Геологическая характеристика битумных месторождений.

Рассмотрим месторождения, на которых ведутся опытно-промышленные работы.

Мордово-Кармальское месторождение ПБ. В тектоническом отношении Мордово-Кармальское месторождение ПБ расположено в пределах западного склона Южно-Татарского свода, в юго-восточной части Ямашинско-Черемшанской структурной зоны 2-го порядка [14].

По кровле уфимского яруса Мордово-Кармальское поднятие представляет собой структуру, напоминающую в плане брахиантиклиналь неправильной формы и осложненную тремя куполами. Размеры поднятия в плане по изогипсе плюс 42 м составляют 2,8 х 2,2 км.

По типу месторождение относится к пластово-сводовым. Промышленно битумоносными являются отложения уфимского яруса верхней перми, литологически представленные рыхлыми песками и слабосцементированными песчаниками, обладающими высокими фильтрационно-емкостными свойствами: пористость коллектора колеблется от 26 до 31 %. Проницаемость, в подавляющем большинстве случаев, изменяется в пределах 0,05-3,00 мкм². Залежи битумов на Северном и Южном поднятиях являются самостоятельными. Они разделены узким прогибом, в пределах которого объемная битумонасыщенность коллекторов песчаной пачки составляет 35-45%.(рис.1.8.)

Глубина залегания продуктивных отложений изменяется от 60 до 170 м, толщина битумонасыщенного пласта достигает 22,6 м.

Опытно-промышленные работы (ОПР) по разработке Мордово-Кармальского месторождения ПБ начаты в 1978г. В настоящее время ОПР проводятся в пределах юго-восточного купола преимущественно методом внутрипластового горения и на северном куполе методами паротеплового

воздействия на пласт. На северном куполе выбран участок для проведения опытных работ с горизонтальными скважинами.

Северный купол по изогипсе плюс 42 м, не замкнутый лишь в южной части, имеет слабо вытянутую в северо-западном направлении форму с размерами в плане 1,2 х 1,6 км. Сводная часть купола осложнена поднятиями в районе скважин №№ 81, 82 и 78, 178, 181, между которыми выделяются две впадины в районе скважин №4 и №43. Отмечаются осложнения в виде небольших впадин и на крыльях купола (районы скв. №№ 130, 195, 74).

Максимальные толщины песчаной пачки в пределах северного купола составляют 30-39 м и приурочены к присводной части. В разрезе песчаной пачки надежно выделяются три части сверху вниз: битумонасыщенная, водоносная, плотная кальцитизированная.

 

Рис.1.8. Структурная карта Мордово-Кармальского

месторождения по кровле уфимского яруса P₂u₂

 

В кровельной части песчаной пачки, непосредственно контактирующей с лингуловыми глинами, в купольной части залежи отложения представлены битумонасыщенными слабосцементированными песчаниками.

Толщина этой пачки разреза составляет от 0,5 до 2м., карбонатность до 10 %.

Эта часть разреза выделяется по степени битумонасыщенности как верхняя зона с пониженной битумонасыщенностью, преимущественно в краевых частях залежи. Битумонасыщенностъ ее изменяется от 2,0 до 9,5 % массовых.

Ниже залегают рыхлые битумонасыщенные породы, слабоспрессованные давлением вышележащих отложений. Они, практически, лишены цемента и обладают высокими коллекторскими свойствами. Отложения приурочены к сводовой и присводовой частям поднятия. К периферии залежи происходит их полное выклинивание. Глинистость этой части разреза изменяется от 2,5 до 6,0 % массовых, карбонатность - от 2 до 10 % массовых. Пористость коллекторов очень высокая, и по данным анализов керна более 80 % всех исследованных образцов из этой части песчаной пачки имеют пористость свыше 30 %. Описываемые отложения обладают и наибольшей проницаемостью - более 0,5 мкм и лишь по незначительной части образцов наблюдается проницаемость 0,05-0,30 мкм².

Эта часть песчаной пачки по степени битумонасыщенности выделяется как основная зона битумонасыщения. Наибольшая толщина основной зоны битумонасыщения в пределах северного купола вскрыта в скв. №85 и составляет 16 м. Битумонасыщенность этой зоны изменяется от 7,5 до 1 8,8 % массовых, с преобладанием значений от 9,5 до 12,0 % массовых.

Ниже основной зоны битумонасыщения залегают более консолидированные песчаники с карбонатностью практически не отличающейся от таковой в вышележащих отложениях. По содержанию битума

зона в разрезе песчаной пачки выделяется как нижняя переходная с пониженным битумосодержанием.

Подавляющая часть анализов из переходной зоны имеет битумонасыщенность от 4,5 до 7,5 % массовых. Значения пористости песчаников переходной зоны остаются высокими и составляют более 25 %. Ниже переходной зоны битумонасыщения распространены водоносные песчаники с содержанием битумов от 0,1 до 3,0 % массовых, граница между которыми и принимается за положение современного водобитумного контакта (ВБК).

Образование переходной зоны ниже основной зоны битумонасыщения обуславливается процессом физического и химического разрушения залежи.

Положение ВБК сильно изменчиво даже в пределах одного купола. Наиболее высокие отметки ВБК на северном куполе приурочены к юго-восточной и северо-западной периклиналям залежи (плюс 52 м), а наиболее низкие - в северной, северо-восточной и юго-западной частях залежи (плюс 40-43 м).

Водоносные песчаники характеризуются в верхней части карбонатностью до 10 % массовых, увеличивающейся к подошве пласта до 20 %.

Пористость водоносных песчаников, по анализам керна, составляет 15-25 %, проницаемость от 0,05-0,25 мкм. Цементом в песчаниках служит кальцит.

Подстилаются все вышеперечисленные отложения песчаной пачки пластом кальцитизированного, практически непроницаемого песчаника.

Заканчивается разрез песчаной пачки пластом уплотненных песчаников водонасыщенных, толщиной от 2 до 8 м и проницаемостью от 0,04 до 0,28 мкм².

Балансовые запасы ПБ категории В+С1+С₂ - 4,2 млн.т., извлекаемые 1,15 млн.т.

Ашальчинское месторождение ПБ. Уфимский ярус (Р₂u₂), содержащий основные запасы ПБ в пределах Ашальчинского месторождения, представлен шешминским горизонтом, состоящим из нижней (песчано-глинистой) и верхней (песчаной) пачек.

Песчано-глинистая пачка (Р₂u₂¹) залегает на неровном рельефе сакмарского яруса и сложена глинами, алевролитами, песчаниками, мергелями с небольшими по мощности (до 4-5 м) прослоями известняков, реже, доломитов и гипсов.

Породы пачки по простиранию не выдержаны, на коротком расстоянии замещаются друг другом.

Мощность отложений песчано-глинистой пачки колеблется от 6 до 78 м.

Песчаная пачка (Р₂u₂²) характеризуется высокой степенью обогащенности песчано-алевролитовым материалом.

Песчаная пачка вскрыта всеми скважинами и пройдена с отбором керна. Пачка сложена песками и песчаниками разной степени сцементированности, с маломощными пропластками алевролитов.

В кровле пачки на контакте с перекрывающими их «лингуловыми глинами» нижнеказанского подъяруса, на редких отдельных участках отмечаются прослои сильно известковистого песчаника зеленовато-серого цвета. Ниже этого прослоя песчаная пачка сложена слабосцементированными и рыхлыми песчаниками или песками, в которых кальцитовый цемент присутствует в незначительных количествах (от 3 до 10 %, а то и полностью отсутствует) и обломочные зерна скрепляются битумным веществом. Тип цемента - пленочный и контактовый, реже - базальный и поровый.

К этим рыхлым песчаникам и пескам и приурочены основные продуктивные битумонасыщенные части Ашальчинского месторождения ПБ.

В битумных интервалах песчаники коричневато и буровато-черного цвета, мелкозернистые, плотные, средней крепости, полимиктовые - слоистые, рыхлые.

Мощность песчаной пачки изменяется от 2 до более 38 м.

Верхняя граница уфимского яруса четко проводится по подошве пачки «лингуловых глин» байтуганского горизонта казанского яруса.

Ашальчинское поднятие по кристаллическому фундаменту и брахиантиклинальная структура по кровле Р₂u₂ северо-западного простирания приурочены к центральной части Черемшанской терассовидной структурной зоны, но вторая – смещена относительно первой в западном направлении.

В пределах контура битумоносности залежи песчаная пачка представляет литологически достаточно однородную толщу. Битумы присутствуют по всему слою песчаной пачки.

Коллекторские свойства слагающих ее пород следующие: пористость изменяется от 12,56 до 33 %; битумонасыщенность весовая - от 4,54 до 14,9 % мас. (редко, пропластками) до 7,5 % мас (в большинстве), объемная - от 23,2 до 91,13 % об. Замеры карбонатности очень редки (по 6 скважинам из 18), значение ее колеблется от 5,13 до 30,89.

Для всех месторождений результаты комплексной количественной интерпретации коррелируются с определениями по керну. В пределах опытных участков были выделены три интервала по степени битумонасыщенности: битумоносный, водо-битумоносный и водоносный.

Предложены три типа геологических моделей продуктивного пласта по насыщенности: [15]

1) постепенное снижение битумонасыщенности: от 90 - 80 % до 50 % к объему пор (данные ГИС); здесь верхняя часть до 4 - 6 м имеет Кб- 90-80 %, средняя - 80-60 % и нижняя - 60-40 %;

2)переслаивание их на разных уровнях битумонасыщенных и водобитумонасыщенных интервалов;

3) постепенное повышение битумонасыщенности - от 50 до 90 % в
битумонасыщенной части интервала.

В ряде случаев интервал с содержанием битумов менее 40 % совпадает с пластом уплотненного известковистого песчаника. Ниже, преимущественно, песчаники насыщены водой. Эта граница принята за поверхность водобитумного контакта, которая очень изменчива по абсолютной отметке.

Кондиционные значения геолого-физических параметров месторождений представлены в табл. 1.12. [11]

Таблица 1.12.

Минимально-предельные кондиционные значения основных параметров

Минимальная битумонасыщенность, % масс.	4,5
Минимальная пористость, %
Минимальная толщина битумных залежей, м
Минимальные прогнозируемые извлекаемые запасы, млн. т	1,0
Предельная глубина залегания залежей ПБ, м
Минимальное содержание сопутствующих микроэлементов и серы:
Ванадия, г/т
Никеля, г/т
Серы, % масс	1,9
Начальная пластовая температура ˚ С
Начальное пластовое давление, МПа	0,44