Седиментогенез, постседиментационные преобразования и коллекторский потенциал речицкого (мендымского) горизонта восточной части Татарстана

В последние годы возрастает интерес к комплексным исследованиям доманиковых отложений востока Русской плиты, что обусловлено необходимостью во- влечения в разработку новых объектов на фоне постепенного снижения добычи нефти из традиционных коллекторов в регионе (Мельников и др., 2024; Ступакова

и др., 2017). Известно, что такие отложения относятся к нетрадиционным объектам поиска углеводородов (Варламов и др., 2017; Mikhailova et al., 2026), прежде всего вследствие повышенного содержания в них сингенетичного органического вещества, сочетания карбонатных, кремнистых и глинисто-карбонатно-кремнистых литотипов, резкой изменчивости их мощности и состава, а также низких фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) пород.

Отложения речицкого (мендымского) горизонта франского яруса верхнего девона являются частью до-маникового нефтематеринского комплекса (Геология Татарстана, 2003; Ступакова и др., 2017). Перспективы их освоения связываются с нетрадиционными и традиционными ресурсами углеводородов. Так, вмещая значимое количество керогена, отложения потенциально способны генерировать углеводороды (Mikhailova et al., 2026; Nasyrova et al., 2020). Вместе с тем выявление нефтеносных интервалов позволяет рассматривать отдельные участки разреза речицких отложений в категории перспективных для традиционной разработки.

Первичные условия осадконакопления (гидродинамический режим бассейна седиментации, рельеф дна бассейна, цикличность и др.) определяют исходные структурно-текстурные характеристики, а также вещественный состав пород (Jafarian et al., 2024; Cantrell et al., 2020), тогда как постседиментационные процессы (перекристаллизация, доломитизация, кальцити-зация, выщелачивание и вторичная цементация, наложенная тектоническая трещиноватость) могут увеличивать их эффективную пустотность (Смехов, Дорофеева, 1987; Lucia, 2007).

Вопросы седиментогенеза и вторичных преобразований отложений речицкого горизонта трактуются неоднозначно и требуют уточнения (Мирчинк и др., 1975; Алиев и др., 1978; Ibrahem et al., 2022). В литературе приведены лишь общие представления о бассейне осадконакопления (Горожанина, Горожанин, 2022), в то время как история постседиментационных преобразований пород речицкого горизонта практически не освещена или рассматривается фрагментарно (Ступакова и др., 2017). Недостаточно освещена и связь между литолого-фациальной неоднородностью речиц-кого горизонта, характером его вторичных преобразований и локальным развитием пород с улучшенными коллекторскими свойствами. Особенно слабо раскрыт вопрос о том, какие именно литотипы и фациальные зоны являются наиболее благоприятными для формирования вторичной пустотности. Уточнение деталей строения отложений, построение модели бассейна седиментации и выявление механизмов формирования пустотно-порового пространства пород горизонта позволило бы более полно рассматривать речиц-кие отложения в качестве объектов потенциального освоения как традиционных, так и нетрадиционных ресурсов углеводородов.

Таким образом, целью настоящего исследования является реконструкция условий седиментогенеза ре-чицкого горизонта востока Татарстана, а также выявление роли литологического состава и постседиментационных преобразований в формировании пустотного пространства пород.

Геолого-тектоническое и стратиграфическое положение речицкого горизонта

Материалом для исследования послужил полноразмерный керн речицких отложений из скважин, вскрывших разрезы в восточной части Татарстана в пределах различных структурно-тектонических элементов Волго-Уральской антеклизы. Довольно широкий, пусть и неравномерный охват территории позволил сопоставить особенности строения разрезов в разных структурных зонах, оценить латеральную изменчивость литолого-фациальных признаков и постседиментационных преобразований пород.

Географически все изученные разрезы расположены в пределах Республики Татарстан, главным образом в ее восточной части — области наиболее интенсивной нефтедобычи. Тектонически район изучения приурочен к восточной части Восточно-Европейской платформы и локализован в пределах центральной части ВолгоУральской антеклизы. Изученные отложения характеризуют различные структурно-тектонические элементы района: Южно-Татарский свод (ЮТС), южный склон Северо-Татарского свода (СТС), Мелекесскую впадину (МВ) и Казанско-Кировский прогиб (рис. 1). Часть изученных разрезов приурочена к зонам сочленения приподнятых участков ЮТС и СТС с погруженными элементами Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП), в том числе с областью Нижнекамского прогиба. Такое положение позволяет сопоставить литофациальные особенности речицкого горизонта с положением разрезов относительно приподнятых областей шельфа, склоновых зон и внутришельфовых впадин.

Стратиграфически речицкий горизонт приурочен к среднефранскому подъярусу франского яруса верхнего девона, снизу подстилается отложениями семилукского (доманикового) горизонта, сверху перекрывается воронежскими отложениями верхнефранского подъяруса. Отнесение изученных интервалов к речиц-кому горизонту выполнено на основании принятой стратиграфической разбивки скважин, анализа каротажных характеристик и положения горизонта между семилукскими (доманиковыми) и воронежскими отложениями с учетом региональных стратиграфических схем верхнего девона Татарстана (Алиев и др., 1978; Геология Татарстана, 2003). Мощность отложений не выдержана и меняется от площади к площади от 10 до 65 м. Это же относится и к литологическому строению горизонта, где по латерали может отмечаться существенная смена состава пород. Согласно литературным данным, в составе отложений горизонта развиты известняки, в меньшей степени встречаются высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые породы, еще реже отмечаются доломиты и глинистые разности пород.

Материалы и методы исследования

На первом этапе проводилось детальное послойное макроскопическое описание керна с выделением последовательности напластования, литологических разновидностей пород, их структурно-текстурных особенностей, признаков насыщения и характера пустотного пространства. Всего было описано более 600 погонных метров керна речицких отложений из более чем 40 скважин. При интерпретации результатов ис-

• изученные разрезы скважин

■ ■ границы структурно-тектонических элементов границы положения погребенных внтуришелфьфовых впадин ККСП

Рис. 1. Карта-схема расположения скважин с изученным керном речицких отложений с положением основных структурно-тектонических элементов и ориентировочного положения зоны ККСП

Fig. 1. Schematic map showing the location of wells with studied core from the Rechitskian deposits, main structural-tectonic elements and the approximate position of the Kamsko-Kinel trough system пользовались материалы геофизических исследований скважин, данные стратиграфической разбивки и предшествующие геологические материалы по изученным площадям. Отбор образцов осуществлялся из наиболее представительных интервалов разрезов с учетом необходимости максимально полно охарактеризовать литологическое разнообразие пород и проявления вторичных изменений. Для геохимических и минералогических исследований дополнительно отбирались образцы, обогащенные органическим веществом.

Петрографические исследования помимо описания кернового материала сопровождались изучением пород в прозрачных шлифах с использованием поляризационных микроскопов Zeiss Axio Imager A2 (Carl Zeiss, Германия) и Leica DM2700P (Leica, Германия). В шлифах определялись минеральный состав пород, микроструктурные и микротекстурные признаки, состав и сохранность органических остатков. Для карбонатных пород применялась структурная классификация Данхема (Dunham, 1962). Для смешанных по составу высокоуглеродистых пород типизация производилась по совокупности петрографических и минералогических данных. Всего изготовлено и описано 70 петрографических шлифов.

Минеральный состав пород определялся методом рентгенофазового анализа на дифрактометре D2 Phaser (Bruker, Германия). Исследования выполнялись на порошковых препаратах, полученных из предварительно гомогенизированных образцов. Идентификацию фаз проводили по значениям межплоскостных расстояний и относительных интенсивностей рефлексов, а количественную оценку содержания минеральных фаз определяли методом полнопрофильного анализа по Ритвельду. Данные минерального состава использовались как для литологической типизации пород, так и для уточнения состава вторичных аутигенных минералов; всего выполнено 39 измерений.

Геохимические исследования органического вещества выполнялись методом пиролиза для оценки качества (S2, HI), количества (ТОС) и степени термической преобразованности (Tmax) вмещаемого органического вещества. Пиролитические исследования проведены в рамках реализации проекта на приборе HAWK (Wildcat Technologies, США) в лабораторно-исследовательском комплексе ПАО «Татнефть». Интерпретация экспериментально полученных данных базируется на пиролитических параметрах, таких как S1, S2, TOC, Tmax, HI, PI, OSI, OI, что позволяет охарактеризовать отложения с позиции их генерационного потенциала, количества органического углерода, уровня зрелости органического вещества и его генезиса. Всего изучено 17 образцов.

Комплексирование результатов макроописания керна, петрографических, минералогических и геохимических исследований позволило получить довольно полное представление о строении речицких отложений, выполнить литотипизацию пород, построить литологические разрезы, провести литолого-фациальную реконструкцию отложений, оценить роль вторичных процессов в формировании пустотно-порового пространства пород.

Фильтрационно-емкостные свойства пород оценивались по результатам стандартных лабораторных определений открытой пористости и газовой проницаемо-

сти на образцах керна. Перед измерениями образцы очищались от загрязнений, высушивались до постоянной массы и подготавливались в соответствии с требованиями лабораторных исследований коллекторских свойств. Открытая пористость определялась объемным методом, проницаемость — методом стационарной фильтрации газа через образец. Полученные значения были обобщены и сопоставлены с выделенными литологическими типами пород, что позволило оценить связь фильтрационно-емкостных свойств с первичным составом, структурой пород и характером их вторичных преобразований. Данные лабораторных значений по прямым определениям показателей пористости и проницаемости по всем изученным разрезам были заимствованы у коллег из компании ПАО «Татнефть».

С учетом производственного характера исходных данных сведения о конкретных скважинах и интервалах приведены в обобщенной форме, с привязкой к основным структурно-тектоническим зонам и типовым разрезам. Это позволяет соотнести выделенные литотипы с фактическим керновым материалом без раскрытия закрытой скважинной информации.

Результаты

Литологический состав речицких отложений

Изученные разрезы речицкого горизонта востока Татарстана характеризуются частым и ритмичным переслаиванием нескольких литологических типов пород. При общем сходстве строения разрезов между отдельными структурно-тектоническими элементами могут отмечаться заметные различия в соотношении литотипов, степени обогащения пород сингенетичным органическим веществом, интенсивности вторичных преобразований, а также характере нефтеносности.

Наиболее распространенным литологическим типом являются известняки-мадстоуны, формирующие слойки, прослои и отдельные слои мощностью от первых миллиметров до нескольких метров. Такие известняки сложены микро- и тонкозернистым кальцитом с плотной упаковкой зерен, содержат до 10 % форменных элементов, представленных в основном раковинами и фрагментами раковин тентакулит, остракод, реже головоногих моллюсков, иногда пелоидами (рис. 2a). Фрагменты раковин часто ориентированы по напластованию. Сингенетичное органическое вещество в известняках распределено либо относительно равномерно, либо концентрируется в субгоризонтальных слойках, формируя тонкослоистую микротекстуру.

Известняки-вакстоуны часто переслаиваются с мадстоунами и образуют с ними единый фациальный комплекс. Их основу также составляет микро- и тонкозернистый кальцит, однако форменных компонентов в таких известняках больше (до 25 %), и они разнообразнее по составу. В качестве скелетных зерен отмечаются раковины остракод, брахиопод, головоногих моллюсков, чешуя рыб и плохо распознаваемого детрита, в отдельных образцах присутствуют фрагменты амфипор (рис. 2, b). Такие вакстоуны интерпретируются как отложения умеренно мелководных участков шельфа, переходных к более открытым карбонатным обстановкам.

Известняки-пакстоуны в составе речицкого горизонта развиты ограниченно и чаще приурочены к сред- 6

ним и верхним частям горизонта, где образуют отдельные маломощные прослои в составе карбонатных пачек. Для них характерно преобладание форменных элементов, главным образом органических остатков, пелоидов, биокластов и плохо диагностируемого детрита. Суммарная доля форменных элементов может достигать 70 %, они находятся в положении соприкосновения и образуют каркас породы. Межзерновое пространство заполнено кальцитовым цементом со структурой микрита и спарита. По составу преобладающих биокластов можно выделить пелоидно-биокластовые, тентакулитовые и остракодово-тентакулитовые пак-стоуны. Пелоидно-биокластовые пакстоуны с фрагментами криноидей скорее относятся к мелководной микрофации и характеризуют более высокоэнергетические участки карбонатного шельфа (рис. 2, c).

Строматолитовые и онколитовые баундстоуны встречаются не повсеместно и отмечены лишь в некоторых разрезах Южно-Татарского свода и юго-восточного склона Северо-Татарского свода. Такие известняки обычно находятся в верхних интервалах речицко-го горизонта и часто ассоциируют с мелководными пакстоунами и вакстоунами, формируя маломощные прослои (рис. 2, d). Визуально они представляют собой известняки с выраженной строматолитовой или онколитовой текстурой, плотной микрозернистой структурой, с редкими включениями фрагментов мелководной фауны.

Совместное присутствие вакстоунов, пакстоунов и локальных строматолитово-онколитовых баундсто-унов позволяет рассматривать их как мелководную карбонатную ассоциацию речицкого горизонта. Она отражает участки повышенной карбонатно-иловой седиментации и относительно более активной гидродинамики. Такие интервалы являются наиболее благоприятными для последующего развития вторичного выщелачивания и локальной доломитизации.

Особое место в разрезах речицких отложений занимают брекчированные известняки, которые рассматриваются как возможные продукты перераспределения карбонатного материала на склоновых участках шельфа. Такая интерпретация основана на угловатой или слабо окатанной форме обломков, их неравномерной сгруженности в массе породы, изменчивом соотношении обломочной части и темного глинисто-крем-нисто-карбонатного матрикса, а также промежуточном положении таких пород между мелководными карбонатными и более конденсированными карбонатнокремнистыми разностями. Обломки чаще всего светлые по окраске (рис. 3, a) и представлены фрагментами мадстоунов и вакстоунов, сцементированных более темным по окраске глинисто-кремнисто-карбонатным по составу, битуминозным, местами доломитизирован-ным матриксом (рис. 3, b). Доля обломков в таких известняках составляет 20—50 %, по контактам обломков с цементом часто обнаруживаются стилолитовые швы, часть обломков имеет признаки пластичной деформации. С учетом отмеченных признаков предполагается их отложение на склонах шельфа.

Помимо карбонатных разностей в речицких отложениях присутствуют высокоуглеродистые породы смешанного глинисто-кремнисто-карбонатного состава, близкие по литолого-минералогическим признакам отложениям из нижележащего семилукского (до-

Рис. 2. Фотографии шлифов основных литотипов известняков речицкого горизонта: a — мадстоун с фрагментом головоногого моллюска, b — вакстоун, c — пелоидно-биокластовый пакстоун с фрагментами криноидей, d — онколитовый баундстоун

• Fig. 2.    Thin-section photos of the main limestones lithotype of the Rechitskian horizon: a — mudstone with a cephalopod fragment, b — wackestone, c — peloidal-bioclastic packstone with crinoid fragments, d — oncolitic boundstone

  маникового) горизонта (рис. 3, c) (Фортунатова и др., 2018; Khayuzkin et al., 2025). В изученных разрезах они развиты преимущественно в виде прослоев и пачек в более конденсированных интервалах, переслаиваются с микрозернистыми известняками мадстоун-вак-стоунового ряда и кремнистыми разностями и тяготеют к участкам внутришельфовых впадин и переходным зонам ККСП. Для них характерна микро- и тонкозернистая структура, выраженная горизонтальная слоистость и повышенное содержание сингенетичного органического вещества (рис. 3, d). Основная масса пород в шлифах представлена тонкозернистыми агрегатами кальцита и халцедона, а форменные элементы, обычно не превышающие 10—15 %, сложены тен-такулитами, фрагментами створок брахиопод, реже остракод, радиоляриями и раковинным детритом.

Кремнистые породы, или силициты, встречаются преимущественно в составе наиболее конденсированных интервалов горизонта и часто ассоциируют с высокоуглеродистыми карбонатно-кремнистыми разностями. Макроскопически они представлены плотными темно-серыми до черных породами, в шлифах кремнистая составляющая выражена тонкозернистыми агрегатами халцедона и микрокристаллического кварца, местами замещающими карбонатную массу и органические остатки. Их развитие, вероятно, связано с ранним перераспределением биогенного или растворенного кремнезема и последующей перекристаллизацией кремнистого материала.

Доломиты в речицких отложениях обычно образуют маломощные прослои и участки частичной доломитизации, часто развитые на границах различных литологических типов известняков (рис. 3, e), и по всем признакам являются вторичными. По данным оптико-микроскопических исследований они сложены мелко- и тонкозернистыми доломитовыми зернами размером 0.05—0.25 мм, преимущественно гипидиоморфного и ксеноморфного облика, образующими плотную упаковку (рис. 3, f). Внутри зерен часто сохраняются реликты исходного известняка, обогащенные органическим веществом. Локальная приуроченность доломитизации к границам литотипов и участкам с признаками флюидной переработки позволяет связать ее с циркуляцией бассейновых флюидов по более проницаемым зонам. Для таких доломитов характерно присутствие межкристаллических пор, связанных между 7

a

b

c

d

f

Рис. 3. Фотографии образцов керна и шлифов (в проходящем свете): a — брекчированный известняк, b — шлиф брекчи-рованного известняка с фрагментами вакстоуна в битуминозном доломитизированном матриксе, c — карбонатно-кремнистая высокоуглеродистая порода, d — шлиф высокоуглеродистой карбонатно-кремнистой породы с фрагментами раковин тентакулит, e — нефтенасыщенный доломит, f — шлиф вторичного мелкокристаллического доломита

• Fig. 3.    Photographs of core samples and thin sections in transmitted light: a — brecciated limestone; b — brecciated limestone with wackestone fragments embedded in a bituminous dolomitized matrix; c — organic-rich carbonate–siliceous rock; d — organic-rich carbonate–siliceous rock with a tentaculite shell fragments; e — oil-saturated dolomite; f — secondary fine-crystalline dolomite

собой системой поровых каналов. По данным оптикомикроскопического изучения пород, их пористость может составлять до 10—12 %.

Типовые разрезы речицких отложений

Изучение значительного количества разрезов ре-чицких отложений позволило построить типовые разрезы речицкого горизонта для восточной части Татарстана, наиболее полно отражающие основные закономерности изменчивости пород, как по напластованию пород, так и по латерали. Такие разрезы были построены для отложений сводовой части ЮТС и юговосточного склона Северо-Татарского свода (СТС), где в речицкое время началось заложение одного из сегментов Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП) — Нижнекамского прогиба. Выбранные разрезы являются наиболее контрастными по своему строению и характеризуют различные области седиментации отложений в речицкое время (рис. 4). Очевидно, что довольно сложно найти каменный материал, который бы в полном объеме характеризовал речицкий горизонт в одной скважине, поэтому при построении типовых разрезов был использован комбинированный подход, основанный на совместном анализе керна и данных ГИС. Все разрезы, охарактеризованные керном, объединялись в одну группу, а недостающие части горизонтов достраивались по принципу пазла при близких или незначительно различающихся характеристиках ГИС. В интервалах отсутствия керна литологическое наполнение разрезов выполнялось на основе деталь- ного анализа материалов ГИС с привлечением аналогий по другим скважинам. Поскольку абсолютные отметки залегания отложений даже в пределах одного структурно-тектонического элемента могли различаться, в разрезах указывалась только мощность горизонтов, согласно керновым данным и данным скважинной геофизики.

Типовой разрез центральной части ЮТС характеризуется преобладанием карбонатных литотипов и сравнительно небольшой долей высокоуглеродистых прослоев. Фации среднего шельфа в этом разрезе представлены преимущественно известняками мадстоун-вакстоунового ряда, локально пакстоунами, а также прослоями смешанных карбонатно-кремнистых пород. Такой состав отражает положение разрезов в пределах более приподнятого участка шельфа относительно погруженных элементов ККСП.

Типовой разрез южного склона СТС, связанный с областью Нижнекамского прогиба, отличается более выраженным чередованием карбонатных и высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых разностей. Депрессионные фации на колонках соответствуют тонкослоистым высокоуглеродистым карбонатно-кремнистым и кремнистым породам, тогда как фации среднего шельфа представлены известняками мадстоун-вакстоунового ряда. Следует отметить, что суммарно доля прослоев, представленных высокоуглеродистыми породами, в данных разрезах выше, что соответствует более глубоководным обстановкам седиментации внутренних зон ККСП.

Условные обозначения:

Известняки

Известняки (предположительно)

Фации средней части шельфа

Породы смешанного состава с повышенным содержанием ОВ

Породы смешанного состава с повышенным содержанием ОВ (предположительно)

Фации внутришельфовой впадины (депрессионный тип)

Фации внутришельфовой впадины (депрессионный тип) (предположительно)

Фации средней части шельфа (предположительно)

ряд известняков мадстоун-вакстоун-пакстоун-грейнстоун

Рис. 4. Типовые разрезы речицких отложений: a — центральной части ЮТС, b — южного склона СТС (Нижнекамского прогиба)

Fig. 4. Typical sections of the Rechitskian horizon: a — central part of the South Tatar Arch, b — southern slope of the North Tatar Arch (Nizhnekamsky depression)

Онколитовые и строматолитовые баундстоуны не являются характерными элементами показанных типовых колонок и встречаются локально, главным образом в верхних интервалах отдельных разрезов ЮТС и юго-восточного склона СТС, и скорее отвечают областям приподнятого мелководья.

Минеральный составпород речицкого горизонта

Рентгенографические исследования показали, что речицкие отложения отличаются существенной изменчивостью минерального состава, однако в целом для них характерно устойчивое сочетание кальцита и кварца при подчиненной роли доломита, иллита, микроклина и пирита. Минералогические данные хорошо согласуются с петрографическими наблюдениями и подтверждают наличие нескольких устойчивых литологических ассоциаций: карбонатной, смешанной глинисто-крем-нисто-карбонатной, кремнистой и доломитовой. В карбонатных породах содержание кальцита составляет свыше 90 %, тогда как кварц, доломит и глинистые минералы и микроклин имеют подчиненное значение. Такая ассоциация соответствует большей части известняков мадстоун-вакстоун-пакстоунового ряда.

В смешанных разностях соотношение кальцита и кварца может варьировать в широких пределах. Так, для разреза юго-восточного склона СТС содержание кварца составляет 14—82 %, кальцита — 15—74 %, для разрезов ЮТС содержание кварца изменяется от 16 до 68 %, кальцита — от 11 до 51 %. В этих же разрезах фиксируется присутствие микроклина (до 46 %) и иллита (до 21 %), а доломит и пирит отмечаются в небольших количествах. Специальное разделение минеральных фаз на аллотигенные и аутигенные по данным рентгенофазового анализа не выполнялось. Однако по совокупности петрографических наблюдений микроклин и часть глинистого материала могут рассматриваться как вероятная терригенная примесь, тогда как пирит, вторичный доломит и часть кремнезема в форме халцедоново-кварцевых агрегатов имеют аутигенную природу.

Силициты на 90 % и более сложены кварцем. В качестве второстепенных минералов здесь обнаруживаются кальцит, иллит, микроклин и пирит.

Доломиты являются вторичными породами, сформированными в результате доломитизации известняков, и чаще близки к мономинеральным с содержанием доломита до 98 %, тогда как другие минералы составляют лишь первые проценты, главным среди которых является кальцит.

Геохимическая характеристика органического вещества пород речицкого горизонта

Геохимические исследования органического вещества показывают, что по сравнению с нижележащими высокоуглеродистыми породами семилукского горизонта речицкие отложения в целом характеризуются меньшей степенью обогащения органическим веществом. Это согласуется с сокращением доли высокоуглеродистых литотипов вверх по разрезу. При этом среднее содержание органического углерода в составе горизонта оценить довольно сложно, так как пиролитические исследования преимущественно проводились по породам, характеризующимся темно-се- 10

рой и черной окраской. Содержание органического углерода в изученной выборке составило от 0.79 до 18.74 % (среднее — 5.1 %), свободных углеводородов S1 — от 0.25 до 7.27 мг УВ/г породы (среднее — 3.4 мг УВ/г породы), связанных углеводородов S2 — от 1.22 мг до 132.55 УВ/г породы (среднее — 27.7 мг УВ/г породы). Параметр Tmax изменяется от 419 до 437 °C, составляя в среднем 431 °C. Водородный индекс варьирует от 153 до 707 мг УВ/г Cорг при медианном значении 434 мг УВ/г Cорг, что указывает на смешанный состав органического вещества, от керогена II—III типов до высоководородного керогена I—II типов при преобладании признаков керогена II типа. Полученные значения TOC и S2 показывают, что отдельные высокоуглеродистые прослои речицкого горизонта сохраняют выраженный генерационный потенциал, хотя в целом горизонт менее обогащен органическим веществом по сравнению с нижележащими семилукскими отложениями. Значения Tmax соответствуют низкой-умеренной степени термической преобразованности органического вещества.

Вторичные преобразования пород речицкого горизонта

Комплекс оптико-микроскопических и рентгенографических наблюдений показывает, что вторичные преобразования в речицких отложениях проявлены избирательно и неравномерно, а также контролируются как исходным литологическим составом пород, так и содержанием органического вещества. В наиболее плотных известняках-мадстоунах они обычно проявлены слабо и, как правило, представлены лишь частичной перекристаллизацией кальцита, в меньшей степени локальным окремнением по органическим остаткам и рассеянной пиритизацией. При этом перекристаллизация заметно чаще проявляется в участках пород, обедненных органическим веществом. В из-вестняках-вакстоунах, и особенно в пакстоунах, спектр вторичных процессов шире. Здесь наряду с перекристаллизацией цемента до спарита фиксируется вторичное выщелачивание, чаще развитое по раковинам остракод и другим крупным биокластам. Именно эти процессы приводят к развитию биопустот, вторичной пористости и — местами — мелкой кавернозности. В вакстоунах общая пористость обычно не превышает 3—5 %, локально достигая 8—10 %, тогда как в выщелоченных пакстоунах она может достигать 12—13 %.

Наиболее отчетливый положительный эффект на формирование пустотного пространства связан с процессом вторичной доломитизации. Доломиты характеризуются развитием межкристаллической, хорошо связанной пористости, достигающей 10—12 %, что позволяет рассматривать их как один из наиболее перспективных литотипов-коллекторов в разрезе речиц-ких отложений.

Доломитизация в речицких отложениях проявляется не только в виде маломощных прослоев, но и в форме линзовидных участков, пятен и прожилков, нередко приуроченных к границам литотипов, биокла-стовым участкам и зонам повышенной битуминозно-сти. В шлифах доломиты представлены агрегатами мелкозернистых гипидиоморфных и ксеноморфных зерен с реликтами исходного известняка внутри зерен. Такая локализация позволяет предполагать связь доломитизации с миграцией флюидов по литологическим контактам и локальным зонам повышенной проницаемости. Вероятно, часть таких флюидов могла быть связана с преобразованием органического вещества и миграцией углеводородов, однако данный механизм требует дальнейшей проверки специальными геохимическими и изотопными методами.

В кремнистых и смешанных высокоуглеродистых породах вторичные процессы выражены лишь в перераспределении кремнезема и пиритизации. Кремнезем в виде агрегатов опала и халцедона чаще выполняет полости биопустот и редкие поры, пирит обычно развивается по органическим остаткам и локально по кальцитовым прожилкам. Несмотря на присутствие микротрещин, такие породы в целом остаются довольно плотными и не демонстрируют заметного развития эффективной пористости.

Краткая характеристика фильтрационно-емкостных свойств

Обобщая данные исследований структуры пустотно-порового пространства выделенных литологических типов, следует привести средние значения прямых определений ФЕС. Так, средняя пористость речиц-ких отложений на основании 266 измерений составляет лишь 1.69 %, проницаемость — 1.49 × 10–³ мкм² (220 измерений), что позволяет охарактеризовать основной объем пород горизонта как плотные низкопроницаемые разности, не соответствующие типичным породам-коллекторам. Средние значения ФЕС указывают, что в целом речицкий горизонт представлен плотными и низкопроницаемыми породами. Однако локальные интервалы, сложенные выщелоченными извест-няками-вакстоунами, пакстоунами и вторичными доломитами, характеризуются существенно более высокими значениями пористости и проницаемости. Так, пористость локально может достигать 13—14 %, а проницаемость — (20—30) × 10–³ мкм², что позволяет рассматривать их как потенциальные породы-коллекторы традиционного типа.

Повышенные значения ФЕС обусловлены сочетанием нескольких признаков: первичной биокластовой структурой вакстоунов и пакстоунов, развитием вторичного выщелачивания по биокластам и цементу, а также локальной доломитизацией. Поэтому прогноз наиболее емких участков должен основываться на выявлении мелководных карбонатных ассоциаций, признаков вторичного растворения, доломитизации и трещиноватости.

Обсуждение

Особенности седиментогенеза отложений

Анализ изученных разрезов показывает, что строение речицкого горизонта в восточной части Татарстана отражает формирование отложений в пределах неоднородного по строению шельфового бассейна. Такая неоднородность обусловлена несколькими факторами: различиями в рельефе дна бассейна седиментации, контрастом глубин моря, интенсивностью карбонато-накопления и характером переноса материала в бассейне. Речицкий этап развития изучаемой территории характеризуется все более усиливающейся дифференциацией бассейна осадконакопления, связанной с постепенным обмелением палеобассейна и началом формирования внутриформационных прогибов ККСП. С учетом положения изученных разрезов относительно ККСП можно выделить три основные литолого-фациальные зоны: 1) внутришельфовые впадины с конденсированным осадконакоплением, 2) склоновые участки шельфа с признаками возможного гравитационного перемещения материала и 3) приподнятые участки мелководного шельфа с преимущественно карбонатной седиментацией. Схематично условия седиментации речицких отложений можно отобразить в виде фациальной модели, представленной на рисунке 5.

При этом следует учитывать, что фациальная дифференциация речицкого бассейна могла быть связана не только с изменениями относительного уровня моря, но и с тектонически обусловленным расчленением дна в зоне формирования ККСП. Дифференцированные движения блоков могли контролировать положение внутришельфовых впадин, склоновых участков и приподнятых зон, а также влиять на мощ-

Рис. 5. Принципиальная фациальная модель-схема седиментации речицких отложений с признаками возможного гравитационного переноса отложений

Fig. 5. Conceptual facies model of the Rechitskian deposits with evidence of possible slope-related sediment redistribution

ность формирующихся слоев, степень конденсации осадков и вероятность локального оползания или брекчирования частично литифицированных карбонатных слоев.

С фациальной точки зрения наиболее глубоководные и конденсированные участки, приуроченные к осевым зонам внутришельфовых впадин, закономерно ассоциируются с накоплением высокоуглеродистых глинисто-кремнисто-карбонатных и кремнистых разностей пород. Их тонкослоистая текстура, повышенное содержание сапропелевого органического вещества и тонкодисперсный состав соответствуют условиям замедленного осадконакопления и удаленности от областей активной карбонатной седиментации. Именно такие типы отложений в наибольшей степени схожи с доманиковыми отложениями нижележащего семилукского (доманикового) горизонта.

Склоновые зоны характеризуют более динамичные и нестабильные обстановки осадконакопления. Брекчированные известняки здесь могут отражать не столько высокоэнергетические гравитационные потоки, сколько механическое разрушение частично лити-фицированных карбонатных слоев, погруженных в более пластичную глинисто-карбонатно-кремнистую массу. Угловатые и слабоокатанные обломки, их неравномерная сгруженность, темный матрикс и признаки пластичной деформации позволяют предполагать локальное оползание, гравитационное уплотнение и брекчирование в условиях неравномерного накопления глинисто-известняково-кремнистых осадков, обогащенных органическим веществом. Вместе с тем такой механизм рассматривается как вероятностная интерпретация и требует дальнейшего подтверждения на расширенной выборке образцов.

Приподнятые участки шельфа представляли собой области преимущественно карбонатно-илового накопления, где формировались мадстоуны, вакстоу-ны, а также локально — пелоидно-биокластовые пак-стоуны и строматолитово-онколитовые баундстоуны. Такие области служили источником сноса карбонатного материала, переносимого по склону в периоды эпизодических штормовых событий с более мелководных участков в более глубокие зоны.

Таким образом, различия в литологическом составе речицких разрезов связаны с совместным влиянием относительного изменения уровня моря, тектонически обусловленной дифференциации дна в зоне ККСП и перераспределения карбонатного материала между приподнятыми участками, их склонами и внутришель-фовыми впадинами.

Последовательность постседиментационных преобразований в отложениях речицкого горизонта

Говоря о последовательности постседиментационной истории, следует отметить, что здесь рассматривается вся совокупность преобразований пород от раннего диагенеза до вторичных изменений наложенного типа, локально проявленных в отдельных интервалах горизонта. Общую последовательность преобразований можно представить в виде относительной временной схемы, изображенной на рисунке 6.

К наиболее ранним постседиментационным преобразованиям, помимо уплотнения осадков и ухода части поровых вод, по-видимому, стоит отнести процессы окремнения и пиритизации, в большей степени характерные для тонкослоистых высокоуглеродистых карбонатно-кремнисто-глинистых разностей пород. Окремнение выражалось в перераспределении кремнезема в породе, частичном замещении отдельных участков карбонатной массы и органических остатков, а также выполнении отдельных пустот и биогенных структур халцедоново-кварцевым материалом. Пиритизация развивалась преимущественно по участкам с повышенными концентрациями сингенетичного органического вещества, в меньшей степени по органическим остаткам, что хорошо согласуется с накоплением таких типов осадков в восстановительной геохимической среде. Оба процесса, вероятно, начинались уже на раннедиагенетической стадии трансформации осадка и в отдельных случаях продолжались на более поздних этапах преобразования пород, включая катагенез.

С переходом отложений к стадии катагенеза заметнее проявлялся процесс перекристаллизации известняков, что выражалось в увеличении размеров кристаллитов, уплотнении структуры и частичном запечатывании мелких и субкапиллярных пор агрегатами яснозернистого кальцита. На этой же стадии отмечается развитие стилолитов, которые практически повсеместно выявляются в известняках горизонта. В большинстве случаев стилолитизация не способствовала улучшению коллекторских характеристик пород, однако присутствие следов углеводородов в них может указывать на стилолитовые швы в качестве каналов

Рис. 6. Схематичная последовательность основных типов постседиментационных преобразований отложений речицкого горизонта. Сплошные линии отражают наиболее вероятное время активного проявления процессов, пунктирные — возможное их продолжение на более поздних стадиях.

Fig. 6. Schematic sequence of the main types of diagenetic transformations of the Rechitskian deposits. Solid lines show the main time of the processes; dashed lines show their possible continuation at later stages

миграции бассейновых флюидов, в том числе углеводородных.

На фоне катагенетического преобразования пород в отдельных литотипах, прежде всего в вакстоунах и пакстоунах, развивались наложенные процессы вторичного выщелачивания. Наиболее вероятно, что они были связаны с циркуляцией бассейновых флюидов по более проницаемым участкам разреза, а также по границам литологических типов.

При этом выщелачивание было избирательным и преимущественно затрагивало раковины остракод, некоторые биокласты, а также отдельные участки карбонатного цемента. В результате формировались биопустоты, внутриформенные и межформенные поры. Данный этап постседиментационной истории являлся одним из ключевых в формировании локальных интервалов известняков с улучшенными ФЕС.

Наиболее вероятным фактором избирательного выщелачивания могли быть слабокислые флюиды, формировавшиеся при преобразовании органического вещества и содержащие CO2, а также органические кислоты. Их движение по литологическим контактам, микротрещинам и стилолитовым швам обеспечивало локальное растворение биокластов и отдельных зон цемента.

К несколько более поздним преобразованиям следует отнести вторичную доломитизацию, которая по времени сопряжена с процессом выщелачивания пород и продолжает его. Растворы, способствующие выщелачиванию пород, по-видимому, были причастны и к локальной вторичной доломитизации известняков по границам их литологических типов. Такая локализация указывает на важную роль флюидопроводящих зон и литологических контактов в перераспределении вещества. По таким границам могли мигрировать Mg-содержащие и слабокислые флюиды, обеспечивавшие локальное растворение кальцита, вынос части карбонатного вещества и замещение исходного известняка мелкокристаллическим доломитом. Доломитизация приводила к формированию межкристаллической пористости с хорошей сообща-емостью пор и потенциально более благоприятными фильтрационными свойствами по сравнению с известняками.

Завершающим этапом постседиментационной истории изученных пород являлось нефтенасыщение пород. Нефть заполняла уже подготовленное пустотное пространство пород: межзерновые поры выщелачивания, межкристаллические поры доломитов, а также отдельные микротрещины и стилолитовые швы. Это указывает на то, что основная часть эффективной пустотности сформировалась до или в процессе миграции углеводородов, а сама нефтенасыщенность фиксирует уже существовавшие зоны повышенной емкости и проницаемости.

Факторы и модельформирования пород-коллекторов

Говоря о факторах формирования пород-коллекторов в составе речицкого горизонта, следует отметить, что первичный фациальный облик пород, вероятно, играет решающее значение для реализации в них вторичных преобразований, способствующих формированию пустотности. Так, наиболее плотные типы из- вестняков, представленные мадстоунами, а также смешанные по составу, обогащенные органическим веществом глинисто-кремнисто-карбонатные породы обладают довольно низкой первичной пористостью и в условиях постседиментационных преобразований практически не увеличивают свою емкость, за исключением развития редких трещин тектонической природы и трещинок растворения (табл. 1).

Известняки-вакстоуны и особенно известняки-пакстоуны, демонстрируют более широкий спектр вторичных преобразований. Их исходная структура, связанная с повышенным содержанием биокластов, пе-лоидов и других форменных элементов, создавала предпосылки для избирательного выщелачивания. Так, растворение раковин остракод, тентакулит и других биокластов приводило к образованию биопустот, вторичной пористости и локальной кавернозности. В отличие от плотных мадстоунов, такие породы обладали большей структурной неоднородностью, что облегчало проникновение флюидов и развитие локальных участков повышенной пустотности. Поэтому вакстоу-ны и пакстоуны следует рассматривать как одни из наиболее важных литологических типов с точки зрения формирования вторичных коллекторов.

Наиболее выраженный положительный эффект на формирование пустотно-порового пространства оказывает процесс вторичной доломитизации. Доломиты, как уже было сказано, часто приурочены к границам различных литологических типов. Такая локализация указывает на то, что доломитизация имела избирательный характер и была связана с циркуляцией флюидов на контактах литотипов. Контакты между различными типами известняков, а также границы карбонатных и смешанных пород могли выступать в качестве путей фильтрации флюидов и зон повышенной реакционной способности. В результате метасоматического замещения исходного известняка формировались мелкокристаллические доломиты с межкристаллической пористостью. Межкристаллическая пористость доломитов, в отличие от часто изолированных друг от друга биопустот в известняках, потенциально обладает лучшей связностью. Это делает вторичные доломиты наиболее перспективными объектами при поиске традиционных коллекторов в составе речицкого горизонта.

Модель формирования коллекторов в отложениях речицкого горизонта представляется следующей. На приподнятых участках шельфа формировались мелководные карбонатные осадки — вакстоуны, пак-стоуны и локально строматолитово-онколитовые ба-ундстоуны. На склонах поднятий и в переходных зонах могли развиваться процессы оползания, брекчирования и перераспределения частично литифициро-ванного карбонатного материала. В более глубоководных внутришельфовых впадинах накапливались тонкослоистые высокоуглеродистые карбонатно-кремнистые и кремнистые осадки. На этапе постседиментационных преобразований наиболее плотные типы известняков и смешанные карбонатно-кремнистые разности уплотнялись и сохраняли низкие ФЕС, тогда как более мелководные известняки подвергались избирательному выщелачиванию и локальной доломитизации. Именно такие локальные участки и формировали интервалы с повышенными ФЕС.

Таблица 1. Особенности строения литотипов речицкого горизонта и их коллекторские характеристики

Table 1. Structural features of the Rechitskian horizon lithotypes and their reservoir characteristics

Литотип Lithotype	Фациальная / генетическая принадлежность Facies / genetic attribution	Вторичные процессы Secondary processes	Тип пустотности Void type	Относительный коллекторский потенциал Relative reservoir potential
Известняк мадстоун mudstone limestone	низкоэнергетические относительно глубоководные и ограниченно-морские мелководные обстановки low-energy, relatively deepwater and limited-marine, shallow-water settings	слабая перекристаллизация, пиритизация weak recrystallization, pyritization,	редкие и несвязанные единичные поры субкапиллярной размерности rare and unconnected, isolated subcapillary-sized pores	низкий low
Известняк вакстоун wackestone limestone	умеренно мелководная зона moderately shallow-water zone	выщелачивание по биокластам, доломитизация bioclast-mediated leaching, dolomitization,	биопустоты, единичные поры biovoids, isolated pores	средний medium
Известняк пакстоун packstone limestone	открытое мелководье open shallow-water zone	выщелачивание, перекристаллизация, доломитизация leaching, recrystallization, dolomitization,	межформенные поры, биопустоты, единичные каверны interform pores, biovoids, isolated vugs	средний medium
Брекчирован-ный известняк brecciated limestone	склоны шельфа shelf slopes	трещиноватость, доломитизация цементирующей массы fracturing, dolomitization of cementing mass,	редкие поры и стилолитовые швы rare pores and stylolite sutures	низкий low
Глинисто-кремнисто-карбонатные разности пород и силициты clayey-siliceous-carbonate rock varieties and silicites	внутришельфовые впадины intrashelf basins	окремнение, пиритизация silicification, pyritization	редкие и единичные поры субкапиллярной размерности rare and isolated subcapillary pores	низкий low
Доломит dolomite	вторичный литотип secondary lithotype	доломитизация, перекристаллизация dolomitization, recrystallization,	межкристаллические поры intercrystalline pores	потенциально высокий potentially high

Анализ строениятиповых разрезов речицкого горизонта

Анализ типовых разрезов показывает, что разрезы центральной части ЮТС характеризуются большей долей мелководных карбонатных литотипов, включая вакстоуны, пакстоуны, по сравнению с разрезами юговосточного склона СТС. На представленных типовых разрезах фиксируются прежде всего общие различия в соотношении карбонатных и высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых литотипов. Первые преобладают в более приподнятых участках ЮТС, вторые становятся заметнее в разрезах, тяготеющих к южному склону СТС (Нижнекамскому прогибу).

С одной стороны, это позволяет интерпретировать область центральной части ЮТС как несколько более приподнятую зону седиментации относительно положения уровня моря, с другой стороны, появление строматолитовых баундстоунов в верхней части разрезов на юго-восточном склоне СТС не дает возможности в полной мере перевести эти разрезы в относительно более глубоководные. По всей видимости, обмеление бас- 14

сейна в конце речицкого времени было довольно существенным, что отразилось на всей изученной площади в усилении мелководного типа карбонатной седиментации, вплоть до появления признаков лагунного типа осадконакопления (Ларочкина, 2013).

Общей чертой разрезов речицкого горизонта является чередование высокоуглеродистых и карбонатных типов отложений, что, вероятнее всего, является показателем нестабильных экологических условий в постепенно регрессирующем морском бассейне. На характер седиментации речицких отложений оказывала влияние ККСП, которая вплоть до конца визейско-го времени заметным образом влияла на условия осадконакопления всего Волго-Уральского региона (Бадамшин и др., 1997; Горожанина и др., 2019). Территория современного южного склона СТС представляла собой один из элементов ККСП, где ожидаемо были унаследованы обстановки, характерные для внутришельфовых впадин, что и выразилось в несколько большей доле высокоуглеродистых отложений в этих разрезах. Однако более мелководный характер бассей- на седиментации в речицкое время предопределил большую долю карбонатных отложений в разрезе ре-чицкого горизонта по сравнению с нижележащими отложениями семилукского горизонта. Приподнятые области, к каковым можно отнести сводовые части ЮТС и СТС, а также область современного восточного борта МВ, становились все более мелководными, что выразилось в более карбонатном составе таких разрезов. В речицкое время эти зоны начали «наращивать» на себе карбонатный материал (Чихирин и др., 2021), постепенно переходя в обширную изолированную карбонатную платформу, пока еще с пологими склонами по направлению к вытянутым и более глубоководным зонам ККСП, в разрезах которых доля высокоуглеродистых пород увеличивается.

Выводы

Речицкий горизонт восточной части Татарстана характеризуется выраженной литологической неоднородностью и представлен разномасштабным переслаиванием известняков, высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых и кремнистых пород, а также маломощных вторичных доломитов.

Формирование речицких отложений происходило в пределах фациально-дифференцированного шельфового бассейна, включавшего приподнятые мелководные участки, их склоновые зоны и внутришельфо-вые впадины. Приподнятые участки были областью накопления мелководных карбонатных осадков, вну-тришельфовые понижения — тонкослоистых высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых и кремнистых осадков, а склоновые и переходные зоны содержали брекчированные известняки, которые могут отражать локальное оползание и перераспределение частично литифицированного карбонатного материала.

Постседиментационные преобразования пород ре-чицкого горизонта проявлены избирательно и контролируются исходным литологическим составом. В плотных мадстоунах и высокоуглеродистых карбонатно-кремнистых породах они проявлены в виде перекристаллизации, окремнения и пиритизации, что не приводит к улучшению пустотного пространства. В вакстоунах и пак-стоунах развитие выщелачивания по биокластам способствует образованию биопустот, вторичной межзерновой пористости и локальной кавернозности.

Наиболее благоприятным процессом для формирования связанной пористости является вторичная доломитизация. Доломиты, часто приуроченные к границам литотипов, характеризуются межкристаллической пористостью и могут рассматриваться как наиболее перспективные интервалы для поиска традиционных коллекторов внутри речицкого горизонта. Развитие коллекторов традиционного типа в речицком горизонте носит локальный и избирательный характер. Наиболее перспективные интервалы следует прогнозировать в зонах сочетания мелководных карбонатных литотипов, вторичного выщелачивания, доломитизации и трещиноватости, особенно на границах литологических разностей.

Перспективность речицкого горизонта имеет двойственную природу. Высокоуглеродистые карбонатнокремнистые и кремнистые разности могут рассматриваться как нефтематеринские и потенциально нетра- диционные объекты, тогда как локальные интервалы вакстоунов, пакстоунов и вторичных доломитов формируют предпосылки для развития традиционных поровых и порово-трещинных коллекторов.

Выражаем благодарность за предоставленный каменный материал, данные геолого-геофизического изучения отложений и всесторонние консультации коллективу компании ПАО «Татнефть».

Работа выполнена за счет гранта, предоставленного Академией наук Республики Татарстан образовательным организациям высшего образования, научным и иным организациям на поддержку планов развития кадрового потенциала в части стимулирования их научных и научно-педагогических работников к защите докторских диссертаций и выполнению научно-исследовательских работ (Соглашение от 22.12.2025 № 12/2025-ПД-КФУ).