книги / Основы фациальной цикличности осадочных толщ по результатам геолого-геофизических исследований скважин

(рис. 3.6). Классификацию дополняют описательными терминами: гладкие, иззубренные, линейные, вогнутые, выпуклые. Для морских песчаных тел колоколообразная аномалия на кривой ПС (ГК) отражает уменьшение энергии обстановки осадконакопления и увеличение глинистости от подошвы к кровле песчаного тела и ассоциируется с трансгрессией моря. Воронкообразная форма ПС (ГК) отражает регрессию моря и увеличение поступления вверх по разрезу песчаного материала. Плавная цилиндрическая форма аномалии ПС (ГК) связана с отложениями песчаного тела в условиях постоянной высокоэнергетической обстановки при обильном поступлении песчаного материала.

Иззубренная кривая ПС (ГК) указывает на частое изменение энергетической обстановки, чередование песчаных и более глинистых слоев. Определенным преимуществом при использовании каротажных кривых является то, что направленность изменения и ее характер можно оценить не только качественно, но и количественно, пользуясь показаниями методов. Тем самым открывается возможность использования количественных характеристик данных ГИС и обработки их на ЭВМ.

Следующие два правила непрерывности и характера границ тесно связаны между собой и с первым признаком. Непрерывность отражается в постепенной смене пород с близкими свойствами. При визуальном наблюдении в таких интервалах переход от одного слоя к другому выражается различным образом. В одних случаях в породе одного состава появляется примесь материала вышележащих пород, количество которого постепенно вверх по разрезу увеличивается, пока не произойдет полной смены одной породы другой. В других – в подстилающей породе появляются линзочки или тонкие прослойки вышележащего слоя, количество и мощность которых постепенно увеличивается, пока порода не сменится другой.

На каротажных диаграммах такое постепенное изменение литологического состава с частыми «возвратами» к прежней литологической разности выражается, во-первых, в мелкой

132

зазубренности кривых ЭК, ПС, РК, и, кроме того, в постепенном изменении (отклонении) общей направленности значений

(рис. 3.7).

По керну можно наблюдать очень резкие контакты (границы) между слоями. Обычно они связаны с породами, резко отличающимися по литологическому составу (песчаник – уголь, песчаник – аргиллит, известняк – аргиллит). Существует прямая связь между резкостью границ и степенью различия литологического состава слоев. Однако нередки случаи, когда характер границ (их резкость или постепенность) на тех или иных диаграммах определяется не столько сменой литологического состава, сколько изменением физических свойств, т.е. связь между вещественным составом и физическими свойствами не всегда прямая. Так, контактирующие между собой пласты песчаника и угля по кривой ПС объединяются отрицательной аномалией, поскольку обе эти породы могут обладать очень сходной проницаемостью. Поэтому резкой границы между ними на кривой ПС не наблюдается. Тот же контакт на кривых ГК, КВ выражается четко, т.к. песчаные и угольные пласты существенно отличаются радиоактивностью и механическими свойствами.

В то же время при интерпретации кривой ГК необходимо учитывать, что метод чувствителен к содержанию в осадочной породе глауконита, слюд, полевого шпата (К40) и обломочного циркона, что также иногда затрудняет его использование для определения глинистости.

Из приведенных примеров следует, что правило непрерывного характера границ может быть реализовано лишь на основании комплекса ГИС, а не одного вида исследований. Этот пример свидетельствует о том, что формально только по изменению физических свойств тел можно уверенно выделять пласты, а не циклы. Для выделения циклов необходим более тонкий, углубленный анализ всех данных ГИС.

При определении фациальных признаков основными параметрами являются состав пород, их текстурные и структурные особенности и включения (Ю.А. Жемчужников, 1959;

Л.Б. Рухин, 1966; О.А. Щербаков, 1966, 1981).

134

Слоистая текстура пластов определяется непосредственно обстановками седиментации (рис. 3.5). Спокойная седиментация без перераспределения осадка создает горизонтальную слоистость, а перераспределение его течениями и волнениями – слоистость косую и волнистую. Некоторые признаки являются как исключительно свойственными данной фации, т.е. одного такого признака вполне достаточно для однозначного определения фаций. Так, например, диагональная косая слоистость в песчаниках свидетельствует об их принадлежности к русловых фациям (рис. 2.20, раздел 2.4.1).

По каждому детально изученному разрезу строились фациальные кривые изменения физико-географических обстановок, которые наглядно отражают последовательность и общую направленность смены обстановок седиментации во времени. На них отчетливо фиксируются моменты смены трансгрессивного ряда фаций регрессивными, и наоборот, т.е. границы циклов.

закономерно чередующиеся фации. В соответствии с обычными приемами увязки любых геологических разрезов при корреляции сопоставлялись в первую очередь маркирующие циклы. К ним относятся циклы с наиболее выдержанным фациальным составом, мощностью и строением. Обычно трансгрессивная часть таких циклов представлена хорошо выраженными болотными или морскими фациями, часто содержащими карбонаты.

Для визейских терригенных отложений в качестве линии сопоставления разрезов лучше всего брать кровлю тульских терригенных отложений, которая используется у геофизиков в качестве маркирующего горизонта.

Значительной выдержанностью по простиранию отличаются циклы, соответствующие тульскому, бобриковскому и радаевскому горизонтам. Поэтому они и были использованы для расчленения и корреляции отложений, построения фациальных карт. Для каждого цикла, по данным определения мощности пластов разной литологии, подсчитывались коэффициенты песчанистости, углистости и глинистости (табл. 3.1)

136

Кпесч. (угл., глин.) = Нпесч. (угл., глин.) / Нобщ,

где Кпесч. (угл., глин.) – мощности соответственно песчаных, углистых и глинистых пластов; Нобщ – общая мощность цикла.

Для АР фаций характерны максимальные значение коэффициентов песчанистости (0,9–0,5) и минимальные коэффициентов глинистости и углистости (0,1–0,0). Для ОБ и Б-фаций – наоборот. Полученные значения коэффициентов для каждого цикла могут являться одним из основных критериев для обоснования типа фации и быть использованы при обработке данных ГИС на ЭВМ. При этом для одинаковых или близких значений коэффициентов разных фаций необходимо учитывать характеристику расчлененности разреза. Так, например, русловые фации представлены обычно однородными пластами песчаника большой мощности, а для АП фаций характерно переслаивание пластов песчаника и аргиллита меньшей мощности.

Пласты углистых и известковистых аргиллитов, приуроченные к трансгрессивным фазам начала и конца циклов, а также к ОБ и Б фациям, по данным ГИС имеют близкую характеристику. Они отмечаются повышенными показаниями ГК и ЭК, пониженными НГК и небольшим увеличением ДС.

Учитывая, что в бобриковских мезоциклах развита в основном углистость (континентальные фации), а в малиновском и тульском – известковистость (прибрежно-морские фации), то пласты с подобной геофизической характеристикой можно дифференцировать между собой и, определив модности углистых пластов, подсчитать Кугл.

При построении карт по каждой скважине наносились фации, соответствующие определенным циклам. Затем по принципу интерполяции и с учетом закономерной смены фаций в горизонтальном и вертикальном рядах проводились границы фациальных зон.

Для поисков нефти и газа первостепенное значение имеет знание условий образования отложений во время максимального развития регрессий, когда идет накопление аллювиальных отложений, являющихся коллекторами нефти и газа. Поэтому

138

на карты наносятся распределение и направление речных потоков (АР, АП), границы зон торфонакопления (ОБ, Б).

Учитывая, что нефтеносные залежи в пределах Пермского Прикамья в основном приурочены к антиклинальным структурам, нефтеносность выделенных мощных пластов песчаника (АР) будет зависеть от относительного расположения песчаного пласта в разрезе. Для пойменных и озерно-болотных фаций можно ожидать выявления неантиклинальных залежей нефти, приуроченных к участкам выклинивания и замещения пластов песчаника и алевролита.

Таким образом, детальное изучение и описание разреза, составление литологической колонки, определение литогенетических типов и фаций, выделение циклов, составление фациальных профилей по участкам и площадям и, наконец, построение фациальных карт – таков путь анализа и обобщения материалов исследования ГИС-НИД-керн по методу фациальноциклического анализа с постоянной взаимной, так сказать, «обратной» проверкой исходных данных и предыдущих построений и выводов.

3.2.1. Цикличность нижнепермских отложений

Главным событием раннепермского времени был подъем горного Урала и образование на месте восточного края Русской платформы Предуральского прогиба. В результате образования горного сооружения создались благоприятные условия для интенсивной эрозии и выноса в прогиб и на платформу большого количества песчано-глинистого материала. У подножия Урала накапливались прибрежно-морские крупногалечные конгломераты и песчаники. К западу они замещались морскими песчаноглинистыми образованиями флишоидного облика. Отложения этого типа представляют собой мощные серии осадочных образований, характеризующиеся четко выраженной цикличностью и вместе с тем градационной слоистостью. Флишоидные повторы (циклы) имеют размер от нескольких сантиметров до не-

139

скольких метров, и состоят из двух, трех компонентов литологических разностей пород (песчаник-алевролит-аргиллит), обязательно включающих обломочную породу с уменьшением снизу вверх размера частиц. Границы между циклами – многослоями являются резкими, а внутри цикла – слабовыраженными (С.П. Максимов, 1977). На диаграммах радиоактивного каротажа флишеподобные породы характеризуются высокими показаниями ГК и низкими НГК с монотонным, слабо дифференцированным характером кривых. По данным пластовой наклонометрии отмечается четкая слоистость отложений с частыми определениями углов и азимутов падения, изменение величины которых указывает на колебание условий осадконакопления в сторону уменьшения или увеличения энергии переноса осадка. Количество элементов залегания косослоистых структур дает возможность судить о преобладающем направлении движения водной среды и таким образом устанавливать положение области сноса (рис. 3.8). Структуры облекания, образуемые флишоидной массой нижнепермских рифогенных и тектонических структур, могут дать определение структурного наклона пород и определить положение скважины на структуре.

3.2.2. Визейские терригенные отложения нижнего карбона

Проблема прогнозирования, поисков и выявления сложно построенных ловушек углеводородов, генетически связанных

сприбрежными условиями образования песчаных тел, зонами выклинивания и фациальных замещений терригенных отложений, занимает одно из ведущих мест в ряду актуальных проблем нефтяной геологии. Решить эту проблему можно лишь

сиспользованием метода фациально-циклического анализа. Автором выполнен большой объем исследовательских

работ для уточнения генезиса и качества песчаных телколлекторов визейского терригенного комплекса на территории Пермского Прикамья.

140