levitra bitcoin

+7(495) 725-8986  г. Москва

Журналы

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

Н.К. Фортунатова,  (Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт)

Журнал «Геология Нефти и Газа» # 2007-2
 

 

В  основу моделирования внутрибассейновых карбонатных отложений подводных конусов выноса положены генетический анализ карбонатных пород и данные о механизмах седиментации их современных аналогов.

Изучение автором статьи карбонатных подводных конусов в юрских отложениях Аму-Дарьинского нефтегазоносного бассейна, в верхнефранских, фаменских и турнейских отложениях Тимано-Печорской и Волго-Уральской НГП, миоценовых отложениях Бомбейского шельфа Индии позволило выделить два типа этих образований, соответствующих различным стадиям развития седиментационного бассейна.

Подводные конусы выноса первого типа соответствуют этапу рифообразования. Они формируются в пределах глубокого шельфа и склона бассейна в процессе выноса органогенно-обломочного материала из зоны рифообразования по межрифовым каналам. Мощность отложений подводных конусов выноса незначительно превышает мощность вмещающих карбонатно-глинистых пород и в 2 раза отличается от мощности карбонатов в зоне рифообразования.

Отложения подводных конусов выноса первого типа представлены преимущественно мелко- и среднезернистыми органогенно-обломочными, детритовыми и шламовыми известняками.

 

Рис. 1. МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОН В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНЫХ КОНУСОВ ВЫНОСА (месторождения Коктумалак-Бота, Узбекистан
Отложения: 1 – биогермные, 2 – шлейфовые, 3 – конусов выноса, 4 – карбонатно-глинистые периферийных частей конуса выноса и склона бассейна

 
 
Рис. 2. СТРОЕНИЕ ПОДВОДНЫХ КОНУСОВ ВЫНОСА В ПРЕДЕЛАХ СКЛОНА ПАЛЕОБАССЕЙНА)
 

 

Морфология осадочных тел карбонатных конусов выноса первого типа.

В строении конусов выноса в плане выделяются три основных элемента (рис. 1, 2):

  • осадкосборный конус, обычно совпадающий с системой межрифовых каналов, “прорезающих” зону развития барьерной рифовой системы;
  • транспортное русло, по которому перемещается основной поток обломочного материала;
  • аккумулятивный конус, расчлененный на систему русел и межрусловых валов.

В вертикальном разрезе осадочные тела, соответствующие аккумулятивной части конуса, имеют форму крупной линзы с различной степенью морфологической выраженности, обладающей неровной волнистой поверхностью. Общая линзовидная форма в разрезе и характерная форма сейсмической записи создают волновую картину, сходную с картиной рифовых тел. Поэтому при интерпретации сейсмических данных аномалии, соответствующие телам обломочных карбонатов, обычно выделяются как рифовые. Основной причиной таких ошибок является наблюдаемый на границе конуса и вмещающих карбонатно-глинистых пород “скачок” коэффициента глинистости, соответствующий появлению слоистых пачек глинистых известняков. Коэффициент глинистости меняется от 0,05 (в рифах) до 0,30 (в отложениях конуса). Такой же порядок изменения коэффициента глинистости наблюдается на границе рифовых и карбонатно-глинистых отложений склона бассейна.

Закономерности изменения мощности отложений подводных конусов выноса подробно изучались на примере верхнеюрских отложений Амударьинского бассейна, на поисковых и разведочных площадях, расположенных в различных тектонических зонах в пределах Узбекистана, Туркменистана и Афганистана. Установленный тектонический градиент погружения дна бассейна в период карбонатонакопления позволил выявить общую закономерность изменения мощности и строения подводных конусов выноса. При увеличении скорости карбонатонакопления в рифовых зонах, обусловленной увеличением темпа компенсированного погружения основания постройки, возрастал объем обломочного материала, поступающего в бассейн, и соответственно увеличивались ширина зоны и мощность обломочных карбонатов, усложнялось строение подводных конусов выноса (рис. 3). Месторождения нефти и газа в отложениях этого типа связаны со структурно-литологическими ловушками, имеющими очень сложное строение резервуара.

 

Рис. 3. МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЦИАЛЬНЫХ ЗОН В ЮРСКОЙ КАРБОНАТНОЙ ФОРМАЦИИ (АМУДАРЬИНСКИЙ БАССЕЙН)
Области развития: 1 – барьерной рифовой системы, 2 – глинисто-карбонатных отложений склона бассейна, 3 – подводных конусов выноса, прибрежных терригенно-сульфатно-карбонатных пород: 4 – закрытого шельфа и прибрежной лагуны, 5 – ­береговых баров, 6 – приливно-отливной зоны; 7 – разрывные нарушения; 8 – граница развития эвапоритовой формации кимеридж-титона; 9 – выходы палеозойских пород на поверхность; 10 – поле отсутствия карбонатной формации; 11 – границы фациальных областей; 12 – области залегания карбонатной формации на глубине > 5 км

 
Особенности литологического состава и литогенетические типы пород подводных конусов выноса первого типа.

Карбонатные обломочные породы, участвующие в строении русловых частей конусов, представлены тремя литогенетическими типами: тонкослоистыми серыми и темно-серыми биоморфно-детритовыми известняками, обломочными мелкослойчатыми известняками и обломочными микроградационно-слоистыми известняками. Для всех трех типов характерен смешанный полифациальный комплекс остатков ископаемых организмов, преобладание детрита, иглокожих (наиболее устойчивых карбонатных скелетных остатков организмов, подверженных дальней транспортировке), присутствие оолитов, редко составляющих до 30 % породы (обычно до 5-10 %). Наличие единичных оолитов среди обломочного и детритового материалов, их сочетание с микрослойками и линзами глин свидетельствуют об их переносе из областей мелкого закрытого шельфа (отмелей), где они формируют оолитовые известняки с содержаниями оолитов более 30-50 %. К очень характерным текстурным признакам относятся: микрослойчатость, обусловленная переслаиванием обломочного карбонатного и глинистого материала; градационная слоистость, представленная закономерной последовательностью обломочных, шламовых и глинистых известняков.

Обломочные карбонаты галечной размерности, представленные несортированными обломками биогермных известняков, пелитом, глинистым материалом, тонким шламом, развиты только в верхней части транспортных русел.

Обломочные и детритовые известняки конусов выноса слагают разнопорядковые циклиты в сочетании со спонголитами, шламовыми, пелитоморфными и глинистыми известняками, обогащенными ОВ.

Закономерности строения отложений карбонатных конусов выноса первого типа.

В результате изучения многочисленных разрезов разновозрастных отложений подводных конусов выноса установлены и количественно охарактеризованы закономерности строения аккумулятивных и русловых частей конусов (см. рис. 1). Зоны характеризуются различным распределением содержания глинистых пород и пластов обломочных карбонатов. Разрезы транспортного русла отличаются наибольшим содержанием обломочных карбонатов и низкими значениями коэффициентов глинис­тости. Аккумулятивная часть конуса имеет форму треугольника, направленного вершиной к транспортному руслу. В ней выделяются более мелкие русла, образующие веер и разделенные межрусловыми валами. Тыловой шов, отделяющий аккумулятивную и русловую части системы, хорошо выделяется зоной развития карбонатно-глинистых отложений сокращенной мощности. Породы-коллекторы в пределах транспортного русла и аккумулятивной части конуса имеют сложное линзовидное распределение, небольшую мощность, изменяющуюся от нескольких сантиметров до десяти метров. В подошве и кровле линз обломочных известняков наблюдаются эрозионные поверхности (рис. 4). Породы-­коллекторы представлены мелкообломочными, мелкослойчатыми и градационно-слоистыми пористыми известняками со средними значениями пористости, изменяющимися от 8 до 12 %. Содержания пород-коллекторов достигают 30 % в транспортных руслах и всего лишь 5 % в дистальных частях конуса.

 

Рис. 4. СТАНДАРТНАЯ МОДЕЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ В ВЕРХНЕЙ ЧАСТИ ТРАНСПОРТНОГО РУСЛА ПОДВОДНОГО КОНУСА ВЫНОСА
1 – обломочные карбонаты горизонтально-слоистые (коллектор, Kп = 9-12 %); 2 – обломочные карбонаты косослоистые (коллектор, Kп = 6-9 %); 3 – плотные комковатые и шламовые известняки (не коллектор, Kп <6 %); 4 – глинистые известняки или известковые глины (потенциальные покрышки); 5 – границы и номера седиментационных циклитов

 
Строение седиментационных циклитов.

Отложения подводных конусов выноса (турбидиты) формировались в пределах террас глубокого шельфа и склона бассейна за счет транспортировки и последующего отложения осадков мутьевыми или суспензионными потоками по системам подводных каньонов. В процессе формирования этих осадочных тел происходило чередование коротких периодов интенсивного поступления материала из более мелководных областей с продолжительными периодами пелагического осадконакопления, включающего и приостановки карбонатной седиментации. Сочетание перечисленных факторов приводило к образованию разнопорядковой цикличности отложений.

В соответствии с идеальной моделью турбидитного потока [1] от точки образования потока к его дистальной части происходит уменьшение размеров зерен и частоты встречаемости обломочного карбоната песчаной (обломочные известняки) и алевритовой (шламовые известняки) размерности.

Для изучения структурных и текстурных особенностей терригенных турбидитов обычно используется классическая схема строения элементарного седиментационного циклита Боума [2, 3]. В соответствии с этой схемой нижний элемент цикла (А) отвечает основанию потока. Отложения этого слоя представлены чаще всего песками с градационной или массивной текстурой, залегающими на размытой поверхности слоя, завершающего предыдущий циклит. В отличие от слоя С, для которого характерна косая слоистость, отложения слоя B образованы осадками плоского потока – слоистыми песчано-алевритовыми отложениями. Песчано-алевритовая часть последовательности заканчивается слоем D – тонкослоистым алевритом. Завершающий элемент последовательности – слой E – откладывается из тонких суспензий и сложен чаще всего пелитом. Все пять единиц последовательности выдерживаются лишь в редких случаях, из разреза, как правило, выпадают нижние или верхние элементы циклита.

В карбонатных турбидитах слоям A, B и C соответствуют следующие литогенетические типы: А – известняки биоморфно-детритовые, мелкоплитчатые, горизонтально-слоистые в связи с ориентировкой крупного детрита и целых форм раковин; В – известняки обломочные, мелкоплитчатые, мелко- и микрослойчатые, в которых наблюдается переслаивание слойков карбонатного обломочного и глинистого материала; С – известняки обломочные неплитчатые градационно-слоистые.

Элементы D и Е представлены разными типами глинистых известняков: слабоглинистыми, пелитоморфными, мелкоплитчатыми, горизонтально-­мелкослойчатыми, косоволнисто-мелкослойчатыми; глинистыми пелитоморфными, тонкоплитчатыми и листоватыми. В пределах транспортного русла элементы D и E часто уничтожены следующими потоками, что приводит к концентрации обломочных известняков в русловых частях конуса выноса (см. рис. 4).

В русловых зонах аккумулятивной части присутствуют полные и сокращенные элементарные циклиты, но последние более характерны. Поэтому очень часто наблюдается залегание тонких пластов обломочных карбонатов внутри глин и глинистых известняков. Для отложений межрусловых валов типично “выпадение” нижних элементов циклитов (А, В), что приводит к концентрации плотных шламовых и глинистых известняков. Для дистальной части русел аккумулятивного конуса характерны полные циклиты сокращенной мощности.

В процессе формирования транспортных русел конуса выноса по мере удаления от источника сноса (рифовых массивов или бровки шельфа) в турбидитовом потоке происходит уменьшение объема обломочного материала песчаной размерности. Кроме того, последующие потоки размывают ранее отложившиеся обломочные линзы и сносят часть материала с последующим его переотложением. В результате этого процесса в обломочных известняках наблюдаются текстуры течения и размыва. Поэтому отложения транспортного русла и аккумулятивной части конуса различаются распределением обломочного материала и соответственно пород-коллекторов в вертикальном разрезе осадочного комплекса. В аккумулятивных зонах конуса выноса бóльшая часть обломочного материала сосредоточена в его верх­ней части, в транспортных руслах – в нижней части комплекса.

В отложениях этого типа элементарная седиментационная цикличность сочетается с более крупной, обусловленной эвстатическими колебаниями уровня моря, контролирующими объемы поступающего обломочного материала и отложение глинистых “фоновых” пластов, соответствующих перерывам обломочной седиментации. Наиболее мощные линзы обломочных карбонатов, как правило, приурочены к средним и верхним элементам циклитов, связанных с эвстатическими колебаниями уровня моря. Одновременно эвстатическая цикличность обусловливает общую стратификацию отложений и корреляцию пластов турбидитов. Морфология осадочных тел, их внутреннее строение, вызванное сочетанием цикличности разных порядков, являются причиной очень сложной картины распределения пород-коллекторов по разрезу и площади.

Таким образом, основными диагностическими признаками отложений подводных конусов выноса первого типа являются следующие:

  • стратифицированность разреза, обусловленная чередованием этапов поступления обломочного материала в бассейн;
  • линзовидный характер распределения обломочных карбонатов в теле конуса выноса;
  • характерные черты морфологии, определяющиеся наличием трех элементов: осадкосборного конуса, транспортного русла и аккумулятивной части конуса;
  • карбонатный состав обломочного материала;
  • присутствие глинистых минералов в виде линз и прослоев в обломочных известняках;
  • градационная и косая слоистость;
  • закономерное строение элементарных циклитов;
  • характерный состав вмещающих отложений, представленных шламовыми известняками и доломитами, содержащими аутигенный халцедон (реже кварц), спонголитами, глинистыми известняками и глинами;
  • повышенные содержания ОВ во вмещающих обломочные карбонаты известняках и глинах;
  • значения коэффициентов эффективных толщин 0,2-0,3;
  • значения коэффициентов глинистости отложений 0,05-0,30.

Диагностические признаки и седиментационные модели являются основой проведения интерпретации данных ГИС и сейсморазведки, построения карт пористости и эффективных толщин.

Подводные конусы выноса второго типа (глинисто-карбонатные клиноформы).

Их формирование соответствует общему регрессивному тектоно-седиментационному этапу развития палеобассейна. В пределах палеосводов и выступов происходит перекомпенсированное карбонатонакопление, формирующиеся осадки и породы постоянно размываются, на определенных стадиях происходит накопление переотложенных мелководных известняков и доломитов. Стадии карбонатного осадконакопления прерываются стадиями перерывов седиментации карбонатных осадков, во время которых концентрируется глинистый материал, формируются либо тонкие глинистые прослои, либо глинистые пласты. Иногда в процессе размыва и переотложения сохраняются реликты (останцы) биогермных построек. Такие формации характеризуются реликтовой седиментационной структурой, содержат многочисленные следы переотложения карбонатного материала в сочетании с наблюдаемыми эрозионными границами. Этот тип формации ранее был выделен автором статьи под названием “реликтовых” карбонатных формаций.

Так, в позднем палеозое на территории Восточно-Европейской платформы такие толщи формировались неоднократно. Основные регрессивные стадии характерны для среднего и позднего фамена, визейского, башкирского, московского, касимовско-гжельского ярусов карбона и сакмарского ранней перми. Этим стадиям на склонах палеобассейнов соответствует формирование конусов выноса обломочного материала – глинисто-карбонатных клиноформ.

Морфология осадочных тел карбонатных конусов выноса второго типа.

Основным отличием глинисто-карбонатных клиноформ является их проградационный характер накопления, приводящий к последовательному заполнению палеовпадин. На рис. 5 приведена модель глинисто-карбонатных клиноформ позднефамен-турнейского возраста, выполняющих систему Камско-Кинельских прогибов. По направлению к центральной части прогибов последовательно выделяются четыре клиноформных тела, сложенных обломочными карбонатами и глинисто-карбонатными породами. Карбонатные клиноформы разделены тремя глинистыми толщами – одна в основании турнейского яруса (предположительно малевский горизонт) и две в средней его части (предположительно основание черепетского и кизеловского горизонтов).

 

Рис. 5. СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ДЕВОН-КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
В ЗОНЕ РАЗВИТИЯ ПОДВОДНЫХ КОНУСОВ ВЫНОСА ВТОРОГО ТИПА
Карбонатные отложения: 1 – обломочные карбонатные породы
(рифовые, рифовых шлейфов, горизонтов переотложения и подводных конусов выноса первого типа),
2 – обломочные карбонатные породы подводных конусов выноса второго типа (клиноформ),
3 – плотные известняки и доломиты (склона бассейна и открытого шельфа),
4 – глины, глинистые известняки, мергели (породы-флюидоупоры), 5 – битуминозные известняки;
6 – глины и алевролиты средне-верхнедевонского комплекса;
7 – песчаники и алевролиты средне-верхнедевонского комплекса; 8 – песчано-глинистые отложения косьвинского и радаевского горизонтов;
9 – терригенные отложения тульского и бобриковского горизонтов; 10 – отражающие сейсмические горизонты;
11 – дополнительные отражающие сейсмические горизонты

 

Карбонатные конусы выноса второго типа, как и первого, состоят из трех элементов: осадкосборного конуса, транспортного русла и аккумулятивной части. Они имеют четко выраженную линзовидную форму в разрезе, максимальные мощности отложений соответствуют аккумулятивному конусу выноса в пределах нижней части склона бассейна. На рис. 6 показана картина распределения мощности карбонатно-глинистой клиноформы каменноугольного возраста одного из месторождений Тимано-Печорской НГП. Распределение мощности клиноформы обусловлено распределением обломочных карбонатов. Четко выделяются транспортные русла конуса (в центральной части территории) и аккумулятивный конус выноса (на юго-западе).

 

Рис. 6. СХЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ В ПРОДУКТИВНЫХ ВЕРХНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ КОНУСАХ ВЫНОСА ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НГП

 

Коллекторы представлены обломочными карбонатными породами с открытой пористостью 6-12 %. Пласты пород-коллекторов плохо выдержаны по простиранию и образуют линзовидные тела мощностью от 3-5 до 20-40 м в русловых частях конуса. Содержание пород-коллекторов меняется от 10-20 до 70 %.

Глинистые пачки в основании клиноформ расслаиваются тонкими прослоями плотных шламовых, нередко окремненных известняков и доломитов, реже обломочных карбонатных пород.

В карбонатных линзах клиноформ прослеживаются тонкие (1-2 м) пласты глинистых известняков и глин.

Особенности литологического состава и литогенетические типы пород подводных конусов выноса второго типа.

Среди отложений подводных конусов выноса второго типа значительно распространены грубообломочные породы: карбонатные брекчии, конгломераты, конгломератобрекчии и гравелиты.

Мелкообломочные разновидности представлены обломочными известняками и доломитами, полидетритовыми и ехиноиднодетритовыми карбонатами, глинистыми детритовыми и органогенно-обломочными разновидностями. В обломочных известняках часто встречаются оолиты в объеме 5-10, реже до 30 %.

Среди детрита и обломков организмов широко развиты фрагменты известковых водорослей, раковин брахиопод, фораминифер, кораллов, мшанок, криноидей.

Грубообломочные породы характеризуются несколько повышенной глинистостью. Основным отличием обломочного материала в карбонатных клиноформах служат признаки переотложения в структуре обломочных зерен: доломитизация обломков карбонатов и отсутствие таковой в цементе, трещиноватость, которая не прослеживается за пределы отдельного зерна, крустификационные каемки кальцита вокруг детрита и обломочных зерен, поликомпонентный состав обломков, включая зерна пелитоморфного и глинистого известняка, гальку глин. Очень типично присутствие смешанных разновозрастных комплексов фауны.

Закономерности строения отложений карбонатных конусов выноса второго типа.

Как и в конусах первого типа, строение глинисто-карбонатных клиноформ обусловлено сочетанием гравитационной и эвстатической цикличности. Эвстатические колебания уровня моря регулируют процесс формирования проградирующих клиноформных тел. Гравитационные процессы обусловливают различное строение карбонатных и глинисто-карбонатных отложений различных элементов конуса выноса: транспортных русел, развитых в аккумулятивной части конуса, и межрусловых валов.

 

Рис. 7. СХЕМА СТРОЕНИЯ СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ЦИКЛОВ КАРБОНАТНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ В РАЗЛИЧНЫХ ЗОНАХ КОНУСОВ ВЫНОСА ВТОРОГО ТИПА
(в карбонатных клиноформах). ПРОДУКТИВНЫЕ КАМЕННОУГОЛЬНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НГП
А – дистальная часть аккумулятивного конуса, Б – русловая часть аккумулятивного конуса,
В – межрусловые валы; Г, Д – проксимальная часть транспортного русла;
Е – дистальная часть транспортного русла; плотные известняки: 1 – пелитоморфные, 2 – шламовые,
3 – крупнодетритовые; породы-коллекторы: 4 – обломочные,
5 – конгломераты и брекчии; 6 – глины и глинистые известняки

 

На рис. 7 приведена схема строения циклитов в различных зонах глинисто-карбонатной клиноформы. Наиболее мощные линзы обломочных пористых карбонатных пород приурочены к проксимальным зонам (расположенным ближе к рифу) транспортных русел, минимальные мощности обломочных известняков (до 1 м) и преимущественно глинистый состав свойственны отложениям межрусловых валов в аккумулятивной части конуса выноса.

Циклиты, обусловленные колебаниями уровня моря (эвстатические), являются причиной стратифицированности толщи. Регрессивным циклитам соответствует формирование наиболее мощных линз обломочных карбонатных отложений, в том числе гравелитов и брекчий.

Трансгрессивным этапам соответствуют циклиты, характеризующиеся низкими скоростями накопления обломочных карбонатов, преобладанием плотных шламовых, часто конкреционных пелитоморфных, глинистых известняков, доломитов и глин. Эти пласты отличаются лучшей прослеживаемостью, слабо изменяющимися мощностями глинистых пластов.

Таким образом, перспективы поиска УВ в пределах бортовых частей палеовпадин в бассейнах карбонатной седиментации связаны с новыми объектами – конусами выноса обломочных карбонатов (карбонатными клиноформами). Строение природных резервуаров этого типа характеризуется очень сложным распределением коллекторов, изменчивостью емкостных и фильтрационных параметров. Парагенез отложений подводных конусов выноса с глинистыми и карбонатно-глинистыми породами, обогащенными ОВ, большие площади распространения обломочного материала в бассейнах, а также наличие в них уже выявленных месторождений нефти и газа определяют перспективы поиска этих объектов. Сложные геометрия и внутреннее строение, небольшие мощности осадочных тел являются причинами, затрудняющими выделение карбонатных конусов выноса по данным сейсморазведки.

В настоящее время требуется разработка методов их поисков, разведки и эксплуатации.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Лисицын А.П. Лавинная седиментация и перерывы в осадконакоплении в морях и океанах. – М.: Наука, 1988.
2. Bouma A.H. Sedimentology of some Flysсh deposits, a Graphic Approach to Facies interpretation. – Elsevier Co. Amsterdam, 1962.
3. Mutti E. Turbidite sandstones. – Milan. Agip. Instituto di Geologia Universita di Parma, 1992.


©  Н.К. Фортунатова, Журнал "Геология Нефти и Газа" - 2007-2.
 

 

 

SCROLL TO TOP
viagra bitcoin buy

������ ����������� Rambler's Top100 �������@Mail.ru