Петрофизическая характеристика карбонатных пород органогенных построек позднедевонского возраста (Воронежского горизонта) Оренбургской области

Объектом изучения являются карбонатные породы Волостновского, Восточно-Волостновского и Южно-Волостновского месторождений, располагающихся на территории Новосергиевского и Илекского районов Оренбургской области. Месторождения расположены в южной части Жигулевско-Оренбургского свода Волго-Уральской антеклизы (рис. 1) [4].

В настоящее время промышленная нефтеносность Волостновского, Восточно-Волост- новского и Южно-Волостновского месторождений установлена в карбонатных отложениях пласта Т1 турнейского яруса (C₁t), пласта Дфр1 евлановско-ливенского горизонта (D₃ev+D₃lv) и пласта Дфр2 воронежского горизонта (D₃vr) [3—5].

Отложения девонского возраста, воронежского горизонта (D₃vr) представлены карбонатными породами и охарактеризованы керном в скважинах 50-Волостновского, 51-Восточно-Волостновского и 55-Южно-Волостновского месторождений. Известняки с прослоями доломитов характеризуются светло-серыми, бежевыми, светло-коричневатыми окрасками. С кавернозно-пористыми известняками и доломитами связан продуктивный пласт Дфр2 (рис. 2) [7][12]. В воронежском горизонте работами (Вилесова А.П., Лашмановой А.А., и др. 2013 рг.) установлены органогенные постройки и выявлена зональность их строения. В пределах построек исследователями выделяются три зоны: биогермного ядра, краевых частей и их склонов [3][7][8][11][15].

Биогермное ядро состоит из известняков и доломитов. Среди известняков выделяются: кораллово-строматопоровый с полибиокластовым заполнителем, строматопоровый с биокластово-микробиальным заполнителем и многочисленными инкрустациями, водорослево-строматопоровый, цианобионтный, сложенный колониями ренальцис, с микро-тонкокристаллическим заполнителем, строматолитовый пластовый волнисто слоистый. Среди строматопор выделяются пластинчатые, пластинчатые осложенные, желваковидные и ветвистые формы биогермообразователей. Межбиогермное пространство заполнено известняками крупно-органогенно-обломочными, сложенными гравийными фрагментами строматопор, многочисленными обломками иглокожих, среди которых располагается комковатый и микрокристаллический карбонат, отмечаются участки, представленные скоплениями раковин брахиопод. Доломиты вторичные характеризуются разнокристаллической структурой, отличаются разным количеством известкового материала, содержат реликты как каркасных, так и органогенно-обломочных структур [1][2][6][13].

В краевых частях построек выделяются известняки моно-органогенно-обломочные криноидные доломитовые, поли-крупно-органогенно-обломочные и редко онколитовые неотчетливо линзовидно слоистые с терригенной примесью [1][2][6][13].

Склоновые зоны построек, представлены брекчиями линзовидно слоистыми с органогенно-обломочным и глинистым заполнителем, известняками биокластовыми сильно глинистыми, доломитами глинистыми органогенно-обломочными наклонно-волнисто слоистыми с деформационными оползневыми текстурами, доломитами с пелоидно–биокластовой структурой, со значительным количеством терригенного и глинистого материала [1][2][6][13].

В проведенных ранее работах петрофизические зависимости устанавливались целиком для продуктивных пластов, либо между доломитами и известняками без привязки к конкретным структурным типам карбонатных пород. Автором построены гистограммы для зон органогенных построек, в пределах которых преобладает определенный структурный тип карбонатной породы.

Для составления гистограмм зоны био гермного ядра [7][8][15], были выделены 150 точек коэффициента пористости и проницаемости, разбитые на классы Кп от 0 до 28% и Кпр от <0,001 до >500 мД.

По пористости — 37 из 150 исследованных образцов — приходится на не коллектор с классами пористости 0—4%. Пористость по коллектору меняется от 0,7 до 27,3%, средняя по 150 образцам составляет 6% (рис. 3а).

По проницаемости более половины исследованных образцов — 96 из 150 — относятся к V и VI классам коллекторов по А.А. Ханину с низкими и весьма низкими фильтрационными свойствами [14], 48 образцов относятся к IV классу с пониженными фильтрационными свойствами и только 5 образцов относятся к III классу с проницаемостью 100—500 мД; 1 образец относится к II классу с проницаемостью больше 500 мД (рис. 3б).

В целом проницаемость варьируется в пределах 0,01—928,7 мД, составляя в среднем 23,19 мД (n = 150) [9].

Пустотное пространство в породах зоны биогермного ядра имеет сложное строение и представлено межформенными порами, распределенными участками по биокластовому заполнителю; внутрискелетными порами, приуроченными к внутренней структуре скелетных образований строматопор; порами, образующимися при растворении фрагментов водорослей, остракод, кальцисфер; межкристаллическими, характерными для вторичных доломитов [10][11]. Каверны связаны с частичным растворением микроучастков, как в известняках, так и в доломитах, а также с инкрустационными текстурам. Среди трещин выделяются литогенетические и гидротермальной проработки [7][8][15].

В краевой зоне анализировались органогенно-обломочные структурные типы известняков [7][8][15]. Для составления гистограмм краевой зоны, были выделены 100 точек коэффициента пористости и проницаемости, разбитые на классы Кп от 0 до 18% и Кпр от <0,001 до >500 мД.

По пористости — 35 из 100 исследованных образцов приходится на не коллектор с классами пористости 0—4%. Пористость по коллектору меняется от 1 до 16,9%, средняя по 100 образцам составляет 5,5% (рис. 4а).

По проницаемости — 83 образца из 100 относятся к V и VI классам коллекторов по А.А. Ханину с низкими и весьма низкими фильтрационными свойствами [14], 16 образцов относятся к IV классу с пониженными фильтрационными свойствами и только 1 образец относится к III классу коллекторов с проницаемостью 100—500 мД (рис. 4б).

В целом по коллектору проницаемость варьирует в пределах 0,001—239,6 мД, составляя в среднем 7,5 мД (n = 100) [9].

Пустотное пространство пород представлено порами, кавернами и тектоническими трещинами [7][8][15].

Склоновые обломочные карбонаты содержат разное количество терригенной и глинистой примеси [7][8][15]. Для составления гистограмм склоновой зоны, были выделены 100 точек коэффициента пористости и проницаемости, разбитые на классы Кп от 0 до 20% и Кпр от <0,001 до >500 мД.

По пористости — 24 из 100 исследованных образцов приходится на не коллектор с классами пористости 0—4%. Пористость по коллектору меняется от 0,5 до 18,8%, средняя по 100 образцам составляет 6,9% (рис. 5а).

По проницаемости — 74 образца из 100 относятся к V и VI классам коллекторов по А.А. Ханину с низкими и весьма низкими фильтрационными свойствами [14], 22 образца относятся к IV классу коллекторов с пониженными фильтрационными свойствами и только 4 образца относятся к III классу с проницаемостью 100— 500 мД (рис. 5б).

В целом по коллектору проницаемость варьирует в пределах 0,002—400,3 мД, составляя в среднем 17 мД (n = 100) [9].

Пустотное пространство склоновой зоны представлено редкими кавернами, иногда полностью залеченными кристаллами кальцита, межформенными и внутриформенными порами, трещинами [7][8][15].

В таблице представлены фильтрационно-емкостные свойства карбонатных пород для зон органогенных построек.

На основе проведенных исследований построена петрофизическая зависимость Кп=f(Кпр), показывающая связь между структурными типами карбонатных пород для отдельных зон органогенных построек и их фильтрационно-емкостными свойствами. На модели отображен характер распределения фигуративных точек, отвечающих определенной зоне органогенных построек (рис. 6).

Проведена верификация между данными по Волостновскому, Восточно-Волостновскому, Южно-Волостновскому месторождениям и соседними Восточно-Радовским, Вахитовским и Рыбкинским месторождениями. Для подтверждения достоверности зависимостей Кп=f(Кпр), представлено сопоставление по продуктивным отложениям воронежского горизонта Рыбкинского, Вахитовского, Восточно-Радовского, Волостновского, Восточно-Волостновского и Южно-Волостновского месторождений (рис. 7). Все четыре выборки лежат в едином поле точек. Обоснованность привлечения данных материалов обусловлена схожим геологическим строением, стратиграфией, литологией, глубиной залегания пластов и термобарическими условиями [9][11].

Заключение

Средние значения пористости для зон органогенных построек примерно одинаковы. Проницаемость пород биогермного ядра примерно в два раза выше, чем проницаемость пород склоновой зоны, и примерно в три раза выше, чем проницаемость пород краевой зоны [1][2]. Карбонатные коллекторы воронежского горизонта характеризуются сложным строением с ухудшенными фильтрационно-емкостными свойствами, что необходимо учитывать при разработке залежей для обеспечения прироста геологических запасов нефти, а также продления сроков эксплуатации скважин.