О строении и формировании залежей нафтидов на Чаяндинском и Талаканском месторождениях

УДК 553.24

О строении и формировании залежей нафтидов на Чаяндинском и Талаканском месторождениях

А.Г. Берзин, И.В. Рудых

Приведены результаты нефтегазогеологических исследований на крупных Чаяндинском нефтегазоконденсатном и Талаканском газонефтяном месторождениях. Наряду с новыми данными о строении месторождений высказана точка зрения о тектонической природе формирования залежей в карбонатных породах нижнего кембрия.

The results of oil & gas geological investigations on large Chayanda oil-gas condensate and Talakan gas-and-oil fields are given. On a number with the new data on a structure of deposits the point of view about a tectonical nature offormation of pools in carbonate rocks of lower Cambrian is stated.

Имеющийся большой объем геолого-геофизи-ческой информации о Чаяндинском нефтегазоконденсатном и Талаканском газонефтяном месторождениях позволяет использовать компьютерные технологии для анализа структурных построений, установления стохастических связей между геофизическими измерениями и параметрами геологической среды и изучения тектонических особенностей формирования залежей нефти и газа в терригенных и карбонатных коллекторах венд-нижнего кембрия на территории Не-пско-Ботуобинской НГО. Приведем некоторые результаты исследований в региональном плане и отдельно на Талаканском месторождении.

В региональном плане.

Анализировались сводные структурные карты, построенные на ПЭВМ с использованием данных бурения и сейсморазведки по кровле 2-х основных продуктивных горизонтов (ботуобин-ского горизонта в кровле терригенных отложений венда, а в местах его выклинивания по кровле паршинской свиты и осинского горизонта билир-ской свиты нижнего кембрия) на обширную территорию, включающую Чаяндинскую НАЛ, Во-сточно-Талаканскую, Центрально-Талаканскую, Таранскую, а также частично Верхненюйскую, Суолахскую, Кедровую, Западную, Верхне-сюльдюкерскую и Нижне-Чаяндинскую площади (рис. 1 а, б).

Структурные поверхности отмеченных горизонтов на рассматриваемой площади в целом конформны и отражают структурный план и пространственное поведение части единого крупного сводового поднятия, характеризующегося от-

БЕРЗИНАнатолий Георгиевич, д.г.-м.н., профессор ГРФ ЯГУ; РУДЫХ Иван Васильевич, м.н.с. ИПНГ СО РАН, аспирант ЯГУ

носительно простым строением северного крыла и разломно-блоковым строением сводовой части. Элементами этого поднятия, названного нами Не-пско-Талаканским, являются Чаяндинская неантиклинальная ловушка (НАЛ), расположенная на крыле, моноклинально погружающемся от Нижне-Хамакинской до Бюк-Танарской площади, и Тала-канское блоковое поднятие (Восточный, Центральный и Таранский блоки-части его свода). О контурах всего Непско-Талаканского поднятия за пределами рассматриваемой площади можно предполагать. Часть его на юге и юго-востоке срезана региональным разломом со стороны Предпатомско-го краевого прогиба. В большей платформенной части поднятие включает примыкающие с юго-за-пада и запада территории Пеледуйской, Куландин-ской и Верхнепеледуйской НАЛ, а также территорию Алинских месторождений. Вероятно, что поднятие охватывает весь Непско-Пеледуйский свод и им является.

Структурные карты поднятия, за исключением деталей строения свода, по выбранным геологическим реперам конформны, что свидетельствует о синхронности процессов осадконакопления в разделяющем их стратиграфическом диапазоне отложений. По кровле терригенного комплекса венда отметки изменяются от -922 м (скв. 82-6) в апикальной части поднятия до -1507 м на его склоне (скв. 321-23) на границе с Бюк-Танарской площадью. Амплитуда поднятия порядка 600 м. По кровле осинского горизонта отметки в этих скважинах изменяются соответственно от -587 м до -1102м, Амплитуда поднятия порядка 500 м. Уменьшение амплитуды поднятия от древних к молодым отложениям свидетельствует о его незначительном кон-седиментационном росте в рассматриваемом диапазоне отложений.

БЕРЗИИ, РУДЫХ

Рис. 1. Региональные структурные построения и результаты анализа (рисунок на территорию Чаянда, Талакан и сопредельные площади): а) структурная карта 2-0 со скважинами по Ботуобинскому г-ту и линией профиля палеотектонического анализа; б) то же по осинскому; в) результаты взаимно корреляционного анализа между картами

Анализ локальных компонент структурных карт свидетельствует, что локальные антиклинальные поднятия - Западное, Озерное, Нижнехамакинское, Суолахское, Кедровое и другие - не выделяются, а вся Чаяндинская моноклиналь в пределах рассматриваемой территории имеет простое строение и не содержит значимых структурных осложнений. Исключение составляет Нижнехамакинское структурное осложнение, проявляющееся в виде структурной террасы.

По результатам палеотектонического анализа отмечается конседиментационный рост Непско-Талаканского поднятия в венде и среднем кембрии как единой антиклинальной структуры. Анализ проведен по профилю скважин через Талаканское поднятие и Чаяндинскую моноклиналь. За линию выравнивания (линия нулевых мощностей) принята подошва талахской свиты венда. Результаты представлены набором стратиграфических колонок скважин, от талахской свиты венда до метегерской

свиты верхнего кембрия, выстроенных по линии выравнивания. На корреляционных кривых, соединяющих кровли одновозрастных подразделений, фиксируется начало заметного роста единой структуры ко времени формирования отложений мете-герской свиты среднего кембрия. Амплитуда роста порядка 370 м.

В результате статистического анализа поля невязок между структурной картой по кровле терри-генных пород венда (данные бурения) и структурной картой по отражающему горизонту КВ (данные сейсморазведки МОГТ) полученное значение стандартного отклонения ст=32 м может рассматриваться в качестве среднеквадратической ошибки построений сейсморазведки МОГТ при работе на территории Непско-Талаканского свода и использоваться для обоснования требуемой надежности структурных построений, регламентируемой при передаче в фонды выявленных и подготовленных структур.

Взаимнокорреляционный анализ структурных карт, построенных по данным бурения, по кровле билирской свиты нижнего кембрия и кровле венда, позволил установить между ними высокие коэффициенты взаимной корреляции в пределах Озерного (0,948), Нижнехамакинского (0,962) месторождений и всей Чаяндинской НАЛ (0,972). В пределах этих территорий, по данным бурения, пока не обнаружены залежи в карбонатных коллекторах нижнего кембрия. Вместе с тем коэффициенты корреляции между этими реперами в пределах Восточного (0,693) и Центрально-Талаканского (0,661) месторождений резко снижаются, что может свидетельствовать о дискордантном залегании залежи в осинском продуктивном горизонте по отношению к общему структурному плану кровли пород венда и залежам УВ в них в частности (рис. 1, в).

Проведена специальная обработка рельефа структурных поверхностей по выделению линеа-ментов, увязываемых с разломной тектоникой. Предполагается существование определенной связи разломов, образующихся в зонах аномальных касательных напряжений с морфологией самой поверхности в пликативном варианте, где в скрытой форме, в той мере, в какой она освещена бурением, присутствуют пликативные деформации. Проявлению деформированных участков должны соответствовать зоны максимальных горизонтальных градиентов на структурной поверхности карты, построенной на ЭВМ по данным бурения скважин в пликативном варианте. Теоретическое обо-

60 __

снование такому подходу можно найти у Дойча при рассмотрении им проблемы трещиноватости [1].

Отличительной особенностью выделенных ли-неаментов является концентрация их на Талаканс-кой площади. Здесь они отличаются контрастностью, динамической выразительностью и преимущественно север-северо-западной ориентацией. По совокупности признаков можно предполагать, что выделенные здесь линеаменты отражают активизированную систему север-северо-западной генерации. Ни по одному из перечисленных признаков на территории Чаяндинской площади линеаменты не характеризуются. Выделяемые здесь линеаменты север-северо-восточной ориентации имеют единичный характер, не столь контрастны и динамически выразительны, что может свидетельствовать о завершении процессов активизации разломов такой генерации. По данным линеаментного анализа составлена схема разломной тектоники на Талаканскую площадь (рис. 2, в).

Талаканская площадь.

Представляет определенный интерес в преддверии разработки Талаканского месторождения сопоставление структурных построений на ПЭВМ по кровле билирской свиты с использованием данных скважин глубокого бурения, пробуренных в пределах принятого контура Талаканского месторождения (далее авторский вариант) и по кровле газо-нефтенасыщенного коллектора осинского горизонта, построенной к подсчету запасов нефти и газа коллективом геологов ННГК "Саханефтегаз"[2] (далее официальный вариант (рис. 2).

Карта условно официального варианта построена путем оцифровки изолиний глубин без учета отметок скважин, с последующей регуляризацией точек и построением новой карты на ПЭВМ. На такой карте сохраняются все особенности ее исходной рисовки в изолиниях (рис. 2, в).

Кровля коллектора осинского горизонта на Та-лаканской площади залегает на 11-20 м ниже геологического репера - кровли билирской свиты. По этой причине отметки изолиний на авторском варианте (рис. 2, а) "выше" чем на официальном: Та-лаканский свод на первом с отметками в апикальной части -570 м ограничивается замкнутой изолинией -600 м, а на втором свод с отметками в апикальной части -590 м ограничивается замкнутой изолинией -620 м. Таким образом, амплитуда Талаканского поднятия на обеих вариантах - 25-30 м, Положения наиболее приподнятых участков в Восточном (скв. 826) и Центральном блоке (скв, 17954) совпадают. Незначительное различие глу-

'[......................... г ]

Рис. 2. Сопоставление вариантов структурных построений по осинскому горизонту на Талаканской площади. Авторский вариант: а) 2Г}-построения, б) ЗБ-построения; официальный вариант; в) 2Г)-построения, г) ЗО-построения

бины реперов построений не сказывается существенно на сравниваемых вариантах структурных построений. Визуально они конформны, однако количественно подобие карт недостаточно высокое -11=0,80. Это объясняется наличием участков карт, разнящихся глубиной залегания геологического репера, и участков, отличающихся морфологией его поверхности. Не останавливаясь на деталях, отметим принципиальные различия.

По существующим представлениям [3,4] Тала-канское поднятие в пределах контура месторождения разбито двумя протяженными и высокоамплитудными грабенообразными прогибами на три крупных приподнятых блока. В его центральной части выделяется грабен меридионального простирания, который разделяет Центральный и Восточный приподнятые блоки. На западе Талаканской площади выделяется второй глубокий прогиб север-северо-западного простирания. От скважины 804 в направлении скважин 17923,17944, 818 прогиб переходит в узкий, затухающий по амплитуде грабен, отделяющий Талаканский блок от расположенных западнее Таранского и Алинского бло-

ков. Талаканский блок и в меньшей степени Та-ранский и Восточный, в свою очередь, осложнены сетью разрывных нарушений, разбивающих их на более мелкие блоки в виде горстовидных поднятий и грабенов. Как следствие таких представлений, принятая схема разломной тектоники тесно увязывается с положением глубоких грабенообраз-ных прогибов (рис. 2, а).

Однако рассмотрение компьютерных вариантов 3-0 рельефа структурной поверхности осинского горизонта не подтверждает сложившиеся представления (рис. 2, б, г). Глубокие и протяженные прогибы, подобные грабенам, разделяющие Тала-канское поднятие на блоки, не просматриваются. Морфология рельефа структурной поверхности выглядит более сложной, чем поверхность, разбитая протяженными грабенами на крупные блоки. Осложняющие рельеф разнообразные по форме и амплитуде локальные минимумы, максимумы и соединяющие их мульды и седловины оставляют впечатление существенно "неровной" (неструктурированной) поверхности, что позволяет говорить о сглаженности карты условно официального варианта.

Для вариантов структурных построений вычислены оценки разнообразия карт, которые тесно связаны с энтропией и отражают меру структурированности их рельефа. Если отметки рельефа на карте изменяются незначительно, то энтропия Э=0. Вычисленные значения энтропии для условно официального и авторского варианта составили, соответственно, Э=0,754 и Э=0,998. Интересным представляется сопоставление этих оценок с энтропией рельефа карты осинского горизонта на севере Чаяндинского месторождения, изученного также большим числом скважин. Энтропия на этом участке оказалась нулевой (Э=0). Интерпретируя существенную неровность рельефа поверхности осинского горизонта и приведенные оценки разнообразия (энтропии), можно предположить, что Талаканское месторождение находилось (находится) в активной геодинамической зоне север-северо-западного простирания, в которой изменяющиеся напряжения растяжения и сжатия привели к сложно деформированному состоянию пород нижнего кембрия.

Для сопоставления выявленной авторской и официальной схемы разломной тектоники последние вынесены на обсуждаемые варианты 2В-структурных построений (рис. 2, а, в). Из рисунка видно, что схемы разломной тектоники существенно различны. Различие может быть из-за нескольких причин. В частности, разломы на условно официальном варианте карты могут "не вытекать" из ее рельефа (рисовки изолиний) и нанесены по данным других методов. Кроме того, такой отрицательный результат в схождении свидетельствует, что разломная тектоника на Талаканской площади в большинстве является малоамплитудной.

Задачей научного плана на Талаканском месторождении было выявление тектонических особенностей формирования залежей нефти и газа в карбонатных коллекторах нижнего кембрия, которые ранее были отмечены результатами корреляционного анализа, установлен высокий коэффициент корреляции между структурными планами ботуо-бинского горизонта венда и осинским горизонтом нижнего кембрия в пределах Чаяндинского месторождения, где залежи в карбонатах не найдены, и значительное снижение этого коэффициента между этими геологическими реперами на территории Талаканского месторождения. Проведенные детальные структурные построения на Талаканской площади по осинскому горизонту нижнего кембрия и ботуобинскому горизонту венда позволили построить по ним двумерные функции автокорре-

ляции, выявившие азимутальное смещение структурных планов и объясняющие причину снижения коэффициента корреляции.

Азимутальное смещение структурного плана залежи осинского горизонта относительно ботуо-бинского на Талаканском месторождении установлено также нами по данным гидродинамических испытаний скважин [5] и увязывается с существенной неровностью рельефа его поверхности и полученными оценками разнообразия (энтропии) на Талаканской площади. В совокупности по этим структурным особенностям можно предположить, что Талаканское месторождение находилось (находится) в активной геодинамической зоне север-северо-западного простирания, под влиянием которой произошли отмеченные изменения в положении структурного плана и рельефа поверхности и сформировались залежи УВ.

Косвенное влияние геодинамически активной зоны такого простирания устанавливается также сопоставлением карты максимальных дебитов осинского горизонта со схемой разломной авторского варианта тектоники и со структурной картой по этому горизонту (рис. 3). Карта дебитов, отражающая продуктивность горизонта, построена по имеющимся данным максимальных дебитов нефти и газа скважин Восточного и Центрального блоков. При этом объемные дебиты нефти и газа (м3) при построении карты пересчитаны в массовый дебит жидкости (т) с использованием средних значений плотности газа и плотности нефти по воде при нормальных условиях.

При сопоставлении карты максимальных дебитов с авторским вариантом разломной тектоники (рис. 3, а) обращает на себя внимание резкая дифференциация значений дебитов и локализация их высоких значений вблизи скважины 17964 на участке изометричной формы, ограниченном тремя разломами север-северо-западного, субмеридионального и север-северо-восточного простирания. Эти разломы образуют приблизительно равносторонний треугольник, в который вписан наиболее продуктивный участок залежи.

При рассмотрении рисунка 3, б обнаруживается низкое подобие карт (дебитов и отметок залегания залежи) 11=0,67 в центральном блоке при практически идентичном направлении простирания планов рассматриваемых карт. На слабую связь дебитов нефти и газа с отметками продуктивного горизонта указывает четко выраженное смещение на картах максимума дебитов (в районе скважин 17964, 17952,17953) относительно максимальных

Я.Р9

Рис. 3. Карта продуктивности осинского горизонта

отметок поверхности в районе скважины 17954. При этом положение максимума дебитов совпадает с локальным минимумом отметок залежи.

С позиции сделанного предположения о влиянии активной динамической зоны на формирование залежи осинского горизонта Талаканского месторождения выявленные особенности интерпретируются для территории Непско-Пеледуйского свода следующим образом:

1. Активизация разломных систем север-севе-ро-западного направления в постмеловую эпоху [5] приводит к образованию активных динамических зон того же направления, в которых под влиянием изменяющихся напряжений деформаций создаются каналы для вертикальной миграции флюидных потоков и условия для формирования участков с улучшенными коллекторскими свойствами в карбонатных породах нижнего кембрия.

2. Залежи в карбонатах нижнего кембрия на этой территории унаследуют простирание тектонически активных зон этого направления, однако участки с повышенной продуктивностью и соответственно с улучшенными коллекторскими свойствами пласта могут не совпадать с участками локальных максимумов рельефа пласта.

3. Местоположение участков с улучшенными коллекторскими свойствами и соответствующих им залежей контролируется положением вертикальных проекций каналов миграции в пласте. В качестве каналов для вертикальной миграции флю-идопотоков, по всей видимости, выступают узлы

пересечения (и окружающие их участки) разломов л

поздней генерации север-северо-западного простирания с разломами других направлений и в первую очередь север-северо-восточного более ранней генерации.

Высказанные положения подкрепляются современными воззрениями на роль активизированных разломных систем в процессах флюидодинамики

h

и онтогенез УВ [6, 7].

Литература

1. Кноринг J1.Д. Математические методы при изуче- с нии механизма образования тектонической трещинова-

тости. Л.: Недра, 1969. 88 с.

2. Матвеев В.Д. и др. Подсчёт запасов газа, конденсата и нефти Чаяндинского месторождения. Том I. } Якутск: ТГФ, 2000. j

3. Маренин В. А. и др. Подсчет запасов углеводоро- j дов осинского горизонта по Центральному блоку Талаканского месторождения. Якутск: ТГФ, 1997.

4. Сафронов А.Ф. Геология нефти и газа. Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2000.

5. БерзинА.Г., Рудых И.В. О тектонической природе месторождений УВ Непско-Пеледуйского свода // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа: Материалы VIII международной конференции. М.: Геос, 2004. Т. 1. С. 21-25.

6. Современная геодинамика и нефтегазоносность / В.А. Сидоров, М.В. Багдасарова, C.B. Атанасян и др. М.: Наука, 1989. 200 с.

7. Соколов Б.А. Новые идеи в геологии нефти и газа (избранные труды). М.: МГУ, 2001. С. 233-310.