Петрографические исследования баженовской свиты методом поляризационной микроскопии

ВЕСТНИК ЮГОРСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА

_2016 г. Выпуск 3 (42). С. 82-88_

УДК 552.086;553.98

ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ МЕТОДОМ

ПОЛЯРИЗАЦИОННОЙ МИКРОСКОПИИ

Л. Л. Нестерова, Н. Д. Минаев

Баженовская свита - группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около миллиона квадратных километров в Западной Сибири и обладающая рядом уникальных особенностей. Образована осадочными породами морского генезисатитон-берриасского возраста поздней юры - раннего мела. В настоящее время эта свита является одним из наиболее обсуждаемых объектов нефтегазовой геологии России. К этим ресурсам ранее относились как к непригодным для практического использования. Но по мере истощения традиционных запасов отношение к ней изменилось, и сегодня именно с баженовской свитой связывают перспективы нефтедобывающей отрасли в Западной Сибири. Поэтому в настоящее время разностороннему изучению баженовских отложений уделяется особенно много внимания, и в первую очередь их расчленению и корреляции. Для этих целей используется большое количество разнообразных исследований, среди которых достойное место занимает традиционное петрографическое исследование в поляризационном микроскопе.

Петрография пород баженовской свиты изучалась многими авторами [Гурова, 1960; Гурова, Казаринов, 1962; Лебедев и др., 1979; Ушатинский, 1981; Ушатинский, Ибрагимо-ва,1982; «Коллекторы...», 1983; Дорофеева и др.,1983; Нестров, Ушатинский, 1985; Ушатинский, Харин, 1985; «Условия.», 1988, и др.]. В изученном районе породы свиты при анализе их в керне, в шлифах и по химическому составу отчетливо подразделяются на четыре группы: низкоглинистые высококремнистые, высокоглинистые низкокремнистые, карбонаты, а также глинисто-алеврито-песчаные породы аномальных разрезов [1].

Изучение вещественного состава битуминозных отложений баженовской свиты и его пространственного изменения имеет определенное практическое значение при решении вопросов, связанных с нефтеносностью.

Основными породообразующими компонентами, слагающими баженовский горизонт, являются минералы группы кремнезема (халцедон, опал, кварц), глинистые (в основном сме-шанно-слойные, гидрослюдисто-монтмориллонитовые), карбонатные минералы (кальцит, доломит и, возможно, сидерит или анкерит), органическое вещество и пирит [2]. Различные соотношения количеств этих компонентов вместе со структурными и генетическими признаками пород обусловливают высокую литологическую неоднородность баженовского горизонта.

Исследованы шлифы баженовской свиты по скважинам, расположенным в основном на западе Широтного Приобья. При исследовании шлифов были использованы поляризационные микроскопы фирмы «Leica» и «Полам-312». Фотографирование производилось через микроскоп «Полам-312» с помощью видеокамеры «ProGresC3».

Фотографировались наиболее типичные участки шлифа, отражающие состав, структуру и текстуру породы. Выполнялась фотосъемка в трех режимах: в параллельных и скрещенных николях, редко - в отраженном свете для подчеркивания пиритизированных объектов, т. е. получалось минимум 2 фото, чаще - 4-6, и реже - 10-12, если был сложный объект. Использовались в работе 3 степени увеличения с объективами: 4,7х, 9х и 21х, на фото это было соответственно увеличение 35х, 70х и 160х, увеличение также подтверждалось маркером в 0,1 мм на каждом фото. Интересующий объект на фото выделялся округлым или прямоугольным маркером, наносилась стрелка и надпись. Часто при фотографировании интерференционная окраска карбонатов терялась (переходила в белую) из-за того, что необходимо было сильнее осветить весь шлиф, содержащего повышенное количество битума и слабо раскристаллизо-ванного кремнезема.

Петрографические исследования баженовской свиты методом поляризационной

микроскопии

В процессе исследования изучалось все поле шлифа, покрытого покровным стеклом 20х20 мм.

Непосредственно при описании шлифов выявлялось количественное и пространственное соотношение всех нижеперечисленных компонентов, указывалось, в каком виде каждый из них находится, какие вторичные изменения они претерпели, а также перечислялись наблюдаемые органические остатки.

1. Органическое вещество находится в породе в тонкораспыленном состоянии и окрашивает ее в бурый цвет. А в отдельных местах по напластованию наблюдается концентрация битума темно-бурого и даже черного цвета в виде небольших линз и пятен, иногда прослоев (таблица 1). ОВ количественно оценивалось по плотности окраски битума от светло-коричневой до темно-коричневой со слойками (часто до нитевидных, когда длина превышает ширину в 10 и более раз: 0,01х0,1 мм, 0,02х0,3-0,5 мм и т. д.), выходу битума по трещинам.

Таблица 1

Виды выхода битума

Щ

Глинистая порода, выход битума. Ник. II Битум по трещинам. Ник. II

2. Оценивался состав, размер и формы линз: кремнистый, карбонатный, глинистый, глинисто-кремнистый, пиритовый; удлиненные, удлиненно-выпуклые, ленточные, нитевидные (таблица 2).

3. Содержание карбонатов и их вид, если возможно: кальцит, доломит; размеры и формы их выделения: зерна, ромбические кристаллы, тонкозернистые выделения; степень кристалличности: кристаллический, сферический, зернистый или пелитоморфный.

4. Глауконит, лейсты каолинита, выделения фосфатов (копролиты): количество, форма, размеры.

5. Пирит: его формы выделения и количество, расположение в шлифе.

6. Органические остатки (таблица 3).

• Радиолярии в породе распределены по-разному: от единичных форм до прослоев, состоящих из ярко выраженных форм радиолярий удлиненно-пирамидальных, овальных, одутловатых и округлых, ср. размера от 0,08 до 0,25 мм (удлиненные), сцементированных глинисто-битумным веществом. Наблюдаются стадии перекристаллизации панцирей радиолярий вплоть до образования линз и прослоев тонкораскристаллизованного кремнезема. Радиолярии или их структуры по составу: кремнистые, карбонатные или пиритизированные полностью или фрагментарно.

• Планктон водорослевый однокамерный (кальцисферы) 0,02-0,04 мм с карбонатной оболочкой, иногда агглютинированной, и кремнистым, битумным или карбонатным (редко пиритным) ядром, встречаются сплюснутые формы.

• Ихтиодетрит (рыбные остатки) встречается в виде мелкого детрита или крупных остатков, которые могут быть частично пиритизированы, карбонатизированы, окремнены или фосфатизированы (гидроксиапатит).

• Карбонатные пеллеты - вытянутые линзы (до нитевидных), состоящие из округлых карбонатных скоплений кокколитофорид размером менее 0,005 мм.

• Детрит макрофауны - пелеципод, редко брахиопод и др. в виде вытянутых слойков, состоящих из крупных призм кальцита.

• Растительные остатки (детрит), в основном углефицированные.

• Фораминиферы, крайне редкие находки.

7. Обломочный материал размером 0,01-0,1 мм, но чаще 0,01-0, 04 мм, как правило, в пределах 1-5 %, реже от 5 до 10 %.

8. При содержании в составе породы какого-либо минерала более 5 % его название вводилось в название породы.

9. В название породы с содержанием обломочного материала более 5 % добавлялось прилагательное «алевритистый».

10. Среди структур породы преобладает чешуйчатая, если выделяются удлиненные, вытянутые в одном направлении глинистые чешуйки, то структура - листоватая или смешанный тип - листовато-чешуйчатая, данный вид характерен для глинистых и кремнисто-глинистых пород. Другие структуры: пелитоморфная, микрокристаллическая, мелкозернистая, сферолитовая, комковатая - это, в основном, для карбонатных и глинисто-карбонатных пород; для кремнистых - пелитоморфная, гелеподобная, слабораскристаллизованная.

Были описаны следующие виды пород (таблица 4):

1) одночленные: глинистые, карбонатные (известняки), в т. ч. доломитизированные и доломиты (редко), кремнистые - силициты и радиоляриты;

2) двучленные: глинисто-карбонатные, карбонато-глинистые, кремнисто-карбонатные, кар-бонато-кремнистые, кремнисто-глинистые, глинисто-кремнистые;

3) трехчленные: глинисто-карбонато-кремнистые, кремнисто-карбонато-глинистые, карбонато-кремнисто-глинистые, карбонато-глинисто-кремнистые, глинисто-кремнисто-карбонатные, кремнисто-глинисто-карбонатные;

4) обломочные: песчаники и алевро-песчаники.

11. При описании шлифов указывались вторичные изменения (таблица 5), характерные для той или иной породы. Среди них наибольшее распространение имеют пиритизация, карбонати-зация, в т. ч. доломитизация, окремнение, реже - хлоритизация, очень редко - альбитизация.

При детальном описании шлифов формировалось определенное название породы, в котором принимали участие содержание или отсутствие биогенных или абиогенных линз (как правило, кремнистых, карбонатных, глинистых, пиритовых, битумных и смешанных), насыщенность или отсутствие органических остатков (радиолярий, планктона, детрита рыбного, растительного или двустворок) и органического вещества, а также наличие основной матрицы, представленной глинистым, кремнистым, карбонатным или смешанным веществом и степенью их раскристаллизованности.

В дальнейшем изученные петрографические шлифы используются при выделении слоев и прослоев в данной конкретной скважине, составляются литологические колонки, которые в свою очередь могут быть использованы для составления геологических разрезов, корреляции исследуемой толщи, восстановления палеогеографических обстановок осадконакопления, существовавших в титон-берриасские века на границе поздней юры и верхнего мела. Вторичные изменения, наблюдаемые в шлифах, являются важным фактором, определяющим фильтрационно-емкостные свойства пород. Изучение петрографических шлифов является необходимой составной частью анализа перспектив нефтегазоносности баженовской свиты.

Петрографические исследования баженовской свиты методом поляризационной

микроскопии Таблица 2

Виды линз

Мелкозернистые кремнистые линзы. Ник. +

Микрозернистые кремнистые линзы. Ник. II

Глинисто-кремнистые линзы. Ник. +

Линза кремнистая зернистая. Ник. II

> .Л

Кремнисто-карбонатные и кремнистые линзы. Ник. +

Линза доломитовая. Ник. +

Линзы кремнистые по радиоляриям. Ник. II

Кремнистые линзы. Ник. +

Таблица 3

Виды органических остатков

Ихтиодетрит, фосфат, планктон. Ник. II

Пиритизированные фораминиферы.Ник. II

Обломокипелеципод. Ник.+

Скопление планктона в кокколитовойкарбонатнойпеллете. Ник. +

Пиритизированный панцирь радиолярии. Ник. II

Радиолярии карбонатизированные.Ник. +

Гастропода. Ник. II

Обломки двустворок. Ник. +

Петрографические исследования баженовской свиты методом поляризационной

микроскопии Таблица 4

Виды пород

Глинистая порода, планктон, битум. Ник. +

Глинисто-кремнистая порода. Ник. +

Известняк, радиолярии пиритизированные. Ник. +

Карбонато-кремнистая порода с карбонатными оолитами. Ник. +

Известняк доломитизированный с теневыми структурами радиолярий. Ник. +

Известняк с пелитоморфно-кристаллической структурой. Ник. +

Доломит. Ник. II

Радиолярит. Ник. +

Таблица 5

Вторичные процессы

Регенерация кварца. Ник. + Известняк, хлоритизация. Ник. II

Доломитизация кальцита. Ник. + Карбонатизация структур радиолярий. Ник. +

Глауконит и альбитизация. Ник. + Пиритизация панцирей радиолярий. Ник. +

Крустификационный халцедон. Ник. + Халцедон, окремнение. Ник. +

Литература

1. Занин, Ю. Н. Некоторые аспекты формирования баженовской свиты в центральных районах Западно-Сибирского осадочного бассейна [Текст] / Ю. Н. Занин, А. Г. Замирайлова, В. Г. Эдер // Литосфера. - 2005. - № 4. - C. 118-135.

2. Филина, С. И. Палеогеография и нефтеносность баженовской свиты Западной Сибири [Текст] / С. И. Филина, М. В. Корж, М. З. Зонн. - Москва : Наука, 1984. - 36 с.