Условия формирования среднеюрских песчаных резервуаров Тазовского месторождения (Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн)

УДК 551.762.2:553.9

И.А. Курасов1, А.В. Ступакова2, Н.И. Коробова3

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СРЕДНЕЮРСКИХ ПЕСЧАНЫХ РЕЗЕРВУАРОВ ТАЗОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Перспективы освоения среднеюрских отложений Тазовского месторождения связаны с литолого-минералогической спецификой коллекторов, представляющих основной резерв этого региона. Один из актуальных вопросов освоения глубоких среднеюрских горизонтов Тазовского месторождения — определение условий их формирования, что позволит определить перспективы их возможной нефтегазоносности не только на Тазовском месторождении, но и в северной части Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.

Ключевые слова: Западная Сибирь, батский региональный резервуар, терригенные отложения, условия формирования, аллювиально-озерные обстановки осадконакопления.

Perspectives of Tazovskoe field Middle-Jurassic strata development are associated with lithological and mineralogical characteristics of reservoirs, which are the main reserve of the region. The determination of their sedimentation environments is one of the main issues for the Tazovskoe field deep Middle-Jurassic horizons development, that will allow to evaluate the perspectives of their productivity not only on the Tazovskoe field, but also in the northern part of the West-Siberian oil-and-gas basin.

Key words: West Siberia, Bathonian regional reservoir, terrigenous deposits, sedimentation environments, alluvial-lacustrine sedimentation environments.

Введение. Строение среднеюрских отложений, а именно коллекторов малышевской свиты (верхняя часть байосского яруса — батский ярус) на севере Западно-Сибирского бассейна, представляет интерес в связи с поиском новых крупных месторождений и залежей углеводородов на полуостровах Ямал и Гыдан и их акваториальном продолжении на севере Западной Сибири. В среднеюрских песчаных отложениях уже открыты крупные залежи на Уренгойском, Тазовском, Береговом, Юбилейном, Геофизическом, Новопортовском, Малоямальском, Бованенковском, Харасавэйском, Малыгинском, Северно- и Западно-Тамбейском масторождениях (рис. 1). Залежи по составу нефтегазовые, нефтегазоконденсатные и газоконденсатные.

Перспективы среднеюрских отложений обусловлены относительно неплохими емкостно-филь-трационными свойствами песчаных коллекторов и наличием надежной келловейско-верхнеюрской региональной покрышки. Строение, состав и область распространения потенциально-нефтегазоносных отложений среднеюрского возраста крайне изменчивы по площади, что затрудняет прогноз качества коллекторов и поиск новых скоплений углеводородов в их пределах.

Тазовское месторождение многопластовое, по запасам углеводородного сырья относится к крупным. Оно расположено в пределах Пур-Тазовской

нефтегазоносной области. Среднеюрские отложения распространены повсеместно и представлены породами малышевской свиты, включающими пласты Ю2—Ю4. Разрез малышевской свиты вскрыт практически полностью и максимально полно представлен керновым материалом. Из среднеюрских резервуаров Тазовского месторождения получены притоки газа и конденсата (15—188 м3/сут) и нефти (0,2—3 м3/сут) [Ермаков, Скоробогатов, 1988]. Юрские коллекторы характеризуются широким диапазоном пористости (до 22,5%) и в основном низкой проницаемостью (до 2-10"3 мкм2).

Строение среднеюрских резервуаров Тазовского месторождения. Проницаемый комплекс характеризуется цикличным чередованием песчаников, алевролитов и глин с прослоями углистых пород. В его строении выделяются циклиты разного порядка — от элементарных на уровне слойков до крупных, включающих песчаные пласты и пачки алевролито-глинистых пород, имеющих региональное распространение (рис. 2). В качестве последних подразделений выделено несколько циклически построенных пачек, которые кроме глин и алевролитов, составляющих их основной объем, содержат регионально выраженные песчаные пласты Ю2—Ю4 [Шемин и др., 2001].

Методика исследований. Для определения условий формирования среднеюрских резервуаров Тазовского месторождения выбран метод, основанный на вы-

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, аспирант; e-mail: kurasov88@mail.ru

2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, зав. кафедрой, профессор; e-mail: stoupakova@gmail.com

3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, ассистент; тел. 8(495) 939-30-22.

делении цикличности в строении разреза. Разрез состоит из периодически повторяющихся циклитов, где наиболее грубообломочные песчаные и алевролито-песчаные отложения русел и прирусловых отмелей сменяются вверх по разрезу тонкозернистыми пойменными алевролито-глинистыми и глинистыми породами. Разрез циклита венчается пластом угля, характерным для озерно-болотной обстановки осадконакопления, что свидетельствует об обмелении бассейна. Каждый циклит состоит из двух слоев или более, которые называются элементами циклита. Элементарный циклит — низшая слоевая ассоциация, она выделяется в осадочной толще визуально и не делится на соподчиненные циклиты. Схожие по строению элементарные циклиты, имеющие определенное изменение облика, объединяются в циклопачки, представляющие циклиты более высокого порядка [Иванов и др., 2008].

Расчленение разреза проводилось на основе работ А.А. Чистякова, занимавшегося изучением современных аллювиально-озерных отложений [Чистяков и др., 2000]. Эти данные можно экстраполировать и на более древние осадки, накапливавшиеся в аналогичных условиях в среднеюрское время на Тазовском месторождении. В результате были выделены три основные фации — русловая, пойменная и озерно-болотная. Их различие обусловлено разной обстановкой формирования осадков (рис. 3).

Среднеюрский разрез Тазовско-го месторождения. Позднебайос-ско-батские аллювиально-озерные отложения представлены тонким чередованием песчаных, алевро-лито-песчаных, алевролитовых, глинисто-алевролитовых, алевролито-глинистых и глинистых пород с прослоями углей. В их составе выделяются три продуктивных пласта — Ю2, Ю3 и Ю4. Объект исследований — продуктивные пласты, керн отобран из скважины Т-83 Тазовского месторождения по 7 интервалам. В интервалы отбора керна попали два продуктивных пласта — пласт Ю2 (глубина выноса керна 3924,3—3955,6 м, мощность 31,3 м) и пласт Ю4 (глубина выноса керна 4052,3—4100,4 м, мощность 48,1 м).

1

О 3

Рис. 1. Расположение месторождений с выявленными залежами в среднеюрском комплексе: месторождения: 1 — Береговое, 2 — Юбилейное, 3 — Уренгойское, 4 — Тазовское, 5 — Новопортовское, 6 — Малоямальское, 7 — Бованенковское, 8 — Харасавэйское, 9 — Западно-Тамбейское, 10 — Северо-Тамбейское, 11 — Малыгинское, 12 — Геофизическое; 1—3 — месторождения по типу флюида: 1 — нефтегазоконденсатные, 2 — га-зоконденсатные, 3 — газонефтяные

В составе пласта Ю2 снизу вверх по разрезу выделяются три циклопачки:

1) глинисто-песчано-алевролитовая циклопачка (содержание алевролитов 54,2%, песчаников — 38,9, глин 6,9%) мощностью 10,49 м построена 11 цикли-тами двухчленного строения мощностью 0,37—1,78 м. Нижние элементы циклитов имеют песчаный и алевролито-песчаный состав, для них характерны горизонтальная и пологая косая слоистость, а также биотурбированность. Эти отложения накаплива-

Описание пород

Битуминозные сильноуплотненные глины, в нижней части глауконитовые песчаники залегают в виде линз размером до 5 см. Нижняя часть свиты представлена мелко-среднезерни-стыми глауконитовыми песчаниками

Грубослоистые средне-мелкозернистые светлосерые песчаники. Для пачки песчаников характерна грубая цикличность. Мощность отдельных циклов 0,6-1,5м. В основании циклов залегают наиболее грубые разности песчаников, до крупнозернистых с глинистыми окатышами, переходящие постепенно в средне-мелкозернистые песчаники с глинистыми слойками. Завершается цикл мелкозернистыми песчаниками. В нижних частях интервала (2,5 м) мелкозернистые песчаники постепенно переходят в песчанистые крупнозернистые алевролиты

В верхней части глинистые мелкозернистые алевролиты с алевритовыми глинами темно-серого цвета. В средней части пачка тонкоритмичного переспаивания мелкозернистых алевролитов и мелкозернистых песчаников. Нижняя часть сложена алевролитами темно-серыми глинистыми, аргиллитами темно-серыми до черных, углистыми с редкими прослоями крупнозернистых алевролитов. Ниже залегают песчаники, мепко-среднезернистые, хорошо сортированные, светло-серого цвета, переслаивающиеся с песчанистыми, крупнозернистыми алевролитами и глинистыми темно-серыми мелкозернистыми алевролитами

Пласт представлен песчаниками, постепенно переходящими через крупнозернистые алевролиты к глинисто-углистым алевролитам. Завершается пласт ЮЗ углем или черным сильноуглистым аргиллитом_

Переслаивание песчаников от мелко- до крупнозернистых, алевролитов крупнозернистых и углистых аргиллитов (мощность прослоев до 0,2 м), ближе к концу пласта прослой |(0.05 см) угля блестящего_

Ритмичное переслаивание мелко-, средне-зернистых песчаников серых и буровато-серых и темно-серых мелкозернистых горизонтально-слоистых алевролитов

Рис. 2. Сводная литологическая колонка юрских отложений Тазовского месторождения

Гпинистые и алевритовые отложения поймы

Алевриты и пески прируслового вала

Пески и грубообломочные отложения русла

Отложения поймы имеют волнистую и горизонтальную текстуру, нарушенную остатками корней и ходами илоедов, иногда заболочены. В болотах образуется торф, который с течением времени превращается в прослои углей

Отложения прируслового вала обладают сменой текстур в разрезе от однонаправленных косослоистых до перекрестных, волнистых и параллельных горизонтальных, иногда содержат остатки корней Отложения русловые обладают однонаправленной косой слоистостью, вблизи подмываемого берега имеют массивную структуру

Рис. 3. Строение аллювиальных циклитов, по М.К. Иванову и др. [2008]

лись в условиях прируслового вала и верхней части поймы. Верхние элементы циклитов представлены пойменными биотурбированными алевролитовыми, глинисто-алевролитовыми и глинистыми отложениями с горизонтальной и горизонтально-линзовидной слоистостью;

2) углисто-глинисто-алевролито-песчаная цик-лопачка (содержание песчаников 49,7%, алевролитов — 42,3, глин 8%) мощностью 17,44 м состоит из 17 циклитов мощностью 0,83—2,4 м (рис. 4). Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов представлены песчаными и алевролито-песчаными породами с косой, тонкой линзовидной слоистостью, периодически встречаются следы ряби. Нижние элементы циклитов накапливались в условиях прируслового вала и верхней части поймы. Верхние элементы циклитов представлены пойменными алевролитовыми, глинисто-алевролитовыми, глинистыми и углисто-глинистыми элементами с прослоями углей мощностью 0,1 м. Для них характерны горизонтальная, линзовидная слоистость, а также сильная биотурбированность. Углисто-глинистые и углистые породы накапливались в озерно-болотных обстановках, а в дальнейшем перекрывались русловыми и пойменными отложениями;

3) песчано-алевролитовая циклопачка (содержание алевролитов 53,2%, песчаников 46,8%) мощностью 3,57 м состоит из 6 циклитов мощностью 0,37—1,38 м. Циклиты имеют двухчленное строение.

Нижние элементы циклитов сложены песчаными и алевролито-песчаными породами с горизонтальной и линзовидной слоистостью, которые накапливались на границе русла и поймы, в прирусловой части поймы. Верхние элементы циклитов состоят из пойменных биотурбированных алевролитовых и глинисто-алевролитовых пород с горизонтальной и линзовидной слоистостью.

Пласт Ю4 представлен 4 интервалами керна, отобранными на глубине 4052,4—4100,4 м, мощность 48 м. В составе пласта Ю4 снизу вверх по разрезу выделяются 6 циклопачек:

1) углисто-глинисто-песчано-алевролитовая циклопачка (содержание алевролитов 63,9%, песчаников — 30,3, глин 5,8%) мощностью 4,05 м состоит из 3 циклитов мощностью 1,06, 0,94 и 2,05 м. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов представлены песчаными и алевролито-песчаными отложениями, горизонтально-слоистыми, иногда косослоистыми, линзовидными, частично биотурбированными. Отложения нижних элементов циклитов сформировались на границе русла и поймы, в прирусловой части поймы. Верхние элементы циклитов состоят из пойменных биотурбированных алевролитовых, глинисто-алевролитовых, глинистых и углисто-глинистых отложений с прослоями углей с горизонтально-линзовидной слоистостью. Углисто-глинистые отложения верхних элементов циклитов накапливались в озерно-болотных обстановках;

Рис. 4. Строение циклита № 8 2-й пачки пласта Ю2 Тазовского месторождения (скважина Т-83). Условия формирования: 1 — русло,

прирусловой вал; 2 — пойма

2) глинисто-алевролито-песчаная циклопачка (содержание песчаников 75,8%, алевролитов — 20,6, глин 3,6%) мощностью 6,2 м состоит из 9 циклитов мощностью 0,25—1,26 м. Циклиты имеют двухчленное строение. Нижние элементы циклитов состоят из аллювиальных косослоистых, линзовидных песчаных и алевролито-песчаных отложений, в которых встречаются остатки корней растений. Верхние элементы

циклитов состоят из поименных горизонтально-слоистых биотурбированных глинисто-алевролитовых и глинистых отложений;

3) углисто-глинисто-алевролито-песчаная циклопачка (содержание песчаников 41,9%, алевролитов — 38,3, глин 19,8%) мощностью 12,55 м состоит из 9 циклитов мощностью 0,48—2,79 м. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение (рис. 5). Нижние

Пласт

Q

Мощность,

M

CD

s

CD й

з

2,79 м

g m 2 Л

О а.

(О I

s

ю >

.с;

а>

DÛ

=г

4084

4085

4086

т/с.ч

Литология

СО

о.

,а>

Включения

§8 а. аз О т

: DO

= SS

¡им

о с

о §

LÛ

О

с

Русло

Рис. 5. Строение циклита № 3 3-й пачки пласта Ю4 Тазовского месторождения (скважина Т-83). Условия формирования: 1 — русло, прирусловой вал; 2 — пойма; 3 — озерно-болотные обстановки

ш

2 >s О

с

с; л m

>s о m о

5 >.

Q. S

CL

С

элементы циклитов представлены песчаными, реже алевролито-песчаными отложениями, горизонтально- и волнистослоистыми, реже косо- и линзовидно-слоистыми, которые сформировались в условиях прирусловой части поймы и русловой отмели. В нижних элементах циклитов встречаются остатки корней растений. Верхние элементы циклитов состоят из пойменных биотурбированных горизонтально- и линзовидно-слоистых алевролитовых, глинисто-алевролитовых, глинистых отложений с прослоями углей. Углисто-глинистые отложения верхних элементов циклитов накапливались в озерно-болотных обстановках осадконакопления;

4) алевролито-песчаная циклопачка (содержание песчаников 87,1%, алевролитов 12,9%) мощностью 10 м состоит из 4 циклитов мощностью 5,32, 0,62, 2,77 и 1,33 м. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов представлены косослоистыми, реже горизонтально- и волнисто-слоистыми песчаниками, которые сформировались в условиях прирусловой отмели. Текстурные элементы пород нередко нарушены корнями растений. Верхние элементы циклитов состоят из пойменных горизонтальнослоистых песчано-алевролитовых, алевролитовых отложений;

5) глинисто-алевролито-песчаная циклопачка (содержание песчаников 50,8%, алевролитов — 41,3, глин 7,9%) мощностью 7,14 м состоит из 9 циклитов мощностью 0,36—1,35 м. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов состоят из алевролито-песчаных и песчаных отложений с косолинзовидной, реже горизонтальноволнистой текстурами, нередко нарушенных корнями растений и биотурбацией. Эти отложения сформировались в условиях русловой отмели. Верхние элементы цикли-тов представлены пойменными биотурбированными, а также горизонтально- и линзовиднослоистыми алевролитовыми, глинисто-алевролитовыми и глинистыми отложениями;

6) алевролито-песчаная циклопачка (содержание песчаников 75,7%, алевролитов 24,3%) мощностью 8,11 м состоит из 5 циклитов мощностью 0,62—3,6 м. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов состоят из аллювиальных косослоистых и косолинзовидных песчаных и алевролито-песчаных отложений, нередко содержащих остатки корневых систем растений. Они сформировались в условиях зарастающих русловых отмелей. Верхние элементы циклитов представлены пойменными биотрубированными горизонтальнослоистыми глинисто-алевролитовыми отложениями.

В целом отложения пластов Ю2 и Ю4 Тазов-ского месторождения характеризуются практически идентичным строением, характерным для аллю-виально-озерных обстановок осадконакопления. Циклиты имеют двух- и трехчленное строение. Нижние элементы циклитов представлены песчаными, алевролито-песчаными породами речных русел и

прирусловых валов. Верхние элементы циклитов характеризуются более сложным строением и сложены глинисто-алевролитовыми, алевролито-глинистыми, глинистыми и углисто-глинистыми отложениями с прослоями углей пойменного и озерно-болотно-го генезиса. Верхние части циклитов венчают угли. Всего в циклопачке 2 пласта Ю2 и циклопачках 1 и 3 пласта Ю4 выделено 3 углистых пласта.

Наибольшими перспективами обладают мощные русловые отложения мощностью 9 м пласта Ю4.

Характеристика природных резервуаров среднеюр-ских отложений Тазовского месторождения. Пласт Ю2 характеризуется средним значением открытой пористости 11,5% (минимальное значение 4,1%, максимальное 15,2%). Наибольшие значения открытой пористости имеют песчаники и алевролито-песчаные отложения русел и прирусловых валов. Для них коэффициент проницаемости в среднем составляет 0,332Т0-3 мкм2 (при максимальном значении 0,84Т0-3 мкм2 и минимальном 0,075Т0-3 мкм2). Здесь выделяются коллекторы III и IV класса [Ханин, 1973].

Для пласта Ю4 значения средней открытой пористости составляют 12,8%, минимальное 4,7%, максимальное 16,7%. Наибольшие значения открытой пористости приурочены также к песчаникам и алевролито-песчаным отложениям русел и прирусловых валов и отмелей, содержащих наименьшее количество седиментационного глинистого цемента, а также обладающих средней сортировкой обломочного материала. Значения коэффициента проницаемости для пласта Ю4 составляют в среднем 0,4-10-3 мкм2 при максимальном значении 110-3 мкм2 и минимальном 0,088Т0-3 мкм2. Наибольшими перспективами обладает толща песчаников мощностью 9 м, практически полностью слагающая пачку 4. Для нее характерны наивысшие показатели пористости и проницаемости (пористость в пределах 12,6—16,7%, проницаемость до 110-3 мкм2).

Заключение. Среднеюрские песчаные резервуары Тазовского месторождения сложены неравномерным чередованием песчаников, алевролитов и глин с прослоями углей континентального генезиса (аллювиального—озерного). В их составе выделяются циклиты, имеющие, как правило, двух-, реже трехчленное строение: нижние элементы циклитов представлены песчаными и алевролито-песчаными породами, которые сформировались в условиях русла и прирусловой отмели, где образовывали прирусловые валы, верхние — алевролитовыми, алевролито-глинистыми, глинистыми и углисто-глинистыми отложениями, образовавшимися в пойме или озерно-болотных условиях осадконакопления.

Для продуктивных отложений пластов Ю2—Ю4 характерны средние значения пористости (11—17%) и низкие проницаемости (до 1 мД). Наиболее перспективны отложения прирусловых валов и русловых отмелей мощностью до 10 м пласта Ю4, характеризующиеся наилучшими коллекторскими свойствами.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Ермаков В.И., Скоробогатов В.А. Термоглубинные условия газонефтеносности юрских отложений северных районов Западной Сибири // Геология нефти и газа. 1988. № 11. С. 17-25.

Иванов М.К., Бурлин Ю.К., Калмыков Г.А. и др. Петро-физические методы исследования кернового материала. Терригенные отложения: Уч. пособие: В 2 кн. Кн. 1. М.: Изд-во Моск. ун-та, 2008. С. 16-27.

Ханин А.А. Породы—коллекторы нефти и газа нефтегазоносных провинций СССР. М.: Недра, 1973. 304 с.

Чистяков А.А., Макарова Н.В., Макаров В.И. Четвертичная геология. М.: ГЕОС, 2000. С. 68-90.

Шемин Г.Г., Нехаев А.Ю., Рябкова Л.В. и др. Высокоразрешающая стратиграфия нефтегазоносных отложений нижней и средней юры северных районов Западной Сибири // Геология и геофизика. 2001. Т. 42, № 5. С. 749-765.

Поступила в редакцию 01.11.2013