georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2022.3.8geores-115Research ArticleГЕОЛОГИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗАGEOLOGY AND EXPLORATION FOR OIL AND GAS FIELDSХарактеристика карбонатных пород-коллекторов раннеказанского возраста Горского месторождения сверхвязкой нефти, изученных методом электронного парамагнитного резонансаCarbonate reservoir rocks characterization of the Kazanian Stage of the Gorsky ultraviscous oil field by electron paramagnetic resonance methodМударисоваР. А.MudarisovaR. A.

Раушания Айдаровна Мударисова – старший преподаватель кафедры геологии нефти и газа Института геологии и нефтегазовых технологий

420111, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Raushania A. Mudarisova – Senior Lecturer, Trofimuk Department of Oil and Gas Geology

4/5, Kremlin st., Kazan, 420111

rayshania@mail.ruВолковЮ. В.VolkovYu. V.

Юрий Васильевич Волков – кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии нефти и газа Института геологии и нефтегазовых технологий;

старший научный сотрудник геологического и экологического моделирования

420111, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Yuri V. Volkov – Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), 1) Associate Professor, Trofimuk Department of Oil and Gas Geology;

Senior Researcher, Laboratory of Geological and Ecological Modeling

4/5, Kremlin st., Kazan, 420111

ХасановаН. М.KhasanovaN. M.

Наиля Мидхатовна Хасанова – канд. физ.-мат. наук, инженер НИЛ методов увеличения нефтеотдачи Научного центра мирового уровня «Рациональное освоение запасов жидких углеводородов планеты» Института геологии и нефтегазовых технологий

420111, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Nailya M. Khasanova – Cand. Sci. (Physics and Mathematics), Researcher, Research Laboratory of Stratigraphy of Oil and Gas Reservoirs

4/5, Kremlin st., Kazan, 420111

УспенскийБ. В.UspenskyB. V.

Борис Вадимович Успенский – доктор геол.-мин. наук, заведующий кафедрой геологии нефти и газа Института геологии и нефтегазовых технологий;

старший научный сотрудник геологического и экологического моделирования

420111, Казань, ул. Кремлевская, д. 4/5

Boris V. Uspensky – Dr. Sci. (Geology and Mineralogy),

Head of the Trofimuk Department of Oil and Gas Geology;

Senior Researcher, Laboratory of Geological and Ecological Modeling

4/5, Kremlin st., Kazan, 420111

Казанский федеральный университетРоссияKazan (Volga Region) Federal UniversityRussian FederationКазанский федеральный университет; Институт проблем экологии и недропользования АН РТРоссияKazan (Volga Region) Federal University; Institute of Ecology and Subsoil Use of Tatarstan Academy of SciencesRussian Federation2022130420242439098Copyright © Мударисова Р.А., Волков Ю.В., Хасанова Н.М., Успенский Б.В., 20242024Мударисова Р.А., Волков Ю.В., Хасанова Н.М., Успенский Б.В.Mudarisova R.A., Volkov Y.V., Khasanova N.M., Uspensky B.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/115

Применение метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) широко распространено при изучении карбонатных пород. ЭПР позволяет реконструировать литолого-геохимические обстановки древнего осадконакопления, в том числе окислительно-восстановительные условия и палеорадиоактивность бассейнов седиментации. В работе представлены исследования карбонатных пород-коллекторов раннеказанского возраста Горского месторождения сверхвязкой нефти (Республика Татарстан) по парамагнитным меткам: ионам марганца Mn2+, ион-радикалам SO3 – , SO2 – , РO2 2-(РO2 0 ) в минералах и свободных радикалов С600 в остатках органического вещества в породе. Карбонатные коллекторы Горской структуры, в тектоническом плане приуроченной к восточному борту Мелекесской впадины, представлены двумя основными литотипами: доломитовыми баундстоунами и доломитовыми оолитовыми пакстоунами, имеющие различные постседиментационные изменения. Данные ЭПР получены по 28 образцам, отобранных с шагом 0,5–1,5 м по разрезу скважины №8001. По спектрам ЭПР иона Mn2+ и его содержанию в карбонатных минералах выявлен лагунно-морской генезис пород Горского поднятия. Установлена доминирующая доломитовая минерализация разреза. Отсутствие ион-радикалов в карбонатных минералах и невысокие значения степени заселенности магниевой и кальциевой позиций доломитов обусловлено вторичностью карбонатов. Распределение ионов марганца, органических и неорганических радикалов в породе по разрезу показано одновременно с ее коллекторскими свойствами и условиями образования двух литотипов доломитов.

The use of the electron paramagnetic resonance (EPR) method for studying carbonate rocks is widespread. EPR makes it possible to reconstruct lithological and geochemical environments of ancient sedimentation, including redox conditions and paleo-radioactivity of sedimentation basins. The paper considers the heterogeneous structure of carbonate reservoir rocks of the Kazanian Stage of the Gorsky ultraviscous oil field by paramagnetic marks: manganese ions Mn2+, radical ions SO3 – , SO2 – , РO2 2-(РO2 0 ) in carbonate minerals and radical С600 in the remains of organic matter in the rock. The carbonate reservoirs of the Gorsky structure, tectonically confined to the eastern side of the Melekess Depression, are represented by two main lithotypes: dolomitic boundstones and dolomitic oolitic packstones, which have various post-sedimentary alterations. EPR data were obtained for 28 samples with a step of 0.5- 1.5 m along the section. The EPR spectra are characterized by narrow lines that indicate the marine origin of carbonates. Based on the EPR spectra of the ions Mn2+ and its content in carbonate minerals, the lagoonal-marine genesis of the Gorsky structure rocks was revealed. The dominant dolomite mineralization of the section was established. The absence of dolomite radicals and low values of the degree of population of the magnesium and calcium positions of dolomites are due to the secondary nature of carbonates. The distribution of manganese ions, organic and inorganic radicals in the rock along the section is shown simultaneously with its reservoir properties and the conditions for the formation of two dolomite lithotypes.

нижнеказанские отложениякарбонатные отложенияэлектронный парамагнитный резонансбаундстоуноолитовый пакстоунKazanian depositscarbonate reservoirEPR methoddolomitic boundstonedolomitic oolitic packstoneИсследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90060.The study was carried out with the financial support of the Russian Foundation for Basic Research within the framework of the scientific project No. 19-35-90060.ReferencesВертц Дж., Болтон Дж. (1975). Теория и практические приложения метода ЭПР. Пер. с англ. М.Г. Гольдфельда; под ред. Л.А. Блюменфельда. М: Мир, 548 с.Bulka G.R., Nizamutdinov N.M., Mukhutdinova N.G., Vinokurov V.M., Galeev A.A. (1991). EPR probes in sedimentary rocks: the features of Mn2+ and free radicals distribution in the Permian formation in Tatarstan. Appl. Magn. Reson., 2(1), pp. 107-115.Вотяков С.Л., Галеев А.А., Галахова О.Л., Леонова Л.В., Ильиных А.С. (2005). ЭПР как метод исследования органической компоненты биогенных карбонатных пород (на примере строматолитсодержащих пород рифея Южного Урала). ЕЖЕГОДНИК Института геологии и геохимии УРО РАН, с. 39-47.Etkinsk P.U., Saimons M. (1970). EPR Spectra and the Structure of Inorganic Radicals. Trans. from Eng. E.D. German; Ed. M.E. Dyatkin. Moscow: Mir, 310 p. (In Russ.)Гатиятуллин Н.С. (2010). Особенность пространственного размещения пермских битумов и нижележащих залежей нефти на территории Республики Татарстан. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 5(3), с. 1-9.Fakhrutdinov E.I., Nurgalieva N.G., Khasanova N.M., Silant’ev V.V. (2015). Lithological and facies features of the Lower Kazan deposits according to the EPR data of the reference section. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 157(3), pp. 87–101. (In Russ.)Игнатьев В.И. (1976). Формирование Волго-Уральской антиклизы в пермский период. Казань: Изд-во КГУ, 256 с.Gatiyatullin N.S. (2010). A feature of the spatial distribution of Permian bitumen and underlying oil deposits on the territory of the Republic of Tatarstan. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika, 5(3), pp. 1-9. (In Russ.)Кротов Б.П. (1925). Доломиты, их образование, условия устойчивости в земной коре и изменения в связи с изучением доломитов верхних горизонтов казанского яруса в окрестностях г. Казани. Труды Казанского общества естествоиспытателей, 50(6).Herndon E.M., Havig J.R., Singer D.M., McCormick M.L., Kump L.R. (2018). Manganese and iron geochemistry in sediments underlying the redoxstratified Fayetteville Green Lake. Geochimica et Cosmochimica Acta, 231, pp. 50-63. DOI: 10.1016/j.gca.2018.04.013Крутиков В.Ф. (2001). Радиоспектроскопия минералов и горных пород месторождений нерудных полезных ископаемых: Дис. докт. геол.-мин. наук. Казань, 287 с.Ignat’ev V.I. (1976). Formation of the Volga-Ural anticlise in the Permian period. Kazan: Kazan State University, 256 p. (In Russ.)Майдль Т.В., Лютоев В.П., Даньщикова И.И., Головатая О.С. (2017). Использование электронного парамагнитного резонанса для выявления признаков тектонических преобразований в карбонатных породах надвиговых зон (на примере силурийско-ордовикских отложений скв. 1-Адакская, центральная часть гряды Чернышева). Вестник ИГ Коми ИЦ УрО РАН, 2, с. 29-40. DOI: 10.19110/2221-1381-2017-2-29-40Khasanov R.R. (1999). Geochemical evolution of the Late Permian sedimentary basin of the Volga-Kama region Upper Permian stratotypes of the Volga region. Proc. Int. Symp. Moscow: GEOS, pp. 151-156. (In Russ.)Мударисова Р.А., Успенский Б.В., Волков Ю.В., Хасанова Н.М., Баранова А.Г. (2020). Литолого-фациальные особенности нижнеказанских отложений по данным ЭПР на примере Горского месторождения СВН. Экспозиция. Нефть. Газ, 4(77), с. 15-19. DOI: 10.24411/2076-6785-2020-10115Krotov B.P. (1925). Dolomites, their formation, conditions of stability in the earth’s crust and changes in connection with the study of dolomites of the upper horizons of the Kazan stage in the vicinity of Kazan. Trudy Kazanskogo obshchestva estestvoispytatelei, 50(6). (In Russ.)Муравьёв Ф.А. (2007). Литолого-минералогическая характеристика пермских маркирующих карбонатных горизонтов РТ. Дис. канд. геол.- мин. наук. Казань, 219 с.Krutikov V.F. (2001). Radiospectroscopy of minerals and rocks of nonmetallic mineral deposits. Dr. geol.-min. sci. diss. Kazan, 287 p. (In Russ.)Нургалиева Н.Г. Аникина Е.А., Хасанова Н.М. (2017). Строение турнейских нефтеносных известняков южного склона Южно-Татарского свода по данным петрофизических и геохимических исследований Нефтяное хозяйство, 2, с. 46-48. DOI: 10.24887/0028-2448-2017-2-46-48Lloyd R.V., Morie C.S., Lumsden D.N. (1991). ESR-determined manganese partitioning ratios in dolomite synthesized at 180° and 250°C. Chemical Geology, 105, pp. 253-257. DOI: 10.1016/0009-2541(93)90129-7Продуктивные битуминозные толщи пермских отложений Мелекесской впадины и Южно-Татарского свода (1982). Под. ред. В.И. Троепольского, Н.П. Лебедева. Казань: Изд-во КГУ, 104 с.Maidl’ T.V., Lyutoev V.P., Dan’shchikova I.I., Golovataya O.S. (2017). The use of electron paramagnetic resonance to reveal signs of tectonic transformations in carbonate rocks of thrust zones (on the example of the Silurian-Ordovician deposits of the 1-Adakskaya well, the central part of the Chernyshev Ridge). Vestnik IG Komi ITs UrO RAN, 2, pp. 29-40. (In Russ.)Ронов А.Б. (1973). Эволюция состава пород и геохимических процессов в осадочной оболочке Земли. Межд. геохим. конгресс: Тр. ГЕОХИ, I(IY), с. 28-44.DOI: 10.19110/2221-1381-2017-2-29-40 Mudarisova R.A., Uspenskii B.V., Volkov Yu.V., Khasanova N.M., Baranova A.G. (2020). Lithological-facies features of the Lower Kazan deposits according to EPR data on the example of the Gorskoye deposit. Ekspozitsiya. Neft’.Gaz, 4(77), pp. 15-19. (In Russ.) DOI:10.24411/2076-6785-2020-10115Страхов Н.М. (1963). Типы литогенеза и эволюции в истории Земли. М: Госгеолтехиздат, 535 с.Murav’ev F.A. (2007). Lithological and mineralogical characteristics of the Permian marker carbonate horizons of the Republic of Tatarstan. Cand. geol.-min. sci. diss. Kazan, 219 p. (In Russ.)Хасанов Р.Р. (1999). Геохимическая эволюция позднепермского осадочного бассейна Волго-Камского региона Верхнепермские стратотипы Поволжья. Докл. межд. симп. М: ГЕОС, с. 151-156.Nurgalieva N.G. Anikina E.A., Khasanova N.M. (2017). The structure of the Tournaisian oil-bearing limestones of the southern slope of the South Tatar arch according to the data of petrophysical and geochemical studies. Neftyanoe khozyaistvo = Oil industry, 2, pp. 46-48. (In Russ.) DOI: 10.24887/0028-2448-2017-2-46-48Успенский Б.В., Валеева И.Ф. (2008). Геология месторождений природных битумов Республики Татарстан. Казань: ГАРТ, 347 с.Otamendia A.M., Díaz M., Costanzo-Álvarez V., Aldana M., Pilloud A. (2006). EPR stratigraphy applied to the study of two marine sedimentary sections in southwestern Venezuela. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 154, pp. 243-254. DOI: 10.1016/j.pepi.2005.04.015Фахрутдинов Э.И., Нургалиева Н.Г., Хасанова Н.М., Силантьев В.В. (2015). Литолого-фациальные особенности нижнеказанских отложений по данным ЭПР опорного разреза. Ученые записки Казанского университета, 157(3), с. 87–101.Productive bituminous strata of the Permian deposits of the Melekes depression and the South Tatar arch (1982). Ed. V.I. Troepol’skii, N.P. Lebedev. Kazan: KSU, 104 p. (In Russ.)Эткинск П.У., Саймонс М. (1970). Спектры ЭПР и строение неорганических радикалов. Пер. с англ. Э.Д. Германа; под ред. М.Е. Дяткиной. М: Мир, 310 с.Ronov A.B. (1973). Evolution of rock composition and geochemical processes in the sedimentary shell of the Earth. Tr. GEOKHI, I(IY), pp. 28-44. (In Russ.)Bulka G.R., Nizamutdinov N.M., Mukhutdinova N.G., Vinokurov V.M., Galeev A.A. (1991). EPR probes in sedimentary rocks: the features of Mn2+ and free radicals distribution in the Permian formation in Tatarstan. Appl. Magn. Reson., 2(1), pp. 107-115.Strakhov N.M. (1963). Types of lithogenesis and evolution in the history of the Earth. Moscow: Gosgeoltekhizdat, 535 p. (In Russ.)Herndon E.M., Havig J.R., Singer D.M., McCormick M.L., Kump L.R. (2018). Manganese and iron geochemistry in sediments underlying the redoxstratified Fayetteville Green Lake. Geochimica et Cosmochimica Acta, 231, pp. 50-63. DOI: 10.1016/j.gca.2018.04.013Uspenskii B.V., Valeeva I.F. (2008). Geology of deposits of natural bitumen in the Republic of Tatarstan. Kazan: GART, 347 p. (In Russ.)Lloyd R.V., Morie C.S., Lumsden D.N. (1991). ESR-determined manganese partitioning ratios in dolomite synthesized at 180° and 250°C. Chemical Geology, 105, pp. 253-257. DOI: 10.1016/0009-2541(93)90129-7Votyakov S.L., Galeev A.A., Galakhova O.L., Leonova L.V., Il’inykh A.S. (2005). EPR as a method for studying the organic component of biogenic carbonate rocks (on the example of stromatolite-containing rocks of the Riphean of the Southern Urals). Ezhegodnik In-ta geologii i geokhimii URO RAN, pp. 39-47. (In Russ.)Otamendia A.M., Díaz M., Costanzo-Álvarez V., Aldana M., Pilloud A. (2006). EPR stratigraphy applied to the study of two marine sedimentary sections in southwestern Venezuela. Physics of the Earth and Planetary Interiors, 154, pp. 243-254. DOI: 10.1016/j.pepi.2005.04.015Wertz, J.E., Bolton, J.R. (1975). Theory and practical applications of the EPR method. Trans. from Eng. M.G. Goldfeld; Ed. L.A. Blumenfeld. Moscow: Mir, 548 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.