до буровато-чёрных. Плотные, крепкие, битуминозные, с включениями пирита, белемнитов, единичными отпечатками раковин аммонитов.
• 2 группа. Аргиллиты тёмно-коричневые до чёрных, слабобитуминозные, битуминозные, плотные, местами крепкие, известковистые с субвертикальными и горизонтальными трещинами, заполненными кальцитом, с линзовидными включениями песчаника коричневого, мелкозернистого и алевролита серого, карбонатизированного. Аргиллиты тёмно-серые до чёрных, плотные, крепкие, битуминозные, с прослоями песчаников и алевролитов от серых, тёмно-серых до буровато-чёрных, известковистых с включениями пирита и углистого детрита.
• 3 группа. Аргиллиты тёмно-серые до чёрных с буроватым оттенком, битуминозные, плитчатые, тонкоплитчатые, известковистые и аргиллиты чёрные с буроватым оттенком, плитчатые с тонкими прослоями песчаников серых, тёмно-серых, тонко-мелкозернистых с включениями углистого детрита.
• 4 группа. Аргиллиты от тёмно-серого до черного цвета с буроватым оттенком, плитчатые, хрупкие, битуминозные, участками известковистые с прослоями известняка тёмно-серого цвета с буроватым оттенком, плотного, крепкого, трещиноватого. Трещины выполнены кальцитом белого цвета, участками с буроватым оттенком.

Выделенные литотипы отличаются друг от друга текстурой пород и их вещественным составом, обусловленными особенностями осадконакопления. При сопоставлении литотипов пород, керна, поднятого из баженовской свиты, с результатами испытания этих же скважин установлены однозначные зависимости продуктивности скважин с литологическим составом и текстурными особенностями баженовской свиты. Практически все промышленные притоки нефти, замеренные повышенные пластовые давления получены в скважинах, где породы баженовской свиты представлены первым литотипом. В скважинах, вскрывших отложения 2, 3 и 4-го литотипов, за некоторым исключением, получены непромышленные притоки нефти или «сухо» (табл.1).

Таблица 1

Вещественный состав и физические свойства литотипов пород анализировались по данным лабораторных исследований. По семи скважинам изучено 195 образцов керна на определение пористости керосинонасыщением, объёмной и минеральной плотности пород баженовской свиты. Получены достаточно низкие значения пористости в 195 образцах, в 131 (67%) пористость менее 2%.

При сопоставлении данных по пористости и плотности пород наблюдается последовательное возрастание коэффициента корреляции между пористостью и минеральной плотностью до 0.84–0.9 при исключении крайних значений объёмной плотности, обусловленных флуктуациями случайных величин, влияющих на объемную плотность пород. Также проявляется тенденция увеличения тесноты связи пористости и объёмной плотности пород (табл.2).

Таблица 2

Пустотное пространство в породах относится к трещинно-кавернозному типу, так как поровый коллектор предопределяет обратную зависимость, и формирование пустотного пространства обусловлено типом пород, слагающих их матрицу, седиментационными и диакатагенетическими преобразованиями. Как показали исследования по определению профиля притока, наблюдается увеличение карбонатно-кремнистых разностей к низам баженовской свиты, что является одной из причин получения притоков нефти преимущественно из нижней и средней части разреза баженовской свиты.

Осадки баженовской свиты на западном склоне Сургутского свода отлагались в условиях обширного эпиконтинентального, мелководно–морского бассейна в волжско-раннеберриасское время, с возможным присутствием островных форм палеорельефа в отдельные периоды времени. Режим осадконакопления был достаточно стабильным, отмечается слабая тектоническая активность и низкая интенсивность денудационных процессов в районах обрамления. Глинистые илы были обогащены органическим веществом, в той или иной степени кремнистым и карбонатным, впоследствии преобразованным в битуминозную толщу преимущественно монтмориллонитовых тонкоотмученных и тонко–горизонтально-слоистых, кремнистых, нередко сильно известковистых глин сравнительно небольшой толщины 24–35 м.

В юрско-меловое время в изучаемом районе наблюдается конседиментационный рост структурных форм и их унаследованное развитие. Отложения баженовской свиты накапливались в условиях «некомпенсированного» осадконакопления, и можно предположить, что рельеф палеоморя сохранял общие черты структурного плана, следовательно, валам и положительным структурам соответствовали возвышенные участки морского дна. На палеоподнятиях и их склонах формировались колонии бентосных организмов, организовавших органогенные постройки типа биостромов.

«Биостромы — породное тело, сложенное скелетными остатками обитающих здесь же организмов, а также осадками между ними и отложившимися на них, которые во время своего образования не возвышались над окружающими осадками» [1]. В создании породного тела биостромов могли участвовать различные организмы – каркасостроители или цементаторы: мшанки, губки, водоросли известковые, сине-зелёные, а также в некоторых случаях планктонные организмы, такие как фораминиферы, радиолярии, диатомеи. Основным морфологическим признаком биостромов является их пластовая форма, но по своему внутреннему строению они могут быть массивными или состоящими, что наиболее вероятно, из нескольких органогенных построек налегающих, прилегающих и других. Размеры биостромов варьируют от нескольких сантиметров до десятков метров по вертикали и сотен метров и километров по латерали (при длительном существовании). Процесс постройки биостромов может прерываться при изменении внешней среды и меняться на режим преимущественного хемогенно – терригенного осадконакопления с последующим возобновлением биогенного режима. Количество илового материала, представленного в баженовской свите глинами, несцементированными остатками скелетов микроорганизмов, впоследствии претерпевших диакатагенетические изменения, и другими осадками может составлять 60-70% , на долю каркасостроителей может приходиться до 30-40% от всего объёма органогенной постройки. Вид и форма раковин фораминифер показывают, что в волжско-берриасское время происходило неоднократное угнетение и/или захоронение микроорганизмов под воздействием холодных арктических водных масс или высокой радиоактивности, возможно, других причин. Карбонатно-кремнистая биогенная матрица биостромов создаёт псевдомассивную или скрытослоистую текстуру пород, характерную для 1-го литотипа, в отличие от слоистых текстур пород 3-4 литотипов, сложенных преимущественно хемогенно-терригенными осадками. В разрезе одной скважины возможно переслаивание различных литотипов пород, как это имеет место в некоторых скважинах, прослои первого литотипа являются разными биостромными постройками, внутри которых накапливались хемогенно-терригенные отложения.

Процесс седиментации в биостромных постройках протекал несколько иначе, чем в прилегающих к ним районах. Во-первых, осадки сразу же имели твердый каркас в отличие от рыхлых, пластичных илов, окружающих биостромы. Во-вторых, процесс осадконакопления был не одноактным, а растянутым во времени, биогенное осаждение сменялось механическим или хемогенным. В дальнейшем диагенетические преобразования происходят внутри твердого пористого каркаса с активным влиянием живых водорослей и бактерий, создающих соответствующую геохимическую обстановку, то есть процесс осаждения кремнисто-карбонатного материала.

Отложения баженовской свиты находятся в главной фазе нефтеобразования, пластовая температура 98–103^oС. По данным исследований керна содержание активной части органического вещества в баженовской свите характеризует её как породу с превосходным нефтематеринским потенциалом [2]. В процессе генерации нефти и газа, который, по нашему мнению, идет в настоящее время, и при термокаталитических преобразованиях органического вещества происходит избирательное трещинообразование с аномальными пластовыми давлениями. В органогенных постройках типа биостромов, с жёсткой матрицей, системы новообразованных трещин имеют ограниченное распространение, обусловленное энергией термокаталитического процесса и физическими свойствами пород. Тектонические подвижки, вероятно, создают благоприятные условия для трещинообразования. Так как биостромы имеют конечные размеры и достаточно сложную внутреннюю структуру, по физико–механическим характеристикам слагающих их литотипов пород, образование трещинных коллекторов происходит спорадически, что проявляется в сильной изменчивости промышленной нефтеносности баженовской свиты как в плане, так и по разрезу.

За пределами массивных органогенных построек, в отложениях 2, 3 и 4-го литотипов протекают также процессы нефтеобразования, однако, поскольку породы не имеют жёсткого скелета и в пластовых условиях, вероятно, достаточно пластичны, создание пустотного пространства и барическая обстановка имеют свои особенности. Образованная нефть занимает межслоевое пространство с быстрой релаксацией повышенных давлений по глинистой толще. При испытании скважин получены непромышленные притоки при больших депрессиях на пласт. В ближней зоне пласта за счёт снижения давления в дренируемой зоне в дальнейшем происходит схлопывание, закрытие межслоёвых каналов фильтрации нефти. Гидроразрыв пласта, проведённый в двух скважинах, вскрывших породы 3-го литотипа на исследуемой территории, к выходу скважин на режим фонтанирования не привел, что характерно для всех случаев проведения ГРП.

Таким образом, на западном склоне Сургутского свода зоны развития кавернозно-трещинных коллекторов 1-го литотипа пород и связанных с ними полей промышленной нефтеносности отложений баженовской свиты обусловлены литолого-генетическими особенностями её формирования, а именно, приурочены к органогенным постройкам типа биостромов, располагающимся на возвышенных формах палеорельефа дна баженовского бассейна осадконакопления при благоприятной палеобатиметрической и палеоэкологической обстановках.

Литература

1. Журавлёва И.Т., Космынин В.Н., Кузнецов В.Г. Современные и ископаемые рифы. Термины и определения. / Справочник. -М.: Недра.- 1990.- 180 с.
2. Зубков М.Ю., Меленовский В.Н., Кос И.М., Медведев Н.Я. Нефтегенерационные свойства различных типов пород, слагающих верхнеюрские отложения Маслиховского месторождения. //Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. — Ханты-Мансийск.- 2000.- С.152 -161.
3. Нестеров И.И., Ушатинский И.Н. и др. Нефтегазоносность глинистых пород Западной Сибири. — М.: Недра.- 1987. – 256 с.