Генетические признаки и условия образования верхнепокурских отложений юго-восточной части Пур-Тазовского междуречья

Определение и генезиса и условий залегания песчаных пород-коллекторов является одной из важнейших задач нефтегазовой геологии, особенно при поиске ловушек неструктурного типа. В связи с этим, целью настоящих исследований является уточнение строения сложно-построенного продуктивного горизонта ПК1 (верхний мел, сеноман) и выяснение особенностей его формирования на основе генетических признаков пород, выявленных в результате макрооско-пических исследований керна, гранулометрического и рентгенофазового анализа. Актуальность исследований продиктована сложным строением сеноманского комплекса, обусловленным полифациальным характером осадконакопления, и отсутствием четкого представления о его происхождении. Так в производственных отчетах по ряду месторождений сеноманские отложения представлены как континентальные. Согласно нашим исследованиям, изученная верхнесеноманская толща формировалась в пределах прибрежной полосы мелководно-морского бассейна на фоне прогибания морского дна и усиления трансгрессии моря.

жизнедеятельности илоядных донных животных (типа Chondrites ) в виде мелких ходов и норок. Участками отмечаются послойно ориентированные интракласты (фрагменты размытых и переотложенных осадочных пород) сидерит-глинистого и глинистого состава. Венчаются отложения – глинистыми темно-серыми неотчетливо волнисто-слоистыми породами, содержащими мелкие включения растительного детрита и конкреционные стяжения пирита.

Рис. 1. Геофизическая характеристика и схема расчленения горизонта ПК₁

Расположенный выше пласт ПК 1⁴ (1339,0–1325,3 м) несогласно перекрывает пласт ПК₁ ⁵ , что выражено в размытой слоистости, неровном контакте и наличии окатанных интракластов глинистого и глинистосидеритового состава. Пласт сложен (рис. 3) песчаниками мелкозернистыми алевритистыми с намывами углефицированного растительного детрита, подчёркивающими косую (с углом 35–40° к оси керна) одно- и разнонаправленную слоистость, участками нарушенную взмучиванием, размывом и ходами мелких донных животных ( типа Chondrites ). Вверх по разрезу песчаники замещаются алевритоглинистыми породами с корневыми остатками, переходящими в уголь.

Песчаные (а) и алевролито-глинистые (б) породы с остатками корней.

1352,9 м; 1354,9 м

Песчаник с полого-наклонной, и горизонтальной слоистостью. 1351,9 м

б)

Интракласты глинистого и сидеритового состава в косослоистом песчанике.

1350,2 м

Песчаник с косой разнонаправленной слоистостью. 1348,1 м

Неотчетливая слоистость, растительный детрит и пирит в глинистых породах.

1339,2 м

Рис. 2. Особенности пород пласта ПК 1 ⁵

Неровный контакт с подстилающими глинистыми породами, следы биотурбации.

1338,6 м

Песчаник с косой слоистостью и растительным детритом. 1336,6 м

Пологоволнистая слоистость и интракласты глинистых пород в песчанике. 1335, 9 м

Волнистая слоистость и следы донных животных (типа Chondrites ).

1331,6 м

Постепенный контакт глины тёмно-серой с остатками растений и угля.

1325,3 м

Рис. 3. Особенности пород пласта ПК₁⁴

Пласт ПК 1³ (1325,3–1320,0 м) залегает с неровным контактом на угольном пласте. Он представлен песчаниками светло-серыми мелкозернистыми алевритовыми, слабо сцементированными глинистым цементом со слоистостью преимущественно волнистого (косоволнистой, пологоволнистой, волнистой и волнистолинзовидной), реже горизонтального типа (рис. 4). Слоистость мелкая и тонкая, образована намывами углефицированного растительного детрита и глинистого материала. В кровельной части пласта слоистость в песчаниках нарушена корневыми системами. Венчает разрез тонкое линзовидно-волнистое переслаивание алевролитов светло-серых и глинистых серых пород, в которых присутствуют следы жизнедеятельности илоядных донных животных (типа Chondrites ).

Пласт ПК 1² (1320,0–1312,5 м) имеет непостоянный литологический состав. В разрезе отмечается неоднократное чередование мелкозернистых алевритовых светло-серых песчаников, алевролитов (от светлосерых крупнозернистых песчанистых до серых мелкозернистых глинистых) и темно-серых глинистых пород с часто меняющейся по разрезу слоистостью (рис. 5): от косоволнистой (разно- и однонаправленной) до волнистой, волнисто-линзовидной, иногда горизонтальной. Слойки часто содержат многочисленные следы размыва, взмучивания и интенсивной биотурбации (типа Chondrites ). В породах присутствуют остатки корневых систем.

Следы биотурбации в мелкозернистом песчанике. 1318,6 м

Косое и горизонтальное переслаивание, биотурбация, остатки корней.

1318,0 м

Косоволнистая разнонаправленная слоистость, биотурбация. 1317,5 м

Корневые остатки в комковатой глинистой породе.

1314,0 м

Следы типа Chondrites. в алевритоглинистой породе. 1313,0 м

Рис. 5. Особенности пород пласта ПК₁²

Пласт ПК 1¹ (1312,5–1307,5 м) залегает на нижележащих отложениях с отчетливым контактом и сложен биотурбированными светло-серыми алеврито-песчаниками и песчаными алевролитами с волнистыми прослоями глинистого материала и следами жизнедеятельности пескоядных (типа Skolithos ) и илоядных (типа Chondrites ) донных животных (рис. 6). Вверх по разрезу они переходят в глинистые неотчетливослоистые породы со следами взмучивания осадка и ходами и норками мелких донных организмов (типа Chondrites ).

Таким образом, изученный разрез имеет преимущественно алеврито-песчаный состав при подчиненном развитии и незначительной мощности глинистых и углистых прослоев. В нижней части разреза (пласты ПК15 и ПК14) – породы более крупнозернистые, в них отмечается сочетание косой разнонаправленной и волнистой слоистости; обилие углефицированного расти- тельного детрита, наличие корневых остатков, прослоев угля и донных животных; в верхней части (пласты ПК13, ПК12 и ПК11) – преобладают породы менее крупнозернистые преимущественно волнисто-слоистые интенсивно биотурбированные. Среда седиментации отличалась снижающейся с течением времени динамикой (зернистость песчаных пород снизу вверх уменьшается) и носила возвратно-поступательный (косая разнонаправленная слоистость) волновой (волнистая слоистость) характер. В нижних частях разреза в породах признаки континентального (корневые остатки, прослойки угля) и морского (следы жизнедеятельности) генезиса чередуются, а в верхних – признаки континентального происхождения вытесняются признаками морского осадкообразования. Исходя из вышеизложенного, накопление осадков горизонта ПК1 осуществлялось на фоне погружения морского дна бассейна седиментации и связано с трансгрессивным этапом.

б) Песчаник: а – с биотурбацией типа Skolithos и б – типа Chondrites. 1309,9 м; 1309,6 м

Песчаник с биотурбацией типа Skolithos . 1312,0 м

Алеврит с пологоволнистой слоистостью.

1310,0 м

Неотчетливые следы донных животных в песчанике. 1308,8 м

Контакт однородного и биотурбированного песчаника 1308,0 м

Рис. 6. Особенности пород пласта ПК₁¹

• 2.    Определение генезиса отложений по гранулометрическим данным. В гранулометрическом спектре песчано-алевритовых пород преобладают песчаные и алевритовые фракции и резко подчинены пелитовые, содержание которых практически не превышает 10% (рис. 7), что свидетельствует о хорошей промытости осадка. Породы рыхлые, представлены в

основном песчаниками, реже – алевролитами.

Рис. 7. Положение фигуративных точек гранулометрического состава песчано-алевритовых пород горизонта ПК₁

Они слабо сцементированы глинистым цементом, что позволяет их легко разрушать при проведении гранулометрического анализа, а также способствует по- лучению достаточно достоверных гранулометрических характеристик.

Согласно данным гранулометрического анализа (табл. 1) и расчетам гранулометрических параметров, проведенным по формулам Р. Фолка [2], для гранулометрических спектров изученных песчано - алевритовых пород характерны в основном положительные значения асимметрии, что свидетельствует о том, что в осадках преобладают относительно крупнозернистые фракции (больше среднего размера), а более мелкозернистые являются подчиненными. Снизу вверх по разрезу в них отмечается уменьшение размеров зерен и коэффициента сортировки (Sо), что свидетельствует об улучшении отсортированности осадка с течением времени от средней до хорошей. О стабильно активной динамике вод свидетельствуют положительные значения эксцесса и крутовершинная форма дифференциальных кривых распределения частиц по размерам.

На СМ диаграмме Р. Пассеги (рис. 8), где в логарифмическом масштабе на оси абсцисс откладываются значения медианного диаметра (М), а на оси ординат – максимальный размер (С) зерен, определяющей способ переноса осадка в водной среде, расположение фигуративных точек тяготеет к пределам 10 поля, что соответствует шельфовым отложениям.

На динамогенетической диаграмме Г.Ф. Рожкова (асимметрия–эксцесс) фигуративные точки располагаются узкой полосой в пределах полей VIII и VII (рис. 9), соответствующих прибрежной фации огромных открытых акваторий (поле VIII) и прибрежно-морской фации (поле VII) [3, 4].

Таблица 1

Гранулометрические параметры песчаных пород горизонта ПК

Пласт	Среднее содержание (%) и размеры (мм) фракций					Гранулометрические коэффициенты
	1–0,5	0,5-0,2	0,2-0,1	0,1-0,01	<0,01	Md, мм	S о	Асимметрия (от–до)	Эксцесс (от–до)
ПК 1 1	0,08	2,28	47,71	43,83	6,10	0,08–0,09	0,39–0,48	0,22–0,34	1,07–1,15
ПК 1 2	0,05	2,45	19,43	69,04	9,03	0,05–0,08	0,36-0,43	-0,03–0,08	0,7–1,04
ПК 1 3	0,04	6,69	55,63	31,50	6,15	0,09–0,12	0,40–0,53	0,19–0,37	0,89–1,6
ПК 1 4	0,08	5,06	67,19	22,11	5,55	0,10–0,11	0,49–0,53	0,06–0,32	1,14–1,61
ПК 1 5	0,17	40,14	42,74	12,14	4,81	0,12–0,21	0,48–0,77	0–0,68	0,74–2,62

Рис. 8. Расположение фигуративных точек гранулометрического спектра песчаников горизонта ПК₁ на диаграмме Р. Пассеги.

I – застойные условия седиментации на дне акваторий различных глубин. Морские фации. II – донные течения или мутьевые потоки. Морские фации. Гидромеханическое или физическое разрушение магматических пород, эрозия горных пород морского происхождения. Континентальные фации областей сноса, коры выветривания. III – слабые преимущественно речные течения. Континентальные речные фации. IV – сильные речные или вдольбереговые течения. Континентальные речные или прибрежно-морские фации. V – выход волн на мелководье, сильные вдольбереговые течения, накат волн. Прибрежно-морские фации, континентальная микрофация пляжей больших равнинных рек. VI – выход волн на мелководье, сильный накат волн – верхняя половина участка, эоловая обработка песков морских пляжей – нижняя половина участка (микрофация береговых дюн). В целом фация побережья акваторий вблизи береговой черты. VII – эоловая переработка речных осадков – верхняя половина прямоугольника. Континентальная фация пустынь (континентальные дюны). Нижняя правая четверть прямоугольника – волновые процессы на мелководье, нейтральная полоса побережья. Прибрежно-морская фация. VIII – выход волн на мелководье, мощный накат-прибой. Прибрежная фация огромных открытых акваторий.

Рис. 9. Расположение фигуративных точек гранулометрического спектра песчаников горизонта ПК₁ на динамогенетической диаграмме Г.Ф. Рожкова [3]

Большинство точек из песчаных отложений нижней части разреза тяготеют к полю VIII, а верхней – к полю VII. Песчаные породы нижней части разреза (пласты ПК₁ ⁵ , ПК₁ ⁴ , реже ПК₁ ³ ), точки которых расположились в поле VIII, формировались в стабильно высокодинамичной среде, в которой механическая переработка осадка преобладала над его поступлением в бассейн седиментации. Их формирование связано с выходом волн на мелководье и мощным накатом-прибоем, а с учетом керновых данных в пределах вдольбереговых баров, по мере накопления песка выступавших на поверхность. Осадки (преимущественно пластов ПК 1³ , ПК 1² и ПК 1¹ ) с фигуративными точками в пределах поля VII накапливались в менее динамичной, но также относительно стабильной водной среде. Механическая дифференциация осадка здесь осуществлялась сильнее, а привнос обломочного материала и его переработка находились в равновесии, что обусловлено волновыми процессами на мелководье, и осуществлялась в пределах зоны волнения мелководно-морского бассейна.

• 3.    Определение генезиса отложений по данным рентгенофазового анализа. На морской характер осадков указывают и присутствие в составе цементирующего материала, по данным рентгенофазового анализа, смешанно-слойных минералов типа гидрослюда-монтмориллонит, монтмориллонита и хлорита (рис. 9). Причем содержание этих компонентов снизу вверх по разрезу увеличивается, в то время как содержание каолинита в этом же направлении заметно снижается.

Для формирования осадков установлены прибрежные (пласты ПК₁ ⁵ и ПК₁ ⁴ ) и прибрежно-морские (пласты ПК 1³ , ПК 1² и ПК 1¹ ) условия осадконакопления.

Рис. 9. Треугольная диаграмма состава глинистого цемента песчано-алевритовых пород горизонта ПК₁

Выводы . На основании керновых данных и гранулометрического анализа установлено - сложное строение продуктивного пласта ПК 1 и выделено 5 пластов-коллекторов, разделенных углисто-глинистыми (в нижней части) и глинистыми пропластками. Охарактеризован литологический состав, выделены генетические признаки и установлены прибрежные (пласты ПК₁ ⁵ и ПК₁ ⁴ ) и прибрежно-морские (пласты ПК₁ ³ , ПК₁ ² и ПК 1¹ ) условия формирования отложений.