Условия формирования пород-коллекторов в палеогеновых отложениях впадины Дунин (бассейн Бохайского залива, КНР)

Введение.

Актуальность работы. Изучение геологического строения, литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств палеогеновых отложений впадины Дунин, самой богатой по запасам нефти в бассейне Бохайского залива, является актуальной проблемой, так как выявление генезиса и особенностей распространения пород, способных вмещать скопления углеводородов (УВ), позволит уточнить перспективы открытия новых их залежей в других впадинах этого бассейна и, кроме того, поможет выявить закономерности развития впадин рифтового происхождения, которые в последнее время стали объектами поисков и разведки нефти и газа на Дальнем Востоке России. Активное прогибание в бассейне Бохайского залива, начавшееся в раннем эоцене и вызванное подвижками вдоль крупного разлома Тан Лу, привело к возникновению нескольких десятков озерных водоемов, в которых накапливались преимущественно терригенные отложения. Во впадине Дунин в течение палеогена и неогена сформировалась толща осадков мощностью более 7000 м. Уникальное сочетание в разрезе нефтематеринских отложений, пород-коллекторов и флюидоупоров предопределило большое количество открытых здесь скоплений нефти, запасы которой превышают 2 млрд т. Ежегодный прирост запасов составляет 30-50 млн т.

Цель работы заключается в выявлении закономерностей формирования пород - коллекторов в различных структурно-тектонических зонах, а именно в центральной депрессии впадины Дунин и прилегающих к ней северном крутом и южном пологом бортовых частях, и на этой основе прогнозирование перспектив открытия новых скоплений УВ в этой и соседних впадинах бассейна Бохайского залива.

Задачи, которые решались в процессе выполнения данной работы:

1. Выделение различных литолого-фациальных комплексов палеогеновых отложений, а именно пролювиальных конусов выноса, фан-дельт, речных дельт, глубоководных конусов выноса, сложенных турбидитами и флаксо-турбидитами;

2. Выявление закономерностей изменения вещественного состава обломочных пород в различных структурно-тектонических зонах и на разных уровнях в разрезе палеогена;

3. Уточнение путей переноса и распространения обломочного материала, которым образованы песчаные коллекторы в наиболее продуктивных районах впадины;

4. Построение литолого-фациальных карт для различных отрезков эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтеносных комплексов в исследованном регионе;

5. Изучение коллеторских свойств обломочных пород в различных стркутрно-тектоничских зонах и на этой основе уточнение перспектив открытия новых скоплений нефти и газа во впадине Дунин.

Работа выполнена по материалам собственных исследований автора, проведенных в лаборатории коллекторов Шандунского отделения китайской нефтяной компании СИНОПЕК, в процессе которых им было изучено более 1000 образцов керна.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Изучен минеральный состав и гранулометрия обломочных пород, накапливавшихся в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин. Это позволило установить, что песчаники, относящиеся к грауваккам, аккумулировались в составе пролювиальных конусов выноса и фан-дельт, а также в основании крутого и пологого склонов впадины, тогда как песчаники преимущественно аркозового состава отлагались в речных дельтах и в минивпадинах центральной депрессии;

2. Построены палеогеографические карты для различных эпох эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтегазоносных комплексов, включающих отложения с нефтематеринскими свойствами, породы-коллекторы и флюидоупоры;

3. Показано, что источником обломочного материала, поступавшего в подводные конусы выноса в бортовых зонах впадины, были фан-дельты и, возможно, пролювиальные конусы выноса, тогда как материал, накапливавшийся в центральной депрессии, поступал из речных дельт, формировавшихся в восточном секторе впадины и постепенно проградировавших к ее центру;

4. Наилучшими фильтрационно-емкостными свойствами характеризуются песчаные тела в составе фан-дельт в районе северного крутого борта, а также песчаники, выполняющие крупные русла подводного конуса выноса в основании южного, пологого склона. Песчаные тела в составе конусов выноса, сформировавшихся в центральной депрессии и в основании северного крутого склона впадины, отличаются низкими фильтрационно-емкостными свойствами.

Публикации и апробация работы. Основные результаты работы изложены в материалах Международной конференции <Новые идеи в геологии>, проведенной в апреле 2007 г. в Российском геолого-разведочном университете (РГГРУ).

Теоретическая и практическая значимость. Проведенные исследования позволили уточнить литологический состав и гранулометрию обломочных пород палеогенового возраста, выявить генетические связи между образованиями в глубоководных конусах выноса, формировавшихся в эоцене в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин, с одной стороны, речными дельтами и фан-дельтами, с другой. Показано, что песчаные тела, играющие роль коллекторов нефти в центральной депрессии, образовались в подводных руслах конусов выноса за счет материала, поступавшего из речных дельт, располагавшихся в восточной части озерного водоема. Более мелкие подводные конусы выноса питались обломочным материалом, который сносился с озерного мелководья при размыве фан-дельт, приустьевых баров и штормовых гряд. Изучение фильтрационно-емкостных свойств песчаных коллекторов позволило выявить зоны распространения песчаных тел с различными коллекторскими свойствами, что в свою очередь сделало возможным разработать рекомендации по проведению дальнейших разведочных работ на нефть и газ во впадине Дунин.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 60 наименований, включает 44 иллюстрации и 2 таблицы. Объем текста - 103 стр.

Благодарности. Автор сердечно благодарен своему научному руководителю внс д.г-м.н. А.И. Конюхову за постоянную помощь в работе над диссертацией. Выношу признательность проф. Ю.К.Бурлину за ценные советы, а также всему коллективу кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых Геологического факультета МГУ за поддержку, оказанную при написании данной работы.

Материалы, которые легли в основу диссертации, изучались и анализировались при поддержке и помощи сотрудников Шандунского отделения китайской нефтяной компании СИНОПЕК: Ци Сюня, Ван Дахуа, Ван Цзюйфэна, Фу Пин, Ван Цзяня и Цюй Яньтао, которым автор выражает свою глубокую признательность. Автор также благодарит своего преподавателя Н.Н.Беляеву за помощь в освоении русского языка и ценные советы, которыми он пользовался в течение трех лет обучения на кафедре русского языка для иностранных учащихся естественных факультетов МГУ.

Защищаемые положения:

1. В палеогеновых отложениях впадины Дунин выделено несколько литолого-фациальных комплексов, аккумуляция которых происходила в различных обстановках озерного водоема. Это пролювиальные конусы выноса, фан-дельты, речные дельты, прибрежные и мелководные валы, а также глубоководные фены. Показано, что конусы выноса, формировавшиеся в основании северного и южного подводных склонов, сложены материалом, поступавшим из отложений фан-дельт и пролювиальных конусов выноса, тогда как аналогичные образования в центральной котловине ? материалом, перемытым из речных дельт и песчаных валов на мелководье.

2. Песчаники и гравелиты, к которым приурочено большинство залежей нефти и газа в регионе, принадлежат к типу поровых, реже порово-трещинных коллекторов В бортовых частях впадины они представлены преимущественно граувакками, в центральной котловине - граувакковыми аркозами и аркозами. Показано, что наиболее высокими коллекторскими свойствами обладают песчаники и гравелиты в отложениях фан-дельт и крупных русел в составе конусов выноса, сформировавшихся на их продолжении в основании пологого подводного склона.

3. Углеводороды, продуцированные горючими сланцами и глинами эоценового возраста в микровпадинах центральной депрессии, заполнили большую часть линзовидных песчаных тел в составе глубоководных конусов выноса. Они также мигрировали по разломам и вдоль поверхностей несогласия в бортовые зоны, где попадали в ловушки антиклинального, литологического и стратиграфического типов. Детальное изучение подводных конусов выноса и путей миграции УВ позволит в будущем увеличить разведанные запасы нефти и газа во впадине Дунин.