Научная статья на тему 'Особенности формирования углеводородных систем краевых прогибов'

Особенности формирования углеводородных систем краевых прогибов Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
358
109
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Силантьев Юрий Борисович, Ившина Елена Владимировна

Рассмотрены вопросы, посвященные нефтегазоносности бассейнов краевых прогибов. Для изучения выбран комплексный природно-геологический объект – углеводородная система. Выявлены основные особенности эволюции и структуры краевых (предгорных, перикратонных, передовых) прогибов и их влияние на формирование УВ-систем. Показано оптимальное сочетание факторов формирования УВ-систем протяженных краевых прогибов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Особенности формирования углеводородных систем краевых прогибов»

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СИСТЕМ

КРАЕВЫХ ПРОГИБОВ

Ю.Б. Силантьев, Е.В. Ившина (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»)

В качестве объекта исследования выбран комплексный природно-геологический объект - углеводородная система (УВ-система), которая позволяет выявить особенности логистики формирования нефтегазовых объектов в многофакторном геологическом пространстве: тектонодинамиче-ском, седиментационном, термодинамическом и др. Взаимодействие факторов этого пространства рассмотрено в условиях геологической среды краевых (предгорных, перикратонных, передовых) прогибов, которые формируются на заключительном этапе эволюции пассивных окраин. В пределах последних локализованы основные, широко известные области высокой концентрации углеводородов (УВ): Арабо-Персидский бассейн, бассейн Голф Кост, бассейн Прикаспийской впадины, Североморский бассейн и др.

На рис. 1 представлена схематическая модель типового краевого прогиба, характеризующегося приуроченностью к линейным подвижным (складчатым, орогенным) поясам, обусловливающим высокое транспрессивное влияние на осадочные толщи прилегающих седиментацион-ных бассейнов, определяя особенности их структуры отложения, формирования сети разрывных, в том числе надвиговых, нарушений и т.п. Это в итоге определяет относительно (по сравнению с интракратонными впадинами) высокие генерационный, эмиграционный, иммиграционный и аккумуляционный потенциалы краевых прогибов, являющихся «мощными» депоцентра-ми седиментации, в пределах которых отмечается пространственное совмещение очагов генерации УВ, хорошо развитой системы дренирования (со значительными пьезометрическими градиентами) и существование различных механизмов миграции УВ (преимущественно субвертикаль-ной - в складчато-надвиговой зоне передовой складчатости и латеральной - в пределах зон периферийных поднятий).

Рис. 1. Схематические модели типовых краевых (передовых) прогибов (P.G. DeCelles, K.A. Giles, 1996)

Традиционно краевые прогибы различаются по возрасту формирования: палеозойские, мезозойские и кайнозойские - корреспондирующие с проявлениями орогенеза смежных подвижных поясов. Это определяет различия в особенностях строения и нефтегазоносности краевых прогибов. На рис. 2 представлено сопоставление формирования гетерохронных прогибов Каспийского региона:

• перикратонных прогибов Прикаспийской мегавпадины, контролирующих положение четырех из пяти уникальных скоплений региона (Астраханского, Кашаганского, Тенгизского и Оренбургского месторождений);

• Предкавказского передового прогиба (Терско-Каспийский НГБ);

• пелагогенной впадины Южного Каспия (Я.П. Маловицкий (1994)).

Терско-Каспийский НГБ

Южно-Каспийский НГБ

(онцентрация Скорость седиментации, м/млн лет

Время, млн лет

Стадии тектогенеза рифтовая пострифто вая пассивная окраина субдукция краевой прогиб синеклизная

А м

У с.

300

максимальная

корость

седиментации

О

начало основной стадии

образования УВ

400

500

Рис. 2. Каспийский регион. Корреляция тектогенеза и нефтегазоносности

Краевые прогибы (перикратонный и передовой) по сравнению с Южно-Каспийской областью океаногенеза характеризуются меньшими скоростями седиментации: в пределах Южного Каспия в миоцен-квартере происходила лавинная седиментация, к комплексу которой приурочены основные объемы аккумулированных УВ. В пределах краевых прогибов хронологическое совпадение интервалов повышенных скоростей седиментации и интервалов высокой концентрации УВ отсутствует. Это указывает на преобладание их межформационной миграции в краевых прогибах. В пелагоген-ных впадинах и бассейнах пассивных окраин, в условиях лавинной седиментации в большинстве случаев происходит трехмерное совмещение очагов генерации и зон аккумуляции УВ.

При более длительном образовании УВ-систем в результате формирования крупных латеральных миграционно-аккумуляционных природно-геологических объектов (региональных НГК, плеев и т.п.) происходит фрагментация УВ-вмещающего пространства на очаги генерации и зоны аккумуляции УВ. Этот же процесс осуществляется в пределах перикратонных опусканий, наиболее погруженные части которых связаны с автохтоном складчато-надвиговых сооружений зоны передовой складчатости (с внутренней частью краевого прогиба), контролирующей очаги генерации УВ (см. рис. 1). Зоны аккумуляции их локализованы в основном в пределах внешней части краевых прогибов.

Формирование УВ-систем в пределах любого нефтегазоносного бассейна происходит в условиях обязательного наличия четырех основных факторов:

• нефтегазоматеринской толщи (НГМТ);

• флюидоупора;

• коллектора;

• ловушки.

Очевидно, что наличие этих факторов не всегда является условием существования активной УВ-системы; имеется ряд осадочных бассейнов: Пачелмский прогиб, Мезенская синеклиза, Предгималайский прогиб (Гангской области) и др., в которых имеется необходимый комплект составляющих УВ-системы, но они имеют пассивный характер вследствие отсутствия синергетического «ключа» - перехода УВ-систем в разряд «активных». В одних случаях формирование ловушек (зон пьезоминимумов) произошло после проявления главной фазы нефтеобразования, в других - генерационный потенциал не реализовал себя из-за низких степеней катагенеза ОВ и т.п.

Однако в большинстве случаев отсутствие синергетического «ключа» связано с особенностями формирования седиментосферы - наличием длительных перерывов в осадконакоплении (в сотни миллионов лет). В этом варианте нередки случаи и резкого снижения аккумуляционного потенциала в результате разрушения УВ-систем (нарушение систем флюидоупоров, вторжение метеорных вод, расформирование ловушек и т.п.), приводящего к потере УВ и снижению консервационно-го потенциала.

Очевидно, для формирования (и существования УВ-системы) необходимо пространственновременное совпадение всех перечисленных факторов. На рис. 3 представлена схема пространственновременной «организации» разномасштабных УВ-систем при условии формирования ловушек до (и частично в процессе) генерации и миграции УВ. В этом отношении осадочные бассейны краевых прогибов характеризуются оптимальной синергетикой формирования «активных» (с наличием крупных промышленных скоплений нефти и газа) УВ-систем в четырехмерном пространстве (с учетом времени) открытых геологических систем.

Таким образом, в результате многостадийности орогенеза это способствует пространственновременной (стратиграфической) неравномерности распределения зон пьезоминимумов, контролирующих локализацию возможных скоплений УВ.

УВ-СИСТЕМА

НГМТ

Коллектор

(резервуар)

«ШАНС»

Экран (флюидоупор)

прогрев (катагенез);

катализаторы;

унаследованность

развития (к началу генерации);

пространственно-временная

оптимизация

Аккумуляция преобладает над дисперсией УВ

Рис. 3. Пространственно-временная «организация» разномасштабных УВ-систем

На рис. 4 представлена структура одной из наиболее масштабных УВ-систем мира - перикра-тонного прогиба Арабо-Персидского бассейна, примыкающего к складчатым сооружениям альпийского пояса Загрос. Рассматриваемая система имеет сложный характер, так как включает крупные самостоятельные УВ-системы, различающиеся особенностями строения и характером нефте-газоносности:

• палеозойскую, развивавшуюся в системе пассивных окраин Гондваны;

• юрскую, связанную с бассейнами Мидтетиса;

• меловую, связанную с фазой Неотетиса.

Рис. 4. Арабо-Персидский бассейн. Корреляция формирования УВ-систем и тектоно-седиментогенеза

В условиях динамики краевого прогиба формировалась последняя УВ-система, однако транс -прессивное влияние горных сооружений Персидского сегмента сказалось и на домеловых УВ-систе-мах региона. УВ-система Персидского залива характеризуется наиболее оптимальным сочетанием НГМТ, флюидоупоров и коллекторов в широком стратиграфическом интервале, что и определяет уникальную концентрацию гигантских месторождений нефти и газа в пределах этой системы краевых прогибов Альпийского подвижного пояса. Отметим, что наличие Катарского трансекта и связанной с этим фрагментации складчатых сооружений Загроса обусловили фазовое различие западной (Гатнийский и Центрально-Аравийский бассейны) и восточной (Южный бассейн) частей АрабоПерсидского перикратонного мегапрогиба. Причем для первой характерна преимущественная нефтеносность, для второй, включающей Катарский свод, - газоносность. Очевидно, это обусловлено геотермическим влиянием Аравийско-Оманского тройственного узла. Следовательно, УВ-система Арабо-Персидского залива сформировалась в три этапа эволюции пассивной окраины в передовой прогиб. Аналогичная фрагментация зон нефтегазонакопления по фазовому составу и структурная сегментация характерны и для других прогибов: Предпатомского, Предуральского, Предкарпатского, перикратонных прогибов Прикаспийской впадины и др. В пределах Предкарпатского прогиба многократное проявление надвигов (скиб) привело к реорганизации УВ-систем на зонально-локальном уровне, способствовавшей формированию мелких залежей за счет разрушения залежей палеоавтохтона. Наиболее крупные залежи сохранились здесь лишь во внешней части краевого прогиба.

Таким образом, главными особенностями формирования УВ-систем протяженных краевых прогибов являются:

• пространственное совпадение (близость) зон генерации и аккумуляции;

• интенсивное прогибание и, следовательно, прогрев погребенного органического вещества;

• сегментарная структура, в том числе в результате неравномерности транспрессивного влияния зон орогенеза;

• высокая удельная (площадная) эффективность НГМТ-фактора, фактора структурообразова-ния (ловушка), экран-фактора и коллектор-фактора, в том числе за счет литологических объектов (конусы выноса, рифогенные сооружения и т.д.).

Сочетание этих особенностей указывает на сложность структуры объектов и факторов формирования УВ-систем краевых прогибов, что в условиях последних приводит к повышению их синерге-тичности и формированию уникальных скоплений нефти и газа.

Приведенная информация подтверждает один из геологических законов: одинаковых, схожих по строению и нефтегазоносности объектов не бывает. Учитывая это, необходимо адаптировать целевые геологоразведочные программы к особенностям формирования разномасштабных УВ-систем и нефтегазоносных объектов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.