АНАЛИЗ ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ ПОРОД ПЛАСТОВ АЧИМОВСКОГО ГОРИЗОНТА (АЧ1, АЧ2, АЧ3) АЛЕХИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХМАО-ЮГРЫ

DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2018.75.9.015

АНАЛИЗ ЛИТОЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА И КОЛЛЕКТОРСКИХ СВОЙСТВ ПОРОД ПЛАСТОВ АЧИМОВСКОГО ГОРИЗОНТА (АЧ₁, АЧ₂, АЧ₃) АЛЕХИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ХМАО-ЮГРЫ

Научная статья

Гамидуллаева А.З.¹, Романова Т.И.^2, *

^{1, 2} Югорский государственный университет, Ханты-Мансийск, Россия

* Корреспондирующий автор (s_pavlova[at]mail.ru)

Аннотация

Изучены условия формирования отложений ачимовского горизонта неокома. Рассмотрены особенности изменения физических свойств (проницаемость, пористость) ачимовских отложений с глубиной в пределах Алехинского месторождения. Проведен анализ изменений фильтрационно-емкостных свойств нефтегазоносных отложений ачимовской свиты на территории Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. Установлено, что представленные мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами породы ачимовской толщи обладают неравномерными изменениями фильтрационно-емкостных свойств, обусловленными сложными геологическими условиями образования отложений.

Ключевые слова: залежь, нефть, породы-коллекторы, фильтрационно-емкостные свойства, пористость, проницаемость.

ANALYSIS OF LITHOLOGICAL COMPOSITION AND COLLECTIVE PROPERTIES OF BREEDS OF ACHIMOVSKY HORIZON ROCK BEDS (ACh1, ACH2, ACh3) OF ALEKHINSKY PRODUCTION FIELD OF KHMAO-UGRA

Research article

Gamidullaeva A.Z.¹, Romanova T.I.^2, *

^{1, 2} Yugra State University, Khanty-Mansiysk, Russia

* Corresponding author (s_pavlova[at]mail.ru)

Abstract

The conditions of the formation of deposits of the Achimov Neocomian horizon are studied in the article. Specific features of the change in physical properties (permeability, porosity) of Achimov deposits that come with the change of depth within the Alekhinsky deposit are considered. The analysis of changes in the formation reservoir properties of the oil and gas bearing deposits of the Achimov suite in the territory of the Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug, Yugra, is carried out. It is established that the rocks of the Achimov rock bed represented by compacted sand and coarse-grained siltstones exhibit uneven changes in the formation reservoir properties due to the complex geological conditions of the deposits formation.

Keywords: deposit, oil, reservoir rock, formation reservoir properties, porosity, permeability.

В настоящее время одной из основных задач нефтегазового комплекса является воспроизводство минерально-сырьевой базы углеводородного сырья, повышение эффективности разведки, разработки и добычи нефти и газа. При этом большое внимание уделяется освоению глубоко залегающих горизонтов, которые относятся к трудноизвлекаемым запасам и, как правило, характеризуются сложным геологическим строением и низкими коллекторскими свойствами. К таким сложным объектам относятся отложения ачимовской свиты нижнемелового возраста, расположенные на территории Ханты-Мансийского автономного округа - Югра в Западной Сибири.

Ачимовский нефтегазоносный комплекс, залегающий в основании разреза неокома, является объектом геолого-геофизического изучения на протяжении длительного времени [1, С. 4], [9, C. 71], [10, С. 228]. В ачимовских пластах в настоящее время открыто более 100 залежей нефти, газа и конденсата, многие из них относятся к крупным [11, C. 196].

На Алехинском месторождении в пределах ачимовского горизонта выделено 3 продуктивных пласта: Ач₁, Ач₂, Ач₃, отложения которых охарактеризованы керном в 14 скважинах.

На территории большей части Западно-Сибирской плиты формированию ачимовской толщи в течение нескольких миллионов лет предшествовала глубоководная морская обстановка [7, С. 12]: в условиях некомпенсированного седиментогенеза отлагались глауконитовые и битуминозные глины георгиевской, баженовской свит. В дальнейшем, как показали исследования [1, С. 17-37], [7, С. 14-15], [9, C. 77], осадконакопление происходило либо в условиях морского мелководья, либо песчано-алевритовые пласты ачимовской толщи формировались при боковом заполнении некомпенсированного морского бассейна.

В пределах Алехинского месторождения породы ачимовского горизонта представлены чередованием песчано-алевритовых, карбонатных и глинистых прослоев, разделяющих отложения на серию продуктивных пластов Ач₁-Ач₃. Пласты сформировались в относительно глубоководной части морского бассейна и представляют собой подводные конусы выноса на переднем склоне дельтовой платформы [8, C. 147]. Каждый из пластов состоит из нескольких отдельных линз или конусов выноса, отлагавшихся с некоторым смещением относительно друг друга. Образование конусов выноса происходило при периодически возникающих сбросах накапливаемого на кромке дельтовой платформы терригенного материала. Глинистые отложения представлены в основном отложениями мутьевых потоков и нормальными гемипелагическими осадками. Поступление терригенного материала в течение всего времени формирования ачимовской толщи происходило с северо-востока. В целом осадконакопление всей толщи, включая породы-коллектора и глинистые разности, происходило в сходных условиях, что обусловило близость всех пластов по своим литологическим и петрофизическим свойствам [8, C. 198-201].

Проницаемые прослои ачимовского комплекса представлены песчаниками мелкозернистыми и алевролитами крупнозернистыми, реже мелко-крупнозернистыми. Преобладающим размером обломков в песчаниках являются фракции в пределах 0,10-0,14 мм, в алевролитах – 0,06-0,09 мм. Степень сортированности обломочного материала меняется от средней до хорошей, но отмечаются прослои с плохой сортировкой зерен. Породы светло-серые и серые, нефтенасыщенные разности с буроватым оттенком, чаще с карбонатно-глинистым, реже глинисто-карбонатным и глинистым цементом. Отмечены разнообразные типы слоистости: горизонтально-слоистые, линзовидно-слоистые, градационные. Слоистость обусловлена изменением зернистости, наличием линзочек более мелкозернистого материала, подчеркивается намывами слюдистого материала. Характерны текстуры оползания и смятия осадка. Песчаники и алевролиты нередко содержат неокатанные или слабо окатанные обломки аргиллитов. Содержание цемента в породах-коллекторах изменяется от 5-7% до 10-12%. Наиболее распространены пленочно-поровый и порово-пленочный типы цемента, локально имеет место кварцевый конформно-регенерационный тип. По составу цемент глинистый хлоритово-каолинитовый с примесью карбонатного материала. Для ачимовских пород характерным является замещение пелитоморфным сидеритом биотитовых чешуек, при этом чешуйки слюды деформируются, разбухают и частично выполняют прилегающее поровое пространство. Количество аутигенного сидерита достигает в отдельных прослоях 16-17%.

Месторождения углеводородов локализуются в породах, которые отличаются от других повышенным объемом порового, трещинного или карстового пространства. Их физические параметры зависят от таких факторов как литологический состав пород, пористость, проницаемость, температура, давление и др. [6, С. 104], [11, C. 197].

Одними из главных фильтрационно-емкостных свойств пород-коллекторов являются пористость и проницаемость, так как пористость горной породы – это наличие в ней пустот (пор, каверн, трещин), не заполненных твердым веществом, а для того чтобы пористая среда могла пропускать жидкость или газ при перепаде давления, она должна обладать проницаемостью. Фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС) пластов ачимовского комплекса Алехинского месторождения представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Средние значения коллекторских свойств ачимовских отложений Алехинского месторождения

Пласт	Пористость, %	Проницаемость, 10-3 мкм2	Водоудерживающая способность, %	Абсолютная отметка глубины пласта, м
Ач1	16,3	3,9	55	2671
Ач2	16,5	5	56	2682
Ач3	16	3,5	60	2694

Явной зависимости значений таких свойств, как пористость и проницаемость, от глубины не обнаружено, породы пласта Ач₂ обладают самыми высокими значениями пористости и проницаемости, в отличие от пластов Ач₁ и Ач₃. А водоудерживающая способность пород, наоборот, связана с глубиной прямой зависимостью. Водоудерживающая способность пород пласта Ач₃, в соответствии с низкими ФЕС, довольно высокая – 60%, это чётко свидетельствует о том, что качество коллекторских свойств толщи значительно хуже и что большая часть порового пространства в условиях пласта занята водой, размеры пор чаще небольшие, а глинистость выше, чем в отложениях Ач₁ и Ач₂.

Породы ачимовской толщи на территории ХМАО-Югры не имеют повсеместного распространения [3, С. 9], [10, C. 230], [8], встречаются в центральной и восточной частях округа (рис.1). Исследование характера изменений фильтрационно-емкостных свойств ачимовского горизонта в пределах Фроловской и Среднеобской нефтегазоносных областей с учетом данных по другим месторождениям округа показало [5], что глубина залегания исследуемых отложений увеличивается с юга на север (табл.2).

Рис. 1 – Карта нефтегазогеологического районирования территории Ханты-Мансийского автономного округа [8]:

1 – границы ХМАО, 2 – границы НГО, 3 – границы НГР, 4 – площадь месторождения и его название:

I– Выинтойское, II– Западно-Котухтинское, III– Конитлорское, IV– Алехинское, V– Восточно-Студеное, VI– Западно-Камынское, VII– Приобское, VIII– Малобалыкское, IX– Западно-Варьеганское

Пористость пород пласта Ач₁на рассматриваемых участках примерно одинаковая и варьирует в пределах 15-16,5%, кроме Конитлорского месторождения (рис.2-а). На этом месторождении отложения ачимовской свиты (Ач₁, Ач₂, Ач₃) характеризуются максимальными значениями пористости (рис.2-а,б,в), по сравнению с другими месторождениями, равные в среднем 19,1%. Явной зависимости данного параметра от глубины залегания пласта не обнаружено.Максимальнымипоказателями пористости обладают пласты на участках Конитлорского(III), Малобалыкского (VIII) и Восточно-Студеного (V) месторождений (по убывающей). Пласт Ач₃ расположен глубже остальных двух (Ач₁, Ач₂), а с глубиной осадочного разреза коллекторские свойства ухудшаются в результате литификации. Так и на рассматриваемых нами участках породы пласта Ач₃ обладают самыми низкими показателями пористости (рис.2-в).

Таблица 2 – Коллекторские свойства пластов ачимовского горизонта месторождений ХМАО

Пласт	Пористость, %		Проницаемость, 10-3 мкм2	Водоудерживающая способность, %		Абсолютная отметка глубины пласта, м
1	2		3	4		5
I - Выинтойское месторождение
Ач1	16,5		3,8	52,6		2873
Ач2	17		1,8	53		2885
Ач3	16		1,2	64		2905
II - Западно-Котухтинское месторождение
Ач1	16,3	4			48,5		2806
Ач2	17	5,5			56		2818
Ач3	15,7	1,5			63		2830
III-Конитлорское месторождение
Ач1	19	3,8			53		2386
Ач2	20	1,8			55		2587
Ач3	18,3	1,2			65		2615
V - Восточно-Студеное месторождение
Ач1	16,9	4			51,9		2668
Ач2	18	5,5			55,5		2727
Ач3	16	1,5			65,4		2751
VI - Западно-Камынское месторождение*
Ач1	15	2			53			2792
Ач2	16	2,5			55,7			2810
Ач3	15,5	1			63,8			2835
VII - Приобское месторождение
Ач1	16,05	3,8			55			2632
Ач2	16	3,8			60,8			2687
Ач3	15,4	1,19			62			2779
VIII - Малобалыкское месторождение
Ач1	16,9	1			47,9			2595
Ач2	18	3			51,2			2642
Ач3	16,5	1			65,4			2696
IX - Западно-Варьеганское месторождение
Ач1	15,9	3,8			50,8			2798
Ач2	17	3,8			56,5			2826
Ач3	16	1,19			65,4			2856

Примечание: данные взяты из [2, С.156-157].

Проницаемость пород ачимовского комплекса непостоянна. Максимальными показателями проницаемости (рис.2-г,д) характеризуются пласты Ач₁ и Ач₂ на месторождениях Западно-Котухтинское (II) и Восточно-Студеное (V). Проницаемость пласта Ач₃ на всех рассмотренных участках примерно одинакова, ее показатели изменяются в пределах 1-2%. Высокие значения проницаемости пород, включаяАч₃, наблюдаются в пластах ачимовского комплекса на Алехинском месторождении (IV), где среднее значение составляет 4,1∙10^-3мкм^-2 (рис.2-г,д,е). Как показали исследования, наиболее проницаемыми на севере Среднеобской нефтегазовой области являются пласты Ач₁ и Ач₂ (табл. 2).

Рис. 2 – Пористость и проницаемость пластов Ач₁, Ач₂, Ач₃ на месторождениях:

I - Выинтойское, II - Западно-Котухтинское, III -Конитлорское, IV - Алехинское, V - Восточно-Студеное, VI - Западно-Камынское, VII - Приобское, VIII - Малобалыкское, IX - Западно-Варьеганское

На основании выше сказанного можно отметить, что продуктивные породы ачимовской толщи представлены мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами. В пределах Алехинского (IV) месторождения фильтрационно-емкостные свойства изменяются неравномерно. Однако, наблюдается определенный рост параметров пористости и проницаемости отложений ачимовского комплекса с севера на юг до центральной части общей площади исследований (относительный максимум отмечен на территории Восточно-Студенного (V) месторождения), затем коллекторские свойства ухудшаются. Это обусловлено неоднозначными геологическими условиями залегания отложений ачимовской толщи [4, C. 19-20], а именно косослоистым строением пород, образующими протяженные субмеридионально ориентированные геологические тела, осложненные дизъюнктивной тектоникой.

Несмотря на это, песчаники ачимовского комплекса являются первой коллекторской толщей на пути миграции нефти и газа из нефтематеринских пород баженовской свиты в шельфовые комплексы неокома [5]. Следовательно, перспективы нефтегазоносности этой толщи предполагаются высокими [11, C. 199].

Конфликт интересов Не указан.

Conflict of Interest None declared.

 

Список литературы / References

1. Бородкин В. Н. Модель формирования и текстурные особенности пород ачимовского комплекса севера Западной Сибири / В.Н. Бородкин, А. Р. Курчиков, А. В. Мельников и др. – Тюмень: ТюмГНГУ, 2011. – 84 с.
2. Волков В. А. Атлас месторождений нефти и газа Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. В 2 т. Т.1 / В. А. Волков, В. А. Шпильман и др.Тюмень-Ханты-Мансийск: Изд-во «ИздатНаукаСервис», 2013. – 236 с.
3. Волков В. А. Атлас месторождений нефти и газа Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. В 2 т. Т.2 / В. А. Волков, В. А. Шпильман и др. Тюмень-Ханты-Мансийск: Изд-во «ИздатНаукаСервис», 2013. – 308 с.
4. Жарков А. М. Неантиклинальные ловушки углеводородов в нижнемеловой клиноформной толще Западной Сибири / А. М. Жарков // Геология нефти и газа – 2001. №1. – C. 18 -23.
5. Жарков А. М. Особенности геологического строения и прогноз распространения залежей углеводородов ачимовской толще Западной Сибири [Электронный ресурс] / А. М. Жарков // Нефтегазовая геология. теория и практика. – 2016.– Т. 11. – №4. – URL: http://www.ngtp.ru/rub/4/51_2016/pdf (дата обращения: 23.07 2018).
6. Зеливянская О. Е. Петрофизика: учебное пособие / О. Е. Зеливянская. – Ставрополь: Изд-во СКФУ, 2015. – 111 с.
7. Максимов Е. М. Строение и условия формирования ачимовской толщи Западно-Варьеганского месторождения / Е. М. Максимов, Ю. А.Тренин, Т. И.Романова // Геология нефти и газа. – 1991. – № 2 – С.12-15.
8. Проект разработки Алехинского месторождения; исполн.: С.В. Соколов[и др.]. – Тюмень, 2008. – 220 с.
9. Ростовцев В. Н. Ачимовская пачка юго-востока Западной Сибири / В. Н. Ростовцев, С. Н. Резник // Известия Томского Политехнического Университета – 2002. – Т. 305, вып.8. – С. 71-78.
10. Салаватов С.Ю. Неокомские отложения Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции / С. Ю. Салаватов // Международный научный журнал «Молодой ученый» – 2017. – № 2 (136). – С. 228-230.
11. Севастьянов А. А. Особенности строения и оценка потенциала ачимовских отложений на территории ХМАО - Югры /А. А. Севастьянов, К. В. Коровин, О.П. Зотова и др. // Успехи современного естествознания. – 2016. – №8. – С. 195-199.

Список литературы на английском языке / ReferencesinEnglish

1. Borodkin V.N. Model formirivaniy i texturnye ossobennosty porod achimovskogo kompleksa severa Zapadnoy Sibiry [Formation model and textural features of breeds of an achimovsky complex of the North of Western Siberia] / Borodkin V.N., Kurchikov A. R., Melnikov A.V. and others // Tyumen: TyumGNGU [Tyumen: TSOGU] –2011. – 84 pages. [in Russian]
2. Volkov V.A. Atlas mestorozhdeniy nefty i gaza Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo [Atlas of oil and gas fields of Khanty-Mansi Autonomous Okrug.] / Edition: V.A. Volkov, V.A. Szpilman. Volume 1. // Tyumen - Khanty-Mansiysk: Izdatelstvo "IzdatNaukaCervis" [Tyumen-Khanty-Mansiysk: Izdatnaukaservice publishing house]. – 2013. – 236 pages.[in Russian]
3. Volkov V.A. Atlas mestorozhdeniy nefty i gaza Khanty-Mansiyskogo avtonomnogo [Atlas of oil and gas fields of Khanty-Mansi Autonomous Okrug.] / Edition: V.A. Volkov, V.A. Szpilman. Volume 2. // Tyumen - Khanty-Mansiysk: Izdatelstvo "IzdatNaukaCervis" [Tyumen-Khanty-Mansiysk: Izdatnaukaservice publishing house]. –2013. – 308 pages. [in Russian]
4. M. Neantiklinalhyi lovushky uglevodorodov v nizhnemelovoy klinoformnoy tolche Zapadnoy Sibiri[Not anticlinal traps of hydrocarbons in Lower Cretaceous klinoforms thickness of Western Siberia] / A. M. Zharkov //Geologiya nefti i gaza [Geology of oil and gas]– 2001.  №1.  – P. 18 -23.
5. Zharkov A. M. Osobennosty geologicheskogo stroeniya i prognoz rasprostraneniya zalezhey uglevodorodov achimovskoy tolchy Zapadnoy Sibiri [Features of a geological structure and forecast of distribution of hydrocarbons deposits to achimovsky thickness of Western Siberia] [Electronic resource] / A. M. Zharkov //Oil and gas geology. Theory and practice.– 2016. – V. 11. – №4. – URL: http://www.ngtp.ru/rub/4/51_2016/pdf  (accessed: 23.07 2018).[in Russian]
6. Zelivyanskaya O.E. Petrofisika: uchebnoe posobie [Petrophysicist: manual]. // Stavropol: Izdatelstvo SKFU [Stavropol: SKFU publishing house] - 2015. – 111 pages. [in Russian]
7. Maximov E. M. Stroyeniye i usloviya formirovania achimovskoy tolchy Zapadno-Varyeganskogo mestorozhdenya [Construction and formation conditions of achimovsky thickness of the West Varyegansky field] / Maximov E. M., Trenin Yu. A., Romanova of T.I. // Geologiy nefty i gaza. No. 2 [Geology of oil and gas. No. 2 February] - 1991. – P. 12-15. [in Russian]
8. Proekt razrabotki Alekhinskogo mestorozhdeniya. [Sokolov C.V., Kuznetsov A.E. Project of development of the Alekhinsky field]. – Tyumen – –  220 pages. [in Russian].
9. Rostovtsev V.N. Achimovskaya pachka jugo-vastoka Zpadnoy Sibiri [Achimovskaya a pack of the southeast of Western Siberia] / V.N. Rostovtsev, S.N. Reznik // News of the Tomsk Polytechnic University – 2002. – V. 305 (8). – P. 71-78.[inRussian].
10. Yu. Neokomskie otlozheniya Zapadno-Sibirskoy neftegazonosnoy provincyi. [Neocomian deposits of the West Siberianoil-and-gasprovince] // Mezhenarodniy nauchniy zhurnal "Molodoy ucheny" No2 (136) yanvar 2017. [International scientific magazine "Molodoy Ucheny" No. 2 (136), January, 2017]. – P. 228-230. [in Russian]
11. Sevastyanov A. A. Osobennosty ctroeniya i ocenka potenciala achimovkih otlozheniy na territory HMAO-Ugry [Features of a structure and assessment of capacity of achimovsky deposits in the territory of KhMAO - Yugra] / A.A. Sevastyanov, K.V. Korovin, and others. //Achievements of the modern natural sciences. – 2016. – No. 8. – P. 195-199. [in Russian]