Цикличность строения васюганского горизонта по данным

VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
ЦИКЛИЧНОСТЬ СТРОЕНИЯ ВАСЮГАНСКОГО ГОРИЗОНТА ПО ДАННЫМ
ИССЛЕДОВАНИЙ КЕРНА (НА ПРИМЕРЕ ЮГО-ВОСТОКА
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ)
Г.Г. Кравченко
Томский научный исследовательский и проектный институт нефти и газа, Томск,
[email protected]
Васюганский горизонт, включающий в себя васюганскую и наунакскую свиты, является
одним из основных продуктивных горизонтов юго-восточной части Западной Сибири, в связи
с чем его строение изучалось большим числом геологов и научных коллективов. Однако,
несмотря на достаточно хорошую его изученность, в практике работ по геологическому
моделированию нередко возникают противоречия между имеющимися теоретическими
моделями и вновь поступающим фактическим материалом. Ниже будут освещены некоторые
проблемные моменты, касающиеся строения васюганского горизонта, выявленные автором
в ходе изучения большого количества кернового материала скважин Томской области и
ХМАО (Широтное Приобье), находящегося в кернохранилище ОАО «ТомскНИПИнефть». В
последнее время востребованность литолого-фациальных исследований керна существенно
выросла. Создаваемые в институте концептуальные седиментологические модели являются
неотъемлемой частью проектных документов по подсчёту запасов и постоянно действующих
геологических моделей.
Традиционно при корреляции отложений в качестве реперов используются выдержанные
пласты аргиллитов, углей или песчаников. Обычно для выделения продуктивной части
васюганского горизонта используется кровля аргиллитов нижневасюганской подсвиты и
подошва георгиевской свиты, ограничивающие его, соответственно, снизу и сверху (Решение...,
2004). Определение верхней границы васюганского горизонта как по скважинному каротажу,
так и по керну сложности не представляет ввиду резко отличающихся свойств перекрывающих
его отложений. Поэтому особое значение принимает вопрос о поиске надёжных реперов
в подошве васюганского горизонта, а также внутри него. Упомянутые выше в качестве
реперов песчаники и угли по объективным причинам обладают приемлемой протяжённостью
лишь при работах в масштабах структур I-го порядка, что ограничивает их применение
обычно несколькими месторождениями. Прослеживаемость аргиллитов нижневасюганской
подсвиты по латерали существенно больше, но и они образуют постепенные переходы в другие
литологические разности (рис. 1). Например, нижневасюганская подсвита теряет свои свойства
репера задолго до приближения к границе Пурпейско-Васюганского и Сильгинского фациальных
районов (рис. 1А–Д).
Неизбежность перехода глинистых осадков в песчаные и, наоборот, при пересечении
береговой линии («инверсии» состава) также была обоснована теоретически и подкреплена
фактическим материалом в работах Бейзеля А.Л. (2009). Учёт данного обстоятельства при
построении региональных схем корреляции вынуждает искать другие реперные границы,
по возможности независимые от литологии разреза и его положения на схеме структурно92
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
Рис. 1. Изменение облика наиболее мористых отложений, образованных в ходе келловейской
трансгрессии, в направлении от моря к берегу. Буквами обозначены (согласно схеме): А — аргиллит,
абалакская свита; Б — аргиллит с градационными прослоями алевролита и песчаника, нижневасюганская
подсвита; В — песчаник глинисто-алевритовый биотурбированный, фация дистальной части устьевого
бара; Г — переслаивание песчаника и аргиллита алевритистого, фация ватта; Д — уголь глинистый с
тонкими прослоями алевро-песчаника, фация приморского болота
фациального районирования территории. Наиболее результативным в этом отношении оказался
методический подход, требующий обязательного изучения цикличности: «…цикличность
без углубленного фациального анализа – лишь формальный, механический приём. Анализ
фаций без цикличности – как вышивка без канвы – лишён направляющего стержня» —
Жемчужников Ю.А., 1947 (Алексеев, 2003). Принципы изучения цикличности изложены, в
частности, в работах Карогодина Ю.Н. (1980).
Автор придерживается мнения, выраженного в работах Алексеева В.П. (2003), что при
изучении нефтегазоносных толщ наибольшей адекватностью обладают результаты, полученные
с использованием именно генетической концепции. Преобладающий на практике структурновещественный подход обычно сводится к выделению простых «треугольных» циклов на
основе гранулометрии типа «песчаник-глина», не несущих какого-либо генетического или
стратиграфического значения. Это обстоятельство увеличивает риск принципиальных ошибок
при изучении сложнопостроенных разрезов, тем не менее, в практике геологических работ
нумерация пластов в большинстве случаев проводится механически сверху вниз.
В настоящее время установлено, что на территории Западной Сибири в средней и
поздней юре происходило два крупных трансгрессивных события, имеющих региональный
масштаб (Атлас..., 1976). Это морские трансгрессии келловея и позднего оксфорда – кимериджа,
нашедшие отражение в образовании глинистых осадков нижневасюганской подсвиты и
георгиевской свиты, соответственно. Значительный практический интерес представляет вопрос
об определении в разрезах нижних границ этих двух крупных трансгрессивных циклов.
93
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
Базальным горизонтом келловейской трансгрессии обычно считается подошва первого
под нижневасюганскими аргиллитами песчаного пласта Ю20 — т.н. «пахомовская пачка».
Совпадение подошвы Ю20 с началом трансгрессивного цикла характерно для западных районов
Томской области, когда песчаные осадки внутреннего шельфа, образующие Ю20, залегают на
преимущественно глинистых пойменных осадках тюменской свиты (малышевский горизонт) с
размывом. В других районах, как правило, не происходит резкой смены фациальных обстановок
в начале трансгрессии и на континентальных отложениях могут залегать латерально близкие
им осадки приливно-отливной полосы побережья (ватты, марши, лагуны) мощностью в первые
метры. Лишь последующее продвижение трансгрессии приводило к значительному удалению
береговой линии и накоплению песчаников маркирующего пласта Ю20. Указанное обстоятельство
нередко приводит к тому, что легко определяемая по каротажу подошва Ю20 как отметка начала
трансгрессивного цикла на самом деле таковой не является. Ошибка в определении важного
реперного горизонта — начала келловейской трансгрессии может достигать нескольких метров
(рис. 2). Ещё более усложняется ситуация в центральных (например, Пудинском мегавале)
и восточных районах, где происходит фациальный переход пласта Ю20 в более глинистые
разности приливно отливной зоны и, как следствие, выклинивание этого песчаного пласта
из разреза. Это может существенно затруднить определение границы начала келловейской
трансгрессии по каротажным данным, но в то же время по керновым данным трансгрессия
находит отчётливое отражение в появлении признаков мористости. Так, в результате анализа
цикличности по керну установлено, что, например, на одном месторождении Усть-Тымской
впадины мощность васюганского горизонта может существенно сокращаться. Наименьшая его
мощность в одной из скважин составляет всего 6,5 м, при этом разрез почти полностью сложен
углем приморских болот. Результаты по керну подтверждаются данными палинологического
анализа, согласно которым непосредственно под углем обнаружены батские споро-пыльцевые
комплексы (Чеснокова, 1989).
В результате последующей регрессии море уходит, и на большей части района
исследований постепенно устанавливается континентальный режим. С регрессивным этапом
Рис. 2. Фрагмент литологической колонки скважины востока Каймысовского свода. Показано
расхождение (4 м) между границей циклита по керну и стратиграфической границей, определённой по
скважинному каротажу
94
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
развития территории связано формирование подугольной толщи и накопление песчаных пластов
Ю13 и Ю14, корреляция которых обычно проблем не вызывает, за исключением наунакского или
переходного типа разрезов. По керновым данным, подугольная толща совместно с межугольной
образует единый непрерывный цикл регрессивной направленности, осложнённый 3 или 4
регрессивно-трансгрессивными циклами более мелкого порядка.
Начавшаяся в позднем оксфорде новая более обширная трансгрессия привела к
частичному размыву подстилающих отложений. В большинстве случаев трансгрессивному
этапу развития территории соответствует надугольная толща, включающая в себя один
или два песчаных пласта мощностью в первые метры, индексируемые как Ю11 и Ю12. Они
сложены интенсивно биотурбированным песчаником, часто содержащим многочисленные
включения морской фауны. Косвенным признаком начала трансгрессивного цикла является
резко увеличенная по сравнению с подстилающими отложениями степень биотурбации, что
может быть объяснено дефицитом обломочного материала из-за удаления источников сноса,
приводящему к относительному увеличению роли ихнофоссилий в формировании текстуры
осадка.
Пласты Ю11 и Ю12 с отчётливым размывом залегают на углях или аргиллитах, реже
русловых песчаниках, образованных в обстановке аллювиальной озёрно-болотной равнины
или субаэральной части приливно-отливной полосы (рис. 3А). Нередко встречаются разрезы,
например, на Пудинском мегавале, где морская (надугольная) толща не развита и осадки подошвы
трансгрессивного цикла начинаются с глинисто-песчаной барабинской пачки (пласты Ю10,
рис. 3Б). Определить генезис отложений,
подстилающих барабинскую пачку, без
керновых данных, только по скважинному
каротажу, часто бывает проблематично.
Поэтому при выделении пластов по составу,
без учёта цикличности их строения,
нередко возникает путаница, когда пласты
с одними и теми же индексами даже на
близкорасположенных
месторождениях
могут иметь принципиально различное
происхождение, которое не может быть
реалистично объяснено. Построенные по
таким данным фациальные карты будут
ошибочны и при прогнозе залежей дадут
заведомо недостоверный результат.
В тех разрезах, где надугольная толща
присутствует, по керну многочисленных
скважин
установлено,
что
она
и
перекрывающая её барабинская пачка
представляют собой единое в генетическом
отношении тело (рис. 3В). Размыва между
ними, как это обычно принято считать, не
происходит, и барабинская пачка не может
рассматриваться в качестве базального
горизонта, за исключением некоторых
районов, где отсутствуют пласты Ю11 и Ю12
в нынешней индексации. Специфический
облик барабинской пачки обусловлен
Рис. 3. Примеры границ между циклитами: А —
тем, что она является результатом
эрозионная, начало георгиевской трансгрессии
существенного выравнивания морской
1+2
совпадает с подошвой Ю1 ; Б — эрозионная, начало
георгиевской трансгрессии совпадает с подошвой поверхности в условиях значительного
источников
сноса.
Пачка
барабинской пачки (Ю10); В — согласная, переход от удаления
1
0
представляет собой типичный случай т.н.
Ю1 к Ю1 постепенный, размыва не происходит
95
VII Всероссийское литологическое совещание 28-31 октября 2013
«конденсированного разреза», сформировавшегося в обстановке «голодающего шельфа», когда
прекращается поставка кластического материала вследствие быстрого некомпенсированного
подъёма уровня моря (Барабошкин, 2009).
На данном этапе изучения керна можно с уверенностью заключить, что надугольная
толща, а точнее сопоставимый с ней (как правило, но не всегда!) трансгрессивный циклит,
представляет собой образование, резко отличающееся по генезису от нижележащих толщ, в
частности, меж- и подугольной, и должно рассматриваться отдельно (рис. 4). Выходом из
создавшегося положения нам видится принятие предложенной Карогодиным Ю.Н. модели
верхнеюрского нефтегазоносного комплекса, согласно которой надугольная толща выделяется
из состава васюганского горизонта в отдельный георгиевско-сиговский литмостратон:
«это базальные пласты георгиевской трансгрессии (ГС1-3) с неверной (дезориентирующей)
индексацией (Ю11 и Ю12) васюганской свиты» (Карогодин, Храмов, 2011).
Рис. 4. Пример расхождения реперных границ, используемых при расчленении разрезов (на примере
скважины Александровского мегавала). Цифрами обозначены: 1 — общепринятая стратиграфическая
граница, 2 — предлагаемая по результатам анализа цикличности разреза по керну
96
Осадочные бассейны, седиментационные и постседиментационные процессы в геологической истории
Таким образом, в результате литолого-фациального анализа обширного кернового
материала выявлено, что на территории района исследований наблюдаются общие
закономерности строения васюганского горизонта. Они проявлены в существовании двух
циклитов, слагающих васюганский горизонт и иногда захватывающих верхи малышевского.
Нижний — трансгрессивно-регрессивный — слагает основную по мощности часть
васюганского горизонта, верхний — трансгрессивный, генетически связанный с залегающей
выше георгиевским и баженовским горизонтами и, в частности, с барабинской пачкой. Циклиты
осложнены циклами более мелкого порядка.
Можно констатировать, что игнорирование факта существования в составе васюганского
горизонта двух генетически различных толщ-циклитов, когда пласты нумеруются просто
сверху вниз или от какого-либо репера (угля) без анализа особенностей его происхождения,
приводит к хаосу в индексации пластов. Напротив, обязательный учёт цикличности при
изучении продуктивных пластов решает проблему с их достоверной корреляцией.
Литература
Алексеев В.П. Литолого-фациальный анализ: учебно-методическое пособие к практическим
занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Литология». Екатеринбург: изд-во УГГГА. 2003.
147 с.
Атлас литолого-палеогеографических карт юрского и мелового периодов Западно-Сибирской
равнины: [М-б 1:5000000]. Тюмень: ЗапСибНИГНИ. 1976. 1 л.
Барабошкин Е.Ю. Конденсированные разрезы: терминология, типы, условия образования // Вестн.
Моск. ун-та. Серия 4: Геология. 2009. № 3. С. 13 –20.
Бейзель А.Л. Аналоги континентальных поверхностей выравнивания в морских разрезах (на
примере юры Западной Сибири) // Литосфера. 2009. № 1. С. 103 –108.
Карогодин Ю.Н., Храмов М.Ф. Базальные слои юры Западной Сибири — стратиграфическое
и геологическое значение (системно-литмологический аспект) // Юрская система России: проблемы
стратиграфии и палеогеографии. СПб.: ООО изд-во «ЛЕМА». 2011. С. 91–94.
Карогодин Ю.Н. Седиментационная цикличность. М.: «Недра». 1980. 242 с.
Решение 6-го Межведомственного стратиграфического совещания по рассмотрению и принятию
уточнённых стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири. Новосибирск. 2003 г.
Новосибирск: СНИИГГиМС. 2004. 114 с.
Чеснокова В.С. Корреляция разнофациальных отложений верхней юры // Геологическое строение
и нефтегазоносность юго-востока Западной Сибири. Сб. науч. трудов. Новосибирск: СНИИГГиМС. 1989.
С. 138 –144.
97