Формирования залежей сверхвязких нефтей Республики Татарстан
Хазиев Р.Р., Андреева Е.Е., Анисимова Л.З., Фахрутдинов И.Р., Баранова А.Г.

Институт проблем экологии и недропользования АН РТ
В работе рассмотрены особенности литологического и тектонического строения территории северо-восточной части Южно-Татарского свода (ЮТС). Выявлены благоприятные факторы для формирования скоплений углеводородов на исследуемой территории: наличие антиклинальных структур первого порядка, наличие трещиноватых и кавернозных пород в отложениях нижнесакмарского яруса, наличие пород-флюидоупоров в вышележащих отложениях, обеспечивающих сохранность потенциальных залежей нефти. Помимо этого, выявлены дополнительные предпосылки для формирования залежей углеводородов (УВ): наличие разломов, обеспечивающих возможность для вертикальной миграции УВ с последующим заполнением потенциальных ловушек; а также вторичные изменения, формирующие пустотное пространство пород-коллекторов.
Введение
На территории Республики Татарстан (РТ) уже более 15 лет ведется экспериментальная добыча углеводородного сырья из отложений уфимского яруса на Ашальчинском месторождении сверхвязкой нефти (СВН) [1, 5]; и с каждым годом наблюдается устойчивая тенденция роста годовой добычи (в настоящее время около 4 млн т в год в целом по РТ).

Помимо экспериментальной добычи проводится бурение разведочных скважин на перспективных территориях юго-восточного склона Южно-Татарского свода (ЮТС) с высоким углеводородным потенциалом с целью приращения запасов СВН.

Однако перспективы дальнейших геолого-разведочных работ распространяются не только на территории южной и юго-восточной части ЮТС с открытыми залежами СВН, но и на территорию северо-восточного склона ЮТС, где по данным поискового и разведочного бурения выявлены нефтепроявления в сакмарских отложениях [6].

Как известно, благоприятными факторами для формирования залежей нефти (в том числе и залежей СВН) являются: 1) наличие положительных структур как потенциальных ловушек для скоплений углеводородов (сводов, валов, локальных поднятий); 2) наличие пород-коллекторов в качестве резервуаров для углеводородов; 3) наличие пород-покрышек, сохраняющих залежь от разрушения.

Дополнительно к вышеупомянутым факторам относится: наличие разломов и трещин в осадочной толще, способствующих вертикальной миграции углеводородов из нижележащих продуктивных отложений в вышележащие с последующим заполнением ловушек; а также эпигенетические процессы, формирующие вторичное пустотное пространство потенциального природного резервуара.
Результаты и обсуждения
Как было сказано выше, одним из основных благоприятных факторов при формировании залежей нефти является наличие положительных структур в осадочной толще. При рассмотрении тектонической карты территории северо-востока ЮТС видно, что на всей территории имеются линейно-вытянутые в субмеридиональном направлении положительные структуры (рис. 1), протяженность которых составляет несколько десятков километров. Ширина этих структур составляет от 3 до 6–7 км.
Рис. 1. Фрагмент тектонической карты юго-восточного региона Республики Татарстан (северо-восточный склон отмечен кругом) [2], М 1:2 000 000
Как видно из рис. 1, на территории имеется серия поднятий 1 порядка как потенциальных ловушек при формировании скоплений УВ.

В конце 90-х – начале 2000-х годов на территории северо-восточного склона ЮТС проводилось бурение разведочных скважин с полным отбором керна из отложений нижнепермского отдела, в частности из отложений сакмарского яруса. Этот материал послужил для оценки коллекторских и экранирующих свойств сакмарских отложений.

При макроописании и рассмотрении образцов керна авторами установлено, что нижнесакмарские отложения (тастубский горизонт) представлены карбонатным коллектором с довольно крупными кавернами размером от 1 до 3 мм (рис. 2), что позволяет оценить отложения как потенциальный коллектор для скопления залежей СВН. Как отмечается в работе [2, 3], в порах с данной размерностью идет фильтрация УВ свободно, под действием силы гравитации.
Рис. 2. Фотография образца керна из нижнесакмарских отложений (на фотографии кавернозный известняк тастубского возраста)
Однако немаловажным фактором при формировании нефтяных залежей является наличие пород-покрышек, «запечатывающих» залежь и препятствующих миграции углеводородов в выше- и нижележащие горизонты. При рассмотрении образцов керна вышележащих отложений — стерлитамакского горизонта — установлено, что отложения представлены загипсованными доломитами и известняками (рис. 3). По данным литологическим особенностям авторы позволяют оценить верхнесакмарские отложения как потенциальную покрышку при формировании залежей углеводородов.
Рис. 3. Фотография образца керна из верхнесакмарских (стерлитамакских) отложений (на фотографии загипсованный доломит)
Как видно из вышесказанного, необходимые условия для формирования залежей УВ в сакмарских отложениях на изучаемой территории выполняются. В дополнение следует отметить, что немаловажным фактором для формирования залежей СВН является наличие тектонических разломов для вертикальной миграции УВ из нижележащих продуктивных отложений в вышележащие.

При изучении карты современных неотектонических движений (рис. 4) видно, что на территории северо-востока ЮТС наблюдается серия тектонических нарушений ориентировкой в субширотном направлении, которые, в свою очередь, могут обеспечить вертикальную миграцию УВ с последующим заполнением ловушек в отложениях нижнесакмарского подъяруса. При детальном изучении карты видно, что на изучаемой территории имеются очаги землетрясений с силой более 5 баллов; соответственно не исключено формирование новых разломов в осадочной толще.
Рис. 4. Карта современных геодинамических движений на территории РТ (по данным ГУП НПО «Геоцентр» на 2008 г.)
В качестве второстепенного фактора при формировании скоплений УВ в карбонатной породе-коллекторе немаловажную роль играют процессы наложенного эпигенеза (выщелачивание и вторичная доломитизация) [4]. При рассмотрении образцов керна из тастубских отложений методом РЭМ выявлены микропоры размером от 0,1 до 0,5 мм (рис. 5). Согласно литературным данным [2] в порах с такой размерностью возможно частичное движение флюидов с применением дополнительных сил (применение системы повышения пластового давления) для компенсации капиллярного давления; однако в случае большей интенсивности этих вторичных процессов возможно формирование пустот большего размера, где фильтрация флюидов может происходить под действием гравитационных сил. Не исключено, что при бурении разведочных и поисково-разведочных скважин на данной территории при условии отбора и детального изучения кернового материала будут выявлены поры большей размерности как по результатам макроописания, так и микроописания кернового материала.
Рис. 5. Фотография образца керна, выполненная методом растровой электронной микроскопии (на фотографии изображен известняк с выраженными процессами выщелачивания и вторичной доломитизации)
ИТОГИ
В исследуемом районе имеется ряд благоприятных условий для формирования залежей природных битумов:
  • наличие линейно-вытянутых положительных структур как потенциальных резервуаров УВ в сакмарских отложениях;
  • наличие пористых пород-коллекторов тастубского горизонта;
  • наличие пород-флюидоупоров стерлитамакского горизонта;
  • наличие неотектонических движений, способных создать условия для вертикальной миграции УВ в вышележащие горизонты;
  • наличие процессов наложенного эпигенеза (выщелачивания) как благоприятный фактор для формирования пустотного пространства породы коллектора.
ВЫВОДЫ
Следует учесть, что на территории северо-восточного склона ЮТС находятся открытые нефтяные месторождения, где ведется промышленная добыча из продуктивных пластов, приуроченных к отложениям каменноугольной системы. Однако не следует исключать, что на фоне нарастающей годовой добычи нефти по РТ в целом в дальнейшем может возникнуть необходимость вовлечения в разработку запасов УВ в вышележащих отложениях сакмарского яруса, в случае подтверждения их промышленной нефтеносности поисково-разведоч- ным бурением.

Устойчивая тенденция роста годовой добычи нефти в РТ вызывает необходимость вовлечения в разработку уже открытых месторождений с запасами СВН, а также поиска и открытия новых месторождений на перспективных территориях для приращения запасов.

Территорию северо-восточного склона по рассмотренным литологическим и тектоническим особенностям, а также по лабораторным данным исследования, можно рассмотреть как потенциально перспективную.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вафин Р.Ф., Николаев А.Г., Валеева Р.Д. Породы-коллекторы сверхвязких нефтей уфимского комплекса Больше-Каменского месторождения // Ученые записки Казанского государственного университета. Серия: Естественные науки. 2010. Т. 152. Кн. 1. С. 216–225.

2. Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового пласта.
М.: Альянс, 2005. 312 с.

3. Ларочкина И.А. Геологические основы поисков и разведки нефтегазовых месторождений на территории Республики Татарстан. Казань: Гарт, 2008. 210 с.

4. Сахибгареев Р.С. Вторичные изменения коллекторов в процессе формирования и разрушения нефтяных залежей. Ленинград: Недра, 1989. 260 с.

5. Хазиев Р.Р., Андреева Е.Е., Баранова А.Г., Анисимова Л.З., Вафин Р.Ф., Салахова М.Ф. Оценка возможности применения технологии SAGD на месторождении СВН Республики Татарстан // Экспозиция Нефть Газ. 2018. № 2. С. 28–32.

6. Хазиев Р.Р., Фахрутдинов Э.И., Нургалиева Н.Г. Литохимическая зональность и циклическое строение пермских отложений на северо-восточном склоне Южно-Татарского свода // Георесурсы. 2015. Т. 1. № 3. С. 27–32.
Хазиев Р.Р., Андреева Е.Е., Анисимова Л.З.,
Фахрутдинов И.Р., Баранова А.Г.

Институт проблем экологии и недропользования АН РТ, Казань, Россия

radmir361@mail.ru

Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Теоретические: карты тектонического строения территории и карта современных неотектонических движений земной коры.
Полевые: данные макроописания кернового материала
(как первичного по данным геологических журналов, так и переописания коллективом авторов).
Лабораторные: данные растровой электронной микроскопии (РЭМ) образцов керна.
Объект исследования: керновый материал, отобранный из отложений сакмарского яруса в ходе поисково-разведочного бурения на территории северо-восточного склона ЮТС. (По согласованию с недропользователем данные о разведочной площади, количестве пробуренных скважин и их номерах не разглашаются.)
сверхвязкие нефти, СВН, карбонатный коллектор, фильтрационно-емкостные свойства, ФЕС, нефтяной пласт, Южно-Татарский свод, растровая электронная микроскопия, РЭМ
Хазиев Р.Р., Андреева Е.Е., Анисимова Л.З., Фахрутдинов И.Р., Баранова А.Г. Некоторые аспекты формирования залежей сверхвязких нефтей в отложениях сакмарского яруса на территории Республики Татарстан // Экспозиция Нефть Газ. 2020. № 6. С. 52–55.
DOI: 10.24411/2076-6785-2020-10114
28.07.2020
УДК 550.812
DOI: 10.24411/2076-6785-2020-10114

Рекомендованные статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (8552) 92-38-33