Выяснение внутреннего строения хамакинского продуктивного

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов
19
УДК 551.7:551.24
А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Филиппова (Рыжова), Н.Ю. Канунникова,
О.А. Саприна
Выяснение внутреннего строения хамакинского
продуктивного горизонта и местоположения
его стратиграфических границ в южной части
Чаяндинского месторождения
На Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении породы-коллекторы, содержащие крупные скопления жидких и газообразных углеводородов, приурочены в
основном к трем продуктивным горизонтам – ботуобинскому, хамакинскому и талахскому. Ботуобинский горизонт содержит газоконденсатную залежь с нефтяной оторочкой. При вскрытии талахского продуктивного горизонта скважины дают газоконденсатную смесь. До последнего времени считалось, что в хамакинском горизонте
содержится чисто газоконденсатная залежь. Однако данные по скважинам, пробуренным после проведения последнего подсчета запасов нефти и газа в 2000 г., опровергают этот вывод. Нефть из хамакинского продуктивного горизонта была получена
при опробовании скв. 321-49, 321-62, 321-67, 321-71, 321-74, расположенных в южной части Чаяндинского месторождения в пределах Южного и Саманчакитского блоков (рис. 1).
Данное обстоятельство свидетельствует о том, что внутреннее строение хамакинского горизонта не укладывается в рамки геологической модели, принимаемой на сегодняшний день. В частности, изучение кернового материала опровергает тот факт,
что породы хамакинского продуктивного горизонта залегают с размывом на нижнепаршинской подсвите.
В качестве примера рассмотрим геолого-геофизический разрез скв. 321-52, по которой имеется керн, поднятый из нижней части хамакинского продуктивного горизонта на границе между нижне- и среднепаршинскими подсвитами, проходящей на
глубине 1616,2 м. Выше этого уровня по разрезу скважины вместо грубообломочного
материала, присущего поверхностям размыва, первоначально встречаются прослои
серо-зеленоватых глин и алевролитов, которые далее постепенно сменяются мелкозернистыми песчаниками. Согласно этим литологическим признакам, в подошве хамакинского горизонта скв. 321-52 проводить эрозионную поверхность нельзя.
В скв. 321-53 на границе нижне- и верхнепаршинской подсвит в керне снова обнаруживается десятиметровая пачка переслаивания коричнево-серых средне- и мелкозернистых песчаников с тонкими прослоями темно-серого аргиллита и ангидрита.
Ни брекчии, ни конгломератов, ни гравелитов или крупнозернистых песчаников в
этом интервале пород нет. Следовательно, и здесь помещать поверхность предполагаемого размыва будет не совсем корректно.
В скв. 321-55, 803 и 808, по которым имеется керн из интересующего интервала
пород, над кровлей нижнепаршинской подсвиты тоже встречаются лишь мелкозернистые глинистые песчаники.
Таким образом, породы хамакинского продуктивного горизонта в скважинах,
пробуренных на Чаяндинском месторождении, залегают на нижнепаршинских аргиллитах, как правило, без какого-либо перерыва в осадконакоплении и представляют собой верхнюю регрессивную часть крупного седиментационного цикла, берущего начало от эрозионной поверхности предшествующего размыва.
№ 2 (18) / 2014
Ключевые слова:
скважина,
месторождение,
сейсморазведка,
разлом,
размыв,
горизонт,
корреляция,
палеоструктурный
профиль.
Keywords:
well,
field,
seismic exploration,
fault,
washaway,
horizon,
correlation,
paleostructural
profile.
20
Научно-технический сборник · ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
Рис. 1. Схематическая карта южной части Чаяндинского месторождения
№ 2 (18) / 2014
Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов
В хамакинском продуктивном горизонте
отчетливо выделяются два пласта-коллектора:
• в его кровле (Х1) – маломощный, не всегда содержащий скопления углеводородов и
имеющий в своем основании поверхность регионального размыва;
• подошве – более значимый, с которым в
основном и связаны запасы нефти и газа (Х2).
Перед тем как перейти к вопросам расчленения разрезов скважин и определения в них
местоположения пород-коллекторов, необходимо определиться – что же считать границами
хамакинского продуктивного горизонта и пластов Х1 и Х2.
Отсутствие поверхности размыва в основании хамакинского продуктивного горизонта
представляет на выбор несколько вариантов решения данной задачи. Во-первых, можно проводить нижнюю границу в каждой скважине
индивидуально в подошве пород, которые характеризуются повышенными фильтрационноемкостными свойствами. Правда, в этом случае граница будет отражать не столько литологические и геофизические поисковые признаки, сколько коллекторские свойства породы. Во-вторых, данную границу можно проводить в основании песчаников или алевролитов. В этом случае граница будет менять глубину своего залегания от скважины к скважине в зависимости от того, в какой фациальной
зоне шло осадконакопление. Например, в прибрежной полосе песчаный материал появится
в разрезе скважин много раньше, чем в более
глубоководной области. Более логичным представляется третий вариант – определить самое
нижнее положение пород-коллекторов в разрезах рассматриваемых скважин, принять эту
границу за синхронный реперный горизонт и
попытаться проследить его по всей изучаемой
территории. В данном случае нижняя граница
хамакинского продуктивного горизонта (или
пласта Х2) будет увязана с общим геологическим строением изучаемого комплекса пород и
станет соответствовать подошве определенного стратиграфического подразделения.
Рассмотрим корреляционную схему (I–I),
составленную из скважин, которые расположены в меридиональном направлении на периферии Южного блока Чаяндинского месторождения на расстоянии 8–12 км друг от друга
(рис. 2).
На каротажных диаграммах всех скважин легко отбивается кровля талахской свиты
№ 2 (18) / 2014
(репер Т). Над ней выделяется пачка аргиллитов нижнепаршинской подсвиты, которые отлагались в спокойной обстановке на
совершенно выровненной поверхности (интервал Т– ). Толщина этой пачки практически не меняется от скважины к скважине
(скв. 803 – 51 м, скв. 321-74 – 51 м, скв. 321-55 –
51 м, скв. 321-52 – 52 м). Выше по разрезу нижнепаршинской подсвиты на корреляционной
схеме также показаны реперы
и . Во время формирования пород интервала – произошел некоторый подъем дна морского бассейна, охвативший все скважины, что сказалось на появлении более мелководных осадков
при почти одинаковых их толщинах (скв. 803 –
16 м, скв. 321-74 – 16,5 м, скв. 321-55 – 15,5 м,
скв. 321-52 – 16 м). После этого глубина водного бассейна вновь несколько увеличилась,
и интервал
–
характеризуется преобладанием в осадке глинистой составляющей.
Толщина данного интервала пород, а следовательно, и условия осадконакопления для всех
скважин по-прежнему остаются примерно одинаковыми (скв. 803 – 18 м, скв. 321-74 – 19,5 м,
скв. 321-55 – 20,5 м, скв. 321-52 – 20 м). Выше
по разрезу из-за изменений условий седиментогенеза наблюдается иная ситуация. В скв. 803
продолжает накапливаться восьмиметровая
пачка глинистых осадков. Мелководные, грубозернистые породы появляются с глубины
1544 м и тянутся приблизительно до глубины
1506 м. Породы-коллекторы выделяются лишь
в интервале 1522–1510 м. В скв. 321-74 песчаный материал и породы-коллекторы залегают
сразу же над репером и с перерывами протягиваются до глубины 1605 м. В скв. 321-55, как
и в предыдущей скважине, репер
представляет собой подошву пород-коллекторов, которые с перерывами тянутся до глубины 1581 м.
В скв. 321-52 породы-коллекторы появляются
лишь на 3 м выше репера , и кровля их последнего пропластка фиксируется на глубине
1576 м.
Будет вполне корректно принять за основание пласта Х2 самую нижнюю границу распространения пород-коллекторов, которая соответствует реперу
и представляет собой кровлю
нижнепаршинской подсвиты. Остается лишь
проследить данную границу во всех рассматриваемых скважинах.
Аналогичный подход требуется и для уточнения глубины залегания кровли пласта Х2.
Однако в этом случае должно быть выделено
21
Рис. 2. Чаяндинское месторождение. Корреляционная схема по линии скв. 803 – 321-74 – 321-55 – 321-52
22
Научно-технический сборник · ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
№ 2 (18) / 2014
Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов
самое верхнее положение пород-коллекторов в
разрезах скважин. Таким образом, будет оконтурено геологическое тело, ограниченное двумя
более или менее параллельными поверхностями, внутри которого сосредоточены все соединяющиеся между собой породы-коллекторы.
В скв. 321-52 кровля пород-коллекторов совпадает с поверхностью песчано-алевритовой пачки пород и местоположением репера , который находится на глубине 1576 м. В остальных
скважинах высокоемкие породы залегают ниже
этого репера. Следовательно, репер
можно
принять за кровлю пласта Х2.
Отсутствие поверхности размыва в основании хамакинского продуктивного горизонта отнюдь не означает, что при формировании нижнего пласта-коллектора (Х2) обстановка осадконакопления в тектоническом отношении была спокойной. Наоборот, процесс седиментации в это время сопряжен с повышенной
геодинамической составляющей. Породы пласта Х2 за время своего формирования неоднократно выводились на поверхность и подвергались денудационному воздействию.
В качестве примера можно рассмотреть ряд
скважин, расположенных на Саманчакитском и
Южном блоках Чаяндинского месторождения в
общем направлении с юга на север.
В скв. 321-57 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1524–1571,5 м. На глубинах 1527,5
и 1540 м в керне выявлены поверхности размывов. Кроме этого, грубообломочный материал,
отлагающийся в приповерхностных условиях,
встречается незначительными пропластками и
на других глубинах.
В скв. 321-70 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1782–1852,5 м. Поверхности размывов наблюдаются в керне на глубинах 1783,
1797, 1817 и 1824 м. Грубообломочный материал в виде крупных обломков породы, гравелитов, окатышей аргиллита встречен и на других глубинах.
В скв. 321-64 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1689–1739,5 м. В керне поверхности размывов встречены на глубинах 1699,
1702, 1730 и 1736 м. Крупные обломки породы
обнаружены и в других местах.
Рассмотренные выше скважины расположены на Саманчакитском блоке. На Южном
блоке наблюдается аналогичная ситуация.
В скв. 321-74 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1605–1646 м. Поверхности размывов
в керне отчетливо прослеживаются на глубинах
№ 2 (18) / 2014
1622 и 1646 м, гравелиты и окатыши аргиллита
встречаются также и на других глубинах.
В скв. 321-47 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1675–1707 м. В керне поверхности
размывов видны на глубинах 1677, 1678, 1687,
1691 и 1698 м. Гравелиты и интракласты глинистых пород встречены и в других местах.
В скв. 321-55 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1579–1617 м. Грубообломочный материал обнаружен на разных глубинах. Здесь пласт можно разделить на несколько пачек, часть из которых сложена морскими
и прибрежно-морскими комплексами пород, а
часть – континентальными (рис. 3).
Под основанием хамакинского продуктивного горизонта (пласт Х2) залегают аргиллиты
от темно-серых до черных с прослоями алевролитов и редких песчаников с тонкой горизонтальной слоистостью, накопление которых проходило в условиях относительно глубоководной
части шельфа (пачка 1). На эти отложения с резким эрозионным контактом ложатся песчаники
средне- и мелкозернистые (пачка 2). В отдельных прослоях наблюдается увеличение размера частиц в сторону подошвы. Многочисленные
обломки аргиллитов характерны для осадков русел рек или каналов. Вероятно, это аллювиальные фации, сформированные в период падения
уровня моря. Последующий подъем уровня моря
после вывода пород на поверхность – трансгрессивный тракт и тракт высокого стояния – нашел
свое отражение в пачках 3 и 4, где снизу вверх
осадки побережья последовательно сменяются осадками переходной зоны и шельфа. Резкий
контакт на границе 4 и 5 пачек вновь свидетельствует о появлении в разрезе аллювиальных фаций, чего и следует ожидать при падении уровня моря с образованием эрозионной поверхности. Пачки 5, 6 и частично 7, вероятно, накапливались в обстановке ветвящейся или меандрирующей реки. Трансгрессивно, возможно, с
небольшим размывом на аллювиальные породы ложатся пески побережья. Соответственно,
их перекрывают осадки шельфа, переходной
зоны и вновь мелководные береговые образования (пачки 8, 9 и 10). Следующий цикл осадконакопления начинается снова с крупнообломочных пород, которые вверх по разрезу скважины
сменяются более глубоководными образованиями переходной зоны и шельфа, в чем можно убедиться на примере пачек 11 и 12.
Проследить и сопоставить в скважинах Чаяндинского месторождения поверхности размывов,
23
24
Научно-технический сборник · ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
Ƚɥɦ
Ⱥɪɝɢɥɥɢɬɵɫɩɪɨɫɥɨɹɦɢ
ɚɥɟɜɪɨɥɢɬɨɜ
Ƚɥɦ
Ƚɥɦ
Ʉɨɫɚɹɫɥɨɢɫɬɨɫɬɶɜɩɟɫɱɚɧɢɤɚɯ
ɫɪɟɞɧɟɤɪɭɩɧɨɡɟɪɧɢɫɬɵɯ
ɫɨɫɦɟɲɚɧɧɵɦɰɟɦɟɧɬɨɦ
Ƚɥɦ
Ⱥɪɝɢɥɥɢɬɵɚɥɟɜɪɢɬɢɫɬɵɟ
Ƚɥɦ
ɇɟɪɚɜɧɨɦɟɪɧɨɟɪɚɫɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ
ɬɟɪɪɢɝɟɧɧɨɣɩɪɢɦɟɫɢ
ɜɚɪɝɢɥɥɢɬɚɯɚɥɟɜɪɢɬɢɫɬɵɯ
Ȼɟɡɚɧɚɥɢɡɚɬɨɪɚ
Рис. 3. Скв. 321-55. Литолого-фациальная модель хамакинского продуктивного горизонта
№ 2 (18) / 2014
Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов
обнаруженные внутри пласта Х2 и являющиеся
основаниями небольших по мощности и менее
значимых по рангу седиментационных циклов,
не представляется возможным даже на небольших расстояниях из-за высокой макро- и микронеоднородности пород. Поэтому предлагается целиком рассматривать пласт Х2 как завершающую,
регрессивную часть значительно более крупного
литологического цикла, который, возможно, берет начало от поверхности размыва, выделяемого в основании талахской свиты (если только
внутри данной свиты в дальнейшем не будут выделены и прослежены по площади месторождения какие-либо перерывы в осадконакоплении).
Этот крупный циклит (I) включает мелководноконтинентальные отложения талахской свиты,
относительно глубоководные породы нижнепаршинской подсвиты и мелководно-лагуннодельтовые образования пласта Х2. Кровлей циклита I служит верхняя из поверхностей размывов, выделяемая в пласте Х2, которую можно использовать в качестве синхронного реперного горизонта и имеющая индексацию . Следующий
циклит (II) простирается до регионального перерыва в осадконакоплении, который затронул все
скважины Чаяндинского месторождения. Его поверхность является хорошим литологическим,
промыслово-геофизическим реперным горизонтом и индексируется как . Третий крупный седиментационный цикл (III) протягивается вплоть
до следующей плоскости размыва, которая выделяется в основании карбонатных отложений бюкской свиты, включает ботуобинский продуктивный горизонт и продуктивный пласт Х1.
Расчленение разрезов скважин с использованием циклостратиграфического анализа делает возможным выделение в паршинской свите трех подсвит, как это показано на
корреляционной схеме (см. рис. 2). Нижнепаршинская подсвита не меняет своих прежних границ, протягивается до подошвы пласта Х2 и включает реперные горизонты ,
и . Среднепаршинская подсвита имеет в своем основании продуктивный пласт Х2 и целый
ряд синхронных реперных горизонтов ( , ,
, ,
и ). Верхнепаршинская подсвита
полностью соответствует циклиту III, включает продуктивные ботуобинские песчаники,
пласт Х1 и реперные горизонты , , и .
Каждый выделенный циклит имеет в своих
основании и кровле поверхности размывов,
но суммарное количество синхронных реперных горизонтов внутри них может отличаться
№ 2 (18) / 2014
от того, что указано на корреляционной схеме,
в зависимости от цели и масштаба конкретных
работ. При бóльшей детальности количество
реперных горизонтов, естественно, увеличится, при меньшей – сократится.
Перенос верхней границы паршинской свиты, которую ранее помещали в основании ботуобинских песчаников (где предполагалось наличие регионального размыва), в подошву карбонатного комплекса пород верхнего венда
обусловлен в первую очередь тем, что в подошве
ботуобинского продуктивного горизонта поверхность размыва отсутствует [1–5]. Седиментационный цикл, начавшийся с денудационной
поверхности, проиндексированной как , подчиняясь общим закономерностям формирования цикличности в земной коре, протягивается
до эрозионной границы между непским и тирским стратиграфическими горизонтами.
Пласты Х1 и Х2 из верхней и средней паршинских подсвит объединяются в один продуктивный горизонт, так как в целом ряде
скважин (скв. 321-42, 321-43, 321-46, 321-50,
321-77 и т.д.) между ними отсутствуют породыфлюидоупоры, и пласт Х1 залегает с размывом
на пласт Х2.
Ботуобинские песчаники являются верхней
регрессивной и заключительной частью циклита III, которая образовалась во время подъема,
охватившего всю территорию Чаяндинского
месторождения. Они одновременно представляют собой и завершающую стадию более
крупного стратиграфического подразделения
(макроциклита), включающего все седиментационные циклы (I–III) и тождественного непскому стратиграфическому горизонту нижнего венда. Так как под ботуобинским продуктивным горизонтом поверхности размыва нет, он
нигде не залегает на пласт Х1 с размывом и во
всех скважинах Чаяндинского месторождения
отделяется от последнего непроницаемыми породами достаточной толщины.
Во время формирования паршинской свиты сохранялась крайне нестабильная обстановка седиментации. Осадки и уже литифицированные породы многократно выводились на дневную поверхность, размывались и вновь погружались под зеркало воды. Резкие изменения
физико-химических условий осадконакопления,
колебания температур и давлений, постседиментационные процессы – все это не могло не сказаться на внутреннем строении пород-коллекторов и их пространственном расположении.
25
Научно-технический сборник · ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ
26
Достаточно сложно проследить и прокоррелировать по латерали от скважины к скважине распространение поверхностей локальных размывов и маломощных одновозрастных пропластков высокоемких пород. Поэтому при сопоставлении разрезов скважин более надежным способом представляется использование выделяемых
синхронных реперных горизонтов.
Таким образом, на основе использования
результатов изучения фактического кернового
материала с применением циклостратиграфического анализа удалось выделить и проследить по площади в разрезах скважин целый ряд
синхронных реперных горизонтов. Следствием
данного подхода стало выяснение внутреннего строения хамакинского продуктивного горизонта и определение местоположения его
стратиграфических границ в южной части
Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения.
Список литературы
1.
Семенов Е.О. Определение местоположения
нижней границы ботуобинского горизонта на
Чаяндинском месторождении / Е.О. Семенов,
А.И. Крикунов, Н.Ю. Канунникова;
под ред. Б.А. Григорьева // Актуальные
вопросы исследований пластовых систем
месторождений углеводородов: сб. науч. ст. –
М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2010. – С. 59–70. –
(Серия «Вести газовой науки»).
2.
Рыжов А.Е. Уточнение геологической модели
Чаяндинского нефтегазоконденсатного
месторождения / А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов,
Л.А. Рыжова и др.; под ред. Б.А. Григорьева //
Актуальные вопросы исследований пластовых
систем месторождений углеводородов: сб. науч.
ст. – Ч. 1. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. –
С. 132–145. – (Серия «Вести газовой науки»).
3.
Рыжова Л.А. Решение проблемы
местоположения границ ботуобинского
продуктивного горизонта на Чаяндинском
НГКМ / Л.А. Рыжова, А.И. Крикунов,
А.Е. Рыжов и др. // Сб. тезисов
IX Всероссийской научно-технической
конференции «Актуальные проблемы развития
нефтегазового комплекса России». – Ч. 1. – М.:
РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. –
С. 39.
4.
Рыжов А.Е. Уточнение пространственного
положения нижней границы ботуобинского
продуктивного горизонта на Чаяндинском
нефтегазоконденсатном месторождении /
А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова и др.;
под ред. Ю.И. Кузнецова // Каротажник. –
Вып. 2 (212). – Тверь, 2012. – С. 27–41.
5.
Рыжов А.Е. Уточнение положения границы
между нижнебюкской и верхнебюкской
подсвитами Чаяндинского НГКМ с
привлечением литологических, промысловогеофизических и сейсмических критериев /
А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова
и др. // Вести газовой науки: Актуальные
вопросы исследований пластовых систем
месторождений углеводородов. – М.: Газпром
ВНИИГАЗ, 2013. – № 1 (12). – С.161–173.
№ 2 (18) / 2014