Учебное пособие по одноименному курсу для студентов специальности 1-51 02 02 «Разработка нефтяных и газовых месторождений»

1.4.Краткая стратиграфическая характеристика Припятского прогиба.
Припятский прогиб расположен между Белорусской и Воронежской антеклизами и разделяющей их Жлобинской седловиной на севере и Украинским щитом на юге и включает Припятский грабен (палеорифт) и Северо-Припятское плечо. Он протягивается в запад - северо-западном, близком к широтному, направлении на 280 км и имеет ширину до 150 км. От Украинского щита прогиб отделен Южно-Припятским краевым разломом, представляющим собой зону сбросов обшей амплитудой по поверхности фундамента до 2 - 4 км. Северной границей прогиба на западе и грабена на востоке является Северо-Припятский краевой разлом, состоящий из серии кулисообразно подставляющих друг друга разрывов типа сбросов с суммарной амплитудой до 2 - 3,5 км. На востоке северной границей Припятского прогиба служат Жлобинский и Малиновско-Глазовский разломы, отделяющие Северо-Припятское плечо от Жлобинской седловины. Полесская седловина отделяет Припятский прогиб от Подлясско-Брестской впадины на западе, а Брагинско-Лоевская седловина - от Днепровско-Донецкого прогиба на востоке (рис.1.11).
Припятский прогиб выполнен мощной толщей осадочных и частично вулканогенных образований, которые представлены породами верхнего протерозоя, девона, карбона, перми, а также мезозоя и кайнозоя.
Припятская нефтеносная область является составной частью Днепровско-Припятской газонефтеносной провинции. В тектоническом отношении эта провинция представляет собой авлакоген, протягивающийся от складчатых сооружений Донбасса (Украина) до Микашевичского выступа фундамента (Беларусь). Размеры авлакогена 1100x150 км, он состоит из двух крупных структур: Припятского прогиба и Днепровско-Донецкой впадины, разделенных Брагинско-Лоевской седловиной.

Рис.1.11. Припятский нефтегазоносный бассейн
Припятский прогиб выполнен дислоцированными отложениями верхнего протерозоя, среднего и верхнего девона, карбона и слабодислоцированными породами перми и мезо-кайнозоя.
Промышленная нефтеносность связана с подсолевыми терригенными (вильчанская серия венда, полоцкий и ланский горизонты среднего и верхнего девона) и карбонатными (саргаевский, семилукский, воронежский горизонты), межсолевыми (задонский, елецкий, петриковский горизонты) и верхними солевыми (лебедянский и стрешинский горизонты) отложениями верхнего девона. Большинство месторождений группируются в зоны нефтенакопления и связаны с несогласными листрическими разломами мантийного и сопутствующими им несогласными сбросами более мелкого заложения.
Залежи нефти связаны: 1) с зонами приразломных поднятий в пределах поднятых и опущенных крыльев крупноамплитудных разломов; 2) с приразломными ловушками поднятых крыльев малоамплитудных разломов на склонах тектонических ступеней; 3) с зонами приразломных поднятий в пределах бортовых уступов; 4) с участками фациального замещения пород.
Из десяти зон промышленного нефтенакопления 9 располагаются в Северной зоне ступеней.
Припятский прогиб выполнен мощной толщей осадочных и частично вулканогенных образований, которые представлены породами верхнего протерозоя, девона, карбона, перми, а также мезозоя и кайнозоя. Верхнепротерозойские отложения достаточно широко развиты на территории региона, занимая около 65—70% его площади и связаны в основном с Волынско-Оршанским (Пра-Оршанским) палео-прогибом. На юго-востоке Припятского прогиба они отсутствуют. Среди верхнепротерозойских отложений выделяются среднерифейские и вендские. Средний рифей  белорусская (полесская) серия  сложен красноцветными и пестроцветными мелко- и среднезернистыми песчаниками и песками полевошпатово-кварцевого состава с редкими прослоями алевролитов и глин. В венде, представленным отложениями вильчанской, волынской и валдайской серий, развиты такие характерные породы, как тиллиты  древние морены покровного материкового оледенения и вулканические туфы и туффиты основного состава.
Девонские отложения в пределах прогиба распространены повсеместно. Они слагают основную часть разреза платформенного чехла, достигая в мощности 4000 м, и со стратиграфическим и угловым несогласием залегают на выветрелых породах фундамента, а на западе региона  на образованиях верхнего протерозоя. На территории Припятского прогиба девонские отложения представлены образованиями среднего (эйфельский и живетский ярусы) и верхнего (франский и фаменский ярусы) отделов, слагающими подсолевые терригенную и карбонатную, нижнюю соленосную, межсолевую, верхнюю соленосную и надсолевую толщи.
В составе отложений эйфельского яруса в Припятском прогибе выделяются породы пярнуского и наровского горизонтов. Осадки пярнуского горизонта залегают трансгрессивно на различных породах верхнего протерозоя или фундамента. Сложены они в основном кварцево-полевошпатовыми песчаниками с редкими прослоями алевролитов и глин, приуроченных преимущественно к верхней части разреза. Толщина отложений весьма изменчива, составляет чаще всего 13  20 м.
Образования наровского горизонта представлены карбонатно-глинистыми породами с прослоями сульфатных и терригенных. Толщина их изменяется от 18 до 106 м. В породах содержатся остатки брахиопод, остракод, филлопод, обломки ихтиофауны, водоросли и споры. По литологическому составу и геофизической характеристике пород горизонт подразделяется на две части: нижнюю и верхнюю. В нижней преобладают доломиты и глины доломитовые, содержащие прослои ангидритов, песчаников и алевролитов. В северной части Припятского прогиба в пределах Мармовичской, Вишанской, Сосновской, Кормянской, Моисеевской, Березинской и других площадей в этих отложениях развит пласт каменной соли толщиной до 16 м. Верхняя часть горизонта сложена серыми и зеленовато-серыми глинами, часто доломитовыми с прослоями мергелей и глинистых доломитов, реже известняков.
Отложения живетского яруса представлены породами староосколъского горизонта, которые сложены пестроцветными песчаниками, песками, алевролитами, глинами, доломитами и доломитовыми мергелями. Толщина отложений горизонта 45  150 м. Выше по разрезу залегают отложения франского яруса в составе пашийско-кыновского (нижнещигровского), саргаевского (верхнещигровского), семилукского, алатырского, воронежского, евлановского и ливенского горизонтов.
Пашийско-кыновские (нижнещигровские) отложения сложены преимущественно кластогенными породами. В их составе выделяются две пачки: нижняя сложена в основном мелкозернистыми песчаниками и крупнозернистыми алевролитами с редкими прослойками глин и доломитовых мергелей, а верхняя — глинами с прослоями алевролитов и песчаников. В породах содержатся растительные остатки, брахиоподы, филлоподы, остракоды, обломки рыб и споры. Толщина отложений 28—85 м. Пашийско-кыновскими образованиями завершается разрез подсолевого терригенного комплекса.
Отложения саргаевского (верхнещигровского) горизонта сложены в основном карбонатными породами — трещиноватыми и кавернозными, часто доломитизированными, органогенными известняками и доломитами с прослоями мергелей. Толщина отложений 30  45 м.
Семилукские образования представлены известняками и вторичными доломитами. Среди известняков верхней части разреза широко распространены светлоокрашенные (до белых) органогенно-детритовые разности с кораллами (табуляты и ругозы). Толщина отложений изменяется от 0 до 36 м и зависит от глубины размыва их во время предворонежского перерыва в осадконакоплении.
К алатырскому горизонту в Припятском прогибе относится пачка преимущественно глинистых пород (речицкие слои по В. К. Голубцову), трансгрессивно залегающая на подстилающих семилукских отложениях. Толщина ее изменяется от нескольких метров (Вишанская, Мармовичская площади и др.) до 55 м (Вышемировская площадь). На западе региона отложения этой пачки отсутствуют. Разрез алатырского горизонта сложен серовато-зелеными и бурыми глинами и мергелями с прослоями доломитов и известняков. Они содержат алатырско-нижне-воронежский комплекс брахиопод со специфической, свойственной только этой части разреза ассоциацией остракод, а также остатки рыб и спорово-пыльцевой комплекс, характерный для ленинских и алатырских отложений центральных районов Восточно-Европейской платформы.
Отложения воронежского горизонта, толщина которого изменяется от 15  30 до 100  130 м, закономерно увеличиваясь в восточном направлении, представлены органогенными известняками, мергелями, доломитами, глинами с прослоями ангидритов, алевролитов, туфогенных и других пород. На крайнем северо-западе воронежские отложения сложены доломитами. В восточной части прогиба в значительном количестве присутствует вулканогенный материал. На севере, в пределах Городокско-Хатецкой ступени, в воронежских отложениях вскрыты прослои каменной соли.
Воронежские отложения перекрываются образованиями евлановского горизонта, толщина которого колеблется от 0 на западе до 120 м и более на востоке. Разрез горизонта представлен в основном мергелями и глинами с прослоями глинистых известняков, доломитов, песчаников и ангидритов. Существенно повышается содержание мергелей, сульфатных пород и глин. В восточной части прогиба в породах присутствует вулканогенный материал. Этими отложениями завершается разрез подсолевой карбонатной толщи.
Выше по разрезу расположена нижняя соленосная толща (верхне-франекая соленосная формация) евлановско-ливенокого возраста. Сложена она чередующимися пластами каменной соли, глинистых и сульфатно-карбонатных пород.
Межсолевые фаменские (в основном задонские и елецкие) отложения широко распространены в прогибе и отсутствуют лишь в узких зонах, в плане обычно совпадающих с участками сочленения структур второго порядка. Толщина их изменяется в весьма широких пределах  от нескольких десятков метров до 1100 м. Максимальные мощности наблюдаются в краевых частях на севере и юге прогиба, а также на западе, в районе Южно-Залесской и Туровской площадей. Область минимальных толщин (обычно 150  300 м) приурочена к центральной части региона. В районе Солигорска толщина задонско-елецких отложений составляет 50  120 м.
В зависимости от литологических особенностей пород выделяется семь литолого-фациальных зон. На юге прогиба (первая зона) преобладают песчаники, алевролиты, аргиллитоподобные глины и мергели. В пределах этой зоны среди отложений задонского возраста развит пласт каменной соли толщиной до 11 м. Вторая зона, приуроченная к юго-западной части прогиба, характеризуется преобладанием в разрезе известняков и мергелей. В периферических частях, особенно на юге и западе, увеличивается содержание аргиллитоподобных глин, прослоев алевролитов и песчаников. Широко распространены водорослевые разности карбонатных пород, сложенные онколитами гирванелл, коактилумов, унгдарелл. Центральную часть прогиба занимает третья зона, сложенная относительно глубоководными аргиллито-мергельными породами. На долю глинистых мергелей и глин приходится до 85—90% всего разреза толщи. Известняки характерны в основном для нижней части разреза, более широко карбонатные породы распространены на севере и западе. На востоке в верхней части разреза отмечаются прослои туффитов и туфов, а на юге внизу его — прослои алевролитов и алевро-песчаников. В центральной части этой зоны выявлено несколько локальных участков распространения каменной соли. Толщина пласта 2,0  2,5 м (Мозырская скв. 2-р, Прудокская скв. 1-р, Смагловская скв. 1-р и др.). Особенностью отложений этой зоны является широкое распространение тонкослоистых битуминозных пород типа доманика (обычно вверху разреза), обогащенных свободным кремнеземом, и специфический состав органических остатков (радиолярии, аммоноидеи, губки, ребристые остракоды группы энтомозоид и т. д.), характерных для относительно глубоководных бассейнов. Следует отметить, что в елецких отложениях широко развиты процессы окремнения. Содержание свободного кремнезема в них колеблется от 11,30 до 55,16%, в то время как в породах задонского горизонта оно не превышает 10,36%.
Четвертая зона охватывает северную часть прогиба и сложена преимущественно органогенными и хемогенными карбонатными породами. Выделяется несколько полос обильного развития водорослевых известняков, образующих постройки типа биогермов и биостромов. Наиболее широко они распространены вдоль Северо-Припятского разлома и на западе зоны (Калиновская, Северо-Калиновская площади и др.). Здесь развиты органогенные образования как в задонском, так и елецком горизонтах. Пятая зона выделяется в краевой северо-западной части прогиба и представлена прибрежно-морскими образованиями, среди которых преобладают известняки и вторичные доломиты, в подчиненном количестве присутствуют мергели и песчано-алевролитовые породы. Шестая зона расположена на северо-востоке региона и сложена главным образом осадочно-вулканогенными образованиями мощностью до 800 м. В нижней (задонской) части разреза преобладают темно-серые известняки и мергели. Верхняя (елецкая) часть разреза представлена вулканогенными образованиями (вторая вулканогенная толща). Толщина ее составляет 111  604 м. Сложена она в основном туфами разнообразной структуры (от алевритовой до агломератовой). Отмечаются прослои туффитов. В разрезе многих скважин встречаются покровы и потоки лав толщиной до 116 м. Седьмая зона приурочена к Городокско-Хатецкой ступени. Здесь преобладают карбонатные породы с фауной брахиопод, остракод, пелеципод, гастропод и водоросли, образующие различные по мощности прослои онколитовых известняков. Толщина задонско-елецких отложений составляет 312—690 м.
Межсолевые отложения перекрываются верхнефаменской соленосной формацией данково-лебедянского возраста, представленной чередующимися пластами и пачками каменной соли и несоляных пород. Во многих соляных пачках развиты калийные соли. Толщина соленосных отложений колеблется от первых сотен метров до 3 км и более.
Надсолевые девонские отложения почти повсеместно распространены в пределах Припятского прогиба. Возраст их данковский и озерско-хованский. На западе региона они представлены преимущественно карбонатно-глинистыми породами, на юго-востоке  глинисто-песчаными, а на северо-востоке  терригенно-карбонатными с большим количеством вулканогенного материала. В нижней части разреза в виде прожилков, прослоев и гнезд присутствует гипс и гипсоангидритовая порода, а в верхней  прослои горючих сланцев, сапропелевых мергелей и палыгорскитовых глин. Толщина отложений изменяется от нескольких десятков до 1000 м..
Каменноугольные отложения распространены главным образом в восточной, центральной и южной частях прогиба. Они представлены нижним (турнейский, визейский, серпуховский ярусы) и средним (башкирский, московский ярусы) отделами. Полнота разреза и толщина образований (от 0—100 до 500—1000 м) определяются структурными условиями их залегания. Сложены они преимущественно карбонатно-песчано-глинистыми породами.
Выше каменноугольных образований в разрезе платформенного чехла залегают породы перми, триаса, юры, мела, палеогена, неогена и антропогена. Толщина этих отложений обычно составляет 200—500, а на отдельных участках превышает 1000 м. Представлены они преимущественно песчано-глинистыми разностями пород. В отложениях меловой и юрской систем развиты также карбонатные породы (мел, известняк, мергели и др.).
Отложения платформенного чехла Припятского прогиба расчленяются на несколько вертикальных, последовательно сменяющих друг друга в разрезе формационных рядов, образующих отдельные структурные комплексы, которые разделяются региональными перерывами и структурными несогласиями. Эти комплексы в свою очередь расчленяются на этажи и подэтажи. Здесь выделяются катаплатформенный (среднерифейско-нижневендский комплекс) и ортоплатформенные (верхневендско-нижнекембрийский, среднедевонско-среднетриасовый и верхнетриасово-антропогеновый комплексы) структурно-формационные подразделения.
Породы среднерифейско-нижневендского комплекса развиты на большей части территории (за исключением юго-востока), а верхневендский структурный этаж — только на западе региона.
Припятский прогиб выполнен в основном образованиями среднеде-вонско-среднетриасового (герцинского) структурного комплекса, который подразделяется на эйфельско-среднефранский, верхнефранско-каменноугольный и верхнепермско-среднетриасовый структурные этажи.
В объеме эйфельско-среднефранского структурного этажа выделяются формации (снизу вверх): сульфатно-карбонатно-терригенная сероцветная, терригенная пестроцветная и карбонатная сероцветная.
Верхнефранско-каменноугольный этаж охватывает ряд с вертикальной последовательностью формаций: сульфатно-карбонатная сероцветная, соленосная, терригенно-сульфатно-карбонатная сероцветная, соленосная (калиеносно-галитовая), карбонатно-терригенная сланценосная сероцветная, карбонатно-терригенная сероцветная, терригенная каолинитово-угленосная пестроцветная, параллическая карбонатно-терригенная угленосная пестроцветная, карбонатно-терригенная пестроцветная.
На крайнем востоке прогиба развита щелочно-ультраосновная  щелочно-базальтоидная формация, в горизонтальном ряду сопряженная с сульфатно-карбонатной, соленосной, терригенно-сульфатно-карбонатной и калиеносно-галитовой формациями..
В верхнепермско-среднетриасовом структурном этаже обособляется молассоидная пестроцветная формация, состоящая из сульфатно-терригенной пестроцветной, терригенной красноцветной и карбонатно-терригенной пестроцветной субформаций (по материалам РУП «ПО «Белоруснефть»).


Породы-коллекторы нефти и газа (их основные типы и характеристики).
Выделяют три типа карбонатных коллекторов: поровые, трещинные, кавернозные, а также четвертый смешанного характера.
Около половины современных мировых запасов УВ приурочено к карбонат­ным образованиям. Среди них выделяются наилучшие по качеству коллекторы - рифовые сооружения, с которыми связано почти 40% запасов УВ. В Припятском прогибе 95% коллекторов эксплуатируемых месторождений – карбонатные трещинно-поровые
Карбонатные коллекторы отличаются крайней невыдержанностью и зна­чительной изменчивостью свойств. В минеральном отношении карбонатные породы менее разнообразны, чем обломочные, но по структурно-текс­турным характеристикам имеют гораздо больше разновидностей. Различают первичные и вторичные пустоты.
Первичные пустоты обусловлены упаковкой зерен породы при их отложении, наличием пустотелых компонентов (раковины).
Вторичные изменения (выщелачивание, доломитизация, перекристаллизация, трещинообразование и др.). При перекристаллизации происходит существенное изменение структуры и текстуры пород. Этот процесс направлен в сторону увеличения размеров кристаллов. Рост кристаллов способствует образованию микротрещин. Наиболее эффективное влияние на формирование вторичной пустотности оказывают выщелачивание и метасоматоз (доло­митизация).
Выщелачивание приводит к развитию карстообразования. Доломитизация (и обратный процесс) являются вторым фактором при формировании коллекторов. В условиях повышенных температур растворы теряют магний, обменивая его на кальций вмещающих пород. Общий объем породы сохраняется, а пустотность в ней за счет доломитизации повышается. Обратный процесс раздоломичивания распространен в приповерхностных условиях. Наиболее активно он проходит в разрезах, где доломиты содержат прослои сульфатов. Однако перенос сульфатов водами нередко приводит к ухудшению качества коллекторов. Рассматриваемые явления приводят к переотложению карбоната кальция и возникновению непроницаемых частей пласта. В Припятском прогибе это явление встречено на Речицком месторождении, где в семилукских отложениях зона ВНК явилась зоной кольматации, препятствующей разработке месторождения.
Таким образом, в карбонатных породах формирование коллектора происходит как на стадии накопления осадочного материала, так и на стадиях диагенеза, катагенеза, тектогенеза.
К терригенным коллекторам относятся обломочные породы. Они могут быть как рыхлыми, так и сцементированными. Обломки могут быть окатанные и не окатанные, с размерами зерен от 0,1 до 200 и более миллиметров. Обломочные породы представляют собой хорошие коллекторы.
Из терригенных пород-коллекторов наиболее распространены пески и песчаники. Для коллекторских свойств большое значение имеет структура породы: зазубренность зерен, ступенчатая поверхность граней. Перенос обломков породы приводит к их дроблению, окатыванию, растворению, рассортировке по размеру и плотности, изменению состава минералов. Породы из более крупнозернистых и окатанных зерен обладают высокими коллекторскими свойствами.
После отложения осадка дальнейший процесс диагенеза и катагенеза приводит к сокращению порового пространства, идут процессы уплотнения, цементации, растворения, разложения минералов, новое минералообразование, перекристаллизация.
Самыми распространенными терригенными коллекторами являются породы с межзерновым поровым пространством, но выделяются достаточно часто трещинно-поровые и кавернозно-поровые. В Припятском прогибе имеют распространение все виды коллекторов.
Классификация терригенных коллекторов отражает их фильтрационно-ёмкостные свойства. Выделяются три типа порового пространства: коллекторы свободно-поровые, цементно-поровые, реликтово-поровые.
Свободно-поровые коллекторы находятся на небольших глубинах, процессы переуплотнения и отжатия вод незначительны. Породы обладают высокой пористостью и проницаемостью.
Цементно-поровые коллекторы образуются при средней и глубокой стадии преобразования породы. Поровое пространство в значительной степени занято цементом, поры мелкие.
Реликтово-поровые коллекторы развиты в нижней зоне катагенеза. В связи с большим давлением минеральный скелет породы перестраивается, начинает развиваться мелкая трещиноватость на фоне уничтожения межзерновой пористости. Большое значение приобретает формирование вторичной пористости вследствие процессов растворения и перекристаллизации.
К нетрадиционным коллекторам относятся коллекторы в глинистых, кремнистых и магматических породах, корах выветривания.