Юрская система (J)
Со стратиграфическим перерывом юрские осадки (J), мощностью до 150 м, залегают на поверхности триасовых oтложений, выполняя неровности предъюрского рельефа, и представлены в объеме нерасчлененных нижнего+среднего отделов (J1+2 ).
В нижней части разрез представлен песками и слабосцементированными песчаниками олигомиктовыми, светло-серыми до белых, с галькой и валунами изверженных и метаморфических пород, с подчиненными прослоями глин серых и темно-серых, алевролитов, с растительным детритом, с конкрециями пирита.
Выше - осадки представлены песчано-глинистыми породами. Глины серые, неравномерно алевритистые и песчанистые, с гнездами песчано-алевролитового материала. Песчаники желтовато-зеленовато-серые, разнозернистые, глинистые, рыхлые, участками с примесью гравия, с конкрециями пирита. Для отложений характерны линзы и конкреционные стяжения карбонатных пород (мергелей, глинистых известняков и сидеритов). Обогащение карбонатами связано с присутствием скоплений фауны пелеципод, аммонитов, белемнитов, фораминифер.
Кайнозойская группа – KZ
На мезозойских отложениях трансгресивно, со значительным стратиграфическим перерывом, залегают отложения четвертичной системы (Q), мощностью 50–150 м, представленные суглинками и супесями темно-серыми, серыми с валунами, галькой и гравием метаморфических и осадочных пород, с прослоями песков, песчано-гравийного материала, галечников. Породы имеют разнообразный генезис – морской, ледниковый, аллювиальный, озерный, болотный.
3.2 Тектоника
По тектоническому районированию ТПП исследуемая площадь расположена в западной части Лемьюской ступени – тектонического элемента II порядка в составе Омра-Лыжской седловины, которая, в свою очередь, относится к Ижма-Печорской синеклизе.
Омра-Лыжская седловина, охватывающая центральную, восточную и южную части Ижма-Печорской синеклизы, представляет собой крупную (70х500 км) меридионально вытянутую положительную структуру I порядка, отделяющую Верхнепечорскую впадину от Нерицкой, Ижемской и Кипиевской ступеней Ижма-Печорской синеклизы. Северным ограничением седловины является Печоро-Кожвинский мегавал.
В пределах Омра-Лыжской седловины выделяются структурные элементы II порядка: Джебольская моноклиналь, Омра-Сойвинская, Тэбукская, Лемьюская, Лузская и Ронаельская ступени, осложненные, в свою очередь, малоамплитудными структурами и структурными носами, а также Мичаю-Пашнинский вал, сформировавшийся над Илыч-Чикшинской системой разломов.
По гипсометрическому положению Лемьюская ступень залегает выше расположенных с севера, запада и востока Лузской, Ижемской и Ронаельской ступеней и ниже Тэбукской ступени, расположенной южнее. Ее размеры по кровле карбонатных отложений нижней перми-карбона составляют 110х55 км. Большое количество малоамплитудных структур, осложняющих ступень, ориентировано, в основном, в северо-восточном направлении и характеризуется унаследованностью в развитии. По отложениям нижнего палеозоя Лемьюская ступень сохраняет наклон на восток, а входящие в ее состав структурные террасы имеют тенденцию к выполаживанию вверх по разрезу.
В западной части Лемьюской ступени выделяется Сотчемью-Аресская зона локальных поднятий северо-восточного простирания, включающая Нерцовскую, Аресскую, Северо-Аресскую, Турышевскую, Северо-Ираельскую, Сотчемьюскую, Восточно-Сотчемьюскую, Талыйюскую, Северо-Талыйюскую структуры, наиболее выраженные по нижнепермско-девонским отложениям. Перечисленные структуры расположены в пределах зон развития верхнефранских барьерных рифов, обусловивших наибольшую контрастность локальных структур по кровле верхнефранских отложений. Структуры представляют собой брахиантиклинальные складки северо-восточного простирания, разделенные малоамплитудными перегибами. Полоса верхнефранских барьерных рифов Аресско-Сотчемьюской зоны прослеживается в северо-восточном направлении вплоть до северной периклинали Талыйюского поднятия, далее она продолжается уже в пределах Лузской ступени, разворачиваясь в северном направлении, и трассируется вплоть до Южно-Терехевейской структуры.
По материалам по отражающему горизонту III Фо (подошва D3 fm1 Фо) Северо-Аресская структура приурочена к зоне облекания барьерного рифа ухтинского возраста и представлена в виде брахиантиклинали северо-восточного простирания и локального купола в районе скв. 11. Брахиантиклинальное поднятие по замкнутой изогипсе минус 1700 м, имеет размеры 2.1х6.9 км и амплитуду до 50 м, а северный купол – 1.1х1.1 км и амплитуду около 15 м. Структурные построения по кровле пласта Ф0 D3 zd и кровле пласта Ф2 D3 el, выполненные ОАО «Татнефтегеофизика» методом схождений, послужили основой для новой геологической модели, представленной в данной работе.
Кровлю карбонатных отложений фаменского яруса контролирует отражающий горизонт II-III, приуроченный к границе раздела каменноугольной и девонской систем. Структурный план по этому горизонту на площади сохраняет основные черты строения нижнефаменских отложений, но с весьма существенным выполаживанием локальных элементов.
3.3 Нефтегазоносность
В соответствии с нефтегазогеологическим районированием Тимано-Печорской провинции Северо-Аресское месторождение находится в юго-западной части Верхнелыжско-Лемьюского НГР Ижма-Печорской нефтегазоносной области.
Распределение зон нефтенакопления в верхнедевонских отложениях в пределах Верхнелыжско-Лемьюского НГР определяется характером распространения рифовых построек того или иного типа, которые совместно с надрифовыми пластами являются основными природными резервуарами, формируя комбинированные антиклинально-рифовые и надрифовые ловушки. Коллекторы установлены как в самих телах рифов, так и в перекрывающих их шельфовых толщах. В северной части Сотчемью-Аресской зоны над зонами облекания сирачойского и доманикового рифов, в частности, на Турышевском и Западно-Аресском месторождениях, увеличивается глинистость евлановско-ливенских отложений, рифогенные карбонаты замещаются шельфовыми глинисто-карбонатными породами, а над шельфовыми верхнефранскими коллекторами появляются маломощные глинистые зональные нижнефаменские покрышки, что позволяет сохраняться под ними верхнефранским залежам нефти. Выявленные на Турышевском и Западно-Аресском месторождениях залежи в D3 f3 – массивные, сводовые. Коллекторами являются известняки и их доломитизированные разности.
Промышленно продуктивными и перспективными горизонтами нижнего фамена Сотчемью-Аресской зоны являются карбонатные пласты: Ф0 zd, Ф0 el, Ф1 el, Ф2 el, Ф3 el, Ф4 el. Залежи нефти в пласте Ф0 zd выявлены на Западно-Нерцовском, Нерцовском, Аресском, Западно-Аресском, Турышевском, Сотчемьюском, Восточно-Сотчемью-Талыйюском и др. поднятиях. Тип ловушек - пластовые, антиклинальные, рифового облекания.
Так, например, на Аресском месторождении рифогенные карбонаты ухтинской свиты перекрыты карбонатными породами задонского горизонта. В виду повсеместного отсутствия над рифовыми массивами экранирующих толщ, залежи нефти здесь сконцентрированы только в фаменском надрифовом пласте Ф0 zd. В продуктивном разрезе выделено 4 продуктивных пачки (Фо-0, Фо-1, Фо-2, Фо-3), образующих единый гидродинамически связанный резервуар.
На Сотчемьюском и Восточно-Сотчемью-Талыйюском месторождениях промышленная нефтеносносность также связана только с надрифовым пластом Ф0 zd. Залежи нефти, выявленные на месторождениях, - пластовые сводовые, тектонически и литологически ограниченные. Всего в разрезе выделено 4 продуктивных пласта (по индексации ЗАО «Печоранефтегаз» - «красный», «зеленый», «голубой», «черный»), к которым приурочены обособленные залежи нефти, имеющие ВНК на разных отметках. Это связано с тем, что в разрезе пласта Ф0 zd появляются пласты мергелей, которые служат зональными внутриформационными флюидоупорами, кроме того, за пределами гребня евлановско-ливенского рифа коллекторские свойства известняков ухудшаются за счет увеличения в разрезе прослоев тонкозернистых глинистых и пятнисто-доломитизированных известняков.
В вышезалегающих карбонатных пластах елецкого горизонта Ф0 el и Ф1 el в пределах Сотчемью-Аресской зоны коллектора, как правило, отсутствуют.
Промышленная продуктивность пласта Ф2 el доказана на Северо-Аресском месторождении, непромышленные притоки нефти получены на Турышевском и Аресском месторождениях.
Пласты Ф3 el и Ф4 el практически на всех площадях Сотчемью-Аресской зоны обводнены, лишь в скв. № 11-Сев.Аресская при испытании в эксплуатационной колонне были получены притоки нефти.
В пределах Аресской группы месторождений пласт Ф5 el практически повсеместно размыт.
К настоящему времени на Северо-Аресском месторождении промышленные залежи нефти выявлены в карбонатных нижнефаменских пластах Ф0 zd, Ф2 el, Ф3 el, Ф4 el. Коллекторами являются известняки и их доломитизированные разности со сложной структурой порового пространства, в строении которого участвуют поры, каверны и трещины в различном сочетании.
Ниже приводится характеристика залежей.
На месторождении выявлено две залежи нефти (снизу вверх):
1. Залежь нефти в карбонатных породах пласта Ф0 задонского яруса верхнего девона;
2. Залежь нефти в карбонатных породах пласта Ф2 елецкого яруса верхнего девона.
1.Залежь нефти пласта Ф0 задонского горизонта – пластово-массивная, сводовая, сложного строения. Коллектора внутри пласта имеют неравномерное распространение.
Продуктивные отложения пласта Ф0 , залегающие в среднем на глубине 1862 м, представлены известняками серыми, иногда коричневатыми, преимущественно тонкозернистыми, участками глинистыми, прослоями обломочными и органогенно-детритовыми, водорослевыми, неравномерно пористо-кавернозными. Покрышкой залежи служат глинистые отложения пачки «Г» (репер «Г»), распространенные на всей площади и выделенные во всех скважинах.
ВНК определен на абсолютной отметке минус 1678 м по материалам ГИС и данным испытания в открытом стволе и перфорированной колонне. По результатам испытаний максимальная глубина нижних дыр интервала перфорации, из которого получен приток безводной нефти, зафиксирована в скважине 112 на отметке минус 1676 м. В скважине 21 приток пластовой воды получен из интервала с верхними дырами перфорации на отметке минус 1678 м. По материалам ГИС самое низкое положение подошвы нефтенасыщенного коллектора отмечено в скважине 157 на отметке минус 1678.1 м. Наиболее высокое положение кровли водонасыщенного пласта отмечено в скважинах 21 и 162 на отметке минус 1677.6 м
Залежь характеризуется как пластовая сводовая. Размеры залежи составляют 9,75´1,375 км, высота – 48 м.
В разрезе залежи прослеживаются четыре проницаемых пропластка: Ф0 -0, Ф0 -1, Ф0 -2, Ф0 -3 (снизу вверх).
Общая толщина пласта Ф0 достигает 55 м (скв. 105), составляя в среднем 36,8 м. Эффективная толщина имеет среднее значение 6,21 м, при минимальном 1 м в скважине 127 и максимальном 14 м в скважине 159. Средневзвешенная по площади нефтенасыщенная толщина составляет 3,6 м, изменяясь по скважинам от 1 (скв. 107) до 14 м (скв. 159).
В разрезе прослеживаются от 1 до 8 мелких проницаемых прослоев. Коэффициент расчлененности равен 3,62, коэффициент гранулярности – 0,17.
Проницаемые отложения верхнего пропластка Ф0 -3 имеют почти повсеместное распространение по площади (93 %), отсутствуют лишь в скважинах 101, 104, 107, 157. В разрезе прослеживается от 1 до 3 проницаемых прослоя (в среднем 1,18), все – нефтенасыщенные. Общая толщина пропластка Ф0 -3 составляет 7 м, изменяясь от 5 (скв. 22) до 9 м (скв. 5). Эффективная толщина достигает 4,2 м (скв. 159), имея среднее значение 1,65 м. Коллекторы занимают 23,4 % всего объема пропластка Ф0 -3.
Коллекторы пропластка Ф0 -2 занимают 82 % площади и отсутствуют в скважинах 2, 5, 22, 102, 103, 127. Общая толщина в среднем составляет 7,5 м, имея минимальное значение 4 м в скважине 22, максимальное – 13 м в скважине 105. Эффективная толщина изменяется от 1 м в скв. 107 до 2,8 м в скв. 158, составляя в среднем 1,7 м. Нефтенасыщенная толщина в среднем равна 1,7 м, имеет тот же диапазон изменения. Коэффициент гранулярности равен 0,22. В разрезе прослеживается один проницаемый прослой.
Проницаемые отложения пропластка Ф0 -1 отсутствуют в скважинах 105, 127 и занимают 86% площади. В разрезе прослеживается от 1 до 2 проницаемых прослоя (в среднем 1,47). Общая толщина пропластка Ф0 -1 в среднем составляет 8,81 м, изменяясь от 6 до 13 м. Эффективная толщина достигает 4,4 м (скв. 104), имея среднее значение 2,99 м. Нефтенасыщенная толщина изменяется от 1,2 в скважине 112 до 4,4 м в скважине 104, при среднем значении 3,2 м. Коллекторы занимают 35,5% всего объема пропластка Ф0 -1.
Коллекторы пропластка Ф0 -0 занимают 80 % площади нефтеносности. Общая толщина в среднем составляет 13,3 м, имея минимальное значение 7 м в скважине 127, максимальное – 22 м в скважине 105. Эффективная толщина изменяется от 0,8 в скважине 158 до 4 м в скважине 5, составляя в среднем 1,9 м. Нефтенасыщенные карбонаты вскрыты в скважинах 5, 101, 158, 159. Нефтенасыщенная толщина в среднем равна 2,85 м. Коэффициент гранулярности – 0,13. В разрезе прослеживается от 1 до 2 проницаемых прослоя (коэффициент расчлененности – 1,09).
2.Залежь нефти пласта Ф2 елецкого горизонта приурочена к глубинам 1655 – 1774 м (в среднем 1708 м). Продуктивными являются известняки мелкообломочные, неравномерно пористые, участками кавернозные и пятнисто доломитизированные.
После оперативного подсчета запасов (1991г) на месторождении проводилось эксплуатационное бурение. Результаты опробования скважин свидетельствуют о различном гипсометрическом уровне ВНК и о площадной разобщенности залежей.
Определение характера насыщения коллекторов по пласту Ф2 обычными способами по методу удельного электрического сопротивления затруднено, так как УЭС отражают промытую зону. В таких случаях продуктивность коллекторов определяется опробованием интервалов, давших безводную нефть.
В районе скважины 21 по данным ГИС и опробования ВНК принят на отметке минус 1528 м. При испытании в процессе бурения в интервале 1651 – 1667 (-1522,6 –1538,6 м) и в колонне 1652 – 1656 (1523,6 – 1527,6) м получены притоки нефти и минерализованной воды. Это не противоречит данным ГИС, так как ВНК вскрыт внутри продуктивного пласта на глубине 1656,2 (-1527,8) м. Площадь нефтеносности этого участка – 1987,5 тыс. м2 . Залежь сводовая, пластовая с размерами 2,5´1,05 км, высотой около 10 м.
На остальной площади подсчетный уровень принят на абсолютной отметке минус 1522 м. В скважине 103/2 подошва последнего нефтенасыщенного коллектора вскрыта на глубине 1727,2 (-1522,4), кровля первого водонасыщенного коллектора в скважине 112 – на глубине 1726 (-1521,9) м. Площадь нефтеносности – 10718,75 тыс. м2 . Залежь сводовая, пластовая с размерами 7,0 ´1,9 км, высотой 28 м (скв. 159).
Общая мощность пласта Ф2 достигает 18,3 м (скв. 103/2), составляя в среднем 14,8 м. Нефтенасыщенные толщины залежи нефти пласта Ф2 изменяются от 1,6 м (скв. 21) до 8,2 м (скв. 104), средневзвешенная по площади (площадь нефтеносности – 12706,25 тыс. м2 ) толщина равна 3,32 м. Эффективная толщина имеет среднее значение – 6,2 м, при минимальном – 2,6 м в скважине 162 и максимальном – 10,4 м в скважине 157.
В разрезе прослеживаются от 1 до 3 проницаемых прослоя. Коэффициент расчлененности равен 1,45. Коллекторы занимают 42% от общего объема пласта Ф2 .
Для количественной оценки степени прерывистости пласта по площади определен коэффициент распространения пород-коллекторов. Для пласта Ф2 он равен 1, т.к. в пределах внешнего контура нефтеносности коллекторы развиты повсеместно
4 УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ
Главной особенностью карбонатного накопления является преобладание биогенного механизма извлечения СаСО3 из морской воды, значительно меньшее значение имеют хемогенный и биогенный способы. Так как основным объектом данной работы служат рифовые комплексы и генетически связанные с ними отложения, то речь далее пойдёт о шельфовом и склоновом (верхняя и нижняя части континентального склона) карбонатонакоплении, обусловленном в основном детальностью бентоса, обладающего карбонатной функцией. Те же организмы осаждают СаСО3 на шельфах океанических островов и на океанических подводных поднятиях. В основе биогенного осаждения карбонатов лежит избирательная способность организмов поглощать элементы, находящиеся в морской воде, и накапливать их в комбинациях, отличных от существующих в морском растворе.
Образование биогенного карбонатного материала происходит за счёт солей, растворённых в речной воде, поступающей с суши. Растворённые формы – основа биогенного карбонатонакопления - достигают шельфа и склона без заметных изменений количества. По химическому составу морская вода отличается от речной: в морской воде Na>Mg>Ca и Cl>SO4 >CO3 , в речной воде – Ca>Na>Mg и CO3 >SO4 >Cl. Только в результате осаждения карбонатного материала речная вода может превратиться в морскую. Главную роль в этом процессе играют сложные биологические системы организмов. Рифовые биоценозы представляют собой наиболее яркий пример таких систем, состоящих из комплекса взаимосвязанных организмов, деятельность которых направлена на извлечение карбонатов из морской воды и максимальную их концентрацию. В то же время рифовые биоценозы сами служат активными поставщиками карбонатного материала, накапливающегося в виде обломков и карбонатных илов на шельфе и в верхней части континентального склона, а также поступающего в виде растворов и взвеси во внутренние части морей и океанов.
Рифы представляют собой промежуточную ступень в переносе карбонатов с континентов во внутренние части океанов. Большую роль в продуцировании современных мелководных карбонатов играют также известковые водоросли, мшанки, моллюски, балянусы, населяющего дно шельфов.
Другая особенность карбонатонакопления, являющаяся следствием преобладания биогенного механизма концентрации карбонатов, заключается в том, что реализация солей кальция, растворённых в речной воде, в минеральные образования происходит не в местах их поступления в морской бассейн, а на участках с благоприятными для жизни организмов условиями. К таким условиям относятся: прозрачная тёплая вода, активная гидродинамическая обстановка и мелководье. Они характерны для экваториальных поясов и областей действия тёплых океанических течений. Для карбонатонакопления необходима температура воды, равная в среднем +18 0 С. Необходимым условием для органогенного осаждения СаСО3 является прозрачность воды.
Относительные изменения уровня моря определяют вертикальную неоднородность разреза, проявляющуюся в его цикличности, обусловленной миграцией фаций во времени, в смене типов пород (слоистость, ритмичность) или в наличии перерывов (плитчатость, стратиграфическое несогласие ). В механизме взаимодействия локальных тектонических движений, скорости седиментации и эвстатических колебаний уровня моря, определяющем общую направленность карбонатонакопления через соотношение факторов концентрации СаСО3 и его рассеивания, ведущую роль играют эвстатические колебания уровня моря, являющейся основной причиной дифференциации разреза. Благодаря регулярности и повсеместному действию в бассейне, они, вызывая смещение фаций и чередование генетических типов отложений в разрезе. В то же время для концентрации больших объёмов карбонатных осадков, в частности для устойчивого рифообразования, необходимы тектонические погружения, соизмеримые со скоростями рифообразования. Взаимодействие указанных факторов во времени определяет разнообразие типов цикличности карбонатов.
5 ФИЗИКО-ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
ПРОДУКТИВНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ