Material composition and formation conditions of productive sandstoons of the Pur-Tazov oil and gas-being region (on the.pdf Введение Туруханский центр нефтедобычи в России активно развивается начиная с 2009 г. В его состав, помимо уникального Ванкорского месторождения, входят ряд близлежащих месторождений Большехетского вала: Лодочное, Тагульское и Сузунское (рис. 1), основные запасы нефти и газа в которых приурочены к меловым и верхнеюрским отложениям. Освоение всех месторождений Ванкорского кластера имеет важное стратегическое значение для российской экономики [Орлов, 2009; Кирюхин и др., 2011]. Рис. 1. Обзорная карта района исследований Fig. 1. The research area location map © Черданцева Д . А., Краснощекова Л. А., 2021 DOI: 10.17223/25421379/19/4 Лодочное нефтегазоконденсатное месторождение расположено на севере Красноярского края; входит в состав Большехетского нефтегазоносного района Пур-Тазовской нефтегазоносной области (НГО) Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Основные запасы нефти и газа на территории Большехетской террасы приурочены к меловым и верхнеюрским отложениям. Современное структурно-тектоническое строение западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба, включая анализ истории тектонического развития территории, выявление основных этапов формирования структур различных порядков, позволило «установить связь тектонических процессов с процессами нефтеобразова-ния и сделать вывод о высоких перспективах нефтегазоносности неокомского клиноформного комплекса в Енисей-Хатангском региональном прогибе» [Конторович, 2011, с. 1027]. Районирование перспектив нефтегазоносности региона сделало возможным провести их переоценку с учетом тектонических особенностей фундамента и увеличить начальные суммарные извлекаемые ресурсы нефти в северо-восточной части ЗападноСибирского нефтегазового бассейна на территории Красноярского края [Кринин, 2011]. Открытые в рассматриваемом регионе месторождения М. А. Фомин разделил на пять групп в зависимости от возраста залежей. Залежи углеводородов (нефти, газа, газового конденсата) на Сузунском, Ванкорском и Лодочном месторождениях преимущественно локализованы в отложениях мела: в нижней части нижнехетской свиты и в верхней части малохетской-нижней части яковлевской свиты, что дало возможность объединить эти месторождения в один ареал. На основе полученных закономерностей выделен стратификационный критерий для прогноза «открытия новых залежей углеводородов в конкретных толщах, в том числе и в пределах положительных структур, если они попадают в тот или иной ареал перспективности» [Фомин, 2014, с. 19]. Исследования [Поляков и др., 2001] выявили широкое развитие в составе природных резервуаров продуктивного нижнехетского горизонта, который характеризуется изменчивым строением и составом слагающих пород, ложных покрышек, влияющих на нефтегазоносность площадей. Опубликованные работы по литологопетрографическому изучению керна, вторичному преобразованию пород и фациальному анализу обстановок осадконакопления коллекторов относятся преимущественно к Ванкорскому и, реже, к Сузун-скому месторождениям. Было установлено [Фокин и др., 2008], что продуктивные песчаные пласты ниж-нехетской свиты Ванкорского месторождения формировались в прибрежно-морских условиях, яковлевской свиты - в аллювиальных обстановках: нижняя часть сложена песчаными телами устьевых баров, верхняя часть представлена отложениями ме-андрирующих дельтовых протоков. Уточнение условий накопления отложений яковлевской и нижне-хетской свит на Ванкорском месторождении в раннемеловую эпоху на основе литолого-фациального анализа с учетом гранулометрических результатов было проведено ранее [Квачко, 2010]. Литологофациальная модель отложений нижнехетской свиты с учетом комплексного использования седиментологического анализа керна, данных ГИС и 3D сейсморазведки в Сузунском нефтегазоносном районе была предложена Г.Л. Розбаевой [Розбаева, 2014]. Последующее изучение вторичного минералообразования в нижнемеловых отложениях Большехетской впадины [Титов и др., 2019] позволило выделить стадии фонового катагенеза и эпигенеза. Работы по лабораторному изучению кернового материала, отобранного на территории Лодочного месторождения, осуществлялись на базе аналитического центра АО «ТомскНИПИнефть» с 2014 г. Цель исследования - изучение вещественного состава, выявление и построение схемы последовательности постседиментационных изменений нефтеносных песчаных пород Лодочного месторождения, сформировавшихся в различных фациальных обстановках. Задачи исследования включали в себя уточнение условий осадкообразования продуктивных песчаных отложений и установление основных литологических характеристик песчаников, влияющих на их фильтрационно-емкостные свойства. Геология месторождения Территория исследования располагается на западном склоне террасы Большехетской впадины в северо-восточной части Западно-Сибирской плиты. Большехетская структурная терраса представляет собой сложно построенную зону, нарушающую монотонность восточного борта Надым-Тазовской синеклизы и имеет, в целом, субмеридиональную ориентировку (рис. 2). Западным склоном структурная терраса сочленяется с Пендомаяхской впадиной. Восточная часть региона относится к Приенисейской моноклизе - крупной надпорядковой структуре, примыкающей к Сибирской платформе. Ее северное более пологое окончание известно под названием «Па-кулихинская моноклиналь» [Поляков и др., 2001]. Большехетская терраса осложнена локальными структурными элементами меньшего порядка -Сузунским и Лодочным валами, в пределах последнего в северной его части выделяется Ванкорское поднятие. 84° О 20 40 60 км Рис. 2. Фрагмент структурно-тектонической карты Красноярского края (под редакцией В.А. Кринина, 2001 г.) [Поляков и др., 2001] 1 - изогипсы опорного сейсмического отражающего горизонта 11б в подошве верхнеюрско-меловых отложений; 2 - скважины, название и номер; границы тектонических элементов: 3 - надпорядковых; 4, 5 - соответственно первого и второго порядка; 6 -месторождения; надпорядковые структуры: III - Надым-Тазовская синеклиза; IV - Пакулихинская моноклиналь; структуры первого порядка: III1 - Пендомаяхская впадина; III2 - Большехетская структурная терраса; III3 - Тазовско-Русскореченский мегавал; структуры второго порядка: 38 - Чарский выступ; 40 - Долганский структурный залив; 41 - Сузунский вал; 42 - Лодочный вал; 43 - Советский структурный залив Fig. 2. The Krasnoyarsk Territory structural-tectonic map fragment (edited by V.A. Krinin, 2001) [Polyakov et al., 2001] 1 - isohypses of the reference seismic reflecting horizon IIb in the base of the Upper Jurassic-Cretaceous deposits; 2 - wells, name and number; tectonic element boundaries: 3 - superorder; 4, 5 - the first and the second order respectively; 6 - deposits; superorder structures: III - Nadym-Taz syneclise; IV - Pakulikhinskaya monocline; the first order structures: III1 - Pendomayakhskaya depression; III2 - Bolshekhetskaya tectonic terrace; III3 - Tazovsko-Russkorechensky mega-arch; the second order structures: 38 - Charsky tectonic ledge; 40 - Dolgan tectonic depression; 41 - Suzunsky arch; 42 - Lodochnyy arch; 43 - Soviet tectonic depression Промышленные запасы нефти и газа рассматриваемой территории сконцентрированы исключительно в ловушках структурного типа, в редких случаях некоторые залежи имеют литологическое ограничение за счет замещения песчаников пелитовыми разностями [Житков и др., 2016]. Нефтегазоносными отложениями на месторождениях Большехетской террасы (Сузунском, Лодочном, Ванкорском, Та-гульском) являются преимущественно отложения нижне- и верхнемелового возраста. Главным очагом генерации углеводородов, мигрировавших в направлении Ванкорского, Лодочного и Тагульского поднятий, являлась Пендома-яхская впадина, процессы генерации продолжались с начала мелового времени до середины палеогена. Это способствовало созданию благоприятных условий для формирования залежей углеводородов в мезозойских отложениях антиклинальных ловушек Большехетской структур ной террасы [Кринин и др., 2006]. К настоящему времени в пределах Пур-Тазовской НГО открыто более 20 месторождений нефти и газа. Основными объектами поисков залежей углеводородов являются юрско-меловые отложения, которые представляют собой чередование песчаных пород, обладающих хорошими коллекторскими свойствами, и алевропелитовых, для которых характерны высокие экранирующие свойства. Лодочное нефтегазоконденсатное месторождение является многопластовым, основные продуктивные пласты приурочены к нижнемеловым отложениям нижнехетской (K1nch), суходудинской (K1sd), ма-лохетской (K1mh) и яковлевской (K1jak) свит и частично к верхнемеловым отложениям - долганской (K2dl) и дорожковской (K2dr) свит. В породах насо-новской (K2ns), салпадинской (K2sl) и танамской свит (K2 tn) нефтепроявлений не выявлено (рис. 3). Нижнехетская и суходудинская свиты сложены ритмично переслаивающимися песчаниками, алевролитами, аргиллитами и их переходными разностями. Малохетская свита представлена преимущественно песчаниками с редкими карбонатизирован-ными прослоями. Отложения яковлевской свиты по литологическим особенностям делятся на две толщи: нижнюю - угленосную и верхнюю - песчаноглинистую. Песчаные породы долганской свиты слабо литифицированы и неравномерно переслаиваются с аргиллитоподобными глинами, аргиллитами и алевролитами с пропластками и линзами углей и известково-сидеритизированных песчаников. Дорожковская свита в основном сложена глинистыми разностями, алевритами с чередующимися тонкими прослоями известковых песчаников и углистого алевритового материала. Всего на месторождении выделяют более 20 продуктивных пластов. В статье приведены обобщенные литологические характеристики всех изученных пластов по свитам. Пласт Краткая литологическая характеристика пород Алевролиты с прослоями слабосцементированных песчаников и аргиллитоподобных глин. Цвет пород серый, светлосерый, реже желтовато-серый Серые, темно-серые с зеленоватым оттенком аргиллитоподобные глины с подчиненными прослоями алевролитов. Ритмично чередующиеся алевролиты, аргиллитолодобные глины с редкими прослоями слабосцементированных песчаников. Др-1 Тонкое переслаивание алевролитов, светло-серых аргиллитоподобных глин с редкими прослоями слабосцементированных песчаников. Дл-1 Дл-11-lll Преимущественно серые песчаники с подчиненными прослоями известковистых разностей, серых алевролитов и темно-серых аргиллитоподобных глин. ВЯк-1-XVII Як-1-VIII Переслаивание аргиллитов и песчаников с подчиненными прослоями алевролитов. Породы в верхней части разреза преимущественно светло-серые, в нижней - темно-серые. Прослои каменных углей с неравномерным распределением. Мх-1 Переслаивание песчаников, алевролитов и аргиллитов. Песчаники серые, реже зеленовато-серые, мелкозернистые, в различной степени глинистые, прослоями известковистые.Алевролиты и аргиллиты серые, темно-серые, плотные, слоистые, содержат обугленные растительные остатки. Сд-111 Сд-IV Аргиллиты и алевролиты глинистые темно-серого цвета Песчаники светло-серые, мелкозернистые, кварц-полево-шпатовые. Алевролиты темно-серые, крупнозернистые. Переслаивание темно-серых аргиллитов и серых, в различной степени глинистых, алевролитов. Нх-1 Нх-Ш-0 Нх-1 II-IV Ритмичное чередование песчано-алевритовых и глинисто-алевритовых пород с преобладанием последних. Породы серого и темно-серого цвета. Рис. 3. Сводный литологический разрез меловых отложений Лодочного месторождения Fig. 3. The Lodochnoe deposit Lithological section of Cretaceous Методы исследований При проведении исследований авторами был изучен керновый материал из восьми скважин общей протяженностью 2442,43 м и 513 прокрашенных синей эпоксидной смолой шлифов из 21 продуктивного пласта дорожковской, долганской, яковлевской, ма-лохетской, суходудинской и нижнехетской свит Лодочного месторождения. Петрографическое изучение шлифов терригенных пород проводилось на поляризационном микроскопе Olympus ВХ-53 с установленной фотокамерой SIMAGIS XS-6CU. Гранулометрическая размерность обломков определялась методом рассеивания лазерного луча с использованием анализатора крупности частиц Microtrac S3500, позволяющего устанавливать размер частиц в диапазоне от 0,02 до 280 мк. Рентгенофазовый анализ (РФА) образцов горных пород проводился на рентгеновском дифрактометре RIGAKU Ultima IV. Стандартные параметры съемки: анод - Си (медь), напряжение рентгеновской трубки - 40 кВ, ток - 30 мА, мощность - 1.2 кВт, углы съемки 20 от 2 до 65°, скорость съемки 1°/мин, шаг 0,02°. Пробоподготовка глинистой фракции на РФА включала: механическое дробление образцов, отмучивание глинистой фракции в ультразвуковой ванне с последующим отбором образцов гравитационным методом, нанесение образца на предметное стекло и высушивание при комнатной температуре. Для дополнительного исследования глинистой фракции использовалось насыщение парами органической жидкости (этиленгликоль). Расшифровка дифракто-грамм производилась в полуавтоматическом режиме с участием оператора, который задавал основные параметры поиска. Вещественный состав пород Исследуемые песчаные породы дорожковской, долганской, малохетской, суходудинской и нижне-хетской свит по составу, согласно классификации песчаных пород [Шванов, 1987], относятся преимущественно к кварцевым грауваккам; в отложениях яковлевской свиты преобладают аркозовые (верхнеяковлевская подсвита) и мезомиктовые (нижнеяковлевская подсвита) песчаные разности (рис. 4). Наиболее распространенная микротекстура в продуктивных песчаниках всех свит - ориентированная, ее формирование связано с субпараллельным расположением удлиненных обломочных зерен. Слойчатая микротекстура возникла как результат послойного обогащения пород чешуйками биотита, удлиненными выделениями органического вещества, пелитоморфными агрегатами сидерита, акцессорными и рудными минералами (рис. 5, а). Часто отмечается нарушение первичной текстуры биотурбацией, встречаются фрагменты ходов роющих организмов, остатки корневых систем растений. Структура песчаников мелко- и среднезернистая, встречаются тонко- и крупно-среднезернистые разности. В отложениях нижнеяковлевской подсвиты распространены и разнозернистые песчаники. Кварцевые граувакки Олиго миктовые Песчаники: 1 - Дорожковской свиты; 2 - Долганской свиты; 3 - Верхнеяковлевской подсвиты; 4 - Нижнеяковлевской подсвиты; 5 - Малохетской свиты; 6 - Суходудинской свиты; 7 - Нижнехетской свиты. Граувакки Обломки пород 70 50 30 Полевые шпаты Полевошпатовые граувакки /\\ А А Рис. 4. Классификационная диаграмма песчаных пород по В.Н. Шванову [Шванов, 1987] с фигуративными точками усредненного состава песчаников пластов-коллекторов Лодочного месторождения Справа указаны изученные свиты и соответствующие им номера. При построении использованы данные 513 шлифов из 21 продуктивного пласта Fig. 4. The Lodochnoe deposit sandstone reservoirs averaged composition according to V.N. Shvanov diagram [Shvanov, 1987] On the right are the studied suites and their corresponding numbers; by analyzed 513 thin sections from 21 productive layers Рис. 5. Фотографии шлифов, характеризующие особенности строения, вещественного состава и вторичных преобразований песчаных пород а - слоистая микротекстура песчаника; b - регенерационный кварцевый цемент, стрелками показана кварцевая каемка на зернах; c - серицитизация и соссюритизация плагиоклазов; d - поровое выщелачивание зерен, стрелками показаны частично растворенные зерна; e - раскристаллизация каолинита в поровом пространстве; f - сидеритовые конкреции в породе; g - базальный коррозионный кальцитовый цемент; h - поровое пространство окрашено в синий цвет, стрелками показаны: 1 - межзерновые поры угловатой формы, 2 - вторичные микропоры, возникшие за счет частичного растворения обломков, 3 - микропористость в каолинитовом цементе. Условные обозначения: Q - кварц, Pl - плагиоклаз, Fps - полевые шпаты, Kaol - каолинит, Sid - сидерит, Cal - кальцит. Фотографии шлифов а, h - без анализатора, b-g - c анализатором Fig. 5. Sandstones photomicrographs characterizing the structural features, material composition and secondary transformation of rocks: a - layered sandstone microtexture; b - regenerative quartz cement, arrows show a recovery quartz boundaries on grains; c - plagioclase grains sericitization and saussuritization; d - feldspar grains fragmentary dissolving; e - kaolinite crystallization in the pore space; f -siderite nodules in the rock; g - corrosion-basal calcite cement; h - the pore space is colored blue, the arrows show: 1 - intergranular pores with an angular shape, 2 - secondary micropores as a result of the partial grains dissolution of, 3 - microporosity in kaolinite cement. Legend: Q - quartz, Pl - plagioclase, Fps - potassium feldspar, Kaol - kaolinite, Sid - siderite, Cal - calcite. Thin sections photos: a, h - in plane-polarized light, b-g - in cross-polarized light Кварц является преобладающим минералом в анализируемых образцах. Он наиболее устойчив к разрушению, по сравнению с другими породообразующими минералами [Симанович, 1978], однако внутренняя его структура в процессе литогенеза все же претерпела ряд преобразований. Фрагментарно в породах отмечается незначительная коррозия кварцевых зерен и умеренная регенерация обломков по периферии (см. рис. 5, b). По-видимому, это стало возможным при одновременном воздействии двух факторов: давления и температурной активации. Растворение зерен кварца с образованием «изъеденных» неровных очертаний и сопутствующий рост регенерационного цемента по периферии обломков свидетельствуют о переотложении растворенной кремнекислоты здесь же на месте [Логвиненко, 1968]. Толщина регенерационных каемок не превышает 0,01 мм. Можно предположить, что песчаные породы прошли стадию ката-генетического преобразования, на что указывают следы гравитационного уплотнения породы - конформные контакты зерен. Полевые шпаты представлены плагиоклазами и калиевыми полевыми шпатами: микроклином, ортоклазом и пертитовыми сростками. Из вторичных изменений в минералах отмечается пелитизация и каолини-тизация калишпатов, серицитизация и редко соссюритизация плагиоклазов (рис. 5, c). Степень изменения полевых шпатов различная, начиная от относительно свежих, почти не преобразованных индивидов, до интенсивно замещенных вторичными минералами. В отдельных случаях фиксируются образования полных псевдоморфоз глинистого и глинисто-серицитового состава, имеющих удлиненно-четырехугольную форму, свойственную зернам полевых шпатов. Активное выщелачивание обломков полевых шпатов привело к формированию вторичной внутризерновой микропористости, в участках растворения зерен локально наблюдается каолинитовый цемент (рис. 5, d). Из обломков пород встречаются микрокварциты, кварц-серицитовые и глинистые сланцы, гранито-иды, метавулканиты основного состава, алевролиты и обломки кремнистых пород. Состав питающих провинций на протяжении накопления песчаных отложений всех изученных свит, по-видимому, был неизменным, о чем свидетельствует относительное постоянство состава обломков пород. Фрагменты метавулканитов часто замещены хлоритом, в единичных случаях отмечены следы пластичной деформации глинистых обломков с выдавливанием их в поровое пространство песчаников. Среди акцессорных минералов наиболее распространены рутил, циркон, турмалин и апатит, реже встречаются сфен, гранат, минералы группы эпидота, хромит и титаномагнетит. В породах отмечены единичные пленки лейкоксена, зерна глауконита (до 5,4 % в отложениях дорожковской свиты) и стяжения пирита (до 1,2 % в нижнеяковлевской подсвите). Слюдами наиболее обогащены породы дорожковской и долганской свит. Среднее содержание мусковита в них варьирует от 2,1 до 2,9 %, а биотита - от 2,2 до 3,4 % соответственно. Меньше всего слюд отмечено в верхнеяковлевской подсвите: среднее содержание мусковита не превышает 0,9 %, а биотита - 0,4 % от площади шлифа. Для слюд характерна активная гидратация и расщепление на волокнистые агрегаты на концах чешуек. По биотиту отмечается развитие пелитоморфных агрегатов сидерита, иногда до полного замещения первого. Стоит отметить, что чешуйки биотита в пелитовой фракции более податливы и их трансформация протекала значительно быстрее, по-видимому, начиная еще с ранних этапов диагенеза. Подобная закономерность фиксировалась при изучении последовательности преобразования песчаных пород при разделении стадий между диагенезом и эпигенезом в работе [Ко-пелиович, 1965]. Однако то, как именно происходило изменение слюд, можно определить по особенностям преобразования более крупных чешуек ниже по разрезу. Гидратация биотита привела к формированию веерообразных агрегатов с пониженной интерференционной окраской и практически полным отсутствием плеохроизма, сами чешуйки сильно обесцветились. В пространстве между волокнами сформировались тонкие иголочки рутила и зернышки титанистых минералов. Гидратированный биотит частично или полностью заместился хлоритом или пелитоморфными агрегатами сидерита. Это замещение происходило постепенно, и в шлифах можно наблюдать стадийность всех этапов. В результате вышеописанных преобразований в прослоях, обогащенных биотитом, в поровом пространстве сформировался сложный гидрослюди-сто-хлорит-сидеритовый цемент. Органическое вещество встречается в виде удлиненных выделений, тонких прослоев, сгустков и примазок по зернам. Цвет варьирует от желтовато-буровато-красного до черного. Обособления органики, как правило, полупрозрачные, непрозрачные черные обломки углефицированного детрита часто пиритизированы. Нефтяное вещество бурого цвета пропитывает глинистый цемент, подчеркивая микропористое строение каолинита. Цемент в песчаниках распределен неравномерно, по типу наиболее распространен поровый и пленочный, по составу - гидрослюдисто-хлорит-каолини-товый. Реже проявляется коррозионный базальный и коррозионный поровый карбонатный цемент с пятнистым и полосчатым распределением. В исследуемых породах отмечается взаимосвязь между преобладающим минералом в цементирующей части песчаников и составом обломков. В цементе кварцевых граувакк из дорожковской, долганской и нижнехетской свит преобладает хлорит. Содержание от площади шлифа, % О 5 10 15 20 25 30 35 40 LJ сидерит ■ органическое вещество □ пористость Рис. 6. Среднее содержание цемента, органического вещества и пор, % от площади шлифа Слева указаны свиты, из которых были отобраны образцы для подсчета усредненных значений по продуктивным пластам Fig. 6. The average cementation material, organic matter and pores percentage by thin sections data On the left are the oil-bearing layers suite's names Соотношение минералов пелитовой фракции поданным РФА,% ■ каолинит П иллит □ хлорит □ смешаннослойные образования □ смектит Рис. 7. Среднее соотношение минералов пелитовой фракции, по данным РФА, для песчаников Лодочного месторождения по свитам Fig. 7. The clay fraction mineral average percentage according to the XRD data for the productive layers by suites В аркозах яковлевской и малохетской свит интенсивнее происходило формирование каолинитового цемента. Это связано с тем, что кварцевые граувакки изначально содержали в себе больше обломков вулканитов основного состава, по которым впоследствии и шло формирование хлорита. В аркозах же было выше содержание полевых шпатов, за счет растворения которых активно образовывался каолинит. Наиболее развит поровый каолинитовый цемент в породах яковлевской, суходудинской и малохетской свит, среднее содержание которого в последней достигает 9,9 % при минимальном значении 2,6 % в песчаниках дорожковской свиты (см. рис. 6, 7). Каолинит в изучаемых разрезах выделяется, по крайней мере, двух генетических типов. Первый имеет преимущественно низкую степень кристалличности или мелкочешуйчатое строение с беспорядочной ориентировкой чешуек, низким двупреломлением и агрегатным погасанием. Каолинит данного типа связан генетически с глинистым неразделенным цементом и гидрослюдами, по которым развивается и образует пленочный и поровый цемент. Для второго типа каолинита характерна более упорядоченная структура, микроагрегатное строение и более высокая степень раскристаллизации (см. рис. 5, e). Структура такого каолинита более совершенная по сравнению с каолинитом первого типа. Новообразованные кристаллы каолинита в седиментационном цементе освобождают часть порового пространства, создавая благоприятные условия для образования внутрицементной микропористости. Пленочно-поровые иллитовый и хлоритовый типы цемента преобладают в песчаниках дорожков-ской, долганской и нижнехетской свит, где фиксируются наиболее высокие их содержания (рис. 6, 7). Хлорит чешуйчатого строения имеет аллотиген-ный характер, пленочный хлоритовый цемент -аутигенный. Ведущую роль в его формировании, как было отмечено выше, сыграли хлоритизированные обломки пород и биотит. Формирование хлоритового цемента, вероятно, происходило постепенно, начиная с диагенеза и заканчивая этапами катагене-тического преобразования пород, и привело к уменьшению их пустотного пространства. В составе карбонатных минералов преобладают сидерит и кальцит, в единичных зернах отмечается доломит. Железистый карбонат формирует конкреции - от долей миллиметров (рис. 5, f) и до 10 см в диаметре в керне, либо локально замещает практически полностью глинистые прослои. В шлифах нередко отмечаются сферолиты сидерита, обогащенные в своей центральной части органическим веществом или гидроокислами железа. Наиболее высокое его содержание (24,3 %) отмечено в песчаниках верхнеяковлевской подсвиты. Кальцит представлен в исследуемых породах микро-, мелкозернистыми агрегатами и хорошо рас-кристаллизованными зернами в поровом пространстве. Мелкозернистые разности слагают цементы преимущественно коррозионно-порового и порового типов. Перекристаллизованный кальцит включает две генерации, свидетельствующие о его формировании в различные стадии. Диагенетический мелко-и среднезернистый кальцит с реликтами микрозер-нистых агрегатов и следами слабой коррозии обломочного материала развит незначительно и занимает не более 15 % от площади шлифа. Эпигенетический неравномернозернистый кальцит является доминирующим. Для отдельных песчаных прослоев в изучаемых свитах характерно наличие порово-базального, участками базального типа цементации с интенсивной коррозией обломочного материала вплоть до полного замещения корродируемых зерен (рис. 5, g). Максимальное содержание перекристаллизованных зерен кальцита в отдельных шлифах достигает 40 %. Подобное развитие кальцита приводит к появлению практически или полностью непроницаемых участков пород. В некоторых прослоях яковлевской свиты, совместно с кальцитом, иногда встречаются ромбовидные зернышки доломита. Выявленная неравномерность развития сидеритовых обособлений, заполнения пор и замещения обломочного материала и цемента песчаных пород кальцитом оказывает существенное влияние на их емкостные и фильтрационные свойства. Пустотное пространство представлено в шлифах межзерновой и внутризерновой пористостью, а также микропористостью в каолинитовом цементе. Преимущественное развитие имеют изолированные и сообщающиеся межзерновые поры угловатой и заливообразной формы (рис. 5, h), в подчиненном количестве присутствуют внутризерновые поры, развитые вдоль плоскостей спайности и двойникования в частично растворенных зернах полевых шпатов. В участках шлифов с каолинитовым цементом фиксируется микропористость в межпакетных промежутках. В целом в изучаемых породах с послойным развитием глинистого материала, сидерита и захороненного органического вещества в распределении пор также отмечается часто послойный характер. В таких участках поры менее развиты, имеют меньшие размеры или могут полностью отсутствовать. Условия формирования Для уточнения геологического строения продуктивных пластов яковлевской, малохетской, суходудинской и нижнехетской свит на территории Пур-Тазовской нефтеносной зоны было проведено детальное послойное литологическое описание кернового материала из восьми скважин Лодочного месторождения общей протяженностью 2442,43 м. По результатам совместной интерпретации петрографического описания шлифов, гранулометрического анализа 576 образцов пород, морфологической и генетической типизации слоистости подобрана наиболее подходящая седиментационная модель, максимально точно описывающая условия формирования терригенных отложений изучаемых свит. Текстурный и вещественный анализ песчаников каждой из четырех свит, изучение остатков флоры и фауны, а также комплекса аутигенных минералов позволили выбрать внутри каждой из фаций условия осадконакопления, характерные для отдельных продуктивных пластов. Установлено, что начавшийся в раннем мелу крупный регрессивный цикл на территории Лодочного месторождения фиксируется в постепенной смене фациальных обстановок с барьерного побережья в нижнехетской свите на дельту с речным влиянием в суходудинской, малохетской, яковлевской и низах долганской свиты (рис. 8). Текстурные особенности (косоволнистая слоистость, часто однонаправленная, углефицированные прослои, отпечатки флоры, остатков корней и уг-лефицированного растительного детрита) и вещественный состав песчаников яковлевской свиты указывают на максимальные осушение изучаемой территории с преобладанием аллювиальных обстановок седиментации, связанных с реками меандрирующего типа [Черданцева и др., 2020]. Крупная трансгрессия в начале верхнего мела зафиксирована в резкой смене фаций внутри отложений долганской свиты с субаквальной дельтовой равнины на отложения переходной зоны пляжа. Наиболее продуктивные пласты на месторождении сформированы в двух основных фациальных обстановках и представлены: - средне- и мелкозернистыми, преимущественно хорошо сортированными песчаными отложениями гребня и склона вдольберегового вала (нижнехет-ская свита); - мелко- и среднезернистыми среднесортированными песчаниками дельтовых распределительных каналов (малохетская, суходудинская и яковлевская свиты). Болото Дорожковская Болото Лагунное озеро Шельф Алевритовые глины Переходная зона Пески, алевриты, глины Пески алевриты Лагуна Глины Нижняя пред-пляжевая зона Долганская л Яковлевская Суходудинская »1Л •л алохетская ▼ W Дельта Пляж Пески ^Трансгрессия Аллювиальная равнина Вдольбереговые бары О Аллювиальная равнина | Песок Болото Рис. 8. Схема фациальных обстановок осадконакопления отложений меловых продуктивных песчаных пластов на территории Лодочного нефтегазоконденсатного месторождения Оранжевыми стрелками показано направление регрессивного этапа формирования отложений и смены фаций с баровых обстановок в нижнехетской свите к дельтовым и аллювиальным в яковлевской свите, голубые стрелки отражают постепенную трансгрессию от субаквальной дельтовой равнины к переходным отложениям пляжа в долганской и дорожковской свитах Fig. 8. Depositional environments scheme of Cretaceous productive sandy strata on the Lodochnoe oil and gas field territory Orange arrows show the direction of the sediment formation regressive stage and the change of facies from bar environment in the Nizh-nekhetskaya suite to deltaic and alluvial in the Yakovlevskaya suite; blue arrows reflect a gradual transgression during the transition from the subaqual deltaic plain to the transitional beach deposits in the Dolganskaya and Dorozhkovskaya suites Данные по скважине № 445 Обр. №10269-18, пласт Як-I-II Данные по скважине № 112 Обр. №8546-18, пласт Hx-I Обр. № 8551-18, пласт Hx-I Обр. № 10307-18, пласт Як-Ш-IV Обр. № 9950-18, пласт Hx-III-IV Обр. № 10573-18, пласт Як-V Рис. 9. График распределения гранулометрических фракций и кумулятивные кривые накопления для отложений яковлевской и нижнехетской свит (скв. № 445 и 112) Fig. 9. The particle size fraction distribution graph and cumulative accumulation curves of the Yakovlevskaya and Nizhnekhetskaya sandstone samples (wells № 445 and 112) Большая часть наблюдаемых карбонатизирован-ных прослоев является результатом вторичного преобразования пород, поэтому карбонатность часто в отложениях «афациальна». Для подтверждения выделенных фациальных обстановок на основе данных гранулометрического анализа песчаников были построены кривые кумулятивного накопления и графики распределения гранулометрических фракций (см. рис. 9). На графиках слева отчетливо заметны два пика -основной и подчиненный в «глинистом хвосте». Подобная бимодальность распределения гранулометрического состава характерна для аллювиальных отложений и связана с динамикой среды осадконакопления [Гроссгейм и др., 1984]. В работе [Котельников, 1989, с. 22] показано, что транспортировка обломочного материала в однонаправленном потоке осуществляется различными способами: во взвеси, сальтацией, скольжением и качением, но «распределение 2-вершинное может отвечать только сальтации и взвеси». По-видимому, максимальный пик на графиках соответствует обломкам, переносимым сальтацией, в то время как второстепенный пик на диаграмме - частичкам (примесь глинистого материала), перенос которых перед осаждением происходил из взвеси. В свою очередь, для гранулометрических диаграмм баровых песчаников типично одновершинное и, в целом, относительно симметричное распределение осадков. Самое главное, фиксируется резкий дефицит частиц размером менее 0,1 мм, что является общим и наиболее характерным признаком прибрежно-морских песков. Отложения верхней части долганской и дорожков-ской свиты, изученные по данным кернового материала, по-видимому, малопродуктивны и требуют дополнительного исследования. Результаты и обсуждение Петрографический анализ шлифов песчаных пород позволил установить основные процессы преобразований изучаемых пород-коллекторов, которые влияют на пористость и проницаемость песчаников. К таким процессам следует отнести механическое уплотнение, цементацию, растворение каркасных зерен и цементов. Механическое уплотнение пород (растворение под давлением), возрастая по мере погружения осадка в условиях активно опускающегося осадочного бассейна, должно было привести к возникновению различных тангенциальных, конформных и инкорпорационных типов контактов зерен. В изученных шлифах подобные контакты развиты незначительно, что указывает на слабую до умеренной степень уплотнения пород или на процессы их вторичного разуплотнения. Можно было бы предположить, что активная тектоника района привела к захоронению песчаников в относительно рыхлом состоянии, так как в керне отмечается довольно слабое уплотнение пород. Однако наличие фрагментов реликтовых конформно-инкорпорационных и регенерационных контактов обломочного материала в шлифах, особенно в участках, где ранее плотно прилегающие друг к другу зерна теперь разобщены, с сохранением их контуров в местах общих контактов, может указывать на вторичное разуплотнение пород, связанное с явлением регрессивного эпигенеза вследствие повторного поднятия ранее захороненных блоков с осадочными пластами. Схема преобразований пород Лодочного месторождения, по данным изучения шлифов, представлена на рис. 10. Наиболее часто поровое пространство нефтеносных песчаных пластов заполнено каолинитовым цементом. Формирование его частично связано с перекристаллизацией первичного глинисто-гидро-слюдистого агрегата пор, частично является результатом замещения хлорита и калиевых полевых шпатов. Образование аутигенного каолинита требует кислой среды, которая могла сформироваться, например, за счет циркуляции в песчаниках растворов с пониженными значениями pH [Клубова, 1973]. Учитывая тот факт, что в породах были отмечены следы процессов регрессивного эпигенеза, связанного с нахождением Лодочного месторождения в зоне влияния Худосейской грабен-рифтовой системы, можно предположить, что появление разрывных нарушений на территории месторождения в результате тектонических подвижек привело к формированию отдельных блоков, которые, в свою очередь, испытывали разнонаправленные движения погружения и инверсионного воздымания. Это, по-видимому, способствовало постепенной фильтрации по трещинам кислых, вступавших в контакт с нефтяными залежами, чужеродных по химизму вод, которые активизировали процессы растворения полевых шпатов и вторичной децементации песчаных пластов. В образовавшейся в межпоровом пространстве благоприятной среде началось формирование агрегатов аутигенного каолинита, что фиксировалось и в работах других исследователей [Япас-курт, 2016]. При перекристаллизации и замещении каолинит формировал пакетообразные агрегаты, заполняющие поры и пустоты. Крупные каолинитовые пакеты в поровом пространстве располагались под различными углами друг к другу, что приводило к образованию вторичных пустот - межпакетных пор, в которых способно накапливаться нефтяное вещество [Гроссгейм и др., 1984]. Описанные регрессивные эпигенетические изменения в песчаных пластах сыграли важную роль в улучшении коллекторских свойств песчаников Лодочного месторождения. На следующем этапе регрессивного эпигенеза вслед за коррозией пород из водных растворов происходило выделение углекислого газа с его последующей миграцией по трещинам. Механизм формирования карбонатных цементов осаждением карбонатов из пластовых вод при эпигенезе подробно описан [Перозио, 1971] и в работе это не рассматривается. Однако отметим, что, вероятнее всего, это стало основной причиной активной фрагментарной вторичной карбонатизации отложений по всему изученному разрезу пород независимо от их фациальной принадлежности. Участки развития ка

Скачать электронную версию публикации