Освоение в Западной Сибири залежей углеводородов, приуроченных к палеозойским отложениям, сопряжено с рядом трудностей. Активная тектоническая деятельность, проявившаяся в каледонскую фазу складчатости, определила развитие существенных изменений в карбонатных породах. Это, в свой очередь, способствовало усложнению коллекторов. В качестве примера рассмотрим строение пустотного пространства карбонатной продуктивной толщи Урманского месторождения, расположенного на территории Нюрольской впадины Казанского нефтегазоносного района. Месторождение приурочено к складке субмеридионального простирания размером 9х16 км. амплитудой 80 м. Продуктивные отложения - сильно перекристаллизованные анкеритизированные вторичные доломиты. Первоначально они представляли собой органогенно-обломочные и биогермные преимущественно высокопористые осадки. На это, в частности, указывает присутствие сильно измененных остатков водорослей и кораллов. Последние иногда образуют колониальные постройки.

В постлитификационный период в исследуемой толще можно выделить несколько этапов, обусловленных неоднократными изменениями термобарических и геохимических условий залегания. Вначале карбонатные породы подверглись интенсивному трещинообразованию, о чем свидетельствует большое число палеотрещин, в последующем исчезнувших в результате вторичного минералообразования (диагностические признаки кристаллизации вторичных минералов в палеопустотах подробно описаны в работах Х.Вильямса [I], Г.Е.Белозерской, П.Н.Страхова (1989) и других исследователей). Их ширина в среднем составляла 2-5 мм, но в ряде случаев достигала нескольких сантиметров.

Наличие палеотрещин и первичных межформенных палеопор, имеющих неплохие фильтрационно-емкостные свойства, во многом определило характер развития первого этапа постседиментационных преобразований карбонатных пород. По ним началась активная циркуляция агрессивных флюидов, вызвавшая интенсивное выщелачивание исследуемых отложений. Среди пустот стали доминировать палеопоры и палеокаверны унаследованного выщелачивания и выщелачивания вдоль трещин. Пустотная емкость достигала 20-25 % и более.

Большая часть емкости пустотного пространства, существовавшего на данном этапе, не сохранилась. Этому способствовали процессы кристаллизации и перекристаллизации доломитового материала. Рассмотренные палеопустоты были запечены в основном средне-крупнозернистыми яснокристаллическими вторичными доломитами и анкеритами, В результате емкость пор и каверн (остаточных после вторичного минералообразования) уменьшилась до 1-2 % и только в единичных случаях она составила 10 %. Потеря общей пустотной емкости в определенной степени была компенсирована формированием нового типа пор - межкристаллических или перекристаллизации (диагностические признаки данных пор описаны в работах Г.Е.Белозеровой. П.Н.Страхова (1989), [2]).

Следует отметить, что данные преобразования должны были происходить при очень высоких значениях температуры и давления, характерных для больших глубин. Это привело к тому, что матрицу стали слагать относительно крупные кристаллы, в среднем 100-200 мкм, а палеопустоты - заполнять кристаллы крупно- и грубозернистые. В последующем многие межкристаллические палеопоры увеличили свои размеры в результате возобновления процессов выщелачивания, о чем свидетельствуют следы коррозии на стенках кристаллов матрицы, ограничивающих рассматриваемые палеопустоты. В итоге данных преобразований емкость пустот составляла 10-15 % и более.

На более поздних стадиях развития карбонатных отложений большая часть пустот была уничтожена за счет осаждения в них оксидов железа, а также регенерации (восстановления первоначальной формы) кристаллов, ограничивающих палеопустоты межкристаллического выщелачивания. На это указывают резкое осветление кристаллов по мере приближения к порам, характер их угасания и включения ровных микрослойков черного материала, расположенных параллельно граням, которые могли образоваться только во время роста кристаллов. Кроме того, в исследуемом пространстве имела место кристаллизация более мелких кристаллов, практически не окрашенных органическим веществом. Последнее могло возникнуть только в случае резкого снижения температуры и давления, повлекшего ликвидацию энергетических ограничений осаждения рассматриваемых кристаллов (Страхов П.Н„ 1993). В это время произошли относительный подьем земной коры и размыв вышележащих отложений. Наиболее отчетливо данные преобразования проявились в доюрское время,

Завершающей стадией формирования пустотного пространства стало образование трещин последней генерации, которые, по всей видимости, выполняли роль каналов сообщения между сохранившимися парами и кавернами.

В настоящее время пустотное пространство карбонатных отложений имеет сложное строение и, как правило, характеризуется одновременным присутствием пор, каверн и трещин. Последние оказывают значительное влияние на миграцию флюидов, несмотря на свои относительно низкие показатели: поверхностная плотность в основном составляет 0,1-0,3 см/см2. только 8 единичных случаях достигая 0,7 см/см2, раскрытость -7-10 мкм (таблица). Трещины отмечаются практически во всех исследованных образцах. Они соединяют между собой поры и каверны, большая часть которых без их участия была бы исключена из общей фильтрующей системы карбонатных пород.

Рассмотрим подробнее вопрос о путях перемещения флюидов в подобных толщах. Влияние трещинного типа пустот на фильтрационные свойства пород проявляется в анизотропии проницаемости (см. таблицу), что характерно при движении флюидов по трещинам, имеющим определенную ориентировку. Кроме того, проницаемость низкопористых (меньше 4-5 %) разностей достигает высоких значений - 0,003-0,005 мкм2, в отдельных случаях - 1,3 мкм2, что возможно только при участии трещин в формировании фильтрующей системы.

Вместе с тем было замечено, что фильтрационные свойства данных образцов зависят не только от трещиноватости. Расчеты показали, что в принципе можно говорить о существовании зависимости между средней проницаемостью и поверхностной плотностью трещин (коэффициент корреляции 0.63):

В то же время необходимо учитывать роль каверново-порового пространства в формировании фильтрующей системы карбонатных пород. В данном случае емкость пор определялась стандартными прямыми методами. Объем каверновой составляющей оценивался по способу, предложенному Ф. Чейзом [3] определялось отношение общей суммы площадей сечений выхода каверн на грань кубика к общей площади сечения образца. Коэффициент корреляции эмпирической зависимости проницаемости от суммарной пустотности (емкость пар и каверн) составил 0,82:

Расчетные значения проницаемости по трещинам и каверново-поровому пространству сопоставлялись со значениями газопроницаемости, измеренными в лабораторных условиях (рис 1, 2). На рис. 1, несмотря на сравнительно большой разброс значений, прослеживается связь между измеренной проницаемостью образцов и рассчитанной для трещинного типа фильтрации. Вместе с тем на характер данной зависимости активное влияние оказывает каверново-поровый тип пустот. Так, образцы, суммарная пористость и кавернозность которых меньше 3 %. как правило, имеют проницаемость меньше расчетной, в то время как большая часть пород с более высокими значениями рассматриваемой пустотности, наоборот, характеризуется более хорошими фильтрационными свойствами.

Связь между измеренной проницаемостью и рассчитанной для каверново-порового типа фильтрации выражена более четко (см. рис. 2). Однако и в этом случае прослеживается влияние трещин на характер выявленной зависимости. Введение в рассматриваемый двухмерный график третьего параметра, а именно - значения поверхностной плотности трещин показало, что проницаемость меньше расчетной имеют образцы, в которых данный показатель не превышает 0,2 см/см2, тогда как значительное превышение измеренной проницаемости над расчетной характерно для образцов, поверхностная плотность трещин которых превышает 0,4 см/смз. Получается, что в формировании путей миграции флюидов через рассматриваемые породы большую роль играют трещины. Несмотря на достаточно низкие значения поверхностной плотности трещин (0,1-0.7 см/см2), их влияние на проницаемость отчетливо проявляется даже в каверново-пористых образцах (пустотность 6-9 %).

1 Вильяме X., Термер Ф., Гельберт Ч. Петрография - М: Мир. 1985. - Т. 2.

2 Гляид Л.П., Леей С.Ш. Атлас карбонатных пород-коллекторов. - Л,: Недра, 1972.

3. Чейз Ф. Количественно-минералогический анализ шлифов под микроскопам. - М.: ИЛ, 1963.

Значения пористости и кавернозности. %: / - < 3, 2 - 3-5, 3 - > 5

Значения удельной поверхностной плотности трещин, см/см2: 1 - <0.2: 2 - 0,3-0,4; 3 - > 0,4