Литолого-фациальные и геодинамические условия формирования вендских отложений Чаяндинского месторождения

ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЕ И ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕНДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЧАЯНДИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

В.Е. Крючков, А.Г. Медведев, И.Б. Извеков

Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на северо-восточном склоне Непско-Пеледуйского свода Непско-Ботуобинской антеклизы. Толщина его осадочного чехла изменяется от 1600 м на юго-западе до 2200 м на северо-востоке [1]. Месторождение разбито дизъюнктивными нарушениями на несколько тектонических блоков, отделено от Талаканского месторождения грабенообразным прогибом (рис. 1). В разрезе Чаяндинского НГКМ промышленные скопления углеводородов выявлены в трех горизонтах венда - талахском, хамакинском и ботуобин-ском (рис. 2), залежи литологически ограничены. Северо-восточный склон Непско-Пеледуйского свода имеет слабовыраженное в рельефе валообразное строение (рис. 3), ось которого протягивается вдоль границы с Предпатомским региональным прогибом.

Продуктивные резервуары месторождений углеводородов, выявленные на территории Сибирской платформы в вендских отложениях, как правило, приурочены к структурам облекания выступов пород фундамента и рифея, величина продуктивных структур определяется размером подстилающих поднятий. Все составляющие вендского разреза Чаяндинского НГКМ, включая продуктивные резервуары, являются структурами облекания валообразного поднятия, амплитуда которого на профиле 11-11 по кровле пород хамакинского горизонта составляет 25^40 м (см. рис. 3).

Талахский продуктивный горизонт залегает в основании вендского комплекса, выделен в составе талахской свиты венда (V), представлен толщей переслаивания гравелитов, песчаников, алевролитов, аргиллитов. Гравелиты состоят из плохоокатанных обломков кристаллического фундамента. Вверх по разрезу содержание гравелитов убывает, при этом возрастает содержание песчаников, алевролитов, аргиллитов. Окраска пород изменяется от красноцветной до серой и темно-серой. Толщина горизонта возрастает в направлении с юго-запада на северо-восток от 30 до 75 м, увеличение толщины обусловлено увеличением в разрезе глинистых и глинисто-алевролитовых прослоев. Породы-коллекторы представлены преимущественно мелко- и среднезернистыми песчаниками кварц-поле-вошпатового состава, а также крупнозернистыми алевролитами. Степень окатанности и сортировки обломков низкая. Открытая пористость коллекторов 3^20 %, преобладающая пористость 8^10 %. Цемент составляет 15^30 % породы, состав цемента ангидритовый и глинистый. В разрезе талах-ского продуктивного горизонта породы-коллекторы переслаиваются с многочисленными прослоями и линзами плотных глинистых алевролитов и аргиллитов, что определяет значительную фациаль-ную изменчивость коллекторских свойств продуктивного горизонта в разрезе и по площади месторождения. Наиболее пористые разновидности пород отмечаются в зоне осевой складки, с удалением от которой в составе песчаников возрастает количество глинистой примеси, ухудшаются коллекторские свойства. Толщина пластов-коллекторов талахского продуктивного горизонта изменяется от долей метра до 9 м, их суммарная толщина достигает 50 м. Покрышкой газовой залежи талахского горизонта служит толща (70^95 м) аргиллитов паршинской свиты венда.

Отложения хамакинского газоносного горизонта (паршинская свита венда - V ) представлены переслаиванием серых и темно-серых песчаников, алевролитов, аргиллитов, толщина горизонта 4^46 м [1]. Увеличение толщин, как и в талахском горизонте, обусловлено увеличением глинистой составляющей в составе пород. В южной, присводовой части месторождения (скв. 274-01) получен приток нефти. Коллекторами, вмещающими углеводороды, служат кварцевые и полевошпат-кварце-вые песчаники с ангидритовым и глинистым цементом (10^30 %), разделенные пропластками и линзами глинистых алевролитов и аргиллитов. Пористость коллекторов 2^21 %, преобладает пористость 8^12 %, проницаемость 1^800 мД, в единичных образцах 1600 мД. Толщина пластов-коллекторов продуктивного хамакинского горизонта изменяется от долей метра до 7 м, максимальная суммарная толщина 30^35 м. Флюидоупором хамакинской залежи служат аргиллиты паршинской свиты.

Ботуобинский продуктивный горизонт выделен в составе нижнебюкской подсвиты венда (УЬк). развит на территории месторождения не повсеместно. Максимальные толщины (около 30 м) отмечаются в северной части месторождения, в южном блоке горизонт выклинивается. Разрез ботуобин-ского горизонта сложен светло-серыми песчаниками с редкими прослоями алевролитов и аргиллитов. Состав песчаников преимущественно мономиктовый кварцевый, реже кварц-полевошпатовый.

Рис. 1. Структурная карта по кровле паршинской свиты венда Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения:

1 - номер скважины; 2 - контур Чаяндинского месторождения; 3 - тектонические разломы; 4 - изогипсы кровли паршинской свиты; б - грабен, разделяющий Чаяндинское и Талаканское месторождения; 6 - линии изученных профилей

Рис. 2. Схематический профильный разрез продуктивных горизонтов Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения по линии I-I: 1 - песчаники газонасыщенные с прослоями и линзами глинистых алевролитов; 2 - песчаники нефтенасыщенные с прослоями и линзами глинистых алевролитов; 3 - песчаники водонасыщенные с прослоями и линзами глинистых алевролитов; 4 - аргиллиты; б - глинистые доломиты; 6 - тектонические разломы

Рис. 3. Схематический профильный разрез продуктивных горизонтов Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения по линии II-II

Степень окатанности и сортировки обломков в основном высокая. Цемент (5^30 %) преимущественно сульфатный и карбонатный, редко глинистый. Коллекторами, вмещающими газовую залежь, служат мелко- и среднезернистые песчаники и крупнозернистые алевролиты, пористость 3^22 %. В газовой залежи Северного и Южного блоков установлена нефтяная оторочка. Флюидоупором ботуо-бинской залежи служат глинистые ангидритизированные доломиты верхнебюкской подсвиты.

В разрезе вендского комплекса Чаяндинского НГКМ отмечаются следующие характерные литологические особенности:

• изменение окраски пород от красноцветной, преобладающей в основании отложений венда, до серой и темно-серой в хамакинском горизонте и светло-серой в ботуобинском горизонте;

• уменьшение размера обломочных зерен вверх по разрезу, улучшение окатанности и сортировки обломков;

• улучшение коллекторских свойств пород в осевой части северо-восточного склона Непско-Пеледуйского свода, с удалением от которой пористость снижается;

• многократная повторяемость в разрезе сходных типов пород;

• региональное увеличение толщин всех составляющих вендского разреза, включая продуктивные комплексы, в направлении от Непско-Пеледуйского свода к Предпатомскому прогибу за счет увеличения толщин глинистых прослоев;

• ухудшение фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов в этом же направлении, обусловленное количественным увеличением в их составе цемента.

На территории Сибирской платформы вендские отложения с резким угловым и стратиграфическим несогласием перекрывают различные стратиграфические уровни рифея и кристаллический фундамент. Рифейский период, предшествовавший вендскому периоду осадконакопления, завершился региональной регрессией и длительным перерывом в осадконакоплении. Породы кристаллического фундамента и осадочные породы рифея длительное время подвергались процессам денудации, формировалась кора выветривания. Начало венда в южных районах Сибирской платформы ознаменовалось наступлением обширной морской трансгрессии, континентальные условия осадко-накопления сменились морскими. На начальном этапе погружения платформы осаждались терри-генные континентальные и прибрежно-морские осадки в основном песчаного состава, часто с ко -сой слоистостью и прослоями грубообломочных пород [2]. Рельеф поверхности вендского бассейна седиментации, сформированный в предвендский период, в значительной степени определил вертикальную и латеральную зональность распределения осадков.

Тектонический режим служил определяющим фактором, контролирующим осадочный процесс: вещественный состав осадков, их структурно-текстурные особенности, латеральную и вертикальную зональность и распределение. Тектоника воздействует на седиментогенез опосредованно: через рельеф поверхности седиментации. Тектонические подвижки, с неодинаковой интенсивностью протекавшие в предвендское время в различных частях региона, сформировали расчлененный рельеф вендского бассейна седиментации. Основными источниками сноса обломочного материала в южных районах Сибирской платформы в вендском периоде служили Алданская и Анабарская антеклизы, приподнятые участки Непско-Ботуобинской и Байкитской антеклиз. Размыву подвергались различные по составу породы рифея и фундамента. Обломочный материал переносился течениями рек и временными потоками, морскими течениями. Смена знака тектонических движений, их масштаб и направленность определили цикличность осадконакопления: неоднократную повторяемость в вендском разрезе пород одинакового литологического состава.

Палеоседиментологический анализ вендских отложений показал, что на северо-восточном склоне Непско-Пеледуйского свода (территория Чаяндинского месторождения) в вендском периоде осад-конакопление осуществлялось в условиях регионального наклона территории в северо-восточном и восточном направлениях в сторону Предпатомского регионального прогиба и медленного некомпенсированного роста Непско-Пеледуйского свода. Море наступало со стороны Предпатомского прогиба. Привносимый в бассейн седиментации обломочный материал (песчано-алевролитовые осадки) большей частью осаждался в прибрежно-морской зоне, где формировались аккумулятивные тела с небольшим количеством цемента: песчаные косы, бары, пляжи. Зерна мелко-алевритовой

и пелитовой размерности большей частью выносились на шельф и в более глубоководные зоны. Эвстатические колебания уровня моря обусловили цикличность осадконакопления, постоянное перемещение береговой линии, что определило значительную фациальную неоднородность вендских осадков. Регрессии сопровождались укрупнением размера обломочных частиц, трансгрессии способствовали накоплению тонкозернистых осадков.

Значительное различие гипсометрических отметок поверхности седиментации северо-восточного склона Непско-Пеледуйского свода оказало определяющее воздействие на формирование латеральной зональности осадконакопления в вендском периоде. В одни и те же промежутки времени на различных участках Чаяндинского НГКМ существовали разнофациальные условия осадконакоп-ления. Гипсометрические отметки поверхности седиментации в присводовой части Непско-Пеле-дуйского свода были существенно выше, чем в его основании. В современном структурном плане разница гипсометрических отметок кровли паршинской свиты в южной и северной частях месторождения составляет около 5GG м (см. рис. 1).

В начале трансгрессивных циклов осадконакопления наиболее приподнятые участки, примыкающие к вершине Непско-Пеледуйского свода, возвышались над уровнем моря. Наряду с другими источниками сноса они поставляли обломочный материал в прибрежную зону. Прибрежные песчаные тела в это время формировались на склоне свода. По мере удаления от вершины свода бассейн седиментации углублялся, в участках с низкими гипсометрическими отметками палеорельефа осаждались осадки мелкоалевритовой и пелитовой размерности (G,G1^G,G25 мм). С развитием трансгрессии береговая линия перемещалась в направлении вершины Непско-Пеледуйского свода, на приподнятых участках формировались песчаные аккумулятивные тела, на склоне осаждались зерна преимущественно алевритовой размерности, в пониженных участках - глины. Во время максимального развития трансгрессий территория Непско-Пеледуйского свода заливалась морем, источники сноса обломочного материала находились на значительном удалении, на всей территории месторождения осаждались глинистые и глинисто-алевритовые осадки, из которых впоследствии сформировались пласты-флюидоупоры.

Во время регрессивных циклов осадконакопления море постепенно отступало, и береговая линия перемещалась в наиболее погруженные участки палеорельефа. В конце регрессий на территории Чаяндинского НГКМ среди песчаных аккумулятивных тел образовывались небольшие мелководные водоемы, имевшие ограниченную связь с открытым морем. В условиях жаркого климата соленость вод таких бассейнов значительно возрастала, образовавшаяся в них рапа просачивалась в пористые песчано-алевритовые осадки и слаболитифицированные породы, служившие дном водоемов. Вязкие растворы кристаллизовались в межзерновом пустотном пространстве, неравномерно запечатывая его.

Изучение вендских отложений Чаяндинского месторождения показало, что каждый продуктивный пласт представляет собой целый комплекс сменяющихся по латерали различных типов пород, отложенных в разнофациальных условиях и обладающих различными фильтрационно-емкостными свойствами. Наиболее благоприятные условия формирования высокопористых песчаных прибрежноморских аккумулятивных тел на северо-восточном склоне Непско-Пеледуйского свода существовали в осевой части валообразной складки. Эта зона, возможно, имеет продолжение, и перспективна для поисков новых залежей углеводородов. Она протягивается полосой вдоль восточного склона Непско-Ботуобинской антеклизы, вероятно, на большое расстояние. В вендском периоде здесь существовали благоприятные условия формирования прибрежно-морских аккумулятивных песчаных тел. Учитывая унаследованный характер тектонического развития геоструктурных элементов Сибирской платформы, восточный склон Непско-Ботуобинской антеклизы, граничащий с Предпатомским региональным прогибом, перспективен для поисков нефтегазоносных структур в более погруженных горизонтах венда и рифея, а возможно и в вышележащих горизонтах. Эта зона должна служить объектом целенаправленных поисковых работ.

Список литературы

1. СафроновА.Ф. Продуктивные горизонты Чаяндинского месторождения (Саха - Якутия): строение, генезис / А.Ф. Сафронов, А.В. Бубнов, И.А. Герасимов и др. // Геология и геофизика. - 2GG1. -№ 11-12.- С. 1954-19бб.

2. Фортунатова Н.К. Строение и перспективы нефтегазоносности венд-нижнекембрийских отложений Непско-Ботуобинской антеклизы и ее обрамления / Н.К. Фортунатова, А.Г. Швец-Тэнэта-Гурий, В.Н. Ларкин // Геология нефти и газа. - 2G1G. - № 5. - C. 54-б1.