CC BY
77
ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПОИСКОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГАЗА В ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ УСТЮРТА
А.Я. Гризик, М.С. Кучеря, Н.Г. Иванова (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»)
Территория восточного Устюрта в административном отношении относится к Каракалпакской области Узбекистана. В тектоническом плане изучаемая территория расположена на северо-западе эпипалеозойской платформы (Туранская плита). Гетерогенное складчатое основание платформы представлено породами палеозойского и допалеозойского возраста, платформенный чехол -мезозойско-кайнозойским комплексом осадочных пород (начиная с юрских); промежуточный структурный этаж сложен пермо-триасовым комплексом.
Северная часть рассматриваемой территории охватывает юго-восточную часть СевероУстюртской синеклизы, где выделяют Барсакельмесский прогиб, Кульбайскую и Аторбайскую мульды (две последние можно объединить с Барсакельмесским прогибом в одну депрессионную зону) и Судочий прогиб, отделенный от них Куаныш-Коскалинским валом.
Южная часть охватывает Ассакеауданский прогиб, расположенный в системе Южно-Мангыш-лакско-Устюртских прогибов. С севера к Ассакеауданскому прогибу примыкает Шахпахтинская ступень, с юга - Кумсебшенское поднятие. Северная и южная части разделены Мангышлакско-Центрально-Устюртской системой поднятий (рис. 1). Таким образом, можно выделить три депрес-сионные зоны: Ассакеауданский прогиб (включая тектонические ступени), Кульбайско-Аторбай-скую мульды и Судочий прогиб, разделенные зонами поднятий разного порядка.
Планомерные геолого-разведочные работы (ГРР) на нефть и газ проводятся здесь с 1960-х гг. В эти годы работы были сконцентрированы в пределах крупных приподнятых зон. Однако начиная с середины 1990-х гг., в результате открытия первых месторождений в Приаралье, ГРР были развернуты в пределах Судочего прогиба. За все время проведения работ в восточной части Устюрта выявлено 15 газовых и газоконденсатных месторождений. Девять из них приурочены к Судочему прогибу, наиболее крупными из которых по запасам являются месторождения Урга-Дали, Сургиль, Учсай, остальные - средние и мелкие. Пять, в основном мелких, месторождений установлены в пределах Куаныш-Коскалинского вала. Одно (среднее по запасам) месторождение газа открыто на Шахпахтинской ступени. В пределах остальных структурных элементов, кроме непромышленных притоков газа, залежи углеводородов (УВ) не установлены.
На открытых месторождениях главным продуктивным комплексом являются юрские отложения. Необходимо отметить, что юрские отложения Судочего прогиба и Шахпахтинской ступени характеризуются наиболее широким диапазоном газоносности, здесь залежи установлены во всех отделах юры, а на Куаныш-Коскалинском валу продуктивны в основном нижне-среднеюрские отложения. Кроме отложений юрского возраста на Куаныш-Коскалинском валу непромышленные залежи установлены и в породах палеозоя. Также притоки газа из палеозоя получены и в Ассакеауданском и Судочем прогибах.
В целом, размещение залежей УВ соответствует общим для молодых платформ закономерностям, описанным Н.А. Крыловым и другими авторами, главной из которых является сопряженность зон нефтегазонакопления независимо от степени их собственной погруженности с крупными депрессиями - областями нефтегазообразования [1]. Исходя из этого в пределах рассматриваемой территории можно выделить три зоны нефтегазообразования и питания, приуроченных к крупным депрессиям, выполненным мощным комплексом юрско-четвертичных отложений: Кульбайско-Аторбайская депрессионная зона, Судочий и Ассакеауданский прогибы. Основными факторами, влияющими на масштаб генерации и миграции УВ, являются: характер исходного органического вещества (ОВ) нефтегазопроизводящих формаций и глубина депрессии, необходимая для образования промышленных скоплений УВ. При этом, чем больше глубина депрессии, тем в большем количестве и в структурно более высоких зонах борта депрессии встречаются скопления нефти и газа.
Строение осадочного чехла депрессионных зон восточного Устюрта имеет общие черты, но в истории развития и тектонических особенностях можно выявить ряд важных различий, влияющих на их нефтегазоносность.
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
217
Л.ПЯИСКИИ При. г- —». Ассякеудан
Ассакег^дансии" г ^^^кивдыкыш
! Ни кол ас в ко с
^^Кубла-Ассакеудан
Вост. Ассакеудап Байд ыйс кая
Условные обозначения:
Пз
зш4 ^5 Шб
Кумсебшенское
Рис. 1. Схема структурных элементов восточного Устюрта.
Границы тектонических элементов: 1 - I порядок, 2 - II порядок, 3 - III порядок; 4 - газоконденсатные месторождения; 5 - площади с промышленными притоками газа; 6 - структуры, выведенные из бурения как бесперспективные
Как отмечалось ранее, газоносность рассматриваемой территории связана в основном с нижнесреднеюрскими отложениями, представленными терригенной сероцветной субугленосной формацией. Отложения формации залегают с угловым и стратиграфическим несогласием на разновозрастных отложениях пермотриаса и палеозоя и вскрыты всеми скважинами. Мощность юрских отложений изменяется в широких пределах. Наименьшими значениями мощности юры характеризуются крупные зоны поднятий и валов: в пределах Центрально-Устюртской системы поднятий мощность их составляет 320 м (Кохбахты), Теренкудукского вала - 560 м (Теренкудук), Куаныш-Коскалинского вала - 950 м (Куаныш) (рис. 2).
В направлении Актумсукской системы дислокаций, за счет выпадения из разреза нижней и частично средней юры, мощность юрских отложений резко сокращается до 500 м. Наибольших значений она достигает в пределах крупных депрессий. Например, в Судочем прогибе мощность ее составляет более 3000 м, в Ассакеауданском прогибе - 1500 м, в Кульбайско-Аторбайской депресси-онной зоне в наиболее погруженной части, расположенной непосредственно у Актумсукского разлома, - 1800-2000 м. В южном направлении, в сторону Центрально-Устюртской системы поднятий, юрские отложения характеризуются постепенным сокращением мощности.
Формирование нижнеюрских отложений происходило в условиях континентального осадкона-копления, что привело к широкому развитию озерно-болотных фаций, представленных песчаниками с прослоями алевролитов и глин. Геохимическая среда осадконакопления изменялась от окислительной до слабо восстановительной. Для этих отложений характерны обуглившиеся растительные остатки, которые иногда образуют линзообразные пропластки угля незначительной мощности (0,20-1,0 м) [2].
Среднеюрские отложения характеризуются разнообразными условиями осадконакопления, и здесь, наряду с сугубо континентальными, существовали субаквальные и прибрежно-морские, что периодически приводило к восстановительной геохимической обстановке. Для среднеюрских отложений, также как и для нижнеюрских, характерно широкое развитие обуглившихся растительных остатков.
В Судочем прогибе газоматеринские свиты нижней и средней юры представлены глинистыми и аргиллитовыми толщами с высоким содержанием ОВ и органического углерода (С ), которое изменяется в пределах 0,62-2,5 %. Нередко встречаются показания Сорг от 10 до 15 % и выше [4], что. по-видимому, связано с наличием обуглившихся растительных остатков.
В Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоне в нижне-среднеюрских породах (представленных глинами и аргиллитами) содержание Сорг изменяется в пределах 0,29-6,5 %, а в отдельных образцах доходит до 59,82 %.
Нижне-среднеюрские отложения Ассакеауданского прогиба также содержат достаточное коли -чество органического углерода и битумов. Содержание Сорг здесь изменяется от 0,26 до 12 % и выше.
Таким образом, по условиям осадконакопления и вещественному составу пород нижнесреднеюрские отложения всего рассматриваемого региона характеризуются принципиальным сходством. Высокое содержание ОВ преимущественно гумусового типа позволяет сделать вывод о том, что в рассматриваемых отложениях юры формировались материнские свиты, способные генерировать в основном газообразные УВ. Однако фациальные и геохимические условия, благоприятствующие накоплению и захоронению исходного ОВ, возникали периодически как во времени, так и в пространстве. Стоит отметить, что в средней юре начали проявляться субаквальные и прибрежноморские условия осадконакопления, это в свою очередь приводило к расширению слабовосстановительных и восстановительных геохимических фаций. С этой точки зрения отложения средней юры можно охарактеризовать как более благоприятные, по сравнению с нижнеюрскими, для накопления и захоронения ОВ, а следовательно, и генерации УВ.
Наибольшими глубинами погружения юрских отложений характеризуется Судочий прогиб. В бортовых зонах прогиба поверхность доюрских отложений залегает на глубинах 4000-4400 м, в центральной части - 4800-5600 м. В рельефе поверхности верхнеюрских отложений гипсометрически приподнятое положение занимает более крутой восточный борт впадины - Бердахская ступень. Поверхность верхнеюрских отложений находится здесь на глубинах 1300-1650 м, погружаясь к центру прогиба до глубин 2000 м и более (рис. 3). Исследованиями Н.М. Акрамовой установлено, что уровень катагенетической преобразованости ОВ нижне-среднеюрских отложений в Судочем
Рис. 2. Мощности юрских отложений по линиям 1-1 и 11-11
гхэ
со
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
прогибе изменяется в соответствии с глубиной их залегания от МК1-2 до МК3, что свидетельствует о нахождении их в благоприятных для генерации газа условиях.
Миграция УВ проходила из центральной, наиболее погруженной части Судочего прогиба, как в восточном - в сторону Тахтакаирского вала, так и в западном направлении в сторону Куаныш-Коскалинского вала. При этом большая часть УВ, по-видимому, мигрировала в сторону приподнятого крутого борта, что связано с более высоким горизонтальным градиентом напора пластовых вод, определяющим направление основного потока элизионных вод и УВ [1]. Здесь в 1990-2004 гг. открыто семь газоконденсатных месторождений (Сургиль, Сев. Арал, Бердах, Вост. Бердах, Учсай, Шаргалык и на Тахтакаирском валу - месторождение Шеге). Часть флюида мигрировала в сторону Куаныш-Коскалинского вала, где на западном борту Судочего прогиба отрыто крупное газоконденсатное месторождение Урга-Дали.
Меньшими глубинами залегания характеризуются юрские отложения Ассакеауданского прогиба. Поверхность доюрских отложений в центральной части прогиба погружается до глубин 3500-3700 м. В пределах Шахпахтинской ступени эта поверхность находится на глубинах 2600-2800 м, а верхнеюрских отложений - на глубине 1800-2000 м, погружаясь к центру прогиба до глубин 2000-2100 м и более (рис. 4).
Исследованиями Х.Х. Авазходжаева и Л.И. Лабутиной, основанными на методе суммарного импульса тепла, установлено, что нижнеюрские отложения Шахпахтинской ступени достигли стадии МК3 к концу эоцена, а среднеюрские отложения - в начале олигоцена. Это может свидетельствовать о том, что нижне-среднеюрские отложения и Шахпахтинской ступени и центральной части Ассакеау-данского прогиба (ввиду большей их погруженности) могли генерировать УВ. Здесь так же, как и в Судочем прогибе предположительно миграция УВ проходила в сторону крутого борта, осложненного Шахпахтинской ступенью, что подтверждено открытием газового месторождения Шахпахты и промышленными притоками газа из нижних горизонтов средней юры на площади Джел (Зап. Шахпахты).
Юрские отложения в Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоне по поверхности доюрских отложений погружены на глубины 3800-4100 м, а по поверхности верхней юры характеризуются отметками 2300-2500 м (рис. 3, 4). Достоверных данных о катагенезе ОВ в этой зоне на сегодняшний день нет. Однако если взять за основу отметку 2300 м (Х.Х. Авазходжаев и Л.И. Лабутина), характеризующую вступление отложений в стадию мезокатогенеза (МК1) для Шахпахтинской ступени, и продлить ее на всю рассматриваемую территорию, можно сделать вывод о том, что нижнесреднеюрские отложения в Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоне уже прошли стадию МК] (по крайней мере, нижнеюрские отложения находятся в стадии МК3 и, возможно, частично в МК4). Положительным моментом, подтверждающим возможность генерации УВ нижне-среднеюрскими отложениями Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоны, можно считать незначительные притоки газа на ряде площадей. Например, на площади Тлеукудук из среднеюрских отложений получен неподдающийся замеру приток газа. Однако по результатам бурения поисковых скважин в пределах, примыкающих к депрессионной зоне поднятий и на ее бортах, промышленных месторождений до сих пор не выявлено, кроме мелких скоплений, открытых в приосевой зоне Куаныш-Коскалинского вала (Куаныш, Кокчалак, Акчалак, Карачалак и Зап. Барсакельмес). Вопрос об источнике газа этих месторождений остается дискуссионным.
Таким образом, из рассмотренных в данной работе депрессионных зон, по мнению авторов, наибольшим генерационным потенциалом обладают Судочий прогиб, где нижне-среднеюрские отложения имеют наибольшую мощность и глубину погружения. Причем, здесь газогенерирующими могут быть отложения как нижней, так и средней юры, что подтверждается широким диапазоном газоносности юрских отложений в открытых месторождениях. Меньшим, по сравнению с Судочим прогибом, генерационным потенциалом обладают юрские отложения Ассакеауданского прогиба и Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоны.
Помимо рассмотренных выше факторов на закономерности размещения газовых и газоконденсатных залежей в восточном Устюрте значительное влияние оказывает литолого-фациальная характеристика отложений, от которой зависит развитие пород-коллекторов с высокими фильтрационноемкостными свойствами.
На общие закономерности изменения емкостных и фильтрационных свойств пород-коллекторов восточного Устюрта обратили внимание З.С. Ибрагимов с соавторами еще в 1973 г. [2]. По их мне-
Рис. 3. Геологический профиль по линии 11-11
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
Рис. 4. Геологический профиль по линии 1-1
ПРОБЛЕМЫ РЕСУРСНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ГАЗОДОБЫВАЮЩИХ РАЙОНОВ РОССИИ ДО 2030 Г.
СБОРНИК НАУЧНЫХ ТРУДОВ 2010 Г.
223
нию, в прибортовых и центральных районах бассейна седиментации терригенные породы обладают худшими емкостными и фильтрационными свойствами, чем в промежуточной между ними зоне. К таким же выводам пришли М.Ф. Мирчинк и Н.А. Крылов, которые считают, что за пределами осевых зон депрессий на крутых бортах образуются ловушки большей емкости и наблюдается улучшение коллекторских свойств по восстанию пластов. Кроме того, вершины крупных поднятий могут играть роль барьеров на пути регионального миграционного потока УВ [3].
Как уже отмечалось, осадконакопление в раннеюрское время проходило в континентальных условиях, когда широкое развитие получили озерно-болотные фации, представленные песчаниками с прослоями алевролитов и глин. Литологический состав нижнеюрских отложений свидетельствует о неблагоприятных условиях формирования высокоперспективных пород коллекторов [2]. На площадях Вост. Айтуз, Картпай, Тлеукудук, Куаныш и другие нижнеюрские отложения представлены в основном коллекторами V, IV классов (по А.А. Ханину, 1956) с низкой и пониженной емкостью и проницаемостью. Открытая пористость изменяется от 1,3-11,8 %, проницаемость - 0,18-1,0 мД, исключение составляют песчаники, вскрытые на месторождении Шахпахты и площади Джел (Зап. Шахпахты), здесь открытая пористость коллекторов меняется от 6,0 до 20,0 %. Суммарная мощность песчаных коллекторов достигает 150 м (Куаныш), а в районе Ассаукеуданского прогиба уменьшается до 60 м.
В среднеюрское время формировались в основном породы-коллекторы: III класса (Картпай), представленные прибрежно-морскими и континентальными песчано-алевролитовыми отложениями, характеризующиеся средней и пониженной емкостью, открытая пористость которых достигает 16 %, газопроницаемость - 4,22 мД, и IV класса (Вост. Айтуз, Тлеукудук), открытая пористость ко -торых составляет 5-8 %. Однако встречаются горизонты песчаников, коллекторы которых относятся к I и II классам (Шахпахты, Ассакеаудан, Судочий прогиб) с открытой пористостью 15-24 %, проницаемостью - 150-580 мД. Суммарная мощность песчаных горизонтов изменяется от 50 до 250 м.
Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод о том, что в настоящее время наиболее перспективными для поисков залежей газа и газоконденсата на территории восточного Устюрта являются направления работ, связанные с нижне-среднеюрскими отложениями Судочего прогиба и Шахпахтинской ступени. Перспективы газоносности юрских отложений в пределах Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоны до сих пор остаются неопределенными. Учитывая невыдержанность по площади нижне-среднеюрских отложений, характеризующихся повышенными фильтрационно-емкостными свойствами пород-коллекторов, и незначительные размеры локальных поднятий, дальнейшие перспективы могут быть связаны с выявлением и подготовкой литологически ограниченных, тектонически экранированных и комбинированных ловушек. Наиболее перспективной зоной для поисков залежей, связанных с такими объектами, является северная часть Кульбайско-Аторбайской депрессионной зоны, где нижнеюрские и частично среднеюрские отложения экранируются Актумсукским разломом.
Учитывая сложность выявления и подготовки ловушек неструктурного типа, эффективность дальнейших работ в этом направлении будет связана с качеством подготовки и совершенствованием методов поисковых работ.
Список литературы
1. Крылов Н.А. Общие особенности тектоники и нефтегазоносности молодых платформ / Н.А. Крылов. - М.: Наука, 1971. -156 с.
2. Ибрагимов З.С. Коллекторы нефти и газа юрских отложений Устюрта / З.С. Ибрагимов, Ж.С. Саманов и др. - Ташкент: Фан УзССР, 1973. - С. 73-85.
3.Мирчинк М.Ф. Закономерности размещения нефтяных и газовых месторождений северозападной части Туранской плиты / М.Ф. Мирчинк, Н.А. Крылов, А.М. Силич и др. // Проблемы геологии нефти. - М.: Недра, 1972. - Вып. 3. - С. 63-70.
4. Абдуллаев Г.С. Геохимическая характеристика юрских газов и конденсатов Судочьего прогиба Устюртского региона / Г.С. Абдуллаев, Н.М. Акрамова // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2008. - № 9. - С. 135.
