Полный текст

Введение Изучение коллекторских свойств пород является одной из важнейших задач при опреде-лении перспективности структур, содержащих нефть и газ, и подсчете запасов на разведанных месторождениях. Кроме того, нынешний период развития нефтегазодобывающей промышленности требует повышения эффективности и совершенство-вания технологических процессов разработки нефтегазовых месторождений. Одна из перспективных структур Бакинского архипелага - Хамамдаг-Дениз (рис. 1) - была выявлена в первой половине прошлого века картировочным бурением, а затем более детально изучена структурным и глубинным поисково-разведочным бурением. Рис. 1. Положение Хамамдаг-Дениз в структурном плане Бакинского архипелага Принимая во внимание, что на архипелаге все еще есть не полностью изученные структуры, а также сохраняются возможности открытия новых нефтегазовых месторождений, нами были проанализированы петрофизические свойства образцов керна, взятых из пробуренных на месторождении Хамамдаг-Дениз и прилегающих к нему участках поисково-разведочных скважин. Были проведены аналитические и графические обобщения средних значений и интервалов изменения данных гранулометрического анализа и коллекторских свойств отложений плиоценовой толщи. Установлено, что в результате геологи-ческих процессов петрофизические свойства однотипных и одновозрастных пород подверглись изменениям в широком диапазоне значений. Структура Хамамдаг-Дениз географически расположена к юго-востоку от Пирсагатской структуры (см. рис. 1). Северо-западная перикли-нальная часть складки была закартирована в 1936-1937 гг. В 1950 г. в море было проведено картировочное бурение с баркаса. Результаты его подтвердили наличие здесь самостоятельного поднятия. Сейсмические работы проводились в 1951-1952 гг. Позже, в 1954-1955 гг., на площади производилось структурное бурение. Нефтегазоносность и литолого-петрофизические свойства плиоценовых отложений месторождения Хамамдаг-Дениз Бакинского архипелага В геологическом строении структуры Хамамдаг-Дениз принимают участие акчагыльские, апшеронс-кие отложения, а также верхние части продуктивной толщи. Отложения последней в сводовой части складки размыты на глубину 900 м от кровли. Вскрытая часть разреза представлена серыми, серовато-бурыми песчанистыми глинами с маломощными (от 0,05 до 1,5 м) пластами серых глинистых песков. Акчагыльский ярус представлен серыми, темно-серыми слоистыми глинами с маломощными прослоями песков и вулканических пеплов мощностью 70-80 м. В разрезе встречается также пластовая брекчия. Апшеронский ярус развит в крыльевых и периклинальных частях структуры и представлен всеми тремя подъярусами. Известняки-ракушняки апшеронского яруса на юго-западном крыле структуры местами выходят над поверхностью воды и образуют небольшие островки. В целом апшеронский ярус мощностью около 900 м выражен чередованием серых, темно-серых глин, известняков-ракушняков, песчаников. Содер-жание известняков увеличивается в среднем и верхнем подъярусах. В тектоническом отношении площадь Хамамдаг-Дениз представляет собой симметричную брахи-антиклинальную складку, простирающуюся на северо-запад простирали (рис. 2) с углами падения на обоих крыльях 25-40º. Северо-западная периклиналь структуры расположена на суше, где находится грязевой вулкан Хамамдаг-Дениз. Как и по всему архипелагу, здесь перспективны отложения VII горизонта нижнего отдела продуктивной толщи. При бурении первых двух-трех разведочных скважин с целью вскрытия миоценовых отложений их углубили до 5000 м [1-6]. Рис. 2. Геологический профиль структуры Хамамдаг-Дениз В процессе бурения изучались грануло-метрический состав (%), карбонатность (%), пористость (Kм, %), проницаемость (10-15 м2), плотность (σ, г/cм3) и скорость распространения ультразвуковых волн (V, м/с). В результате изучения гранулометрического состава пород в отложениях плиоценовой толщи по площади Хамамдаг-Дениз было установлено, что диаметр зерен, слагающих отложения, изменяется в интервале от более 0,25 до менее 0,1 мм, что указывает на преобладание в разрезе алевритов (табл. 1). Как следует из табл. 1, гранулометри-ческий состав отложений плиоценовой толщи изменяется: у песков - от 4,9 до 50,0 %, у алевритов - 24,1-69,9 %, у глин - от 22,6 до 90,0 %. На основании приведенных данных была определена закономерность распределения физических свойств разновозрастных пород из литостратиграфических единиц, участвующих в геологическом строении площади, а также установлен диапазон изменения коллекторских свойств пластов с расчетом средних значений. Из обобщенного анализа фракционного состава в разрезе плиоценовый толщи можно заключить, что он представлен в основном алевритами, за исключением интер-вала глубины 3780-3835 м, где доминируют псаммиты (61,7 %) и алевриты (24,0 %). То есть интервал 3780-3835 м представлен глинисто-алевритовыми песчаниками. Более детальный анализ зависимости кол-лекторских свойств пород от гранулометрического состава с учетом влияния глубины показывает (рис. 3, а-в), что на малых глубинах (835-1088 м) фракционный состав пород благоприятствует высокой пористости (максимум 26,6 %) и сопро-вождается высокой скоростью распространения ультразвуковых волн (3000 м/с) и плотностью (2,28 г/см3) (см. табл. 1). На средних глубинах (3669 м) при домини-ровании алевролитов (69,6 %) максимальная пористость пород составляет 20,0 %, а проницаемость - 32,6∙10-15 м2, что может быть связано с хорошей отсортированностью зерен и слабой их уплот-ненностью (на это указывают относительно низкая плотность и скорость ультразвуковых волн). Таблица 1 Результатах петрофизических исследований отложений плиоценовой толщи месторождения Хамамдаг-Дениз Интервал глубин, м Гранулометрический состав, % Карбонатность, % Пористость,% Проницаемость, 10-15м2 Плотность σ, г/см3 Скорость распростра-нения ультра-звука V, м/с фракция более 0,25-0,1 фракция 0,1-0,01 фракция менее 0,01 502-834 Непроница-емость 835-1088 1100-1200 1450-1800 2500-3669 2,24 2550 3780-3835 2,23 2750 4025-4114 33,0 43,7 22,6 32,3 8,1 0,11 2,26 2800 4114-4439 2,24 2700 Примечание: в числителе - экстремальные значения, в знаменателе - средние значения параметров, в скобках - количество изученных образцов. Рис. 3. Соотношение гранулометрического состава коллекторов на малых (а), средних (б) и больших (в) глубинах залегания, а также в интервале глубин 1100-1200 м (г) Далее, на больших глубинах (4439 м) залегают песчано-глинистые алевролиты с содержанием алевритов 53,3 %, песков 21,9 %, глин 36,1 % и карбонатностью 19,9 %. Здесь существенно ниже пористость (максимум 21,3 %) и проницаемость 129,0∙10-15м2 пород, что свидетельствует об относительно низкой отсортированности и связанной с ней более высокой плотности этих отложений. На это указывает и высокая скорость распространения ультразвуковых волн в пределах рассматриваемых глубин [7-27]. В то же время относительно высокая прони-цаемость и пористость, наблюдаемые на глубине 1100-1200 м (см. рис. 3, г), где песчано-глинистые алевролиты содержат 46,5 % алеврита, 13,6 % песков, 37,6 % глин при карбонатности 17,0 % и отличаются слабой отсортированностью, может объясняться вторичной пористостью. Это пред-положение подтверждается относительно высокой плотностью и скоростью распространения ультразву-ковых волн (см. табл. 1). Следовательно, возникновение вторичной пористости пород в условиях Бакинского архипелага является вполне реальным. Визуализация глубинного изменения петрофизических характеристик и соотношения гранулометрического состава коллекторов была реализована построением соответствующих графических зависимостей для отложений плиоценовой толщи Хамамдаг-Дениз (табл. 2). Как видно из рассмотрения графических изобра-жений и табличных данных, четкой корреляции и прямой устойчивой зависимости между рассматри-ваемыми петрофизическими параметрами не наблюдается. Очевидно, это связано с множествен-ностью факторов, определяющих значения рассматриваемых параметров. Таблица 2 Изменение петрофизических характеристик по глубине в отложениях плиоценовой толщи месторождений Хамамдаг-Дениз Интервал глубин, м Гранулометрический состав, % Карбонатность,% Пористость, % Проницаемость, 10-15м2 Плотность σ, г/см3 Скорость распространения ультразвука V, м/с Фракции более 0,25-0,10 Фракции 0,10-0,01 Фракции менее 0,01 сух. V 502-834 Непроницаемость 835-1088 1100-1200 1450-1800 2500-3669 3780-3835 4025-4114 4114-4439 Заслуживает внимания факт, что на глубине 4114-4439 м вскрыты нефтегазоносные породы. Это дает основание прогнозировать наличие нефтегазовых коллекторов в глубокозалегающих толщах этого месторождения, тем более выше уже было обосновано явление отклонения общей законо-мерности ухудшения пористости и проницаемости пород с глубиной. Подобное явление наблюдалось и в предыдущих исследованиях [8, 9], также свидетельствующих о возможности сохранения на относительно больших глубинах первичных продуктивных свойств пород-коллекторов или новообретенных - вторичных. Данное явление наиболее характерно для глин, которые в условиях относительно высоких давлений и температур, преобразуясь в аргиллиты, приобретают вторичную пористость и связанную с ней проницаемость. Этот факт заслуживает особого внимания, поскольку продуктивная толща не только в пределах площади Хамамдаг-Дениз, но и в пределах всего Бакинского архипелага характеризуется высокой глинистостью и залегает на больших глубинах с геотермией в 100 °С и более. Это весьма благоприятствует процессам преобразования глин в аргиллиты. Геодинамические и тектонические воздействия выражаются здесь в развитии поперечных сжимающих напряжений, приводящих к возникновению трещиноватости в хрупких аргиллитах, что очень напоминает трещиноватость аргиллитов Баженовской свиты (верхнеюрский комплекс) в Западной Сибири. На нашем месторождении (Хамамдаг-Дениз) плотность глинистых отложений изменяется в пределах 2,10-2,36 г/см2, пористость - 5,4-26,5 %, скорость распространения ультразвуковых волн - 1900-3500 м/с. С другой стороны, изменение коллекторских свойств в глубоких и неглубоких скважинах различных тектонических блоков показывает, что в каждом из них пористость и проницаемость, а также другие петрофизические свойства значительно отличаются друг от друга. Это указывает на то, что в процессе литогенеза и метаморфизма под воздействием температуры и давления осадки, пройдя этапы начального уплотнения, в последующем могут приобрести вторичную пористость [28-37]. Влияние геодинамического режима на формирование геологического строения Очевидно, что, выдвигая предположения о вторичных структурных изменениях продуктивных коллекторов, следует коснуться геодинамической природы глубинных тектонических условий, действовавших на территории Бакинского архи-пелага. Как известно, в недрах Бакинского архипелага со времени раскрытия Красногорского рифта существовал сложный геодинамический режим развития, контролируемый продвижением Аравийском плиты в северном направлении. В процессе этого перемещения северо-восточный выступ Аравийской плиты подвергся деформации изгиба узкой северо-западной части Ирано-Афганской плиты в северо-восточном направлении [10]. В результате к концу плиоцена Южно-Каспийский бассейн был отделен от Черного моря с одновременным формированием западного борта Бакинского архипелага. Вследствие описанных процессов в настоящее время земная кора в пределах Бакинского архипелага продолжает оставаться под воздействием сжимающих напряжений северо-восточной ориентации. Вместе с тем, как известно, ложе Южного Каспия имеет сложнограбеновое строение, что способствует более интенсивному погружению дна моря и Бакинского архипелага в том числе. С другой стороны, на севере, в зоне Апшероно-Прибалханского порога, ложе Южного Каспия пододвигается под ложе Среднего Каспия, а по южному борту - под узкую часть Ирано-Афганской плиты. Все это вместе указывает на присутствие в недрах Южного Каспия, включая территорию Бакинского архипелага, сжимающих напряжений субмери-диональной ориентации. Тем не менее более интенсивными здесь остаются напряжения северо-восточной направленности, о чем свидетельствует северо-западо-юго-восточная ориентация анти-клинальных зон Бакинского архипелага. Из вышеизложенного следует, что геодинамический режим в пределах Бакинского архипелага достаточно благоприятствует возникновению вторичной пористости в породах осадочного комплекса [38-46]. Выводы 1. Литофациальный состав пород, тектонические и термобарические условия осадочного разреза Бакинского архипелага на больших глубинах являются благоприятными для формирования вторичной пористости в породах осадочного комплекса. 2. Обобщение гранулометрических данных показало что уплотнение плохо отсортированных терригенных осадочных пород с глубиной отрица-тельно влияет на их первичные коллекторские свойства (вплоть до формирования в них вторичной пористости). 3. Коллекторские свойства пород не имеют четкой связи с их карбонатностью, однако она положительно влияет на формирование их вторичной пористости и проницаемости. 4. Скорость ультразвуковых волн в породах-коллекторах прямо пропорциональна плотности и обратно пропорциональна в случаях развития вторичной пористости. 5. При прогнозировании продуктивности глубокозалегающих пластов, наряду с использо-ванием современных геофизических методов, целесообразно привлекать также петрофизические исследования кернового материала.

Об авторах

Вагиф Шыхы оглы Гурбанов

Автор, ответственный за переписку.
Email: vagifqurbanov@mail.ru
AZ1001, Азербайджан, г. Баку, ул. Ф. Амирова, 9

доктор геолого-минералогических наук, профессор, заместитель директора по научном вопросам Института нефти и газа

Адалат Бадал оглы Гасанов

Email: adalathasanov@yahoo.com
AZ1010, Азербайджан, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией физических свойств горных пород месторождений полезных ископаемых

Латиф Агамирза оглы Султанов

Email: latif.sultan@mail.ru
AZ1010, Азербайджан, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

научный сотрудник лаборатории физических свойств горных пород месторождений полезных ископаемых

Маис Саркар оглы Бабаев

Email: m.s.babayev@mail.ru
AZ1010, Азербайджан, г. Баку, пр. Азадлыг, 20

кандидат геолого-минералогических наук, доцент, заведующий кафедрой геологии нефти и газа

Список литературы

Статистика

Просмотры

Аннотация - 272

PDF (Russian) - 44

PDF (English) - 93

Ссылки

• Ссылки не определены.