(На примере турнейских отложений ДДВ.)

Для повышения эффективности научного прогноза нефтегазоносности необходимо изучить основные этапы эволюции коллекторских свойств пород и соотношение их с наиболее вероятным временем генерации УВ и формирования их залежей. Это положение не всегда учитывается. Обычно по результатам определения параметров коллекторов составляют соответствующие карты, на основе которых прогнозируют перспективы нефтегазоносности тех или иных отложений. Однако нефтегазоносные толщи, которые достигли градаций мезокатагенеза МК₃ – МК₅, по-видимому, ГЗН уже прошли, и залежи УВ, заключенные в них, должны иметь более древний возраст. В этом случае знание современных параметров коллекторов, вероятно, принесет мало пользы при оценке перспектив нефтегазоносности. Поэтому целесообразнее применять историко-генетический подход, который широко используется в нефтегазовой геологии, в частности, кроме исследований современного структурного плана региона обязательно проводятся палеотектонические реконструкции. Эволюцию же коллекторских свойств пород пока можно выяснить далеко не всегда, что, прежде всего, связано с отсутствием надежных реперов для определения геологического времени протекания того или иного процесса. Предлагаемый вариант реконструкции основных этапов эволюции коллекторских свойств исследуемых пород в центральной части ДДВ, несомненно, не лишен недостатков, обусловленных некоторыми допущениями.

Турнейские отложения ДДВ наиболее перспективны в нефтегазоносном отношении. В осевой зоне впадины они представлены карбонатно-глинистыми породами, сменяющимися в направлении краевых зон карбонатно-песчаными либо карбонатно-глинисто-песчаными (коллекторы). При изучении степени их катагенеза и палеотемператур использовался метод определения показателя отражения витринита углистых включений. По мнению ряда исследователей [1, 2], максимальный прогрев нижнекаменноугольных отложений (визейский, серпуховский ярусы) отмечался в ранней перми. Установленная прямая зависимость максимальных палеотемператур от современной глубины залегания, а также связь степени региональных катагенетических изменений пород с современными пластовыми температурами [3] позволили говорить о раннепермском максимальном прогреве и турнейских отложений региона. В это время палеотемпературы и степень катагенеза пород возрастали в направлении осевой зоны впадины от 120 (МК₁ – МК₂) до 250 °С (МК₅) и с северо-запада на юго-восток от 180 (МК₃) до 250 °С (MK₅). По этим данным по методике Б.А. Соколова, Е.П. Ларченкова (1982 г.) была построена так называемая модель прогрева (нарастания мощностей). Установлено, что турнейские отложения, развитые в Лютеньской впадине (скв. 475 Глинско-Розбышевская), находились в температурных условиях ГЗН с позднего визе до позднего карбона (рис. 1). В пределах же Солоховской впадины (скв. 49 Солоховская) генерирующие толщи прошли ГЗН (60–150 °С) быстрее (уже к среднему карбону). Соответственно их нефтегенерационный потенциал был реализован, вероятно, в меньшей степени, чем в северо-западной части территории. В результате, когда эти отложения попали в зону газообразования (средний карбон–пермь), они могли сохранить еще значительные генерирующие возможности. Заключение о палеозойском времени формирования залежей УВ хорошо согласуется с результатами исследований [4]. Более точное определение временного интервала генерации УВ, естественно, требует выяснения хотя бы ориентировочно основных этапов эволюции во времени коллекторских свойств пород.

Процессы разуплотнения в изученных песчаниках визуально проявились в неравномерном распределении в породе различных типов межзерновых контактов. Наблюдается чередование участков с плотным конформным сочленением зерен и с преобладанием точечных и линейных контактов. При этом нередко встречаются крупные поры, заполненные каолинитом. Например, в песчаниках скв 2, 3, 5, 7, 10 Тимофеевских, 9, 14, 21 Куличихинских, 450 Мартыновской и других при среднепсаммитовой структуре пород преобладающий размер пор с каолинитом составляет 0,2–0.4, а иногда 0,5– 0,7 мм.

Процессы позднекатагенетического окварцевания и карбонатизации, снижающие коллекторские свойства пород, проявились в континентальных образованиях фрагментарно и поэтому их отрицательное влияние было несущественным. Кварц-каолинитовый состав песчаников благоприятствует их устойчивости к гравитационному уплотнению. Это подтверждается незначительным изменением емкостных параметров песчаников с увеличением глубины их залегания: 12–23, 10–22 и 10–26 % соответственно на глубинах 3400–3500, 4200–4300 и 4700–4800 м.

Регрессивный катагенез (предвизейское время) в морских отложениях проявился иначе, чем в континентальных. Поскольку морские литофаций тяготеют к конседиментационным впадинам, они подверглись более слабому воздействию инфильтрационных вод. Это отразилось на ослаблении процесса каолинитизации глинистого цемента. В то же время инфильтрационные воды в более глубоких горизонтах, смешиваясь с погребенными морскими, должны были вызывать выпадение карбонатов кальция и магния (А.А. Махнач, 1982 г.). По-видимому, в это время в верхних турнейских горизонтах происходили процессы некоторого разуплотнения пород, а в низах разреза преобладали процессы карбонатообразования. Это обусловило и вертикальную дифференциацию коллекторских свойств. Причем мощности зон разуплотнения и цементации определялись гипсометрическим положением разреза в палеорельефе пред- и ранневизейского времени.

При рассмотрении последующей истории коллекторов морских литофаций необходимо коснуться вопроса о так называемой зоне оптимальных коллекторов (ОК). Появление ее связывается с интервалом разреза, где возникает вторичная пористость за счет растворения карбонатного цемента [5]. С учетом палеогеотермического градиента каменноугольного времени (около 5°/100 м) зона ОК должна была располагаться на глубине 1,2–1,5 км. Турнейские природные резервуары в этой зоне находились в среднем карбоне (рис. 2).

По мере дальнейшего погружения пород-коллекторов вплоть до ранней перми в них интенсивно формировался аутигенный кварц (Время образования катагенетического кварца и доломита определялось с помощью хроноката-генетических диаграмм (см. рис. 2) по палеотемпературам образования (гомогенизации газовожидких включений минералов.). В морских литофациях он развит шире и является более высокотемпературным, по сравнению с континентальными отложениями (температура гомогенизации газово-жидких включений соответственно 130–200 и 170–260 °С). В предпозднепермское время, когда были зафиксированы инверсионные движения, за счет смешения вод различного типа начал интенсивно формироваться аутигенный доломит. Температура образования (гомогенизации включений) его и в континентальных, и в морских литофациях составляет 150–190 °С. Эти минералы в ряде случаев полностью запечатали поры в некогда высокоемких коллекторах, что уменьшило открытую пористость песчаников до 2–4 %, а проницаемость до (0,01 – 0,1)·10^-3 мкм².

Примечательно, что аутигенный кварц и доломит внутри залежей УВ развиты намного слабее, чем за их пределами (Тимофеевская, Куличихинская, Краснозаярская площади). Это свидетельствует о том, что УВ поступили в породы до начала массового развития кварца и карбоната, т. е. в конце раннего и среднем карбоне. А интенсивное проявление аутигенного минералогенеза вне залежей УВ, вызывающее существенное снижение ФЕС пород, позволяет допускать возможность катагенетического запечатывания залежей УВ.

В настоящее время в природных коллекторах сохранились открытые поры, однако, их содержание значительно ниже, чем в породах континентальных литофаций. Размеры пор не превышают 0,05 мм. Форма их, как правило, изометрическая, угловатая, реже щелевидная. Отмечаются околозерновые каналы диаметром 0,007–0,01 мм. В каолинитовом цементе наблюдаются мелкие (около 0,005 мм) межпакетные пустоты.

В связи со снижением в послепермское время общей геотермической напряженности зона ОК должна была погрузиться до глубины 2–2,5 км [5], однако турнейских отложений она уже не затронула. В условиях низких температурных градиентов предполагается [5] существование второй зоны ОК на глубине 4–6 км. В песчаниках северной краевой зоны ДДВ отсутствуют следы растворения карбонатного цемента.

В турнейских же отложениях, вскрытых в южной краевой зоне впадины (скв. 111, 112, 114 Сорочинские, 1,2 Яреськовские), отмечаются процессы декарбонатизации. В песчаниках наблюдалась кавернозность карбонатного цемента. Каверны мелкие, сливаются друг с другом и образуют кавериовые зоны. В результате растворения карбоната формируются еще и околозерновые пустоты, создающие систему эффективной пористости. В известняках отмечаются каверны раскрытостью 0,06X0,08 мм (скв. 112 Сорочипская), достигающие 0,6X0,8 мм в скв. 2 Яреськовской. Это свидетельствует о существенных различиях литогенеза и соответственно основных этапов эволюции коллекторских свойств турнейских пород южной и северной краевых зон ДДВ. Во многом это связано с тем, что турнейская седиментация в районе Сорочинской площади характеризовалась устойчивым морским режимом и тиховодными условиями (К.Г. Григорчук, А.А. Муромцева, 1987 г.). Это определило низкие значения исходных коллекторских параметров пород, подавление процесса каолинитизации, т. е. здесь отсутствует предвизейский этап разуплотнения коллекторов. В центральной части южной краевой зоны ДДВ реален лишь процесс формирования зоны ОК в предпозднепермское время. Следы растворения карбонатных минералов, кавернозность пород, по-видимому, являются подтверждением этого.

В песчаниках морских литофаций могли существовать три основных этапа в развитии природных коллекторов. Первый связан с предвизейским перерывом в седиментации. Он обусловил в целом улучшение коллекторских показателей в верхних горизонтах разреза и ухудшение в нижних. На втором этапе в среднем карбоне турнейские отложения должны были находиться в зоне ОК. На третьем этапе (средний карбон – ранняя пермь) коллекторские показатели по род значительно ухудшились вследствие цементации песчаников аутигенным кварцем и доломитом. Вероятно, в среднекамениоугольное время песчаники морских литофаций обладали более высокими коллекторскими свойствами, чем современные(V класс коллекторов, по А.А. Ханину). Поскольку большая часть кремнистого и карбонатного вещества была привнесена в песчаники, а содержание кварцевого и доломитового цемента в них соответственно составляет 3–8 и 0–20 %, можно допускать существование в среднекаменноугольное время в этих литофациях пород-коллекторов I–III классов (по А.А. Ханину).

1. Богомолов Г.В., Панов В.В., Богомолов Ю.Г. О палеотемпературных условиях формирования Припятско-Донецкого авлакогена // В кн.: Геотермометры и палеотемпературные градиенты.–М.– 1981.–С. 42–49.
2. Гречишников Н.Г. Прогноз нефтегазоносности глубоких горизонтов Днепровско-Донецкой впадины // Изв. вузов. Сер. геол. и разв.– 1977.– С. 82–87.
3. Григорчук К.Г. Литогенез турнейских нефтегазоносных отложений центральной части северной краевой зоны Днепровско-Донецкой впадины // Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. геол.-минер, наук.– Львов.– 1986 (ИГГГ АН УССР).
4. Нефтегазоносность глубокопогруженных комплексов осадочных пород Днепровско-Донецкой впадины / П.Ф. Шпак, О.В. Демьянчук, Л.В. Курилюк и др.– Киев: 1984.– (Препринт ИГН АН УССР: 84–13).
5. Особенности литогенеза нефтегазоносных толщ в разных условиях / Н.А. Еременко, И.Д. Зхус, М.В. Корж и др. // В кн.: Литология на новом этапе геологических знаний.– М.– 1981.–С. 91 – 104.

1 – палеотемпературное несогласие; 2 – изотермы, °С; 3 –органическая кривая; время пребывания отложений: 4 – в ГЗН, 5 – в ГЗГ

Главные процессы минералообразования: 1 – каолинитизация, 2 – кварцеобразование, 3 – доломитообразование; остальные усл. обозн. см. на рис. 1.