CC BY
45
Д.В. Глущенко
Российский гос. университет нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ВНУТРЕННЕЙ СТРУКТУРЫ ФУНДАМЕНТА НА СТРОЕНИЕ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ЮЖНО - ТАТАРСКОГО СВОДА И ВОСТОЧНОГО БОРТА МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ
Анализ влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла проводился на материале по плотно разбуренной территории восточного склона ЮжноТатарского Свода (ЮТС) и восточного борта Мелекесской впадины, характеризующимися незначительными размерами и малой амплитудой локальных поднятий, а также несо-падением структурных планов целевых горизонтов, что, в совокупности, затрудняет поиск перспективных структур.
Повышение эффективности поисковых работ на этой территории Татарстана предполагает применение широкого комплекса исследований, включающих, в частности, увязку особенностей строения фундамента и осадочного чехла.
Уточнение структурных планов и выделение новых локальных поднятий проводилось на основе методики, разработанной с учетом связей внутренней структуры фундамента и осадочного чехла и апробированной на локальных объектах в различных тектонических зонах (Лапинская и др., 1996).
Основой методики являются представления о том, что фундамент и осадочный чехол древней платформы, начиная с раннего протерозоя, представляют собой единую систему, образование которой обусловлено объединением обособленных сегментов платформы в целостный геоблок (Муслимов и др., 1996; Постников и др., 1996).
Заложившиеся на ранних этапах консолидации фундамента унаследованные древние нарушения или флексур-но-разломные зоны (ФРЗ), не залечивались, а унаследо-
Рис. 1. Структурная карта по кровле ассельского яруса восточного склона Южно-Татарского свода. 1 - разломы фундамента; 2 - точки скважин, №; 3 - продуктивные скважины; 4 - скважиныг с отмеченныж нефтепроявлением; 5 - непродуктивные скважиныг; 6 - перспективные локальные объектыг; 7 - контур Ромашкинского месторождения; 8 - аминис-тративная граница Татарстана.
вано развивались, многократно активизируясь и усложняясь в течение всей последующей геологической истории, играя ведущую роль в формировании и структурировании осадочного чехла.
Для выделения ФРЗ в осадочном чехле, контролирующихся блоковой тектоникой фундамента, разработана методика их выявления и картирования. Выделение структу-роформирующих элементов проводилось по комплексу геолого-геофизических данных, включающего помимо анализа состава и структуры фундамента результаты грави-магнитных, космогеологических и геоморфологических съемок, что позволило закартировать систему структуро-формирующих нарушений приблизительно одного ранга.
Выделенные разломы относятся к широтно-меридио-нальной и диагональной взаимно ортогональным системам и соответствуют осям зон наибольшей концентрации нарушений низких рангов. Это позволяет выявить закономерности в хаотичной, на первый взгляд, сетке дислокаций различных рангов и простираний.
При анализе структуры осадочного чехла территории восточного склона Южно-Татарского свода в качестве ре-перных горизонтов выбраны поверхность фундамента и кровля ассельского яруса, структура которой построена по многочисленным структурным скважинам. Достоверность построения этой поверхности очень высока, однако при учете положения структуроформирующих разломов и закономерностей их влияния на строение осадочного чехла удалось значительно уточнить особенности даже столь хорошо изученного объекта.
Рис. 2. Структурная карта поверхности кристаллического фундамента восточного склона ЮТС. 1 -разломыг фундамента; 2 - точки скважин: числитель - номер, знаменатель - абс. отметка поверхности фундамента; ост. обозн. - см. рис. 1.
научно-технический журнал
I еоресурсы 2 (19) 2006
Анализ строения структурного плана ассельского горизонта показал, что восточный склон ЮТС характеризуется значительной структурной неоднородностью (Рис. 1). На рассматриваемой территории, расположенной к востоку от Ромашкинского месторождения, выщеляется большое количество мелких локальных поднятий размерами 1 - 2x3 - 5 км, разделенных разветвленной системой прогибов, простирания которых совпадают с направлениями структуроформирующих разломов фундамента.
Сопоставление структурных особенностей фундамента и ассельского яруса показывает, что при картировании фундамента были зафиксированы разломы только высоких рангов, а ФРЗ низких порядков протрассировать по фундаменту не удалось. Поверхность фундамента оказалась рас-членной в значительно меньшей степени, чем ассельская структура, что скорее всего связано с недостаточным количеством информации по фундаменту (Рис. 2).
Совместное рассмотрение закартированных ФРЗ и структурного плана целевых горизонтов в осадочном чехле позволило существенно детализировать их структурный план. Выщелено большое число флексурных осложнений, прослежены цепочки надблоковых локальных поднятий и прогибов, намечен ряд перспективных объектов. Размеры этих объектов обыгчно не превышают 2 - 4 км, что соответствует параметрам блоков фундамента, вычленяемых разломами. Близко расположенные мелкие поднятия могут представлять собой локальные осложнения более крупных структур. Наиболее обоснованным представляется выще-ление новых объектов, связанных с уже выявленными поднятиями единым структуроформирующим разломом.
На структурном плане ассельского яруса отчетливо прослеживаются элементы унаследованного северо-восточного и северо-западного простираний, разделяющие относительно крупные поднятия, включающие ассоциации мелких локальных структур. Это свидетельствует об унаследованности положения структуроформирующих разломов, подчеркивает их субвертикальность и отсутствие регионального несоответствия структурных планов. Так в районе скв. 20059 и 20043 вышвляется зона прогибания, а в районе скв. 127 и 565 - зона поднятий, как по поверхности фундамента, так и ассельского яруса.
При анализе взаимосвязи состава и строения фундамента, осадочного чехла и схемы размещения выявленных залежей нефти на восточном борту Мелекесской впадины установлено, что пространственное положение нефтегазоносных структур контролируется разломно-блоковой тектоникой фундамента (Рис. 3). Залежи приурочены к границам блоков различного состава, среди который важнейшая роль принадлежит зонам диафтореза. Залежи находятся либо внутри блока, либо в зоне сочленения блоков различного состава и генезиса. В районе скважин 829, 161, 171, 828, 821, 172, 2230 залежи нефти связаны с гранулитовым блоком фундамента, в районе скв. 251 залежь располагается внутри блока, ограниченного зоной диафтореза, в районе скв. 380 небольшая залежь располагается в центре блока, являющегося архейской интрузией анортозитового состава.
Залежи углеводородов и перспективные структуры часто располагаются в приразломных зонах и узловых участках их пересечения, что подтверждает контролирующую роль тектоники в формировании структуры нефтегазоносного комплекса осадочного чехла. Дополнительным подтверждением этого тезиса является группа залежей в
районе скв. 566, 563, выстроенная в линейную цепочку меридионального простирания и соответствующая разлому древнего заложения, а также ряд структур в районе скв. 79, 273, вывделенныгх по данным сейсморазведки в при-узловой зоне пересечения разломов широтного и северовосточного простираний.
При сопоставлениях выявлены и несоответствия взаимного положения блоков фундамента и залежей. В ряде случаев, когда залежь располагается над блоком, но ее границы несколько выступают за его пределы, можно предположить следующее: 1) положение границ блока имеет условный характер, в силу недостаточности данных для их проведения, (район скв. 609, 2231, 572); 2) если граница достоверна, то можно ожидать что строение краевой части этой структуры (залежи) осложнено серией блоковых либо флексурно-разломных дислокаций (район скв. 829).
В тех случаях, когда залежь размещается непосредственно над разломом, можно ожидать, что ее строение будет осложнено серией разломных либо флексурных дислокаций (район скв. 651, 5, 7, 78, 60, 81). В результате, в пределах структуры может сформироваться ряд локальных поднятий, что выявлено для наиболее крупных месторождений изучаемой территории - Нурлатского и Аксубаево-Мокшинского.
При низкой степени заполненности ловушки залежь может распадаться на обособленные объекты, а расположение разведочных скважин в наиболее «перспективной» центральной части крупного поднятия приведет к отрицательному результату. Такими соотношениями объясняется обособление самостоятельных залежей на разных стратиграфических уровнях, объединенных единым контуром по одному из горизонтов, установленное на ряде объектов.
Таким образом, использование выявленных закономерностей можно использовать при построении моделей залежи и проектировании поисково-разведочных скважин.
Одним из методов выявления разломно-блоковых структур современного тектонического плана является космогеологическое дешифрирование и геоморфологический анализ с выделением линеаментов, их систематизацией и ранжированием. В результате космодешифри-рования территории восточного борта Мелекесской впадины были выделены две основных системы линейных ли-неаментов: меридионально-широтная, диагональная, а также система кольцевых линеаментов. Помимо основной, выделяются линеаменты слабо варьирующих северо-се-веро-восточных простираний. Эти линеаменты относятся, по-видимому, к одному или близким рангам, поскольку их длина колеблется в небольших пределах от 1 до 6 км.
При дешифрировании ставилась цель вывделить те лине-аменты, которые совпадают по простиранию с границами блоков фундамента, при этом линеамент может находиться на удалении от границы до 300 м, но иметь такое же простирание. В результате установлено, что большая часть линейных линеаментов соответствует системе разломов древнего заложения, высокая активность которых обуславливает наличие границ блоков различного состава и генезиса.
Кольцевые линеаменты относятся к трем ранговым системам и имеют разный генезис. К первой относятся фрагменты кольцевых структур высокого ранга, имеющие радиус (Я) в десятки километров и, вероятно, незначительное соответствие со структурой фундамента. Ко второй - кольцевые структуры замкнутые и не замкнутые, Я - до 6 - 7 км, не имеющие прямого отражения в структуре фундамента.
^научно-технический журнал шв^т^^^^ш
Георесурсы Ш2Ш
Рис. 3. Схема сопоставления расположения нефтяных залежей с составом и строением фундамента восточного борта Мелекесской впадиныг. 1 - границыI залежей, по данным ТатНИПИ-нефтъ; 2 - границы блоков разного петрографического состава; 3 - тектонические нарушения.
Рис. 4. Схема сопоставления расположения нефтяныгх залежей со схемой ли-неаментов низкого ранга восточного борта Мелекесской впадиныг.1 - границы залежей, по дан-ны м ТатНИПИ-нефтъ; 2 - Линеа-менты низкого ранга; 3 - границы блоков вы сокого ранга.
Ядром таких структур нередко являются мелкие, 1 - 2 км в диаметре, блоки фундамента разного состава (район скв. 902, 112). Границы этих структур совпадают с границами зон диафторической переработки субстрата, слагающего фундамент (район скв. 84, 51, 151). К третьей системе относятся кольцевые структуры Я до 2 - 3 км, соответствующие блокам фундамента таких же размеров (район скв. 112, 850, 10, 151, 113) и нередко являющиеся концентрами кольцевых структур более высокого ранга. Таким образом, начиная с позднего протерозоя и до настоящего времени ФРЗ унаследованно развивались и постоянно активизировались.
Сопоставляя результаты дешифрирования со схемой расположения залежей восточного борта Мелекесской впадины, можно сделать вывод, что скопления углеводородов концентрируются в ортогональных блоках более высокого ранга, чем картируемые «элементарные» блоки фундамента. Выявленные блоки имеют северо-восточное и юго-западное простирание (Рис. 4); их ширина - 20 - 26 км, длина-44 км. Границы блоков соответствуют границам зон диаф-торической переработки гранулитового метаморфического комплекса и совокупности нескольких границ «элементарных» блоков. На поверхности Земли блоки высокого ранга выделяются неоднозначно, но их границы прослеживаются в виде понижений рельефа и нередко совпадают с
руслами рек. Ориентировка границ этих блоков совпадает по простиранию с планетарной системой линеаментов (планетарной трещиноватости), ориентированных по углам 3250 и 550 от нулевого меридиана и соответствует глобальной системе сдвиговыгх «ротационных» напряжений (Воронов, 1991). Это указывает на унаследованное и закономерное развитие фундамента и осадочного чехла Земли на протяжении позднего протерозоя и фанерозоя.
Если залежь оказывается разделенной на несколько мелких объектов, учет вышвленнык закономерностей позволяет уменьшить риск попадания проектных скважин в законтурную зону. Открывается возможность прогнозирования зон трещиноватости, что, с одной стороны, снижает риск аварийности скважин, с другой - появляются подходы для моделирования залежей в трещинных коллекторах. Кроме того, удается более точно прогнозировать морфологию и тип залежи, а также распределение ФЕС коллекторов, что, в конечном итоге, позволяет более эффективно вести поиск, разведку и эксплуатацию залежей.
Литература
Лапинская Т.А., Попова Л.П., Постников A.B. Соотношения внутренней структуры фундамента и строения осадочного чехла платформенных нефтегазоносных провинций. Геология нефти и газа. № 10. 1996. 4-12.
Лапинская Т.А., Попова Л.П., Постников A.B., Яковлев Д.О. Отражение структурно-вещественной неоднородности фундамента в строении осадочного чехла Южно-Татарского свода. Геология нефти и газа. № 4. 1989. 27-31.
Муслимов Р.Х. и др. Кристаллический фундамент Татарстана и проблемы его нефтегазоносности. Казань: Дента. 1996.
Постников A.B., Лапинская Т.А., Попова Л.П., Бибикова E.B. и др. Геодинамика кристаллического фундамента Татарстана, ее влияние на строение осадочного чехла и эволюцию метаморфических процессов. Отчет. ГАНГ им. И.М.Губкина. Москва. 1996.
Шаров В.И., Трофимов B.A. и др. Тектонофизический анализ разломной тектоники Южно-Татарского свода в связи с его нефте-газоносностью. Перспективы1 нефтегазоносности кристаллического фундамента на территории Татарстана и Волго-Кам-ского региона. Труды1 конф. Казань: Новое знание. 1998. 107-109.
Bоронов П.С. Принципы сдвиговой тектоники и ротационные силы Земли. Сдвиговыш тектонические нарушения и их роль в образовании месторождений полезныа ископаемыа. М.: Наука. 1991. 9-19.
Казань: Изд-во "Плутон", 2005. - 276 с.
Актуальные задачи выявления и реализации потенциальных возможностей горизонтальных технологий нефтеизвлечения
Академия Наук Республики Татарстан
В сборнике представлены тексты докладов конференции, посвященной 50-летию бурения первой РГ-скважины Григоряна (Казань, 18-19 декабря 2003 года), и заседания "Круглого стола", проведенного АН РТ в рамках Международной специализированной выставки "Нефть, Газ, Химия - 2004" (Альметьевск,
20-22 октября 2004 года). Сборник представляет собой вторую книгу из серии " Механизмы и физика {МиФ)щефтеизвлечения".
научно-технический журнал
^ Георесурсы 2 (19) 2006
