Уточнение геологической модели Чаяндинского нефтегазоконденсатного месторождения

УТОЧНЕНИЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ЧАЯНДИНСКОГО НЕФТЕГАЗОКОНДЕНСАТНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

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

Чаяндинское нефтегазоконденсатное месторождение (НГКМ) расположено на территории Ленского и Мирнинского районов Республики Саха (Якутия), в 170 км западнее г. Ленска и в 240 км юго-западнее г. Мирный. В тектоническом отношении месторождение приурочено к Непско-Ботуобинской антеклизе, которая расположена между разновозрастными отрицательными структурами. На северо-западе она сопряжена с Курей-

^ ^ /'"'Ч ^ ^

ской синеклизой, на севере - с Сюгджерской седловиной, на северо-

т~\ ^ ^ ^ т~\ ^ ^

востоке граничит с Вилюйской синеклизой и Вилючанской седловиной и на юго-востоке - с Предпатомским краевым прогибом.

Промышленная продуктивность вендских и нижнекембрийских отложений в Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области, к которой приурочено рассматриваемое месторождение, была установлена в 70-е гг. XX в. Здесь были открыты Среднеботуобинское (1970 г.), Хотого-Мурбайское (1977 г.) и Верхневилючанское (1975 г.) месторождения. Чаяндинское НГКМ было открыто в 1980 году. Оно приурочено к крупной неантиклинальной ловушке в северо-восточной части склона Непско-Пеледуйского свода [1].

Геологический разрез месторождения представлен нижнепротерозойскими породами кристаллического фундамента, а также вендскими, кембрийскими, юрскими и четвертичными отложениями осадочного чехла. Вскрытая скважинами толщина осадочного чехла изменяется от 1712 до 2024 м. Большую его часть составляют терригенно-карбонатные отложения венда и галогенно-карбонатные образования кембрия.

Талаканская свита (Яъ-УИк), представленная на изучаемой территории верхнерифейскими терригенно-карбонатными отложениями, является наиболее древним образованием осадочного чехла. Стратиграфическое положение свиты точно не определено и она условно помещена на уровень верхов рифея - низов венда. Отложения свиты со стратиграфическим несогласием залегают на породах кристаллического фундамента и несогласно перекрываются породами хоронохской свиты (рис. 1).

и»

и»

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. Часть I____________________________________

Хоронохская свита (Vhrn) представлена в основном кварцевыми песчаниками с тонкими прослоями аргиллитов и алевролитов. Хоронох-ские отложения имеют возраст венда. Более детально породы свиты стратиграфически не привязаны. На Чаяндинском месторождении проницаемые пласты песчаников хоронохской свиты выделяются в вилючанский продуктивный горизонт.

Талахская свита (Vtlh) сложена пестроокрашенными алевролитами, песчаниками и гравелитами. Свита несогласно залегает на подстилающих отложениях. Согласно решениям IV Межведомственного регионального стратиграфического совещания по уточнению и дополнению стратиграфических схем венда и кембрия внутренних районов Сибирской платформы, которые были утверждены Межведомственным стратиграфическим комитетом СССР в 1988 г., талахская свита относится к нижнему подгори-зонту непского горизонта нижнего венда [2]. В составе свиты выделяется талахский продуктивный горизонт.

Паршинская свита (Vpr), выделяемая в разрезах Непско-Ботуобинской антеклизы, соответствует верхнему подгоризонту непско-го горизонта и по литологическим признакам подразделяется на две под-свиты.

Нижняя подсвита (Vpr¡) состоит из переслаивания аргиллитов и алевролитов с редкими тонкими прослоями полевошпатово-кварцевых песчаников. Ее отложения на Чаяндинском месторождении согласно залегают на талахской свите и, как принято считать, несогласно с перерывом перекрываются верхней подсвитой.

Верхняя подсвита (Vpr2) по литологическим признакам делится на две пачки. Нижнюю, представленную песчаниками хамакинского продуктивного горизонта, и верхнюю, сложенную аргиллитами с прослоями доломитов и алевролитов. В верхней части хамакинского продуктивного горизонта (недалеко от его кровли) выделяется поверхность размыва, которая прослеживается по всей территории Чаяндинского месторождения.

Паршинская свита согласно залегает на подстилающих отложениях и со стратиграфическим несогласием перекрывается бюкской свитой, которая соответствует тирскому горизонту верхнего венда.

Бюкская свита (Vbk) подразделяется на две подсвиты: нижнюю (терригенную) и верхнюю (карбонатную).

Нижняя подсвита (УЬк\) сложена преимущественно кварцевыми и реже - полевошпатово-кварцевыми песчаниками. В объеме нижнебюкской подсвиты выделяется ботуобинский продуктивный горизонт. Залежь этого

горизонта - газоконденсатная с нефтяной оторочкой, пластовая, дизъюнктивно и литологически экранированная.

Верхняя подсвита (УЬк2) сложена доломитами, ангидритодоломита-ми, прослоями мергелей и аргиллитов, реже - алевролитов и песчаников. Ангидритизированные доломиты являются региональным флюидоупором для скоплений нефти и газа в ботуобинских песчаниках.

Бюкская свита с размывом повсеместно перекрывается отложениями успунской свиты даниловского горизонта верхнего венда.

Наиболее значимыми стратиграфическими границами в рассмотренном интервале пород следует считать подошву венда, а также линию разграничения ботуобинского продуктивного горизонта и подстилающих глин. Эта граница одновременно является границей между бюкской и паршинской свитами, между тирским и непским стратиграфическими горизонтами и, наконец, между верхним и нижним вендом.

Здесь уместно напомнить ряд выводов из постановлений Межведомственного стратиграфического комитета (МСК) 2008 г., касающихся состояния изученности стратиграфии докембрия и фанерозоя России. «Анализ строения современной ОСШ1 верхнего протерозоя России выявил ряд ее особенностей, важных в методологическом отношении: 1) данная шкала отвечает главным требованиям хроностратиграфической концепции, она построена на основании анализа последовательности, соотношений и особенностей материальных объектов - горных пород и содержащихся в них ископаемых, но выделенные в шкале наиболее крупные подразделения и их границы, вопреки фанерозойским канонам, определяются не биотическими, а абиотическими событиями; 2) границы подразделений привязаны к определенным уровням в типовых последовательностях подразделений, но при этом границы совмещены с поверхностями несогласия в основании упомянутых последовательностей» [3].

Принимая во внимание эти выводы, следует априорно ожидать, что в основании ботуобинских песчаников на границе нижнего и верхнего венда должна обязательно находиться поверхность размыва. То, что это не всегда так, доказано в предыдущей работе авторов, которая была сделана на основе изучения керна по вновь пробуренным скважинам с привлечением материалов ГИС [4].

На северо-востоке Чаяндинского месторождения в 1990-1991 гг. были пробурены скважины 321-07, 321-16 и 321-17. Интервал, из которого

1 ОСШ - общая стратиграфическая шкала.

был отобран керн, охватывает как ботуобинские песчаники, так и залегающие под ними аргиллиты. Ни в одной из скважин не отмечено наличие размыва в подошве ботуобинских песчаников. Чем же здесь представлены литологические разности пород?

Согласно макро- и микроописанию в деле скв. 321-07, на глубине 1844,4-1848,4 м серые среднезернистые среднесцементированные олиго-миктовые и полевошпатово-кварцевые нефтенасыщенные песчаники ниже по разрезу сменяются мономиктовыми кварцевыми мелкозернистыми песчаниками, переходящими в алевролиты, а затем пелитоморфными зелеными аргиллитами. Грубообломочный материал отсутствует.

В скв. 321-16 керн отобран в интервале 1820,6-1827,2 м. Мономик-товый кварцевый песчаник средней зернистости вниз по разрезу сменяется глинистым зеленовато-серым микролинзовидно-слоистым олигомикто-вым полевошпатово-кварцевым алевролитом, переходящим в зеленые аргиллиты. Здесь, как и в предыдущей скважине, грубообломочный материал в основании ботуобинских песчаников отсутствует.

В скв. 321-17 керн отобран в интервале 1858,0-1889,2 м. В этом интервале мелкозернистый мономиктовый кварцевый тонкослоистый песчаник подстилается мелкозернистым песчанистым алевролитом с тонкими прослоями и линзами темно-серого глинистого материала. Ниже залегает мономиктовый кварцевый однородный темно-серый песчаный алевролит, который сменяется плитчатыми зелеными аргиллитами. Здесь также отсутствуют признаки перерыва в осадконакоплении. Гранулометрический состав пород свидетельствует о том, что в ботуобинском песчанике вниз по разрезу идет постепенное уменьшение зерен обломочного материала, пока он полностью не замещается аргиллитом.

Если в подошве ботуобинских песчаников отсутствует поверхность перерыва, то как быть с расположением стратиграфической границы между тирским и непским горизонтами, а также между верхним и нижним вендом, ведь эта граница, согласно решениям МСК, должна быть приурочена к поверхности несогласия?

В рассматриваемых скважинах примерно в 20-30 м ниже границы ботуобинские песчаники - подстилающие аргиллиты расположена поверхность размыва, подтвержденная керновым материалом и относящаяся к прикровельной части хамакинского продуктивного горизонта верхне-паршинской подсвиты. Эта поверхность несогласия выделяется во всех скважинах Чаяндинского месторождения. Сразу над плоскостью размыва отмечается наличие брекчии, конгломерата, гравелита и иного грубообло-

мочного материала в зависимости от территориального расположения скважин, где производился отбор керна. Затем вверх по разрезу следуют песчаники, алевролиты и аргиллиты, которые в свою очередь снова сменяются песчаниками, но уже ботуобинского продуктивного горизонта. Весь этот интервал пород - от поверхности размыва до кровли терриген-ной нижнебюкской подсвиты - можно рассматривать как единый и непрерывный прогрессивно-регрессивный седиментационный цикл, соответствующий определенному стратиграфическому подразделению. Какая именно временная граница будет приурочена к этой поверхности несогласия, определят дальнейшие исследования.

Для подтверждения вывода о том, что в подошве ботуобинских песчаников перерыв в осадконакоплении отсутствует, проведен анализ толщин и прослежена история формирования интересующего нас интервала пород. На рис. 2 приведена корреляционная схема по линии скв. 321-16 и 321-17. Обе скважины пробурены на северо-востоке Чаяндинского НГКМ. Разрезы скважин выровнены по поверхности размыва, который выделяется в прикровельной части хамакинского продуктивного горизонта. Сделано это для того, чтобы более наглядно показать изменение толщины отдельных, последовательно залегающих пропластков во времени. Изменение мощностей пропластков показало, менялись ли условия осадконакоп-ления в данном районе во время формирования хамакинского и ботуобин-ского продуктивных горизонтов или нет, и если менялись, то какова в этом процессе доля тектонической составляющей. Общая толщина интервала пород от поверхности размыва до кровли ботуобинских песчаников в скв. 321-16 равна 45,1 м, а в скв. 321-17 - 46,8 м. Разница в общей мощности составляет всего 1,7 м при расстоянии между скважинами более 7 км. В разрезах скважин выделен и прокоррелирован ряд пропластков, принимаемых за реперные горизонты. Толщины пород, заключенные между соответствующими реперами в обеих скважинах, первоначально совершенно одинаковы. Это говорит о том, что после начала трансгрессивного осадконакопления условия седиментогенеза были одинаковы на всей рассматриваемой территории. Однако после формирования 5-го по счету пропластка эти условия изменились. В то время как в районе скв. 321-16 продолжалось накапливание аргиллитов и глинистых алевролитов толщиной в 7,5 м, в район скв. 321-17 стал поступать более грубообломочный материал. Происходило фациальное замещение пород при отсутствии ка-

кой-либо тектонической активизации. Если бы мощность ботуобинских песчаников в обеих скважинах оставалась одинаковой, а толщины подстилающих глин имели разную мощность, то в этом случае можно было бы предположить наличие поверхности размыва между песчаниками и аргиллитами, но в рассматриваемом примере такого не наблюдается.

На рис. 3 приведена корреляционная схема, составленная по линии скв. 321-16, 321-07. Расстояние между скважинами равно примерно 8 км. Общая толщина интервала пород, расположенного между поверхностью размыва и кровлей ботуобинских песчаников, в скв. 321-07 равна 46,2 м. Общая толщина такого же интервала пород в скв. 321-16 - 45,1 м. Разница между этими двумя величинами составляет всего 1,1 м. В скв. 321-07, начиная от поверхности несогласия и вверх по разрезу, выделяются те же реперные горизонты-пропластки и почти с теми же толщинами, что и в скв. 321-16. Здесь их уже не шесть, а только четыре (из-за привноса песчаного материала на территорию, где пробурена скв. 321-07). Этот процесс начался намного раньше того времени, когда грубообломочный материал достиг района расположения скв. 321-16. В этой скважине еще накапливаются аргиллиты и глинистые алевролиты общей мощностью около 12 м, а в скв. 321-07 уже начинает поступать песчаный материал. Здесь, как и в первом случае, речь идет о фациальном замещении пород, а не о влиянии на изменение толщин образовавшихся отложений тектонического фактора.

Схема корреляции по линии скв. 321-16, 321-17 и 321-07 дает наглядное представление о том, как во времени и пространстве происходило постепенное замещение пород, характеризующихся значительной глинистой составляющей, породами, обладающими повышенными фильтрационно-емкостными свойствами, за счет уменьшения в них пелитового материала и увеличения гранулометрического состава (рис. 4). Согласно данной схеме, область сноса обломочного материала находилась в северозападном направлении от места расположения рассматриваемых скважин. Размываемые песчаные образования последовательно поступали сначала в район расположения скв. 321-07, затем в район расположения скв. 321-17 и уже после этого туда, где в дальнейшем была пробурена скв. 321-16.

поверхность размыва в прикровельной части хамакинского горизонта ------- кровля хамакинского горизонта, принятая на сегодняшний день

и»

чО

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. Часть I______________________________________

-1^

о

Поверхность размыва в прикровелы-юй части хамакинского горизонта ------- Кровля хамакинского горизонта, принятая на сегодняшний день

Уточнение геологической модели Чаяндинского _____________________________________________________________________________нефтегазоконденсатного месторождения

Для подтверждения того, что подошва тирского стратиграфического горизонта, в основании которого залегает ботуобинский продуктивный горизонт, может соответствовать поверхности размыва, о котором уже не раз упоминалось выше, построена корреляционная схема по линии скв. 321-41, 321-30, 321-34 и 321-40 (рис. 5). Эти скважины, как и рассмотренные выше, пробурены на северо-востоке Чаяндинского месторождения и располагаются в общем направлении с запада на восток на расстоянии около 25 км, почти полностью пересекая изучаемую структуру. Во всех скважинах керном охарактеризован интервал разреза ботуобин-ских песчаников и подстилающих аргиллитов. Ни в одной из скважин на этой границе не встречались грубообломочные породы. Наоборот, песчаники постепенно замещались алевролитами, а последние - глинистыми отложениями. Таким образом, и в данном случае правомерно говорить об отсутствии поверхности размыва на границе ботуобинских песчаников и аргиллитов.

На корреляционной схеме (см. рис. 5) показаны пропластки различного литологического состава, которые выделяются и уверенно сопоставляются во всех скважинах. Анализ толщин этих пропластков свидетельствует о том, что в первую половину формирования рассматриваемого интервала пород, условия седиментогенеза на изучаемой территории были одинаковыми. Когда же стали накапливаться собственно ботуобинские песчаники, физико-химические условия осадконакопления в силу различных причин претерпели существенные изменения. Следствием этих изменений в первую очередь стало то, что в западном направлении, где предполагается наличие береговой линии, толщина ботуобинских песчаников заметно уменьшается. Меняется она довольно заметно и от скважины к скважине.

Для демонстрации современного положения песчаников продуктивного ботуобинского горизонта и нижезалегающих терригенных пород, вплоть до поверхности несогласия, был построен литолого-фациальный профиль по той же линии скважин (рис. 6). На профиле нижняя граница продуктивного ботуобинского горизонта привязана к поверхности размыва - той поверхности, которая служит подошвой единого и непрерывного седиментационного цикла.

-1^

ьо

•лаллл Поверхность размыва в прикровельной части хамакинского горизонта ------- Кровля хамакинского горизонта, принятая на сегодняшний день

Уточнение геологической модели Чаяндинского _____________________________________________________________________________нефтегазоконденсатного месторождения

I I Песчаник I I Доломит I I Аргиллит I I Алевролит лллллл. Поверхность размыва в прикровепьной части хамакинского горизонта

-1^

и»

Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. Часть I____________________________________

Рис. 6. Литолого-фациальный профиль по линии скв. 321-41 и 321-40 Чаяндинского НГКМ

Приведенные в качестве примера корреляционные схемы, литолого-фациальный профиль, а также микро- и макроописание керна по ряду скважин свидетельствуют о том, что в подошве ботуобинских песчаников поверхность несогласия отсутствует. Следовательно, согласно решению МСК, здесь не может проходить граница между непским и тирским стратиграфическими горизонтами, как это показано на сводном геологогеофизическом разрезе, принятом на сегодняшний день (см. рис. 1). Не может здесь проходить граница и между нижним и верхним вендом. Для создания адекватной геологической модели Чаяндинского НГКМ необходимо обязательно проводить дальнейшие исследования.

Список литературы

1. Бурова И. А. Карбонатные коллекторы вендско-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса Восточной Сибири / И.А. Бурова // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2010. - Т. 5. - № 2. - 18 с.

2. Решения IV Межведомственного регионального стратиграфического совещания по уточнению и дополнению стратиграфических схем венда и кембрия внутренних районов Сибирской платформы. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 1989. - 64 с.

3. Состояние изученности стратиграфии докембрия и фанерозоя России. Задачи дальнейших исследований // Постановления Межведомственного стратиграфического комитета и его постоянных комиссий. -СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. - Вып. 38. - 129 с.

4. Семенов Е.О. Определение местоположения нижней границы бо-

туобинского горизонта на Чаяндинском месторождении / Е.О. Семенов, А.И. Крикунов, Н.Ю. Канунникова // Актуальные вопросы исследований пластовых систем месторождений углеводородов. - М.: Газпром

ВНИИГАЗ, 2010. - С. 59-70.