Карбонатный коллектор месторождения им. Р. Требса и А. Титова относится к категории сложных коллекторов из-за большого разнообразия структурно-генетических типов пород, фаций, поровых структур и наличия тектонических нарушений, в частности, трещиноватости и разломов [1, 2]. Сочетание разнообразных факторов осадконакопления и преобразования порождает разномасштабные неоднородности карбонатного резервуара и создает значительные риски при проводке горизонтальных добывающих скважин. В этой связи для минимизации сложного комплекса проблем требуется интеграция целого ряда геологических данных, включая:

• пространственную изменчивость литофаций с учетом проградационного развития карбонатного бассейна;
• цикличность фациальных ассоциаций и циклостратиграфию в построении стратиграфического каркаса;
• постседиментационные преобразования в связи с тектонической историей развития региона.

Как показали результаты выполненных исследований, именно такой комплексный подход
в создании геологической модели месторождения, сочетающий литофации
и постседиментационный тектогенез, вместе с измеренными петрофизическими
характеристиками, позволяет наилучшим образом получить объективные представления об изменчивости свойств коллектора и использовать их для принятия технологических решений.

Методология восстановления фациальных обстановок осадконакопления включала установление вертикальных и латеральных взаимоотношений литотипов и микрофаций, использование знаний
о современных процессах и обстановках седименто- и литогенеза. Интерпретация энергетических уровней и условий осадконакопления каждой фации основывалась на общепринятых характеристиках ее составляющих: количестве матрикса, типе и характере зерен, наличии/отсутствии скелетных частиц и характере биокластических компонентов. Генетически родственные фации группировались в фациальные ассоциации. Достоверность выделенных фаций
проверялась путем сравнения с известными аналогами, подробно освещенными в литературных источниках [3, 4].
Седиментологические и структурные исследования сопровождались интерпретацией скважинного каротажа: плотностного, акустического, электрического и гамма-каротажа (ГК), давших представление о непрерывной стратиграфической архитектуре отложений и наличии потенциальных зон трещиноватости. Цикличность отложений определялась по упорядоченной смене карбонатных литотипов, образующих неоднократно повторяющиеся седиментационные последовательности. Индивидуальные границы циклов использовались в качестве временных линий для стратиграфической корреляции, что дало возможность определить пространственное положение потенциальных коллекторов в каждом стратиграфическом интервале с учетом латеральной миграции осадконакопления.

Месторождение имени. Р. Требса и А. Титова расположено в пределах Тимано-Печорского осадочного бассейна пассивной континентальной окраины, образовавшейся во время раннепалеозойской деструкции древнего платформенного основания и раскрытия Уральского палеоокеана [5].
Активизация регионального растяжения, приведшая к формированию бассейна, началась в ордовике в направлении запад — восток и инициировала механическое опускание фундамента
с устойчивым восточным падением в течение всего палеозойского цикла осадконакопления.
Это предопределило возникновение характерной батиметрической зональности и направленной
к востоку смены ландшафтных обстановок осадконакопления от прибрежно-морских
к глубоководным.

В течение ордовика — раннего девона на большей части бассейна существовал устойчивый режим осадконакопления с хорошо выраженными субмеридиональными участками шельфового мелководья, благоприятными для карбонатной седиментации. Отложения раннедевонского продуктивного комплекса в составе овинпармского горизонта накапливались покровами, преобладали водорослевые, сгустково-иловые и детритово-зернистые образования, их текстурно-структурная неоднородность подчинялась динамике среды осадконакопления и батиметрии бассейна. В конце раннего девона палеозойское осадконакопление было прервано тектоническим поднятием, регрессией морского бассейна и региональной эрозией мелководных отложений [6].
На площади месторождения это привело к частичному размыву в западной ее части нижнедевонских и даже верхнесилурийских продуктивных карбонатных отложений
и формированию поверхности несогласия под перекрывающей тиманско-саргаевской
терригенной толщей.
Все разнообразие раннедевонских карбонатных литотипов хорошо укладывается в модель моноклинального рампа с пологим восточным погружением в сторону открытого бассейна
и зональным развитием карбонатонакопления (рис. 1).

Внутренняя зона рампа сложена преимущественно глинистыми доломитовыми вакстоунами
и мадстоунами, присутствуют остатки криноидей и алевритовая примесь, отмечаются прослои автохтонных строматолитовых и водорослевых доломитовых баундстоунов. Для последних характерно фенестральное строение, обусловленное наличием неправильной формы поровых систем, возникших при периодическом осушении и поверхностном преобразовании первичных водорослевых известняков. Комплекс отложений внутреннего рампа накапливался в условиях умеренной и низкой энергии вод литорали с периодической субаэральной экспозицией и ранней литификацией осадков.
Средний рамп отличается значительным разнообразием структурно-генетических типов пород, состоящих из множества сложных частиц биогенного и абиогенного происхождения. Крупнозернистые литофации представлены хорошо отсортированными доломитизированными ооидными и литокластовыми грейн-пакстоунами с мелковолнистыми и пологими косослоистыми текстурами, пелоидными биокластовыми вак-пакстоунами с прослоями вакстоунов и мадстоунов. Крупнозернистые литофации распознаются на диаграммах гамма-каротажа по характерным низким значениям гамма-активности. Осадконакопление происходило в открытых морских эвригалинных водах верхней сублиторали в условиях постоянной высокой
гидродинамической энергии.

Дистальная зона рампа состоит из умеренно до плохо отсортированных разнообразных скелетных вакстоунов и преимущественно мадстоунов с хорошо развитой тонкой пологой и горизонтальной слоистостью и биотурбацией. Для этих литотипов с различной концентрацией глинистого вещества характерны наиболее высокие показатели гамма-активности из трех фациальных зон рампа. Тонкие пелитоморфные структуры отражают низкоэнергетические условия с уменьшенной циркуляцией и пониженными скоростями осадконакопления, типичными для открытой глубокой сублиторальной обстановки ниже основания штормовых волн. Вместе с тем присутствие в этой зоне биокластического материала свидетельствует о периодическом усилении гидродинамической активности водной среды и эпизодическом отложении прослоев темпеститов над основанием штормовых волн.

Типовой чертой разреза карбонатной толщи является ее хорошо выраженное циклическое строение с закономерными повторяющимися вертикальными наборами литотипов и их проградационными смещениями, предопределившими внутреннюю архитектуру карбонатного резервуара
и закономерное распределение в нем коллекторов. Учитывая то, что циклиты являются более естественными и устойчивыми подразделениями седиментологической истории, чем традиционные литостратиграфические единицы, их можно использовать в рамках циклостратиграфического метода как самостоятельные стратиграфические элементы разрезов для проведения регионального фациального анализа и надежных корреляционных построений. Каждая циклическая последовательность осадконакопления содержит характерные текстуры, типы зерен, осадочные структуры и диапазоны таксономического разнообразия, которые позволяют уверенно их выявлять в разновозрастных карбонатных отложениях.

Циклы имеют регрессивный характер с отчетливой восходящей укрупняющейся гранулометрией. Они начинаются с наиболее тонкозернистой литофации мадстоунов, за которыми следуют вакстоуны и пакстоуны и завершаются литофациями либо биокластических грейнстоунов, либо
их оолитовых аналогов. Мощности карбонатных циклов и их полнота закономерно меняются
в широтном направлении. К западу, в сторону мелководной сублиторали и береговой линии, разрез утончается и становится неполным за счет сокращения аккомодационного пространства
и постседиментационного размыва, но сохраняет регрессивную последовательность литотипов
в каждой пачке, состоящей из переменчивого количества хорошо выраженных высокочастотных циклитов мощностью от 2–3 до 10–15 м. К востоку, в сторону глубокой сублиторали, отложения становятся более мощными с повышенной глинистостью, а высокочастотная седиментационная цикличность проявлена менее контрастно из-за мористого характера осадконакопления. Циклы выдержаны по латерали и хорошо распознаются в записях ГК, что позволило построить циклостратиграфический каркас продуктивных отложений высокого разрешения. В отличие
от прежних построений, в которых осадконакопление и фации рассматривались в рамках статической литостратиграфической модели как единый временной срез, новый последовательно-стратиграфический подход позволяет анализировать осадочные системы во времени и создавать динамические хроностратиграфические модели, обеспечивающие лучшую предсказуемость распределения потенциальных коллекторских фаций с учетом вертикальной последовательности высокочастотных циклитов и их направленной латеральной миграции.

На профиле, ориентированном вкрест простирания карбонатного рампа, корреляционные линии демонстрируют слоисто-неоднородное строение раннедевонской толщи с проградацией и погружением карбонатных пачек к востоку (рис. 2а).
В этом же направлении увеличиваются стратиграфическая полнота разреза и суммарная мощность карбонатных пачек, а их фациальные ряды закономерно смещаются и омолаживаются вдоль палеопадения карбонатной толщи, образуя последовательные вертикально наложенные фациальные ассоциации, в которых все более мелководные отложения откладываются поверх относительно их более глубоководных латеральных аналогов (рис. 2б).

Фациальная ассоциация типа А-В-С расположена в западной проксимальной части бассейна. В динамической модели она показывает прогрессивно мелеющий ряд от фаций мелководной сублиторали среднего рампа до фаций периодически заливаемой литорали внешнего рампа. В основании регрессивного фациального ряда лежат биотурбированные микритовые и вакстоуновые литотипы (фация С), перекрытые биокластическими пакстоунами, грейнстоунами (фация В)
и строматопороидными флоатстоунами (фация А).
Фациальная ассоциация типа В-С-D демонстрирует признаки перехода от обстановки относительно глубокой верхней сублиторали к ее более мелководной и динамически подвижной верхней зоне. Чаще всего циклы начинаются с фоновых микритовых литотипов (фация D) и кверху непосредственно переходят в вакстоуновую (фация С), а затем биокластическую и оолитовую (фация В) фациальную ассоциацию.

Фациальная ассоциация типа С-D распространена в восточной наиболее удаленной зоне карбонатного рампа, характеризуется уменьшением биокластического материала, развитием вакстоуновых литотипов относительно глубокой сублиторали и повышенным содержанием биотурбированных микритовых разностей пород с включениями маломощных темпеститовых прослоев открытого моря.
Характер распределения фаций и их мощности указывают на то, что осадконакопление было
как аградационным, так и проградационным в бассейне с минимальной глубиной воды
в пределах 2–15 м.
Каждая фациальная ассоциация, включающая базальный трансгрессивный системный тракт (TST) и тракт высокого стояния (HST), отделена от предыдущей фоновыми микритовыми отложениями.
В рамках идеального цикла осадконакопления последовательность событий начиналась
с трансгрессивного затопления грейнстоунов/пакстоунов подстилающего циклита, возникновения нового аккомодационного пространства и отложения бассейновых мадстоунов поверх зернистых мелководных литотипов. Последующее высокое стояние уровня моря способствовало возвращению к работе карбонатной фабрики и увеличению биотического изобилия, о чем свидетельствуют ассоциации скелетных зерен, наблюдаемые в каждой фации. К концу цикла по мере заполнения аккомодационного пространства и прогрессирующего обмеления фаций мадстоуны и пелоидные вакстоуны внутреннего рампа перемещались в сторону моря и перекрывали богатую грейнстоуновыми литотипами область среднего рампа, которые, в свою очередь, последовательно налегали на тонкослоистые мадстоуны и темпеститы внешнего рампа. Каждая генетическая последовательность ограничена поверхностями затопления, которые в схемах корреляции соответствуют хорошо выдержанным и уверенно распознаваемым изохронным маркерам.

Регрессивная цикличность сохраняется на протяжении всего стратиграфического разреза, поэтому в каждой карбонатной пачке могут присутствовать интервалы грейнстоуновых литотипов как потенциальных коллекторов, а в пределах карбонатного рампа они слагают серию отступающих
и слабо наклоненных к востоку карбонатных тел. Их распространенность сильно варьирует в зависимости от стратиграфического положения. Очевидно, что высокоэнергетическая карбонатная отмель в период проградации постепенно расширялась на восток по направлению падения среднего рампа, где устойчивый высокий уровень моря обеспечивал наличие благоприятного для осадконакопления аккомодационного пространства. В западных разрезах вверх по восстанию карбонатного рампа полнота фациальных ассоциаций и их потенциал сохранности значительно снижались за счет конседиментационного выпадения и субаэрального размыва отдельных пачек, поэтому тела грейнстоуновых отмелей здесь систематически уменьшаются в численности и могут быстро выклиниваться на коротком расстоянии.

Предыдущими исследованиями было установлено, что коллекторские свойства доломитов определяются не только межзерновой седиментогенно-диагенетической пористостью, но и наличием вторичной трещинно-каверновой пустотности [1, 2]. В отдельных интервалах разреза отмечалась анизотропия фильтрационно-емкостных свойств коллектора, а проницаемость
по гидродинамическим исследованиям (ГДИ) превышала более чем в два раза проницаемость
по керну, что объяснялось избирательной приуроченностью трещин к некоторым карбонатным литотипам. Однако новые данные свидетельствуют о более тесной связи трещиноватости не
с литологией, а со структурными особенностями доломитов, прежде всего с размерами их минеральных индивидов.
Изученные нами доломиты содержат три типа трещин, имеющих разное влияние на флюидопоток
в пластовых условиях. Во-первых, это разноориентированные системы микротрещин, заполненных синкинематическим доломитовым цементом, которые не вносят вклад в современную флюидодинамику. Такие микротрещины, залеченные продуктами химических реакций вмещающего доломита в ходе его уплотнения при захоронении, отнесены к ранней группе диагенетических трещин. Во-вторых, это открытые трещины, примерно такого же масштаба, согласующиеся по ориентировке с залеченными микротрещинами в тех же породах, что указывает на их принадлежность к единой совокупности и на возможную унаследованность от более ранней диагенетической трещиноватости. Эти трещины имеют фоновое распространение, связывают между собой каверны выщелачивания в карбонатной матрице и возникли за счет деформаций и хрупкого разрушения доломитов в постраннедевонский этап активизации. В-третьих, это открытые макротрещины, также связанные с деформационным этапом развития территории и пространственно тяготеющие к крупным разрывным нарушениям. Судя по закономерному увеличению их интенсивности вблизи разрывных нарушений, эти трещины принадлежат к локализованным зонам динамического влияния разломов. Некоторые разломы служат барьерами, разделяющими и смещающими нефтяные залежи.

Микроскопические наблюдения показывают, что открытая трещиноватость, образовавшаяся после доломитизации, охотнее развивается в доломитовых литотипах с мелкозернистой ангедральной структурой. Уменьшение размера зерен у таких литотипов приводит к снижению пористости и,
по-видимому, к увеличению жесткости породы, что способствует ее хрупкому разрушению
и образованию частой системы трещин. Многочисленные полевые наблюдения и статистические данные действительно указывают на то, что крупнокристаллические доломиты с преимущественно суб- и эвгедральной структурой зерен имеют менее плотную трещиноватость, чем
их мелкокристаллические аналоги [8, 9].

Подобный тренд прослеживается и в масштабе всей карбонатной толщи, циклическое строение которой обусловило закономерное распределение структурных разновидностей литотипов
и связанных с ними пород-коллекторов. Как и ожидалось, тонкокристаллические доломиты
с размерами кристаллов меньше 100 мкм и вторичным трещинно-каверновым типом коллектора локализованы преимущественно в погруженной и относительно низкоэнергетической зоне нижней сублиторали (зона С, рис. 3).

Здесь расположены наиболее высокодебитные наклонно направленные скважины с притоками более 50 м³/сут при пористости коллектора от долей до 2–3 % и проницаемости до 1 000 Мд. Отрицательные значения скин-фактора и высокая удельная продуктивность скважин указывают
на хорошую гидродинамическую связь призабойной зоны с системой вторичных трещинно-каверновых пустот. Горизонтальные скважины, пробуренные в зоне С, характеризуются устойчивыми притоками по всей мощности коллектора с медленным темпом падения дебитов
(рис. 4), подпитываемыми низкопроницаемой карбонатной матрицей. Напротив, крупнокристаллические доломиты с размерами кристаллов более 100 мкм и первичной межкристаллической пористостью приурочены к высокоэнергетической фациальной зоне верхней сублиторали (зона В, рис. 3), где установившиеся дебиты наклонно направленных скважин не превышают в основном 10 м³/сут, а пористость коллектора достигает 20 % при проницаемости
20–30 Мд. В этих коллекторах основной вклад в приток из пласта в скважину связан
с высокопористой карбонатной матрицей. Пробуренные в зоне В горизонтальные скважины характеризуются высоким темпом падения, который в первые месяцы достигает 80 % от величины запускного дебита (рис. 4).

Важно подчеркнуть, что не все вскрытые интервалы трещиноватого коллектора показали одинаково устойчивую и рентабельную работу добывающих скважин. Их удельная продуктивность может кратно отличаться, особенно в горизонтальных скважинах, где коэффициент продуктивности меняется наиболее контрастно от 1 до 20 м³/сут/атм. В некоторых соседних скважинах, расположенных в пределах одного куста и пройденных по одному и тому же трещиноватому коллектору зоны С, отмечалось наличие сухих скважин рядом с высокодебитными, что объясняется неравномерностью развития трещин и различиями в их пространственной ориентировке по отношению к стволам добывающих скважин.
Как оказалось, не все макротрещины, связанные с разломами, являются открытыми в пластовых условиях. Разрывные нарушения северо-западного простирания, конформные с направлением современного регионального сжимающего напряжения, относятся к наиболее ранним разломам (рис. 5а). Они делят продуктивные отложения на отдельные блоки и по отношению к нефтяным залежам являются экранирующими. Зоны трещиноватости вокруг этих разломов, по данным скважинных сканеров, ориентированы в субмеридиональном направлении и, так же как и разломы, не участвуют в фильтрации.
Напротив, более молодые северо-восточные разломы и сопровождающие их трещины с тем же простиранием, несмотря на их неблагоприятное ортогональное положение по отношению к современному вектору горизонтального стресса, оказались проницаемыми — и обеспечивают высокую продуктивность относительно средней величины по всему фонду работающих скважин. Совместный анализ геологических и промысловых данных позволил геометризовать предполагаемые зоны высокопродуктивного трещиноватого коллектора (рис. 5б) и рекомендовать их для проводки горизонтальных добывающих скважин.