Особенности минерального состава низкопроницаемых кремнисто-глинистых пород-коллекторов берёзовской свиты севера Западной Сибири

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью развития нефтегазопромышленного комплекса Западной Сибири путём выявления нетрадиционных (в том числе низкопроницаемых) коллекторов и оценки их перспективности вовлечения в разработку. Цель: повышение эффективности газодобычи путём изучения влияния строения минерального вещества пород на поровое пространство и выявление нетрадиционных коллекторов. Объекты: сенонские отложения, ввод в разработку которых планируется для поддержания добычи в газовой промышленности. Методы: оптическая и электронная сканирующая микроскопия, рентгеноспектральный и рентгенофлюоресцентный анализ, инфракрасная спектроскопия, рентгеновская дифракция, анализ фильтрационно-емкостных свойств методом GRI-SMP-200. Результаты. Изучены особенности минерального состава низкопроницаемых кремнисто-глинистых пород-коллекторов берёзовской свиты севера Западной Сибири на примере Медвежьего месторождения. Хемогенно-биогенное происхождение данных осадочных пород подтверждается встречающимися остатками органического материала: спикул губок, раковин радиолярий, моллюсков и др. В структуре породы выявляются мелкие поры, заполненные каолинитом и кварцем, и отдельные зёрна монтмориллонита. Также в виде сферических агрегатов встречаются многочисленные фрамбоиды пирита (FeS2), который является аутигенным раннедиагенетическим биоминералом, характерным для восстановительной зоны диагенеза. Показано, что литолого-минералогическим критерием выявления продуктивных зон в нетрадиционных коллекторах Медвежьего месторождения может быть выбран «индекс кристалличности», характеризующий степень преобразования опалкристобалит-тридимитовой фазы (ОКТ-фазы) кремнезёма. Появление кристаллической фазы кварца из нестабильного хемогенно-биогенного аморфного кремнезёма вызывает появление более крупных пустот, увеличивая газонасыщенность и газопроницаемость. Выявление особенностей минерального состава низкопроницаемых пород-коллекторов, влияющих на их фильтрационно-емкостные свойства, позволяет оценить перспективность их вовлечения в разработку месторождения, а также будет способствовать решению главной проблемы, возникающей при эксплуатации преобладающего количества газовых месторождений Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, - продление «жизни» месторождений газа после истощения высокопродуктивных сеноманских отложений.

The relevance of the study is caused by the need to develop the oil and gas industry in Western Siberia by identifying unconventional (including low-permeability) reservoirs and assessing their prospects for development. The aim: to increase the efficiency of gas production by studying the influence of the structure of the mineral substance of rocks on the pore space and identifying unconventional reservoirs. Objects: Senonian deposits, the commissioning of which is planned to support production in the gas industry. Methods: optical and electron scanning microscopy, X-ray spectral and X-ray fluorescence analysis, Infrared spectroscopy, X-ray diffraction, analysis of filtration-capacitive properties by the GRI-SMP-200 method. Results. The features of the mineral composition of low-permeable siliceous-clay reservoir rocks of the Berezovskaya formation in the north of Western Siberia are studied on the example of the Medvezhye deposit. The chemogenic-biogenic origin of these sedimentary rocks is confirmed by the remnants of organic material: sponge spicules, radiolarian shells, mollusks, etc. The rock structure reveals small pores filled with kaolinite and quartz, and individual grains of montmorillonite. Also, there are numerous spherical aggregates of framboid pyrite (FeS2), which is an autigenic early-diagenetic biomineral and characterizes the reduction zone of diagenesis. It is shown that the «crystallinity index» which characterizes the degree of transformation of the opal-cristobalite-tridimite phase (OCT-phase) of silica can be chosen as a lithological and mineralogical criterion for identifying productive zones in unconventional reservoirs of the Medvezhye deposit. The appearance of the crystalline phase of quartz from unstable chemogenic-biogenic amorphous silica causes the appearance of larger voids, increasing gas saturation and gas permeability.