Формирование нефтеносной толщи келловея-оксфорда в зоне сочленения Бахиловского и Александровского мегавалов (Западная Сибирь)

Глава 3 Литолого-фациальная зональность и обстановки седиментации.

3.1. Методы исследования

Для выделения обстановок осадконакопления использован комплекс методов, который широко применяется для объектов Западно-Сибирского бассейна. Это результаты сейсмических исследований, материалы ГИС и послойного описания керна, применение литолого-фациального анализа (Карогодин Ю.Н., 1996; Нежданов А.А., 2000; Изотова Т.С., Денисов С.Б., 1993; Славкин В.С., 1999; Шиманский В.В., 2003).

При проведении литолого-фациального анализа учтены подходы, разрабатываемые на кафедре литологии (Крашенинников Г.Ф., Тимофеев П.П., Фролов В.Т., Япаскурт О.В.) и на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ (Вассоевич Н.Б., Конюхов И.А., Бурлин Ю.К., Конюхов А.И., Карнюшина Е.Е.). Представления о различных моделях терригенной седиментации почерпнуты из публикаций зарубежных исследователей Г.-Э. Рейнека и И.Б. Сингха, Р.К, Селли, Х. Г. Рединга.

В контексте данной работы под литофацией понимаются одновозрастные геологические тела, отличающиеся по соотношению основных типов пород и дополнительным признакам состава и строения толщ, в том числе по характеру цикличности.

Выделению литофаций предшествовала типизация разрезов скважин по данным интерпретации ГИС с использованием материалов послойного описания керна.

Среди разностей осадочных отложений, диагностированных по данным ГИС, так называемых петротипов, присутствуют: 1 - песчаники, 2 - алевролиты, 3 - глины, 4 - угли, 5 - "плотные" породы. "Плотные" породы по данным описания керна обычно представлены терригенными разностями с карбонатным цементом и не являются коллекторами (рис.4).

При анализе цикличности келловей-оксфордских отложений автор руководствовался представлениями Вассоевича Н.Б. (1948), который рассматривал циклит как геологическое тело, являющееся вещественным результатом процессов, происходивших в течение седиментационного цикла. В циклите должно быть как минимум два слоя, которые называют элементами циклита. При отсутствии одного из элементов циклит считается редуцированным. Выделение циклитов в келловей-оксфордских отложениях проведено с использованием данных интерпретации ГИС. Детализация строения разрезов проводилась по описанию керна. Керном обычно охарактеризованы интервалы продуктивных коллекторов, и выявление деталей возможно в основном для песчаных, песчано-алевритовых, алевритовых слоёв. Признаки цикличности отложений использованы для детальной корреляции разрезов скважин, что позволило уточнить положение продуктивных пластов в нефтеносной толще.

Рис.4. Типы разрезов пласта ЮВ12

Литофации прослеживались по площади в межскважинном пространстве с учетом келловей-верхнеюрского палеоструктурного плана. При этом был использован анализ распределения сейсмических атрибутов (когерентности, амплитуд) и результаты сейсмических инверсий (кубов акустического импеданса), рассчитанных по технологии компании ООО "Фугро Геосайенс ГмбХ".

3.2 Литофации и обстановки седиментации

В продуктивных пластах келловей-оксфордской толщи выделены следующие литофации: 1 - глинистая (Г), 2 - алевро-глинистая (АГ), 3 - карбонатно-алевро-песчаная (АПк), 4 - карбонатно-песчаная (Пк), 5 - глинисто-алевро-песчаная (ГАП), 6 - карбонатно-глинисто-песчано-алевритовая (ГПАк), 7 - углисто-песчано-алевро-глинистая (УПАГ), 8 - алевро-глинисто-песчаная (АГП) (табл.1).

Глинистая литофация образована аргиллитами (> 90%). Тип разреза, характеризующий эту литофацию в записи ПС и ГК представлен слабо дифференцированными кривыми, значения αПС близки к нулю.

По данным описания керна глинистые отложения темно-серые до черных, обладают преимущественно массивной текстурой, иногда горизонтально расслоены через первые миллиметры алевритовым материалом. Текстура нередко нарушена интенсивным биотурбированием. Описанные признаки свидетельствуют о накоплении отложений в спокойной гидродинамической обстановке.

Алевро-глинистая литофация (алевролиты составляют 10-30%, глины - 60-90%, "плотные" породы - до 10%) состоит из циклитов, нижние элементы которых образованы аргиллитами (0,2-0,4 м), верхние - алевролитами толщиной от первых сантиметров до 0,2 м. Кривые ПС и ГК практически нерасчлененные, значения αПС равны 0-0,3.

Слоистость отложений полого-волнистая, линзовидно-волнистая, участками тонкая косая. Отмечены оползневые текстуры и следы биотурбации в основании разреза.

Карбонатно-алевро-песчаная литофация (песчаники составляют 70-80%, алевролиты - 10-15%, аргиллиты - 0-5% , "плотные" породы - до 10%) образована двумя циклопачками, в составе которых преобладают песчаники. Толщина песчаных прослоев увеличивается вверх по разрезу от 0,8 до 4,8 м, алевролитовых прослоев уменьшается от 2,8 до 0,6 м.

Описанная литофация охарактеризована VII типом разреза, значениями αПС равны 0,8-1,0 (см. рис.4).

Песчаники в нижней части разреза имеют тонкую параллельную горизонтальную текстуру, в основании нижней циклопачки текстура отложений нарушена биотурбированием.

В верхней части разреза наблюдается косая перекрестная слоистость, часто встречаются включения углефицированного растительного детрита. Описанные признаки свидетельствуют о гидродинамически активной среде седиментации во время накопления верхней циклопачки.

Карбонатно-песчаная литофация (песчаники составляют > 80%, алевролиты - 10-20%, , "плотные" породы - до 10%) представлена в пласте ЮВ₁³ одной циклипачкой, в пласте ЮВ12 - двумя-тремя циклопачками, нижние элементы которых образованы песчаниками (10-15 м), верхние - алевролитами или "плотными" породами (0,4-1,2 м). Эта литофация охарактеризована I типм разреза, имеет αПС равные 0,8-1,0 (см. рис.4).

В песчаниках рассматриваемой литофации описаны массивная и косослоистая текстуры. Слоистость подчеркнута ориентированным расположением углисто-слюдистого материала, образующего скопления толщиной в первые миллиметры. Такая текстура свидетельствует о значительной гидродинамической активности среды седиментации.

Глинисто-алевро-песчаная литофация (песчаники составляют 60-80%, алевролиты - 10-30%, аргиллиты - 5-10%, "плотные" породы - до 5%) сложена двумя-тремя циклопачками. Образования этой литофации являются составной частью крупного циклита, нижний элемент которого имеет строение характерное для II типа разреза со значениями αПС 0,5-1,0 (см. рис.4).

Нижние элементы циклопачек, входящих в состав глинисто-алевро-песчаной литофации, образованы обычно песчаниками (10-15 м). В основании базального циклита встречаются прослои гравия и глинистые интракласты (0,2-1,8 м). Нередко базальные циклиты редуцированы. Верхние элементы циклопачек толщиной 1-5 м представлены чередованием мелких песчано-алевритовых или песчано-алевро-глинистых циклитов. Количество песчаных прослоев и размер зерен в них уменьшаются вверх по разрезу. Толщина глинистых слойков и прослоев изменяется от первых сантиметров до 0,2-0,6 м..

В нижних элементах циклопачек отмечается однонаправленная косая слоистость, в верхних элементах появляется линзовидная текстура, что свидетельствует о смене во времени активной гидродинамической обстановки более спокойными условиями седиментации.

Глинисто-песчано-алевритовая литофация (песчаники составляют 50-60%, алевролиты - 10-40%, аргиллиты - 5-10%, "плотные" породы - до 5%) представлена двумя-тремя циклопачками. По данным ГИС она охарактеризована III типом разреза, значения αПС равны 0,2-0,8 (см. рис.4).

Нижние элементы циклопачек образованы песчаниками толщиной 1-7 м, верхние (1-5 м) - чередованием прослоев алевролитов и аргиллитов толщиной 0,2-0,8 м или алевролитами. В циклитах отмечается тенденция уменьшения толщины песчаных прослоев и размера зерен вверх по разрезу.

Углисто-песчано-алевро-глинистой литофации (песчаники составляют 20-30%, алевролиты - 30-40%, аргиллиты - 30-40%, угли - от 10% до 15%, "плотные" породы - до 5%) соответствует IV тип разреза со значениями αПС 0,6-0,2 (см. рис.4).

Рассматриваемая литофация состоит из одной-трех циклопачек, включающих по два-три циклита толщиной от 3 до 10 м. Циклиты бывают двух- и трехчленные. Их нижние элементы (1-4 м) представлены песчаниками и /или алевролитами, верхние (3-7 м) - чередованием косоволнистых и горизонтальнослоистых песчаных, алевритовых, глинистых пород. Толщина обломочных пород 0,4-2 м и размер слагающих их зерен сокращаются вверх по разрезу. В кровле трехчленных циклитов находятся глинистые разности с прослоями и пропластками углей и углистых пород (первые сантиметры - 1,5 м). Их тонкая горизонтальная текстура нарушена углефицированными корнями растений и следами жизнедеятельности роющих организмов, что характерно для пойменных условий седиментации.

Карбонатно-алеврито-глинисто-песчаная литофация (песчаники составляют 40-50%, алевролиты - 10-20%, аргиллиты - 30-40%, "плотные" породы - до 10%) состоит из трех циклопачек, охарактеризована V типом разреза. Для нижней циклопачки значения αПС составляют 0,8-0,6, для верхней - 0,1-0,5 (см. рис.4).

Нижняя циклопачка образована двумя алевро-песчаными циклитами. Две верхние состоят из песчано-алевро-глинистых циклитов, содержат пиритизированный углефицированный детрит, обладают линзовидно-волнистой, полого-волнистой и тонкой горизонтальной слоистостью, нарушенной ходами илоедов.

Для всех циклопачек отмечается вверх по разрезу тенденция уменьшения размера зерен, толщин песчаных и алевро-песчаных прослоев, увеличение доли глинистого материала. В разрезах части скважин, расположенных на юго-западе Пермяковской площади, песчаные прослои в верхней пачке отсутствуют

Формирование нижней части данной литофации происходило в активной гидродинамической обстановке, верхней - в застойных условиях.

Выделенные литофации образуют латеральный ряд, который можно проиллюстрировать на примере пластов ЮВ₁² и ЮВ₁³ Пермяковского месторождения.

Латеральный ряд литофаций пласта ЮВ₁³ представлен с севера на юг следующей сменой их типов: углисто-глинисто-алевро-песчаной, глинисто-алевро-песчаной, глинисто-песчано-алевритовой, алевро-глинистой, карбонатно-песчаной в сочетании с глинисто-песчано-алевритовой, и далее - карбонатно-алевро-песчаной. В направлении погружения келловей-верхнеюрского палеоструктурного плана происходит смена углесодержащих литофаций на безугольные типы с повышенным содержанием алевролитов и песчаников.

Латеральный ряд литофаций пласта ЮВ₁² содержит на севере и северо-востоке углисто-глинисто-алевро-песчаные накопления в сочетании с глинисто-алевро-песчаными глинисто-песчано-алевритовыми разностями. В наиболее погруженных участках келловей-позднеюрской поверхности распространены карбонатно-алевро-песчаная, карбонатно-песчаная, глинисто-песчано-алевритовая, карбонатно-алевро-глинисто-песчаная литофации.

Обстановки седиментации пласта ЮВ₁^2-3. В северной части Пермяковского месторождения, приуроченной к наиболее приподнятому участку келловей-позднеюрского палеоструктурного плана, выделена аллювиальная долина, в которой прослеживаются прямолинейные и меандрирующие русла, прирусловые валы и поймы (рис.5) [Василевская, Савельева, 2010].

Рис 5. Схема обстановок седиментации пласта ЮВ12-3 по данным распределения акустического импеданса. Пермяковское месторождение [Василевская, Савельева, 2010]

На востоке центральной части месторождения, занимающей промежуточное положение на палеоструктурном плане, выделена субаэральная дельта с дельтовыми рукавами, прирусловыми валами и заболоченной прибрежной равниной. Граница между аллювиальной долиной и дельтой маркируется по смене меандрирующих русел ветвящимися. Русла и дельтовые рукава характеризуются на стратиграфических срезах акустического импеданса (АИ) повышенными значениями. Зоны пойм и заболоченной прибрежной равнины имеют средние и низкие значения АИ. Аномально низкие значения АИ связаны с заболоченными участками, присутствием в отложениях повышенного содержания прослоев углей и углистых пород. Прирусловые валы выделяются в плане серповидной формой, характеризуются средними значениями АИ.

На юге, западе и юго-востоке территории располагалась субаквальная дельта. Граница между субаэральной и субаквальной дельтой маркируется устьевыми барами, имеющими в плане форму лопастей. Седиментационные тела устьевых баров характеризуются средними значениями АИ. Области внутридельтовых заливов с преобладанием глинистых пород выделяются повышенными значениями АИ.

Таки образом, аллювиальная обстановка существовала на севере месторождения в течение всего времени формирования пластов ЮВ₁³ и ЮВ₁². Зона субаквальной дельты, занимавшая в ходе накопления ЮВ₁³ западную часть территории, позже во время формирования пласта ЮВ₁² расширилась в юго-восточном направлении. В верхней части келловей-оксфордской толщи залегают алевро-песчаные отложения вдольбереговых валов прибрежного мелководья.