CC BY
62
ВЛИЯНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ НА ОСОБЕННОСТИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ПРЕДКАВКАЗЬЯ
Ф.С. Ульмасвай (ИПНГРАН), Е.А. Сидорчук (ООО «Газпром ВНИИГАЗ»),
С.А. Добрынина (ИПНГРАН)
Предкавказье относится к одному из старейших нефтегазодобывающих регионов Российской Федерации. Закономерности размещения месторождений углеводородов (УВ) в Предкавказье изучали многие исследователи. Согласно схеме нефтегазогеологического районирования, разработанной А.И. Летавиным с соавторами в 1987 г. [1], территория Предкавказья включает шесть нефтегазоносных областей, объединяющих шестнадцать нефтегазоносных районов, в которых выделены зоны нефтегазонакопления, каждая из которых характеризуется своими геологическими особенностями распределения нефтегазоносности по разрезу. По истории геологического развития и структуре нефтегазоносных территорий Предкавказье делится на нефтегазоносные территории в пределах самого Кавказа - Майкоп и Дагестан - и нефтегазоносные районы, лежащие на герцинском платформенном основании Скифской плиты.
В течение последних 10-15 лет низкая эффективность поисков на этой территории обусловлена комплексным влиянием ряда факторов, основными из которых являются ухудшение структуры ресурсов и запасов, резкое сокращение подготовленных к началу поисковых работ площадей. Указанное обстоятельство связано с отсутствием современных методик поиска скоплений УВ, что, в свою очередь, вызвано исчерпанностью прогностического потенциала «старых» методов прогнозирования. Для возобновления цикла поисковых работ необходимы обновленные концепции локализации скоплений УВ, на основе которых можно будет создать новый комплекс поисковых признаков.
Давно известна приуроченность скоплений УВ к зонам разломов, усиливающаяся в местах их пересечения. Такие участки обладают определенными геолого-геофизическими и структурными характеристиками. Исследования геодинамического положения месторождений нефти и газа на Сибирской платформе, в Западной Сибири и других регионах, а также анализ опубликованных данных [2-5] показал, что часто скопления углеводородов, особенно крупные, располагаются в зонах современного локального геодинамического растяжения платформенного чехла. Модель морфоструктурных особенностей перспективных территорий (рис. 1) представляет собой ряд пологих ступеней, на которых формируются локальные геодинамические зоны (ЛГЗ) растяжения, соединенные наклонными поверхностями, на которых формируются зоны локального геодинамического сжатия. По простиранию ЛГЗ разделяются границами, разломная природа которых установлена геологическим картированием.
Рис. 1. Модель локальных геодинамических ситуаций и положение в них месторождений углеводородов
Концепция приуроченности скоплений углеводородов к зонам локального геодинамического растяжения основана на системной взаимосвязи геодинамических процессов, происходящих внутри осадочного чехла и определяющих пути миграции флюидов. Основные факторы, влияющие на образование и особенности локальных геодинамических процессов:
• внешние геодинамические факторы, деформирующие структуру, поднимая или погружая отдельные участки территорий;
• гравитационные процессы, восстанавливающие нарушенное внешними факторами гравитационное равновесие;
• процессы «расплющивания» осадочных толщ под нагрузкой вышележащих отложений.
Зоны локального геодинамического растяжения так же, как и зоны локального геодинамическо-
го сжатия, часто отражаются в рельефе поверхности Земли [2-5] комплексом признаков, характерных для участков сжатия и растяжения, в первую очередь в виде характерного рисунка линейных элементов рельефа. Это позволяет использовать высказанную концепцию в прогнозировании и обнаружении новых скоплений УВ.
Для проверки справедливости концепции исследована приуроченность месторождений УВ Предкавказья к участкам современного геодинамического сжатия или растяжения.
Исходными данными для исследования послужили:
1) топографические карты (масштаб i:iGGG GGG);
2) геологические карты дочетвертичных и четвертичных отложений (масштаб i:iGGGGGG) и объяснительные записки к ним;
3) обзорные карты нефтегазоносности Краснодарского, Ставропольского краев и Дагестана;
4) тектоническая карта Предкавказской эпипалеозойской платформы;
5) схема тектонического районирования (масштаб i:iGGGGGG);
6) мелкомасштабные космические снимки серии «Ландсат».
Необходимые для исследования цифровые карты получены оцифровкой бумажных топографических карт в программе Easy Trace. В результате их специальной обработки получен комплект производных карт:
• цифровая модель рельефа;
• крутизны рельефа;
• направлений падения склонов рельефа;
• общей плотности линейных элементов рельефа (линеаментов);
• плотности линейных элементов рельефа;
• распределения простираний линейных элементов рельефа: среднего остаточного (отличие розы-диаграммы распределения линеаментов от круга), изотропности распределения линейных элементов рельефа, энтропии распределения простираний линеаментов и главного направления простираний линеаментов.
Пример рассчитанной цифровой карты приведен на рис. 2.
Комплексный анализ структурной карты и карты линеаментов показал, что для территории Предкавказья характерно наличие областей упорядоченного и неупорядоченного расположения ли-неаментов. Согласно экспериментам [6-8], первое характерно для локального сжатия, второе - для растяжения. Характер распределения линеаментов рельефа территории является индикатором гео-динамических условий.
Освоение углеводородного потенциала Предкавказья имеет долгую и богатую историю, которая началась в 60-х гг. XIX в. В Предкавказье открыто более 3GG месторождений УВ, залегающих в разнообразных литологических, структурных, тектонических и геодинамических условиях. Скопления УВ приурочены к отложениям от палеозоя (карбона) и триаса до неогена включительно в диапазоне глубин от G,i до 5,8 км. Выделяются шесть нефтегазоносных комплексов: пермо-триасовый, юрский, нижнемеловой, верхнемеловой, палеогеновый и неогеновый.
Результаты анализа распределения скоплений УВ по стратиграфическим комплексам и глубинам около двухсот месторождений приведены на рис. 3-4.
Большинство газовых месторождений сосредоточено в верхних интервалах неогена и палеогена, и наоборот, большинство нефтяных месторождений сосредоточено в глубоких интервалах палеогена - триаса.
Рис. 2. Карта изотропности простираний линейных элементов рельефа
і
(D
О
О.
О
н
о
(D
О
Ш
<3
(D
т
S
Ц
О
зо
25
2о
15
10
неоген палеоген мел юра
Стратиграфические комплексы
триас
Г
ГК
ГН
НГК
Н
5
0
Рис. 3. Распределение месторождений углеводородов по стратиграфическим комплексам:
Г - газовые; ГК - газоконденсатные; ГН - газонефтяные; НГК - нефтегазоконденсатные; Н - нефтяные
Следует отметить, что этаж продуктивности некоторых месторождений включает несколько стратиграфических комплексов. Наиболее широким диапазоном нефтегазоносности характеризуются месторождения Зимне-Ставкинское (ГН), Величаевско-Колодезное (ГН), включающие триас, юру, мел и палеоген (T+J+K+Pg). Этаж продуктивности месторождений Надеждинское (Н), Русский хутор (НГК) включает в себя триас, юру и мел (T+J+K), а Озек-Суатское (Н) - юру, мел и палеоген (J+K+Pg).
16
1 14
<и
I? 12
о
о 10
° 2
Ы] || »11
I
I
ГК
гн
нгк
I
“I I I г
н
Глубина, м
8
0
Рис. 4. Распределение месторождений углеводородов по глубине:
Г - газовые; ГК - газоконденсатные; ГН - газонефтяные; НГК - нефтегазоконденсатные; Н - нефтяные
Другие месторождения характеризуются более узким диапазоном нефтегазоносности. Так, например: Байджановское (Н), Граничное (ГК), Староминское (ГК), Челбасское (ГК) включают триас и мел (Т+К); Урожайное (ГН), Сухановское (НГК), Самурское (Г), Катериновское (Н), Кургаш-Амурское (Н), Молодежное (Н) - юру и мел (1+К); Каневско-Лебяжье (ГК), Расшеватское (ГК), Мирненское (ГК), Лениградское (ГК), Кузнецовское (НГК) - мел и палеоген (K+Pg).
Исследована приуроченность месторождений углеводородов к областям с различным характером распределения линеаментов. Установлено, что большая часть известных месторождений УВ Предкавказья располагается в условиях локального геодинамического растяжения.
Сопоставление карты изотропности простираний линейных элементов с месторождениями УВ в разных стратиграфических комплексах показало, что прослеживается тенденция приуроченности месторождений в более молодых отложениях (неоген - палеоген) к зонам неупорядоченного расположения линеаментов, определяемых как зоны растяжения, а месторождений глубоких интервалов палеогена - триаса - к областям упорядоченного расположения линеаментов. Наблюдается своего рода наползание зон упорядоченного расположения линеаментов или зон сжатия на территорию месторождений УВ в более древних отложениях (триас - юра).
Надо учесть тот факт, что изученность в целом глубоких юры - триаса значительно хуже верхних неогена - палеогена и что часть месторождений приурочена к горным областям Кавказа, где совершенно иные условия образования и сохранности залежей.
Наиболее благоприятными для миграции и скоплений УВ являются зоны локального геодинами-ческого растяжения, а зоны сжатия неблагоприятны для скоплений УВ.
Области распространения месторождений по стратиграфическим комплексам сведены в единую карту, на которой видно, что месторождения образуют некие группы. Месторождения с широким диапазоном нефтегазоносности - от триаса до неогена - приурочены к местам пересечения границ блоков разного геодинамического положения - сжатия и растяжения. По этому признаку могут быть выделены несколько трендов эволюции скоплений, показывающих распространение геодинамиче-ских напряжений. Первый тренд эволюции - Ставропольский, с наиболее широким диапазоном нефтегазоносности. Это месторождения Ставрополья: Зимне-Ставкинское, Величаевско-Колодезное, Путиловское, Журавское. Второй тренд эволюции скоплений выделен в районе г. Майкоп и назван Майкопским. В нем наиболее широким диапазоном нефтегазоносности характеризуются месторождения Самурское, Новодмитриевское, Азовское, Анастасиевско-Троицкое (рис. 5).
Зона нагнетания
Рис. 5. Геодинамические тренды и эволюция нефтегазоносности территории. Распределение месторождений по стратиграфическим комплексам: 1 - триасовый; 2 - юрский; 3 - меловой; 4 - палеогеновый; 5 - неогеновый;
6 - месторождения. Стрелками обозначены тренды эволюции скоплений УВ: I - Ставропольский; II - Майкопский
Проведенное исследование подтвердило приуроченность скоплений УВ к современным зонам локального геодинамического растяжения. Изменение локальных геодинамических условий влечет за собой переформирование скоплений, эмиграцию легких и относительное увеличение количества более тяжелых и жидких УВ.
Список литературы
1. Геология и нефтегазоносность Предкавказья / под ред. акад. МАМР, д.г.-м.н. В.Е. Орла. - М.: ГЕОС, 2001. - 299 с.
2. Ульмасвай Ф.С. Геологическая история раннего карбона Сибирской платформы в связи с выявлением закономерностей размещения месторождений нефти и газа: автореферат дис. ... докт. геол.-минералогич. наук / Ф.С. Ульмасвай. - М.: 1994. - 33 с.
3. Ульмасвай Ф.С. Нефтегазоносность структур гравитационного тектогенеза на юге Сибирской платформы / Ф.С. Ульмасвай // Фундаментальные проблемы нефти и газа: материалы Всерос. науч. конфер. - М., 1996. - Т. 4.
4. НалимоваН.А. Положение месторождений нефти и газа в современном геодинамическом поле северного Сахалина / Н.А. Налимова, Ф.С. Ульмасвай // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа: материалы V Междунар. конфер. - М.: МГУ, 2001. - С. 336-338.
5. Ульмасвай Ф.С. Локальная геодинамика северного Сахалина по результатам анализа линеа-ментов / Ф.С. Ульмасвай, С.А. Добрынина, Н.А. Налимова // Доклады РАН. - 2006. - Т. 409. - № 6. -С. 1-3.
6. Шерман С.И. Разломообразование в литосфере. Зоны сдвига / С.И. Шерман, К.Ж. Семинский. С.А. Борняков и др.; отв. ред. Н.А. Логачев. - Новосибирск: Наука, 1991. - 256 с.
7. Шерман С.И. Разломообразование в литосфере. Зоны растяжения / С.И. Шерман, К.Ж. Семинский, С.А. Борняков и др.; отв. ред. Н.А. Логачев. - Новосибирск: Наука, 1992. - 222 с.
8. Шерман С.И. Разломообразование в литосфере. Зоны сжатия / С.И. Шерман, К.Ж. Семинский, С.А. Борняков и др.; отв. ред. Н.А. Логачев. - Новосибирск: Наука, Сиб. изд. фирма, 1994. - 257 с.
