В статье представлена историческая последовательность научных исследований и выводов на характерные особенности глинистых коллекторов Восточного Предкавказья. Отмечена идентичность этих отложений с глинистыми коллекторами баженовской свиты Западной Сибири, по широкому набору особенностей и свойств. Обзор взглядов и особенностей геологического строения залежей нефти в глинистых коллекторах помог определить ряд специфических особенностей скоплений нефти и определить последовательность вопросов, без решения которых невозможно дальнейшее развитие изучения глинистых коллекторов Восточного Предкавказья.
Ключевые слова: хадумская свита, олигоценовые отложения, разуплотненные породы, нефтеносность глинистых отложений.
В связи с естественным сокращением фонда локальных антиклинальных структур, благоприятных для поисков нефти в Восточном Предкавказье все более острой становится проблема выявления залежей не антиклинального типа. В том числе и в отложениях, ранее считавшихся бесперспективными. Весьма интересными в этом отношении представляются перспективы нефтеносности нижнемайкопской серии, включающей хадумскую свиту и баталпашинский горизонт, которые в свою очередь включены в олигоценовый отдел. Методики изучения и поиска зон развития, сложно построенных коллекторов, а так же разработки залежей в толщах, подобных хадумской, на сегодняшний день практически отсутствуют. Несмотря на довольно длительный период их изучения, сложность и не традиционность данного объекта исследования не позволяет получить однозначных результатов. В связи с этим к наиболее актуальным задачам относятся: выявление закономерностей распространения коллектора по площади и факторов, влияющих на его образование в глинистых породах; разработка модели коллектора; обоснование параметров пластового резервуара, фильтрационно-емкостных свойств, площади нефтяной залежи и т. д. Решение таких задач возможно только на базе детального и комплексного изучения вещественного состава пород, условий осадконакопления, типа органического вещества, содержащегося в породах, выявления особенностей пространственного размещения залежей нефти и разработки критериев их поиска.
Рассмотрение данных вопросов, невозможно, без изучения результатов предшествующих исследований трещиновато-глинистых коллекторов. В России вопрос об этих отложениях, как о коллекторах, не поднимался и не изучался вплоть до открытия промышленных залежей нефти в баженовской свите Западной Сибири в 60-х гг.
Перед тем как представить обзор исследований нефтеносности глинистых отложений нижнего майкопа Восточного Предкавказья, необходимо представить и проанализировать историю взглядов и изучения начиная с баженовской свиты Западной Сибири, ставшей основой комплексного исследования такого типа коллекторов в России.
Баженовская свита долгое время рассматривалась геологами И. А. Юркевичем (1959 г.), К. А. Черниковым, Н. П. Запиваловым, А. Э. Конторовичем и др. (1965 г.) как главная нефтепроизводящая свита [7] и как региональная глинистая покрышка, экранирующая юрский нефтегазоносный комплекс. Впервые на перспективы обнаружения залежей нефти в сланценоватых битуминозных аргиллитах указал Ф. Г. Гурари в 1961 году [2,7] и предложил методику их опробования открытым забоем. В 1967 году в отложениях баженовской свиты на Салымском и Правдинском месторождениях были открыты промышленные залежи нефти в коллекторах глинистого типа, не имеющих, как считали исследователи Г. Р. Новиков и др. (1970г.), А. М. Бридзинский и др (1971 г.), И. И. Нестеров (1976 г.) аналогов в мировой практике поисков и разведки и разработки нефтяных месторождений [7]. Коллектор необычен тем, что находится в глинистой толще, хотя, промышленные притоки нефти из глинистых толщ, были известны как в Советском Союзе, так и за рубежом. С открытием промышленных залежей нефти в Салымском районе началось комплексное изучение нефтеносности баженовской свиты и в первую очередь вопросов генезиса, методики выявления новых в регионе типов коллекторов и связанных с ними залежей углеводородов [7].
Изначально А. П. Соколовским (1972 г.) было высказано мнение, что притоки были получены не из аргиллитов, а вышележащих песчаников и алевролитов мегионской свиты. Однако вскоре была доказана нефтеносность баженовских аргиллитов.
Очень важной, и одной из первых работ, посвященных перспективам нефтегазоносности битуминозных глинистых пород, баженовской свиты, строению коллектора и происхождению АВПД, являлась статья Г. Р. Новикова с соавторами (1970 г.) Накопившийся к тому времени геолого-геофизический материал, позволил авторам высказать две гипотезы условий формирования залежей нефти. Первая из них заключается в преобразовании органического вещества (ОВ) пород самой баженовской свиты с последующей концентрацией нефти в трещиноватых зонах аргиллитов. Вторая гипотеза сводится к процессам миграции нефти, из нижележащих отложений включая и палеозойские [7].
В 1972 г. Ю. А. Терещенко, а также рядом других ученых (В. С. Мелик — Пашаев с соавторами, А. И. Степанов) было высказано предположение о том что продуктивная зона баженовской свиты Салымского района связана с разломом, вызывающим образование системы трещин [7].
В 1980 году З. А. Кривошеева и Б. А. Соколов высказали свою точку зрения по механизму формирования внутриглинистых коллекторов. По их мнению, появление данных коллекторов связано с процессами катагенеза, приводящего при определенных температурах и давлениях к разуплотнению глинистого коллектора. Основной причиной, по их мнению, является вода, которая в глинистых породах, под влиянием температуры, превышающей 600С, не может существовать в связанном состоянии. Вода трансформируется в свободную и имеет агрессивные свойства, так как обладает повышенной способностью к растворению. Именно так и формируются аномальные разуплотненные горизонты, реализовавшие свою слоистость под влиянием гидроразрыва [4].
В. Д. Добрынин и В. Г. Мартынов, анализируя существующие гипотезы, считают, что они дополняют друг друга и предложили следующую модель коллектор. Коллектор нефти трещиновато-порового типа; трещиноватость двух типов: первый тип — вертикальные и наклонные трещины массивных битуминозных глинистых пород, второй — трещиноватость листоватых глин; нефть содержится в двух типах трещин и межзерновых “открытых” порах пород. Большое значение придавалось аномально высокому поровому давлению (АВПоД). Причиной АВПоД является высокое содержание ОВ, которое в процессе нефтеобразования увеличивается в объеме и создает АВПоД.
Попытка определения критериев поиска трещиноватых коллекторов, при оценке перспектив нефтегазоносности региона на стадии поисковых и разведочных работ сделана Т. В. Дорофеевой. В работе учтены: теоретические основы изучения трещиноватости с целью поисков трещиноватых коллекторов, базирующиеся на представлениях о механизме образования трещин и их классификации; методика исследований, основанная на приемах изучения трещиноватости в зонах дизъюнктивных нарушений, на способе построения прогнозных карт трещинных коллекторов по литологическому соотношению пород, на способах определения возрастного взаимоотношения трещин по круговым диаграммам и плотности трещин флишевых образований; общие закономерности развития трещиноватости горных пород в регионах с различным геологическим строением, основанные на анализе количественных и качественных характеристик параметров трещин (в том числе и дизъюнктивных нарушений), полученных на массовом фактическом материале для трещин различного порядка (в том числе и микротрещин); поисковые критерии зон развития трещинных коллекторов, основанные на результатах обобщения фактического материала по изучению трещиноватости, а также на анализе фактического материала об условиях размещения залежей нефти и газа в земной коре. Разработанные положения дают возможность прогнозировать как зоны распространения трещинных коллекторов, так и их емкостные и фильтрационные параметры.
Многочисленные группы исследователей, объясняют появление нефтесодержащей емкости особенностями литогенетического процесса от седиментогенеза до катагенеза, расслоением пород по седиментационной микрослоистости в результате преобразования ОВ, разуплотнения глинистых пород, автогидроразрыва в зонах повышенной тектонической напряженности. Каждый из авторов по-своему объяснял причины появление коллекторов, и трещиноватости, а также наличие перспектив нефтегазоносности баженовской свиты. За процессы литогенетических преобразований высказывалось большинство исследователей, однако, как видно из выше изложенного материала были сторонники и других теорий, которые объясняли появление эффективной емкости в глинах баженовской свиты за счет тектонических процессов, тектонических напряжений и палеосейсмичности [2,4,7].
Из зарубежных исследователей нужно отметить работы известного ученного У. Х. Фертлья (1980 г.) посвященные изучению и прогнозированию аномально-высоких пластовых давлений, работы Дж.Кларка и Дж.Рахлина в которых изложены геологическое строение баженовской свиты, литологическая характеристика пород, описание коллектора, условия осадконакопления [7]. В исследованиях Т. Д. Голф-Рахта (1986 г.) приведены материалы о трещиноватых коллекторах. Дана классификация трещиноватых пластов-коллекторов. Описаны свойства пород: проницаемость пористость, трещиноватость, анизотропия, геофизические методы определения параметров. Рассмотрены процессы фильтрации жидкостей в трещиноватой породе.
На сегодняшний день, в силу своей специфичности, пустотное пространство глинистых коллекторов, остается самой дискуссионной темой среди геологического сообщества. По-прежнему продолжаются исследования беженовской толщи разными научными школами (ЗапСибНИИГеофизика, ВНИГРИ, ВНИГНИ и ряд других).
Изучение коллекторов нового типа подхватили ученные и исследователи всех регионов с глинистыми природными резервуарами. Кроме Салымского месторождения, известно много и других перспективных районов, где нефть следует искать все в той же баженовской свите.
На территории СНГ месторождения нефти в подобных коллекторах встречаются в менилитовой свите (олигоцен) Предкарпатского прогиба, в пиленгской свите (миоцен) Восточного Сахалина, в доманике Урало-Поволжъя, а также в нижнемайкопской серии Восточного Предкавказья.
Имеющие широкое площадное распространение, нефтеносные глинистые отложения баженовской свиты Западной Сибири и нижнего майкопа Восточного Предкавказья, характеризуются близостью по широкому набору особенностей и свойств. По аналогии с Западно-Сибирскими «баженитами» коллектора хадумской свиты нижнемайкопской серии Восточного Предкавказья получили название «хадумитов». По многим литолого-фациальным, структурным, текстурным, геохимическим особенностям, набору породообразующих глинистых минералов, физическим свойствам, характеру нефтеносности рассматриваемые отложения характеризуются практической идентичностью или высокой близостью.
Вместе с тем, отмечаются и некоторые существенные различия между «баженитами» и «хадумитами». Основные из них следующие: в нижнемайкопской толще практически отсутствуют массивные разности глин (за редким исключением в нижней части хадумской свиты). Если бажениты обогащены радиоляриевыми водорослями (обусловливающими окремнение породы), то в хадумитах отмечаются только диатемитовые. Хадумиты в большей степени обогащены терригенной примесью. Однако, главное, существенное различие данных глин состоит в различной степени обогащенности органическим веществом (ОВ). Содержание Сорг в баженитах в 5–7 раз выше, чем в хадумитах.
Высокое содержание органического вещества обуславливает повышенную радиоактивность баженитов, по сравнению с хадумитами (концентрация урана в значительной мере определяется количественным содержанием ОВ), и высокое удельное эл. сопротивление. Низкие УЭС, измеренные при ГИС в нижнемайкопской толще, свидетельствуют о преобладании роли поверхностной проводимости. Более высокое содержание ОВ в породах баженовской свиты предопределяет повышенную степень их гидрофобизации. Вследствие этого, электропроводимость приповерхностного слоя у баженитов незначительна и удельное электрическое сопротивление пород характеризуется высокими величинами.
Несмотря на отмеченные различия, в целом, по типу коллектора, характеру нефтеносности баженовские и нижнемайкопские глинистые отложения близки и методические приемы поисков и разведки залежей нефти в них могут быть одинаковыми.
Существенный вклад в изучение майкопских отложений Северо-Восточного Кавказа внёс Н. С. Шатский. В 1924–1925 гг. под его руководством и непосредственном участии в северной части Предгорного Дагестана проводились фундаментальные исследования майкопск их отложений, в результате которых в 1927 г. Н. С. Шатским и В. В. Меннером была опубликована схема расчленения палеогеновых отложений. В этой схеме, майкопская серия была расчленена на ряд горизонтов. Вся толща майкопских отложений отнесена к олигоцену и особо выделены хадумские слои как нижнеолигоценовые [9].
До 30-х годов представление о геологическом строении Восточного Предкавказья базировалось на отрывочных данных изучения отдельных участков, главным образом выходов на поверхность. С получением промышленного притока газа на Сенгилеевской площади в 1945 г. изучение майкопских отложений приобретает широкий размах. Этому способствовали проводившиеся в большом объеме геологическая съемка, геофизические исследования, разведочное, структурно-поисковое бурение. В 50–60 гг. на территории Центрального Предкавказья, в хадумской свите, были открыты крупные месторождения газа (Северо — Ставропольское, Тахта — Кугультинское и др.), связанные с гранулярными коллекторами. Эти открытия послужили основанием для постановки поисково-разведочных работ на олигоценовые отложения Восточного Предкавказья.
Так первые фонтаны нефти из олигоценовых отложений Восточного Предкавказья были получены на Бенойской (1930), Карабулакской (1952), Озек-Суатской, Ачикулакской (1953) площадях. Первоначальные дебиты нефти составляли 0,1–400 м3/сут. Однако, отсутствие систематизированных данных о распределении залежей неантиклинального типа, а так же разуплотненых нефтенасыщенных пород коллекторов, как по площади, так и по разрезу, не позволило развернуть широкие поисковые работы. Но небольшая глубина залегания (2100–2500 м) и региональный характер нефтенасыщения олигоценовых отложений, стимулировали продолжение работ. Так, начиная с 1981 года, были открыты нефтяные месторождения: Журавское (1981г.), Воробъевское (1983г.), Советское (1985г.).
На протяжении более 30 лет изучением геологического строения олигоценовых отложений занимаются многие научно-исследовательские и производственные коллективы региона. Прежде всего, это СФ «СевКавНИПИнефть» (потом лаборатория № 2 ГТЭ ПО «СНГ»), НИИГИ г. Грозный, ОАО «СевКавНИПИгаз» и производственные организации ОАО «Кавказтрансгаз», «Ставропольнефтегеофизика», Ставропольского УБР, а также тематические партии УГР ПО «СНГФ» и т. д.
Ими проделана значительная работа, в результате которой изучены петрофизические свойства пород, установлены многообразные корреляционные связи между различными параметрами, оценены возможности используемого комплекса исследований.
К настоящему времени на территории Восточного Предкавказья выявлено 6 залежей нефти: Прасковейское, Ачикулакское, Озек-Суатское, Южно-Озексуатское, Южно — Острогорское и Лесное. Кроме того, на таких площадях как Нефтекумское, Подсолнечное, Владимировское получены неустойчивые и незначительные притоки нефти.
К сожалению, проведенный анализ открытия выявленных залежей позволяет утверждать, что большинство известных залежей были открыты с некоторыми элементами случайности (последовательный поиск объектов из фонда выявленных и подготовленных структур под поисковое бурение или после возврата на вышележащие объекты после завершения разработки ниже залегающих верхне и нижнемеловые залежей).
Открытие залежей нефти в глинистой толще нижнего майкопа, неизбежно привело геологов к необходимости определения вида коллектора и особенностей его строения, а несколько позднее — к необходимости определения вида природного резервуара и особенностей его строения. Совершенно очевидно, что незнание структуры глинистого природного резервуара лишает геологов возможности прогнозирования, снижает эффективность бурения скважин и разработки залежей нефти.
В конце 80-х годов сотрудниками Университета Дружбы народов (Е. И. Тараненко, М. Ю. Хакимов и др.) создана оригинальная модель глинистого коллектора хадумской свиты. Согласно этой модели порода пласта состоит из пакетов глинистых минералов, разделенных песчаными каналами. Стенки каналов содержат прочно связанную воду, а в центре поровые пространства больше и по ним циркулирует нефть или вода. Основываясь на предложенной модели сотрудниками ПО «Ставропольнефтегеофизика» в 1991 году успешно опробована методика оценки кажущейся нефтенасыщенной пористости совместно с использованием методики суммирования кривых пористости и сопротивления. В 1985 году Е. И. Тараненко, В. И. Диваков и М. Ю. Хакимов предложили строение модели глинистого резервуара и методы оценки эффективных мощностей. В 1989 году ими же были приведены новые данные сканирующей электронной микроскопии, которые уточнили строение глинистого коллектора. Для определения емкостных и плотностных показателей глин приведен алгоритм расчетов степени уплотнения глин, а так же вертикальной, открытой и эффективной пористости глин по данным электрометрии скважин.
Комплексным прогнозированием продуктивных коллекторов в глинах олигоцен-миоцена, Восточного Предкавказья занимались М. В. Шапошников и П. С. Нарыжный (1987г.) [6].
Проведенный комплекс исследований (1988 г.) на основе обобщения геолого-геофизических данных и построений региональных тектонических, палеогеографических, геохимических и других карт позволил группе специалистов геолого-тематической экспедиции (М. В. Шапошников, П. С. Нарыжный, Б. А. Онищенко) предложить дальнейшую программу поисков и разведки залежей нефти в палеогеновых отложениях Восточного Предкавказья. В последующих работах Г. Н. Чепака, П. С. Нарыжного, А. И. Копыльцова, [5,8] большое внимание было уделено петрографической, петрофизической, а так же геохимической характеристике отложений. В работах проанализирован материал по верхнепалеогеновым скважинам месторождений Прасковейского, Ачикулакского, Лесного. Всесторонний анализ всех материалов бурения, испытания, эксплуатации скважин, результатов лабораторных исследований керна, работ по определению интервалов притоков по Журавско-Воробъевскому месторождению позволил выработать геолого-физическую модель ловушек в верхнепалеогеновых отложениях. Залежи нефти, по их мнению, приурочены к локальным зонам развития глинистых коллекторов и подпираются активными контурными водами. Коллектор представляет собой двухслойную систему, состоящую из проводящей и питающей системы. Проводящая система это наиболее проницаемая (до 2,5 *10–12 м²) часть пласта, имеет очень малую мощность. Поэтому при больших депрессиях на пласт контурные воды по супер проницаемым каналам могут быстро продвигаться к забоям скважин. Комплексное исследование керна позволило сделать заключение, что коллекторами нефти являются тонкослоистые глины “нарушенной” структуры, выражающейся в разуплотнении (“раздвинутости”) горизонтальных листоватых фрагментов пород за счет многих факторов (литогенетических, нефтегенерирующих, тектонических и др.) Тип коллектора — трещинно-листоватый, трещины являются “проводниками”, а межлистоватое пространство — “подпитывающей”, резервуарной системой. Эти коллекторы в значительной мере подвержены необратимым деформациям за счет возрастающего эффективного давления сжатия. При лабораторных исследованиях наблюдается резкое снижение проницаемости пород уже в интервале 5–15 МПа эффективного давления сжатия, а при 20 МПа образец становится практически непроницаемым. Действительно анализ исследования скважин на Журавско-Воробъевском месторождении (А. И. Копыльцов, 1988 г.) показал, что при увеличении депрессии на пласт до 6–13 МПа дебиты нефти увеличиваются, а потом наблюдается резкое его снижение вплоть до прекращения притока. Характер кривых восстановления пластового давления (В. Б. Мартиросян, 1992 г.) подтверждает, что продуктивный глинистый коллектор Журавско-Воробъевского месторождения, представляет собой двуслойную среду, состоящую из проводящей и питающей системы. Нестандартность коллектора — его глинистая природа, отсутствие жесткого скелета, горизонтальная пустотность, обусловленная трещиноватостью и листоватостью по напластованию, наличие проводящих каналов незначительной толщины с очень высокой проницаемостью объясняют механизм сравнительно быстрого обводнения нефтяных скважин.
Нельзя не отметить работы П. В. Бигуна (1990г.) под руководством которого были разработаны критерии выделения нефтенасыщенных объектов в глинистых отложениях нижнего майкопа Воробьевского месторождения, где по результатам петрофизических исследований установлены основные закономерности площадного распределения пористости глинистых пород, составлены карты этих параметров, приведены сведения о физико-механических свойствах пород, по которым показали различный характер их изменений в отложениях хадумской и баталпашинской свиты. Проанализированы существующие способы оценки эффективной пористости.
Технология ГИС для выделения и оценки нефтенасыщенных коллекторов, полнота, качество и применяемая аппаратура были различными в разные годы разведки изучаемых отложений. В 50–60 х годах ГИС проводились в масштабе 1:500 при минимальном комплексе исследований. В связи с трудностью выделения и оценки коллекторов этих отложений в комплексе последовательно вводились новые к тому времени виды ГИС, такие как АК, БК, БКЗ и др., которые рекомендовались для внедрения, что бы повысить эффективность оценки нижнеолигоценовых отложений. В результате, скважины, пробуренные в 80–90 х годах с целью изучения нижнеолигоценовых отложений, вскрывались и изучались более представительным комплексом ГИС, включающим: БКЗ, БК, БМК, МКЗ, КВ, ГК, НГК, АК. В отдельных скважинах проводился: ГГК, термометрия, отбор керна, широкополосный АК, газовый каротаж. Методики выделения сложно экранированных ловушек глинистых коллекторов и по данным ГИС разрабатывались в ОАО «Ставропольнефтегеофизика» (Л. П. Чурилов, 1990г., В. А. Гвоздецкая и др), в ОАО «СевКавНИПИгаз» под руководством В. Н. Евика (1989 г.) а также специалистами «Ставропольнефтегаз», ГТЭ СНГ и др. Методики, предложенные В.А Александровым, Л. П. Чуриловым, С. А. Дудаевым, Ю. М. Тимошенко, Г. А. Полосиным и др. имеют право на жизнь, они интересны, однако на однозначность претендовать не могут. Для поиска эффективных направлений развития ГИС необходимо, с одной стороны, комплексные нестандартные петрофизические исследования горных пород, отвечающие современному уровню, а с другой пересмотр накопившегося геолого-геофизического материала.
Комплекс информативных показателей, включающий сейсморазведку и промыслово-геофизические работы для локального прогноза нефтеносности глинистых отложений нижнего майкопа, предложен Г. Н. Чепаком и другими исследователями, [8] среди которых они выделяют АК, ГГК и термометрию в скважинах с установившимся и неустановившимся режимом.
Наиболее сложной задачей стоявшей перед исследователями являлась локализация трещиноватых участков в регионально перспективных зонах. Дело в том, что все открытые залежи не соответствуют современным антиклинальным структурам и приурочены к периклиналям, крыльям иногда синклиналям. Анализ динамики продольных волн в различных модификациях показал их недостаточность по разведочным признакам для обнаружения трещиноватых и разуплотненных зон в глинистых отложениях. Опробование таких методов, как морфометрический, аэрокосмический, геохимический однозначного результата не дали.
Работы последних лет ООО «Геонефтегаз» (1995–1999 г.) проведенные в Восточном Предкавказье на месторождениях Журавское и Воробъевское по проблеме выделения коллекторов в глинистых отложениях методами многоволновой поляризационной сейсморазведки (МВПС) и электроразведки методом вызванной поляризации, дали обнадеживающие результаты. Это послужило причиной постановки подобных работ на площади, расположенной между месторождениями Прасковейское и Ачикулакское. Основой для поставки такой задачи послужили теоретические и экспериментальные исследования по проблеме выделения коллекторов в глинистых отложениях, которые велись в течение длительного срока во ВНИИГеофизике и ООО «Геонефтегаз» Несмотря на достигнутые результаты работ, следует отметить, что экспериментальные работы позволили только сформулировать новые направления исследований для повышения эффективности электроразведочных работ. Для реализации этих направлений, по мнению авторов работы (В. М. Кузнецов, Е. С. Киселев, 2000 г.) необходимо выполнение дополнительных научно исследовательских и экспериментальных работ.
Изучению структуры пустотного пространства сложных глинистых коллекторов олигоценовых отложений Восточного Ставрополья, посвящены работы И. А. Бурлакова и др. [1]. Определение эффективной пористости коллекторов олигоцена производится методом капилярной вытяжки и «сушки». Авторами были определены корреляционные взаимосвязи основных физических характеристик пород нижнеолигоценовых отложений. Таким образом, строение (модель) коллектора по авторам, представляется следующим образом. Порода сложена горизонтально ориентированными, тонкими, ровными, иногда линзовидными листочками и пластинками, налегающими друг на друга. Толщина пластинок составляет сотые и десятые доли миллиметра, обычно не превышает 0,2–0,5мм. Плоскостные размеры листочков и пластинок составляю 3 х 4; 5 х 7; 5 х 10 мм и более. Пустотные пространства между листочками и пластинками обуславливают общую емкость пород. Эти пространства, собственно, и являются эффективными пустотами для вмещения подвижной нефти. Однако, в зависимости от размеров (раскрытости) и эти пустоты играют различную роль. Очень тонкие пустоты с раскрытостью < 1–2 мкм также являются неэффективными. Слабой эффективностью, особенно в определении фильтрационных свойств пород, характеризуются пространства с раскрытостью 2–5 мкм. Из таких пустот пониженной раскрытости нефть в процессе разработки залежи может «выжиматься» в более, проницаемые участки коллектора, за счет давления сжатия. И, наконец, пустотные пространства с раскрытостью > 5 мкм играют решающую роль в определении емкости и проницаемости коллектора.
Проведенный анализ керна, основанный на методике исследования коллекторских свойств трещиноватых пород в плоско параллельных шлифах разработанный во ВНИГРИ группой профессора Е. М. Смехова, был представлен работе “Изучение коллекторских свойств трещиноватых пород верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложений разведочных площадей Ставрополья”. Для сравнения с этой методикой изучался так же керн трещинных коллекторов лабораторными методами. Фактическими данными исследований служили материалы по изучению керна Прасковейской, Чкаловской, Отказненской, Гороховской площадей, собранных при изучении керна руководителем темы Н. П. Фурсовой, а так же отдельные образцы пород, присланные геологами разведок по Журавской, Благодарненской и Приозёрной площадям. Всего авторами данной работы было исследовано 675 образцов пород из верхнемеловых и нижнепалеогеновых отложений. Из отложений палеогена исследовано 460 образцов.
Авторы отчёта делают выводы, на основании достаточно серьёзной работы о типах трещиноватости коллекторов. По значениям проницаемости и густоты трещин авторы выделяют 7 типов коллекторов на Прасковейской площади. Так же авторы делают выводы, что при сопоставлении данных химического состава отдельных типов трещинных коллекторов удалось установить, что увеличение карбонатности пород влечёт за собой соответственное увеличение трещиноватости. Уделено в отчете внимание и методике определения коэффициента трещиноватости.
Вопросы геохимических особенностей глинистых отложений нижнемайкопской серии достаточно полно освещены в трудах Е. М. Борисенко, И. А. Бурлакова (1983), В. Н. Евика (1989 г.). Авторы представили огромный фактический материал, полученный на локализованных участках Восточного Предкавказья, (преимущественно Журавская площадь) и приводят достаточно убедительные выводы о высокой генерационной способности УВ этих отложений. Большую практическую ценность представляют результаты исследований по определению физико-химических параметров глинистых пород олигоцена — Eh и pH и их связи с нефтегазонасыщенностью пород.
Фильтрационные и емкостные свойства глинистых коллекторов нижнемайкопских отложений Восточного Предкавказья изучались многими исследователями с помощью различных методов [1,5,6,8]. Однако полученные результаты сильно различаются, вследствие чего трудно получить представление о действительных коллекторских свойствах этих пород. Значительный разброс получен и при испытании скважин. Не совпадают не только результаты изучения параметров коллекторов и связи дебитов с параметрами, но и представления исследователей о природе емкости этих пород. Предпочтение отдается либо пористости матрицы, либо трещиноватости, либо параллельной слоистости.
Несмотря на достаточно длительный период геолого-геофизических работ по поискам и разведке нефтяных залежей, а так же значительный накопленный опыт по выявлению и разработки залежей УВ хадумской свиты Восточного Предкавказья, в настоящее время так и не найден критерий надежного выделения продуктивных интервалов в разрезе скважин. Существуют совершенно разные представления о механизмах формирования коллекторов и залежей, о типах ловушек, о наличии подошвенных вод и др. Поэтому говорить об установленных закономерностях формирования такого типа коллекторов и размещения залежей УВ преждевременно. Анализ основных результатов предшествующих исследований, особенностей геологического строения залежей нефти в глинистых коллекторах позволил установить следующие особенности:
- Все выявленные нефтескопления не контролируются современным структурным планом и располагаются на крыльевых и переклинальных частях современных структур.
- Ловушки, контролирующие нефтескопления, могут определяться как капиллярно-экранированные, так как в качестве удерживающего нефтескопления экрана выступают породы литологически однотипные коллектору, но с низкими фильтрационно-емкостными свойствами.
- В поле выявленных нефтескоплений коллектор развит неравномерно, что отражается в величинах дебитов скважин. Промышленно дебитные скважины связаны, по-видимому, с трещиноватыми зонами, а также зона разуплотнения глинистых пород.
Таким образом, главным фактором, определяющим особенности размещения нефтескоплений в глинистых отложениях нижнего олигоцена, является характер развития коллекторов. Имеется несколько точек зрения на природу образования коллекторов в глинистой толще:
- Зоны развития коллекторов, обусловлены палеотектоническим факторам и связаны с древними палеосводами структур.
- Зоны развития коллекторов приурочены к разломам, разбивающим фундамент в пределах площади, на серии блоков, испытавших многократные знакопеременные подвижки [8].
- Образование коллектора обусловлено термобарическим фактором. В области повышенных температур быстрее происходили процессы катагенетического преобразования пород и генерации углеводородов, и коллектор мог формироваться за счет разуплотнения микрослоистых глин под воздействием расклинивающих сил тонких пленок воды и образующихся углеводородов и различающихся термонапряжений в элементах самой породы.
Не останавливаясь на анализе каждой точки зрения на природу формирования коллектора, можно отметить, что, скорее всего, образование его обусловлено комплексом вышеперечисленных факторов. Однако несомненно, что огромная роль в формировании глинистого коллектора принадлежит температурному фактору.
Высокая степень перспективности хадумских отложений, подкрепленная открытием месторождений (Прасковейское, Ачикулакское, Озек-Суатское и др.) в последнее время стала подвергаться сомнению в связи с низкой эффективностью поисково-разведочных работ, возникающими сложностями при обосновании критериев заложения скважин, обусловленными неоднозначным характером нефтенасыщения продуктивных пластов. На наш взгляд слабая успешность поисково-разведочных работ связана не c только с завышенной оценкой перспективности отложений, сколько с несовершенством используемой методики поисков и разведки. Проблема разработки оптимальной методики поисков и разведки залежей УВ в глинистой толще нижнего олигоцена, в свою очередь, связана с отсутствием до настоящего времени четких представлений об особенностях и характере размещения нефтескоплений.
Как показал анализ, традиционный подход не позволил найти решения на перечисленные выше проблемы, поэтому для создания удовлетворительной концепции решения вопросов, строения хадумских пластов, необходим комплексный анализ особенностей геологического строения, а также выработать специальные, принципиально новые и современные подходы исследования горных пород. Комплексный подход должен так же объединить результаты геофизических, сейсмических исследований, данных бурения и испытания скважин.
На протяжении достаточно длительного периода изучения олигоценовых отложений региона для их разделения и характеристики использовались в основном стратиграфические и литологические признаки. К сожалению, использование стратиграфического признака и породного уровня, изучения отложений не привело к полному раскрытию и пониманию особенностей разреза и характера его нефтеносности [3]. В связи с этим предлагается рассматривать данные отложения в системах слоевых ассоциаций. Выделив в разрезе хадумской свиты циклиты, появляется возможность проведения сравнительного анализа, структурных, петрофизических, геохимических характеристик пластов-циклитов, с фильтрационными возможностями, увязав результаты испытания скважин с каждым пластом в отдельности, определяя тем самым зависимости для приточных скважин и скважин без притока. Анализ пространственного размещения возможных промышленных скоплений нефти может быть, существенно эффективнее при выделении и учете, циклического строения пород хадумской свиты.
В связи с тем, что регион относится к старому добывающему району, с падающей добычей нефти, в условиях современной экономики не возможно бурение достаточного количества новых скважин, для ответа на нерешенные вопросы строения глинистых коллекторов. Поэтому, необходимо комплексно проанализировать весь имеющийся фактический материал прошлых лет, применяя новые и современные подходы исследований.
В пределах таких нефтяных месторождений, где установлена промышленная нефтеносность хадумских отложений, имеется большое количество скважин, в которых эксплуатируются нижележащие меловые отложения. Часть таких скважин, уже отработавших на меловые продуктивные отложения, могут быть возвращены на хадумский продуктивный горизонт и с учетом предложений автора о циклическом строении, проведены исследования и испытания перспективных интервалов разреза.
Выводы
Обзор взглядов и особенностей геологического строения залежей нефти в глинистых коллекторах Восточного Предкавказья помог определить ряд специфических особенностей скоплений нефти в глинистых коллекторах и определить последовательность вопросов, решение которых ставит перед собой автор. К наиболее актуальным вопросам при поисках залежей нефти в глинистых отложениях олигоцена Восточного Предкавказья относятся:
- определение типа разреза и тектоники района;
- рассмотрение глинистого коллектора хадумской свиты олигоценовых отложений с позиции системно-литмологического анализа, что даст возможность выделить в разрезе элементарные слоевые ассоциации — циклиты;
- определение строения зон нефтегазонакопления (ЗНГН) и пространственно-временных взаимоотношений аккумулирующих элементов с очагом генерации УВ, с учетом циклического строения разреза;
- анализ реализации генерационного потенциала ОВ глинистых пластов хадумской свиты;
- детальное рассмотрение петрофизической, геохимической, минералогической характеристики, увязывая свойства пород с выделенными циклитами;
- определение модели глинистого коллектора и выделение критериев прогнозирования залежей нефти;
- полный анализ всех результатов испытаний скважин, в пределах выделенных элементов слоевых ассоциаций.
- палеоструктурные исследования и ранжирование выявленных объекты по степени их перспективности.
Таким образом, обзор помог автору определить направление дальнейших исследований в своих работах, и возможность их практического применения для работ связанных с подсчетом запасов УВ, анализом разработки и планирования ГТМ скважин в олигоценовых отложениях в пределах Восточного Предкавказья.
Литература
1 Бурлаков И. А., Келигрехашвили Л. А., Лещинская Т. Б. Методы определения остаточной водонасыщенности листоватых глин-коллекторов нефти нижнего майкопа Восточного Предкавказья //Повышение достоверности определения параметров сложных коллекторов и флюидоупоров: Мат. VI всесоюз. совещ.. — Львов, 22–24 сентября 1987 г. — Львов: УКРНИГРИ, 1988, — с. 169–170.
2 Гурари Ф. Г. О поисках нефти и газа в мезозое Западно-Сибирской низменности. Новосибирск, 1961. (Тр. СНИИГГиМС; Вып.17).
3 Карогодин Ю. Н. Литмология — интегрирующая наука общей и нефтяной геологии / Современные проблемы геологии нефти и газа / Москва / Научный мир / 2001
4 Кривошеева З. А., Соколов Б. А. Образование нефтяных залежей в глинистых толщах в результате процесса разуплотнения. — Геология нефти и газа, 1980, № 1.
5 Копыльцов А. И., Нарыжный П. С., Навасартян М. А. Особенности нефтеносности и геологическая модель залежей олигоцена Ставрополья. Основные проблемы геологического изучения и использования недр Северного Кавказа (Материал VIII Юбилейной конференции по геологии и полезным ископаемым). Г.Ессентуки,1995.
6 Нарыжный П. С. О прогнозировании продуктивных коллекторов в глинах олигоцена-миоцена Восточного Предкавказья (на примере Журавской площади) //Прогнозирование геологического разреза и поиск сложно экранированных ловушек. — М., 1986.-21–35.
7 Филина С. И., Корж М. В., Зонн М. С. Палеогеография и нефтеносность баженовской свиты Западной Сибири. — М.: Наука, 1984. — 36с.
8 Чепак Г. Н., Шапошников В. М. Особенности нефтеносности глинистой толщи олигоцена Восточного Предкавказья // Геология нефти и газа, 1983, — 8 с.
9 Шарафутдинов В. Ф. Геологическое строение и закономерности развития майкопских отложений Северо-Восточного Кавказа в связи с нефтегазоносностью. Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора геолого-минералогических наук, Москва — 2003.
