Строение абакунской свиты нижнего кембрия (Южно-Тунгусская НГО Лено-Тунгусская НГП)

Южно-Тунгусская нефтегазоносная область расположена на северо-западе Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции (Сибирская платформа). Изученность территории сейсмическими работами низкая, неравномерная и составляет порядка 0,12 пг. км/км² (рис. 1). Бурение глубоких скважин проводилось в 1960—1980-х годах, материалы по литолого-петрографическому изучению керна фрагментарны и в ряде случаев противоречивы.

В тектоническом отношении территория Южно-Тунгусской нефтегазоносной области в целом соответствует Бахтинскому мегавыступу юго-запада Курейской синеклизы, охватывая примыкающие прогибы: с запада — Приенисейский, с северо-востока — Туринская впадина, которые рассматриваются как очаги нефтегазообразования и источники углеводородов [2][3][6][9][10] (рис. 1).

Осадочный чехол на большей части области представлен карбонатными отложениями верхнего венда, карбонатными и соленосно-карбонатными отложениями нижнего кембрия, сульфатно-карбонатными и терригенно-карбонатными отложениями верхнего кембрия и преимущественно терригенными верхнего палеозоя [11][12].

Основные перспективы нефтегазоносности связаны с карбонатными отложениями верхневендско-нижнекембрийского и кембрийского нефтегазоносных комплексов (НГК) [1]. Абакунская свита относится к нижнекембрийскому нефтегазоносному комплексу. Из скважины Моктаконская-1 с этого уровня получены притоки газа дебитом 1,62 млн м³/сут. и конденсата 1200 м³/сут., в скважине Усть-Дельтулинская-214 — газ дебитом 161 м³/сут., в скважине Таначинская-1 — притоки воды, насыщенной газом, дебитом 182 м³/сут. [2][3][6].

Стратиграфия и нефтегазоносность территории изучались рядом исследователей: Н.В. Мельников, А.В. Кринин, А.Э. Конторович, С.С. Сухов, С.А. Моисеев, Е.В. Смирнов, М.А. Маслеников, Л.И. Килина, Е.Н. Кузнецова, И.А. Губин, А.О. Гордеева [4—13] и др. Для свит нижнекембрийского НГК составлены литофациальные схемы, опирающиеся в значительной мере на интерпретацию сейсмических материалов, выделены уровни развития коллекторов. В представленной работе выполнено детальное изучение литологических особенностей разрезов скважин с применением методики седиментологического моделирования [14].

Методика была адаптирована для карбонатных отложений нижнего кембрия Южно-Тунгусской НГО, отличающихся сложным строением при слабой изученности региона и низким качеством и количеством геолого-геофизических данных.

Основой седиментационного моделирования является система генетической организации структуры карбонатных тел различных иерархических уровней, которая формируется в результате взаимодействия во времени процессов концентрации и дифференциации вещества. Учитывая скудный фактический материал по скважинам, для работы приняты уровни: структурный компонент осадка (для интервалов, по которым имеется описание керна), литотип, ассоциация литотипов, подгруппа (подзона) и группа (зона).

Структурные компоненты, элементарные генетические подразделения, отражают процессы образования породы. Литотип характеризуется определенными соотношениями структурных компонентов, зависит от соотношения по времени различных способов образования осадка. Ассоциация литотипов (АЛ) — тела, объединенные по сходству формы и строения, определяются преобладанием концентрации и дифференциации вещества. Подгруппы — комплексы ассоциаций литотипов, обладающие характерной структурой (составом, вертикальной и латеральной последовательностью АЛ), отражают устойчивость обстановок седиментации во времени и пространстве. Группы связаны общностью процессов аккумуляции отложений. Параметр содержания глинистого вещества отражает степень соотношения процессов концентрации и дифференциации и, следовательно, может быть применен для анализа на уровне ассоциации литотипов (АЛ).

Абакунская свита выделена Н.В. Мельниковым и др., распространена на всей территории Южно-Тунгусской нефтегазоносной области. Стратотипом свиты выбран разрез скважины Моктаконская-1 (3161,00—3228,00 м) [9]. Свита согласно залегает на марской свите, перекрывается сульфатно-карбонатными породами первой пачки бурусской свиты. Нижняя часть свиты сложена доломитами черными известковистыми микрофитолитовыми, пористыми и кавернозными, в ряде скважин в кровле и подошве пачки вскрыты известняки темно-серые плотные. Средняя часть свиты представлена доломитами серыми, светло-серыми, черными, плотными, волнисто-слоистыми, прослоями глинистыми. Вверху свиты залегают доломиты темно-серые, черные пористые и кавернозные мелко-среднезернистые с многочисленными линзами, прожилками белого кальцита и известняки темно-серые, черные, обломочные и микрофитолитовые, волнисто-слоистые. Общая мощность в стратотипе составляет 67 м и изменяется по площади от 23 (скв. Верхне-Амнунаканская-187) до 81 м (скв. Моктаконская-3).

Для абакунской свиты отмечен выдержанный литологический состав пород по площади и выдержанные мощности, что свидетельствует о низкой фациальной изменчивости, характерной для открыто-шельфовых отложений. Для 24 скважин, вскрывших абакунскую свиту, построены планшеты, выделены пачки, границы между которыми установлены в местах резкой смены характера записи кривых гамма-каротажа (ГК) и нейтронного гамма-каротажа (НГК), проведена корреляция пачек. При анализе строения свиты в каждой скважине определен коэффициент глинистости для оценки изменения глинистости в разрезах. Коэффициент глинистости Kгл рассчитывается по формуле:

где ∑ h_гл — суммарная толщина глинистых прослоев; H — мощность абакунской свиты.

Разрезы скважин сгруппированы по увели- чению коэффициента глинистости (К_гл). Выде-лены три типа разреза: от низкого и среднего содержания глинистого вещества до увеличенного. Ниже приводится детальное описание разрезов скважин каждого типа.

Разрезы с низким содержанием глинистого вещества (К_гл 0,13—0,18)

В скважине Вакунайская-3 выделено 5 пачек (рис. 2).

1-я пачка (3338,20—3346,74 м) сложена известняками серыми, светло-серыми мелко-среднекристаллическими, прослоями крупнокристаллическими, массивными, ангидритистыми, местами до ангидрита известкового. В подошве пачки в керне наблюдается серия субвертикальных открытых и закрытых трещин и отмечен запах углеводородов, встречаются редкие каверны. В целом вся пачка характеризуется, минимальными показаниями кривой ГК (от 0,07 до 0,37 мкР/ч) и дифференцированными показаниями кривой НГК (от 4,27 до 5,40 у.е.). Мощность пачки 8,54 м.

2-я пачка (3330,74—3338,20 м) сложена доломитами. Доломиты серые, темно-серые тонко-скрытокристаллические, окремненные, массивные, плотные; отличаются от нижней пачки увеличением значений кривой НГК до 5,90 у.е. и более однородным строением. В кровле пачки по увеличению значений ГК (0,60 мкР/ч), сбросу значений НГК (4,35 у.е.) и увеличению кривой кавернометрии (ДС) отмечен прослой доломитов слабоглинистых, трещиноватых мощностью 1 м. Мощность пачки 7,46 м.

3-я пачка (3317,57—3330,74 м) представлена известняками. Известняки серые с коричневатым оттенком, зеленовато-серые тонко-мелкокристаллические, мелко-среднекристаллические, плотные, глинистые с субгоризонтальными слойками аргиллитов темно-серых и линзами ангидрита белого. Пачка характеризуется резкой дифференциацией кривой ГК (от 0,23 до 1,66 мкР/ч), обусловленной переслаиванием пластов известняков глинистых мощностью от 0,5 до 1 м с пластами чистых известняков мощностью от 0,5 до 2 м. Мощность пачки 13,57 м.

4-я пачка (3294,67—3317,57 м) сложена известняками. Известняки серые, темно-серые, местами до белых, мелко-тонкокристаллические, массивные, реже слоистые за счет прослоев ангидрита, крепкие, плотные. Пачка отличается минимальной дифференциацией кривой ГК (от 0,14 до 0,35 мкР/ч) и высокими значениями НГК (до 6,30 у.е.). В подошве пачки выделяется слой известняков слабоглинистых (ГК 1,21 мкР/ч) мощностью 0,70 м. По описанию керна, во всей пачке наблюдаются тонкие открытые трещины, преимущественно субвертикальные, стилолитовые швы. Трещиноватость отмечается также по сбросу кривой НГК (до 4,50 у.е.). Мощность пачки 22,90 м.

5-я пачка (3277,15—3294,67 м) представлена известняками. Известняки серые, темно-серые, местами до белых, мелко-тонкокристаллические, ангидритистые, крепкие, плотные, массивные. Пачка отличается немного повышенными значениями кривой ГК (от 0,20 до 0,80 мкР/ч), резкой дифференциацией кривой НГК (от 3,50 до 6,40 у.е.) и присутствием прослоев известняков слабоглинистых мощностью от 0,30 до 1 м. В подошве пачки выделяется слой известняков слабоглинистых (ГК 0,60 мкР/ч, НГК 3,50 у.е.) мощностью 1 м. По описанию керна, во всей пачке наблюдаются тонкие открытые трещины, преимущественно субвертикальные, и стилолитовые швы, заполненные глинисто-органическим материалом, ориентированные вдоль напластования. Трещиноватость отмечается также по сбросу кривой НГК (до 4,80 у.е.). Мощность пачки 17,52 м.

Общая мощность свиты 70 м.

К первому типу разрезов с низким содержанием глинистого вещества (К_гл 0,08—0,18) отнесены скважины Бурусская-201, Таначинские-7 и -1, Моктаконские-3 и -1, Нижне-Тунгусская-6, Вакунайская-3 (рис. 2, 3).

Второй тип разрезов, со средним содержанием глинистого вещества (К_гл 0,18—0,23), показан на примере скважины Таначинская-8 (рис. 4).

1-я пачка (3287,65—3297,00 м) сложена доломитами. Доломиты темно-серые, оолитовые, массивные, сильно кавернозные. На сколе керна, отобранного из нижней части пачки, отмечен запах сероводорода. В подошве пачки выделяется слой аргиллитов мощностью 1 м. Выше, до кровли, пачка характеризуется минимальными показаниями кривой ГК (от 0,26 до 0,70 мкР/ч) и низкими значениями кривой НГК (от 1,96 до 2,36 у.е.). Мощность пачки 9,35 м.

2-я пачка (3279,45—3287,65 м) представлена доломитами и известняками. Доломиты темно-серые тонкокристаллические, массивные, плотные, в кровле пачки кавернозные. Известняки слоистые, редко слабоглинистые, плотные. Пачка отличается увеличением значения кривой ГК до 1,32 мкР/ч и резким скачком значения кривой НГК до 3,90 у.е. От подошвы до средней части пачки выделяются пласты известняков плотных (4,00 у.е.), мощностью 3,88 м, с двумя прослоями слабоглинистых известняков, которые отбиваются по увеличению кривой ГК (1,32—1,40 мкР/ч), мощность прослоев 0,56 и 0,90 м. Выше выделяются два пласта доломитов плотных, (НГК 4,23 у.е.), массивных, мощностью 0,90 и 1,00 м, разделенные тонким прослоем слабоглинистых доломитов мощностью 0,50 м. В кровле пачки по резкому сбросу кривой НГК (2,55 у.е.) выделяется пласт доломитов кавернозных мощностью 0,60 м. Мощность пачки 8,20 м.

По результатам испытаний в интервале 3282,00—3309,00 м двух пачек получен приток пластовой воды дебитом 175,2 м³/сут.

3-я пачка (3265,78—3279,45 м) сложена доломитами и мергелями. Доломиты темно-серые, со слабым коричневатым оттенком, тонкокристаллические, массивные, реже слоистые, окремненные до прослоев кремня, плотные. Мергели доломитовые зеленовато-серые, ангидритизированные до частых прослоев ангидрита серого, окремненные. Пачка отличается резкой дифференциацией кривой ГК до 2,89 мкР/ч и сбросом значений кривой НГК до 3,11 у.е. В целом вся пачка характеризуется чередованием доломитов массивных окремненных (ГК от 0,70 до 1,32 мкР/ч; НГК от 2,28 до 3,82 у.е.), с мергелями доломитовыми, ангидритизированными (ГК от 2,44 до 4,04 мкР/ч; НГК от 2,53 до 3,60 у.е.). Мощность прослоев доломитов от 1,5 до 2,5 м. Мощность прослоев мергелей доломитовых до 1 м. Мощность пачки 13,67 м.

4-я пачка (3248,32—3265,78 м) представлена доломитами. Доломиты темно-серые, оолитовые, массивные, сильнокавернозные. Пачка отличается резким сбросом кривых ГК и НГК. В основании пачки залегает прослой мергеля доломитового мощностью 0,5 м, который выделяется по высоким значениям кривой ГК (2,82 мкР/ч). В целом вся пачка характеризуется, низкими показаниями кривой ГК (от 0,60 до 1,60 мкР/ч) и низкими значениями кривой НГК (от 1,94 до 2,80 у.е.). Мощность пачки 17,46 м.

5-я пачка (3224,00—3248,32 м) сложена доломитами. Доломиты темно-серые среднекристаллические, реже тонко-скрытокристаллические, брекчиевидные, слоистые, реже массивные, в кровле пачки сильнокавернозные, редко окремненные. Пачка начинается с прослоя мергеля доломитового, выделяемого по резкому скачку кривой ГК до 3,95 мкР/ч, мощностью 1,3 м. Пачка отличается большей неоднородностью, которую видно по резкой дифференциации кривой ГК (от 0,79 до 2,28 мкР/ч) и появлением мощных (от 1,50 м до 3,60 м) пластов доломитов плотных (НГК 4,20 у.е.), окремненных. В кровле пачки выделяются два пласта доломитов брекчеевидных, массивных, сильнокавнернозных (НГК 1,52 у.е.) и доломитов ангидритовых, с включениями голубовато-серого ангидрита, окремненных (НГК 1,90 у.е.). Мощность пачки 24,32 м.

Общая мощность абакунской свиты 73 м.

Ко второму типу разрезов со средним содержанием глинистого вещества (К_гл 0,18—0,23) отнесены скважины Моктаконские-2, -7, Кочумдекская-3, Намурская-1, Марская-217, Усть-Кочумдекская-202, схожие по литологическому строению с разрезом скважины Таначинская-8 (рис. 5).

Третий тип разрезов с повышенным содержанием глинистого вещества (К_гл 0,25—0,38) показан на примере скважины Моктаконская-6.

1-я пачка (3321,53—3334,00 м) сложена доломитами и известняками. Доломиты серые, темно-серые известковистые, мелкокристаллические, слоистые, плотные. Известняки серые, темно-серые мелкокристаллические, слоистые. Встречаются прослои светлых алевролитов. В основании разреза прослой аргиллитов черных, выделяемых по резкому скачку кривой ГК до 6,82 мкР/ч мощностью 1 м. Выше, до средней части пачки, выделяются пласты доломитов серых (ГК до 1,90 мкР/ч), плотных (НГК от 2,90 до 3,20 у.е.), мощностью от 0,5 до 1 м, переслаивающиеся с доломитами слабоглинистыми (ГК до 3,04 мкР/ч) мощностью от 0,3 до 0,5 м с и редкими прослоями ангидритов. Выше до кровли пачки при значении НГК, равном 1,84 у.е., выделяются известняки слоистые, слабоглинистые мощностью от 0,4 до 1 м; в кровле пачки известняки мощностью 1,8 м. Мощность пачки 12,47 м.

2-я пачка (3313,50—3321,53 м) представлена доломитами. Доломиты серые, темно-серые мелкокристаллические, слоистые, в кровле пачки массивные, плотные. Пачка отличается резким скачком значений кривой НГК до 4,50 у.е. и более однородным разрезом. В основании залегают доломиты темно-серые, слабоглинистые плотные, выделяемые по скачку кривой ГК до 3,10 мкР/ч, мощностью 1,1 м. Выше до кровли пачки выделяются доломиты, прослоями неравномерно глинистые, слоистые, плотные, в кровле пачки доломиты массивные, мощностью 1,5 м. Мощность пачки 8,03 м.

3-я пачка (3293,25—3313,50 м) представлена известняками и мергелями. Известняки темно-серые мелкокристаллические, слоистые, слабоглинистые, местами слабо-кавернозно-пористые. Мергели зеленовато-серые. Пачка отличается сильной дифференциацией кривой ГК (от 1,92 до 4,70 мкР/ч) и сбросом значений кривой НГК до 2,30 у.е., начинается с прослоя мергелей, выделяемых по скачку кривой ГК до 4,40 мкР/ч мощностью 0,8 м. В целом вся пачка характеризуется чередованием пластов известняков слабоглинистых (ГК от 1,92 до 2,60 мкР/ч) мощностью от 0,5 до 2 м с прослоями мергелей (ГК от 4,22 до 4,66 мкР/ч), мощностью от 0,5 м до 1 м. Мощность пачки 20,25 м.

4-я пачка (3280,32—3293,25 м) представлена известняками и доломитами. Известняки серые, светло-серые мелкокристаллические, слоистые, плотные. Доломиты темно-серые мелко-скрытокристаллические, частично известковистые, слабоглинистые с прослоями ангидрита. Пачка отличается меньшей дифференциацией кривой ГК (от 1,80 до 3,12 мкР/ч) и сбросом значений кривой НГК до 1,85 у.е. В основании залегает прослой доломитов слабоглинистых, выделяемых по скачку кривой ГК (до 3,80 мкР/ч) и НГК (до 3,40 у.е.) мощностью 0,8 м. Мощность пачки 12,93 м.

5-я пачка (3254,37—3280,32 м) сложена известняками, доломитами и мергелями. Известняки серые, светло-серые мелкокристаллические, массивные, плотные. Доломиты серые, темно-серые мелкокристаллические, массивные, реже слоистые, местами слабоглинистые, плотные. Пачка отличается резкой дифференциацией кривой ГК (от 2,10 до 6,36 мкР/ч) и НГК (от 2,40 до 5,31 у.е.). Пачка начинается с прослоя доломитов слабоглинистых, выделяемых по скачку кривой ГК (до 4,23 мкР/ч) и НГК (до 4,90 у.е.), мощностью 0,8 м. Нижняя и средняя часть пачки представлена пластами известняков массивных (ГК от 2,10 до 2,50 мкР/ч), мощностью 1,50—3,13 м, разделенных прослоями мергелей (ГК от 3,50 до 4,70 мкР/ч) мощностью 1,00—2,00 м. Выше до кровли пачки выделяются пласты доломитов массивных (ГК от 2,35 до 2,70 мкР/ч) мощностью 0,90—2,00 м, разделенные доломитами слоистыми, слабоглинистыми. Мощность пачки 25,95 м.

По результатам испытаний в интервале 3268,00—3343,00 м всех пяти пачек получен приток пластовой воды дебитом 42,03 м³/сут.

К третьему типу разрезов с высоким содержанием глинистого вещества (К_гл 0,25—0,38) отнесены скважины: Моктаконская-5, Малькитконская-211, Усть-Дельтулинская-214, Таначинская-9, Хурингдинская-1 (рис. 6).

Для анализа строения свиты построено 2 профиля: с юго-востока на северо-запад и с юго-запада на северо-восток (рис. 7, 8). Выделены 4 ассоциации литотипов — отложения, сформированные в определенных условиях и четко выделяемые на каротажных диаграммах: известняки оолитово-органогенно-обломочные (аккумулятивные тела); известняки и доломиты кристаллические, в разной степени слоистые; известняки и доломиты глинистые, ангидриты, мергели, аргиллиты известковые; аргиллиты и доломиты глинистые.

Известняки оолитово-органогенно-обломочные пористо-кавернозные выделены в скважинах: Бурусская-201, Западно-Малькитконская-216, Кочумдекская-3, Малькитконская-211, Марская-217, Моктаконские-1...-7, Нижне-Тунгусская-6, Таначинские-1, -2, -7...-9, Усть-Дельтулинская-214, Усть-Кочумдекская-202, Холминская-212, Хурингдинская-1. Оолитово-органогенно-обломочные отложения отмечены в 1-й, 4-й, реже 5-й пачке и обладают различной мощностью, варьирующейся от 5 м (4-я пачка скв. Марская-217) до 17 м (4-я пачка скв. Таначинская-8) (рис. 3, 5). Их отличительной особенностью является минимальная дифференциация и низкие значения кривых ГК и НГК. Наличие емкостного пространства отражается кривой НГК и акустического каротажа (АК). Коэффициент пористости меняется от 0,56 до 25,50%. Коэффициент проницаемости варьируется в пределах 0,01—370,31 мД (по данным Лаборатории физики пласта ПГО «Енисейнефтегазгеология», 1989 г.) (табл. 1).

Известняки и доломиты кристаллические, в разной степени слоистые, выделены в скважинах: Бурусская-201, Вакунайская-3, Намурская-1, Верхнеамнуннаканская-187, Западно-Малькитконская-16, Кочумдекская-3, Малькитконская-211, Марская-217, Моктаконские-1...-7, Нижне-Тунгусская-6, Таначинские-1, -2, -7...-9, Усть-Дельтулинская-214, Усть-Кочумдекская-202, Холминская-212. Доломиты, известняки плотные отмечены во 2-й, 4-й, часто 5-й пачке и обладают выдержанной мощностью, которая изменяется от 6,37 м (2-я пачка скв. Таначинская-7) до 23,25 м (4-я пачка скв. Малькитконская-211) (рис. 3, 6). В разрезах наблюдается большая дифференциация и повышенные значения кривой ГК, резкие скачки значений кривой НГК. Коэффициент пористости меняется от 0,14 до 16,50%. Коэффициент проницаемости варьируется в пределах 0,001—24,76 мД (по данным Лаборатории физики пласта ПГО «Енисейнефтегазгеология», 1989 г.) (табл. 2).

Известняки и доломиты глинистые, ангидриты, аргиллиты известковые выделены в скважинах: Бурусская-201, Вакунайская-3, Намурская-1, Верхнеамнуннаканская-187, Западно-Малькитконская-216, Кочумдекская-3, Малькитконская-211, Марская-217, Моктаконские-1...-7, Нижне-Тунгусская-6, Таначинские-1, -2, -7...-9, Усть-Дельтулинская-214, Усть-Кочумдекская-202, Холминская-212.

Переслаивание глинистых отложений отмечено в 3-й пачке, реже в 5-й пачке и характеризуются мощностью разрезов от 81 м (скв. Усть-Кочумдек-ская-202) до 148 м (скв. Холминская-212) и резкой дифференциацией кривых ГК и НГК. Коэффициент пористости меняется от 0,25 до 9,35%. Коэффициент проницаемости варьируется в пределах 0,001—1,70 мД (по данным Лаборатории физики пласта ПГО «Енисейнефтегазгеология», 1989 г.) (табл. 3).

Построенная модель отражает соотношение трех фациальных подзон мелководного шельфа: 1) подзона аккумуляции органогенно-обломочного и оолитового материала; 2) подзона преобладания известняков массивных и слоистых; 3) подзона накопления карбонатно-глинистых и глинистых отложений.

Заключение

На основе комплексного анализа керна, каротажных данных и испытаний 24 скважин построена детальная седиментационно-емкостная модель абакунской свиты, отражающая пространственную организацию четырех ассоциаций литотипов:

1) известняки оолитово-органогенно-обломочные (аккумулятивные тела);

2) известняки и доломиты кристаллические, в разной степени слоистые;

3) известняки и доломиты глинистые, ангидриты, аргиллиты известковые;

4) аргиллиты, мергели и доломиты глинистые.

Разрезы скважин разделены на три типа по степени глинистости. Анализ распределения ассоциаций литотипов и глинистости позволил выделить три подзоны в пределах фациальной зоны мелководного морского бассейна.

Лучшими фильтрационно-емкостными свойствами (пористость до 25,5%, проницаемость до 370 мД) характеризуются оолитово- органогенно-обломочные карбонаты, приуроченные к 1-й и 4-й пачкам разрезов, они зависят в первую очередь от литолого-фациальных факторов. Распределение по площади этих отложений имеет сложный характер и прогнозируется по результатам литолого-фациальных построений.