Выяснение внутреннего строения хамакинского продуктивного горизонта и местоположения его стратиграфических границ в южной части Чаяндинского месторождения

УДК 551.7:551.24

А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, ЛА Филиппова (Рыжова), Н.Ю. Канунникова,

О.А. Саприна

Выяснение внутреннего строения хамакинского продуктивного горизонта и местоположения его стратиграфических границ в южной части Чаяндинского месторождения

На Чаяндинском нефтегазоконденсатном месторождении породы-коллекторы, содержащие крупные скопления жидких и газообразных углеводородов, приурочены в основном к трем продуктивным горизонтам - ботуобинскому, хамакинскому и талах-скому. Ботуобинский горизонт содержит газоконденсатную залежь с нефтяной оторочкой. При вскрытии талахского продуктивного горизонта скважины дают газоконденсатную смесь. До последнего времени считалось, что в хамакинском горизонте содержится чисто газоконденсатная залежь. Однако данные по скважинам, пробуренным после проведения последнего подсчета запасов нефти и газа в 2000 г., опровергают этот вывод. Нефть из хамакинского продуктивного горизонта была получена при опробовании скв. 321-49, 321-62, 321-67, 321-71, 321-74, расположенных в южной части Чаяндинского месторождения в пределах Южного и Саманчакитского блоков (рис. 1).

Данное обстоятельство свидетельствует о том, что внутреннее строение хамакин-ского горизонта не укладывается в рамки геологической модели, принимаемой на сегодняшний день. В частности, изучение кернового материала опровергает тот факт, что породы хамакинского продуктивного горизонта залегают с размывом на нижне-паршинской подсвите.

В качестве примера рассмотрим геолого-геофизический разрез скв. 321-52, по которой имеется керн, поднятый из нижней части хамакинского продуктивного горизонта на границе между нижне- и среднепаршинскими подсвитами, проходящей на глубине 1616,2 м. Выше этого уровня по разрезу скважины вместо грубообломочного материала, присущего поверхностям размыва, первоначально встречаются прослои серо-зеленоватых глин и алевролитов, которые далее постепенно сменяются мелкозернистыми песчаниками. Согласно этим литологическим признакам, в подошве ха-макинского горизонта скв. 321-52 проводить эрозионную поверхность нельзя.

В скв. 321-53 на границе нижне- и верхнепаршинской подсвит в керне снова обнаруживается десятиметровая пачка переслаивания коричнево-серых средне- и мелкозернистых песчаников с тонкими прослоями темно-серого аргиллита и ангидрита. Ни брекчии, ни конгломератов, ни гравелитов или крупнозернистых песчаников в этом интервале пород нет. Следовательно, и здесь помещать поверхность предполагаемого размыва будет не совсем корректно.

В скв. 321-55, 803 и 808, по которым имеется керн из интересующего интервала пород, над кровлей нижнепаршинской подсвиты тоже встречаются лишь мелкозернистые глинистые песчаники.

Таким образом, породы хамакинского продуктивного горизонта в скважинах, пробуренных на Чаяндинском месторождении, залегают на нижнепаршинских аргиллитах, как правило, без какого-либо перерыва в осадконакоплении и представляют собой верхнюю регрессивную часть крупного седиментационного цикла, берущего начало от эрозионной поверхности предшествующего размыва.

Ключевые слова:

скважина,

месторождение,

сейсморазведка,

разлом,

размыв,

горизонт,

корреляция,

палеоструктурный

профиль.

Keywords:

well,

field,

seismic exploration, fault,

washaway,

horizon,

correlation,

paleostructural

profile.

№ 2 (18) / 2014

20

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

| — | линия корреляционной схемы о 321-67 номер скважины

V

разрывные нарушения, выявленные сейсморазведкой на 01.01.2012 г.

граница Чаяндинского лицензионного участка

«* пластовой воды с пленкой нефти в продуктивные по ГИС о притока не получено

Запланированные к бурению:

• в 2012 г.

• в 2013 г.

• в 2014 г.

Рис. 1. Схематическая карта южной части Чаяндинского месторождения

№ 2 (18) / 2014

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов

21

В хамакинском продуктивном горизонте отчетливо выделяются два пласта-коллектора:

• в его кровле (Х1) - маломощный, не всегда содержащий скопления углеводородов и имеющий в своем основании поверхность регионального размыва;

• подошве - более значимый, с которым в основном и связаны запасы нефти и газа (Х2).

Перед тем как перейти к вопросам расчленения разрезов скважин и определения в них местоположения пород-коллекторов, необходимо определиться - что же считать границами хамакинского продуктивного горизонта и пластов Х1 и Х2.

Отсутствие поверхности размыва в основании хамакинского продуктивного горизонта представляет на выбор несколько вариантов решения данной задачи. Во-первых, можно проводить нижнюю границу в каждой скважине индивидуально в подошве пород, которые характеризуются повышенными фильтрационноемкостными свойствами. Правда, в этом случае граница будет отражать не столько литологические и геофизические поисковые признаки, сколько коллекторские свойства породы. Во-вторых, данную границу можно проводить в основании песчаников или алевролитов. В этом случае граница будет менять глубину своего залегания от скважины к скважине в зависимости от того, в какой фациальной зоне шло осадконакопление. Например, в прибрежной полосе песчаный материал появится в разрезе скважин много раньше, чем в более глубоководной области. Более логичным представляется третий вариант - определить самое нижнее положение пород-коллекторов в разрезах рассматриваемых скважин, принять эту границу за синхронный реперный горизонт и попытаться проследить его по всей изучаемой территории. В данном случае нижняя граница хамакинского продуктивного горизонта (или пласта Х2) будет увязана с общим геологическим строением изучаемого комплекса пород и станет соответствовать подошве определенного стратиграфического подразделения.

Рассмотрим корреляционную схему (I-I), составленную из скважин, которые расположены в меридиональном направлении на периферии Южного блока Чаяндинского месторождения на расстоянии 8-12 км друг от друга (рис. 2).

На каротажных диаграммах всех скважин легко отбивается кровля талахской свиты

(репер Т). Над ней выделяется пачка аргиллитов нижнепаршинской подсвиты, которые отлагались в спокойной обстановке на совершенно выровненной поверхности (интервал Т-П}). Толщина этой пачки практически не меняется от скважины к скважине (скв. 803 - 51 м, скв. 321-74 - 51 м, скв. 321-55 -51 м, скв. 321-52 - 52 м). Выше по разрезу ниж-непаршинской подсвиты на корреляционной схеме также показаны реперы и П^. Во время формирования пород интервала П|-П^ произошел некоторый подъем дна морского бассейна, охвативший все скважины, что сказалось на появлении более мелководных осадков при почти одинаковых их толщинах (скв. 803 -16 м, скв. 321-74 - 16,5 м, скв. 321-55 - 15,5 м, скв. 321-52 - 16 м). После этого глубина водного бассейна вновь несколько увеличилась, и интервал П^-Щ характеризуется преобладанием в осадке глинистой составляющей. Толщина данного интервала пород, а следовательно, и условия осадконакопления для всех скважин по-прежнему остаются примерно одинаковыми (скв. 803 - 18 м, скв. 321-74 - 19,5 м, скв. 321-55 - 20,5 м, скв. 321-52 - 20 м). Выше по разрезу из-за изменений условий седименто-генеза наблюдается иная ситуация. В скв. 803 продолжает накапливаться восьмиметровая пачка глинистых осадков. Мелководные, грубозернистые породы появляются с глубины 1544 м и тянутся приблизительно до глубины 1506 м. Породы-коллекторы выделяются лишь в интервале 1522-1510 м. В скв. 321-74 песчаный материал и породы-коллекторы залегают сразу же над репером П2 и с перерывами протягиваются до глубины 1605 м. В скв. 321-55, как и в предыдущей скважине, репер Щ представляет собой подошву пород-коллекторов, которые с перерывами тянутся до глубины 1581 м. В скв. 321-52 породы-коллекторы появляются лишь на 3 м выше репера Щ, и кровля их последнего пропластка фиксируется на глубине 1576 м.

Будет вполне корректно принять за основание пласта Х2 самую нижнюю границу распространения пород-коллекторов, которая соответствует реперу П2 и представляет собой кровлю нижнепаршинской подсвиты. Остается лишь проследить данную границу во всех рассматриваемых скважинах.

Аналогичный подход требуется и для уточнения глубины залегания кровли пласта Х2. Однако в этом случае должно быть выделено

№ 2 (18) / 2014

№2(18)/2014

Рис. 2. Чаяндинское месторождение. Корреляционная схема по линии скв. 803 - 321-74 - 321-55 - 321-52

Научно-технический сборник - ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов

23

самое верхнее положение пород-коллекторов в разрезах скважин. Таким образом, будет оконтурено геологическое тело, ограниченное двумя более или менее параллельными поверхностями, внутри которого сосредоточены все соединяющиеся между собой породы-коллекторы. В скв. 321-52 кровля пород-коллекторов совпадает с поверхностью песчано-алевритовой пачки пород и местоположением репера П|, который находится на глубине 1576 м. В остальных скважинах высокоемкие породы залегают ниже этого репера. Следовательно, репер П| можно принять за кровлю пласта Х2.

Отсутствие поверхности размыва в основании хамакинского продуктивного горизонта отнюдь не означает, что при формировании нижнего пласта-коллектора (Х2) обстановка осадконакопления в тектоническом отношении была спокойной. Наоборот, процесс седиментации в это время сопряжен с повышенной геодинамической составляющей. Породы пласта Х2 за время своего формирования неоднократно выводились на поверхность и подвергались денудационному воздействию.

В качестве примера можно рассмотреть ряд скважин, расположенных на Саманчакитском и Южном блоках Чаяндинского месторождения в общем направлении с юга на север.

В скв. 321-57 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1524-1571,5 м. На глубинах 1527,5 и 1540 м в керне выявлены поверхности размывов. Кроме этого, грубообломочный материал, отлагающийся в приповерхностных условиях, встречается незначительными пропластками и на других глубинах.

В скв. 321-70 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1782-1852,5 м. Поверхности размывов наблюдаются в керне на глубинах 1783, 1797, 1817 и 1824 м. Грубообломочный материал в виде крупных обломков породы, гравелитов, окатышей аргиллита встречен и на других глубинах.

В скв. 321-64 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1689-1739,5 м. В керне поверхности размывов встречены на глубинах 1699, 1702, 1730 и 1736 м. Крупные обломки породы обнаружены и в других местах.

Рассмотренные выше скважины расположены на Саманчакитском блоке. На Южном блоке наблюдается аналогичная ситуация.

В скв. 321-74 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1605-1646 м. Поверхности размывов в керне отчетливо прослеживаются на глубинах

1622 и 1646 м, гравелиты и окатыши аргиллита встречаются также и на других глубинах.

В скв. 321-47 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1675-1707 м. В керне поверхности размывов видны на глубинах 1677, 1678, 1687, 1691 и 1698 м. Гравелиты и интракласты глинистых пород встречены и в других местах.

В скв. 321-55 пласт Х2 выделяется в интервале пород 1579-1617 м. Грубообломочный материал обнаружен на разных глубинах. Здесь пласт можно разделить на несколько пачек, часть из которых сложена морскими и прибрежно-морскими комплексами пород, а часть - континентальными (рис. 3).

Под основанием хамакинского продуктивного горизонта (пласт Х2) залегают аргиллиты от темно-серых до черных с прослоями алевролитов и редких песчаников с тонкой горизонтальной слоистостью, накопление которых проходило в условиях относительно глубоководной части шельфа (пачка 1). На эти отложения с резким эрозионным контактом ложатся песчаники средне- и мелкозернистые (пачка 2). В отдельных прослоях наблюдается увеличение размера частиц в сторону подошвы. Многочисленные обломки аргиллитов характерны для осадков русел рек или каналов. Вероятно, это аллювиальные фации, сформированные в период падения уровня моря. Последующий подъем уровня моря после вывода пород на поверхность - трансгрессивный тракт и тракт высокого стояния - нашел свое отражение в пачках 3 и 4, где снизу вверх осадки побережья последовательно сменяются осадками переходной зоны и шельфа. Резкий контакт на границе 4 и 5 пачек вновь свидетельствует о появлении в разрезе аллювиальных фаций, чего и следует ожидать при падении уровня моря с образованием эрозионной поверхности. Пачки 5, 6 и частично 7, вероятно, накапливались в обстановке ветвящейся или меан-дрирующей реки. Трансгрессивно, возможно, с небольшим размывом на аллювиальные породы ложатся пески побережья. Соответственно, их перекрывают осадки шельфа, переходной зоны и вновь мелководные береговые образования (пачки 8, 9 и 10). Следующий цикл осадконакопления начинается снова с крупнообломочных пород, которые вверх по разрезу скважины сменяются более глубоководными образованиями переходной зоны и шельфа, в чем можно убедиться на примере пачек 11 и 12.

Проследить и сопоставить в скважинах Чаян-динского месторождения поверхности размывов,

№ 2 (18) / 2014

24

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Гл. 1580,85 м

Неравномерное распределение терригенной примеси в аргиллитах алевритистых. Без анализатора

Рис. 3. Скв. 321-55. Литолого-фациальная модель хамакинского продуктивного горизонта

№ 2 (18) / 2014

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов

25

обнаруженные внутри пласта Х2 и являющиеся основаниями небольших по мощности и менее значимых по рангу седиментационных циклов, не представляется возможным даже на небольших расстояниях из-за высокой макро- и микронеоднородности пород. Поэтому предлагается целиком рассматривать пласт Х2 как завершающую, регрессивную часть значительно более крупного литологического цикла, который, возможно, берет начало от поверхности размыва, выделяемого в основании талахской свиты (если только внутри данной свиты в дальнейшем не будут выделены и прослежены по площади месторождения какие-либо перерывы в осадконакоплении). Этот крупный циклит (I) включает мелководноконтинентальные отложения талахской свиты, относительно глубоководные породы нижне-паршинской подсвиты и мелководно-лагуннодельтовые образования пласта Х2. Кровлей ци-клита I служит верхняя из поверхностей размывов, выделяемая в пласте Х2, которую можно использовать в качестве синхронного реперного горизонта и имеющая индексацию П\. Следующий циклит (II) простирается до регионального перерыва в осадконакоплении, который затронул все скважины Чаяндинского месторождения. Его поверхность является хорошим литологическим, промыслово-геофизическим реперным горизонтом и индексируется как П 3. Третий крупный се-диментационный цикл (III) протягивается вплоть до следующей плоскости размыва, которая выделяется в основании карбонатных отложений бюк-ской свиты, включает ботуобинский продуктивный горизонт и продуктивный пласт Х1.

Расчленение разрезов скважин с использованием циклостратиграфического анализа делает возможным выделение в паршин-ской свите трех подсвит, как это показано на корреляционной схеме (см. рис. 2). Нижне-паршинская подсвита не меняет своих прежних границ, протягивается до подошвы пласта Х2 и включает реперные горизонты П}, П; и IIj. Среднепаршинская подсвита имеет в своем основании продуктивный пласт Х2 и целый ряд синхронных реперных горизонтов (П2, П|, Щ, Щ, Щ и П|). Верхнепаршинская подсвита полностью соответствует циклиту III, включает продуктивные ботуобинские песчаники, пласт Х1 и реперные горизонты ПП§, ГЦ и Щ.

Каждый выделенный циклит имеет в своих основании и кровле поверхности размывов, но суммарное количество синхронных реперных горизонтов внутри них может отличаться

от того, что указано на корреляционной схеме, в зависимости от цели и масштаба конкретных работ. При большей детальности количество реперных горизонтов, естественно, увеличится, при меньшей - сократится.

Перенос верхней границы паршинской свиты, которую ранее помещали в основании боту-обинских песчаников (где предполагалось наличие регионального размыва), в подошву карбонатного комплекса пород верхнего венда обусловлен в первую очередь тем, что в подошве ботуобинского продуктивного горизонта поверхность размыва отсутствует [1-5]. Седимен-тационный цикл, начавшийся с денудационной поверхности, проиндексированной как Щ, подчиняясь общим закономерностям формирования цикличности в земной коре, протягивается до эрозионной границы между непским и тирским стратиграфическими горизонтами.

Пласты Х1 и Х2 из верхней и средней пар-шинских подсвит объединяются в один продуктивный горизонт, так как в целом ряде скважин (скв. 321-42, 321-43, 321-46, 321-50, 321-77 и т.д.) между ними отсутствуют породы-флюидоупоры, и пласт Х1 залегает с размывом на пласт Х2.

Ботуобинские песчаники являются верхней регрессивной и заключительной частью цикли-та III, которая образовалась во время подъема, охватившего всю территорию Чаяндинского месторождения. Они одновременно представляют собой и завершающую стадию более крупного стратиграфического подразделения (макроциклита), включающего все седимента-ционные циклы (I-III) и тождественного неп-скому стратиграфическому горизонту нижнего венда. Так как под ботуобинским продуктивным горизонтом поверхности размыва нет, он нигде не залегает на пласт Х1 с размывом и во всех скважинах Чаяндинского месторождения отделяется от последнего непроницаемыми породами достаточной толщины.

Во время формирования паршинской свиты сохранялась крайне нестабильная обстановка седиментации. Осадки и уже литифицирован-ные породы многократно выводились на дневную поверхность, размывались и вновь погружались под зеркало воды. Резкие изменения физико-химических условий осадконакопления, колебания температур и давлений, постседимен-тационные процессы - все это не могло не сказаться на внутреннем строении пород-коллекторов и их пространственном расположении.

№ 2 (18) / 2014

26

Научно-технический сборник • ВЕСТИ ГАЗОВОЙ НАУКИ

Достаточно сложно проследить и прокоррели-ровать по латерали от скважины к скважине распространение поверхностей локальных размывов и маломощных одновозрастных пропластков высокоемких пород. Поэтому при сопоставлении разрезов скважин более надежным способом представляется использование выделяемых синхронных реперных горизонтов.

Таким образом, на основе использования результатов изучения фактического кернового

Список литературы

1. Семенов Е.О. Определение местоположения нижней границы ботуобинского горизонта на Чаяндинском месторождении / Е.О. Семенов,

А.И. Крикунов, Н.Ю. Канунникова;

под ред. Б.А. Григорьева // Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов: сб. науч. ст. -М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2010. - С. 59-70. -(Серия «Вести газовой науки»).

2. Рыжов А.Е. Уточнение геологической модели Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения / А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова и др.; под ред. Б.А. Григорьева // Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов: сб. науч. ст. - Ч. 1. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2011. -

С. 132-145. - (Серия «Вести газовой науки»).

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. // Сб. тезисов IX Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России». - Ч. 1. - М.: РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, 2012. -С. 39.

материала с применением циклостратиграфического анализа удалось выделить и проследить по площади в разрезах скважин целый ряд синхронных реперных горизонтов. Следствием данного подхода стало выяснение внутреннего строения хамакинского продуктивного горизонта и определение местоположения его стратиграфических границ в южной части Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения.

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.; под ред. Ю.И. Кузнецова // Каротажник. -Вып. 2 (212). - Тверь, 2012. - С. 27-41.

5. Рыжов А.Е. Уточнение положения границы между нижнебюкской и верхнебюкской подсвитами Чаяндинского НГКМ с привлечением литологических, промысловогеофизических и сейсмических критериев / А.Е. Рыжов, А.И. Крикунов, Л.А. Рыжова

и др. // Вести газовой науки: Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. - М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - № 1 (12). - С.161-173.

№ 2 (18) / 2014