Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности геологического строения и закономерности размещения залежей природных битумов в Уфимских отложениях Мелекесской впадины и сопредельных склонов Южно-Татарского свода

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

Автореферат диссертации по теме "Особенности геологического строения и закономерности размещения залежей природных битумов в Уфимских отложениях Мелекесской впадины и сопредельных склонов Южно-Татарского свода"

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

Для служебного пользования Инв. № 1786

Экз. № 40

На правах рукописи

ГИЛЯЗОВА ФАНИЯ САЙФИЕВНА

УДК 553.985 (043.3)

ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ ПРИРОДНЫХ БИТУМОВ В УФИЖКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ СКЛОНОВ- ЮЕГО-ТАТАРСКОГО СВОДА

Специальность 04.00.17 - геология, поиски и

разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1994

РаСота выполнена в Научно-технологическом центра по добыче битумов и высоковязких нефтей Урало-Поволжья и Институте геолог™ и разработки горючих ископаемых Министерства топливе и энергетики Российской Федерации и Российской Академии наук.

Научные руководители - академик Горной академии Российской Федерации, профессор А.А.Аксенов;

- доктор геолого-минералогических наук, профессор Г.Т.Юдин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор В.И.Азаматов (ИГиРГИ);

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Л.И.Фердман (АО "Потенциал")

Ведущее предприятие - ПО "Татнефть"

Защита диссертации состоится '(./¿''¡с^ 1Э94 г.

в '/О час. на заседании Специализированного Совета Д. 002.80.01. при Институте геологии и разработки горючих ископаемых по адресу: 117312, г.Москва, ул.Ферсмана, 50.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиРГИ. Автореферат разослан " {6" С/) е и ^1994 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, кандидат геолого-минералогических наук

В.Ф.Мазаноз

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТй

Актуальность проблемы. Основой научно-технического прогресса непрерывного развития народного хозяйства является полное обес-зчениа потребностей экономики всеми видами сырья, в том число эфтью и нефтепродуктами. Поэтому, наряду с повышением эффэктиз-зсти добычи и использования обычных нефтой, важная роль нринад-зжит освоению дополнительных источников углеводородного сырья ~ гсоковязких нефтей и природных битумов (ПБ), особенно в районах ) значительной освоенностью ресурсов нефти.

ПБ являются продуктами преобразования нефти под воздействи-! гипергенных процессов и отличаются высокой плотностью и вяз-ютью, повышенным содержанием смолисто-асфальтеновых веществ, ры. Залежи ПБ близповерхностного зал.егания имеют аномально низ-■э пластовое давление - от 0,4 до 0,5 МПа с пластовой темпера-рой 7-8°С. Отличительной чертой ПБ является тахае высокое со-рглние металлов, особенно ванадия и никеля, представляющих иное сырье. Благодаря специфическим физико-химическим свойст-м и преобладанию в составе высокомолекулярных соединений, ПБ осматриваются как многоцелевое полезное ископаемое, представ-я объект специальных исследований во многих странах. В респуб-ке Татарстан с 1970 г. ведутся планомерные поисково-разведоч-э и научно-исследовательские работы с целью выявления скопле-й ПБ в пермских отложениях и подготовки их к разработке. Из— зтно, что перспективы промышленного освоения и использования в первую очередь зависят от подготовки надежной сырьевой базы, горая должна обеспечить-динамичное развитие их добычи. Поэтому учение закономерностей размещения и особенностей геологического эоения скоплений ПБ, определение кондиционных значений парадов битумных пластов, дифференцированная оценка запасов ПБ

шеют важное народно-хозяйственное значение. От решения этих вопросов зависят как обоснование перспектив битумоносности, эффективность поисково-разведочных работ по выявлению новых скоплений, так и выбор объектов и методов разработки. Указанным определяется актуальность данной диссертации.

Основной пельго работы является выявление особенностей геологического строения и закономерностей размещения залежей ПБ в уфимских отложениях северной части Мелекесской впадины, западного и южного склонов Южно-Татарского свода, содержащих основнш запасы ПБ, в связи с подготовкой их к промышленному освоению.

Обоснование постановки темы и задачи исследования. Тема согласуется с научным направлением лаборатории геологии и запасов ПБ Бугульмияского отделения "Природные битумы" ВНИИ (с ок-"тября 1993 г. - Научно-технологический центр по добыче б итумов и внсоковязкпх нофтей Урало-Поволжья), поставленным в соответствии с планом научно-исследовательских работ по оценке промышленного освоения месторождений ПБ.

Природные битумы существенно отличаются от традиционных (обычных) нефтей по условиям залегания в пластах и заполнению порового пространства коллекторов. Залежи ПБ отличаются сложным строением, обусловленным неоднородной битумонасыщенностью как по разрезу, так и по объему ловушек, а также сложным характером Бодо-СЬтумных контактов (ВБК). Для битумонасыщенных коллекторов из-за высокой вязкости и плотности ПБ характерно иное соотношение углеводородов и воды, чем для нефтенасыщенных. В связи с этим изучение условий залегания и особенностей строения залежей ПБ, направленное на усовершенствование оценки запасов, выбор ■ первоочередных объектов промышленного освоения и методов разработки продуктивных пластов, представляют большой научный и прак-

чесрий интерес.

В соответствии с поставленной целью решались следующие дачи:

- изучение условий формирования и строения битумоносных прн-цных резервуаров уфимских отложений в северной части Мэлекэс-ой впадины, на западном и южном склонах Южно-Татарског'о свода;

- выявление закономерностей пространственного размещения за-кей ПБ;

- выявление особенностей геологического строения залежей ПБ отложениях песчаной пачки шепшинского горизонта уфимского яруса;

- выяснение закономерностей распределения битумонасшценности разрезу и площади залежей ПБ;

- геолого-технологическая классификация залежей ПБ с учетом эбенностей битумонасыщенности коллекторов для оцэнки промышлен-0 значимости и очередности их ввода в освоение.

Научная новизна исследований.• Впервые:

- для территории распространения битумосодержащих отложений имского яруса выделены зоны битумоносности, в пределах которых гановлено преобладание в центральных и восточных частях менее зких и более подвижных ПБ с меньшей плотностью, по сравнению западными участками.этих зон, отличающихся более плотными и лее вязкими ПБ;

- исследовано влияние на изменения физических свойств ПБ ¡гбины залегания битумонасыщенного пласта, структурного положе-з залежей, толщины коллектора (песчаной-пачки уфимского яруса), также толщины и характера покрышки над залежами ПБ;

обосновано выделение переходных зон, отделяющих продук-зяую часть залежей ПБ от водоносной, а также наличие в отдель-с залежах газовых шапок и переходных зон на контакте газ-битум;

- доказана необходимость'■дифференцированного подсчета запасов ПБ в основной (продуктивной) части и переходной зона залеже£ с учетом выделения зон различного битумонасыщения и определения бортовых границ залежей для подсчета- запасов осуществлен выбор объектов испытаний с целью постепенного ввода их в опытно-про-мышленнуга эксплуатацию.

Фактический матеотал. В основу работы положены исследования автора, которые проводились с 1974 г. в секторе геологии нефтяных и битумных месторождений ТатБИПИнефть,. преобразованном в 1966 г. в лабораторию геологии и запасов ПБ в состава Бугульмин-ского отделения "Природные битумы" ВНИИ. Исходным материалом послужили результаты исследований уфимских отложений в пределах северно!- части Молекесской ьнадины и сопредельных склонов ЮжноТатарского свода, которыо изучались по разрезам 10700 скважин поисково-разведочного и структурного бурения. В работе также использованы данные лабораторных исследований образцов бятумо-. насыщенного керна, общее количество которых превышает 300 тысяч; результаты испытаний на приток и пробной эксплуатации битумо-иасыщешшх песчаных пластов уфимского яруса в 172 сквачсинах; Данные исследований состава и свойств ПБ, материалы промысловой геофизики, результаты геологических, геохимических'и геофизических исследований, имеющих отношение к рассматриваемым вопросам, выполненных в Бугульминском отделении "Природные битумы" ВЕШИ, Геолого-поисковой контора ПО "Татнефть", ВНИИУС, ТатБИПИнефть, Казанском университете, ПО "Татнефтегеофизика", ИГиРГИ и других организациях.

Практическая ценность работы заключается в следующем: - прогнозе развития седиментационных ловушек тешминского горизонта уфимского яруса в северо-западном и южном направлениях как основа для продолжения поисково-разведочных работ с целью

.ыявлония залежей природных битумов;

- ввделении основной (продуктивной) части и переходной зо-ы в залежах ПБ для дифференцированной оценки запасов битумов;

- установлении закономерностей в размещении залежей по лотности и вязкости природных битумов, позволяющее прогнозиро-ать характерные особенности отроения и соотнесения пластовых люидов в зависимости от местоположения ловушки в пределах выдоенных зон битумоносности, а такко степень газо - и битумонасы-енности коллекторов, тип залежей ПБ, а в связи с этим качест-енное и количественное распределение запасов битумов в залежах.

Результаты исследований включены з проекты лоисково-разве-очных и доразЕедочных работ на залежах ПБ Татарстана, в "Техни-о-экономическое обоснование освоения л развития добычи природах битумов Татарстана" (1991 г.).

Реализация результатов работч. Основные результаты исследо-аний диссертации отражены в научно-производственных отчетах гдела поиекдво-разведочной геологии ТатНИПИнефть, лаборатории эологии и запасов ПБ Бугульминского отделения "Природные битумы" ШИ, использовались при выборе направлений и объектов поисков, азведки и доразведки залежей ПБ, при составлении "Технико-эко-змичэского обоснования освоения и развития добычи природных битов Татарстана" по заданию Кабинета Министров Татарстана.

Апробация работы. Основные положения л результаты исследо-ший докладывались и обсуддались~ на Всесоюзном совещании по воп->сам "Природные битумы - дополнительный источник углеводороцно-). сырья" (Бугульма, 1981 г.), на Всесоюзном совещании "Распрост-шение н условия формирования тяжелых и сернистых нефтей" (Туап-!, 1982 г.), на Всесоюзной конференции по проблемам комплексно) освоения природных битумов и вы с оковязких кефтей (Казань, 191 г.), на производственных совещаниях в ПО "Татнефть", ОЭНГДУ

"Татнефтебитум", тезисы доклада были направлены на Международный Симпозиум "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (С.-Петербург, 1992 г.), результаты исследований изложены в восьми опубликованных работах и в восемнадцати производственных отчетах, хранящихся во всесоюзных, территориальных и-других геологических фондах. •

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, содержащих 9 подразделов и пунктов, и заключения, содержит 163 страницы машинописного текста, 13 таблиц, 31 рисунок, библиография Еключает 86 наименований.

Работа выполнена в лаборатории геологии и запасов природных битумов Научно-технологического центра по добыче битумов и высоковязких нефтей.Урало-Поволжья.

Автор выражает свою глубокую признательность и благодарность академику Горной академии РФ профессору А.А.Аксенову и доктору геолого-минералогических наук, профессору Г.Т.Юдину, под руководством которых выполнена работа.

В период работы над диссертацией автор пользовался консультациями академиков Н.А.Крылова, Э.М.Халмгова, Р.Х.Муелимова, кандидатов геолого-минералогических наук И.М.Акишева, Н.Г.Абдул-лина, И.М.Клиыупшна, П.А.Шалвна, Н.В.Колесниковой, кандидатов технических наук Е.П.Лукьянова, Ю.В.Ракутина, А.Н.Герасимова, Е.Г.Гладковой, Ю.В.Волкова, С.Ю.Ненарокова, В.В.Ноздрева, З.А.Ян гуразовой, ученого секретаря В.Ф.Мазанова, а также коллег по работе, которым автор выражает свою искреннюю благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обосновывается актуальность выбранной темы, шределэны основная цель и задачи исследований, методы их решети и изложена научная новизна работы.

Первая глава посвящена истории изучения, степени изученнос-'и и основным результатам поисково-разведочного п структурного ¡урения на землях западного и южного склонов Ккно-Татарского ¡вода и северной части Мелекесской впадины. Вопросы геологичес-:ого строения и битумоносности уфимских отложений рассмотрена I работах И.М.Акишева, А.А.Агссенова, А.В.Богова, Р.Н.Валеева, '.М.Гисматуллина, Е.Г.Гладковой, И.С.Гольдберга, П.С.£абреЕОй, ¡.И.Игнатьева, И.М.Юш.'ушша, Н.П.Лебедева, Р.Х.Цуслимова, !.Д.Павлова, Г.А.Петрова, В.И.Троепольского, Б.В.Успенского, ¿М.Халкмова, П.А.Шалина, С.С.Эллериа, Г.Т.К!дина и многих дру-их исследователей.

Базисным горизонтом дет поисков и разведки залежей ПБ на емлях западного и южного склонов Южно-Татарского свода (пло-

р

адью 6900 км ) является песчаная пачка уфимского яруса, а в еверной части Мелекесской впадины (площадью 4900 кг/5) - ннжне-азанский битумоноснкй горизонт. В уфимском комплексе разведали ли предварительно оценены запасы ПБ 90 залежей, в то время как пытно-промышленные работы (ОЛР) с целью отработки методов изв-зчения ПБ из битумокасщенных песчаных отложений шепминского эризонта уфимского яруса проводятся лишь на двух месторождениях -эрдово-Кармальском и Ашальчинском.

Айализ состояния проблемы освоения ПБ позволил определить зновные вопросы, требующие разрешения: изучение особенностей [■роения залежей ПБ в песчаной пачке уфимского яруса с учетом годнородности битумонасыщеиного пласта по разрезу и площади,

выяснение закономерностей размещения залежей по физическим свойствам природных битумов, глубинам залегания и распределению сосредоточенных б них запасов углеводородного сырья.

Ео второй главе изложены особенности геологического строения пермских отложений с указанием их диалогического состава, условий залегания, определенных историей развития рассматриваемого региона в пермскую эпоху.

Рассмотрены литолого-стратиграфичеекая характеристика раз-рзза и условия образования пермских отложений. Основное внимание уделено изучению уфимских отложений в связи с их промышленной би-тумоносностью.

Уфимские отложенил представлены тешминским горизонтом, состоящем из нижней - песчано-глинистой и ьерхней - песчаной пачки. На западном и южном склоках Южно-Татарского свода на сакмарских образованиях залегают породы песчано-глинистой пачки шешминского горизонта, которые в направлении к Мэлекесской впадине постепенно выклиниваются. Поэтому в западных районах на сакмарских отло-кениях залегают породы песчаной пачкп этого горизонта, выклинивающиеся в сторону центральной части этой впадины. В центральной полосе западного склона Окно-Татарского свода выделяется своеобразная зона рассыпающихся и слабосцементированных песков и песчаников шешминского возраста. Ширина этой фациальной зоны около 40 км. Эта песчаная пачка сложена мелко- и среднезерннстыми (от 0,1 до 0,5 мм) полимкхтовнми песками и песчаниками - с маломощными пропластками алевролитов. В кровле пачки, на контакте с "ллн-' гуловыми глинами", залегают прослои сильно известковистых песчаников, толщина которых не превышает I м.

Нике этого прослоя песчаную пачку слагают рыхлые, рассыпающиеся и слабосцементированнке пески и песчаники, в которых кальцитовый цемент присутствует в незначительных количествах

эт 3 до 10$) шш практически отсутствует вовсе, а обломочные зрна скрепляются битумным веществом. К этим интервалам коллек-эров с наибольшей емкостью л приурочены основные продуктивные иумонасыщенные части залежей (Ашальчинйкая, Мордово-Кармаль-сая, Нижне-Кармальская, Подлесная и др.). Толщина песчаной пачки сой фациальной зоны колеблется в широких пределах - от 1-2 до 1 м. За счет участков развития повышенных толщин отложений об-муптся своеобразные песчаные тела в виде локальных поднятий, шболылие значения толщин связаны с прясзодовой частью этих под-ттий, постепенно сокращаясь к першслинали за счет замещения эрхней ча.сти песчаной пачки "лингулорюя! глинами". Участки разиня поваленных толщин песчаной пачки образуют II структурно-шообразних цепочек поднятий, к которым приурочены скопления ПБ. ростираниэ песчаных тел в целом северо-западное, но на отдель-к участках отмечаются поднятия почти широтного простирания, эпочки поднятий разделены друг от друга участками сокращенных злщин песчаной пачки.

Условия накопления- верхней песчаной пачки являются опреде-гющтж! в распределении коллекторских свойств пород и, следо-1тельно, степени насицения их углеводородами. Поэтому определе-зе фациальннх усяовий образования песков и песчаников, форми-¡т-ощгх песчаные тела, имеет особое практическое значение. Прове-знкый палестектонический анализ условий накопления отложений эсчаиой пачки и сопоставление условий формирования прибрежно-эрских осадков Нарвского залива позволили установить, что пес-атые тела шешминского горизонта образовались в узкой зоне ак-1вного взаимодействия волн с наносами в прибрежно-морских ус-эвиях, обусловивших высокую степень отсортирозанности песчано-з материала. В шепминское время при формировании песчаных зяд, береговым склоном, как следует из палеотоктонических пост-

роений, являлась восточная часть приподнятого над остальной территорией Камско-Донского палеосвода (по В.К.Игнатьеву). Харак- ■ тернов для песчаных образований шешминского горизонта северозападное простирание обязано конфигурации берегового склона, огибая который волны создавали гряды песчаных тал. Изучение распределения гранулометрического состава песков и посчаников позволило придти к выводу, что каждое песчаное тело, в зависимости от уклона берегового склона на кавдом конкретном участке, характеризуется определенными средними размерами зерен слагающих его песков. Высокая степень сортировки песчаного материала б сводовых частях поднятий, на участках наибольших толщин песчаной пачки, определяет высокие фильтрацкснно-емкостные свойства песков и пэсчаштков. Средний размер зерен, степень сортировки песчаного материала постепенно уменьшаются к периклинальным частям поднятий и в межкупольных частях за счет увеличения объема мэлких песчанистых фракций.

Проведено детальное изучение строения Чэремиано-Ямавтнской ' структурной зоны, где выявлено большинство разведанных .:: пр^д-глрительао оцененных залежей ПБ. Сопоставление и анализ построенных -автором структурной карты по кровле песчаной пачки, карты изопахит песчаной пачки и геологического профиля вкрезт простирания оснсвннх тектонических йлементов показывают слоакое • п весьма неоднородное строение указанной зоны, в пределах которой выделено 6 участков, различающихся по условиям залегания, особенностям строения, размерам и морфологии локальных поднятий, образованных песчаными телами. В пределах каждого участка локальные поднятия формируют цепочки или гряды, параллельные соседним поднятиям и грядам. Выявлено, что параллельность поднятий к град сохраняется лишь в пределах каждого отдельного участ-

<а, смещаясь относительно другого участка.

В третьей главе рассматриваются характеристика уфимского Зитумоносного комплекса и результаты изучения распределения Зитумонасьщенных коллекторов. Выделены преобладающие типы биту-¿онасшцешшх коллекторов песчаной лачки шеимияекого горизонта в целом для западного склона Юяно-Татарского свода и сеЬерной засти Молекесской впадины. Проведен детальный апализ распределения битумонасыщенных коллекторов песчаной пачки центральной полосы западного склона Южно-Татарского свода. Исследования показали, что в залежах ПБ преобладают песчаные породы с высокой Зитумонасыщенностью: 8-16$ масс (81,9% случаев), а породы с эчень высокой битумонасыщенностью (более 16$? масс) отмечаются в 10,8$ случаов. Для зоны центральной полосы западного склока Окно-Татарского свода характерно в целом равномерное, сплошное Зитумопасвдение, обусловленное высокими фильтрационно -емкостными свойствами коллекторов. Наиболее часто отмечаются средние значения битумснасщенных толщин от 10 до 20 м (86% случаов). Скопления ПБ приурочены преимущественно к верхней части ловушек, сложенных высокоемкими рассыпающимся песками и песчаниками с

о

пористостью до 44.% и проницаемостью до 1,7 мкм в которых практически отсутствует карбонатный цемент, и связующим материалом является битум. В связи с этим, битумонасыщенность достигает наибольших концентраций: до 19? масс.

Четвертая глава посвящена строению залежей природных битумов в песчаной пачке уфимского яруса. Несмотря на определенные изменения под влиянием гипергенных факторов, залежи ПБ сохранили основные особенности строения и залегания залежей нефти - приуроченность к ловушкам УВ и зависимость строения залежей от типа природного резервуара. Поэтому залежами ПБ, как и нефти и газа,

следует считать естественные единичные (локальные) скопления природных битумов в ловушках, сложенных проницаемюи пористыми и трещиноватыми коллекторами, перекрытых покрышками (А.А.Аксенов, И.М.Акишев, И.О.Брод, Н.А.Еременко и др.).

Детально рассмотрено, строение разведанных Ашальчинокой, Еосточно-Чумачкинской и Нижнэ-КармальскоЯ залежей. Несмотря на го, что эти залежи ПБ относятся к единому типу Пластовых сводовых, каждая из них имеет свои характерные черты строения. Для изучения битумных залежей использовано сопоставление результатов опробования битумояасидонных пластов па приток на естественном рзлшме с лабораторными исследованиями образцов керна этих жэ аг-герЕалов. Установлено, что задета ПБ имеют болаа сложное строение, чем предполагалось ранее. В них каблвдается сложный переход от интенсивно битуконасыцешгсЯ (оолее 8$ масс) продуктивной части через зону с пониженным битуыосодеркакием (5-8% касс) к во-доеосной ели-Бодо-бктуг,гао2 части. Переходная зона четко выделяется по коллектсрским свойствам образцов керна многих скважин и подтверждается результатами испытаний этих интервалов повышенны:,! содержанием воды или притоками годы. Тодцина порэходной зона з отдельных скважинах достигает ,10 и, Водобигушы$ контакт (ББК) является поверхностью, разделяищой переходную зону заложи от водоносной. Бга поверхность на многие залежах повторяет форму рельефа поверхности уфимских отложений: повышение отмоток залегания наблэдаьтся в приподнятых частях структур, понижаясь к дэриклиналям. Разница мезду абсоявтчш отметками залегания ВБК в пределах одной залежи может достигать 20-25 м. Проведенные автором расчеты показывает, что в переходных зонах сосредоточено от 10 до 30$ геологических запасов ПБ залежей, которые, по Г.Т.Цдину и др., отнесены к малоактивным запасам. Таким образом, активные запасы ПБ основной (продуктивной) части залежей сос-

1ВЛЯВТ 70-90$ от балансовых: запасов, подсчитанных согласно об-злринятого предположения о том, что ВБК отделяет продуктивную ють залежи от водоносной. В связи с этим обосновывается необ-эдимость дифференцированного подсчета запасов ПБ, содержащих-т в основной (продуктивной) и переходней зонах залежей. Выслано предположение, что в залежах с газовой шапкой на контак-) газ-ПБ также возможно существование переходной зоны, толщи-I которой, очевидно, зависит как от состава и свойств коллекто-1, так и от физико-химических свойств пластовых флюидов. Учимая значительную вязкость ПБ, превышавшую в сотни раз вязкость :®ти, можно предполагать, что на толщину и размеры переходных )н в залежах, кроме других факторов, существенное влияние бу-)т оказывать степень подвижности ПБ, в связи с чем строение пе-;ходных зон еще более усложняется как на контакте газ-ПБ, так на контакте ПБ-вода.

Высказанные автором ранее предположения о смещении з алело А 5 относительно ловушки в направлении стока подземных пермских >д (И.М.Аклсев, О.С.ГилязоЕа, 1976 г.) подтверждены результата-I поЕсгсово-раззедочкнх работ: разница в отметках залегания гра-тцы залежи может достигать Я5 м (Туйметкинская, Нижне-Кармаль-:ая и др.), а cai.ni залеет ПБ смещаются относительно контролирус-¡й лозушкн в направлении стока подземных вод. Подобное смещение игожей ПБ необходимо учитывать при их поисках и разведке, а нега при подсчете их запасов.

Для битумонаскщенных песчаников уфимского комплекса рассчи-ша взаимосвязь объемной и весовой битумонасыщенности. При ла-¡раторных лсследсваниях не удается определить пористость и би--монасыщенность к объему пор слабосцементированных песков и ¡счашжов, слагающих продуктивную часть залежей ПБ. В то жо

■время именно эти параметры являются одними из.важнейших при подсчете их запасов. Для залежей, где определены п.йотность битума и плотность экстрагированной породы, можно рассчитать зависимость весовой битумонаскценности от пористости и степени заполненности пор битумом, то-есть, битумонасыщенность к объему пор. По выполненным расчетам автором построены графики зависимости весовой битумонасыщенности от'пористости с учетом плотности песчаников и плотности сЬтумов по Восточно-Чумачкинской, Екатери-новской, Ашальчинской, Морщово-Кармальской и другим залежам. Построенные графики позволяют выявить степень заполненности пор битумом на каждом конкретном участке залежи.

Проведенные, исследования позволили установить:

- потенциально возможная битумонасыщенность в зависимости от плотности песчаников и плотности насыщающих их ПБ для коллекторов песчаной пачки уфимского яруса в пределах залежей западного склона Южно-Татарского свода может достигать 22,54 -

24,24$ масс;

- пески и рассыпающиеся" слабосцеМентйрованные песчаники в продуктивной части залежей песчаной пачки с высокими фильтраци-онног-емкостными свойствами имеют фактическую весовую битумонасыщенность, изменяющуюся в широких пределах от 8 до 19,4$ масс, являясь при повышенной газонасыщенности недонасыщенннми битумом;

- залежи ПБ в песчаной пачке уфимского яруса различаются по распределению битумонасыщенных коллекторов по разрезу и площади, а также по степени заполненности порового пространства битумом.

Исследована неоднородность пластовых систем. Как уже отмечалось, оитумонасыщенность по разрезу и площади характеризуется значительной изменчивостью. Даже в основной (продуктивной) части залежей ПБ битумонасыщенный пласт сложен ресьма неоднородно

0 степени битумосодергания. На примере Нижне-Кармальской и зсточно-Чумачкинской залежей показано, насколько значительно эгут отличаться конкретные залежи ПБ по степени битумонасыщен-эсти по разрезу и площади. Для сравнения рассчитаны коэффациен-

1 расчлененности, неоднородности и макронеоднородности, а так-э степень однородности по битумонасыщенности. Сопоставление гих показателей показывает, что основной отличительной особен-эстью рассмотренных залежей является характер распространения зодуктивных пластов и осложняющих строение залежей пропластков

пониженным битумосодерканием. Гак, продуктивный пласт на Нижне-армальской залежи имеет более однородное строение по сравнению Босточно-Чумачкинской залежью, обладая при этом и более высо-шн значениями битумонасыщения коллекторов - от 8,2 до 16,5^ юс. На Нтяне-Кармальской залежи распределение битумонасшценнос-•I относительно равнокэрное как по разрезу, так и по площади, го, очевидно, обусловливает-достаточно равномерное распределено запасов ПБ з объеме залежи: .степень однородности продуктивно пласта по битумонасыщенности составляет 0,87- На Восточно-гмачюгаской залежи вследствие значительной неоднородности как тагающих пласт песчаников, так и распределения в них ПБ, основал часть запасов сосредоточена в центральной и западной частях ?леж1, при этом степень однородности продуктивного пласта все-з 0,47.

Рассмотрены закономерности размещения залежей ПБ по физи-гским свойствам битумов. Установлено, что плотность ПБ залежей песчаной пачке уфимского яруса изменяется в широких пределах -1 0,923 до 1,070 г/см3 (в стандартных условиях при 20°С), вяз-зсть - от 213 до 44027 мПа-сек (при сопоставимой с пластовой змпературой 8°С). Плотность и вязкость ПБ отличаются значитель-

ной изменчивостью как в каждой отдельно взятой заЛэки, так и в пределах рассматриваемой части западного склона Южно-Татарского свода. В то же время, как показало проведенное изучение, изменения средних значений плотности и вязкости ПБ по залежам подчиняются определенным закономерностям. Так, западный склок Юано-Татарского свода можно условно .раздолить на 6 зон, границы которых, в основном, совпадают с границами Ецделенных автором в Чэремшано-Ямалшнской структурной зоне участков, различающихся по условиям залегания, особенностям строения, морфологии и размерам песчаных тел. Выявлено, что залежи в западных частях би~ тумоносных зон отличаются более плотными и вязкими ПБ, в то время liai: в центральных и' восточных частях зон преобладают залежи, содержащие менее вязкие, и более-подвижные ПБ с повышенной газонасыщенностью.

Все изученные залежи ПБ имеют невысокие пластовые давления (0,4-0,5 МПа) и температуры (7-8°С), обусловленные, в первую очередь, глубиной их залегания (40-200 м). В то же время характер газонасыщения, а также наличие сво'бодйого газа в виде газовой пгапки, высота и объем газовой шапки над залежью ПБ в пределах западного склона Нкнр-Татарского свода непостоянны: каждая отдельная залежь ПБ отличается только ей присущими параметрами газонасыщения. Растворенный в ПБ газ снижает вязкость и плотность ПБ. В то же время в пределах выделенных зон битумоноскос-ти степень их газонасыщенности определяется местоположением залежей. Высокую газонасыщенность и вследствие этого меньшую вязкость и плотность ПБ имеют залежи, расположенные в> центральных и восточных частях каждой из. шести выделенных в пределах западного склона Южно-Татарского свода зон битумоносности. В западных периферийных частях каждой зоны размещаются залежи с повышенными значениями вязкости и плотности ПБ.

влияния

Для изучения различных факторов на изменения физических звойств ГШ рассмотрены: глубина затегания и абсолютные сткэткл 5итумонасыщенного пласта, толщина коллектора (песчаной пачки), голщина и характер покрышки над залежами ПБ. Установлено, что таиболее существенно влияние толщины и характера покрышки. Тол-дина "лингуловых глин" над отдельной залежью ПБ колеблется в тределах от 5-7 до 15-20 ч, тем не менее в конечном счете над зсеми залежами, залегает практически сопоставимой толщины покрыш-:а (флюидоупор). йлесте с тем, характер и степень трещинсватос-ги перекрывающих залежи "лингуловых глин" весьма различны. 3 дентральных и восточных частях выделенных зон битумоносности токрышка сложена глинами аргиллитоподобными, плотными, иногда йвестковистыми, слоистыми. В западных частях этих зон глины такого ко состава сильно трещиноватые, с горизонтальными и вор-гикалыгами трещинами, заполненные окисленным и выветрелым биту-лом. Анализ распределения "лингуловых глин" показывает, что участки трещиноватости глин совпадают с периферийными частями зон, где расположены залежи с болео тяжелыми, вязкими и вследствие этого менее подвижными ПБ (Ашальчикская, Северо-Ашальчин-жая, Каменская - в I зоне; Правобережная, Окраинная, Ольховская - гэ П зоне и др.). В центральных и восточных частях этих зон :гсд плотными, корастрескашшми глинами залегают залежи, содержание относительно легкие, более подвижные ПБ (Студеяо-Кнючевская, Западно-Щегурчинская, Весенняя и др. - в I зоне; Беркет-Кля-чевская, Полянская, Восточно-Чумачкинскал и др. - во П зоне и цр,). Эти данные свидетельствуют о том, что одной из важных причин образования залежей с тяжелили и вязкими ПБ в периферийных' частях битумоносных зон является нарушение целостности покрышки, сложенной "лингуловыми глинами". Для выяснения причин трощинова-гости "лингуловых глин" построены карты распространения преднео-геновых врезов, представляющих сравнительно узкие, но глубокие

каньоны, впоследствии заполненные неогеновыми глинами. Анализ распространения преднеoreновых врезов, затронувших казанские и частично уфимские отложения, показывает, что область развития повышенной трещиноватости "лингуловых глин" совпадает с границам развития врезов, сформировавшихся в наиболее пониженных и тектонических ослабленных зонах. В процессе формирования залежей ПВ трещины "залечивались" поступающими в ловушки углеводородами, терявшими.в первую очередь летучие легкие компоненты. В результа те в ловушке сохранились ПБ повышенной плотности и вязкости.

Рассмотрены типы скоплений ПБ песчаной пачки уфимского ярус с учетом параметров и характеристик, определяющих методику поисково-разведочных работ ж предварительную оценку промышленной зна чимости выявленных месторождений. К таким характеристикам отнесены: морфология ловушки (залежи), лдтологические (стратиграфические) осложнения, фазовое состояние пластовых флюидов, количество битумонасыщенных пластов и др.

Изучение особенностей строения выделенных типов залежей ПБ позволяет отметить следующее. Залежи ПБ верхней песчаной пачки приурочены к положительным седиментогенным структурам, в связи с чем автор считает правомочным относить их к пластовому сводовому типу. По строению ловушки (залежи) пластовые сводовые скопления подразделяются на скопления полного контура и неполного контура (литологически и стратиграфически ограниченные). В центральной полосе западного склона Шно-Татарского свода наиболее распространены скопления полного контура, менее широко распространены литологически (и стратиграфически) осложненные, которые подразделены на 2 подтипа: собственно литологически ограниченные и осложненные преднеогеновым врезом.

По соотношению пластовых флюидов, насыщающих залежи ПБ, выделены залежи собственно битумные и газобитумнке, сроди которых выделяются:

- залежи ПБ со сзободцым газом, образующим газовую- шапку. осточно-Чумачкинская, Полянская, Студено-Ключевская, Южно-иачкинская и др.);

- залежи с растворенным в ПБ газом (Агальчинская, Архангель-1Я, Аверьяновокая и др.), в которых растворенный газ содержат рхнне части бктумокасыщеняого пласта;

- залежи ПБ, в которых объем ловушки занимают, в основном, гумонаснщашше пласты без заметного газонасыщения (Мордово-рмальская, Подлеснач, .Морозная и др.).

По характеру взаимодействия залежей ПБ с,нижней частью зчаной пачки, не содержащей битумояосяых пластов, выделяются:

- залежи ПБ с переходной зоной и водо-битумным контактом, астилаемые водой или водонапорные (Нордово-Кармальская, Под-:ная, Ашальчинская, Пойменная и др.);

- залежи ПБ, не имеющие контакта с водой, залегающие на пдот-с сцементированных песчаниках (Утяшшская, Родниковская и др.).

3 сложившейся практике гаолого-разведочных. работ на ПБ' не пняг'о выделять в песчаной пачке уфимского яруса самсстоятель-з залежи в разрезе одного месторождения. Это объясняется,прежде зго, незначительными толщинами непроницаемых пропластков, раз-^етщих интенсивно бптумонасщэнные пласты, а также часто неболь-

размерам самих скоплений ПБ. Поэтому по количеству битумо-зыщенных пластов выделены одно- и двухпластовые залежи ПБ.

Очевидно, в природных условиях при взаимодействии комплекса алогических, гидродинамических и других факторов распределение в ловушках значительно сложнее. В частности, учитывая большую 1ь гипергенных факторов в преобразовании ПБ, можно предполо-гь наличие залежей с многообразными формами взаимопереходов !личных типов и групп.

В заключительной части главы приводятся результаты изуче-} распределения залежей по запасам природных битумов, глуби-

нам залегания, а также даны практические рекомендации по оценке битумоносности перспективных земель и по доразвэдке выявленных залежей с целью подготовки к промышленному освоению. В отложениях песчаной пачки уфимского яруса западного склона Юнно-Татар-ского свода к настоящему времени разведаны или предварительно оценены запасы ПБ 90 залежей. Из них к числу разведанных с опре-• деленной долей условности можно отнести только 28 залежей. Проведенный анализ распределения залежей по запасам ПБ показывает, чзо в уфимском битумоносном комплексе преобладают мелкие и небольшие залежи с геологическими запасами ПБ от I до 10 млн.т.

Изучение распределения запасов ПБ по средним глубинам залегания показывает, что 95% запасов приурочено к глубинам 50-200 м. Собственно битумные залежи содержат около АЪ% запасов ПБ разведанных скоплений, газобитумные - 55%.

С учетом наиболее благоприятных показателей для добычи ПБ скважинными методами на четырнадцати первоочередных месторождениях рекомендовано, проведение доразведочных работ с целью их подготовку к промышленному освоению. Рекомендации использованы в "Технико-экономическом обосновании освоения и развития добычи битумов Татарии" (1991 г.).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными выводами диссертационной работы являются:

1. Песчаные тела шешминского горизонта, содержащие залежи ПБ в центральной полосе западного склона Екно-Татарского свода, образовались в прибрежно-морских условиях в зонах активного взаимодействия волн с наносами, обусловивших высокую Степень отсор-тированности песчаного материала.

2. Сложное и неоднородное строение Черемшано-Ямадшнскои структурной зоны, в пределах которой выделено 6 участков, различающихся по условиям залегания, особенностям строения, разме-

ам и морфологии ласалышх поднятий, образованных песчаными теми - ловушками ПБ.

3., Выделенные зо!Ш битумоносности характеризуются закономерный изменениями плотности и вязкости ПБ в пределах каждой зоны, центральных и восточных частях-зон преобладают менее вязкие, олэе подвижные и менее плотные ПБ, в западных частях зон выяв-ены солее вязкие и более плотные ПБ.

4. Установлено, что наиболее существенное влияние на изме-ения вязкости и плотности ПБ в песчаных коллекторах уфимского ;руса западного склона Южно-Татарского свода оказывает характер 'рещиноватостл покрышки, сложенной "лингуловыми глинами". Провеянный анализ показывает, что зона трещиноватости "лингуловых мин" совпадает с периферийными частями зон битумоносности, где расположены залежи с более тяжелыми, вязкими и менее подвижными Зитумами.

5. Залежи ПБ отличаются сложным строением, обусловленным :гак неравномерным распределением битумонасыщенности по разрезу и площади, так и смещением залежей ПБ относительно ловушек в направлении стока подземных вод. Выделены переходные зоны, отделяющие продуктивную часть залежи от водоносной. Доказана необходимость дифференцированного подсчета запасов ПБ в основной (продуктивной) части и переходной зоне залежей. На основе методики выделения зон битумонаскцения и определения бортовых границ залежей для подсчета запасов осуществлен выбор объектов испытаний с целью- постепенного ввода в опытно-промкшлекную эксплуатацию.

6. Потенциально возможные значения йиумонасыщенности сла-босцементированных и рассыпающихся песков и песчаников уфимского яруса в центральной части западного склока Южно-Татарского

/

свода, определенные по формуле зависимости весовой битумонасы-щенности от пористости, плотности ПБ и плотности песчаников, при условии 100$ заполнения пор битумом при высокой пористости 40-45$, достигают 22,54-24,24$ масс.

7. Фактическая весовая битумонасыщенность, определяемая по керну конкретных залежей, изменяется-в широких пределах (от 8 до 19,4$ масс в продуктивной части) и зависит от фильтрационно-емкостных.свойств песчаных коллекторов и местоположения конкретной залежи в пределах зоны битумоносности. Исследования показывают, что залежи, имеющие в продуктивной части наибольшую битумонасыщенность всего 9-11$ масс, отличаются значительной степенью газонасыщенности и являются недонасышенными битумом.

8. Выделены основные типы залежей ПБ по морфологии ловушки и залежи, литологическим и стратиграфическим осложнениям, фазовому состоянию пластовых флюидов, количеству битумонасыщенных пластов, характеру взаимодействия залежей ПБ с нижней частью песчаной пачки, не содержащей битумоносных пластов.

9. Уточненные и продолженные в северо-западном направлении границы развития седиментационных песчаных тел уфимского яруса позволяют положительно оденить перспективы битумоносности уфимского комплекса на юго-западном и южном склонах Северо-Татарско-го свода.

10. С учетом наиболее благоприятных показателей для добычи ПБ скважинными тепловыми методами рекомендовано проведение до-разведочных работ на четырнадцати первоочередных месторождениях с целью их подготовки к промышленному освоению.

В работе защищаются следующие основные положения:

I. Обоснование выделения в уфимском комплексе изученной части МелекесСкой впадины и сопредельных склонов Южно-Татарского свода 7 зон битумоносности, каждая из которых отличается по осо-

энностям отроения, размерам и морфологии ловушек, образованных эсчаными телах,ш, и характеризуется закономерными изменениями язических свойств ПБ в пределах каддой зоны.

2. Закономерности изменения степени битумонасыщенности в ределах каждой зоны битумоносности с расположением в централь-=гх и восточных частях зон залежей с высокой степенью газонасы-энности и пониженной битумонасыщенностью, а также' размещением межей с незначительным содержанием растворенного в битуме газа

повышенной битумонасыщенностью в западных частях выделенных атумоносных зон.

3. Смещение залежей ПБ уфимского комплекса относительно сво-эвой части ловушек в направлении движения подземных вод, что не-Зходимо учитывать при заложении поисковых скважин и разведке за-зжей ПБ.

4. Выделение з объеме залежей ПБ переходных зон, располо-. энных между основной частью залежей с битумонасыщенностью более % масс и водо-битумным контактом (ВБК), с определением особен-эстей их строения (пониженная битумонасыщенность - 5-8$ масс, элщина до 10 м, повышенная степень преобразованности ПБ и эвышенная водонасшценность, обусловливающая значительные прито-и воды).

Основное содержание диссертации освещено в следующих опубли-званных работах:

1. Некоторые особенности строения битумных залежей в сакмар-ком ярусе нижней яерми Татарии. Тр. ТатНИПИнефть, вып.34, Бу-/льма, 1976, с.13-15 (совместно с Акишевым И.М.).

2. Уточнение геологического строения залежи битумов в уфим-ких отложениях Ашальчинского месторождения в связи с подсчетом эласов. Тр. ТатНИПИнефть, вып.38, Бугульма, 1978, с.16-21,

(совместно с Акшевым И.М., Гайнановой С.Х., %слпковым Р.Х., Шельдяшовой Л.В.).

3. Состояние поисково-разведочных работ на пермские природные битумы ТАССР. Тр. ТатНИПИнефть, вып.48, Куйбышев, 1981, с.18-23 (совместно с Акишевым И.М. ).

4. К методике оценки прогнозных запасов природных битумов. Сб. ИГиРГИ "Природные битумы - дополнительный источник углеводородного сырья". M., 1984, с.85-90.

5. Геологическая история и некоторые вопросы формирования залежей природных битумов в пермских отложениях центральной части Волго-Уральской'антеклизы. Сб. ИГиРГИ "Распространение и условия формирования тяжелых и сернистых нефтей". М., Изд. "Наука", 1985, C.II0-II5 (совместно с Акишевым И.М.).

6. Вероятные источники образования и основные факторы преобразования пермских залежей нефти в битумные на примере месторождений Татарии. Тр. ТатНИПИнефть, был.56, Бугульма, 1985, C.I27-I3I (совместно с Акишевым И.М.):

7. О перспективах наращивания ресурсов природных битумов для промышленного освоения по казанским отложениям. Тат. АССР. Тр. ТатНИПИнефть, вып.60, Бугульма, 1987, с.77-80.

8. Запасы и ресурсы природных битумов Татарской ССР. Тез. докл. .Всесоюзной конференции по проблемам комплексного освоения природных битумов и высоковязких нефтей. Казань, 1991,

с.7-8 (совместно с Акишевым. И.М., Волковым Ю.В.).