Геология месторождения

1 Геология  месторождения

1. Общие сведения о месторождении

Месторождение Кумколь расположено в южной части Тургайской низменности, ограничено географическими координатами 46025'-46034' с.ш. и 65030'-65043' в.д. и административно входит в состав Жездинского района Карагандинской области Республики Казахстан (рисунок 1.1.1).

Ближайшим населенным пунктами являются железнодорожные  станции Жалагаш (150 км), Жусалы (210 км), Карсакпай (180 км) и пос. Сатпаев (250 км). Расстояния до г. Кызылорда и г. Жезказган составляют 160 км и 290 км соответственно. На расстоянии 230 км к востоку от месторождения проходит нефтепровод Омск-Павлодар-Шымкент, а в 20 км к северо-востоку проходит ЛЭП Жусалы-Ленинск.

Непосредственно в районе расположения месторождения  местное население в летний период занимается отгонным животноводством (для этой цели площадь передана в аренду Кызылординской области). Район экономически слабо освоен. На площади месторождения имеются только грунтовые дороги. Для обеспечения транспортной связи г. Кызылорда с месторождением Кумколь, согласно утвержденной схеме развития района, ведется строительство автодороги Кызылорда-Кумколь протяженностью 190 км.

В орографическом отношении площадь месторождения  представляет собой степь с абсолютными  отметками рельефа 106-169 м над уровнем  моря.

Непосредственно территория месторождения Кумколь приурочена к поверхности обширной древней озерной котловины в виде неправильного овала вытянутой в субмеридиальном направлении. С северной и восточной сторон котловина обрамлена плато обрамленными возвышенностями с пологими склонами с северо-запада и с запада плато спускается в котловину в виде крутого уступа.

В южной  части, особенно в юго-западной части, развита серия песчаных массивов эолового генезиса, самый крупный  из которых пески Арыскум, возвышающиеся над окружающей местностью на 10-15 м.

К югу  от месторождения расположен песчаный массив Арыскум, сложенный грядово-бугристыми полузакрепленными песками, и почти полностью высохшее соленое озеро Арыс. В 15 км к западу находится чинк высотой 70-90 м, отделяющий низменную часть равнины от плато с отметками рельефа 200-250 м. К северу от площади низменная равнинная степь полого вздымается до отметки рельефа 150-200 м, и на северо-востоке сочленяется с горной системой Улытау.

Абсолютная отметка самой  возвышенной части 240,1 м. Минимальная  абсолютная отметка дна котловины 75,1 м. С плато в долину спускается целый ряд сухих русел, самые  крупные из которых (русло Аклит и Терескенеске) приурочены к северо-восточному и юго-восточному склонам. Наиболее пониженные участки котловины, как правило, заболочены, в них обнажается большое количество родников и колодцев с пресной водой.

Рисунок 1.1.1. Обзорная карта (Масштаб 1:2700000)

1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика

Разрез  месторождения Кумколь изучен довольно хорошо, стратиграфическое расчленение осадочного комплекса, залегающего на выветренной поверхности фундамента, освещено в ряде производственных отчетов ЮКНРЭ и ГАО «Южнефтегаз» и научных публикациях.

С целью  уточнения стратиграфической принадлежности разреза продуктивных горизонтов проведены  палеонтологические исследования в  лаборатории геологии закрытых регионов Института геологических наук им. Сатпаева НАН РК.

Разрез  месторождения Кумколь представлен отложениями мезокайнозоя, залегающими на глубоко выветрелой поверхности фундамента раннепротерозойского (рисунок 1.2.1).

Рисунок 1.2.1. Разрез продуктивной части нефтегазоконденсатного месторождения Кумколь: 1 - песчаники; 2 - алевролиты; 3 - глины и аргиллиты

Нижний  протерозой PR1

Гетерогенный  фундамент протерозойского возраста вскрыт более чем в 15 скважинах и представлен в большинстве скважин серо-зелеными массивными гидрослюдистыми-каолинитовыми глинами (кора выветривания), постепенно переходящими в выветрелые кварц-биотитплагиоклазовые гнейсы. Лишь в скважине №3 вскрыты измененные метасамотиты.

Породы сильно дислоцированы  и ожелезнены.                                                             

Наибольшая  вскрытая толщина 245м. (скв.№2)

Мезозой-кайнозой MZ-KZ

Отложения мезозой-кайнозоя в пределах месторождения Кумколь расчленяются на два структурных подэтажа: юрский-тарфогенный и мелпалеогеновый-платформенный.

Тарфогенный (юрский) подэтаж:

В предыдущих работах юрские отложения на структуре  Кумколь расчленялись на дощанскую, карагансайскую, кумкольскую (акшабулакскую) свиты.

Полученные  новые данные о строении Арыскумского прогиба позволили установить выклинивание (типа подошвенного прилегания к фундаменту) отражающего горизонта ОГ-IV на южных и западных крыльях Кумкольского поднятия, почти по всей площади которого ранее выделялись карагансайская и дощанская свиты нижней-средней юры. Площадь Кумколь представляла единственный участок прогиба, на котором данные свиты в своем распространении по имевшимся представлениям выходят на территорию горст-антиклиналей разделяющих грабен-синклинали.

Отражающий  горизонт ОГ-IV, являющийся наиболее ярким и динамически выраженным горизонтом, хорошо увязывается с кровлей карагансайской свиты, поэтому его вклинивание на крыльях структуры Кумколь не вызывает сомнений. Из вышесказанного следует, что стратиграфическое расчленение средне-юрского разреза по Кумкольскому поднятию сделано неверно и выделенные здесь отложения карагансайской и дощанской свит должны быть отнесены к осадкам кумкольской свиты.

Кумкольская свита (J3km) залегает на размытой поверхности фундамента и расчленяется на основе цикличности в осадконакоплении на три подсвиты: нижне(J3km1)-средне(J3km2)- и верхне(J3km3)-кумкольскую.

Общая толщина кумкольской свиты изменяется от первых десятков метров на горст-антиклиналях до 500-650м в грабен-синклиналях.

Кумкольская свита отличается низкими электрическими сопротивлениями пород по сравнению с более древними породами. В нижнекумкольской подсвите они составляют, в основном, 5-8 ом/м, в средне- и верхнекумкольской подсвитах 2.0-3.5 ом/м, для водоносных коллекторов они уменьшаются до 0.5-1 ом/м.

Возраст свиты по СПК Х и XI относится  к оксфордскому и кимериджскому ярусам верхнеюрского отдела. С вышележащей преимущественно глинистой акшабулакской (ранее коскольской) она связана постепенным переходом, что затрудняет определение ее кровли.

Акшабулакская свита (Jза) расчленяется на нижнюю и верхнюю подсвиты. Нижняя подсвита сложена темно-серыми и зеленовато-серымиглинами и глинистыми алевролитами с отдельными прослоями песчаника.

Верхняя подсвита сложена пестроцветными (серыми, серовато-зелеными, коричневыми, фиолетовыми, желтыми) глинами и глинистыми алевролитами с прослоями песчаника, количество которых возрастает в верхней части разреза. Местами в толще глин встречаются горизонты песчаника толщиной до 50 м, развитые локально и относимые к аллювиальным русловым отложениям. Нижняя сероцветная подсвита распространена неповсеместно (в грабен-синклиналях и в седловинах горст-антиклиналей). По корреляции разрезов сероцветные и зеленоцветные породы переходят в пестроцветные, залегающие на кумкольской свите.

Электрическое сопротивление пород составляет 2-3.5 ом/м, уменьшаясь вниз по разрезу. Толщина  свиты изменяется от 50-100 м на горст-антиклиналях до 950 м в грабен-синклиналях.

Возраст свиты по СПК XII относится к волжскому  ярусу верхнего отдела юры.

Платформенный подэтаж.

К этому  подэтажу относятся отложения мела и палеогена. Меловые отложения  расчленены на нижний отдел в составе  даульской свиты, сероцветной терригенно-карбонатной толщи, карачетауской и баймуратской свит, а верхний отдел в составе курганбекской, балапанской свит, толщи красноцветов верхнего турона и нижнего коньяка, пестроцветов и сероцветов сантона, сероцветов кампана и маастриха. Нижний отдел представлен, в основном, континентальными отложениями, а верхний морскими и континентальными, расчлененными по фауне и литологическим признакам, в частности, по окраске пород. В практике поисково-разведочных работ сложилось упрощенное расчленение меловых отложений, обусловленное, в основном, отсутствием реперов по ГИС для более детального расчленения. Разрез мела расчленен на даульскую свиту неокома, карачетаускую апта-нижнего-среднего альба, баймуратскую верхнего альба-сеномана и нерасчлененные отложения турона-сенона. Даульская свита (K1d) расчленяется на нижнедаульскую нижнего (KIпс1) и верхнедаульскую верхнего (КІпс2) неокома подсвиты.

Нижнедаульская подсвита расчленяется на два горизонта: нижний-арыскумский (К1а) и верхний (KІпc12).

Арыскумский горизонт (К1а) представляет базальную толщу нижнего мела, с перерывом, стратиграфическим и угловым несогласием, залегающую на отложениях верхней юры и фундамента горст-антиклиналей, разделяющих грабен-синклинали. Он сложен в кровле и в нижней половине песчано-аллювиальными и делювиальными отложениями, в подошве которых выделяются тонкие гравийные пласты, в средней части красноцветными глинистыми алевролитами. Толщина горизонта изменяется от 30-40 м до 123 м.

В кровле этого горизонта повсеместно  прослеживаются отражающий горизонт IIа.

Верхний горизонт нижнедаульской подсвиты представлен красноцветными глинами, иногда алевролитистыми. Толщина горизонта изменяется от первых десятков в бортах до 150 м. С кровлей его связан отражающий горизонт II.

Арыскумский горизонт четко выделяется по ГИС, имеет высокое (до 10-15 ом/м) электрическое сопротивление при сопротивлении глин верхнего горизонта 1.5-2 ом/м, и высокие значения по НГК.

Верхнедаульская подсвита представлена красноцветными глинами, глинистыми алевролитами и слабосцементированными песчаниками (песками). Последние преобладают в основании подсвиты, развиты в ее средней части. В верхней части преобладают глины и глинистые алевролиты с отдельными прослоями песчаника. Толщина подсвиты изменяется от первых десятков до сотен метров. В кровле свита трассируется ОГ-ІІІ.

Неокомский возраст даульской свиты обоснован фауной остракод, определениями спор и пыльцы, находками костей динозавров.

Карачетауская свита (К1кг) представлена сероцветными, преимущественно песчаными отложениями, в основании содержит горизонты гравелитов, в средней части слои темносерых глин, свита обогащена растительным детритом. В ней найдены фораминиферы, указывающие на накопление в прибрежно-морских и континентальных условиях. Толщина свиты 85-250 м. В распространении она уходит за пределы прогиба. В кровле свиты прослеживается ОГ-П. Свита выделяется высокими (до 30-40 ом/м) электрическими сопротивлениями и высокими значениями НГК.

Баймуратская свита (Ki-2a3-cm) сложена пестроцветными глинистыми алевролитами, глинами со слоями песчаника, развитыми преимущественно в ее средней части. Толщина свиты 50-150м. Она выделяется более низкими электрическими сопротивлениями и значениями НГК, повышенными ГК относительно карачетауской свиты и перекрывающих отложений турона-сенона. Возраст определяет СПК.

Турон-сенон (K2-t-sn) представлен пестроцветными в средней, сероцветными в низах и в верхней части преимущественно песчаными морскими и континентальными отложениями толщиной 370-600 м. Электрические сопротивления 6-20 ом/м.

Палеоген представлен  карбонатными песчаниками и алевролитами, серыми глинами палеоцена, толщей серых  и зеленовато-серых глин с горизонтом песчаного известняка в основании  среднего эоцена и пестроцветными глинами (20-30 м) олигоцена. Возраст палеоцена и эоцена определен морской фауной континентального олигоцена – СПК. Толщина до 250 м.

Палеоген выделяется низкими (3-4 ом/м) электрическими сопротивлениям карбонатных песчаников в основании разреза.

Неоген-четвертичные отложения  развиты неповсеместно, в основном, во внутренней части Арыскумского прогиба, представлены палевыми глинистыми алевролитами, суглинками, эоловыми песками толщиной до 60м.

1.3 Тектоника

Месторождение Кумколь находится в пределах Арыскумского прогиба Южно-Тургайской впадины, являющейся северо-восточной частью Туранской плиты.

В пределах Арыскумского прогиба выделяется пять линейно-вытянутых грабен-синклиналей рифтового происхождения, разделенных между собой горстовыми поднятиями.

В структурном  плане поднятие Кумколь расположено в южной наиболее погруженной части Сорбулакского горст-антиклинального выступа, разделяющего Акшабулакскую и Сарыланскую грабен-синклинали Арыскумского прогиба.

В районе Кумкольского поднятия в юрских отложениях по данным сейсморазведки прослеживаются две структурные поверхности. Первая из этих поверхностей совпадает с IIIа -отражающим горизонтом, приуроченным к кровле кумкольской свиты (на месторождении Кумколь эта кровля Ю-1 продуктивного горизонта). Ко второй поверхности приурочен III1а-отражающий горизонт, который совпадает с кровлей среднекумкольской подсвиты верхней юры.

По кровле Ю-1 продуктивного горизонта размеры  поднятия составляют 19.0 х 8.0 км по изогипсе - 1200 м, при амплитуде 120 м. Структура  представляет собой вытянутую антиклиналь  северо-западного простирания, ограниченная с востока тектоническим нарушением (рисунки 1.3.1, 1.3.2).

По данным эксплуатационного бурения восточное  крыло антиклинали имеет более  крутое погружение.

Структурные планы по IIIа и ІІІ1а- отражающим горизонтам совпадают.

Толщина кумкольской свиты (от поверхности фундамента до кровли Ю-1 горизонта) колеблется от 50 до 250 м. Уменьшение толщины отложений кумкольской свиты происходит за счет примыкания к воздымающей поверхности фундамента нижних частей разреза.

Толщина отложений Акшабулакской свиты (глинистая часть разреза верхней юры) колеблется от первых десятков до 100 и более метров.

Однако, утончение Акшабулакской свиты происходит сверху, в результате регионального размыва в преднеокомское время.

В разрезе  нижненеокомских отложений четко прослеживается отражающий горизонт IIа, совпадающий с кровлей Арыскумского горизонта (продуктивный горизонт M-I).

По IIа-отражающему горизонту структура Кумколь представляет собой двухсводовую линейную антиклинальную складку субмеридионального простирания со смещением к югу свода.

Размеры структуры составляют 14.5 х 4.5 км по изогипсе – 990 м, при амплитуде 40 м. Северный купол  более пологий и имеет амплитуду 30 м.

Рисунок 1.3.1. Структурные карты по кровле коллекторов: А – продуктивного горизонта М-I, Б – продуктивного горизонта Ю-I; 1 – зона литологического замещения коллекторов; контуры: 2 – нефтеносности, 3 - газоносности

Рисунок 1.3.2. Г, Д – геологические разрезы по линиям соответственно I-I, II-II

По данным эксплуатационного бурения восточное  крыло структуры (также как и  по юрским горизонтам) имеет более  крутое погружение.

При сопоставлении  структурных планов меловых и  юрских горизонтов, видно заметное выполаживание поверхностей меловых горизонтов.

1.4 Нефтегазоносность

В Арыскумском прогибе Южно-Тургайской впадины к настоящему времени открыто 14 месторождений нефти и газа. Одно из них крупное нефтяное месторождение Кумколь введено в эксплуатацию, а ряд месторождений (Майбулак, Арыскум, Акшабулак, Южный Кумколь, Нуралы, Кызыл-Кия и др.) закончены разведкой и подготовлены к разработке.

В Арыскумском прогибе залежи нефти и газа открыты в среднеюрских, нижненеокомских и верхненеокомских отложениях. Не исключается и промышленная нефтегазоносность нижнеюрского комплекса, чему способствует наличие коллекторов в этой части разреза и нефтегазопроявления по ряду скважин.

По стратиграфической  приуроченности выявленных в Арыскумском прогибе нефтегазовых залежей можно выделить два нефтегазоносных комплекса: меловой и юрский. Каждый в свою очередь, состоит из подкомплексов. Меловой включает два: нижнеокомский и верхненеокомский, а юрский разделяется на три подкомплекса: нижний, объединяющий сазымбайскую и айбалинскую свиты; средний, представленный образованиями даульской и карагансайской подсвит и верхний, включающий кумкольскую и акшибулакскую подсвиты.

На месторождении  Кумколь установлена промышленная нефтегазоносность нижненеокомского и верхнеюрского подкомплексов.

В нижненеокомском нефтяном подкомплексе выделяются два продуктивных горизонта M-I, M-II, которые хорошо коррелируются и уверенно выделяются по данным ГИС. Нижнемеловые горизонты M-I и M-II разобщены глинистыми разделами толщиной от 10 до 20 м.

К горизонту M-I приурочена нефтяная залежь, расположенная  в интервале глубин 1061,7-1097,9 м (рисунок 1.4.1). Высота залежи 36 м. Залежь нефти пластовая, сводовая. Абсолютные отметки ВНК колеблются в интервале от -981,1 до 985,6 м. В ряде скважин (№№ 2052, 2077, 406, 1039), расположенных в западном крыле южного свода структуры установлены относительно небольшие отклонения отметок ВНК от -977,7 до -979,7 м.

По уточненной карте построенной по кровле коллекторов горизонта M-I сечением изогипс через 10 м получено небольшое изменение площади нефтеносности в сторону уменьшения в южном переклинальном замыкании (район скважины №13) структуры.

Рассмотрение  пластов M-I-A и М-1-Б, запасы которых  ранее подсчитаны раздельно, привело  к резкому уменьшению чисто нефтяной зоны.

К горизонту M-II приурочена водонефтяная пластово-массивная  залежь. Интервал залегания 1095-1111 м. Высота залежи 15 м. Абсолютные отметки ВНК колеблются в интервале от –996,4 до 992,4 м.

Рисунок 1.4.1. Стратиграфическое положение залежей нефти и газа в тургайской НГО: 1 - залежи: а - нефтяные, б - газовые, в - газонефтяные; 2 - притоки: а - нефти, б – газа

В юрских отложениях выделяются продуктивные горизонты  Ю-1 и Ю-П (II эксплутационный объект), которые в настоящем дипломе рассматриваются вместе, Ю-111 (III эксплутационный объект) и Ю-IV (IV эксплутационный объект).

Горизонты Ю-1 и Ю-П – это единый объект повсеместно содержащий песчаные коллектора с прослоями толщиной от 1 до 3 м глинистых пород.

По новым  построениям, площадь чисто нефтяной зоны уменьшилась в два раза за счет увеличения водонефтяной зоны в  восточной приразломной части.

Второй  эксплутационный объект (горизонты Ю-1+Ю-ІІ) содержат нефтяную залежь с газовой «шапкой». Залежь пластовая, тектонически экранированная сводового типа, расположена в интервале глубин 1190-1322 м. Высота ее составляет 132 м. ВНК находится в интервале абсолютных отметок от –1194 до –1198 м, газонефтяной – на отметке 1112 м. В ряде скважин (№№ ЗО10, 336, 2070, 2077, 3021, 3019) наблюдаются небольшие изменения в сторону повышения от –1110,6 до –1111,5 м, в других (№№ 339, 2099, 3015) – изменения в сторону снижения от –1113,2 до –1113,5 м.

Высота  нефтяной части –92 м, газовой –38 м.

К горизонту  Ю-Ш приурочена нефтяная залежь, расположенная  интервале глубин 1126-1312 м, высотой 86 м. Залежь пластовая, тектонически и литологически экранированная, сводового типа. Продуктивный горизонт Ю-ІІІ отделяется от горизонта Ю-ІІ повсеместно выдержанным глинистым пластом, толщина которого местами (район скважин №№ 408, 2р, 2109, 3054, 3055) утончается до 2-3 м. Коллектора, как видно из корреляционных схем, не выдержаны, и часто выклиниваются или переходят в глины.

Отметки водонефтяного контакта Ю-III горизонта отбиваются в интервале –1195 –1198 м. Данный объект является наиболее лучше освещенным бурением. В структурном плане изменения произошли в восточной части структуры. В результате крутого падения пластов сократилась площадь нефтеносности. Установлено отсутствие коллекторов в западной части структуры.

   К горизонту Ю-IV приурочена газонефтяная залежь. Тип залежи пластово-массивный, сводовый, стратиграфически и литологически экранированный. Коллектора горизонтов представлены песчаниками толщиной от 2 до 6 м чередующимися пластами глин и аргиллитов. Газонефтяной контакт отбивается на отметке –1179 м, водонефтяной в интервале отметок от –1194 до –1198 м. Высота нефтяной залежи 18 м, газовой части –24 м. За счет уточнения геологического строения залежи площадь нефтеносности сократилась за счет появления в районе скважин №№ 401,431 зон отсутствия коллекторов.

1.5 Водоносность

Месторождение Кумколь находится в пределах южной части Тургайского артезианского бассейна. В процессе разведки месторождения опробовано методом компрессирования 22 водоносных объекта и два объекта в открытом стволе.

В результате бурения и опробования глубоких параметрических, поисковых, гидрогеологических, структурных и разведочных скважин  на площадях Кумколь и Арыскум выделены водоносные комплексы протерозойских, юрских, меловых, палеогеновых, неогеновых и четвертичных отложений.

Из отложений  фундамента при испытании скважины 2 Кумколь получен приток воды с минерализацией 76,6 мг/л из интервала 1416-1503 м. Воды хлоркальциевого типа, хлоридной группы натриевой подгруппы с содержанием брома до 69,2 мг/л. Водоносный горизонт среднеюрских отложений изучен в скважинах 2, 8, 12 и 16 Кумколь. Воды напорные, притоки из интервалов перфорации сильные, что свидетельствует о хороших фильтрационных свойствах пласта.

Так, в  скважине 16 из интервала 1350-1355 м получен  приток воды дебитом 472 м3/сут, при ср.дин=б85 м.

Уменьшение  толщины пластов-коллекторов и  их частичное замещение глинами  наблюдается в районе скважин 24 и б. Полное исчезновение коллекторов отмечено в скважине 3.

Общие эффективные толщины изменяются по скважинам от 3,6 м, (скважина 21) до 1,1 м, (скважина 8).

Газонасыщенные и нефтенасыщенные толщины изменяются по площади соответственно от 2 м, (скважина 24) до 4 м (скважина 9) и от 1,8 м (скважина 24) до б,б м (скважина 8).

Горизонт  опробован в 6 скважинах, из которых 4 дали промышленные притоки нефти и газа. Газ получен в скважинах 8,9,24.

ГНК принят на отметке –1179 м, соответствующей кровле пласта давшего  нефть в скважине 8 и подошве  пласта, из которого получен газ  в скважине 9.    Самая низкая отметка получения нефти равна 1197,8 м, (скважина 24), а кровля водоносного  пласта в скважине 8 залегает на отметке  –1198 м, которая и принимается  за водонефтяной контакт. Высота газовой  части залежи равна 23,3 м, а нефтяной –18,5 м. Площади газоносности и нефтеносности  соответственно равны 708 и 1122 га. Залежь горизонта пластово-массивная сводовая стратиграфически и литологически ограниченная.