Результаты литологических и промыслово-геофизических исследований пород хамакинского продуктивного горизонта на Чаяндинском месторождении

РЕЗУЛЬТАТЫ ЛИТОЛОГИЧЕСКИХ И ПРОМЫСЛОВОГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПОРОД ХАМАКИНСКОГО

ПРОДУКТИВНОГО ГОРИЗОНТА НА ЧАЯНДИНСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ

А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова, Н.Ю. Канунникова

В ближайшие десятилетия значительная доля прироста запасов нефти и газа в Российской Федерации ожидается за счет довольно крупных месторождений, расположенных в пределах Восточной Сибири. Одним из таких объектов является Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ), открытое на территории Республики Саха (Якутия) в 1980 г. (рис. 1). Площадь месторождения - 120 х 20-30 км, а его высота -280 м. По своему геологическому строению месторождение относится к очень сложным. Промышленные залежи - пластовые, литологически и тектонически экранированные - приурочены к ботуобинскому, хамакин-скому и талахскому продуктивным горизонтам.

Дальнейшее изучение месторождения и проектирование его разработки связано с решением целого ряда сложных проблем. При минимальном объеме исходной информации и различной степени ее достоверности одной из главных проблем является слабая геологическая изученность продуктивных залежей хамакинского и талахского горизонтов в результате предыдущих этапов поисково-разведочных работ [1].

Газоконденсатная залежь хамакинского продуктивного горизонта приурочена к верхней подсвите паршинской свиты непского стратиграфического горизонта (рис. 2). Принято считать, что верхняя подсвита в свою очередь подразделяется на две пачки - верхнюю и нижнюю. Хамакинский продуктивный горизонт приурочен к нижней пачке верхнепаршинской подсвиты и отделен от ботуобинских песчаников верхней глинистой пачкой этой же подсвиты. Горизонт составлен чередованием пластов песчаников и аргиллитов, не выдержанных по латерали. Песчаники одних пластов имеют кварцевый и полевошпатово-кварцевый состав, они средне- и мелкозернистые, хорошо отсортированные, с глинистым цементом поро-вого типа. В других пластах песчаники полевошпатово-кварцевые, разнозернистые, с прослоями гравелитов, плохо отсортированные, цемент глинистого и ангидритового состава [2].

<3

CL S

ÍDO

5

F

о

Т

Iі-

31

: со

5 л I- Û-

<0 Ql I-

н Ü

Í

S

ш

и

Í

ш

Ü

g

>s

It

sO

I- M £ s

> ÛL

CIO

оL-

Q.

С

ЛИТОЛОГИЯ

РАДИОАКТИВНЫЙ

КАРОТАЖ

ГК

0 1 2 3 4 5 мк/ч

НГК

0,6 1.2 1,8 2,4 3,0 3:6

уел. ед.

>3

5

X

X

о.

ш

со

S

о

ш

о

с:

S

X

<

С[

I

Ü

X

с

Ü

*

ж

Z

d

X

LU

СО

>5

5

ü

CL

S

I-

ъ:

О

X

2

LÛ

X

X

а

ai

ш

Ж

~к

0 5 МК/Ч

>,!’£ К S S OID* ID о о

>5

S

X

5

5

5

ü

С

ш

X

1

о

X

5

Э

CL

<

с

к

к

Z

X

а

ф

03

і il

К

к

X

s

s

X

§

*

ü

X

<

S

>s

s

¡É

ü

X

<

с

É

Рис. 2. Выкопировка из сводного геолого-геофизического разреза

Чаяндинского НГКМ

Древние отложения Восточной Сибири характеризуются наличием большого количества размывов и перерывов. В вендском и кембрийском периодах значительную часть времени занимали разноранговые перерывы в осадконакоплении [4]. Следуя приведенной выкопировке из схематического сводного геолого-геофизического разреза, хамакинский продуктивный горизонт со стратиграфическим несогласием залегает на породах нижнепаршинской подсвиты. Внутри горизонта, буквально в нескольких метрах от его кровли, в керне скважин Чаяндинского месторождения прослеживается еще одна поверхность размыва. Одним из доказательств ее существования является наличие непосредственно над этой поверхностью грубообломочного материала: брекчии, гравелитов, крупнозернистых песчаников.

Для безошибочного выделения пород хамакинского горизонта во вновь бурящихся скважинах и сопоставления их с одновозрастными отложениями в ранее пробуренных скважинах необходимо иметь четкое представление о том, к чему именно приурочены границы этого продуктивного горизонта. Рассмотрим разрезы скважин, пробуренных в последнее время: 321-43,321-47, 321-52 и 321-55. Скважины расположены в южной и центральной частях месторождения в различных структурно-фациальных зонах и поэтому толщины хамакинского горизонта в них существенно отличаются друг от друга.

В скв. 321-43 на глубине 1818 м, согласно макроописанию керна, наблюдается переслаивание крупнозернистого серого кварцевого песчаника

w 1 vy vy vy Т~\

толщиной в 1 м с тонкодисперсной серо-зеленой глиной. В песчанике присутствуют гравийные частицы размером до 4-5 мм. Грубообломочные отложения залегают непосредственно на плотном мелкозернистом песчанике, т.е. здесь уверенно выделяется поверхность размыва. На глубине

1816,5 м (3,5 м над поверхностью размыва) находится кровля самого верхнего проницаемого пропластка (рис. 3). Еще выше - на глубину 1812 м помещают верхнюю границу хамакинского продуктивного горизонта. Здесь отмечается резкий всплеск на кривой НГК, который является промыслово-геофизическим репером, отчетливо выделяющимся в разрезах практически всех скважин Чаяндинского НГКМ.

В скв. 321-47 кровля самого верхнего пропластка-коллектора находится на глубине 1675,5 м. На глубине 1669 м (6,5 м над кровлей пропла-стка-коллектора) расположена поверхность размыва, а кровлю хамакин-ского горизонта помещают еще выше - на глубину 1667 м (рис. 4).

В скв. 321-52 кровля верхнего пласта-коллектора находится на глубине 157,6 м. Поверхность размыва расположена выше этой отметки на 68 м (1508 м), а кровлю хамакинского горизонта проводят на глубине

1505,5 м (рис. 5).

В скв. 321-55 выше глубины 1581,6 м пород-коллекторов нет. Поверхность размыва расположена на глубине 1505 м, т.е. на 76,6 м выше по разрезу, а кровлю продуктивного хамакинского горизонта, учитывая положение промыслово-геофизического репера НГК, помещают на глубину 1504 м (рис. 6).

Таким образом, приведенные выше примеры показывают, что положение в разрезах скважин верхней границы хамакинского продуктивного горизонта никак не связано с пространственным размещением пород-коллекторов в этих же скважинах. Граница эта никак не увязана и с периодичностью активизации тектонической деятельности на территории Непско-Ботуобинской антеклизы. Иначе верхняя граница хамакинского горизонта проходила бы по поверхности размыва - там, где завершается один цикл осадконакопления и начинается следующий (т.к. вертикальные движения земной поверхности регионального и локального масштабов во многом и определяют непрерывность или прерывистость процессов седиментации, т. е. обусловливают наличие цикличности). Эта граница не является и биостратиграфической, т.к. в древних толщах рифея и нижнего венда временные границы приурочены к поверхностям размывов и перерывов.

Местоположение кровли хамакинского продуктивного горизонта на Чаяндинском НГКМ было определено как гипсометрический уровень вскрытия продуктивных пород-коллекторов нижнепаршинской подсвиты в наиболее высоко расположенных скважинах. Затем с помощью построения корреляционных схем эта граница в качестве синхронного репера была зафиксирована и в остальных скважинах месторождения. Такой подход представляется совершенно оправданным, но только в том случае, если породы-коллекторы двух различных циклостратиграфических подразделений имеют доказанную гидродинамическую связь, формируют одну и ту же залежь углеводородов и могут быть единым объектом разработки.

Нижней границей хамакинского продуктивного горизонта является поверхность несогласия между верхней и нижней подсвитами паршин-ской свиты (см. рис. 2). Существование поверхности размыва в разрезах скважин, особенно если данный перерыв в осадконакоплении охватывает значительную территорию в несколько тысяч квадратных километров, должно быть обязательно подтверждено наличием в керне грубообломочного материала. Рассмотрим в качестве примера керн упомянутых скважин (321-43, 321-47, 321-52, 321-55), поднятый с соответствующих глубин.

В скв. 321-43 подошва хамакинского продуктивного горизонта отбивается на глубине 1834 м. Подошва самого нижнего пласта-коллектора находится на глубине 1827,8 м. В интересующем нас интервале пород с 1818,8 до 1836,5 м вынос керна составил 100 %. Представим краткое макроописание этих пород:

1818,8-1821,4 м - песчаник серый, плотный, мелкозернистый;

1821.4-1824,5 м - среднезернистый доломитизированный плотный песчаник с пропластками зеленой глины и доломита крупнокристаллического, плотного, массивного;

1824.5-1827,8 м - среднезернистый плотный массивный песчаник с прослоями серо-зеленых глин и среднезернистых битуминозных алевролитов черного цвета. Внизу интервала присутствует в виде интракластов зеленая глина;

1827.7-1836,4 м - переслаивание тонкодисперсных зеленых глин и черных битуминозных алевролитов.

Ни брекчии, ни конгломератов, ни гравия или гравелитов, ни каких бы то ни было грубообломочных породных образований на глубине 1834 м не отмечено.

В скв. 321-47 подошва хамакинского горизонта отбивается на глубине 1706 м. Вынос керна в интервале пород 1696,7-1706,0 м составляет 100 %:

1696.7-1699,7 м - переслаивание серого плотного массивного мелкозернистого песчаника и серо-зеленых глин. В основании интервала 40 см доломитизированного песчаника:

1699.7-1706,0 м - переслаивание плотного алевролита от серого до темно-серого с тонкодисперсной серо-зеленой глиной.

В скв. 321-47, как и в скв. 321-43, на нижней границе хамакинского горизонта грубообломочный материал не зафиксирован.

В скв. 321-52 нижняя граница хамакинского горизонта отбивается на глубине 1616,2 м. В интервале пород 1591,0-1617,0 м вынос керна составляет 100 %:

1591,0-1610,0 м - переслаивание мелкозернистого кварцевого песчаника с алевролитом и прослоями аргиллита;

1610-1617 м - темно-серый кварцевый мелкозернистый песчаник на карбонатно-глинистом цементе переслаивается с алевритистым песчаником и зеленовато-серыми аргиллитами.

Грубообломочный материал в месте, где расположена нижняя граница хамакинского продуктивного горизонта, и в этой скважине отсутствует.

В скв. 321-55 подошва хамакинского горизонта отбивается на глубине 1625,0 м. Вынос керна в интервале пород 1604,6-1625,0 м составляет 100 %:

1604.6-1608,7 м - переслаивание плотной зеленой глины с прослоями глины черной, слоистость горизонтальная;

1608.7-1622,3 м - среднезернистый песчаник от серого до темнокоричневого и черного цвета с включениями ангидрита и прослоями зеленой глины, слоистость горизонтальная;

1622,3-1625 м - тонкодисперсная глина от темно-зеленого до черного цвета с редкими прослоями среднезернистого песчаника и пропластком белого ангидрита толщиной 0,5 см, слоистость горизонтальная.

В скв. 321-55 так же, как и в предыдущих скважинах, наличие грубообломочного материала в том месте подошвы хамакинского горизонта, где сегодня проводится поверхность несогласия между верхней и нижней под-свитами паршинской свиты, не отмечено.

Аргиллиты и глинистые алевролиты нижней подсвиты во всех рассмотренных скважинах постепенно и последовательно без перерыва или размыва замещаются мелкозернистыми и среднезернистыми песчаниками верхней подсвиты паршинской свиты. Говорить о существовании на границе этих двух подсвит поверхности размыва должного основания нет.

Все четыре скважины располагаются почти по прямой линии в общем направлении с севера на юг на расстоянии примерно 55 км в центральной и южной частях месторождения, где, собственно, и распространены в основном породы хамакинского продуктивного горизонта.

Рассмотрим теперь ряд скважин, имеющих общее направление с запада на восток и пересекающих почти полностью Чаяндинское НГКМ в его центральной части на протяжении 17 км. Для демонстрации истории формирования пород хамакинского продуктивного горизонта и отображения протекающих при этом седиментационных процессов составим схему корреляции по линии скв. 841, 849, 846 и 321-11 (рис. 7). За линию выравнивания при составлении корреляционной схемы принимается поверхность размыва, которая располагается в верхней части хамакинского горизонта и

является, по всей видимости, границей между тирским и непским стратиграфическими горизонтами. Во всех четырех скважинах от подошвы ниж-непаршинской подсвиты до поверхности несогласия на каротажных диаграммах в местах резкого изменения литологического состава пород можно выделить ряд промыслово-геофизических реперов. Большая их часть располагается примерно параллельно друг другу. Анализ толщин отложений, заключенных между ними, свидетельствует о том, что первоначально одинаковые условия относительно глубоководного седиментогенеза установились на всем протяжении линии корреляции. Так, например, толщина пород между репером 0 (подошва паршинской свиты) и репером 2 в скв. 841 равна 55,2 м; в скв. 849 эта величина равна 56,2 м; в скв. 846 и 321-11 мощность этого интервала отложений равна соответственно 55,0 и 55,6 м. Приведенные цифры говорят о том, что в начале верхненепского времени, когда стали формироваться отложения паршинской свиты, морское дно было выровнено и на рассматриваемой площади отсутствовали как положительные, так и отрицательные более или менее значимые структуры. В это время отсутствовали структуры и на значительно большей территории, если учесть, что тот же интервал пород в скв. 321-47, 321-52 и 321-55 равен соответственно 54, 52 и 52 м. Скв. 321-43 подошву паршинской свиты не вскрывает. Таким образом, вся южная половина территории Чаяндинского НГКМ представляла в это время ровную поверхность, где условия осадко-накопления были примерно одинаковые.

Затем условия седиментогенеза на этой площади становятся менее глубоководными. В разрезе скважин появляется больше алевритовых и песчаных пропластков. Произошедшие изменения одновременно охватили рассматриваемый район, и подтверждением этому служит толщина пород, заключенных между реперами 2 и 6. В скв. 841 мощность данного диапазона отложений равна 41,0 м. В скв. 849, 846 и 321-11 эта величина достигает соответственно 41,0, 40,8 и 43,0 м. В скв. 841 подошва хамакинского горизонта, а следовательно, и поверхность несогласия, отбивается сегодня между реперами 2 и 6 на глубине 1555,6 м. Керн на этой глубине в скв. 841 не поднимался, но, судя по промыслово-геофизическим каротажным диаграммам и тому, что не только здесь, но и на 10 м выше по разрезу скважины среди преобладающих аргиллитов породы-коллекторы не выделяются, доказательств существования здесь поверхности размыва нет. В скв. 849, где подошву верхнепаршинской подсвиты отбивают на глубине 1625,0 м, в интересующем нас интервале отложений имеется

макроописание керна. Правда, его вынос составляет лишь 80 % от проходки на глубине 1620,9-1631,1 м. Верхние 2,6 м представлены мелко-и тонкозернистыми песчаниками коричневато-серого цвета с пропласт-ками голубовато-зеленых аргиллитов.

Следующие 1,65 м - серые, коричневато-серые, светло-серые разнозернистые кварцевые песчаники с включениями пелитового материала и с тонкими пропластками голубовато-зеленых и темно-серых аргиллитов. Нижние 3,9 м - это голубовато-зеленые, серые, темно-серые аргиллиты, частично с тонкими редкими пропластками песчаников. В скв. 846 подошва хамакинского горизонта находится на глубине 1616,3 м. В интервале пород 1606,6-1620,5 м вынос керна составляет лишь 15 % от проходки. Порода представлена в основном мелко- и среднезернистыми песчаниками, которые переслаиваются зеленовато-серыми алевролитами и аргиллитами. В скв. 321-11 с глубины 1648,0 м, где должна располагаться поверхность размыва, керн не поднимался. Метром выше скважинным керноот-борником был поднят образец породы, представляющий собой темносерый песчаник с прослоями темно-зеленого аргиллита.

Ни в одной из скважин в керне не встречаются ни брекчия, ни конгломерат, ни гравелит и т.д. Более того, если в рассмотренном интервале пород присутствует поверхность крупного несогласия, которое сегодня отмечается во всех скважинах Чаяндинского НГКМ, то почему под плоскостью размыва пласты, заключенные между показанными на схеме корреляции реперами, не меняют свою толщину в сторону уменьшения? Что этот размыв размывал, если он все-таки был? Например, для демонстрации существования перерыва в осадконакоплении на границе между тирским и непским стратиграфическими горизонтами достаточно проанализировать корреляционную схему (см. рис. 7). Толщина пород от репера 7 до поверхности размыва в скв. 321-11 равна 43,8 м. Мощность этих отложений, последовательно размываемых, уменьшается в сторону скв. 841 и достигает в ней толщины 5,9 м.

скв. 846

2

3

I

00

I

00

1

00

.кв

с

и

и

н

К

о

С

и

и

Я

е

р

р

о

к

а

м

е

х

и

г-'

.с

и

Рц

Вполне возможное отсутствие перерыва в осадконакоплении на границе верхней и нижней подсвит паршинской свиты свидетельствует о том, что в едином крупном цикле седиментогенеза, который начинается от подошвы непского стратиграфического горизонта, хамакинский продуктивный горизонт представляет собой верхнюю регрессивную часть циклита. Это та часть, где относительно глубоководные глинистые осадки замещались более мелководными и грубообломочными отложениями, которые перед началом формирования нового, тирского цикла осадкона-копления были выведены на поверхность и подверглись значительному размыву, заметному во всех скважинах, пробуренных на Чаяндинском НГКМ.

Отсутствие размыва в подошве хамакинского горизонта совсем не отрицает возможности наличия внутриформационных перерывов осад-конакопления в период формирования продуктивного горизонта. Повышенная тектоническая активность в конце непского времени приводила к вертикальным движениям обоих знаков на отдельных площадях и блоках. Некоторые локальные территории в разное время и с различной интенсивностью выводились на дневную поверхность и подвергались процессам денудации. Северная половина территории Чаяндинского НГКМ представляла собой более приподнятый участок по сравнению с южным и поэтому она размывалась сильнее. Об этом свидетельствуют отсутствие в целом ряде скважин отложений верхнепаршинской подсвиты и то, что породы бюкской свиты со стратиграфическим и угловым несогласием залегают на аргиллитах нижнепаршинской подсвиты с глубоким размывом.

Внутреннее строение хамакинского продуктивного горизонта отличается высокой степенью сложности. Проведение корреляции разрезов скважин, отстоящих друг от друга даже на небольшие расстояния, связано со значительными трудностями из-за существенной макро- и микронеоднородности пород. Создание геологической модели хамакинского продуктивного горизонта требует переинтерпретации всего имеющегося геолого-геофизического материала и его тщательной проработки.

Список литературы

1. Люгай Д.В. Особенности освоения и проектирования разработки Чаяндинского НГКМ / Д.В. Люгай // Газовая промышленность. - 2010. -№ 4/654. - С. 56-58.

2. Мельников Н.В. Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Рифей и венд Сибирской платформы и ее складчатого обрамления / Н.В. Мельников, М.С. Якшин, Б.Б. Шишкин и др. - Новосибирск: Гео, 2005. - 428 с.

3. Постникова О.В. Палеогеографические и палеогеодинамические условия формирования рифей-вендского осадочного бассейна юга Сибирской платформы в связи с его нефтегазоносностью / О. В. Постникова, Л.Н. Фомичева, Л.В. Соловьева // Геология нефти и газа. - 2008. - № 1. -С. 8-15.

4. Мельников Н. В. Венд-кембрийский соленосный бассейн Сибирской платформы (стратиграфия, история развития) / Н.В. Мельников; Мин-во природ. ресурсов РФ, Сиб. научн.-исслед. ин-т геологии, геофизики и минерального сырья. - Новосибирск: Издательство СО РАН, 2009. -148 с.