Новые данные, полученные в результате глубокого бурения, позволяют отнести вендскую терригенную толщу в зоне сочленения Непско-Ботуобинской и Анабарской антеклиз к перспективному объекту для дальнейших поисков нефти и газа в Якутии [3]. Одной из важных проблем прогнозирования возможных ловушек нефти и газа и определения приоритетных участков для ведения геологоразведочных работ в регионе является, на наш взгляд, обоснование местоположения зон, содержащих гранулярные коллекторы. Созданию такого прогноза по базисному горизонту поисков (ботуобинскому продуктивному пласту V) посвящена настоящая статья.
В основу исследования положен метод прогноза на базе геологических аналогий, который предполагает:
- во-первых, выбор эталонного объекта с хорошо изученным геологическим строением,
- во-вторых, выявление характерных черт сходства и различия между ними,
- в-третьих, синтез полученных данных.
В качестве эталонного участка недр была взята территория Мирнинского выступа Непско-Ботуобинской антеклизы (Ботуобинско-Сюльдюкарский район), где в обоих районах терригенные отложения венда представлены одними и теми же геологическими телами: талахским и ботуобинским песчаными пластами, разделенными глинистой толщей [4]. Ботуобинские песчаники перекрываются близковозрастными сульфатно-карбонатными породами нижней пачки бюкской свиты. Рассматриваемые отложения залегают в обоих районах в сходных палеотектонических условиях: на южном и западном бортах Катангской антеклизы [1].
Палеогеоморфологическая реконструкция предыктехской эрозионной поверхности в Ботуобинско-Сюльдюкарском районе позволила установить существование (на момент накопления нижнеиктехских осадков) пологой моноклинали с падением на юго-восток (рис. 1). В северо-западной части района обнажились породы фундамента, в юго-восточном направлении сменяющиеся полосой талахских песчаников. В этом же направлении они уступают место глинистым породам арылахской толщи, содержащей карбонатные пачки, выклинивающиеся на юго-западе. Очевидно, сочетание пород с разной степенью эрозионной устойчивости приведет к возникновению ряда отрицательных и положительных форм рельефа. В данном случае к приподнятым участкам отнесены обнажения гранито-гнейсов и карбонатных пород, что подтверждается некоторым сокращением мощностей между эрозионной поверхностью и изохронными реперами бюкской свиты над зонами предполагаемых возвышенностей. Кроме того, присутствие в предполагаемых областях депрессий (талахские песчаники и арылахские аргиллиты) песчаных отложений (аналогов хамакинской толщи) и их выклинивание в направлении палеоподнятий рельефа также рассматриваются как доказательство предложенной гипотезы.
Для определения зависимости структурно-текстурных особенностей песчаников от палеогеоморфологии предыктехской эрозионной поверхности и всей суммы факторов, влияющих на характеристику коллекторских свойств, проводились литологические исследования. Анализ обширного фактического материала позволил разбить всю совокупность алевро-песчаных пород на ряд литотипов, выделенных на основе гранулометрических показателей. Шесть литотипов являются доминирующими. Каждый из них подразделен на кварцевую (мономиктовую) и полевошпат-кварцевую (олигомиктовую) разности (по классификации М.С. Швецова). Содержание полевых шпатов в первом случае не превышает 10, во втором 10- 25 %.
При рассмотрении состава песчаников и особенностей распределения литотипов по нефтегазоносным площадям (см. рис. 1) определено, что породы пятого литотипа представлены преимущественно мелкозернистыми алевролитовыми песчаниками, в составе которых обнаружен полевошпат (10-20 %)-кварц и кварц. Последние встречаются в разрезах с примерно одинаковой частотой при некотором увеличении полевошпат-кварцевых разновидностей на Монулахской и Тойнохоской площадях. Цемент регенерационный кварцевый и неравномерный пойкилитовый, ангидритовый, эпизодически развит доломитовый и кальцитовый. Четвертый литотип представлен средне-мелкозернистыми песчаниками и по особенностям распространения описывается совместно с третьим, к которому отнесены мелко-среднезернистые песчаники. Для обоих литотипов характерно преобладание песчаников кварцевого состава. Типы цементации пород аналогичны таковым для пятого литотипа с содержанием ангидрита до 20 и доломита до 10 %. Кальцитовый цемент (5-20 %) отмечен в скважинах Иреляхской, Нелбинской и Северо-Нелбинской площадей.
Второй литотип представлен в основном кварцевыми крупно-среднезернистыми песчаниками, он встречается в виде прослоев на Маччобинской, Нелбинской и Иреляхской площадях. Цемент пород кварцевый и сульфатно-карбонатный. В среднем содержание ангидрита и особенно доломита повышено по сравнению с их содержанием в породах третьего литотипа. Если учесть, что породы второго литотипа приурочены к кровле ботуобинского горизонта и перекрываются непосредственно сульфатно-магнезито-доломитовой толщей, то становится объяснимо распределение в них сульфатно-карбонатного цемента.
Так как на исследуемой территории ботуобинский горизонт вскрыт единичными скважинами, ниже дано краткое описание каждой из них. В проанализированных пробах скв. 2520 Онхойдохской, полученных с помощью СКО, преобладают породы четвертого и пятого литотипов. К них отнесены соответственно мелко-, средне- и средне-мелкозернистые алевритистые песчаники преимущественно кварцевого состава с контактно-поровым гидрослюдистым и поровым доломито-ангидритовым цементами. Содержание первого не превышает первых единиц процентов, второго 5-20 %. Визуально наблюдаемые свободные поры с диаметром сечений 0,1-0,01 мм в породе распределены неравномерно. Особенностью является улучшение отсортированности пород с уменьшением их зернистости.
В скв. 2950 Накынской ботуобинский горизонт сложен мелкозернистыми алевритистыми, полевошпат-кварцевыми и кварцевыми песчаниками, отнесенными нами к пятому литотипу. В виде прослоев (мощностью до 0,5 м) встречены породы четвертого, а в кровле (мощностью 5 м) третьего литотипов. Цемент поровый и базально-поровый, доломит (до 10 %)-ангидритовый (до 20 %), прослоями гидрослюдистый и битуминозно-глинистый (до 5 %).
Скв. 2250 Среднемархинская наиболее слабо охарактеризована керновым материалом. Согласно полевому описанию образцов, полученных с помощью СКО, в нижней части ботуобинского горизонта наблюдается переслаивание пород четвертого и пятого литотипов с маломощными прослоями шестого, представленного мелкозернистыми песчаниками, глинистыми алевролитами и алевритистыми аргиллитами.
Разрез ботуобинского горизонта в скв. 2231 Меикской достаточно полно охарактеризован керновым материалом и данными СКО. В 20-метровой пачке переслаивания песчаников и алевролитов большую часть занимают породы пятого, лишь 5 м в кровле пласта отнесены к песчаникам второго и третьего литотипов. Пятый литотип представлен мелкозернистыми алевритистыми песчаниками кварцевого состава. Цемент регенерационный кварцевый. Доломит в цементе имеет пятнистое распределение (до 7 %). К породам третьего литотипа отнесены мелко-среднезернистые кварцевые песчаники. Цемент кварцевый, регенерационный, ангидрит-кальцитовый и доломит-ангидритовый поровый (10 %), в кровле послойно-доломитовый (до 25 %).
Сопоставление приведенных данных по литологической характеристике сравниваемых территорий показывает, что песчаники ботуобинского горизонта на прогнозном участке имеют определенное сходство с-отложениями юго-востока Ботуобинско-Сюльдюкарской зоны. Различием следует считать большую алевритистость и худшую отсортированность первых.
Комплекс литологического, палеогеоморфологического и палеогеографического исследований позволил реконструировать условия формирования ботуобинского горизонта на эталонном участке (рис. 2). Согласно нашим построениям отложения горизонта накапливались в прибрежной обстановке эпиконтинентального морского бассейна. Основным поставщиком обломочного материала служили области суши, расположенные западнее рассматриваемой территории, а в его транспортировке в прибрежную часть бассейна седиментации главную роль играли временные потоки [2]. Распределение осадков в результате волновой деятельности создавало ряд аккумулятивных форм, наиболее важными из которых являются тела типа прибрежных барьерных баров. Особенности распространения песчаных пачек обусловлены существованием двух областей развития ботуобинских песчаников, имеющих различные мощности. Первая и самая обширная зона мощностью до 15 м, протягивающаяся от Багдынской до Озерной площади, контролировалась преимущественно конфигурацией береговой линии. Локальные увеличения мощности (до 20 м) в ее пределах обусловлены наложением полос песков вкрест берегового простирания. Вторая зона со средними мощностями 15-20 м простирается под углом к береговой линии вдоль южных склонов Среднеботуобинского, Таас-Юряхского поднятий и Юрегинского структурного мыса. Ее возникновение связано, по-видимому, с гребнем арылахской карбонатной пачки, возвышавшимся над предыктехской эрозионной поверхностью.
Барьерные бары сложены главным образом средне-, мелко- до среднезернистых (в осевых частях), существенно кварцевыми, хорошо отсортированными песчаниками. Для них отмечена тенденция увеличения зернистости снизу вверх по разрезу и снижения доли первичного глинистого цемента по сравнению с песчаниками первой зоны. Все это свидетельствует об активности гидродинамической обстановки при их формировании. Песчаные тела баров вскрыты скважинами на Среднеботуобинской, Таас-Юряхской и Иреляхской площадях. Анализ полученных материалов дает возможность предполагать существование подобных аккумулятивных форм на юго-западе Маччобинской и между Иреляхской и Багдынской площадями.
Палеогеографический прогноз на неразбуренные участки зоны сочленения Непско-Ботуобинской и Анабарской антеклиз весьма приблизителен из-за малого объема фактического материала. Если учесть литологические и промыслово-геофизические данные по сравниваемым участкам, то западнее Среднемархинской площади можно наметить крупное песчаное тело типа бара или мелководной банки мощностью 25-30 м с более благоприятной литолого-фациальной характеристикой (см. рис. 2).
Основываясь на литологической и физической характеристиках ботуобинского горизонта, рассмотрим изменение его коллекторских свойств по площади Ботуобинско-Сюльдюкарского района. Породы-коллекторы (по классификации А.А. Ханина) сгруппированы в типы по степени ухудшения их качества (рис. 3).
Лучшие коллекторы первого типа сконцентрированы в основном на территории Среднеботуобинской площади. Они представлены кварцевыми средне-, мелко- и мелкозернистыми песчаниками с хорошей отсортированностью, незначительным содержанием глинистого (до 3 %) и вторичного (регенерационный кварц и карбонаты до 5 %) цементов при равномерном распределении свободных (15-20 %) пор размером 0,1-0,6 мм. Проницаемость составляет (0,2-13251)*10-15 в среднем (105-458)*10-15 м2, открытая пористость 4-23 %. Эффективная мощность колеблется от 10 до 20 м.
Породы-коллекторы второго типа распространены в северной и периферийной частях Среднеботуобинского, по контуру Таас-Юряхского месторождений, окаймляя коллекторы первого типа (см. рис. 3). Литологическая характеристика этого типа близка к характеристике предыдущего, но уступает по ФЕС пород в связи с появлением прослоев песчаников с базально-поровым вторичным цементом и свободных пор диаметром от 0,02 до 0,4 мм при равномерном или неравномерном распределении в породе. Проницаемость их колеблется (0,03-3804)*10-15, в, среднем (12-1008)*10-15 м2 на разных месторождениях. Открытая пористость в пределах 2-22 %, эффективная мощность 10-20, редко до 30 м.
Коллекторы третьего типа занимают большую территорию Ботуобинско-Сюльдюкарского района. Северный участок расположен на Маччобинско-Иреляхской и частично Северо-Нелбинской площадях с эффективной мощностью пород до 10 м. Южный участок лежит между Озерной и Иктехской площадями (см. рис. 3). Отложения представлены полевошпатово-кварцевыми песчаниками от крупно-среднезернистых до мелкозернистых с преобладанием мелко-среднезернистых. Размерность зерен возрастает снизу вверх по разрезу при уменьшении содержания цемента. Плотность упаковки зерен средняя, в подошве до свободной. Свободные поры (до 15 %) треугольной и многоугольной формы с извилистыми контурами диаметром 0,02-0,6 мм отмечены на Маччобинской и Иреляхской площадях. Проницаемость колеблется (1-2324)*10-15 м2, составляя в среднем (25-490)*10-15 м2, открытая пористость в среднем 10-15 %.
Коллекторы четвертого типа имеют локальное распространение между Северо-Нелбинской и Среднеботуобинской площадями и в районе скв. 2231 Меикской (см. рис. 3). Породы представлены в основном кварцевыми и полевошпатово-кварцевыми песчаниками средне- и мелко-среднезернистыми. Отсортированность хорошая, плотность упаковки зерен средняя. Цемент сульфатно-карбонатный (15-20 %), поровый, распределен равномерно. Проницаемость коллекторов составляет (0,04-21)*10-15 м2. Открытая пористость 0,8- 6 %, эффективная мощность от 4 до 17 м.
Породы-коллекторы пятого типа вскрыты в зоне сочленения Непско-Ботуобинской и Анабарской антеклиз по линии скв. 2250 Среднемархинской, 2950 Накынской, 2520 Онхойдохской (см. рис. 3). Эффективная мощность отложений меняется от 5 до 30 м. В разрезе скв. 2520 Онхойдохской преобладают мелко-, средне- мелкозернистые алевритистые кварцевые песчаники. Содержание цемента не превышает 10 %. Состав его карбонатный, сульфатный, глинистый и битуминозно-глинистый поровый, а также пленочный, пятнами базально-поровый. Распределение пор размером 0,03-0,15 мм равномерное (3-5 %). Проницаемость пород равна (0,07-51)*10-15 при среднем значении 2,2*10-15 м2, открытая пористость 2,2-11,4 %, эффективная мощность горизонта около 10 м.
Породы ботуобинского горизонта в скв. 2950 Накынской сложены преимущественно мелкозернистыми кварцевыми песчаниками с единичными прослоями, содержащими более крупные фракции. Цемент порово-базальный и базально-поровый, прослоями его содержание повышается до 40 %. Состав цемента доломитово-ангидритовый, иногда с примесью глинистого вещества. ФЕС песчаников характеризуется низкой проницаемостью в пределах (0,01-2)*10-15 м2 при среднем значении 0,5*10-15 и открытой пористостью 0,4-9,4 % при эффективной мощности пласта около 5 м.
Песчаники скв. 2250 Среднемархинской отличаются от пород описанных скважин разнозернистостью и наличием прослоев глинистых алевролитов. Цемент сульфатно-карбонатный порового типа. Проницаемость коллекторов в пределах (0-9)*10-15, средняя 3,5*10-15 м2, открытая пористость 0,4-9 %, эффективная мощность достигает 30 м.
При анализе коллекторских свойств песчаных пород прогнозного участка среди причин их снижения следует назвать рост содержания алевритовой примеси, повышенную плотность пород, локальное развитие хемогенных цементов.
Обобщение результатов палеогеографического и палеогеоморфологического исследований позволяет сформулировать ряд критериев для прогноза распространения ботуобинского продуктивного горизонта в зоне сочленения Непско-Ботуобинской и Анабарской антеклиз. Во-первых, установлено, что ботуобинские песчаники представляют собой погребенные потоки вдольбереговых наносов. Отсюда в качестве первого критерия можно указать субпараллельное расположение песчаных тел вдоль соответствующих им береговых линий. Во-вторых, показано, что над зонами линейно-вытянутых выступов предыктехской эрозионной поверхности, выраженных в геоморфологии морского дна, существовали песчаные тела типа барьерных баров, поэтому второй критерий - наличие устойчивых к выветриванию пачек арылахской толщи. В-третьих, наиболее мощные песчаные тела расположены в местах слияния потоков наносов (участок между Онхойдохской и Накынской площадями) с приподнятыми участками морского дна над предыктехской эрозионной поверхностью. Поэтому предлагается учитывать приуроченность крупных песчаных тел к полосе распространения арылахских карбонатов.
Важными предпосылками поиска терригенных коллекторов ботуобинского времени являются, с одной стороны, существование на северо-западе прогнозной территории Анабарского массива палеосуши, с другой - прослеживание зоны эрозионных выступов карбонатов арылахской толщи восточнее Среднеыгыаттинской, Накынской и западнее Среднемархинской скважин. Кроме того, скв. 2250 Среднемархинской вскрыто мощное песчаное тело (около 40 м) с геофизической характеристикой, близкой к характеристике песчаных тел, разбуренных на Таас-Юряхской площади. А песчаные тела в районе скв. 2520 Онхойдохской и скв. 2950 Накынской отнесены по литолого-фациальным особенностям соответственно к внутренней (лагунной) и внешней (морской) частям вдольберегового потока наносов.
Исходя из критериев, сформулированных для эталонного участка (Ботуобинско-Сюльдюкарская зона), и закономерностей распространения песчаных тел на прогнозной территории, можно определить перспективность поиска терригенных коллекторов нефти и газа на тектонических структурах, выявленных по данным глубинного сейсмического зондирования. Наибольший интерес представляют Темельская и Джуктелинская структуры, находящиеся на осевых частях предполагаемых зон развития коллекторов. Рекомендуемый прогноз распространения зон песчаных коллекторов увеличивает также перспективы нефтегазоносности Садынской, Верхнемархинской, Андойской, Эйской структур, выявленных в изучаемом районе комплексом геофизических методов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геология Якутской АССР / И.М. Фрумкин, С.В. Нужнов, В.Т. Работнов и др.- М.: Недра,- 1981.
2. Литология и условия формирования резервуаров нефти и газа Сибирской платформы /Под ред. Т.И. Гуровой, Л.С. Черновой.- М.: Недра.- 1988.
3. Прогноз нефтегазоносности Сюгджерской седловины / В.Б. Арчегов, В.Н. Зинченко, Т.Е. Петрова, В.М. Дьяченко // В кн.: Прогноз зон нефтегазонакопления и локальных объектов на Сибирской платформе.- Л.: Недра.- 1988.- С. 182-193.
4. Четвертое межведомственное стратиграфическое совещание по венду и кембрию Сибирской платформы / Ф.Г. Гурари, Н.М. Мельников, Т.В. Пегель и др. // Советская геология,- 1988.- № 1- С. 122-125.
Abstract
An attempt is made to predict the occurrence of reservoirs in the Botuoba stratum by the geological analogue method. Within the reference area in the northeastern part of the Nepka-Botuoba anteclise, paleogeographic factors controlling the localization of sand bodies have been revealed and their facies nature established. Based on these results, a correlation is made with lithofacies and paleo- geomorphological parameters of similar deposits in the zone joining the Nepka-Botuoba and Anabar anteclises; predictions of zones of thick reservoir beds are made as well.
Рис. 1. Схема распределения литотипов ботуобинских песчаников и элементы морфологии предыктехской эрозионной поверхности.
1 - границы распространения песчаников ботуобинского горизонта: а - выявленная, б - предполагаемая; 2 - изопахиты ботуобинского горизонта, км; 3 - выходы талахских песчаников на предыктехскую эрозионную поверхность; 4 - выходы карбонатной пачки арылахской толщи на предыктехскую эрозионную поверхность. Литологические типы пород песчаных отложений: 5 - второй, 6 - третий, 7 - четвертый, 8 - пятый. Антеклизы: АА - Анабарская, НБА - Непско-Ботуобинская. Нефтегазоносные площади: 1 - Иктехская, 2 - Таас-Юряхская, 3 - Среднеботуобинская, 4 - Юрегинская, 5 - Северо-Нелбинская, 6 - Нелбинская, 7 - Иреляхская, 8 - Маччобинская, 9- Сюльдюкарская, 10 - Багдынская, 11 - Батырская, 12 - Ыгыаттинская, 13 - Среднемархинская, 14 - Накынская, 15 - Онхойдохская, 16 - Меикская, 17 - Джуктелинская, 18- Садынская, 19 - Темельская, 20 - Верхнемархинская, 21 - Андойская, 22 - Эйкская
Рис. 2. Литолого-фациальная схема распространения ботуобинских песчаников
Области: 1 - денудации, 2 - аккумуляции глинисто-алевритовых пород в лагунах и заливах, области аккумуляции: 3 - песчаных пород в прибрежной части бассейна, 4 - глинистых пород в открытом морском бассейне. Ост. усл. обозн. см. на рис. 1
Рис. 3. Схема прогноза качества пород-коллекторов ботуобинского горизонта.
1 - изолинии эффективной мощности горизонта, км; распределение зон по типам коллекторов; 2 - I - III с прослоями IV, V типов, 3 - II-III с прослоями I, IV, V, 4 - III - IV с прослоями II, V, VI, 5 - IV-V с прослоями III, VI, 6 - V - VI-с прослоями III, IV. Ост. усл. обозн. см. на рис. 1
Автор: A.О. Ефимов, Л.С. Чернова, А.М. Фомин, М.В. Лебедев (Сибгео)
