ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ АЙ-ПИМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НЕФТИ

Ай-Пимское месторождение нефти было открыто в 1971 году бурением скважины №7П.

Ай-Пимское месторождение расположено в зоне сочленения двух крупных геоблоков: Фроловской мегавпадины и Среднеобского геоблока. Согласно тектонической карте центральной части Западно-Сибирской плиты месторождение приурочено к Ай-Пимскому валу-структуре 1-го порядка, в границах которого выделена одноименная структура 2-го порядка, осложненная тремя ЛП 3-го порядка: Ай-Пимская 1, Ай-Пимская 2, Западно-Ай-Пимская. На юго-восточном, западном и северо-западном участках изучаемой площади расположены группы Карпаманских, Студеных, Камынских, Хотыпинскх структур.

На Ай-Пимском месторождении промышленная нефтеносность выявлена в отложениях тюменской (пласт ЮС2), баженовской (пласт ЮС0), ачимовской (пласты АЧ1-4) и черкашинской свит (группа пластов АС11, АС12).

Для литолого-петрофизической типизации пород привлечены следующие результаты лабораторных исследований: послойное описание керна, детальное петрографическое описание шлифов, гранулометрический анализ лазерно-дисперсионным методом, рентгенофазовый анализ глинистой составляющей, термовесовой анализ карбонатности, исследования фильтрационно-емкостных свойств пород.

Пласт АС11 продуктивен в юго-восточной части месторождения. Общая толщина в среднем равна 9,7 м, эффективная толщина пласта – 2,9 м. Средняя нефтенасыщенная толщина – 2,7 м. Пласт расчленен в среднем на три продуктивных пропластка со средней толщиной равной – по 1 м. Средняя толщина глинистых интервалов – 2,4 м. Проницаемость пропластков варьируется в диапазоне от 0,6 до 7,7*10^-3 мкм² и в среднем равна 2,2*10^-3 мкм². Преобладают в разрезе пласта интервалы с проницаемостью 0,6–5*10^-3 мкм^» (частность – 93,5 %). Нефтенасыщенность пород-коллекторов изменяется от 32 до 60 % при среднем значении – 43,7 %.

Особенностями пласта являются высокая заглинизированность и крайне низкие значения ФЕС коллекторов и нефтенасыщенности.

На основании литологического анализа для пласта АС11 можно выделить основные особенности:

- Породы пласта АС11 представлены отложениями меловодно-морских фаций и имеют покровный характер;

- Проницаемые прослои представлены песчаниками мелкозернистыми и алевролитами крупнозернистыми с глинистым и карбонатно-глинистым цементом;

- Выделено три литолого-петрофизических типа пород отличающихся по фильтрационно-емкостным свойствам и литологическим характеристикам;

- В целом отложения пласта АС11 характеризуется относительно низкими коллекторскими свойствами – преобладающими в разрезе являются породы-коллекторы 5-го класса (по классификации А.А. Ханина). Это связано с относительно невысокой гидродинамической активностью среды осадконакопления в момент формирования песчано-алевритовых тел.

Пласт АС12 характеризуется неравномерным распределением по площади и разрезу в толще глин тонких слабопроницаемых песчаных пропластков.

В результате детального анализа геологического строения, выполненного с применением трехмерной цифровой геологической модели, в границах пласта АС12 выделены:

- области концентрации песчаников (ОКП)  – первый тип геологического строения;

- область рассеяния песчаников (ОРП) – второй тип геологического строения;

- область замещения песчаников глинами (ОЗП) – третий и четвертый типы геологического строения.

Геологические параметры резервуара в границах ОКП существенно отличаются от геологических параметров ОРП и ОЗП.

В границах ОКП пласта АС12 общая толщина пласта в среднем составляет 135,8 м, резервуара – 30 м, эффективная нефтенасыщенная толщина – 11,6 м, расчлененность – 9,9, песчанистость в границах пласта – 0,09, в границах резервуара – 0,53, проницаемость - 38*10^-3 мкм^», нефтенасыщенность – 48,9 %.

В границах ОРП пласта АС12 общая толщина пласта в среднем составляет 62,6 м, резервуара – 42 м, эффективная нефтенасыщенная толщина – 10м, расчлененность – 11, песчанистость в границах пласта -0,16, в границах резервуара - ),24, проницаемость – 43,7*10^-3 мкм², нефтенасыщенность – 55,7 %.

В границах ОЗП пласта АС12 общая толщина пласта и резервуара в среднем равна 87,5 м, эффективная нефтенасыщенная толщина – 5,1 м, расчлененность – 5,7, песчанистость – 0,06, проницаемость 28,7*10^-3 мкм², нефтенасыщенность – 48,2 %.

С учетом зональной неоднородности выделяются пять участков, существенно различающихся по геологическому строению.

На основании проведенного литологического анализа для пласта АС12 можно выделить следующие основные особенности:

- Формирование отложений верхней части пласта, проходившее в шельфовых условиях, имеет покровное строение, а нижняя часть пласта сформировалась на склоне палеошельфа;

- Проницаемые прослои представлены песчаниками мелкозернистыми и алевролитами крупнозернистыми с глинистым и карбонатно-глинистым цементом;

- В каждом пласте выделено четыре литолого-петрофизических типа пород, отличающихся по фильтрационно-емкостным свойствам и литологическим характеристикам;

- В целом отложения пласта АС12 характеризуются невысокими коллекторскими свойствами – преобладающими в разрезе являются породы-коллекторы 5 и 6-го класса (по классификации А.А. Ханина). Это связано с высокой глинизацией отложений и относительно невысокой гидродинамической активностью среды осадконакопления в момент формирования песчано-алевритовых тел.

Пласты АЧ1-4. В пределах ачимовской толщи на Ай-Пимском месторождении выделяются несколько песчано-алевритовых пластов, наиболее мощным и выдержанным является пласт АЧ4.

Проведенный литологический анализ пород-коллекторов пласта не позволил выделить отдельные литолого-петрофизические типы пород-коллекторов. Отдаленность источника сноса и высокая скорость отложения осадков обусловили отсутствие крупнозернистых отложений. Песчаники в разной степени алевритистые и по своим свойствам близки к алевролитам. Для обеих пород характерно одинаковое содержание глинистого цемента, похожая структура порового пространства и, как следствие, близкие петрофизические свойства. Поэтому все песчано-алевритовые породы – как песчаники, так и алевролиты с чисто глинистым цементом и глинистым цементом с небольшой примесью карбонатного материала были выделены в литотип 1 «песчано-алевролитовые породы». Литотип 2 – «аргиллиты и глинистые алевролиты» и литотип 3 – «песчаники и алевролиты с карбонатным цементом» представлены неколлекторами.

В целом для пород ачимовской толщи можно отметить следующие характерные особенности:

- Породы представляют собой довольно сложную систему линзовидных песчано-алевритовых тел, разделенных глинистыми перемычками. Сложность строения обусловлена условиями формирования пород;

- Коллектора представлены песчаниками мелкозернистыми, алевролитами крупнозернистыми и мелко-крупнозернистыми с глинистым и карбонатным цементом;

- Преобладают коллектора 5-го класса по классификации А.А. Ханина;

- Высокое содержание алевритовой фракции, текстурная глинистость, широкое развитие процессов карбонатизации и уплотнение пород с глубиной обуславливают невысокие коллекторские свойства пород ачимовской толщи.

Пласты АЧ1-4 характеризуются общей толщиной пласта в среднем составляющей 102,4 м, резервуара – 23,5 м. Среднее значение эффективной нефтенасыщенной толщины – 4,6 м, коэффициент песчанистости в границах резервуара – 0,22, расчлененность – 2,9, проницаемость – 3,1*10^-3 мкм², нефтенасыщенность – 53,3 %.

Пласт ЮС0 развит повсеместно в пределах месторождения и представлен отложениями баженовской толщи, характерной для Сургутского свода. К кровле баженовской свиты приурочен опорный отражающий горизонт Б. Свита является хорошим маркирующим горизонтом, сложена аргиллитами черными и коричневато-черными, битуминозными, массивными, прослоями плитчатыми, с большим количеством рыбных остатков, давленых раковин бухий, аммонитов и редко ростров белемнитов, с прослоями, обогащенными карбонатным материалом толщиной 1 - 4 м. В нижней части свиты развиты прослои радиоляритов, в верхней части – выдержанный горизонт с остатками планктонных водорослей кокколитофорид толщиной 2-5 м. Верхняя граница согласная. Общая толщина свиты составляет 25-35 м. Возраст по многочисленным находкам аммонитов датируется как волжский-ранневаланжинский.

При изучении разрезов было использовано выделение пачек «С» и «Р», которое обусловлено цикличностью строения разреза баженовской толщи на всей территории ее распространения. Эта цикличность хорошо прослеживается на кривых ГИС, особенно, радиоактивного каротажа. Суммирование результатов лабораторного изучения доступных образцов, приуроченных к указанным пачкам, позволяет составить целостную литолого-минералогическую характеристику разреза.

По каротажу наблюдается три цикла отложений, каждый из которых снизу вверх начинается пачкой «Р» и заканчивается пачкой «С».

Пачки «Р» соответствуют периодам накопления большого количества биогенного материала в осадке, что привело к обогащению пород остатками радиолярий, раковинами более крупных моллюсков, остатками ихтиофауны, планктонных членистоногих, рачков и других форм морской биоорганизации. В отложениях пачек «С» преобладают осадочный материал, представленный глинистыми минералами и криптокристаллическим кремнеземом, который по морфологическим особенностям является аутигенным. Содержание кварца в первом приближении сопоставимо с содержанием растворенного SiO₂, что возможно, указывает на его хемогенную природу.

Начинается разрез баженовских отложений пачкой «Р4», которая залегает на породах георгиевской свиты и зачастую наследует отдельные ее черты. Породы этой пачки представлены карбонатными и карбонатно-кремнистыми, в значительной степени пиритизированными разностями. По площади состав породообразующего комплекса пачки меняется от преимущественно карбонатного до смешанного карбонатно-глинисто-кремнистого с существенным содержанием керогена или микро-и ихтиофауны. Не считая этих немногочисленных прослоев, породы пачки «Р4» наиболее слабо насыщены органическим веществом.

Ай-Пимский тип разреза, превалирующий на Сургутском своде, характеризуется наличием слабо битуминизированной переходной пачкой С0, перекрывающей баженовскую толщу. Ее разрез выполнен тонко отмученными глинами преимущественно гидрослюдистого состава. Распределение слоистое, от листовато-слоистого до линзовидно-слоистого. Тонкую слоистость пород подчеркивает обилие нитевидных прерывистых углистых намывов и/или битуминизированных микрослойков. Чем дальше от кровли баженовской толщи, тем битуминизация менее интенсивна. Часто отдельные прослои обогащены мелкими и точечными карбонатными стяжениями, кальцевитого состава и, скорее всего, биогенного происхождения. Присутствие пачки С0, затрудняет уверенную отбивку кровли пласта ЮС0 по каротажу и зачастую вносит существенные ошибки при вскрытии баженовской свиты.

Относительно распределения карбонатного материала в разрезе необходимо отметить, что по всему разрезу в пачках Р встречаются прослои, обогащенные карбонатным материалом, который может быть представлен как кальцитом, так и доломитом. Однако наиболее карбонатизированной является пачка Р1. Это хорошо видно как по шлифам, так и по комплексу физико-химических исследований. Средняя карбонатность пород этой пачки составляет 30 %. Для Ай-Пимского тира разреза баженовской свиты характерно присутствие нефтенасыщенных коллекторов в крупных карбонатных линзах пачки С1.

В пределах баженовской толщи на Сургутском своде выделены пять наиболее распространенных литотипов пород, объединенных не только по вещественному составу, но, главным образом, по генетическим, текстурным характеристикам и отражениям на кривых ПГИС. В этом случае кероген рассматривается как классифицирующий признак, но по аналогии с цементом терригенных пород учитывается как вторичный признак. К выделенным литотипам относятся следующие группы пород:

1. Тонколистоватые глинисто-кремнистые разности;
2. Тонколистовато-чешуйчатые глинисто-кремнистые разности;
3. Тонколистовато-чешуйчатые глинисто-карбонатно-кремнистые разности;
4. Радиолярит кремнистый;
5. Радиолярит кремнисто-карбонатный;

Литотипы 1,2 и 3 характерны для пачек С. В пачках Р, наряду с первыми тремя, встречаются и литотипы 4 и 5. Другими словами, литотипы 1,2,3 распространены практически во всех пачках, а литотипы 4 и 5, чаще встречаются лишь в пачках Р.

Таким образом, для продуктивного разреза баженовской свиты на Ай-Пимском месторождении характерно:

- Сосредоточение промышленных коллекторов в карбонатных и кремнистых пачках «Р» при минимальном для разреза собственном керогенонасыщении;

- Максимальное керогенонасыщение наблюдается в преимущественно глинистых пачках «С», которые продуцируют углеводороды, накапливающиеся затем в трещинных коллекторах;

- Формирование углеводородов в нефтематеринской толще баженовской свиты контролируется сочетанием следующих факторов: а) пластовыми температурами свыше 95°С; б) тектонозависимыми упругими деформациями, формирующими трещинный коллектор и сопутствующими пластическими деформациями микрослоистой преимущественно глинистой керогенонасыщенной части разреза; каждый из указанных факторов является необходимым, и только их сочетание – достаточным условием для формирования промышленных залежей;

- Основными особенностями пласта являются каверно-трещино-поровый тип коллектора и аномально-высокое пластовое давление.

Пласт ЮС2/1 характеризуется высокой заглинизированностью разреза и крайне низкими значениями ФЕС коллектора.

Общая толщина пласта - 15,2 м. Среднее значение эффективной нефтенасыщенной толщины – 3,2 м, коэффициент песчанистости – 0,21, расчлененность – 3,1, проницаемость – 1,1*10^-3 мкм², нефтенасыщенность – 59,9 %.

В целом для пород пласта ЮС2/1 можно отметить следующие характерные особенности:

- Отложения пласта имеют довольно сложный литологический состав, изменчивы, не выдержаны по площади и представлены комплексов отложений переходного и прибрежно-морского генезиса;

- Характерно сложное строение пластов-коллекторов, высокая латеральная и вертикальная изменчивость литологического состава и ФЕС;

- Проницаемые прослои пласта ЮС2/1 представлены песчаниками мелкозернистыми с глинистым и карбонатно-глинистым цементом;

- Вторичные процессы, протекающие в породах пласта ЮС2/1, значительно ухудшили их коллекторские свойства. В породах наблюдаются новообразования сидерита, кальцита, пирита, кварца, значительное уплотнение с образованием структур внедрения и приспособления, изменение обломочного материала, присутствие в значительном количестве гидрослюды и хлорита в цементе. Все это усложнило структуру порового пространства и привело к снижению пористости и проницаемости.

Список литературы:

1. Дополнение к проекту разработки Ай-Пимского месторождения, 2014. – 378 с.