Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Исследование вторичных изменений коллекторов залежей красноленинского свода и совершенствование их разработки

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Исследование вторичных изменений коллекторов залежей красноленинского свода и совершенствование их разработки"

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЕГАЗОВЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

г ■ л

Г , _ и ч

На правах рукописи

2 О МАИ

ГАРИПОВ Олег Марсович

ИССЛЕДОВАНИЕ ВТОРИЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КОЛЛЕКТОРОВ ЗАЛЕЖЕЙ КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДА И СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИХ РАЗРАБОТКИ (на примере Талинского месторождения)

Спещ1альность: 04.00.17 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Тюмень -1997

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете

(ТюмГНГУ) и в

Сибирском научно-исследовательском институте нефтяной промышленности

(СибНИИНП)

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Р.И.Медведский

Официальные оппоненты: член корр. РАН, профессор доктор геолого-минералогических наук,

И.И.Нестеров

С.Н.С., кандидат геолого-минералогических наук

Ю.В.Щепеткин

Ведущая организация - АО " Кондпетролеум "

Защита диссертации состоится "29 " _мая 1997г. в_час.

на заседании диссертационного совета Д 064.07.01 в Тюменском государственном университете по адресу: 625000, г.Тюмень, ул. Володарского,38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ТюмГНГУ.

Автореферат разослан " 28 " апреля 1997г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук, профессор

О

А.А.Дорошенко

Общая характеристика работы.

Актуальность темы. Исследованиями последних лет выявлено, что подав-1яющее большинство высокодебитных притоков нефти на Красноленинском :воде получено из залежей с коллектором, подвергшимся вторичным изменени-1м. Поиск, разведка и разработка таких залежей связаны с определенными рудностями, преодоление которых невозможно без установления закономерно-:тей развития коллекторов с вторичными преобразованиями.

Имеются сведения, что такого типа коллекторы встречены не только в Крас-юленинском, но и в Шаимском, Варьеганском, Пуровском и других нефтегазо-юсных районах Западной Сибири, тем не менее они не нашли достаточного от->ажения в литературе.

Изучением литологического строения и особенностей залегания базальных »тложения на Красноленинском своде занимались РААбдуллин,В.М.Добрынин, Г. В.Дорофеева, В. Г. Елисеев, В. П. Казаринов,Ю.Н.Карогодин,Л.П.Колгина,А.Э.Кон-■орович, А.Г.Мухер, И.И.Нестеров,С.И.Шишигин.Г.С.Ясович и другие. Они свя-1ывали фомирование коллекторских свойств в базальных породах с факторами ;ак седиментогенеза, так и разломообразования.

Однако геодинамическая активность находится в тесной взаимосвязи с (элюидодинамическими проявлениями, способствовавшими формированию ка-¡ернозно-трещинных коллекторов, что впервые нашло отражение в работах З.И.Белкина, Р.М.Бембеля, Н.Н.Бокуна, М.Ю.Зубкова, А.Е.Лукина, Р.И.Медвед-:кого, З.Я.Сердюк, В.П.Царева, Ю.В.Щепеткина и автора диссертации.

Исследование трещинно-кавернозных коллекторов и раскрытие механизма их )бразования необходимо для определения закономерностей их распростране-шя, прогнозирования скоплений УВ, проведения поисково-разведочных работ и фоектирования разработки. Поэтому в данной работе поднимается проблема фоисхождения коллекторов, измененных вторичными процессами, в пределах Галинского месторождения, по которому имеется наибольшее количество фак-'ического материала.

Цель работы - детальное изучение литолого-физических особенностей юрод базальных отложений Талинского месторождения и совершенствование ;го разработки.

Основные задачи исследований.

1. Выявление факторов, определяющих формирование пород с высокими кол-1екторскими свойствами.

2. Изучение особенностей влияния вторичных процессов на катагенетическую феобразованность органического вещества.

3. Опытно-промышленная апробация новых способов разработки и добычи нефти.

Защищаемые положения.

1. Новые представления о морфоструктурах пустотного пространства и аути-енном минералообразовании пород базальных отложений Талинского месторо-кдения.

2. Причинно-следственная связь процессов гидротермальной проработки с неоднородностью по проницаемости коллекторов базальных отложений.

3. Механизм трансформации базальных пород в трещинно-кавернозные кол-юктора под воздействием высокой флюидогеодинамической активности недр.

4. Способы совершенствования разработки залежей нефти с коллектором, под вергшимся вторичным изменениям.

Научная новизна работы.

1. В базальных породах установлены различные морфогенетические типы вто ричных пустот, в т.ч. внутризерновые, межзерновые, внутритрещинные каверны а также трещины различной природы, структурно- и текстурнолитогенетические катаклазовые, стилолитовые и субгоризонтальные.

2. Уточнены закономерности аутигенного минералообразования, подтверждаю щие образование вторичных пустот посредством гидротермальной деятельности.

3. Впервые выявлен нестационарный лалеогеотермический режим прогрева ба зальных отложений, приведший к резким взаимопереходам от протокатагенез; (ПКг) до стадии апокатагенеза (АКт).

4. Устранена кажущаяся противоречивость нормального протекания регио нального катагенеза в условиях проявления высоких температур при кратковре менном воздействии гидротермальных процессов.

5. Предложен механизм, объясняющий формирование вторичных коллекторов.

6. Даны новые технологические и технические решения по разработке залеже! УВ с вторичным типом коллектора.

Практическая значимость работы.

Практическая значимость работы заключается в ее направленности на по вышение эффективности поисково-разведочных работ, проектирование рацио нальных систем разработки и в усовершенствовании технических средств подъ ема нефти.

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзных научно студенческих конференциях по коллекторам (Тюмень, 1985; Томск, 1986; Тю мень,1987; Новосибирск, 1988); на общегородском семинаре НИИ (Тюмень июнь1988) по проблеме геологического строения Талинского месторождения на конференции по формированию, распространению коллекторов и закономер ностям образования и размещения в них залежей нефти и газа (Новосибирск декабрь 1989); на 21-ой научно-технической конференции молодых ученых I специалистов по геологии и разработке нефтяных месторождений (июнь 199С Бугульма), на Всесоюзном совещании "Ускорение научно-технического прогрес са в лабораторных работах на нефть и газ" (Тюмень, февраль 1991). С 199! проводятся работы по усовершенствованию технологий подъема нефти в АС "ЛУКойл-Урайнефтегазе", в ОАО" Пурнефтегазе", АО "Кондпетролеум".

Реализация результатов работы. Результаты работы отражены в 7 отчетах по НИР, 21 статье, 8 докладах и в 1 патентах. К промышленному внедрению рекомендованы:

- способы разработки, защищенные патентами России №1806261, №1806262; -способ эксплуатации нефтяных скважин. Решение о выдаче Роспатента по за явке №95105623 /03;

- устройства добычи, защищенные патентами России №1838672, №203851£ Решения о выдаче Роспатентов по заявкам №93003215/06, №94010973/03 №94010965/03, №95105623/03.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из 4 глав и заключения, об щим объемом 182 страницы машинописного текста, библиография включает

122 работы. Работа иллюстрирована 25 рисунками, 44 фотографиями и 9 таблицами.

Автор отдает должное памяти к.г.-м.н. В.И.Белкину за оказанное содействие на ранней стадии работы над диссертацией.

Искреннюю признательность автор выражает научному руководителю д.т.н. э.И.Медведскому за постоянную помощь, многочисленные рекомендации и ценные советы при выполнении диссертационной работы.

За большое внимание к работе и постоянную поддержку автор глубоко признателен д.г.- м.н. А.Е.Лукину.

Важную роль сыграли критические замечания, высказанные при обсуждении заботы на разных этапах ее выполнения: Р.М.Бембелем, В.В.Гузеевым, М.Ю.Зубковым, Е.М.Максимовым, Г.П.Мясщпсовой, М.Я.Рудкевкчем, М.Ф.Свищевым.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе показана актуальность темы диссертации, сформулированы ^ель и основные задачи исследований, приведены защищаемые положения, эаскрыта их научная новизна и практическая ценность.

Во второй главе рассмотрены результаты изучения вторичных преобразований пород базальных отложений. Здесь детально раскрывается структура и иорфогенетические типы новообразованных пустот.

Значительный вклад в изучение строения емкостного пространства пород-<оллекторов внесли Р.А.Абдуллин, В.И.Белкин, Н.Н.Бокун, Р.А.Бочко, Л.М. Доро-"иницкая, М.Ю.Зубков, А.Е.Лукин, А.Т.Питкевич, М.И.Пятков.

Наряду с первичными межзерновыми порами в породе выделяется 3 типа иорфогенетически различных вторичных пустот: каверны, трещины, вторично-измененные в различной степени минерализованные поры.

Первый тип вторичных пустот образуют каверны, которые подразделяются на внутризерновые, межзерновые и межтрещинные.

Внутризерновые каверны развиты по сильно корродированным зернам квар-^а. Они имеют изометричные очертания. Данный тип каверн представлен тупи-<овыми (поверхностно-эрозионными) пустотами, которые придают поверхности некоторых полевошпатовых обломков губчатый облик.

Размеры внутризерновых каверн обычно не превышают 0,1 мм. В отдельных случаях их сечение достигает 0,2-0,25 мм. Внутризерновые каверны часто инк-эустированы мелкими, прозрачными кристалликами аутигенного кварца.

Межзерновые каверны имеют изометричную форму. Их очертания простые, ;лабоволнистые, реже узорчатые. Размеры таких каверн обычно колеблются от 3,5 до 1,5 мм, но нередко превышают 4-6 мм. Отдельные участки межзерновых саверн инкрустированы кристалликами аутигенного кварца или заполнены бе-1ым глинистым веществом каолинит-диккитового состава.

В керне отмечены резкие и постепенные взаимопереходы межзерновых в иежтрещинные каверны и трещины. Каверно-трещинные пустоты отличаются 1родолговато-удлиненной и щелевидной формой. В трубкообразные щелевид-ные каналы с невысокой извилистостью в ряде случаев удавалось погрузить иг-1у на 15-17 мм. Данный тип пустот обычно развивается по трещинам.

Второй тип пустот связан с трещинами, которые наблюдаются во всех лито-логических разностях. Плотность трещин возрастает с увеличением неоднородности и плотности упаковки частиц.

Толщина пород, разбитых трещинами, меняется от нескольких сантиметроЕ до нескольких метров. Данные описания керна скважин Р-127, 3148, 4034, 4987 5397, 7612 свидетельствуют, что трещиноватость широко распространена е разрезе базальных пластов Талинского месторождения. Доля пород разбиты) трещинами часто составляет от 4 до 14% от количества исследованных образ цов (скв.5266, 5269, 5278 и др.). Доля трещиноватых пород по оценке Е.А.Рома нова, М.Ю.Зубкова в отдельных скважинах достигает 20-25% (скв.2884, 2273) I в среднем оценивалась ими в 10-14%, что не противоречит нашим наблюденияк в отмеченных выше скважинах.

В керне нами выявлены морфогенетически различные типы трещин: литоге нетические (механического уплотнения), диаклазовые (деформационные), ела бостилолитизированные и субгоризонтальные.

Многочисленные структурно-и текстурно-литогенетические трещины, образо ванные в период, диа- и катагенеза имеют широкое распространение в базаль ных породах. Они в большей степени приурочены к грубообломочным пopoдa^ неоднородным по вещественному составу и характеру упаковки.

Структурно-литогенетические трещины в виде тонких линий огибают обло мочные зерна. Часто отмечаются ветвящиеся текстурно-литогенетические тре щины, разделяющие или рассекающие маломощные прослои, нередко об разующие зеркала скольжения (скв.3418, гл.2731,4 и 2725; скв.4505, гл.2695,5 скв.6075, гл.2716; скв.7233, гл.2701,7). Такие трещины локализованы в разрез! в пределах интервалов с резкой сменой литологического состава пород.

Образование катаклазовой трещиноватости в обломках базальных отложе ний по нашим представлениям (совместно с В.И.Белкиным, Р.И.Медведским I А.Е.Лукиным) происходило в условиях дилатансии при сжатии. Известно, чт< дилатансия развивается при нагружении пород до 1/3-2/3 от величины разру шающих напряжений. Базальные породы являются благоприятным субстратог для проявления дилатансионных нарушений.

Деформация кристаллических решеток минералов проявляется в вид двойников скольжения, в волнистом и мозаичном угасании вплоть до их раст рескивания и разрушения. Интенсивность катаклазовой трещиноватости в хруг ких обломках возрастает с приближением их к субгоризонтальным стилоли™ зированным диаклазам. Широко катаклаз распространен в пределах крупны кварцевых обломков в виде микротрещин без смещения.

Стилолитизированные трещины широко распространены в отложениях тк менской свиты. Они представлены в виде слабовыраженных мелкобугорчаты слабостилолитизированных диаклазов, часто приуроченных к поверхностям не слоения. Амплитуда "гармошки" нередко достигает 0,6-0,8 мм и более.

Характерная особенность стилолитизированных диаклазов проявляется присутствии в их пределах темноцветного пелитоморфного полиминеральног вещества (ППВ) в виде "пленки"- прокладки, выпавшей в осадок после гидрае лического разрыва породы термальным флюидом-. Об этом свидетельствует

выявленный там "чуждый" для данных отложений набор микроэлементов и минералов.

Гидравлические воздействия оставляют след в обломках в виде остаточной катаклазовой трещиноватости. При этом линии трещин катаклаза, у примыкающих к стилолитизированной поверхности, псефитовых обломков направлены перпендикулярно к диаклазу гидроразрыва, то есть к поверхности их гидравлического сдавливания. Фотография, приведенная в диссертации, является классическим примером проявления катаклазовой трещиноватости не вследствие тектонических процессов и не в результате сдавливания вышележащих пород, а в ходе гидравлического разрыва породы термальным флюидом.

Субгоризонтальная трещиноватость имеет широкое распространение. Плоскопараллельные диаклазы характеризуются раскрытостью, составляющей в среднем 10-50мкм, нередко достигающей 100-200 мкм. Они часто по латерали переходят в трещинно-каверновые пустоты и цепочки каверн.

Данный морфогенетический тип по нашим представлениям возникал на основе трещины гидравлического раскрытия. Этому свидетельствует отсутствие следов горизонтального смещения, механического истирания и дробления обломков породы в пределах трещин. Вдоль открытых субгоризонтальных трещин отмечаются интенсивная инкрустация мелкими кристалликами прозрачного кварца и изъеденность форм, прилегающих обломков со следами скрытой трещиноватости.

Нами установлено, что интенсивность субгоризонтальной открытой трещиноватости часто не обнаруживает явной связи с особенностями строения разреза (с толщиной и литологическим составом пропластков). Так, отмечена ее резко повышенная (до 200 1/м и более) линейная густота в массивных песчаниках, что проявляется в делимости керна на "диски".

Согласно М.Ю.Зубкову, делимость керна на "блинчики" в массивных песчаниках связана с гидротермальным выщелачиванием глинистых микропропласт-ков. По нашему мнению в отличие от предыдущего, такие интервалы обусловлены наличием стилолитизированных диаклазов, часто заполненных выпавшим из гидротермальных растворов в осадок ППВ. Особенности и физико-химический состав ППВ подтверждают сделанный нами вывод.

Третий тип вторичной пустотности в породах с признаками гидротермальной минерализации представлен реликтами первичных пор, каверн и трещин, частично залеченных катагенетическими и другими наложенными процессами.

При полной кольматации пустот вторичная пустотность практически полностью связывается с межпакетной в новообразованном каолинит-диккитовом цементе. Пустоты, заполненные крупно-среднеагрегатным каолинитом, часто остаются проницаемыми для фильтрации нефти.

Процессы регенерации, аутигенное минералообразование и неравномерно-избирательное выщелачивание неустойчивых компонентов породы значительно изменили очертания пор и морфологию их стенок. Данная пустотность либо защемлена регенерационными каемками, либо кольматирована аутигенными минералами или продуктами пелитизации. Она преобладает в низкопроницаемых разностях вдали от основных путей фильтрации эндогенных флюидов.

В породах базальных отложений доля вторичной пустотности в предельно-выщелоченной породе может достигать до 90-95% от общей пористости. По-

вышенная вторичная пустотность имеет как неравномерное хаотично-гнездово< и сетчатое распределение, так и зонально-полосовое распространение. Для по род базальных отложений отмечается тенденция приуроченности повышенно! вторичной пустотности к участкам-интервалам, где были лучшие условия дл$ фильтрации гипогенного флюида. В низкопроницаемых и застойно-тупиковы) зонах преобладает кристаллизация-регенерация минералов, полное или час тичное залечивание пустот.

Отличительная особенность вторичных коллекторов проявляется в широкои интервале изменения их фильтрационно-емкостных свойств. Диапазон колеба ния коллекгорских свойств базальных отложений настолько велик, что включае-все классы коллекторов по классификации А.А.Ханина /1973г/. Величины эф фекгивной вторичной пористости изменяются от 3 до 24,2%. Вторично измененные породы отличаются отсутствием одного четко выраженного макси мума на кривых распределения размеров пор и характеризуются очень широкик (0,01-300 мкм и более) диапазоном варьирования пор по размерам.

Данные изучения пустот ртутной порометрией совместно с их микроскопичес ким исследованием свидетельствуют, что пустоты размером менее 8-10мкм яв ляются реликтами первичного пор или новообразованных пустот кольматиро ванными аутигенными минералами.

Пустоты интервала 10-300 мкм и более, а в особенности свыше 50 мкм, свя заны с выщелачиванием глинистого цемента, различных обломков (кварц, по левые шпаты), микроинъекций и жильных выполнений (карбонаты, кварц).

Выявленные в базальных породах внутри- и межзерновые каверны, трубко образные каверно-трещинные пустоты, стилолитизированные субгоризонталь ные трещины, реликты межзерновых пор, частично залеченные аутигенными ми нералами, однозначно свидетельствуют о процессах внедрения эндогенны: флюидов и связанных с ними явлениях гидротермального метасоматоза.

Кроме этого в этой главе рассмотрены и обобщены особенности аутигенногс минералообразования в базальных породах Талинского месторождения. Даннуи проблему поднимали в своих работах Р.А.Абдуллин, А.К.Бачурин, В.И.Белкин Н.Н.Бокун, Р.А.Бочко, Н.П.Запивалов, М.Ю.Зубков, АЕ.Лукин, Т.А.Федорова i другие.

Под аутигенезом понимают процесс, при котором происходит образована минералов in situ. Данный термин употребляется при характеристике мине ралов, которые формируются "на месте" после образования вмещающих их по род.

Для пород с признаками воздействия более высокотемпературных, чем ин фильтрационные и элизионные воды, флюидов характерно либо почти полно* исчезновение ранних минеральных генераций, либо их сохранение в реликта: первичного порового пространства, либо появление аутигенных минералов с по вышенными термодинамическими (Т-Р) условиями их образования.

Предельно гидротермально проработанные породы состоят на 90-97,9% и кварца, являющегося наиболее распространенным и устойчивым минералом i осадочных отложениях. Вместе с непрозрачным (молочно-белым, серым и по лупрозрачным) обломочным со следами механической обработки выделяете! несколько генераций аутигенного бесцветного или водяно-прозрачного кварца.

По данным кристалло-морфологического изучения кварца на Талинском месторождении выделяются генерации водяно-прозрачного (регенерационные каемки на корродированных зернах кварца), призматического (кристаллы в пустотах) и тонкодисперсного кварца в виде контактно-поровых выделений.

В песчаниках и гравелитах вторичный кварц присутствует в виде регенераци-онных каемок обрастания шириной 0,02-0,15 мм и более, придающих ему саха-ровидный облик.

Разрастающиеся зерна кварца на контактах друг с другом нередко спаиваются вновь образованными гранями. Такой рост кластических зерен иногда приводил к формированию гранобластовых структур, где теряются различия между зерном и цементом. Интенсивно развитая регенерация придает отдельным прослоям песчаников сливной облик.

Все регенерационные каемки можно разделить на два типа. К первому типу относятся регенерационные каемки свободного разрастания, встречающиеся в низкопроницаемых порах и "застойных" пустотах. Второй тип составляют регенерационные каемки ориентированные параллельно стенкам трещин или крупных наиболее "проточных" каверн. Такие регенерационные каемки часто сглаживают стыки, спрямляя на сочленениях зерен неровности стенок вторичных пустот.

Отличительной чертой гидротермальноизмененных пород является повышенная встречаемость катаклазированного кварца (с волнистым, мозаичным погасанием с белесыми полосками скрытых внутризерновых трещинок).

Интенсивной регенерации подвержены зерна кварца с повышенной микротре-щиноватостью. Такие микротрещинки часто залечены и содержат многочисленные мелкие (0,005-0,04мм) газожидкие включения гетерогенных водных растворов с температурой гомогенизации, варьирующей от 100-120 до 260-290 °С.

Степень регенерации увеличивается с возрастанием медианного диаметра зерен и уменьшением глинистости. Данное обстоятельство, видимо, объясняется разницей между удельной поверхностью мелких и крупных обломков, в связи, с чем циркулирующие растворы оказывались недонасыщенными по отношению к первым и пересыщенными - ко вторым, служившими центрами кристаллизации.

Среди минералов группы каолинита выделяются две генерации резко различные по кристаллохимическим особенностям и их влиянием на ФЕС породы.

Первая генерация представлена структурнонеупорядоченным моноклинным каолинитом. Она образована в континентальных условиях в ходе дифференциации осадочного материала, переотложенного из раннеюрских кор выветривания с фракцией до 80% мельче 0,001 мм.

Вторая генерация представлена триклинным совершенным каолинитом. Он образует разнообразные чешуйчатые агрегаты с размером отдельных "чешуек" до 0,06-0,1 мм. Монокристаллы с прекрасно выраженной гексагональной формой нередко собраны в микроблоки ("стопочки") толщиной до 0,3-0,4 мм.

Триклинный каолинит имеет аутогенное происхождение, о чем свидетельствуют его значительные размеры, совершенная псевдогексагональная кристаллографическая огранка, упорядоченная, рыхлая микропористая кристаллическая структура его агрегатов и отсутствие следов механического истирания.

Наряду с триклинным каолинитом или вместо него во вторичном коллекторе происходило формирование диккита, концентрирующегося в крупнопелитовой и алевролитовой фракциях. Он представлен в виде разнообразных внутрипоровых агрегатов с хорошо выраженной шестигранной формой.

Диагностика минералов группы каолинита рентгеновским методом не вызывает особых затруднений. На дифрактограммах ориентированных препаратов достаточно четко фиксируются четные базальные рефлексы 7,15 °А (002) и 0,357 °А(004), с межплоскостными расстояниями кратными 0,715 °А. Идентификация диккита осуществлялась В.И.Белкиным и А.К.Бачуриным по рефлексам 3,78 °А (022) и 0,395 °А (112), которые из-за структурных особенностей не перекрываются отражениями каолинита.

О наличии диккита в цементе гидротермальнопроработанных пород однозначно свидетельствует хорошо выраженный эндоэффект на термограмме вблизи 670 °С, в то время как потеря конституционной воды у каолинита фиксируется при 580-600°С. Появление крупнокристаллических агрегатов диккита связано с воздействием высокотемпературных (260-280°С) гидротерм.

Вышеотмеченные исследования, если не брать в рассмотрении Красноле-нинский свод, не являются абсолютно новыми. Еще до открытия Талинского месторождения в Приобском районе Ф.Г.Гурари, Г.Н.Перозио и М.Ф.Соколовой в терригенных отложениях юры были обнаружены каолинит и диккит с совершенной структурой, на основании чего был сделан вывод, что образование подобных минералов в свободных порах могло произойти только из коллоидов. Как они показывали, "несмотря на то, что образование совершенного каолинита происходило из полевых шпатов, существуют прослои с новообразованиями каолинита, где полевые шпаты не подверглись разрушению". Последнее обстоятельство подвело Г.Н.Перозио к следующему заключению: "Таким образом, помимо последних источником для формирования каолинита служит что-то иное. Поскольку каолинит имеет форму минерала, кристаллизующегося из геля, остается предположить, что своим происхождением он обязан циркулирующим растворам".

Среди новообразований полевых шпатов выявлено присутствие аутигенных низкотемпературных калишпатов, представленных адуляром. Впервые данное минеральное образование на Талинском месторождении было обнаружено М.Ю.Зубковым, которое образуется при 250-360 °С. Они встречаются в виде характерных кристаллов без граней на стенках вторичных пустот. Данный минерал является типичным минералом гидротермальноизмененных пород.

По данным рентгеноструктурного анализа и электронной микроскопии выявлено впервые Р.А.Бочко, А.Т.Федоровой, а затем подтверждено А.Е.Лукиным и автором диссертационной работы появление аутигенных смектитовых фаз и магнезиально-силикатных минералов с формированием характерных "натечных" и "волокнисто-волосовидных" генераций на стенках вторичных пустот. Смекти-товые образования осложняют поверхности новообразованных кристаллов каолинита, диккита, кварца.

Пелитизация алюмосиликатов агентами выщелачивания отмечалась как по периферии их зерен, так и по плоскостям двойникования. Наиболее интенсивно среди них разлагались обломочные зерна плагиоклазов. На их месте остаются

изометричные пустоты, в которых сохраняются легко разрушаемые конструкции из листочков серицита и других продуктов химического выветривания.

Менее интенсивно пелитизируются калиевые полевые шпаты. От их обломочных зерен сохраняются реликты неправильной формы, но с характерным решетчатым двойникованием.

Гидрохимически измененные породы со значительным содержанием малоустойчивых минералов имеют низкие ФЕС из-за повышенной концентрации тонкодисперсных продуктов их пелитизации, на что впервые было указано М.Ф.Сви-щевым, Р.С.Сахибгареевым применительно к Самотлорскому и Мегионскому месторождениям.

Аутигенные хлориты развиты по граням политизированных полевых шпатов. В некоторых случаях они были представлены в виде гнездообразных форм гидротермальной минерализации - разнообразные магнезиально-железистые хлориты (14°А др. рефлексы). Они во вторичных породах-коллекторах на Талин-ском месторождении не имеют значительного распространения.

О выявленном антагонизме между содержанием карбонатов и глубиной гидротермальной проработки пород свидетельствует прямолинейный характер зависимости, с одной стороны, между содержанием тонкодисперсных структурно-неупорядоченных скоплений каолинита и карбонатов, а с другой, обратная связь между концентрацией крупноагрегатных минералов группы каолинита и карбонатов. Для наложенных гидротермальных процессов интенсивная карбонати-зация не характерна. С ней связано лишь ограниченное формирование анкерита и ферродоломита в составе некоторых прожилков и включений.

Автором совместно с А.Е.Лукиным впервые очень подробно на Тапинском месторождении были изучены аутигенные минеральные образования в пределах трещин. Наряду с полностью открытыми и в различной степени нефтеносными (заполненными нефтью; содержащими примазки смолисто-асфальтовых компонентов) встречаются трещины минерализованные карбонатами, твердыми битумами и пелитоморфным полиминеральным веществом (ППВ).

Заметной особенностью закрытых диаклазов является наличие темноцветной пелитоморфной пленки-прокладки. Характерными компонентами ППВ, впервые нами рассмотренного, являются битуминозное вещество, твердо-углеродистые фазы типа антраксолита и шунгита, глинистые минералы (триклинный каолинит, диккит, хлориты, смешаннослойные, смектиты), карбонаты (анкерит), сульфиды (сфалерит, киноварь).

О присутствии в составе ППВ типичных твердоуглеродистых минералов, имеющих кристаллическую структуру, типа высших керитов и антраксолитов с температурами формирования свыше 350 °С свидетельствует наличие широких (плохая окристаллизованность) рефлексов 4,27 - 3,35 - 1,67°А, близких к рефлексам графита. Наряду с этим отмечаются полуаморфные со слабовыражен-ными рефлексами или аморфные, когда значимые рефлексы отсутствуют.

Глинистое вещество пленок-прокладок представлено смесью каолинитовых и гидрослюдистых минералов. В отличие от минерализации по кавернам в ППВ каолинитовые минералы представлены тонкодисперсной смесью диккита (7,18-3,591°А), каолинита (7,16-3,57°А). Рентгенограммы ППВ характеризуются большим количеством широких невыразительных рефлексов, свидетельствующих о его низкой степени кристаллизованности и полиминеральности. Такая ассо-

циация могла образовываться только из коллоидальных веществ типа аллофа-нов при быстром пересыщении раствора глиноземом и кремнеземом.

Еще более резко специфические особенности ППВ проявляются при его геохимическом изучении. Эти особенности состоят в аномально высокой концентрации (от 1,5 до 200 раз и более) ртути (до 0,7305%), лантана (до 0,002%), церия (до 0,002%), иттербия (до 0,005%), иттрия (до 0,002%), хрома (до 0,045%), титана (до 1,8%), циркония (до 0,35%), ванадия (до 0,1%), никеля (до 0,04%), цинка (до 0,03%), стронция (до 0,1%) и другие. Данные микроэлементы в составе ППВ отражают геохимию исходных гидротерм.

Изотопный состав органического углерода твердоуглеродистых минералов ППВ (-21,6 до -24,6"У«,) существенно утяжелен, по сравнению с угольными включениями (81ЭС -26,6 - -32,5700), нефтяными (-29,7 - -32,47м) УВ, однако он полностью укладывается в диапазон значений 813С (-19,5 -+25,80/о„) твердых битумов гидротермальной минерализации.

Полиминеральность, инъекционный характер и геохимическая неоднородность в сочетании с низкой степенью окристаллизованности свидетельствуют о высоких скоростях осаждения ППВ внутри трещин. Наличие полиминеральных веществ в пределах стилолитизированных трещин свидетельствует об их кратковременном гидравлическом раскрытии и о том, что ППВ образовались не в результате накопления остаточных продуктов пород под давлением, а вследствие их выпадения в осадок из термальных флюидов.

Таким образом, с одной стороны, особенности аутигенного минералообразо-вания с повышенными Р-Т-параметрами их образования, а с другой стороны, аномальный относительно вмещающих пород состав изотопов и микроэлементов, осажденных в ППВ в пределах трещин и кавернотрещинных пустот, однозначно свидетельствуют о процессах внедрения и проработки глубинными флюидами базальных пород Талинского месторождения.

Большинство предшествующих исследователей пыталось решить вопросы генезиса вторичных коллекторов на путях выявления процессов выщелачивания в легко растворимых карбонатных породах, под воздействием инфильтрационных, элизионных или пластовых вод. Однако высокая растворимость не является ведущим фактором развития вторичной пустотности. Важным условием выщелачивания является длительная по времени фильтрация по ним флюида.

Некоторые общие аспекты механизма формирования вторичных гидротермально проработанных коллекторов в базальных отложениях Талинского месторождения даются в работах В.И.Белкина,М.Ю.ЗубковаЛ-Е.Лукина, Р.И.Медведского.

Процессы выщелачивания могут охватить любые горные породы в районах с высокой флюидогеодинамической активностью. Как показали наблюдения наиболее благоприятным для их развития являются неоднородные хрупкие породы-"субстраты", маркирующие перерывы в осадконакоплении, которые представлены, в том числе базальными терригенными отложениями (конгломератами, гравелитами, крупно-грубозернистыми песчаниками).

Пелитоморфные, мелко-тонкозернистые осадки, как еще ранее было замечено Б.К.Прошляковым и В.Г.Кузнецовым, не содержат каверн (исключая выщелачивание по трещинам). Тем не менее в мелко-тонкозернистых разностях гидротермальное воздействие наблюдается в виде выщелачивания глинистого цемента, следствие этому появление легко рассыпающегося керна и сыпучки.

Разновозрастные генерации минеральных новообразований, диаклазы и вторичные пустоты, результаты определения абсолютного возраста некоторых твердобитумно-полиминеральных компонентов из ПЛВ и других минеральных генераций свидетельствуют о неоднократном внедрении глубинных флюидов.

Данные, полученные нами, позволяют предположить в условиях высокой флю-идодинамической активности недр следующую последовательность процессов:

1) Внедрение глубинных высокотемпературных (предполагаемый интервал 400-300°С) углекислых (агрессивных к карбонатам, полевым шпатам, слюдам) флюидов по ослабленным зонам (литогенетические диаклазы, поверхности слоистости, трещины), сопровождающееся:

а) гидравлическим разрывом в зонах со значительным перепадом давлений, где крупные неоднородности препятствовали перерастанию ряда трещин в магистральные;

б) стратиформным их растеканием, способствовавшим процессам растворения карбонатов, каолинитизации полевых шпатов и слюд (высокие концентрации СОг, пониженные рН до 4, низкая минерализация газо-парообразных гидротерм).

2) Скачкообразное падение давления, связанное с прекращением подтока новых порций растворов в связи с закрытием трещин, вследствие этого резкое уменьшение концентрации СОг по мере дегазации флюидов, повышение рН до 8 и растворение кварца.

3) Дальнейшее снижение температуры гидротерм вследствие дегазации и тепломассообмена с породой способствовало перенасыщению флюида, выпадению и кристаллизации коллоидного вещества, процессам перекристаллизации и регенерации.

Таким образом, в начале внедрения гидротерм, благодаря высокому содержанию СО2 и пониженным рН (до 3-4) проявлялся их кислый характер, что выражалось в интенсивной каолинизации обломочных полевых шпатов, слюд, монтмориллонит-гидрослюдистого глинистого вещества. По мере дегазации флюидов все сильнее проявляется их гидрохимически обусловленный высокий щелочной резерв, когда при снижении концентрации СОг их рН могло повышаться до 8-9. В сочетании с еще достаточно высокими (более 150°С) температурами это способствовало интенсивному растворению и переотложению кварца, а также натриевому и калиевому метасоматозу.

В геологической истории образование вторичных коллекторов следует рассматривать, как многократно повторяющийся циклический процесс, подчиненный режиму тектонического развития территории. Анализ наложенных друг на друга регенерационных каемок по кварцу, наличие генераций водяно-прозрач-ного, призматического и т'онкодисперсного кварца свидетельствует, что за период возникновения вторичных коллекторов наблюдалось как минимум трехкратное возобновление флюидогеодинамической активности недр.

Анализ полосчато-зонального строения белого халцедона, выполнившего па-леокаверну с размерами 6,1*2,5 мм, показывает, что во время его кристаллизации смена гидрохимического состава раствора происходила не менее 17 раз. Об этом свидетельствуют концентрические прослойки в халцедоне, толщина которых изменяется от 0,013 до 0,072 мм. Это может означать минимум 17 кратное возобновление флюидогеодинамической активности неодинаковое по гидро-

химическому составу, Р-Т-параметрам и длительности проявления, что сказа лось на толщине' и цвете зональных полосок халцедона.

О времени проявления наиболее поздних из этих процессов можно судить пс единичным определениям абсолютного возраста ППВ, которые составляют 25 30 млн.лет (уран-свинцовый метод). Очевидно, приход нефти во вторичные кол лекторы произошел позже, что согласуется с мнением И.И.Нестерова о сравни тельно молодом возрасте нефти. Охлаждение флюидно-породной системы юрских отложений до современных температур привело к формированию значи тельной геобарической депрессии, сохранившейся в залежи до настоящего времени. Возможно, это способствовало засасыванию УВ из нефтематеринскоР свиты или из фундамента и консервации ими вторичных новообразований.

Современные пластовые воды в юрских отложениях на Талинской площад!/ характеризуются гидрогеохимической пестротой. В их пределах отмечается пятнисто-мозаичное распределение хлоридно-кальциевых, хлоридно-магниевых у гидрокарбонатно-натриевых вод (по В.А.Сулину) со значительной вариацией минерализации (от 1-2 до 20-24 г/л), свидетельствующее о неустановившемся до настоящего времени состоянии флюидно-породной системы.

О процессах смешения "отработанных" гидротермальных флюидов и пластовых вод показывают данные изучения трех проб пластовых вод, отобранных из Талинских скважин 5370, 5457 и 5452. Материалы рентгеноструктурного изучения свидетельствуют о присутствии среди солей сухого остатка глиноподоб-ного материала, представленного обезвоженным (вследствие перегрева при выпаривании) галлуазитом (рефлекс 7,69 °А и др.), а также рентгеноаморфными фазами типа аллофанов.Это подтверждается повышенным содержанием кремния и алюминия в сухих остатках.

О специфических гидрогеохимических особенностях этих вод свидетельствуют данные о резко повышенных концентрациях бора, бария, фосфора, титана, ванадия, хрома, циркония, германия, т.е. отмечены признаки частичного сохранения аномальной нестабильной геохимической ассоциации. Все это позволяет нам рассматривать изученные воды, как результат смешения пластовых вод с "отработанными" глубинными флюидами.

Сохранение в составе несвойственных обычным пластовым водам повышенных концентраций растворенного кремнезема и глинозема, из которых при выпаривании образуются аллофановые и галлуазитовые, т.е. "предкаолиновые" продукты, является подтверждением ведущей роли гидротермальных флюидов в процессах каолинитизации при формировании вторичных коллекторов.

Далее в работе раскрываются особенности регионального и наложенного катагенеза. Воздействие термальной воды сказалось не только на изменении минералогических составляющих породы, но и на преобразовании органического вещества (ОВ).

Изучением особенностей регионального катагенеза базальных отложений занимались А.В.Жуков, С.Г.Неручев, Г.М.Парпарова, П.А.Трушков и другие. Согласно их работе "Катагенез и нефтегазоносность" (стр. 115,118) указано, что в пределах Красноленинского свода ОВ нижнесреднеюрских отложений преобразовано до переходной от МК2(Г) до МКз(Ж) стадии мезокатагенеза. Там же отмечено резкое сокращение с приближением к фундаменту мощности зон градаций катагенеза и значительное увеличение отражающей способности витри-

нита ОВ вблизи фундамента. Сходные данные с этими результатами исследований ранее были получены в НИР ВНИГРИ по теме 18-5/324.

В соответствие с палеотемпературной шкалой углефикации, приведенные выше градации катагенеза соответствуют палеотемпературам регионального прогрева по И.И.Аммосову и В.И.Горшкову 165-190 °С, по А.П.Трушкову - 173194 °С или 150-185 °С согласно принятого в угольной геологии ГОСТу 21489-76.

Указанные палеотемпературы значительно превышают современные температуры фонового прогрева недр. Последние на глубинах залегания нижнесред-неюрских отложений составляют 80-125 °С. Такой факт превышения палеотем-ператур над современными температурами подвел А.В.Жукова, П.АТрушкова, С.Г.Неручева, Г.М.Парпарову и других к мысле о кратковременном разогреве в прошлом пород у фундамента.

В целях выяснения причин появления в базальных породах ОВ, измененного до стадии М«з(Ж) были проведены исследования по определению градаций катагенеза, как связанных с эволюцией осадочного бассейна, так и с различными наложенными процессами.

Показания наименее отражающих витринитовых частиц (R°=0,3-0,65%), результаты изучения гумусового рассеяного ОВ палинологическим методом - индекс цвета микрофитофоссилий изменяется от 3 до 4 единиц шкалы РД-39-11-1142-84, наличие угольных включений марок Бз-Д. (выход летучих 54-38%, содержание углерода 68-80%) свидетельствуют, что данный комплекс находится в диапазоне стадий ПК3-МК1. В соответствии с общепринятыми шкалами катагенеза палеотемпературы регионального прогрева не превышали современные и составляли 80-130°С.

В малопроницаемых глинах и алевролитах, внутри угольных прослоев толщиной до 0,05м, индекс окраски микрофитофоссилий не превышает 3 единиц шкалы (по Л.В.Ровниной), что отвечает переходу между градациями ПК2-ПК3.

В слабо проницаемых песчаниках индекс окраски несколько выше и находится в пределах 3-4 единиц, иногда достигая 4-4.5, что соответствует градации MKi стадии мезокатагенеза (1106, гл.2323м Ем-Еговское; скв.7056, гл.2707,1м; скв.7612 гл. 2702,62м Талинское месторождение).

Существенно иные палеогеотермические показатели установлены в песчаниках с высокими коллекторскими свойствами и гидротермальной минерализацией (диккит, вторичный кварц). Микрофитофоссилии из таких пород резко темнеют, соответствуя по индексам окраски 6-7 градациям МК5-АК1, что свидетельствует об их нагревании выше 220-250 °С.

Интересным являются выявленные автором совместно с А.Е.Лукиным факты совместного присутствия на близких глубинах (скв.5070, 4987) рентгено-аморф-ных бурых и каменных углей. Бурый уголь марки Б в рентгенограммах характеризуется полным отсутствием значимых рефлексов, тогда как на диаграммах угли марки БД имеют незначительные всплески при углах отражения менее 12° рефлексов 7,19 - 9,6 - 13,4 - 14,9 °А. О появлении углей марки Д свидетельствуют четкие рефлексы 3,35 - 4,27 °А и другие, характерные для твердых углеродистых решеток.

Таким образом, нами установлено на фактическом материале, подтверди шим предположения В.И.Белкина о том, что колебания показателей углефикг ции определяются не столько глубиной залегания, сколько степенью наложеь ной гидротермальной переработки. С этим хорошо соотносятся условия образе вания диккита (260-280 °С), твердых битумов типа антраксолитов (до 350 °С формирование адуляра (250-360 °С), диапазон температур гомогенизации Гс зожидких включений (100-290 °С).

Кроме того следует отметить, что породы тюменской свиты, в частное™ шеркалинской толщи однозначно подверглись умеренному катагенезу (ПКг-МК-с последующим неравномерным внедрением гидротермальных растворов п системе нарушений. Повышенные палеогеотермические показатели для данног комплекса при невысоких современных температурах и палеотемператур perk онального теплового палеопотока свидетельствуют о кратковременном повь шении флюидогеодинамической активности недр на Красноленинском своде.

Проявление гидротермальных процессов невозможно представить вне связ их с каналами фильтрации, по которым происходило вторжение глубинных тер мальных флюидов. Наиболее вероятными каналами в соответствии с преде тавлениями В.И.Белкина и Р.И.Медведского являются субвертикальные трещу новатые зоны.

Зоны субвертикальной трещиноватости формируют флюидопроводящи системы, дренирующие кристаллический фундамент и осадочный чехол. Бз зальные отложения, как прилегающие к фундаменту, в большей степени, не жели любые вышележащие породы подверглись воздействию флюидогеодинг мических процессов. Гетерогенное строение фундамента дает основание пред полагать о наличии в пределах рассматриваемого района большого числ дизъюнктивных нарушений.

Согласно исследованиям В.М.Добрынина, Т.Ф.Дьяконовой и других в ба зальных отложениях в пределах Талинской площади прослеживается в зави симости от времени активизации пять типов тектонических нарушений. С эти1 согласуются данные В.Г.Елисеева, В.К.Рыбака о фазах роста локальных струн

тур-

Глубинные растворы, поступавшие по зонам субвертикальной трещиновато сти, способствовали преобразованию вмещающего их массива в трещинно-ка вернозную толщу. Породы в их пределах имеют аномальный для осадочных пс род состав микроэлементов (изотопов кислорода, углерода, серы, свинца, ртуп и других). Для ОВ характерны значительные колебания показателей углефика ции. Им присуще аутигенное минералообразование с повышенными тер мобарическими условиями образования. Зоны субвертикальной трещиноватост характеризуются высокой неоднородностью гидрохимической среды, резко! анизотропией пород по ФЕС (0,01-4418мкм2), значительными скоростями про движения индикаторов (до 5840 м/суг). В таких зонах встречаются аномальн высокодебитные скважины (нередко более 200-300 м3/сут) с легкими газонасы щенными нефтями. Зоны субвертикальной трещиноватости, являясь границам! блоков, в процессе тектонической "жизни" неоднократно.активизировались, спо

юбствуя функционированию трещиноватости и проявлениям "гидровулканизма" ю П.П.Иванчуку (открытие N380). В дипломе на открытие П.П.Иванчук подтвер-<дает, что на отдельных участках разломов происходят прорывы пластовых кидкостей, в том числе и с выходом на земную поверхность. Он это природное шление объясняет тем, что в моменты разрядки тектонических напряжений юдземные жидкости по субвертикальным каналам-трещинам устремляются к (невной поверхности.

Механизм флюидогеодинамического функционирования зон субвертикальной рещиноватости более всего увязывается с представлениями С.М.Григорьева. Согласно его воззрений зоны субвертикальной трещиноватости выступают в ви-1е флюидопроводящих каналов, по которым осуществляется посредством кон-зекции флюидов энергомассообмен.

В соответствии с гипотезой С.М.Григорьева механизм, работающий в недрах, представляется следующим образом. Поверхностные воды и их растворы ю зонам субвертикальной трещиноватости устремляются вниз. Там они, попадая в интервалы критических температур (374-450°С) переходят в газопаровое ;остояние. Далее по мере преобразования в пар флюиды, резко расширяясь в эбъеме, устремляются вверх, в сторону наименьших давлений. В ходе напор--юго подъема паро- газообразной смеси, переступив верхнюю критическую температурную границу (374,15 °С), пар постепенно превращается в воду, которая начинает медленное движение вниз, тем самым, замыкая по С.М.Григорьеву фуговорот.

В ходе флюидогеодинамического функционирования зон субвертикальной трещиноватости легко растворимые соединения магния, кальция, железа и цругих водой увлекаются вниз. В зоне критических температур при переходе во-цы в пар происходит выпадение микроэлементов, растворенных в воде. Освободившись от "груза", в ходе преобразования водных растворов в паровые, парогазовые смеси устремляются вверх, прихватывая с собой кремнекислоту, которая приобретает свойство "летучести" в закритическом паре. По мере подъема, снижения температуры и конденсации пара происходит выпадение кремне-кислоты в осадок.

Для условий образования вторичных коллекторов Талинского месторождения высказанные предположения являются достаточно правдоподобными, даже с точки зрения массообмена химических элементов. Этим может быть объяснена, с одной стороны, повышенная доля аутигенного кремнезема во вторичных кварцсодержащих коллекторах (до 99%), а с другой, растворение и вынос неустойчивых кальций-магний-железосодержащих минералов.

Многочисленные улики, оставленные гипогенными процессами свидетельствуют о том, что напорное внедрение эндогенного флюида по субвертикальным трещинам в базальный пласт сопровождалось явлениями гидроразрыва с последующим стратиформным его растеканием в пределах проницаемых толщ, способствуя там протеканию гидротермальных преобразований.

При снижении температуры, вторгшийся гидротермальный флюид разделялся на водную и газовую составляющие. Под действием силы гравитации водная фаза устремлялась по самым опущенным участкам палеомикрорельефа, осуществляя там наибольшие термохимические преобразования. Это подтверждает

сходимость зон наибольших толщин (между кровлей баженовской свиты и подошвой пласта ЮКю), отражающих очертания палеомикровпадин на верхнеюрское время, распределению фактических максимальных дебитов скважин. Выявленная сходимость показывает, что гидротермальные преобразования затронули в большей мере песчано-гравелитовые прослои в пределах ложа пласта.

Карты изопахит, учитывающие условия локализации кавернозных коллекторов в пределах палеомикровпадин, могут быть полезными при проектировании систем разработки.

Выявление флюидопроводящих каналов в пределах зон субвертикальной тре-щиноватости является одной из актуальнейших задач. В периоды функционирования таких каналов проявляются разнообразные динамические эффекты в виде аномалий в гравитационном, электромагнитном, температурном и других полях. От точности их выделения зависит достоверность оконтуривания зон гидротермального метасоматоза перспективных в нефтегазоносном отношении.

Анализ материалов по выделению зон субвертикальной трещиноватости показывает, что особого внимания заслуживают признаки, которые указывают на дислокации непрерывного развития, либо неотектонической активизации.

Исследования, проведенные по обобщению картографических материалов, интерпретации сейсмических временных разрезов по выделению зон субвертикальной трещиноватости (с использованием построений Р.М.Бембеля) на Та-линском и Ем-Еговском месторождениях показывают, что видимые размеры их сечений (ширина пересечения с сейсмопрофилем) варьируют от 50 до 550м. Гистограмма распределения их по размерам на первоочередном и восьмисотом участках Талинского месторождения свидетельствует, что около 90% таких зон имеют сечения, изменяющиеся от 100 до 300м. Модальное значение приходится на интервал 150-175м. Сходные результаты были получены на Каменном, Салымском, Приобском, Северо-Варьеганском месторождениях.

Зоны субвертикальной трещиноватости по данным аэро-космодешифриро-вания занимают в среднем от 10 до 17% от площади исследований, что сопоставимо с результатами изучения Салымского, Самотлорского и Северо-Варье-ганского месторождений.

Анализ распространения зон субвертикальной трещиноватости показывает, что они на сейсмических временных разрезах располагаются крайне неравномерно, дискретно с шагом примерно 1,5-2км. В пределах одних тектонически мобильных участков они сильно сближаются с тенденцией сгущения в районах со значительной плотностью высокоамплитудных малоразмерных поднятий-впадин, в других - разряжаются. Это свидетельствует о значительной структурно-текгоноблоковой неоднородности территории исследований.

В высокодебитных участках на Талинском месторождении выдерживается мелкоблоковая структурная неоднородность, что проявляется в тенденции сгущения и резкого увеличения плотности зон субвертикальной трещиноватости. Е качестве примера может служить первоочередной участок на Талинском месторождении. На сейсмическом профиле № 246СП-88/82, расположенном е районе эксплуатационных скважин 5479-5490, на протяжении 5 километроЕ отмечается 7 зон субвертикальной трещиноватости. Расстояния между ними

арьируют от 400 до 700м, в сравнении с другими участками такие зоны распо агаются друг от друга на значительно большем удалении (1500-2500м).

Зоны субвертикальной трещиноватости в периоды повышенной тектоничес-ой активности провоцируют проявление глинистого диапиризма. Вследствие рхимедового подъема более легких пород по зонам трещиноватости и диапи-ообразования создаются неблагоприятные условия для проводки стволов кважин и их аварийноопасности. Об этом свидетельствуют интервалы слома тволов скважин в пересечении с зонами субвертикальной трещиноватости в ределах залегания Люлинворской и Березовской свит. О выходах этих пород видетельствует вещественный состав грифонов представленных отложениями ¡юлинворской свиты в пределах кустов с нарушенными стволами скважин. Не-днократные спуски шаблонов в сломанных скважинах свидетельствуют о по-¡ышениях во времени уровня их непрохода.

Многочисленные факты, выявленные на Талинском, Самотлорском и Севе-ю-Варьеганском месторождениях, связанные со сломом колонн скважин послу-<или основой для разработки ряда технологических решений. В патенте на спо-:об прогнозирования разрушения эксплуатационных колонн скважин предложе-1ы мероприятия, связанные с определением на стадии проектирования сетки жважин зон аварийноопасных для смятия обсадных колонн скважин. Сущность 1зобретения заключается в прогнозировании интервалов пересечения субверти-;альной трещиноватости со слоями пород, имеющих гравитационную неустойчи-¡ость (патент № 1770558).

С целью более полного учета аварийно-опасных зон-интервалов и предот-фащения разрушения эксплуатационных колонн целесообразно использование патента на способ обустройства нефтяных месторождений. Согласно данному патенту во избежание нарушения обсадных колонн необходимо кустовые тощадки располагать вне местоположения зон субвертикальной трещиноватости и производить обход аварийноопасных зон-интервалов путем бурения нак-юнных скважин выше или ниже этих зон-интервалов (Решение № 5003385 и патент № 1770558).

Эффективность разработки залежей УВ во вторичных породах-коллекторах гребует более полного учета особенностей геологического строения месторождения. Зоны разрывных субвертикальных дислокаций и резкая послойная фильтрационная неоднородность оказывают непосредственное влияние на раз-зитие связей в пределах разрабатываемых площадей, не согласующихся с динамикой их разбуривания, объемами отборов и закачки (распределение давления по залежи, рост обводненности скважин, характер реагирования добывающих скважин на нагнетательные и т.п.).

Имеются многочисленные прямые признаки высокой нефтеперспективности зон субвертикальной трещиноватости и, связанных с ними, пород с улучшенными коллекторскими свойствами. Кроме того зоны субвертикальной трещиноватости обусловливают появление скважин с аномально высокой накопленной добычей нефти. Разведочная скважина 15 Ем-Еговского месторождения за десятилетний период безводной эксплуатации добыла порядка одного миллиона тонн нефти.

Сопоставление зон субвертикальной трещиноватости,'выделенных Р.М.Бем-белем, с дебитами скважин восьмисотого участка Талибского месторождения показало, что скважины, попавшие в эти зоны, имели в 2,3-2,6 раза выше средние и максимальные дебиты, чем их не вскрывшие. Так средние значения максимальных и средних дебитов жидкости за период работы скважин, вскрывши> залежи УВ в пределах зон с субвертикальной трещиноватостью, составили соответственно 160,7 и 67,8 т/сут, а вне их - 63,2 и 28,7 т/сут.

Особенности распределения скважин по дебитам в зависимости от удаленности от зон субвертикальной трещиноватости свидетельствуют о значительном увеличении вероятности появления высокодебитных притоков у скважин, вскрывших или наиболее приближенных к зонам субвертикальной трещиноватости. В группе эксплуатационных скважин, вскрывших залежь в пересечении ее с зонами субвертикальной трещиноватости в 27% случаев имели средний дебит жидкости за период эксплуатации с 1985 по 1990 годы более 100 т/сут. При это№ в группе скважин, прилегающих к зонам субвертикальной трещиноватости лишь около 8,4% имели такой дебит, тогда как в отдаленных зонах таких скважин не было.

В четвертой главе в обобщенном виде приводятся аспекты разработки залежей нефти в базальных отложениях с вторичным типом коллектора.

Разработка нефтегазоносных залежей с вторичным трещинно-кавернозны^ типом коллектора на режиме заводнения имеет ряд существенных негативны) черт. Среди них наиболее заметными являются значительное снижение дебите нефти после появления воды, непродолжительный безводный период работь скважин (5-10 месяцев) вследствие "кинжального" внедрения нагнетаемого агента по высокопроницаемым каналам. После прорыва воды идет резкое нарастание обводненности. В течение 6-11 месяцев происходит-интенсивное обводнение до 80-90% и далее наступает длительная стабилизация обводненности нг уровне 90-98%.

Резкая фильтрационная анизотропия пород-коллекторов в залежах с вторичным типом коллектора усиленная литолого-фациальной изменчивостью оказывает негативное влияние на вытеснение нефти, способствует снижению коэффициента охвата и разноскоростной выработке запасов УВ. Это проявляется не только в том, что нагнетаемая вода циркулирует, в основном, по маломощным высокопроницаемым каналам, соединяющим нагнетательные скважины с добывающими, но и в явлении запирания нефти в менее проницаемых породах Об этом свидетельствуют детальные исследования Р.И.Медведского и С.С.На биуллиной, согласно которым в многочисленных скважинах отмечалось с момента появления воды резкое падение дебита от 250 до 0,1 т/сут после фонта нирования с неожиданными переходами отдельных вновь на фонтанирование безводной нефтью с близким к первоначальному дебитом:

В целях повышения эффективности разработки и полноты извлечения неф ти предлагается новая концепция разработки сложнопостроенных залежей с вторичным типом коллектора. Данная концепция включает ряд технологиче ских и технических решений, запатентованных автором диссертации (№183867* от 13.10.92г., №2038515 от 27.07.95г. в Решениях №93003215 и №95105623/03 №94010964/06, №94010965 /03, № 94010973 /03) .

В соответствии со способом разработки, изложенным в патенте N1806261, на стадии разведки или доразведки до эксплуатационного бурения для залежи строится карта систем разрывных нарушений. Для этого используют данные космо- и аэрофотосъемки территории, данные сейсмических исследований, результаты гравиметрии, магнитометрии и другие. Имеющиеся в настоящее время методы обработки этой информации позволяют выявить в продуктивном пласте блоки, границы между ними и таким образом построить карту разрывных нарушений продуктивного пласта с зонами субвертикальной трещиноватости.

На построенной карте определяют места бурения скважин таким образом, чтобы все они оказались в зонах разрывных нарушений. Далее в назначенных местах известными методами бурят скважины, спускают и цементируют эксплуатационные колонны, перфорируют их в продуктивных интервалах пласта и производят добычу УВ с применением обычных способов.

Технологическое решение, приведенное в патенте N 1806262, позволяет наиболее эффективно использовать зоны субвертикальной трещиноватости для увеличения степени дренирования нефтегазоносных залежей, содержащие наряду с трещинными в значительном объеме коллекторы порового типа.

Предлагаемый способ реализуется аналогично предыдущему и отличается тем, что в зонах субвертикальной трещиноватости размещают добывающие скважины, а за их пределами - нагнетательные, через которые закачивают вытесняющий агент. При этом нагнетательные скважины размещаются вне разрывных нарушений, внутри блоков, по возможности на равных расстояниях от добывающих скважин.

Данные способы разработки наиболее полно учитывают фильтрационно-ем-костные особенности сложнопостроенных залежей. Одновременно и независимо от нас к аналогичным соображениям приходили Р.И.Медведский, В.И.Белкин, а в последующем Р.М.Бембель, Л.Л.Трусов, Н.М.Белкин, Зубков М.Ю., Кузьмин Ю.А. и другие. В настоящее время в целях внедрения данных изобретений проведены работы по выявлению зон субвертикальной трещиноватости и проектированию скважин на Лебяжьем, Каменном и Пальяновском месторождениях Красноленинского свода. В настоящее время патент N1806261 реализуется на Ай-Торской, Каменной площадях согласно технологической схеме от 1990г.

Для обеспечения высокой выработки запасов нефти во вторичных коллекторах необходимо продлить период работы скважин на естественном режиме фонтанирования, чтобы получить достаточную информацию для выбора оптимальной системы разработки. Для коллекторов, насыщенных нефтями с большим газосодержанием, как на Талинском и других аналогичных ему месторождениях, автором предлагаются способы добычи, основанные на ультразвуковом (УЗ) воздействии на поток жидкости в подъемной колонне скважины. Основные технические решения по предлагаемому способу изложении в патентах №1838672 от 13.10.92г., №2038515 от 27.07.95г. в Решениях №93003215 и №95105623/03, №94010964 /06, №94010965 /03, № 94010973 /03.

Все, приведенные выше, изобретения направлены на значительное продление периода фонтанирования скважин, вследствие максимального использования энергии растворенного в нефти газа. Так, под воздействием высокочастотных (18-22 кГц) виброколебаний, сгенерированных ультразвуковым устройством,. происходит интенсивное разгазирование нефти., Вследствие дегазации

флюида, выделенные пузырьки газа в виде пенообразной эмульсии значительн облегчают столб'жидкости в скважине, тем самым, снижая противодавление н пласт. Уменьшение забойного давления способствует увеличению депрессии, г следовательно, дебита и периода фонтанирования скважины.

В ходе дегазации ультразвуковые устройства также производят работу п преобразованию нефтегазовой смеси в стойкую пенообразную эмульсию. Ис следования показывают, что эмульсия может содержать во взвешенно-рассе янном состоянии наряду с газовыми пузырьками до 60-65% воды в виде мель чайших капелек (скв.621 Комсомольское месторождение, пласт ПК-19). Сущест венную роль здесь играет поверхностное натяжение нефти, ее фракционный сс став и газонасыщенность.

Практика показывает, что наилучшим образом и с максимальным эффекта на УЗ воздействие откликаются скважины с парафинистыми, маловязкими высокогазонасыщенными нефтями. Малопарафинистые нефти образуют мене стойкую пузырьковую эмульсию, более интенсивно подверженную гравитацион ному расслоению. Время "жизни" пузырьков, образованных в малопарафинисто нефти пласта БВ-11 Когалымского месторождения в 8-12 раз меньше, чем нефтях Комсомольского месторождения (ОАО "Пурнефтегаз"), Тапинского мс сторождения (АО "Кондпетролеум).

Технические решения, рассмотренные выше, прошли трехлетнее апробирс вание в АО "Кондпетролеум", в АО "ЛУКойл-Урайнефтегаз", ОАО "Пурнефтегаз Во всех случаях после воздействия УЗ устройством на флюид происходило среднем от 20-30% до 3,5 раз повышение текущего дебита скважин. Увеличени притока сопровождалось снижением забойного давления, восстановление коте poro после отключения УЗ устройства происходило в зависимости от ге зонасыщенности и обводненности нефти от нескольких десятков часов до одне го года и более.

Нередко локальная депрессия и увеличение проницаемости породы, вызвa^ ные акустическим воздействием при поточечной обработке интервала перфс рации, приводили к подключению отдельных прослоев, увеличивая дебит сквг жин на значительный период времени. Примером этому является скважин 2439 к-76 Даниловского месторождения АО"ЛУКойл-Урайнефтегаз". Согласн акту испытания от 20.09.95г. данная скважина с фонтанным способом добыч! работавшая с дебитом 11,3-13,4 м3/сут, вышла после УЗ воздействия на уровен 22-24 м3/сут и проработала с этим дебитом 6 месяцев.

В качестве основного технического способа добычи УВ флюидов предлагг ется "Вибронасос Гарипова", патент N1838672 и N2038515. Преимущество даь ного технического решения заключается в совмещении в единой конструкци элементов, способствующих проявлению эффектов дегазации с насосной поде чей жидкости. Внедрение этих изобретений позволит существенно увеличит фонтанный период работы скважин и снизить затраты на добычу 1т нефти, также металло- и энергоемкость нефтедобывающего оборудования. Особенн эффективны ультразвуковые устройства для скважин вскрывших зоны су( вертикальной трещиноватости, характеризующихся повышенным газовым фа! тором.

В промысловых условиях испытаны скважинные ультразвуковые устройств на скважинах №3483 (дебит возрос с 1.8 до 41м3/сут), №3025 (повысился с 5 Д|

50 м3/сут) Лазаревского, скважине №8250 (дебит поднялся с 27 до 38 м3/сут) Повинского, скважинах №3117 (четыре подхода), 9027(2 подхода) и 5845б (от 0 qo 40-70 м3/сут после УЗВ) Талинского, скважинах №632 (дебит до -9, после УЗВ 30-128 м3/сут), №621 (дебит повысился с 5 до 32 м3/сут) Комсомольского и дру-_их месторождениях. Продолжительность эффекта от двух недель (скв.8250) до более года (скв.632 - продолжает фонтанировать).

УЗ устройства оказались высоко эффективными при выводе электроцентробежных насосов (ЭЦН) на режим с более высоким дебитом в особенности тех, где срыв подачи происходил по недогрузу из-за прорыва газа и гравитационного расслоения на крыльчатках ЭЦН высоконеоднородной газоводонефтяной смеси. В качестве примера можно привести скважины №623 и N21120 на Когалымском месторождении. До УЗ воздействия ЭЦН в обоих скважинах отключался через 10-14 часов работы. Суточный дебит по ним изменялся от менее 6 до 22 м3/сут.

После проведения технических мероприятий по УЗ обработке столба жидкости ЭЦН сняли с ЗСП (защиты по срыву подачи). Среднесуточный дебит скважин увеличился до 42-72 м3/сут. Продолжительность эффекта от 2,5 (скв.1120) до 5,5 (скв.623) месяцев.

Не менее впечатляющие результаты были получены по выводу ЭЦН на устойчивый режим (без срыва подачи по недогрузу) на скважинах Комсомольского месторождения. Среди них следует выделить скважины 164 к-11, 417 к-3 и 157 к-3 с высоким газовым фактором.

Более подробная информация о работе УЗ приборов в настоящее время является закрытой, вследствие продолжающегося сейчас процессе патентования и выступает как коммерческая информация, являясь "ноу-хау".

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе исследования кернового материала детально изучены морфоге-нетически различные типы вторичных пустот, в т.ч. каверны, трещины различной природы: структурно- и текстурно-литогенетические, дилатантные (катаклазовые), стилолитовые и тектонические.

2. Выявлены разнообразные аутогенные минералы во вторичном коллекторе с повышенными Р-Т-условиями образования.

3. Предложен механизм формирования вторичных коллекторов;

4. Выявлен очень сложный нестационарный палеогеотермический режим прогрева базальных отложений с резкими взаимопереходами от протокатагенеза (ПКз) до стадии апокатагенеза (AKi).

5. Даны технологические решения по разработке залежей УВ с вторичным типом коллектора.

6. Внедрены технические решения по увеличению эффективности подъема скважинного флюида.

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Гарипов О.М. "Изучение особенностей геологического строения песчаных тел, приуроченных к сложнопосггроенным ловушкам, в связи с разработкой". Тез. докл. "Студент и НТО». Новосибирск, 1988, с.65-70.

2. Гарипов О.М. "Учет условий локализации кавернозных гидротермально-проработанных коллекторов Талинского месторождения. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 198-9, с. 107-112.

3. Гарипов О.M.„ Дубков И.Б., Адамчук О.Д. "Изменение гидрогеохимических показателей в процессе обводнения добывающих скважин Талинской площади". Сборнш трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1990, с.185-192.

4. Белкин В.И., Гарипов О.М., Кобылинский C.B. «Палеогеновые диапиры Западпо{ Сибири и возможное влияние их на разработку месторождений нефти и газа". Сборнт трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1990, с. 106-116.

5. Гарипов О.М. Геохимические исследования вод пласта ЮК-10 Талинского мес торождения. Тезисы докладов 21 НКТ молодых ученых и специалистов, ТатНИ ПИнефть, Бугульма, 1990, с. 19.

6. Чистякова Н.Ф., Гарипов О.М. Гидрогеохимические особенности продуктивной пласта ЮК10 Талинского месторождения. Сборник трудов, ТюмИИ, Тюмень, 1990 с.26-30.

7. Гарипов О.М. Возникновение анизотропии пород по фильтрационно-емкостнык свойствам и ее влияние на разработку Талинского месторождения. Тезисы докладов 21 НКТ, Бугульма , 1990, с. 18.

8. Белкин В.И., Гарипов О.М. Вторичные коллекторы Талинского месторождения i связи с разработкой. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1990, с. 165-169.

9. Гарипов О.М., Дубков И.Б. Условия развития вторичных преобразований и ю влияние на процесс разработки пласта ЮКю Талинской площади. Сборник трудов СибНИИНП, Тюмень, 1991, с.21-30.

10. Белкин В.И., Гарипов О.М. Методология поисков и разведки залежей нефти в юр ских отложениях. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1991, с.48-55.

11. Белкин В.И., Гарипов О.М. Низкоомные породы и низкоомные коллекторы. Сбор ник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1991, с. 38-17.

12. Гарипов О.М., Белкин В.И. Классификация пород по характеру вторичной гидро термальной проработки с учетом их фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС). Сборни трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1991, с.32-38.

13. Гарипов О.М., Долгих М.Е., Сивак A.B., Коршунов А.Ю., Суслик H.H. Пата г Wal806261. "Способ разработки залежей углеводородов. М., Госкомизобре-тений. Бюл.> 12, 1991.

14 Долгих М.Е., Гарипов О.М., Сивак A.B., Коршунов А.Ю., Суслик H.H. Патек №1806262."Способ разработки залежей углеводородов. М., Госкомизобре-тений. Бюл.> 12,1991.

15. Лукин А.Е., Гарипов О.М.. О Среднеширотно-Приобском ртутном поясе Западно! Сибири. Доклады Академии Наук, 1992, T.325.N6, с. 1198-1201.

16. Гарипов М.Г., Гарипов О.М. Патент №1838672. "Вибронасос Гарипова". М., Гос комизобретений. Бюл.И 11, 1992.

17. Гарипов О.М., Белкин В.И., Кобылинский C.B. Патент №1770558. "Способ про гнозирования разрушения эксплуатационных колонн". М., Роспатент. Бюл-N 39, 1992.

18. Гарипов О.М., Бриллиант JI.C., Гарипов М.Г. Решение на выдачу Роспатент: №5003385/03(071099) от 25.09.1991. "Способ обустройства нефтяных месторождений".

19. Гарипов О.М., Лукин А.Е. Механизм формирования вторичных коллекторов Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1992, с.92-97.

20. Гарипов О.М., Лукин А.Е. Постседиментационные преобразования и их роль i формировании нефтяных месторождений. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1992 с.53-60.

21. Гарипов О.М., Лукин А.Е. Дилатаитиая трещиноватость. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1992, с.74-81.

22. Гарипов О.М. Результаты компьютерной обработки материалов петрофизического «учения Талипской и Ем-Еговской площадей Красноленинского месторождения. :борпик трудов, СибНИИНП, Тюмень,1992, с.81-92.

23. Лукин А.Е., Гарипов О.М. Литогенез и нефтегазоносность юрских терригепных отложений Среднеширотного Приобья. Литология и полезные ископаемые, N5, 1994,

24 Гарипов О.М. Особенности аутогенного минералообразования пород базальных шгожений Талинского месторождения. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1995,

25. Гарипов О.М. Структура и морфогенетические типы новообразованных пустот во зторичных коллекторах Талинского месторождения. Сборник трудов, СибНИИНП. Гюмень, 1995,с.39^6.

26. Гарипов О.М., Лукин А.Е. Особенности регионального и наложенного катагенеза Зазальных отложений Красноленинского свода. Сборник трудов, СибНИИНП, Тюмень, 1995, с. 54-57.

27. Гарипов М.Г., Гарипов О.М. Патент №2038515. "Вибронасос". Бюл. N18, 1995.

28. Гарипов М.Г. , Гарипов О.М., Журавлев В С. Решение о выдаче Роспатента по за-гоке № 94010973 /03 на "Устройство для добычи нефти".

29. Гарипов М.Г. , Гарипов О.М. Решение о выдаче Роспатента по заявке № 94010965 '03 на "Устройство для акустического воздействия на газожидкостной поток".

30. Гарипов М.Г. , Гарипов О.М. Решение о выдаче Роспатента по заявке №94010964 '06 на " Устройство для добычи нефти".

31. Гарипов О.М., Гарипов М.Г. Решение о выдаче Роспатента от 6.06.1995 по заявке № 93-003215 /06 на "Вибронасос".

32. Гарипов О.М., Гарипов М.Г. Решение о выдаче Роспатента от 21.08.1996 по заявке № 95105623 /03 на "Способ эксплуатации нефтяной скважины".

;.65-85.

;.46-54.