Литогенетические типы и условия образования отложений баженовской свиты, по результатам бурения скважины Ю-М-413 (Томская область)

Высокоуглеродистые отложения баженовской свиты в последнее время привлекают пристальное внимание в связи с перспективой добычи из них сланцевого газа и сланцевой нефти. Несмотря на более чем полувековую историю изученности (баженовскую свиту впервые выделил и указал на её возможную нефтеносность Ф.Г. Гурари в 1959 г.) и многочисленные публикации, посвященные особенностям состава и формирования отложений свиты [1–4 и др.], многие ее специфические черты изучены недостаточно, и одним из ключевых моментов является вопрос о характеристиках баженовских пород на конкретных площадях.

Результаты исследования.

Вскрытые на глубинах 2941,14–2918,0 м скважиной Ю-М-413, пробуренной на территории Каргасокского района Томской области в пределах Нюрольско-го фациального района, отложения баженовской свиты имеют волжский возраст и, по результатам макроскопического описания, представлены мощной (23,14 м) толщей аргиллитов темно-серых с буроватым оттенком, тонкоплитчатых, участками листоватых, с ровным и раковистым изломом, содержащих остатки фосфати-зированной и кальцитизированной макрофауны. Они согласно залегают на глинах георгиевской свиты (ки-меридж) и также согласно перекрываются глинами куломзинской свиты (берриас).

В результате петрографического анализа в разрезе свиты выделено 6 литотипов пород: от первого до шестого, во 2, 3 и 6 литотипах выделено по 2 подтипа (рис. 1); второй подтип отличается от первого повышенным (более 10%) содержанием пирита.

Литотип 1 (рис. 2) – аргиллиты битуминозные гидрослюдисто-кремнистые с терригенной примесью, остатками фосфатизированной макрофауны и радиолярий – распространен в нижней части разреза и сложен однородным агрегатом тонко раскристаллизован-ного кремнистого материала и одинаково ориентированной чешуйчато-волокнистой гидрослюды, насыщенным рассеянным органическим веществом и содержащим пирит и мелкоалевритовую примесь полевых шпатов и кварца. В эту матрицу погружены остатки фосфатизированной макрофауны и радиолярий кремнистого состава, иногда замещенных пиритом и кальцитом.

Литотип 2 – аргиллиты битуминозные кремни-сто-гидрослюдистые с кремнистыми линзами и прослойками, остатками радиолярий и фосфатизирован-ной макрофауны. В составе литотипа выделено 2 подтипа: 2-1 и 2-2.

Рис. 1. Места отбора образцов на петрографические исследования, литотипы и геофизическая характеристика разреза скважины 413 Южно-Майской площади.

Шл. 48М, гл. 2941,14 м. 2 Ник.

Рис. 2. Особенности строения и состав пород литотипа 1.

Шл. 48М, гл. 2941,14 м. 2 Ник.

О    0,1    0,2   0,3   0,4 мм

I-------------1-------------1-------------I------------I

Кремнистые линзы и макрофауна. Шл. 44М, гл. 2939,10 м. 2 Ник.

Кремнист ри ли изи р ова вин ы е адиолярий. Шл. 42М, гл. 2938,07 м. 2 Ник.

О    0,1   0,2   0,3   0,4 мм

I--------------1---------------1--------------1--------------1

Рис. 3. Особенности строения и состав пород литотипа 2-1.

Литотип 2 -1 (рис. 3) - аргиллиты битуминозные кремнисто-гидрослюдистые с кремнистыми линзами и прослойками, остатками фосфатизированной макрофауны и радиолярий - распространен в нижней и средней частях разреза, представлен однородным кремнисто-гидрослюдистым насыщенным рассеянным органическим веществомагрегатом, содержат тонкие (толщиной 0,01-0,02 мм) прерывистые прослойки и послойно уплощенные линзы кремнистого состава, обогащены тонко распыленным пиритом, в них присутствует терригенная примесь кварца и полевых шпатов, плохо сохранившиеся раковины радиолярий, сложенные кремнистым материалом и халцедоновидным кварцем, частично или полностью замещены пиритом и кальцитом, и остатки фосфатизированной макрофауны.

Литотип 2-2 (рис. 4) - аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые с кремнистыми прослоями, остатками радиолярий и фосфатизированной макрофауны, пири-тизированные.

Литотип 3 - аргиллиты кремнисто - гидрослю-дистые тонко отмученные с остатками радиолярий и фосфатизированной макрофауны. В составе литотипа выделено 2 подтипа: 3-1 и 3-2.

Литотип 3 -1 (рис. 5) - переслаивание аргиллита кремнисто-гидрослюдистого тонкоотмученного (с остатками радиолярий и фосфатизированной макрофа- уны) и аргиллита гидрослюдисто-кремнистого с кремнистыми прослоями (и остатками радиолярий и фос-фатизированной макрофауны), границы между прослоями отчетливые. Прослои (толщиной до 1–2 мм) и линзы кремнистого состава имеют неправильную форму с извилистыми границами, разделены агрегатами из волокнистой гидрослюды; прослои с тонко отмученным материалом состоят из чешуйчато - волок- нистого гидрослюдистого агрегата, промежутки между индивидами которого заполнены плохо раскристалли-зованным кремнистым веществом. Она насыщена рассеянной органикой, содержит терригенные зерна кварца и полевых шпатов, мелкие зерна и послойные прерывистые скопления пылеватого пирита, остатки фосфатизи-рованной макрофауны и радиолярий, сложенных кремнистым агрегатом, иногда кварцем.

Послойная сыпь псевдоморфозы пирита по радиолярии. Шл. 42/1, гл. 2938,43 м. 1 Ник.

Прослои и линзовидные скопления пирита. Шл. 27/1, гл. 2931,16 м. 1 Ник.

0     0,1    0,2   0,3    0,4 мм

1-----1-----1I—II-----I

Рис. 4. Особенности строения и состав пород литотипа 2-2.

Литотип 3-2 (рис. 6) - аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые тонко отмученные с остатками радиолярий и фосфатизированной макрофауны. Встречается в средней части разреза выше литотипа 3-1, включает литотип 4. Представлен однородным тонко отмученным ориентированным агрегатом кремнистого материала и чешуйчато-волокнистой гидрослюды с примесью терригенного материала (кварца, полевых шпатов и мусковита).

Тонко отмученный кремнисто-гидрослюдистый агрегат с остатками радиолярий

Кремнистые линзы, агрегат гидрослюды Шл. 51М, гл. 2936,45 м. 2 Ник.

О     0,1    0,2   0,3    0,4 мм

1-------------1-------------1-------------1------------I

Рис. 5. Особенности строения и состав пород литотипа 3-1.

Породы насыщены тонко рассеянным органическим веществом, содержат пирит (пылеватые зерна и их послойные скопления), остатки радиолярий и фос-фатизированной макрофауны.

Литотип 4 (рис. 7) – радиоляриты кремнисто-гидрослюдистые карбонатизированные с остатками радиолярий и макрофауны. Литотип распространен в средней части разреза между отложениями литотипа 32. Он представлен агрегатом чешуйчато-волокнистой гидрослюды, насыщенной органическим веществом, и кальцита (от пелитоморфной до микро - мелкокристаллической модификации), содержащим рассеянное органическое вещество и пирит (сыпь, кристаллические зерна, скопления пылеватых зерен). В эту матрицу погружены раковины радиолярий, хорошо сохранивших первичную форму и тонкую концентрическую скульптуру, сложенные тонко раскристаллизованным кремнистым материалом, разнокристаллическим и халцедоновидным кварцем, содержащие сыпь пирита и в значительной степени замещенные кальцитом, и остатки фосфатизированной макрофауны.

Литотип 5 (рис. 8) – аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые с радиоляриями, обломками фосфа- тизированной и кальцитизированной фауны встречены в верхней части разреза. Литотип представлен агрега- том кремнистого и гидрослюдистого материала, содержащим рассеянное органическое вещество, тонкую сыпь пирита, раковины радиолярий, фрагменты фос-фатизированной макрофауны. Раковины радиолярий послойно уплощены, растворены, сложены агрегатом кварца, часто пиритизированы. Мелкие (миллиметры) и крупные (до 2 см) обломки кальцитизированной фауны не окатаны, располагаются относительно наслоения беспорядочно, вдавлены в нижележащие слои, подчеркивают флюидальность. Они представлены фрагментами стеблей и чашечек морских лилий ячеистого и членистого строения, сложены кальцитом, иногда с примесью кварца и пирита.

Раковины радиолярий сложены кремнистым агрегатом и пиритом.

Шл.38М, гл. 2936,20 м. 2 Ник.

Раковины радиолярий замещены кальцитом. Шл. 31М, гл. 2932,73 м. 2 Ник.

О    0,1    0,2   0,3   0,4 мм

I--------------1---------------1--------------1--------------1

Рис. 6. Особенности строения и состав пород литотипа 3-2.

Литотип 6 (рис. 9) – аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые с линзами гидрослюды и алевритового материала, остатками радиолярий и макрофауны. Выделено 2 литотипа.

Радиолярии с концентрической скульптурой в гидрослюдисто-кальцитовой матрице. Шл. 36М, гл. 2935,08 м. 2 Ник.

Радиолярии сложены кремнистым материалом и замещены кальцитом.

Шл. 36М, гл. 2935,08 м. 2 Ник.

О    О J    0,2   0,3   0,4 мм

1-----1-----1I—II-----I

Рис. 7. Особенности строения и состав пород литотипа 4.

Литотип 6-1 – аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые с линзами гидрослюды и кремнистого материала, остатками радиолярий и макрофауны. Распространен выше литотипа 5. Представлен (шлиф. 19М и 13М) тонким переслаиванием кремнистого и гидрослюдистого материала, с линзовидными прослоями гидрослюды и кремнистыми линзами, содержащими пиритовую и кальцитовую сыпь. Раковины радиолярий, имеют кремнистый состав и плохо сохранены (растворены, перекристаллизованы, в разной степени замещены пиритом и кальцитом). Макрофауни-стические остатки представлены фосфатизированными удлиненными фрагментами. В породе присутствует также рассеянное органическое вещество желтого и бурого цвета в виде удлиненных обрывков.

Литотип 6-2 (рис. 10) – аргиллиты кремнисто-гидрослюдистые с линзами гидрослюды и кремнистого материала, остатками радиолярий и макрофауны, кар-бонатизированные представлен лепидобластовым гид-рослюдистым агрегатом, насыщенным тонко рассеянным органическим веществом, и плохо раскристалли- зованного кремнистого материала. В ней присутствуют линзы и рассеянные терригенные зерна кварца и полевых шпатов, тонкая пиритовая и кальцитовая сыпь. Раковины радиолярий имеют кремнистый состав, послойно уплощены, раздроблены, растворены по краям, перекристаллизованы, содержат сыпь пирита и кальцита или полностью замещены ими. Послойно и несогласно со слоистостью отмечаются фрагменты фосфа-тизированной макрофауны.

Кремнисто-гидрослюдистый агрегат с тонко распыленным пиритом и радиоляриями.

Шл. 21М, гл. 2927,65 м. 2 Ник.

Обломки кальцитизированной макрофауны. Шл. 21М, гл. 2927,65 м. 2 Ник

0    0,1    0,2   0,3   0,4 мм

1-----1-----1I—II-----I

Рис. 8. Особенности строения и состав пород литотипа 5.

Выводы. Таким образом, накопление осадков осуществлялось в условиях относительно глубоководного морского седиментационного бассейна, испытывающего сначала медленное прогибание морского дна (формировались литотипы 1–4), впоследствии сменившееся на медленное поднятие (отвечает формированию литотипов 5, 6).

Об увеличении глубины бассейна (от литотипа 2 к литотипу 4) свидетельствует: снижение терригенной составляющей; возрастание количества и более разнообразный видовой состав радиолярий, повышенное содержание пирита.

Шл. 19М, гл. 2926.54 м. 2 Ник. Линзовидные прослои гидрослюды

Шл. 19М, гл. 2926.54 м. 2 Ник.

Линзовидные прослои кремнистого материала

О    0,1    0,2   0,3    0,4 мм

1--------------1--------------1--------------1--------------1

Тонко рассеянный кальцит в матрице породы. Шл. 13/1, гл. 2923,1 м. 3 Ник.

Кальцитизированные раковины радиолярий. Шл. 10М, гл. 2922,09 м. 2 Ник.