Геофизические исследования скважин при фациально-циклическом изучен

в различной степени глинистыми, с большим разнообразием структурных особенностей. Среди них ведущая роль принадлежит микрозернистым, тонкозернистым, сгустковым, комковатым и сгустково-комковатым разностям.

Известняки содержат богатый и разнообразный комплекс органических остатков, принадлежащих водорослям, многокамерным фораминиферам (в том числе, фузулинидам) и одиночным кораллам. Брахиоподы характеризуются широким распространением представителей свободнолежащего и якорного экологического типов, при подчинённом значении последних.

Рассматриваемые фации по площади и разрезу постепенно сменются чаще морскими, реже лагунными опресненными и солоноводными. При этом с фациями опресненных лагун теснее всего связаны глинистые известняки.

Фации ровного морского дна с подвижным гидродинамическим режимом (РМДП)

Вэту категорию фаций отнесены морские отложения, очень близкие по своим особенностям описанным выше. Главное отличие их состоит в том, что они накапливались в обстановках

сплотным дном и подвижной динамикой среды. Это и наложило свой отпечаток на структуры горных пород и качественный состав органических остатков.

Влитологическом отношении они представлены различными известняками, ведущая роль принадлежит органогеннодетритовым разностям.

Состав органических остатков очень близок к составу вышеописанных фаций, отличаясь от него лишь несколько большим разнообразием водорослей, большей ролью мшанок

ииглокожих, а среди брахиопод – преобладанием представителей якорного типа над свободнолежащими.

Рассматриваемые фации по площади и разрезу сменяются либо фациями ровного морского дна со спокойным гидродинамическимрежимом, либофациями поселений различныхорганизмов.

91

Фации поселений различных организмов

Этот комплекс фаций очень широко распространён в составе мелководных отложений, располагаясь на склонах и по периферии отмелей и знаменуя собой постепенный переход к фациям относительно ровного морского дна (РМД). По своему характеру фации этого комплекса являются моноценозами и располагаются по площади в закономерном порядке, представляющем собой полный фациальный ряд. Переход от одной фации к другой совершается постепенно, за счёт чего в отложениях на стыке разных фаций часто присутствуют смешанные поселения: криноид- но-мшанковые и т. д.

В конкретных разрезах фациальные ряды редко представлены в полном виде. Обычно отдельные элементы ряда выпадают, и полнота рядов в разных разрезах бывает неодинакова. Это объясняется локальным развитием фаунистических поселений рассматриваемого фациального комплекса.

Ниже приводится краткая характеристика отдельных фаций в направлении от фаций ровного морского дна.

Фации фораминиферовых поселений (ФРП)

Кэтим фациям отнесены фораминиферовые известняки

иреликтово-фораминиферовые доломиты. Последние встречаются крайне редко, так как при сильной перекристаллизации, сопровождающей доломитизацию, вещество раковин фораминифер подвергаетсяизменениям вместесцементирующей массой.

Преобладающими микроструктурами фораминиферовых известняков являются детритовая и мелкодетритовая.

Для фаций фораминиферовых поселений, помимо фораминифер, наиболее характерны водоросли, брахиоподы, мшанки

ичленики криноидей.

Фораминиферовые поселения в фациальных рядах параллельны фузулинидовым поселениям, с одной стороны они при-

92

мыкают к водорослевым поселениям, а с другой стороны – к фациям ровного морского дна.

Фации фузулинидовых поселений (ФП)

Фации фузулинидовых поселений представлены фузулинидовыми известняками и реликтово-фузулинидовыми доломитами, в которых фузулиниды нацело слагают всю породу. Фузулинидовые поселения как самостоятельный вид поселений или как самостоятельные фации выделяются только в среднекаменноугольных отложениях, так как начиная со среднего карбона в составе фораминиферовых сообществ всё большую роль начинает играть надсемейство Fusulinadeae.

Среди известняков преобладают органогенные и органоген- но-детритовые разности, среди доломитов – тонко- и мелкозернистые(кристаллические).

Из органических остатков фациям фузулинидовых поселений свойственны членики криноидей, мшанки, одиночные кораллы и водоросли. Представители других групп организмов встречаются исключительно редко.

Фузулинидовые поселения связаны постепенными переходами водорослевых поселений, криноидных и брахиоподовых поселений и фаций ровного морского дна.

Фации криноидных поселений (КРП)

Фации криноидных поселений представлены криноидными известняками, а иногда реликтово-криноидными доломитами. Выделение этих фаций несколько условно, так как в некоторых случаях нет уверенности в накоплении скелетных остатков криноидий на месте их обитания. Однако даже если членики криноидей и были перемещены после отмирания организма, то это расстояние от места их обитания было невелико, так как членики не несут следов транспортировки.

93

Преобладающей структурой фаций криноидных поселений является органогенно-детритовая.

Из органических остатков присутствуют водоросли, разнообразные фораминиферы, одиночные и колониальные ругозы, мшанки и брахиоподы, принадлежащие в подавляющем большинстве к якорному экологическому типу.

Фации криноидных поселений связаны с фациями фузулинодовых и брахиоподовых поселений и с фациями ровного морского дна.

Фации брахиоподовых поселений (БП)

К фациям брахиоподовых поселений отнесены брахиоподовые известняки и известняки с брахиоподами, раковинам которых принадлежит ведущая роль в составе породы.

Среди структур ведущее значение принадлежит органогенным и органогенно-детритовым.

Из органических остатков для фаций брахиоподовых поселений характерны водоросли, особенно трубчатые и багряные, многокамерные фораминиферы (реже фузулиниды), членики криноидей и одиночные кораллы. Среди брахиопод преобладают представители свободнолежащего типа при подчинённом значении представителей якорного типа.

Фации брахиоподовых поселений теснейшим образом связаны с отмелями и фациями криноидных и водорослевых поселений.

Фации водорослевых поселений (ВП)

К этим фациям принадлежат водорослевые известняки, сложенные хрупкими и тонкими скелетными остатками зелёных

(Calcifolium, Koninckpora, Beresella, Dvinella и др.) и багряных

(Ungarella, Donezella и др.) водорослей. В силу особенностей своего строения они не могли создавать массивные органоген-

94

ные постройки, а образовывали, по-видимому, заросли, покрывавшие какую-то часть морского дна.

После отмирания организмов в донном осадке скапливались их твёрдые скелетные остатки, дав впоследствии прослои (до 0,5 м) водорослевых известняков.

Для этих фаций характерны биоморфные и органогеннодетритовые структуры.

В этих известняках водорослям сопутствуют фораминиферы, фузулиниды, членики криноидей, брахиоподы и одиночные кораллы.

Фации водорослевых поселений связаны с фациями отмелей и фациями различных поселений: фораминиферовых, фузулинидовых и брахиоподовых.

Фации отмелей (ОТ)

Отложения, отвечающие этим фациям, формировались в условиях исключительно малых глубин, не превышающих, как правило, 10 м. Среда осадконакопления отличалась высокой подвижностью вод и плотным, а иногда и твёрдым каменистым дном.

Эти фации представлены известняками и известняковыми брекчиями. Известняки, иногда доломитизированные, редко окремнённые, в большинстве своём органогенно-обломочные, брекчиевые.

Комплекс органических остатков, свойственных рассматриваемым фациям, богат и разнообразен. В большом количестве присутствуют массивные колонии багряных водорослей, желваки гирванелл, однокамерные и многокамерные фораминиферы, кораллы и брахиоподы.

Фации отмелей связаны с фациями водорослевых и брахиоподовых поселений.

Заканчивая обзор фациальных особенностей башкирских отложений Пермского края, следует отметить, что все охаракте-

95

ризованные выше фации теснейшим образом, генетически, связаны друг с другом, образуя вполне закономерные фациальные ряды. Они отражают ландшафтные особенности рассматриваемой территории и палеотектонические условия осадконакопления в её пределах.

4.3. МЕТОДИКА РАСЧЛЕНЕНИЯ БАШКИРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ

Детальный циклический анализ и стратиграфическое расчленение башкирской карбонатной толщи базируются на описании керна скважин с учетом таких генетических признаков породы, как вещественный состав и примеси, структура, текстура, минеральные включения, мощность слоя, с привлечением петрографических данных.

Дробное расчленение башкирской толщи выполнено по следующей схеме:

1.Литологическое описание пород в керне и шлифах.

2.Литологическое расчленение разреза по ГИС.

3.Построение литологической колонки на основании изучения керна и ГИС.

4. Исследование микроструктуры карбонатных пород

вшлифах. Построение структурной кривой.

5.Циклический анализ отложений. Выделение элементарных циклитов (ЭЛЦ), субрегоциклитов (СБРГЦ) и регоциклитов (РГЦ).

6.Изучение фациальных особенностей разреза башкирских отложений. Выделение и определение фациальных типов по разрезам скважин.

С позиций циклического анализа регоциклиты отвечают подъярусам, субрегоциклиты – горизонтам и подгоризонтам, элементарные циклиты – подразделениям более мелкого ранга, чем горизонт.

96

При расчленении разрезов нефтяных месторождений используются данные геофизических исследований скважин, поэтому важной задачей является разработка методов выделения циклитов всех рангов с использованием ГИС.

Различия в литологическом составе нижней и верхней частей циклита неизбежно должны отразиться на физических свойствах (на каротажных диаграммах КС, ПС, ГК и НГК). Поэтому здесь использованы результаты геофизических исследований скважин (ГИС) для выделения циклитов.

Данные ГИС использовались для построения литологической колонки и литологических кривых. Литологическая кривая дает возможность наглядно проследить прерывность или непрерывность смены литологических разностей, прогрессивный или регрессивный характер этой смены и более объективно выделить элементарные циклиты (ЭЛЦ), субрегоциклиты (СБРГЦ) и регоциклиты (РГЦ).

При изучении разреза необходимо знание так называемого литологического ряда [53]. Литологический ряд – это направленная непрерывная последовательность породных слоев в разрезе, обусловленная законами седиментации (физико-химическими и динамическими процессами).

Так как для каждого региона и даже района должна быть создана своя обобщенная модель литологического ряда, несомненный интерес представляет составление сводного литологического ряда для района исследования и присвоения цифрового индекса каждому породному слою или циклиту. Это позволит решать задачи по оперативному описанию разрезов и выделению цикличности в осадконакоплении.

Внастоящей работе для обоснования сводной литологической модели башкирских отложений Пермского края использованы результаты изучения разрезов среднекаменноугольных отложений Западного Урала [99].

Встроении этих разрезов, особенно в разрезах естественных обнажений, седиментационная цикличность карбонатных отложений проявляется наиболее четко.

97

В качестве эталонного разреза использованы результаты детального изучения и расчленения разреза «Сокол». Это естественное обнажение находится на Западном Урале (бассейн р. Чусовой, в районе пос. Староуткинск). В разрезе «Сокол» достаточно обоснованно и уверенно снизу вверх прослеживаются и выделяются перерывы, размывы и цикличность. Кроме того, что особенно важно, в данном разрезе башкирский ярус развит и представлен в полном объеме [95].

На следующем этапе результаты этого расчленения в виде модели циклитов перенесены на разрезы опорных скважин. Разрезы опорных скважин в полном объеме охарактеризованы керном и материалами ГИС, т.е. хорошо изучены в литологическом и палеонтологическом отношении. Опорными разрезами являются «Северный Колчим», скв. 758; «Чурочная», скв. 44; «Рас-

соха», скв. 751; «Сыпучи», скв. 760 [52].

Башкирские отложения представлены в большей степени различными известняками и в меньшей – доломитами.

Существует несколько классификаций карбонатов, основанных на различных подходах к изучению карбонатных пород. Наиболее используемой и самой удобной отечественной классификацией карбонатных пород является классификация И.В. Хворовой [93]. В данной работе мы придерживаемся этой классификации.

Детальное изучение карбонатов башкирского яруса показало возможность выявления прогрессивной и регрессивной направленности осадконакопления по характеру изменения микроструктур.

При выявлении цикличности в конкретных разрезах результаты изучения структуры карбонатных пород в шлифах изображались графическим способом. Он заключался в построении «структурной кривой». На чертеже рядом с графой «микроструктуры» или непосредственно рядом с литологической колонкой в отдельной графе в соответствии с установленным рядом, вертикальными линиями соединяются одинаковые

98

микроструктуры, а горизонтальными линиями – границы между микроструктурами.

Для построения кривой составляется шкала изменения микроструктур в направлении от самых тонкозернистых к крупнозернистым: пелитоморфная (п), микрозернистая (мз), тонкозернистая (тз), сгустковая (с), комковатая (к), шламовая (ш), детритовая (д), органогенно-обломочная (об), биоморфная (бм) и брекчиевая (б) [93].

Пелитоморфная структура – микроскопически порода однородна (размер зерен 0,01–0,001 мм).

Микрозернистая структура – в шлифе зерна (размером 0,05–0,07 мм) частью различимы.

Тонкозернистая структура – в шлифе зерна (размером 0,07–0,1 мм) частью различимы.

Сгустковая структура– в шлифе наблюдаются фрагменты неправильнойформыснеяснымиочертаниями(размерыдо0,1 мм).

Комковатая структура – в шлифе присутствуют очертания фрагментов четкие и ясные, форма их более правильная (размер

0,1–0,5 мм).

Биогенные известняки в зависимости от степени сохранности органических остатков делятся на шламовые, детритовые, органогенно-обломочные и биоморфные.

Шламовая структура – в шлифе находятся обломки менее

0,1 мм.

Детритовая структура – в шлифе отмечены обломки крупнее 0,1 мм.

Органогенно-обломочные – в шлифе находятся обломки крупнее 1 мм.

Биоморфная структура – в шлифе присутствуют крупные цельные раковины.

Размер от нескольких долей миллиметра (фораминиферы, остракоды и др.) до нескольких сантиметров (гастроподы, пелециподы и др.).

Обломочные породы состоят из обломков в различной степени окатанных. Размер основных компонентов породы – облом-

99

ков известняков колеблется в широких пределах – от долей миллиметра до нескольких сантиметров. В связи с этим различают гравелиты, конгломераты и брекчии. Структура у них брекчиевая.

Анализ отстроенных кривых позволяет более объективно и точно выделять как элементарные циклиты (ЭЛЦ), так и циклиты более высокого ранга: субрегоциклиты (СБРГЦ) и регоциклиты (РГЦ) [53].

Результаты изучения и сопоставления эталонного и опорных геолого-петрофизических разрезов позволяют при недостаточном объеме керна идентифицировать циклиты в скважинах, пробуренных по эксплуатационной сетке, по данным промысло- во-геофизических исследований.

4.4. ПРИМЕР ФАЦИАЛЬНО-ЦИКЛИЧЕСКОГО РАСЧЛЕНЕНИЯ БАШКИРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НА КАЛМИЯРСКОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ (ПЕРМСКИЙ КРАЙ)

Объектом изучения являются нефтяные скважины Калмиярского месторождения. Калмиярское месторождение относится к Татышлинской зоне нефтегазонакопления Пермского края. Эта зона связана с одноименным структурным выступом, осложненным позднедевонскими рифогенными постройками, в структурах облекания которых выявлены промышленные залежи на полутора десятках поднятий, входящих в состав Калмиярского, Чернушинского, Хатымского, Чикулаевского месторождений. Нефтегазоносны отложения от терригенного девона до каширского горизонта включительно.

Исследуемый объект – башкирский ярус Калмиярского месторождения. Он представлен главным образом карбонатными породами, среди которых преобладают известняки. Детальное изучение карбонатов башкирского яруса показало возможность выявления прогрессивной и регрессивной направленности осадконакопления по характеру изменения микроструктур.

100