CC BY
195
УДК 553.982 (-925.22)
С. М. Калягин Астраханский государственный технический университет
ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ НИЖНЕТРИАСОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ПРИКАСПИЙСКОЙ ВПАДИНЫ
Прикаспийская впадина относится к числу важнейших нефтегазоносных регионов на юге России, где находятся огромные потенциальные ресурсы углеводородов. Основной объём геологоразведочных работ проводится сейчас в подсолевом комплексе, где, как предполагается, сосредоточены основные запасы нефти и газа. Однако актуальным остаётся вопрос о степени перспективности и надсолевых отложений, в том числе и нижнетриасовых. В последние годы изучению надсолевого комплекса уделялось мало внимания, хотя только в нижнетриасовых отложениях обнаружено несколько месторождений нефти и газа (Бугринское, Чапаевское, Касаткин-ское, Шаджинское, Северо-Шаджинское и др.). Основным преимуществом при проведении геологоразведочных работ на нефть и газ в надсолевом комплексе является их относительно низкая стоимость. Именно поэтому необходимо изучить особенности геологического строения нижнетриасовых отложений юго-западной части Прикаспийской впадины и дать качественную оценку перспектив нефтегазоносности этих отложений.
В юго-западной части Прикаспийской впадины кунгурско-триасовый структурный этаж особенностями своего строения в значительной степени обязан проявлениям соляной тектоники. Наиболее активно она проявилась в центральной части региона, где мощность соли достигает 2-3 км. Солянокупольная структура здесь носит ячеистый характер, т. е. происходит сочетание крупных соляных гряд и массивов, соединенных между собой соляными перешейками, и межгрядовых прогибов. Соляные структуры имеют сложное строение и значительное число дизъюнктивных нарушений. В бортовой зоне соляной тектогенез проявился пассивно.
Соляная тектоника значительно усложнила и затушевала региональный структурный план соляно-купольного структурного этажа, но не переработала его полностью. В триасовых отложениях в общих чертах находят своё отражение структурные элементы подсолевого комплекса - Астраханский свод, Сарпинский прогиб, Заволжский прогиб, Карасальская моноклиналь.
В районе Астраханского свода на большинстве соляных куполов нижнетриасовые отложения отсутствуют, а в прилегающих районах глубина залегания нижнетриасовых отложений составляет 1 400-1 500 м. В северо-западном направлении от Астраханского свода на границе с Сар-пинским прогибом происходит моноклинальное погружение нижнетриа-
совых отложений. Зона максимального погружения пород находится в районе Сарпинского прогиба и достигает -6 000 м. На юге исследуемой территории нижнетриасовые отложения отсутствуют.
Нефтегазоносность нижнетриасовых отложений изучалась на многочисленных соляных куполах. Промышленные запасы газа в пределах исследуемого района установлены на Бугринском, Шаджинском, Северо-Шаджинском, Чапаевском, Совхозном, Касаткинском и Пустынном газовых месторождениях. Все месторождения относятся к категории мелких. Продуктивные пласты представлены пористыми разностями песчаников и алевролитов, приуроченных к ветлужским и баскунчакским отложениям.
Ветлужский комплекс характеризуется увеличением мощности и количества обломочного материала от бортов Прикаспийской впадины в сторону её центральной части. Исключение составляет лишь разрез вет-лужских отложений на Пионерской площади, где отмечаются максимальные мощности характеризуемых пород и преимущественно песчаный состав с примесью грубообломочного материала [1]. В сторону центральной части Сарпинского прогиба песчано-алевритовые породы фациально замещаются более тонкими разностями.
Песчано-алевритовые образования ветлужской серии являются хорошими коллекторами для углеводородов. Их пористость варьирует от 5-10 до 35 %, проницаемость - от единицы до 0,4 мкм2. Наилучшие коллекторские свойства пород характерны для участков с преобладанием в разрезе песчаных разностей. В целом для всего ветлужского резервуара надёжной покрышкой служит верхняя глинистая пачка баскунчака, имеющая более широкое региональное распространение и мощность от 10 до 40 м.
Литологические особенности ветлужского литолого-стратиграфического комплекса дают основание полагать, что их накопление происходило в континентальных условиях, подобных поздней перми. На это указывают красноцветная, коричневато-бурая и буровато-серая окраска ветлужских образований, приобретённая, очевидно, за счёт окисного железа, присутствие в породе вторичного гипса и окисленный характер органического вещества, что свидетельствует об окислительной обстановке формирования пород-коллекторов нижнего триаса [2]. Мощность ветлужских образований колеблется в широких пределах, достигая максимальных значений в Садовой параметрической скважине (546 м) и Пионерской скв. 1 (720 м).
Баскунчакский комплекс, в пределах исследуемого региона, имеет более широкое распространение, нежели описанный выше ветлужский, нередко перекрывая своды соляных структур с более высоким гипсометрическим залеганием. По соотношению терригенных и карбонатных отложений в составе комплекса выделяются три пачки пород: нижняя терригенная, средняя терригенно-карбонатная и верхняя терригенная. На границе нижней и средней пачек прослеживается песчаный пласт мощностью до 20 м, представляющий практический интерес в нефтегазовом отношении. Песчаники пласта обладают хорошими коллекторскими свойствами. Пористость их составляет 18 %, проницаемость 0,139 мкм2. Карбонатные породы второй
пачки не образуют регионально выдержанных мощных пластов, отличаются повышенным содержанием глинистого материала и поэтому не являются коллекторами. В этом случае средняя терригенно-карбонатная пачка служит надёжной покрышкой для вышеуказанного песчаного пласта. Однако к борту впадины в составе пачки появляются песчаники с достаточно высокими коллекторскими свойствами. Покрышкой для пород-коллекторов средней пачки служат залегающие выше горизонты глин.
В описываемое время отмечаются три фазы осадконакопления, связанные с колебаниями земной коры, приведшими к трансгрессиям и регрессиям бассейнов, что фиксируется набором пород. Пёстрая (преимущественно красноцветная) окраска отложений нижней и верхней пачек и терригенный состав пород с плохой дифференциацией обломочного материала свидетельствуют о континентальном происхождении этих образований примерно в таких же условиях, что и ветлужских. Накопление же средней терригенно-карбонатной пачки осуществлялось в условиях мелководного бассейна с нормальной солёностью и восстановительной средой, иногда сменявшихся континентальными, на что, в частности, указывает наличие в этой части разреза красноцветных терригенных пород. Основными областями сноса являлись кряж Карпинского на юге территории и Воронежская антеклиза на северо-западе. В такой же последовательности происходит и увеличение мощностей - от 46 до 737 м.
Большое влияние на геологическое строение исследуемой территории оказала соляная тектоника. Наиболее интенсивно она проявилась в районе Астраханского свода, Сарпинского и Заволжского прогибов. Дизъюнктивные нарушения, которые обычно сопровождают соляной тек-тогенез, сыграли большую роль в формировании нефтегазоносных комплексов надсолевого структурного этажа. Так, нефтегазоносность нижнетриасовых отложений напрямую связана с подтоком углеводородов из среднекаменноугольных отложений подсолевого структурного комплекса. На это указывает ряд факторов.
Все открытые газовые месторождения надсолевого пермо-триасового комплекса приурочены к периферийным участкам глубоких межкупольных мульд, в отдельных частях которых практически вся соль отжата в гряды и купола и не играет экранирующей роли. В пределах изучаемой территории сейсмическими исследованиями отмечено также наличие в отложениях перми и карбона высокоамплитудных региональных разрывных нарушений. В процессе формирования самих соляных куполов также образовывались разломы. Все эти факторы должны были способствовать вертикальной миграции углеводородов (УВ) из подсолевых отложений, обладающих к тому же аномальным внутрипластовым давлением, превышающим в 1,5-1,8 раза нормальное гидростатическое давление. Последнее немаловажно для осуществления возможной струйной миграции УВ в вышезалегающие надсолевые отложения, имеющие нормальное гидростатическое пластовое давление.
Кроме этого, по данным изотопного анализа углерода, произведённого во Всероссийском научно-исследовательском институте ядерной геофизики и геохимии, содержание изотопа углерода (13С) в газе триасовых отложений Шаджинской и Бугринской площадей составляет соответственно 3,1 и 3,36 %, при среднем содержании этого же изотопа в подсолевом газе Астраханского газоконденсатного месторождения (Пионерская площадь) -3,6 %. Это уже может свидетельствовать об их генетическом родстве [3].
В нижнетриасовом комплексе выявлено несколько газоносных горизонтов, приуроченных к ветлужской и баскунчакской сериям. Эти основные продуктивные серии выклиниваются на юге впадины, причём на значительной части территории трансгрессивные экранирующие глинистые отложения баскунчакской серии могут создавать ловушки стратиграфического типа. К сожалению, в пределах зоны выклинивания имеются участки, где бас-кунчакские глины размыты предъюрской трансгрессией в большей степени, чем песчаные отложения ветлужской серии, что значительно снижает перспективы нефтегазоносности последней. Тем не менее и в пределах таких участков можно ожидать наличия литологических ловушек.
Ловушки остальной части юго-запада Прикаспийской впадины связаны с соляным тектогенезом. Сюда относятся солянокупольные структуры и межгрядовые мульды, повсеместно распространённые в пределах центральной части исследуемой территории. Все открытые к настоящему времени месторождения газа в пределах исследуемой территории в триасовых отложениях находятся в Сарпинском прогибе и контролируются соляными куполами.
Как отмечалось выше, нижнетриасовые отложения в основном не являются нефтегазопродуцирующими, и, скорее всего, их нефтегазо-носность напрямую связывается с подтоком УВ из подсолевого комплекса. В связи с этим значительное влияние на размещение залежей нефти и газа в этом комплексе будут оказывать разрывные нарушения, являющиеся основными путями внерезервуарной миграции флюидов. В процессе роста соляного тела в прилегающих к куполу отложениях будут формироваться зоны повышенной трещиноватости, которые при благоприятных условиях выполняют роль коллектора.
Межгрядовые участки и мульды, обрамлённые соляными грядами, могут включать в себя наиболее объёмные ловушки различного типа. Особенно перспективными следует считать участки, обращённые открытой (незамкнутой соляной грядой) частью в направлении глубокопогру-женных зон. Особо следует отметить роль соотношения соляных гряд и регионального наклона (погружения) надсолевого комплекса в процессе латеральной миграции углеводородов. Дело в том, что большинство соляных куполов и связанные с ними ловушки приурочены к соляным грядам и местам их пересечения - сочленениям. В связи с этим поступающие из глубинных отложений углеводороды мигрировали по региональному воз-дыманию и затем, как по одному из вероятных путей, вдоль соляных гряд, скапливаясь в структурных формах, связанных с соляными куполами, рас-
положенных на путях миграции нефти и газа. Это может служить одним из поисковых признаков при прогнозировании разведочных работ на нижнетриасовые отложения в зонах развития соляного тектогенеза [2].
Таким образом, перспективными зонами нефтегазонакопления в нижнетриасовых отложениях в пределах исследуемой территории будут области развития солянокупольной тектоники юго-западной части Прикаспийской впадины, а именно Сарпинский и Заволжский прогибы, а также зона регионального выклинивания нижнетриасовых отложений, протянувшаяся узкой полосой в субмеридиональном направлении в районе Астраханского свода.
Астраханский свод в целом является малоперспективным участком, так как в мезозойское время испытывал воздымание на фоне общего прогибания Прикаспийской впадины. Это обусловило здесь глубокий размыв пород-покрышек, сильную расчленённость надсолевых отложений солянокупольной тектоникой и отсутствие обширных межкупольных мульд.
Южная часть района исследований и Каракульско-Смушковская зона поднятий не перспективны на нижнетриасовые отложения, которые были размыты здесь ещё в предъюрское время.
Шаджинско-Верблюжий участок, расположенный в пределах Сар-пинского прогиба, является высокоперспективным участком на нефть и газ по нижнетриасовым отложениям. В пределах этого участка уже открыто несколько небольших газовых месторождений (Бугринское, Шад-жинское, Северо-Шаджинское, Совхозное, Пустынное) и наблюдались газопроявления на Воропаевской и Сахарской площадях. Здесь выявлены зоны максимальных суммарных мощностей пород-коллекторов, благоприятный гидрогеологический режим и наличие обширных межкупольных мульд, где соль практически полностью отжата в соляные купола.
В пределах высокоперспективного участка ожидается наличие типичных сводовых тектонически экранированных ловушек, связанных с соляными куполами и межгрядовыми мульдами (например, как на Буг-ринском, Шаджинском и Северо-Шаджинском газовых месторождениях). В периферийной зоне куполов могут образовываться структурностратиграфические ловушки, тектонически экранированные и экранированные крутым уступом соляного купола (как на Чапаевском газовом и Касаткинском газонефтяном месторождениях).
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Самойлович В. Л. Соляная тектоника и газоносность Волго-Сарпинского водораздела: Автореф. дис.... канд. геол.-мин. наук. - М.: ВНИИГАЗ, 1972. - 24 с.
2. Кулаков С. И., Серебряков О. И. Газоносность триасовых отложений югозападной части Прикаспийской впадины // Нефтегазовая геология и геофизика. - 1971. - № 9. - С. 65.
3. Воронин Н. И. Палеотектонические критерии прогноза и поиска залежей нефти и газа (на примере Прикаспийской впадины и прилегающих районов Скифско-Туранской платформы). - М.: ЗАО «Г еоинформмарк», 1999. - 288 с.
4. Калягин С. М. Влияние дизъюнктивных нарушений на распределение залежей нефти и газа в надсолевом комплексе юго-западной части Прикаспийской впадины // XVI Губкинские чтения / РГУ им. И. М. Губкина: Сб. тез. - М., 2002. - С. 66.
Получено 30.07.04
PECULIARITIES OF THE GEOLOGICAL STRUCTURE & OIL-&-GAS-BEARING PERSPECTIVES OF LOW-TRIASSIC SEDIMENTS OF THE SOUTH-WESTERN PART OF THE CASPIAN CAVITY
S. M. Kaljagin
The influence of the salt tectonics on the geological texture of the explorated territory is described. The absence of lowtri-assic sediments is marked on the majority of the salt domes of the Astrakhan vault & on the south of the investigated territory & also the impact of disjunctive violations that usully follow the salt tec-togenesis, on the formation of the oil-&-gas-bearing complexes of the persalt texture level. So, oil-&-gas-bearing of lowtriassic sediments is directly connected with hydrocarbons supply out of mid-carboniferous sediments of the subsalt texture complex. It was determined, that the regions of undomed tectonics development in the south-western part of the Caspian cavity more exactly Sarpinskii & Zavolzskyi saggings will be perspective zones of oil & gas accumulation in the lowtriassic sediments within the investigated territory & also the zone of regional substitution in the submeridional direction on the territory of the Astrakhan vault. Within the Sarpinskii sagging the zones of maximum total capacities of container rocks are found & also fovourable hydrogeological regime, the availability of vast interdomed moulds are registered where salt is almost totally pressed out into the salt domes & doesn’t play any screen role.
