Petrographic study of bazhenov formation by polarization microscopy

Abstract

Researches of bazhenov formation petrographic thin section was carried out in some wells of west Latitude Priob, that is important part of perspective analysis of bazhenov formation oil and gas content. Special aspects of thin section descriptions was detailed, that was confirmed by photo.

Full Text

Баженовская свита – группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около миллиона квадратных километров в Западной Сибири и обладающая рядом уникальных особенностей. Образована осадочными породами морского генезисатитон-берриасского возраста поздней юры – раннего мела. В настоящее время эта свита является одним из наиболее обсуждаемых объектов нефтегазовой геологии России. К этим ресурсам ранее относились как к непригодным для практического использования. Но по мере истощения традиционных запасов отношение к ней изменилось, и сегодня именно с баженовской свитой связывают перспективы нефтедобывающей отрасли в Западной Сибири. Поэтому в настоящее время разностороннему изучению баженовских отложений уделяется особенно много внимания, и в первую очередь их расчленению и корреляции. Для этих целей используется большое количество разнообразных исследований, среди которых достойное место занимает традиционное петрографическое исследование в поляризационном микроскопе.

Петрография пород баженовской свиты изучалась многими авторами [Гурова, 1960; Гурова, Казаринов, 1962; Лебедев и др., 1979; Ушатинский, 1981; Ушатинский, Ибрагимова,1982; «Коллекторы…», 1983; Дорофеева и др.,1983; Нестров, Ушатинский, 1985; Ушатинский, Харин, 1985; «Условия…», 1988, и др.]. В изученном районе породы свиты при анализе их в керне, в шлифах и по химическому составу отчетливо подразделяются на четыре группы: низкоглинистые высококремнистые, высокоглинистые низкокремнистые, карбонаты, а также глинисто-алеврито-песчаные породы аномальных разрезов [1].

Изучение вещественного состава битуминозных отложений баженовской свиты и его пространственного изменения имеет определенное практическое значение при решении вопросов, связанных с нефтеносностью.

Основными породообразующими компонентами, слагающими баженовский горизонт, являются минералы группы кремнезема (халцедон, опал, кварц), глинистые (в основном смешанно-слойные, гидрослюдисто-монтмориллонитовые), карбонатные минералы (кальцит, доломит и, возможно, сидерит или анкерит), органическое вещество и пирит [2]. Различные соотношения количеств этих компонентов вместе со структурными и генетическими признаками пород обусловливают высокую литологическую неоднородность баженовского горизонта.

Исследованы шлифы баженовской свиты по скважинам, расположенным в основном на западе Широтного Приобья. При исследовании шлифов были использованы поляризационные микроскопы фирмы «Leica» и «Полам-312». Фотографирование производилось через микроскоп «Полам-312» с помощью видеокамеры «ProGresC3».

Фотографировались наиболее типичные участки шлифа, отражающие состав, структуру и текстуру породы. Выполнялась фотосъемка в трех режимах: в параллельных и скрещенных николях, редко – в отраженном свете для подчеркивания пиритизированных объектов, т. е. получалось минимум 2 фото, чаще – 4–6, и реже – 10–12, если был сложный объект. Использовались в работе 3 степени увеличения с объективами: 4,7^х, 9^х и 21^х, на фото это было соответственно увеличение 35^х, 70^х и 160^х, увеличение также подтверждалось маркером в 0,1 мм на каждом фото. Интересующий объект на фото выделялся округлым или прямоугольным маркером, наносилась стрелка и надпись. Часто при фотографировании интерференционная окраска карбонатов терялась (переходила в белую) из-за того, что необходимо было сильнее осветить весь шлиф, содержащего повышенное количество битума и слабо раскристаллизованного кремнезема.

В процессе исследования изучалось все поле шлифа, покрытого покровным стеклом 20х20 мм.

Непосредственно при описании шлифов выявлялось количественное и пространственное соотношение всех нижеперечисленных компонентов, указывалось, в каком виде каждый из них находится, какие вторичные изменения они претерпели, а также перечислялись наблюдаемые органические остатки.

1. Органическое вещество находится в породе в тонкораспыленном состоянии и окрашивает ее в бурый цвет. А в отдельных местах по напластованию наблюдается концентрация битума темно-бурого и даже черного цвета в виде небольших линз и пятен, иногда прослоев (таблица 1). ОВ количественно оценивалось по плотности окраски битума от светло-коричневой до темно-коричневой со слойками (часто до нитевидных, когда длина превышает ширину в 10 и более раз: 0,01х0,1 мм, 0,02х0,3–0,5 мм и т. д.), выходу битума по трещинам.

Таблица 1. Виды выхода битума

Глинистая порода, выход битума. Ник. II	Битум по трещинам. Ник. II

2. Оценивался состав, размер и формы линз: кремнистый, карбонатный, глинистый, глинисто-кремнистый, пиритовый; удлиненные, удлиненно-выпуклые, ленточные, нитевидные (таблица 2).
3. Содержание карбонатов и их вид, если возможно: кальцит, доломит; размеры и формы их выделения: зерна, ромбические кристаллы, тонкозернистые выделения; степень кристалличности: кристаллический, сферический, зернистый или пелитоморфный.
4. Глауконит, лейсты каолинита, выделения фосфатов (копролиты): количество, форма, размеры.
5. Пирит: его формы выделения и количество, расположение в шлифе.
6. Органические остатки (таблица 3).
   
   • Радиолярии в породе распределены по-разному: от единичных форм до прослоев, состоящих из ярко выраженных форм радиолярий удлиненно-пирамидальных, овальных, одутловатых и округлых, ср. размера от 0,08 до 0,25 мм (удлиненные), сцементированных глинисто-битумным веществом. Наблюдаются стадии перекристаллизации панцирей радиолярий вплоть до образования линз и прослоев тонкораскристаллизованного кремнезема. Радиолярии или их структуры по составу: кремнистые, карбонатные или пиритизированные полностью или фрагментарно.
   • Планктон водорослевый однокамерный (кальцисферы) 0,02–0,04 мм с карбонатной оболочкой, иногда агглютинированной, и кремнистым, битумным или карбонатным (редко пиритным) ядром, встречаются сплюснутые формы.
   • Ихтиодетрит (рыбные остатки) встречается в виде мелкого детрита или крупных остатков, которые могут быть частично пиритизированы, карбонатизированы, окремнены или фосфатизированы (гидроксиапатит).
   • Карбонатные пеллеты – вытянутые линзы (до нитевидных), состоящие из округлых карбонатных скоплений кокколитофорид размером менее 0,005 мм.
   • Детрит макрофауны – пелеципод, редко брахиопод и др. в виде вытянутых слойков, состоящих из крупных призм кальцита.
   • Растительные остатки (детрит), в основном углефицированные.
   • Фораминиферы, крайне редкие находки.
7. Обломочный материал размером 0,01–0,1 мм, но чаще 0,01–0, 04 мм, как правило, в пределах 1–5 %, реже от 5 до 10 %.
8. При содержании в составе породы какого-либо минерала более 5 % его название вводилось в название породы.
9. В название породы с содержанием обломочного материала более 5 % добавлялось прилагательное «алевритистый».
10. Среди структур породы преобладает чешуйчатая, если выделяются удлиненные, вытянутые в одном направлении глинистые чешуйки, то структура – листоватая или смешанный тип – листовато-чешуйчатая, данный вид характерен для глинистых и кремнисто-глинистых пород. Другие структуры: пелитоморфная, микрокристаллическая, мелкозернистая, сферолитовая, комковатая – это, в основном, для карбонатных и глинисто-карбонатных пород; для кремнистых – пелитоморфная, гелеподобная, слабораскристаллизованная.

Были описаны следующие виды пород (таблица 4):

• одночленные: глинистые, карбонатные (известняки), в т. ч. доломитизированные и доломиты (редко), кремнистые – силициты и радиоляриты;
• двучленные: глинисто-карбонатные, карбонато-глинистые, кремнисто-карбонатные, карбонато-кремнистые, кремнисто-глинистые, глинисто-кремнистые;
• трехчленные: глинисто-карбонато-кремнистые, кремнисто-карбонато-глинистые, карбонато-кремнисто-глинистые, карбонато-глинисто-кремнистые, глинисто-кремнисто-карбонатные, кремнисто-глинисто-карбонатные;
• обломочные: песчаники и алевро-песчаники.

11. При описании шлифов указывались вторичные изменения (таблица 5), характерные для той или иной породы. Среди них наибольшее распространение имеют пиритизация, карбонатизация, в т. ч. доломитизация, окремнение, реже – хлоритизация, очень редко – альбитизация.

При детальном описании шлифов формировалось определенное название породы, в котором принимали участие содержание или отсутствие биогенных или абиогенных линз (как правило, кремнистых, карбонатных, глинистых, пиритовых, битумных и смешанных), насыщенность или отсутствие органических остатков (радиолярий, планктона, детрита рыбного, растительного или двустворок) и органического вещества, а также наличие основной матрицы, представленной глинистым, кремнистым, карбонатным или смешанным веществом и степенью их раскристаллизованности.

В дальнейшем изученные петрографические шлифы используются при выделении слоев и прослоев в данной конкретной скважине, составляются литологические колонки, которые в свою очередь могут быть использованы для составления геологических разрезов, корреляции исследуемой толщи, восстановления палеогеографических обстановок осадконакопления, существовавших в титон-берриасские века на границе поздней юры и верхнего мела. Вторичные изменения, наблюдаемые в шлифах, являются важным фактором, определяющим фильтрационно-емкостные свойства пород. Изучение петрографических шлифов является необходимой составной частью анализа перспектив нефтегазоносности баженовской свиты.

Таблица 2. Виды линз

Мелкозернистые кремнистые линзы. Ник. +	Микрозернистые кремнистые линзы. Ник.  II
Глинисто-кремнистые линзы. Ник. +	Линза кремнистая зернистая. Ник. II
Кремнисто-карбонатные и кремнистые линзы. Ник. +	Линза доломитовая. Ник. +
Линзы кремнистые по радиоляриям. Ник. II	Кремнистые линзы. Ник. +

Таблица 3. Виды органических остатков

Ихтиодетрит, фосфат, планктон. Ник. II	Пиритизированные фораминиферы.Ник. II
Обломокипелеципод. Ник.+	Скопление планктонав кокколитовойкарбонатнойпеллете. Ник. +
Пиритизированный панцирь радиолярии. Ник. II	Радиолярии карбонатизированные.Ник. +
Гастропода. Ник. II	Обломки двустворок. Ник. +

Таблица 4. Виды пород

Глинистая порода, планктон, битум. Ник. +	Глинисто-кремнистая порода. Ник. +
Известняк, радиолярии пиритизированные. Ник. +	Карбонато-кремнистая порода с карбонатнымиоолитами. Ник. +
Известняк доломитизированный с теневымиструктурами радиолярий. Ник. +	Известняк с пелитоморфно-кристаллическойструктурой. Ник. +
Доломит. Ник. II	Радиолярит. Ник. +

Таблица 5. Вторичные процессы

Регенерация кварца. Ник. +	Известняк, хлоритизация. Ник. II
Доломитизация кальцита. Ник. +	Карбонатизация структур радиолярий. Ник.  +
Глауконит и альбитизация. Ник. +	Пиритизация  панцирей радиолярий. Ник. +
Крустификационный халцедон. Ник. +	Халцедон, окремнение. Ник. +