Определение местоположения в разрезах скважин Чаяндинского месторождения границ хамакинского продуктивного горизонта

Ключевые слова:

месторождение,

свита,

корреляционная

схема,

геологический

профиль,

циклит,

горизонт.

Keywords:

field,

suite,

the correlation scheme,

the geological profile,

cycle,

horizon.

УДК

А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова, Н.Ю. Канунникова, О.А. Саприна

Определение местоположения в разрезах скважин Чаяндинского месторождения границ хамакинского продуктивного горизонта

Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на территории Республики Саха (Якутия), на северо-восточном склоне Непско-Пеледуйского свода Непско-Ботуобинской антеклизы. В стратиграфическом отношении разрез месторождения сложен протерозойскими породами фундамента и вендскими, кембрийскими, юрскими, четвертичными отложениями осадочного чехла. Скопления жидких и газообразных углеводородов на месторождении приурочены к терригенным и терригенно-сульфатно-карбонатным породам венда и кембрия.

На месторождении выделено три основных продуктивных горизонта: ботуобин-ский - в нижнебюкской подсвите верхнего венда; хамакинский и талахский - в неп-ском стратиграфическом горизонте нижнего венда.

На сегодняшний день официально считается, что ботуобинский продуктивный горизонт содержит газовую шапку и нефтяную оторочку, а хамакинский и талахский характеризуются наличием лишь газовых залежей.

Однако некоторые скважины, пробуренные на Чаяндинском месторождении в последнее время, нарушают эту стройную закономерность. Так, в скв. 321-49 из продуктивного хамакинского горизонта при опробовании была получена нефть дебитом 10,05 м3/сут; в скв. 321-62 из пород того же продуктивного горизонта получена нефть дебитом 0,5 м3/сут; в скв. 321-67 приток нефти при опробовании составил 10,6 м3/сут. Скважина 321-49 находится на восточной окраине месторождения в пределах Саманчакитского блока. Две остальные скважины (321-62 и 321-67) территориально расположены ближе к центру месторождения на Южном блоке.

Приведенные выше факты свидетельствуют в первую очередь о том, что геологическая модель месторождения, официально принятая на сегодняшний день, не является достаточно корректной и нуждается в доработке и уточнении. Последний подсчет запасов углеводородов на Чаяндинском месторождении (а следовательно, и создание официально принятой модели) происходил в 2000 г. После этого геологическая модель не изменялась и существенных преобразований не претерпела. Согласно этой модели, хамакинский продуктивный горизонт начинается отложениями, которые с размывом залегают на породах нижнепаршинской подсвиты, и заканчивается в кровле грубообломочных пород мощностью в несколько метров, залегающих над региональным размывом, расположенным в прикровельной части верхнепаршинской подсвиты. Подтвердить или опровергнуть правильность выделения границ продуктивного хамакинского горизонта до самого последнего времени было довольно сложно из-за утраченного по объективным причинам кернового материала, поднятого из скважин, пробуренных до проведения последнего подсчета запасов нефти и газа.

В последние годы на Чаяндинском месторождении пробурен целый ряд новых разведочных скважин. Керн, отобранный в них, хранится и изучается в Корпоративном кернохранилище ООО «Газпром ВНИИГАЗ». Следовательно, появилась возможность уточнить пространственное расположение стратиграфических подразделений в этих скважинах, в том числе границ продуктивного хамакинского горизонта, и проследить их площадное распространение [1, 2, 3, 4].

В качестве примера рассмотрим скв. 321-55, пробуренную в южной части месторождения (рис. 1).Через нее проходят в общем направлении с юга на север корре-

линии корреляционных схем и геологических профилей

Рис. 1. Чаяндинское НГКМ. Схематическая карта района работ

ляционная схема (рис. 2) и геологический профиль (рис. 3). На корреляционной схеме показаны 20 литологических границ, которые удалось не только выделить в разрезе скважин, но и проследить их от одной скважины к другой. И корреляционная схема, и геологический профиль наглядно демонстрируют, как продуктивные ботуобинские песчаники (границы 19-20), давшие приток газа в скв. 321-52 дебитом 9,1 т м3/сут, в южном направлении исчезают под плоскостью более позднего размыва (граница 20), который, по мнению авторов, имел место на границе верхнебюкской и ниж-небюкской подсвит.

В скв. 321-52 кровля хамакинского горизонта официально принимается на глубине 1505 м, или на три метра выше границы 18, где находится поверхность регионального размыва. В скв. 321-55 кровля хамакинского горизонта принимается сегодня на глубине 1517,5 м, или на три метра выше границы 16, согласно корреляционной схеме. В скв. 803 из-за предверхне-бюкского размыва нет ни ботуобинских песчаников, ни отложений тирского стратиграфиче-

ского горизонта, к которому они приурочены, ни поверхности регионального размыва и лежащей над ней пачки грубообломочных пород, с кровлей которых связывают в настоящее время верхнюю границу хамакинского продуктивного горизонта. Именно поэтому в интервале пород 1440-1450 м, который сегодня еще понимается как ботуобинский продуктивный горизонт, породы-коллекторы не встречены, а представлен этот интервал, согласно макроописанию керна из Дела скважины, низко поровыми глинистыми песчаниками. Кровлю хамакин-ского продуктивного горизонта в скв. 803 помещают на глубине 1489 м, где на корреляционной схеме выделяется литологическая граница 13, а на каротажных диаграммах довольно затруднительно наметить поверхность регионального размыва.

Таким образом, на корреляционной схеме, составленной из трех последовательно расположенных с юга на север скважин, отчетливо продемонстрировано, что кровля хамакинско-го продуктивного горизонта в каждой из этих скважин находится на разных уровнях.

Скв. 321-55

Рис. 2. Корреляционная схема по линии скв. 803 - Э21-52

Еще более явно данное утверждение проявляет себя на корреляционной схеме и геологическом профиле, которые имеют общее направление с запада на восток и построены по линии скв. 752 - 321-53 (рис. 4 и 5). В скв. 321-52 хамакинский продуктивный горизонт выделяется в интервале пород 1505,5-1616,2 м (границы 7-18) и имеет толщину, равную 110,7 м. В скв. 321-53 хамакинский горизонт имеет мощность всего лишь 48,5 м и простирается от глубины 1666 м до отметки 1714,5 м (границы 7-10). Создается впечатление, что для опре-

деления местоположения кровли хамакинского продуктивного горизонта не разработаны четкие и общепринятые критерии. В одном случае верхняя граница этого горизонта связывается с перерывом в осадконакоплении перед началом формирования отложений тирского времени, в другом - она приурочена к появлению в разрезе скважин пород-коллекторов, в третьем - кровля продуктивного хамакинского горизонта проводится практически произвольно.

В настоящее время принято считать, что рассматриваемый авторами хамакинский гори-

Рис. 3. Геологический профиль по линии скв. 803 - 321-55 - 321-52

зонт залегает на аргиллитах нижнепаршинской подсвиты с размывом. Действительно, в единичных скважинах наблюдается именно такая картина. В частности, на рис. 4 и 5 в скв. 752 видно, что породы нижнепаршинской подсви-ты были подвергнуты глубокому размыву, и на них со стратиграфическим и угловым несогласием залегают отложения верхнепаршинской подсвиты, которая соответствует седимента-ционному циклу II. Но обнаружится ли наличие поверхности размыва между нижнепар-шинской и верхнепаршинской подсвитами и в других скважинах? На корреляционную схему (см. рис. 4) помещен геолого-геофизический разрез скв. 321-52 (в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» имеется керн этой скважины, поднятый из нижней части хамакинского продуктивного горизонта и освещающий границу между нижне- и верхнепаршинскими подсвитами). Эта граница проходит на глубине 1616,2 м. Выше данного уровня вместо грубообломочного материала,

присущего поверхностям размыва, встречаются первоначально прослои серо-зеленоватых глин и алевролитов, постепенно сменяющихся выше по разрезу скважины мелкозернистыми песчаниками. Согласно этим литологическим признакам, в подошве хамакинского горизонта проводить эрозионную поверхность нельзя. В керне скв. 321-53 на границе нижне- и верхнепаршинских подсвит (граница 7) обнаружена десятиметровая пачка переслаивания коричнево-серых среднезернистых и мелкозернистых песчаников с тонкими прослоями темно-серого аргиллита и ангидрита. Брекчии, конгломератов, гравелитов или крупнозернистых песчаников в этом интервале пород нет. Следовательно, намечать здесь присутствие поверхности размыва довольно проблематично. В скв. 321-57 (рис. 6 и 7) над верхней границей нижнепаршинской подсвиты залегает пачка пород мощностью до 3,5 м, включающая отдельные глинистые интракласты

и переслаивающиеся с крупнозернистыми песчаниками среднезернистые песчаники и аргиллиты. В скв. 803 и 808 (см. рис. 6), из которых отбирался не сохранившийся на сегодняшний день керн, по описанию, взятому из Дел скважин, над кровлей нижнепаршинской подсви-ты (границы 6 и 5, соответственно) встречены мелкозернистые глинистые песчаники.

Более детально можно рассмотреть, какими породами представлено основание хама-кинского продуктивного горизонта на примере скв. 321-55 (в ООО «Газпром ВНИИГАЗ» имеется достаточный керновый материал) (см. рис. 2 и 3).

В интервале 1580,0-1616,5 м (границы 7-11) выделяется ряд литотипов пород: гравелиты; песчаники средне-крупнозернистые со смешанным цементом; песчаники мелкосреднезернистые с регенерационным кварцем

и пятнистым кальцитовым цементом; песчаники мелкозернистые со смешанным цементом; песчаники мелкозернистые алевритистые с базальным глинистым цементом; алевролиты мелкозернистые с поровым и базально-поровым глинистым цементом; аргиллиты алевритистые.

Двенадцатиметровая пачка пород, залегающая на кровле нижнепаршинской подсвиты (границы 7-9), представлена аргиллитами зеленого цвета (с прослоями и линзами мелкозернистых алевролитов с поровым и базально-поровым глинистым цементом). Аргиллиты переслаиваются с мелкозернистыми и среднезернистыми песчаниками (от темно-коричневого до черного цвета со смешанным цементом), а также с прослоями и линзами алевролитов и аргиллитов. Слоистость преимущественно горизонтальная, подчеркнутая чередованием

Рис. 5. Геологический профиль по линии скв. 752 - 806 - 321-52 - 321-53

цветов. Встречаются включения ангидрита белого цвета.

Средняя часть разреза (границы 9-10) сложена песчаниками средне-крупнозернистыми со смешанным цементом и обломками гравийной размерности, иногда образующими прослои гравелита, с тонкими прослоями и линзами аргиллита, переслаиванием аргиллитов и песчаников среднезернистых и крупнозернистых (рис. 8). Здесь, согласно литологическим критериям, в интервалах глубин 1593-1594 м и 1600-1601 м, возможно, находятся поверхности размывов.

Верхняя часть разреза (границы 10-11) представлена песчаниками мелкозернистыми (со смешанным цементом), песчаниками мелко-среднезернистыми (с регенерационным кварцем и пятнистым кальцитовым цементом), с частыми прослоями аргиллитов, песчаников средне-крупнозернистых и крупносреднезернистых (со смешанным цементом), с прослоями гравелита, единичными тонкими прослоями аргиллитов, аргиллитами с просло-

ями и линзами алевролитов и песчаников мелкозернистых. В интервале пород 1582-1584 м имеет место еще одна эрозионная поверхность.

На нижнепаршинские аргиллиты с ясно выраженным контактом залегают мелкозернистые и среднезернистые песчаники. В последовательно чередующихся прослоях наблюдается увеличение размера частиц в сторону оснований. На промыслово-геофизических диаграммах нижняя часть разреза имеет вид, характерный для русел рек или каналов. Встреченные многочисленные обломки аргиллитов типичны для такого типа осадков. Вероятно, это аллювиальные фации, сформированные в период падения уровня моря. Последующий подъем уровня моря, трансгрессивный тракт и тракт высокого стояния нашли свое отражение между границами 8 и 9, где осадки побережья снизу вверх последовательно сменяются осадками переходной зоны и шельфа.

Вновь наблюдаемый в керне резкий контакт на границе 9, определенный набор литологических разностей пород и блоковое строение

кривой гамма-каротажа (ГК) могут свидетельствовать о появлении (снова) в разрезе скважины аллювиальных фаций, что означает падение уровня моря и образование в последующем эрозионной поверхности.

Осадки, залегающие выше по разрезу вплоть до границы 10, накапливались, видимо, в обстановке ветвящейся или меандрирующей реки.

Аллювиальные отложения трансгрессивно перекрываются осадками переходной зоны и шельфа. Достигнув максимума, уровень моря на некоторое время стабилизируется, а затем вновь происходит подъем дна морского бассейна (границы 10-11). Относительно глубоководные осадки накапливались выше границы 11 вплоть до того момента, когда вся рассматриваемая территория в предтирское время была выведена на поверхность и подверглась значительному региональному размыву (граница18).

Согласно описанию пород верхнепаршин-ской подсвиты, ее нижняя часть, представленная преимущественно породами-коллекторами, не всегда залегает на нижнепаршинских аргиллитах с размывом. Поверхности размывов в ха-макинском продуктивном горизонте, конечно, наблюдаются, но, как правило, располагаются не в его основании, а выше по разрезу - где в силу активизации тектонических и седимента-ционных процессов один цикл осадконакопле-ния сменяется другим. Так как породы в основании верхнепаршинской подсвиты формировались в мелководных, а иногда и в континентальных условиях, то смена циклитов, вызванная перерывами в осадконакоплении, происходила довольно часто. Определить, какой из размывов является внутриформационным, а какой имеет региональное значение, и проследить его в разрезах других скважин при составлении корреляционных схем довольно сложно.

1488.1

Рис. 7. Геологический профиль по линии скв. 811 - 803 - 808 - 321-57

Рис. 8. Скв. 321-55. Верхнепаршинская подсвита. Хамакинский продуктивный горизонт. Глубина отбора образца - 1599,73 м. Интракласты аргиллитов в песчаниках средне-крупнозернистых со смешанным цементом. Без анализатора

Система ВЕНД Горизонт' ТИРСКИЙ ? НЕ П С К И Й Свита Б Ю К С К А Я < П А Р Ш Й Н С К А Я І ТАЛАХСКАЯ

Однако сделать это необходимо, так как именно поверхность регионального размыва может указать на глубину расположения кровли циклита I. Все циклиты, отраженные на рис. 2-7, соответствуют выделяемым в разрезах скважин подсвитам, отвечающим определенным стратиграфическим подразделениям, и имеют в своей кровле и подошве поверхности размывов с соответствующим набором литологических разностей грубообломочных пород. Циклит IV соответствует верхнебюк-ской подсвите, циклит III - нижнебюкской, и в его основании авторы проводят стратиграфическую границу между тирским и непским горизонтами, а следовательно, и между нижним и верхним вендом. Циклит II тождествен верхнепаршинской подсвите и в своем основании тоже имеет поверхность регионального размыва. Только циклит I не похож на все остальные. Его подошву авторы помещают на границу талахской и паршинской свит, где начинаются отложения нижнепаршинской под-свиты. Однако здесь до сегодняшнего дня не выявлено наличие перерыва в осадконако-плении. Следовавтельно, нарушается общая закономерность выделения седиментацион-ных циклов? По мнению авторов, это не совсем так. Если в подошве нижнепаршинской подсвиты поверхности размыва нет, то, вероятнее всего, основание циклита I следует помещать много ниже, а именно на границу та-лахской свиты с залегающими ниже породами, где выявлен крупный и отмечаемый практически во всех скважинах перерыв в осадко-накоплении. Скорее всего, осадки циклита I начинали формироваться при континентальных условиях и представляют собой ледниковые отложения (основание талахской свиты). Затем (при наступлении моря) постепенно условия седиментации стали меняться сначала на мелководные, а затем на более глубоководные с формированием пород, которые выделяются сегодня как нижнепаршинская под-свита. Последующий подъем дна седимента-ционного бассейна привел к фациальному замещению относительно глубоководных отложений на более грубообломочные осадки, которые, видимо, неоднократно выводились на поверхность и подвергались периодической и достаточно кратковременной денудации. Именно здесь нужно помещать кровлю циклита I, знаменующую окончание одного цикла осадконакопления и начало последующего.

Затем наступает время образования цикли-та II, характеризующего верхнепаршинскую подсвиту.

Столь пристальное внимание границам седиментационных циклов уделяется вследствие того, что именно такой подход позволяет уверенно выделять и прослеживать по разрезу и латерали продуктивные горизонты и их породы-коллекторы, относящиеся к разным стратиграфическим подразделениям и формирующим разные залежи нефти и газа. Это наглядно отражено на примере корреляционной схемы, составленной в общем направлении с запада на восток по южной оконечности Чаяндинского месторождения (см. рис. 6). Подошва хамакинского продуктивного горизонта в скв. 803 помещается на сегодняшний день на глубину 1553 м, что на корреляционной схеме соответствует литологической границе 6. В скв. 808 основание этого же горизонта находится на глубине 1547 м (тождественно границе 5). В скв. 321-57 подошва хамакинского горизонта залегает на глубине 1566 м (идентично границе 7). Это происходит в силу того, что при постоянно изменяющихся фациальных условиях, в обстановке чрезвычайного мелководья, ко времени завершения формирования ниж-непаршинской подсвиты в одних районах еще продолжали накапливаться глинистые осадки, а на соседних участках в это же время уже откладывались алевролиты и песчаники. Так, в скв. 808 в интервале глубин 1535-1547 м, который относится к хамакинскому продуктивному горизонту, возможно, расположена ограниченная со всех сторон песчаная линза, которая в скв. 803 и 321-57 на каротажных диаграммах практически никак не выражена и, вероятно, не имеет гидродинамической связи с вышезалега-ющими породами-коллекторами.

Таким образом, можно с высокой долей уверенности утверждать, что породы хамакин-ского продуктивного горизонта в большинстве скважин, пробуренных на Чаяндинском месторождении, залегают на нижнепаршинских аргиллитах без какого-либо перерыва в осадкона-коплении. Породы-коллекторы, представленные, как правило, алевролитами и песчаниками вниз по разрезу скважин постепенно замещаются на более глинистые, а следовательно, и более глубоководные отложения морского происхождения. Нижняя граница хамакинского продуктивного горизонта, как и его кровля, не имеет определенного и ясно выраженного на каро-

тажных диаграммах положения. Она не опирается на поверхность размыва, которая находится (предположительно) между нижне- и верх-непаршинскими подсвитами. Проводить эту границу следует в подошве гидродинамически связанных между собой пород-коллекторов, какой бы стратиграфический уровень эти породы не занимали. Относительно верхней границы хамакинского продуктивного горизонта следует отметить, то помещать ее в кровлю грубообломочных пород, залегающих в основании тирского стратиграфического горизонта верхнего венда, не совсем корректно, так как между этими отложениями и основной толщей пород-коллекторов, находящихся в основании верхнепаршинской подсвиты, расположен мощный комплекс пород-флюидоупоров. В этом комплексе, вероятно, находятся маломощные пропластки отложений с высокими фильтрационно-емкостными свойствами.

Однако с основной массой пород-коллекторов они вряд ли каким-либо образом гидродинамически связаны. Хамакинский продуктивный горизонт имеет распространение от подошвы пород-коллекторов, залегающих в основании верхнепаршинской подсвиты, до появления в разрезе скважин мощного комплекса заглини-зированных отложений, которые на корреляционных схемах и геологических профилях отмечены границей 11.

В заключение следует отметить, что хама-кинский продуктивный горизонт Чаяндинского месторождения на сегодняшний день изучен далеко недостаточно и требует дальнейшего детального исследования. В первую очередь это касается уточнения расположения его границ в разрезах скважин, площадного распространения, литологического состава пород и их фильтрационно-емкостных свойств.

Список литературы

1. Рыжов А.Е. Уточнение геологической модели Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения / А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л. А. Рыжова и др. // Актуальные

вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов: сб. науч. ст. -Ч. 1. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. -С. 132-145.

2. Крикунов А.И. Результаты литологических и промыслово-геофизических исследований пород хамакинского продуктивного горизонта на Чаяндинском месторождении / А.И. Крикунов, Л. А. Рыжова, Н.Ю. Канунникова // Актуальные

вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов: сб. науч. ст. -Ч. 1. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. -С. 146-161.

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. // IX Всероссийская научнотехническая конференция «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. // Каротажник. - Тверь, 2012. -Вып. 2 (212). - С. 27-41.