Природные резервуары и ловушки рифового типа

 

В провинциях карбонатного осадконакопления нефтяные скопления чаще приурочены к органогенным рифам различных форм и размеров. Та-кие геологические образования известны в отложениях всех возрастов, начиная с протерозоя.

 

Современные рифы широко распространены в тёплых водах Ост-Индии, Вест-Индии, Индийского, Тихого океанов, района Флорида - Ба-гамские острова. А.И.Леворсен среди них различает четыре главных типа: береговые, барьерные, атоллы и столовые рифы. Береговой риф прикреп-лен к берегу вплотную в виде террасы, примером является береговой риф Красного моря протяженностью 4300км. Он состоит главным образом из окаменевших и живых кораллов. Барьерный риф представляет собой высо-кую стену, поднимающуюся со дна океана. Между барьером и берегом находится лагуна глубиной 60-80м, где скапливаются обломки известня-ков, фораминифер, известковые илы. На северо-восточном побережье Ав-стралии барьерный риф тянется почти параллельно побережью на протя-жении около 1900км. Высота стены над дном океана достигает 240м. Атоллом называют барьерный риф, имеющий форму кольца диаметром около 1,5км. Они широко распространены в западной части Тихого и Ин-дийского океанов, расположены на краях потухших вулканов. Почти все-гда атоллы разрезаны проливами, которые делят его на острова. Столовые рифы представляют собой небольшие одиночные столбы, частично при-поднятые над водой. Бурение показало, что верхние несколько сот метров рифов имеют четвертичный, а нижние слои - третичный возраст. Для про-израстания рифообразующих организмов необходима температура воды не ниже 20°С, поэтому современные рифы ограничены теплыми водами Ти-хого и Индийского океанов. Остов рифа состоит из скелетов колониальных организмов: кораллов акропора, известковых водорослей литотамниум, гу-бок, криноидей. Они нагромождаются друг на друга, образуя устойчивую, жесткую, пористую основу. В порах живут неколониальные кораллы, губ-ки, моллюски, брахиоподы, мшанки, фораминиферы, водоросли. Отложе-ния литотамний слагают гряды, защищая рифы от разрушения с наветрен-ной стороны. У основания рифов накапливаются валуны, известковые пес-ки, постоянно образующиеся при его разрушении волновыми процессами.

 

125

Рифовые сооружения изобилуют каверновыми пустотами. Такие пу-стоты присутствуют в скелетах многих рифообразующих организмов и об-разуются в том числе сверлящими организмами и действиями прибоя волн.

 

Ископаемые рифы вначале были обнаружены среди выходов из-вестняков на поверхность. Позже начали их находить на глубине, в недрах Земли. Особенно богаты биогермами силурийские отложения в штатах Висконсина, Индиана, Онтарио и Иллинойс. Главными строи-телями рифов ниагарской формации (средний силур) были гастроподы, брахиоподы, кораллы, триллобиты . Многие из них имеют ядро, состо-ящее из пористого и кавернозного доломита. Размеры каверн составля-ют сантиметры и десятки сантиметров. Часть пустот образовалась в ре-зультате вторичных процессов растворения породы. Биогермы окруже-ны тонкослоистыми плотными доломитами, иногда - предрифовыми обломочными шлейфами, слоями детрита рифового происхождения. Размеры их достигают нескольких километров в диаметре. Форма - округлая , элипсовидная, гребневидная. Преобладают ловушки типа вы-ступов и литологических экранов. Аналогом современного барьерного рифа является риф Капитан, находящийся в Пермском бассейне (Запад-ный Техас, Нью-Мексико). Он состоит из доломитизированного из-вестняка среднесилурийского возраста, выходит частично на дневную поверхность, простирается на 640км. Толщина рифа составляет 360м и более. На его склонах выявлены многочисленные месторождения нефти и газа.

 

Хорошие коллекторские свойства рифогенных пород обуславли-вают большие дебиты нефти в скважинах, высокий коэффициент неф-теотдачи, достигающий 0,6-0,9. Внутри рифовых массивов вследствие неоднородности коллекторских пород возникают локальные литологи-ческие экраны. При трангрессии моря рифы перекрываются фациями глубокой впадины, при регрессии - лагунными отложениями. Эти по-роды не всегда являются надежными экранами, поэтому иногда созда-ются условия для перетока нефти в надрифовые структуры. Ловушки литологических экранов образуются также на краях рифовых массивов ввиду замещения биогермных пород бассейновыми отложениями. Все-го в Пермском бассейне США выявлено (21) свыше 100 месторождений

с залежами нефти и газа в барьерных и одиночных рифах силурийского и пермского возраста.

В Западно-Канадском нефтегазоносном бассейне известно около 250 месторождений в рифогенных отложениях. Большинство их нахо-дится в провинции Альберта. Они сложены в основном доломитизиро-ванными известняками девонского возраста, перекрыты глинистыми, реже хемогенными породами. Верхнедевонские рифы распространены

 

 

126

на юге провинции, среднедевонские - в центральной её части. Залежи нефти и газа содержатся в основном в одиночных рифовых постройках

 

и в меньшем количестве - в барьерных рифах. Глубина их залегания 1500-2500м. Барьерные рифы формации Ледюк (Д3) расположены в центральной части провинции Альберта, образуют две зоны нефтегазо-накопления, представляющие в плане узкие извилистые цепочки. Ло-вушками служат выступы рифогенных пород высотой 100-200м, пере-крытые глинистыми сланцами формации Айртон. Высота залежей со-ставляет 45-85м. Пористость коллектора оценивается в 5-7%. Началь-ные извлекаемые запасы нефти отдельных залежей не превышает 10 млн.т. Примером месторождений, локализованных в одиночных рифах, является месторождение Ледюк-Вудбенд. Рифовый массив имеет высо-ту 300м. Нефтяная залежь имеет газовую шапку высотой 50м. Мощ-ность нефтяной части составляет 9-19м. (см.рис.34). Пористость кол-

лектора в среднем оценивается в 8%, проницаемость – 5·10^{- 15}м². Начальные извлекаемые запасы нефти были оценены в 26,5 млн. т, газа

- 14,5 млрд.м³.

В Мичиганском нефтегазоносном бассейне (США, Канада) выяв-лено около 100 месторождений, приуроченных к одиночным рифам си-лурийского возраста. Рифы сложены известняками, доломитами. Пори-

 

стость их составляет 6-12%, проницаемость (1-50)·10^-15м². Большинство их относится к типу пинакл, характерными признаками которых явля-ются округлая в плане форма, небольшая площадь (1- 4 км²), значитель-ная высота (120-140м). В Предаппалачском бассейне (Канада, провин-ция Онтарио) нефтеносны в основном силурийские рифы лоскутного типа, характеризующиеся небольшой высотой и значительной площа-дью. В Иллинойском бассейне (США) нефтеносны силурийские оди-ночные рифы типа пинакл, перекрытые глинистыми и карбонатными отложениями девона. Их очертания в плане весьма разнообразны: округлые, серповидные, треугольные и др . Запасы нефти в них незна-чительные, а более крупные залежи нефти локализованы в надрифовой толще, в структурах облекания.

 

К бассейне Мексиканского залива (США, Мексика) залежи нефти и газа выявлены в барьерных и одиночных рифах мелового возраста. Приме-ром барьерно-рифового сооружения является риф Эдвард, представляю-щий собой узкий пояс органогенно-обломочных известняков мощностью около 300м. В его пределах выявлено свыше 30 преимущественно газовых скоплений. В западной части бассейна, на территории Мексики выделяется крупная зона нефтегазонакопления в рифе Эль-Абра мелового возраста, известная под названием Золотой пояс. К нему приурочена цепочка 60 нефтяных и газовых месторождений. Коллектор представлен массивными

 

127

рифогенными известняками нижнего мела. Начальные дебиты нефти в скважинах здесь достигали нескольких тысяч тонн в сутки. Известняки пе-рекрыты глинами верхнего мела и палеогена.

 

Рис. 34. Месторождение Ледюк-Вудбенд, Канада. Газонефтяная залежь в рифовых доломитизированных известняках свиты Ледюк (North American Petroleum, 1957). а - в плане; б - в разрезе

 

 

Ловушками являются выступы рифовой гряды. Средняя ширина продуктивной зоны составляет 1км. Общая протяженность Золотого пояса по суше составляет 165км. В плане он имеет дугообразную фор-му, является частью рифового кольца гигантского атолла, большая часть которого погружена под воды Мексиканского залива (см. рис.35). Размеры погребенного атолла составляет 145×65км². С запада Золотой пояс окаймлен формацией Тамабра, состоящей из предрифовых отло-жений - брекчий и плотных известняков шириной до 16км . В этой зоне выявлено 15 месторождений нефти и газа. Коллекторские свойства из-вестняков здесь весьма изменчивые: пористость - 19%, проницаемость - от 2·10^-15 до 94×10^-15м².

 

В Северной Африке на территории Ливии залежи нефти приурочены

 

и барьерным и одиночным рифам позднемел-палеоцен-эоценового возрас-та. Они залегают на глубине 1-3км. Ловушками служат выступы рифоген-ных пород.

 

128

 

 

Рис. 35. Схема размещения месторождений в зонах нефтегазонакопления в ри-фах Золотой пояс, Поса-Рика, Морской пояс (Мексика) (по Кучену, Д.Бебу, К.Маджио)

 

 

На месторождении Зелтен размер ловушки составляет 40×20 км². Коллекторами являются рифовые известняки. Пористость их изменяется от

 

* до 40% и более. Дебит нефти в скважине-первооткрывательнице соста-вил 2337,3 т/сут. Примерно такое же строение имеют месторождения Гиа-ло, Интизар и др. Начальные извлекаемые запасы месторождения Зелтен составляли 59,2 млн.т., Гиало - 269,3 млн.т. Месторождение Интизар при-урочено к одиночному рифу типа пинакл. В плане риф имеет округлую форму, диаметр - около 5км, высота - 350м. Нижняя часть его состоит из водорослево-фораминиферовых известняков, верхняя - из коралловых из-вестняков. Пористость коллекторов составляет 15-22 %, проницаемость в среднем – 87×10^-15м². Начальные дебиты нефти в скважинах достигали 9,8 тыс. м³/сут.

Одним из богатейших нефтеносных территорий земного шара явля-ется бассейн Персидского залива. Основной продуктивный горизонт здесь представлен известняками формации асмари среднеэоцен-ранне-олигоценового возраста. На многих месторождениях эти известняки имеют характерные признаки рифовых образований. Известняки перекрыты соле-носно-ангидритовой толщей миоцен-плиоцена. К рифу приурочено круп-нейшее нефтяное месторождение Киркук, находящееся на территории Иракской республики. Продуктивная толща здесь представлена известня-

 

 

129

ками предрифовой и зарифовой фаций. Газоносные барьерные рифы позд-непалеоцен-эоценового возраста выявлены на территории Пакистана. Нефтеносность одиночных рифов миоцена установлена в Индонезии.

 

На территории Российской федерации нефтеносные раннепермские рифовые массивы выявлены в Предуральском прогибе. Здесь на западном борту Бельской впадины выявлена Ишимбайская зона нефтегазонакопле-ния, контролирующаяся барьерным рифом субмеридионального простира-ния (см. рис.36).

 

Рис. 36. Предуральский прогиб, центральная часть Ишимбайской зоны нефтегазона-копления в нижнепермских одиночных рифах (по М.Ф.Мирчинку и др., 1974): Место-рождения: 1- Кусяпкуловское;

 

2- Ишимбайское; 3- Термень-Елгинское; 4- Столяровское; 5- Северо-Зирганское; 6-Введеновское; 7- Южно-Введеновское; 8- Тереклинское; 9- Грачевское; 10- Староказанковское

 

 

130

Ловушками являются одиночные рифы - выступы на барьерном ос-новании . Форма их в плане округлая, удлинённая, либо более сложная, диаметр - 1- 7 км, высота - 300-1000м. Коллекторами являются пористые кавернозные и трещиноватые известняки, доломиты. Внутри резервуара присутствуют участки плотных карбонатных пород. Региональной по-крышкой служит галогенная толща кунгурского яруса. Пористость коллек-торских пород достигает 35-40%, проницаемость составляет 3·10^-16-13·10^-12м². В Камско-Кинельской впадине широко распространены рифовые постройки позднедевонско-раннекаменноугольного возраста. Од-нако ввиду плохого качества перекрывающей покрышки скопления нефти

 

Мних присутствуют лишь на единичных месторождениях. Нефтегазонос-ность рифогенных отложений раннепермского возраста установлена в Прикаспийской впадине. Здесь по-западному и северному бортам впадины прослежен барьерный риф протяженностью 1000км. Ширина рифа состав-ляет 3-5 км. Он сложен мшанково-водорослево-коралловыми известняками мощностью до 800 м. Региональной покрышкой служит мощная галоген-ная толща кунгурского яруса. Глубина залегания рифа в Саратовской и Волгоградской областях составляет

 

1,5 - 2,5км, в Уральской и Оренбургской областях - 2,5 - 3,0км. Ловушками являются рифовые выступы, которые имеют форму гребней высотой 100-200м. В них локализованы в основном газоконденсатные скопления с нефтяными оторочками. Примером таких месторождений является Карача-ганакское газоконденсатное месторождение. Пористость коллекторских пород доходит до 27%, проницаемость – 12·10^-14м².

 

Каракумском нефтегазоносном бассейне в пределах Западного Уз-бекистана в рифах келловейского и оксфордского возраста выявлено 20 га-зовых месторождений. Часть залежей содержит нефтяные оторочки. Кол-лекторские породы представлены кораллово - водорослевыми и органо-генно - обломочными известняками.