Sedimentological conditions of the Jurassic deposits of Southern Zhetybai and their role in the formation of productive horizons

Full Text

Исследуемое месторождение Южный Жетыбай было открыто в 1968 г. бурением поисковой скважины 95, в которой была зафиксирована продуктивность среднеюрских отложений. В период открытия по настоящее время (более 55 лет) на месторождении установлено 15 продуктивных горизонтов в отложениях нижней и средней юры. В истории изучения месторождения в прошлых работах были использованы исторические данные и данные по аналогии соседних месторождении условий осадконакопления. В данной статье приводится результаты седиментологической интерпретации керновых данных из скважин различных этапов освоения. Данный анализ позволил сопоставить литолого-фациальные особенности разрезов, уточнить пространственную изменчивость осадочных тел и повысить достоверность реконструкции условий осадконакопления.

Определение различных литотипов и соответствующих им фации по результатам изучения керна

Седиментологическая интерпретация выполнена по результатам детального изучения керна, отобранного в четырёх скважинах, две из которых были пробурены в 2019–2021 гг., а две — в 2025 г. Для уточнения литологического состава и условий осадконакопления юрских отложений выполнено детальное седиментологическое описание керна в кернохранилище Центра научных лабораторных исследований (ЦНЛИ). Исследования проводились в два последовательных этапа: полевой и камеральный.

Полевой этап включал подготовку кернового материала к описанию, а также его непосредственное макроскопическое изучение. Керн интервально раскладывался на монтажных столах, после чего проводилось детальное визуальное описание с фиксацией основных седиментологических признаков. По результатам описания составлялись седиментологические планшеты, выполнялось фотографирование характерных литологических и фациальных элементов.

Камеральный этап включал обработку полевых материалов, уточнение интервалов образцов стандартных лабораторных исследований, систематизацию фотоматериалов и построение седиментологических планшетов в программном обеспечении. Описание керна основывалось на анализе литологического состава пород, гранулометрических характеристик, степени сортировки обломочного материала, формы и окатанности зерен, а также на выявлении признаков, отражающих условия осадконакопления.

Введение

Исследуемое месторождение Южный Жетыбай было открыто в 1968 г. бурением поисковой скважины 95, в которой была зафиксирована продуктивность среднеюрских отложений. В период открытия по настоящее время (более 55 лет) на месторождении установлено 15 продуктивных горизонтов в отложениях нижней и средней юры. В истории изучения месторождения в прошлых работах были использованы исторические данные и данные по аналогии соседних месторождении условий осадконакопления. В данной статье приводится результаты седиментологической интерпретации керновых данных из скважин различных этапов освоения. Данный анализ позволил сопоставить литолого-фациальные особенности разрезов, уточнить пространственную изменчивость осадочных тел и повысить достоверность реконструкции условий осадконакопления.

Определение различных литотипов и соответствующих им фации по результатам изучения керна

Седиментологическая интерпретация выполнена по результатам детального изучения керна, отобранного в четырёх скважинах, две из которых были пробурены в 2019–2021 гг., а две — в 2025 г. Для уточнения литологического состава и условий осадконакопления юрских отложений выполнено детальное седиментологическое описание керна в кернохранилище Центра научных лабораторных исследований (ЦНЛИ). Исследования проводились в два последовательных этапа: полевой и камеральный.

Полевой этап включал подготовку кернового материала к описанию, а также его непосредственное макроскопическое изучение. Керн интервально раскладывался на монтажных столах, после чего проводилось детальное визуальное описание с фиксацией основных седиментологических признаков. По результатам описания составлялись седиментологические планшеты, выполнялось фотографирование характерных литологических и фациальных элементов.

Камеральный этап включал обработку полевых материалов, уточнение интервалов образцов стандартных лабораторных исследований, систематизацию фотоматериалов и построение седиментологических планшетов в программном обеспечении. Описание керна основывалось на анализе литологического состава пород, гранулометрических характеристик, степени сортировки обломочного материала, формы и окатанности зерен, а также на выявлении признаков, отражающих условия осадконакопления.

В процессе описания регистрировались механические, биогенные и химические осадочные структуры, изменения окраски пород, а также признаки нефтенасыщенности керна, включая визуальные проявления и характерный запах углеводородов. Результаты седиментологического описания сопоставлялись с данными геофизических исследований скважин для уточнения фациальной интерпретации и стратиграфической корреляции разрезов.

Согласно проведенного детального фациального анализа керна и результатов макроописания пород в проекте выделено 14 литотипов (Таблица 1) [1].

Таблица 1 – Выделенные литотипы

№	Литотип	Код Лито типов
1	Уголь	0
2	Глина	1
3	Алевролит	2
4	Мелкозернистый песчаник	3
5	Среднезернистый песчаник	4
6	Крупнозернистый песчаник	5
7	Переслаивание глин и песчаников	6
8	Переслаивание песчаников и глин	7
9	Переслаивание глин, алевролитов, песчаника и углистого материала	8
10	Переслаивание песчаников и алевролитов	9
11	Алевролит с карбонатным цементом	10
12	Переслаивание алевролитов и глин	11
13	Песчаник с карбонатным цементом	12
14	Песчаник с частыми углистыми слойками;	13
15	Песчаник с обломками (кластами)	14

Атлас фации по результатам изучения керна

При определении условий осадконакопления использовались региональные данные, керновые материалы, результаты стандартных исследований образцов из керна, данные ГИС и результаты сейсморазведки.

По региональным данным «Атласа палеогеографических карт шельфы Евразии в мезозое и кайнозое» формирование отложений в байосском веке средней юры на территории изучаемого месторождения располагалась аллювиальная морская равнина, которые образуются с помощью отложений речных вод и наносами. Далее, в районе исследования в батское время существовали переходные условия, от континентальных к мелководным. В позднеюрский этап морская трансгрессия достигла своего максимального уровня в оксфордский век. Морская трансгрессия охватила не только весь Каспий, но и значительные площади Мангышлака, Устюрта и всю Прикаспийскую впадину [2].

В региональном масштабе, в среднеюрском периоде строения изучаемой территорий связаны с проградацией шельфа, с континентальной условий осадконакопления (аллювиально-озерных) к речным с выделением дельтовых зон, приуроченной к приливно-отливной. Согласно проведенному анализу сейсмических атрибутов и сиквенс-стратиграфии подтверждается, что принос пород в осадочный бассейн речными руслами происходил с северо-востока. В период средней юры речные системы приносили осадочные породы, заполняя русла и приливно-отливные дельты. При этом, важно отметить, что дальнейший перенос осадков из дельт происходит в мелководно-морское пространство. Возможно, край шельфа в тот период находился в западном районе Каспия. Позднеюрский период характеризуется непрерывными колебаниями уровня моря.

Анализ кернового материала и вертикальной смены фациальных ассоциаций показал, что накопление продуктивных юрских горизонтов месторождения Южного Жетыбай происходило в ряде последовательно сменяющих друг друга седиментационных обстановок:

• Горизонты Ю-XII – Ю-X — континентальная аллювиальная равнина с доминированием рек блуждающего типа;
• Горизонты Ю-IX – Ю-VI — прибрежная дельтовая равнина;
• Горизонты Ю-V′ – Ю-IIБ — прибрежно-морские условия фронта дельты;
• Горизонт Ю-IIА2 — прибрежная дельтовая равнина.

Таким образом, разрез отражает эволюцию осадконакопления от континентальных к прибрежно-морским условиям с последующими регрессивно-трансгрессивными колебаниями.

Краткая характеристика фаций

По результатам седиментологического анализа в керне выделены 24 фации, объединённые в несколько фациальных ассоциаций [3] (табл. 2).

Таблица 2 – Выделенные по керну фации по обстановкам осадконакопления

Фациль-ная ассоциация	Фация	код фации по керну
Фронт дельты (подводная часть дельты - авандельта)	Дистрибутивный канал	CD1
	Проксимальный фронт дельты с волновым влиянием	CD2a
	Проксимальный фронт дельты со шторомовым влиянием	CD2b
	Проксимальный фронт дельты с приливно-отливным влиянием	CD2c
	Дистальный фронт дельты с волновым влиянием	CD3a
	Дистальный фронт дельты со шторомовым влиянием	CD3b
	Дистальный фронт дельты с приливно-отливным влиянием	CD3c
	Продельта с волновым влиянием	CD4a
	Продельта со шторомовым влиянием	CD4b
	Продельта с приливно-отливным влиянием	CD4c
	Склон продельты	CD5
	Дистальная продельта/ шельф	CD6
Дельтовая равнина	Прирусловой вал	CA2
	Глинистый межрусловой залив/лагуна	CB5b
	Песчанистый межрусловой залив/лагуна	CB5a
	Торфяное болото	CA7
Приливно-отливная зона (литораль)	Приливно-отливной канал	CB1a
	Приливно-отливная отмель/бар	CB3a
	Отложения центрального бассейна эстуария	CB3b
Аллювиальная равнина с блуждающими руслами	Главные активные русла	BA1a
	Наложенные бары	BA1b
	Песчанистая пойма	BA2a
	Глинистая пойма	BA2b

 

Аллювиальная равнина (Ю-X–Ю-XII) представлена фациями активных русел, боковых и наложенных баров, песчаной и глинистой поймы (рис. 1). Эти фации характеризуются высокой латеральной изменчивостью и контрастными фильтрационно-ёмкостными свойствами — от хорошо развитых коллекторов русловых песчаников до неколлекторных пойменных глин.

Рисунок 1. Концептуальная модель аллювиальной равнины с блуждающим типом реки

Figure 1. Conceptual model of an alluvial plain with a wandering river

Фация активного русла (BA1a) формируется в широких руслах с быстрым перемещением осадков. Осадки представлены крупнозернистыми песчаниками с включениями грубообломочных пород, а к кровле переходят в алевриты и глины. Текстура массивная или наклонно-слоистая с однонаправленной косой слоистостью, в отложениях встречаются глинистые намывы и рассеянный углефицированный детрит (УРД). Нижняя граница слоев эрозионная, неровная, при подошве могут встречаться интракласты и крупные обломки до 5–8 см. Коллекторские свойства хорошие: пористость достигает 18%, проницаемость до 49 мД.

Фация наложенных и боковых баров (BA1b) образуется в менее гидродинамически активных зонах русловой системы, в стороне от основного потока. Породы представлены мелкозернистыми песчаниками с глинистыми прослоями. Текстура горизонтальная или наклонно-слоистая, с выраженной слоистостью за счёт глинистых намывов и углефицированного детрита. Местами наблюдаются текстуры ряби течения и троговой слоистости. Коллекторские свойства хуже: пористость до 14%, проницаемость до 5 мД.

Фация песчаной поймы (BA2a) формируется в заливных участках речных пойм во время паводков. Осадки представляют собой переслаивание тонко- и мелкозернистых песчаников с глинистыми прослоями, алевролитами и глинами. Текстура преимущественно горизонтально-слоистая, местами нарушена взмучиваниями, с проявлениями ряби течения и тонких массивных песчаников, вероятно относящихся к конусам прорыва. В составе встречается углефицированный растительный детрит. Коллекторские свойства низкие: пористость до 14%, проницаемость до 0,2 мД.

Фация глинистой поймы (BA2b) также формируется в заливных участках речной поймы, где преобладают алевролиты и глины с редкими тонкими песчанистыми прослоями. Текстура горизонтально-слоистая, местами нарушена взмучиваниями, микросбросами и проявлениями биотурбации, встречаются следы корней. Породы не коллекторные из-за высокого содержания глинистого материала и низкой проницаемости.

Дельтовая и прибрежная равнина включает фации прирусловых валов, межрусловых заливов и торфяно-болотных обстановок. Для данных фаций характерно чередование песчаных и глинисто-углистых отложений, формирующих выраженную вертикальную экранность разреза (рис. 2).

 

Рисунок 2. Концептуальная модель  дельтовой/прибрежной равнины с преобладанием межрусловых заливов (Робертсон, 2002)

Figure 2. Conceptual model of a deltaic/coastal plain dominated by interchannel embayments (Robertson, 2002)

 

Приливно-отливные обстановки (Ю-VI) представлены фациями приливно-отливных каналов, баров и отмелей, а также центрального бассейна эстуария, для которых характерна ритмичность переслаивания и неоднородность коллекторских свойств (рис. 3).

 

Рисунок 3. Концептуальная модель эстуария с приливно-отливным и волновым влиянием, б) Концептуальная модель заполнения врезанной долины (Dalrimple and Choi, 2007)

Figure 3. Conceptual model of an estuary with tidal and wave influence, b) Conceptual model of incised valley filling (Dalrimple and Choi, 2007) 

Фация прируслового вала (СА2) формируется в виде гряд с уклоном от русла к пойме, особенно хорошо развита на вогнутых берегах. Отложения представлены мелкозернистыми, местами алевритистыми песчаниками с тонкими глинистыми прослоями. Текстура горизонтально-слоистая, местами нарушена следами корней, встречаются элементы ряби течения и слабого смятия. В составе есть углефицированный растительный детрит (УРД). Коллекторские свойства снижены, пористость достигает 23%.

Фация межруслового залива (СB5) формируется в умеренно динамичной зоне лагун или межрусловых заливов под влиянием речного стока и приливов. Отложения представлены алевролитами, глинами и тонкими прослоями песчаников, примерно поровну, с ухудшенными фильтрационно-ёмкостными свойствами. Текстура горизонтальная или линзовидно-горизонтальная, местами нарушена биотурбацией и взмучиванием. Встречаются включения углефицированного растительного детрита и остатки корней.

Фация торфяного болота (CA7) формируется в застойных, бескислородных болотных условиях с низкой гидродинамической активностью. Отложения представлены углями и углистыми глинами. Текстура углей аморфная, а в глинах горизонтально-слоистая с тонкими намывами и линзами алевролита. Присутствуют углефицированные корни и их фрагменты.

Фронт дельты (Ю-V′–Ю-IIБ) представлен фациями дистрибутивных каналов, проксимального и дистального фронта дельты, а также продельты. Эти отложения формировались в условиях взаимодействия речного стока и морских процессов и включают основные нефтенасыщенные горизонты месторождения. Наилучшие коллекторские свойства приурочены к фациям дистрибутивных каналов и проксимального фронта дельты.

Фация прируслового вала (СА2) формируется в виде гряд с уклоном от русла к пойме, особенно хорошо развита на вогнутых берегах. Отложения представлены мелкозернистыми, местами алевритистыми песчаниками с тонкими глинистыми прослоями. Текстура горизонтально-слоистая, местами нарушена следами корней, встречаются элементы ряби течения и слабого смятия. В составе есть углефицированный растительный детрит (УРД). Коллекторские свойства снижены, пористость достигает 23%.

Фация межруслового залива (СB5) формируется в умеренно динамичной зоне лагун или межрусловых заливов под влиянием речного стока и приливов. Отложения представлены алевролитами, глинами и тонкими прослоями песчаников, примерно поровну, с ухудшенными фильтрационно-ёмкостными свойствами. Текстура горизонтальная или линзовидно-горизонтальная, местами нарушена биотурбацией и взмучиванием. Встречаются включения углефицированного растительного детрита и остатки корней.

Фация торфяного болота (CA7) формируется в застойных, бескислородных болотных условиях с низкой гидродинамической активностью. Отложения представлены углями и углистыми глинами. Текстура углей аморфная, а в глинах горизонтально-слоистая с тонкими намывами и линзами алевролита. Присутствуют углефицированные корни и их фрагменты.

Фронт дельты (Ю-V′–Ю-IIБ) представлен фациями дистрибутивных каналов, проксимального и дистального фронта дельты, а также продельты. Эти отложения формировались в условиях взаимодействия речного стока и морских процессов и включают основные нефтенасыщенные горизонты месторождения. Наилучшие коллекторские свойства приурочены к фациям дистрибутивных каналов и проксимального фронта дельты (рис. 4).

 

Рисунок4. Концептуальная модель фронта дельты

Figure 4. Conceptual model of a delta front

 

Фация дистрибутивных дельтовых каналов (CD1) формируется при активном речном стоке с большим поступлением обломочного материала. Отложения представлены слабоглинистыми средне- и мелкозернистыми песчаниками, с уменьшением зернистости к кровле. Текстура массивная или наклонно- и горизонтально-слоистая с однонаправленной косой слоистостью, глинистыми намывами и углефицированным детритом (УРД). Нижняя граница эрозионная, при подошве встречаются интракласты и крупные углефицированные остатки. Коллекторские свойства высокие: пористость до 25%, проницаемость до 310 мД.

Фация проксимального фронта дельты (CD2) формируется в зоне замедления речного потока при впадении в водоём, где накапливаются мощные устьевые бары авандельты. Отложения представлены средне- и мелкозернистыми песчаниками с редкими тонкими глинистыми прослоями. Текстура волнисто-горизонтальная или прерывистая, со следами ряби течения и волн, троговой и бугорчатой слоистостью, а также углефицированным детритом (УРД). Фиксируются биогенные включения: ходы илоедов Diplocroterion, Skolithos и следы Arenocolities [3]. Коллекторские свойства благоприятные: пористость до 24%, проницаемость до 270 мД.

Фация дистального фронта дельты (CD3) формируется при дальнейшем замедлении речного потока на большем удалении от устья, с образованием дистальных частей устьевых баров. Отложения представлены переслаиванием тонко- и мелкозернистых песчаников, алевролитов и глин. Текстура волнисто-горизонтальная, местами прерывистая, с бугорчатой слоистостью (HCS, SCS), рябью течения и волнения. Биотурбация умеренная (IB 2–5), отмечены ходы Thalassinoides, Asterosoma, Skolithos, Planolites, Diplocroterion. Коллекторские свойства умеренные: пористость до 22%, проницаемость до 65 мД.

Фация продельты (CD4, CD5) формируется в глубокой части дельтового фронта с осаждением тонких глинисто-алевритовых отложений и штормовых прослоев темпеститов. Отложения представлены серыми и тёмно-серыми глинами с прослоями песчанистых алевролитов и тонкозернистых песчаников. Текстура волнисто-горизонтальная с бугорчатой и градационной слоистостью, биотурбация слабая–средняя (IB 2–3), отмечены ходы Thalassinoides, Planolites, Phycosiphon, Chondrities [3]. Коллекторские свойства низкие: пористость до 14%, проницаемость до 7 мД.

Фации эстуария включают песчаные приливно-отливные бары и каналы (CB1) и отмели (CB3a), характеризующиеся ритмичным переслаиванием и сменой направления течения, а глинистые отложения приурочены к низкодинамичным зонам центрального бассейна эстуария (CB3b) и глинистым отмелям.

Концептуальная седиментологическая модель

Таким образом, в результате увязки выделенных фации с каротажными кривыми по скважинам и установления различных фации, литоциклов по ГИС в разрезе месторождения сгруппированы 3 цикла сменяющие друг друга [4] (рис. 4).):

1. Прибрежная, обстановка осадконакопления дельтовой равнины – Ю-IIA, Ю-IX -Ю-VI горизонты.
2. Прибрежно-морские обстановки фронта дельты (авандельта) – Ю-V′-Ю-IIБ;
3. Обстановки заполнения врезанной долины (Ю-VI)
4. Континентальные обcтановки аллювиальной равнины с «блуждающим» типом реки – Ю-XIII-Ю-X.

 

Рисунок 4. Концептуальная модель аллювиальной равнины с блуждающим типом реки

Figure 4. Conceptual model of an alluvial plain with a wandering river

 

Заключение

Проанализировав данные по осадконакоплению месторождения Южного Жетыбай и созданную концептуальную модель, можно сделать вывод, что осадки представлены фациями активного русла, баров, пойм, дельтовых каналов и эстуарных зон с различными коллекторскими свойствами. Наиболее перспективными для продуктивности являются фации дистрибутивных дельтовых каналов и проксимального фронта дельты, тогда как продельтовые и пойменные отложения имеют низкую фильтрационно-ёмкостную характеристику.

На основе проведенного анализа предлагается следующая работа:

1. Пересмотреть концептуальную модель с учётом данных 3D МОГТ для уточнения распределения коллекторов и их размеров.
2. Провести детальную корреляцию фаций по всем скважинам с использованием кернового, ГИС и сейсмического материала.
3. Оценить пористость и проницаемость отдельных фаций для уточнения запасов и распределения пластовых флюидов.
4. Согласовать модель с данными о продуктивности скважин и уточнить перспективные зоны бурения.

 

About the authors

Aizhan Ashikovna Kozhalakova

Филиал ТОО «КМГ Инжиниринг» «КазНИПИмунайгаз»

Author for correspondence.
Email: aizhan.m.n@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-7964-5538

Ведущий инженер службы геологии и геологоразведки ММГ

Kazakhstan, г.Актау, 35 мкр., 6/1 зд.

Nesibeli Isagalievna Yespolova

Филиал ТОО «КМГ Инжиниринг» «КазНИПИмунайгаз»

Email: N.Yespolova@kmge.kz
ORCID iD: 0000-0003-4768-2881

Старший инженер службы геологии и геологоразведки ММГ

г.Актау, 35 мкр., 6/1 зд.

References

Supplementary files