Особенности строения порового пространства вендского терригенного коллектора Среднеботуобинского месторождения

УДК 552.5

И.В. Вараксина, Е.М. Хабаров, М.М. Кротова

ИНГГ СО РАН, Новосибирск

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ ПОРОВОГО ПРОСТРАНСТВА ВЕНДСКОГО ТЕРРИГЕННОГО КОЛЛЕКТОРА СРЕДНЕБОТУОБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

На основании детальных петрографических и электронно-микроскопических исследований изучено поровое пространство песчаников ботуобинского продуктивного горизонта. Установлено, что формирование порового пространства обусловлено, главным образом, составом обломочной части и постседиментационными преобразованиями.

I.V. Varaksina, E.M. Khabarov, M.M. Krotova

Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS

Acad. Koptyug av.3, Novosibirsk, 630090, Russian Federation

STRUCTURAL FEATURES OF THE VOID SPACE IN THE VENDIAN TERRIGENOUS RESERVOIR OF THE SREDNEBOTUOBINSKOYE FIELD

On the basis of detailed petrographic and electron microscopic studies the void space of sandstones Botuobinskiy productive horizon was examined. It was established that the formation of pore space due, mainly, to the composition of the debris and post-sedimentary transformations.

Актуальной задачей при разработке нефтяных месторождений является детальное изучение фильтрационно-емкостных характеристик (ФЕС) коллекторов. В практике геологоразведочных работ зачастую используются только такие общие параметры как открытая пористость и проницаемость, определяемые стандартными методами. При разработке нефтяных залежей для достижения более полного извлечения углеводородов требуется детальное изучение пустотного пространства коллекторов с выявлением определяющих его морфологию литологических факторов. Объектом исследований являются песчаные породы ботуобинского горизонта Среднеботуобинского месторождения - одного из наиболее крупных в Восточной Сибири.

По составу ботуобинские песчаники полевошпат-кварцевые и кварцевые, отличаются низким содержанием цемента, в котором выделяется несколько типов: 1) регенерационный кварцевый; 2) поровый и

пойкилитовый ангидритовый и/или доломитовый; 3) пленочный и пленочно-поровый хлорит-гидрослюдистый; 4) поровый битуминозный. Анализ распределения гранулометрического и минералогического состава песчаников показал следующее. Вверх по разрезу наблюдается общий тренд на возрастание зернистости, который нарушается отдельными ритмами более мелкого масштаба (рис. 1). В нижней части пласта наблюдается повышенные концентрации обломков полевых шпатов (до 15-20 %). Вверх по разрезу количество их уменьшается и в кровле не превышает 3-5 %. Пик содержания полевого шпата совпадает с преобладанием мелкозернистой песчаной

фракции (см. рис. 1). Во всех песчаниках фиксируется регенерационный кварцевый цемент, содержание которого варьирует от 5 % до 10 %, редко до 15 %. В интервалах с высоким содержанием ПШ количество регенерационного кварца минимальное. Ангидрит-доломитовый поровый цемент также встречается по всему разрезу и присутствует в виде выделений, часто пойкилитовых, размером < 1 мм, иногда до 2-3 мм. Его количество обычно не превышает 5-6 %, а в основании и прикровельной части горизонта более повышенное и участками достигает 20-25 %. Пленочно-поровый хлорит-гидрослюдистый цемент отмечается повсеместно, но его доля, как правило, невелика (< 3 %). Содержание битуминозного порового цемента, варьирует от 3-5 % до 10 %. Максимальные концентрации битума приурочены к средней части пласта.

Рис. 1. Распределение пористости, проницаемости, гранулометрического состава и полевых шпатов в ботуобинском горизонте на северо-востоке Среднеботуобинского месторождения

Необходимо отметить, что наблюдается незначительное засолонение ботуобинских песчаников. Небольшое количество галита (< 1-2 %) в межзерновом пространстве встречается практически повсеместно, а в прикровельной части в некоторых скважинах фиксируется маломощный (менее 30 см) слой, в котором практически все открытые поры выполнены галитом. Выпадение соли на границе различных пластов (доломиты-

песчаники) возможно связано с техногенными причинами. В целом столь малое содержание соли в ботуобинском горизонте не оказывает какого-либо существенного влияния на коллекторские свойства слагающих его пород.

Весь горизонт характеризуется хорошими коллекторскими свойствами. Наиболее высокие значения пористости (до 20-23 %) и проницаемости (до 1 500-2 800 мД) отмечаются в песчаниках средней, самой нефтенасыщенной, части разреза (см.рис.1). Пористость вверх по разрезу сначала быстро возрастает до максимальных значений и далее постепенно уменьшается. Кривая изменения проницаемости в целом ведет себя также (см.рис.1). Во всех изученных скважинах наибольшим значениям пористости, как правило, соответствуют наиболее высокие показатели проницаемости. Наблюдается хорошая корреляция между остаточной водонасыщенностью и пористостью. Преобладание образцов с низкой остаточной водонасыщенностью (менее 12%) свидетельствует о благоприятной структуре порового пространства.

Во всех песчаниках отмечаются открытые поры, размер которых варьирует от сотых долей мм до 0,35 мм, редко до 0,55 мм. По данным микроскопического исследования окрашенных шлифов и образцов в сканирующем электронном микроскопе рассматриваемые породы характеризуются относительно простым строением порового пространства. Поры преимущественно межзерновые и имеют трех-четырехугольную, трапецевидную или удлиненно-продолговатую форму сечений, соединены каналами, ширина которых варьирует от 0,1 мм до 5 мкм и меньше (рис. 2А). Поры и каналы в основном унаследованы от седиментогенных пустот, которые в результате постседиментационных процессов претерпели существенные изменения. В результате катагенеза в породах широко проявились процессы стилолитизации, регенерации, развития конформных и инкорпорационных межзерновых контактов, что в целом привело к неоднородному распределению пор. Часто наблюдаются участки с достаточно плотной упаковкой зерен (рис. 2Б).

Рис. 2. Структура порового пространства. А - морфология пор в песчанике полевошпат-кварцевом мелко-среднезернистом, Б - неравномерное распределение пор в песчанике кварцевом среднекрупнозернистом ^ -кварц)

Основную роль в изменении первичного пустотного пространства сыграл регенерационный кварц, который существенно изменил конфигурацию и усложнил сообщаемость пор. По данным электронной микроскопии практически на всех обломках видны каемки нарастания с формированием кристаллографических граней кварца в свободном поровом пространстве (рис. 3).

Рис. 3. А - Рост регенерационного кварца в межзерновом пространстве. Б - хорошо видно формирование кристаллографических граней, в результате чего границы пор становятся линейными

Регенерация полевых шпатов наблюдается крайне редко и в виде очень тонких каемок. Обломки ПШ в разной степени подвержены трещиноватости, пелитизации, коррозии и выщелачиванию. При полной пелитизации полевые шпаты легко деформируются и, выжимаясь в поровое пространство, переходят в цемент. Однако, в большинстве случаев отмечается частичная пелитизация и растворение обломков ПШ по двойниковым швам и трещинам спайности (рис. 4А). В результате интенсивного растворения от некоторых зерен остаются только реликты и образуется вторичная пористость (рис. 4Б). В целом вторичные поры составляют незначительную долю емкости пород, но вносят дополнительный вклад в улучшение коллекторских свойств.

Рис. 4. Пелитизация и растворение полевых шпатов. А - следы растворения на поверхности пелитизированного обломка ПШ. Б - в левом углу поры наблюдается выщелоченный реликт обломка ПШ

Ангидритово-доломитовая цементация также изменила первичное поровое пространство. Сульфатно-карбонатный цемент выполняет отдельные поры и часто замещает окружающие обломки с образованием пойкилитовых структур размером до 1 мм, редко до 2-3 мм (рис. 5). Несмотря на незначительное содержание в основной части разреза, данный тип цемента сокращает число свободных пор и каналов, изолирует их друг от друга и ухудшает коллекторские качества песчаников. На интервалах с более широким развитием ангидритово-доломитового цемента (верхняя и нижняя часть горизонта), фиксируются пониженные значения ФЭС.

Рис. 5. А - выполнение пор ангидритом (А) и доломитом (Д) в мелкосреднезернистом кварцевом песчанике. Б - выделения пойкилитового доломитового цемента в песчанике мелкозернистом полевошпат-кварцевом

Таким образом, формирование порового пространства в ботуобинском горизонте обусловлено, главным образом, составом обломочной части и постседиментационными преобразованиями. Уплотнение, регенерация зерен кварца и ангидрит-доломитовая цементация ухудшили коллекторские свойства. Повышенное содержание ПШ препятствовало развитию регенерационного кварца и, в совокупности с процессами растворения зерен ПШ, обеспечило наиболее высокие значения ФЕС.

© И.В. Вараксина, Е.М. Хабаров, М.М. Кротова, 2010