CC BY
9
РЕГИОНАЛЬНАЯ ГЕОЛОГИЯ
УДК: 551.736.1:470.56
ЗОНА СОЧЛЕНЕНИЯ ПРЕДУРАЛЬСКОГО ПРОГИБА И ПЕРЕДОВЫХ СКЛАДОК УРАЛА: ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ПОЗИЦИЯ ПОИСКОВОЙ СКВАЖИНЫ 4 ПЕТРОВСКАЯ
© Тюрин А.М. Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
DOI:10.24412/1997-8316-2023-112-4-10
Аннотация: определена геологическая позиция поисковой (на нефть и газ) скважины 4 Петровской (оренбургский сегмент Предуральского прогиба) относительно самой западной Курмаинской антиклинали передовых складок Урала. Скважина находится на её западном крыле, которое погружается в Предуральский прогиб. Вскрытый разрез нижней перми соответствует опорному «Ассель» (передовые складки). Возраст пачки известняков в интервале 5176-5467 м определён как сакмарский (сарабильская свита). Ниже забоя скважины прогнозируются известняки ассельского и сакмарского ярусов (карамурунская и курмаинская свиты). Их мощность 330 м. Ещё ниже - карбонатно-терригенные отложения ассельского яруса. Полученные результаты рекомендовано принять во внимание при интерпретации сейсмогеологических данных по восточной части оренбургского сегмента Предуральского прогиба.
Ключевые слова: геология, стратиграфия, нижняя пермь, Предуральский прогиб, передовые складки Урала.
E-mail: amturin1952@bk.ru
JOINT ZONE OF THE PRE-URAL TROUGH AND FRONTAL FOLDS OF THE URALS: GEOLOGICAL POSITION OF THE EXPLORATION WELL 4 PETROVSKAYA
© Tyurin A.
Orenburg State University, Orenburg
Abstract: the geological position of the exploration (for oil and gas) well 4 Petrovskaya (Orenburg segment of the Pre-Ural trough) relative to the westernmost Kurmain anticline of the frontal folds of the Urals has been determined. The well is located on its western limb which is plunged into the Pre-Ural trough. The penetrated section of the lower Perm corresponds to the supporting «Assel» (frontal folds). The age of the limestone series in the range 5176-5467 m is defined as Sakmarian (Sarabil formation). Limestone of the Assel and Sakmar layers (Karamurun and Kurmain formations) are predicted below the bottom of the well. Their thickness is 330 m. Even lower are the carbonate-terrigenous deposits of the Asselian stage. The obtained results are recommended to be taken into account when interpreting seismogeological data on the eastern part of the Orenburg segment of the Pre-Ural trough.
Key words: geology, stratigraphy, Lower Perm, Pre-Ural trough, frontal folds of the Urals.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
В Волго-Уральской нефтегазоносной провинции развита одноименная карбонатная платформа девонско-нижнепермского возраста. Она перекрыта соляно-ангидри-товой толщей кунгурского яруса нижней перми. В пределах Оренбургской области выделяются три ограничивающих её карбонатных уступа: нижнепермский, девонско-среднекаменноугольный и девонско-нижне-
пермский. Их склоны маркируют некомпенсированные седиментационные впадины. Склоны двух последних - Прикаспийскую, нижнепермский - Предуральскую. На практике Предуральская седиментационная впадина обозначается термином «Преду-ральский прогиб». С запада он ограничен склоном карбонатного уступа нижнепермского возраста высотой порядка 1000 м. В оренбургском сегменте прогиб с востока сопрягается с передовыми складками Ура-
Рис. 1. Геолого-геофизический разрез поисковой скважины 4 Петровская. Интервал 4940-5467 м (А.М. Тюрин, 2012 г.)
1 - аргиллиты; 2 - алевролиты; 3 - песчаники; 4 - мергели; 5 - известняки; 6 - доломиты; 7 - пласты-коллекторы порового (а) и трещинного (б) типов. В графе «Интервал отбора керна» цифрами показаны углы слоистости пород относительно горизонтальной плоскости
ла, а с юго-востока через бортовой уступ девонско-среднекаменноугольного возраста с Прикаспийской впадиной.
На юге Предуральского прогиба (его оренбургский и башкортостанский сегменты), в передовых складках Урала и на востоке Прикаспийской впадины развита карбонатно-терригенная толща верхнеде-вонско-нижнепермского возраста. Её длина до 900 км, ширина до 75 км и мощность до 8 км. Последние два параметра даны для оренбургского сегмента Предуральского прогиба. По данным бурения во всех трёх регионах установлена газоносность верхней нижнепермской части толщи. Однако стабильные притоки газа не получены. Специалисты ООО «ВолгоУралНИПИгаз» при описании толщи ввели генетически нейтральный термин «флишоиды» (А.М. Тюрин, 2001 г.). По комплексу данных сделали вывод об их преимущественно мелководном генезисе (А.М. Тюрин, 2012 г.). Идентифицировали толщу как нетрадиционный резервуар газа. С 2017 г. изучение флишоидов нижней перми проводится ООО «Газпром добыча Оренбург» в рамках «Программы освоения нетрадиционных и трудноизвле-каемых ресурсов газа», утвержденной председателем правления ПАО «Газпром» А.Б. Миллером. На текущем этапе её реализация осуществляется на Ирекском участке недр (восточная часть оренбургского сегмента Предуральского прогиба).
По данным бурения в северо-восточной части оренбургского сегмента Предураль-ского прогиба (скважины 1, 2, 4, 5 Тавака-новские, 1, 41, 42 Каскиновские, 10 Кузе-бековская, 10 Староказлаировская) флишо-иды нижней перми залегают на карбонатах карбона. Поиск и разведка месторождений нефти и газа в карбонатах башкирского яруса среднего карбона являются одним из направлений геологоразведочных работ ООО «Газпром добыча Оренбург» на нефть и газ, в том числе и на Ирекском участке. Южнее в крайней восточной части прогиба пробурены скважины 20, 21 Большеикские, 3, 4 Пе-
тровские, 10 Саракташская, 631 Кондуров-ская, 70, 71, 73 Активные. Во всех скважинах, кроме поисковой 4 Петровской, разрез флишоидов представлен преимущественно терригенными породами. Карбонаты карбона они не вскрывают. Нижняя часть разреза самой глубокой скважины 4 Петровской (находится на Ирекском участке), в интервале 5176-5467 м, сложена преимущественно известняками. Имеются проблемы с их стратиграфической идентификацией. Разобраться в этом вопросе можно на основе определения геологической позиции скважины относительно обнажений в передовых складках Урала. При этом результаты сей-сморазведочных работ МОГТ (через скважину и рядом с ней отработано несколько профилей) в статье не рассматриваются.
РЕЗУЛЬТАТЫ БУРЕНИЯ СКВАЖИНЫ 4 ПЕТРОВСКОЙ
Интервал разреза скважины 4 Петровской 5176-5467 м сложен пачкой известняков с прослоями аргиллитов и мергелей (рис. 1). Известняки тёмно-серые с коричневатым оттенком, участками белые, светло-серые, плотные с включениями органических остатков, с прослоями мергелей тёмно-серых, алевритистых, плотных и песчаников тёмно-серых мелкозернистых, полимиктовых, слюдистых, плотных. Аргиллиты тёмно-серые до чёрных, плотные, крепкие, известковистые с редкими включениями обугленных растительных остатков. Угол слоистости пород относительно горизонтальной плоскости изменяется от 5 до 40°. Керн из интервала 5406-5410 м представлен мергелем с единичными пропласта-ми известняков. В нём выявлена фауна, которая выше башкирского яруса неизвестна. В дополнительном заключении о возрасте пород, вскрытых скважиной 4 Петровской, отмечено, что к этой фауне следует относиться с большой осторожностью, так как она плохой сохранности и может быть переотложенной. В керне из других интервалов пачки известняков выявлена фауна, распро-
странённая от среднего карбона до нижней перми. Таким образом, в определении её возраста по фауне имеется неопределенность.
По разбивкам Н.А. Ивановой (2012 г.), кровля флишоидов в разрезе скважины 4 Петровской находится на глубине 1422 м. Их верхняя часть до глубины 1473 м отнесена к саранинскому горизонту кунгурско-го яруса нижней перми. Кровли артинского и сакмарского ярусов нижней перми определены на глубинах 2500 и 4141 м соответственно. Пачка известняков, вскрытая в интервале 5176-5467 м, отнесена к сакмар-скому ярусу. Интервал разреза флишоидов 1422-5176 м сложен аргиллитами и алевролитами с прослоями песчаников и известняков. Угол наклона пластов изменяется от 0 до 90°. Они интенсивно перемяты.
При бурении скважины в интервале флишоидов (включая пачку известняков) отмечалось разгазирование бурового раствора и повышение газопоказаний. При испытании в колонне интервала 35123526 м (алевролиты с пропластками песчаников) получен приток газа дебитом 27,9 тыс. м3/сут. За месяц отработки дебит снизился до 1 тыс. м3/сут.
Перекрыты флишоиды сульфатно-кар-бонатно-терригенной толщей кунгурского яруса: переслаивание глин и аргиллитов, ан-гидритизированных аргиллитов, гипс-ангидритовых пород, доломитов сульфатизиро-ванных, ангидритов. Кровля яруса в разрезе скважины определена на глубине 912 м. Непосредственно на кровле флишоидов залегает пласт ангидрита мощностью 10 м. На кунгурском ярусе залегают красноцветные
Рис. 2. Фрагмент космофотоснимка Google Earth. Геологическая ситуация (А.М. Тюрин, 2023 г.) в зоне сочленения Предуральского прогиба и передовых складок Урала в районе поисковой скважины 4 Петровской
I— вершины хребта Карамурунтау: Альянка (1), Ташерик (2), Малиновая (3); 2 — скважины 3 и 4 Петровские;
3 — проекция плоскости взброса на дневную поверхность; 4 — направление падения слоёв горных пород на
крыльях Курмаинской антиклинали; 5 — стратиграфические границы в отложениях нижней перми: сакмарского и артинского ярусов (1), карбонатно-терригенной и сульфатно-карбонатно-терригенной толщи кунгурского яруса (2), кунгурского и уфимского ярусов (3)
терригенные отложения уфимского и казанского ярусов перми.
В 2,0 км к северо-северо-западу от скважины 4 Петровской пробурена параметрическая скважина 3 Петровская. Её забой находится на глубине 4000 м. Вскрытый разрез аналогичен соответствующему интервалу разреза скважины 4. При бурении скважины 3 в интервале флишоидов отмечалось разгазирование раствора и повышение газопоказаний. При совместном испытании в колонне интервалов 3376-3417 и 3604-3635 м получено поступление газа дебитом около 100 м3/сут. При испытании в открытом стволе интервала 3752-4000 м притока не получено. По данным бурения и ГИС водоносных пластов-коллекторов в разрезе флишоидов скважин 3 и 4 Петровских не выявлено.
ОБНАЖЕНИЯ ПЕРЕДОВЫХ СКЛАДОК УРАЛА
На западе передовые складки Урала ограничены Курмаинской антиклиналью. Её фрагмент, ближайший к скважинам 3 и 4 Петровским (широта р. Ассель), изучен двумя опорными геологическими разрезами - «Ассель» (от ассельского до артинского ярусов) и «Сурашево» (верхняя часть артинского
яруса), а также геологической съёмкой (В.П. Твердохлебов, 2001 г.). На рисунке 2 показана наша авторская версия его строения. Восточное крыло складки взброшено на первые сотни метров над западным (рис. 3). Оно формирует хребет Карамурунтау северо - северо - восточного простирания. На западном крыле складки обнажены устойчивые к выветриванию слои песчаников и известняков сакмарского и артин-ского ярусов (гряды, параллельные хребту, рис. 2)). Отложения ярусов представлены карбонатно-терригенной толщей. Залегание слоёв согласное. Стратиграфическая граница между ними приведена по результатам привязки опорного разреза Ассель. Выше артинского яруса согласно залегают отложения кунгурского и уфимского ярусов. Первые представлены двумя толщами - карбонатно-терригенной (слой 164, мощность 25 м) и сульфатно-карбонатно-терригенной.
Стратиграфическая граница между двумя толщами кунгурского яруса проведена по восточной цепочке карстовых воронок. Граница между кунгурским и уфимским ярусом - по их западной цепочке. В одной из них чётко видно залегание красноцвет-ных терригенных отложений на пластах
Рис. 3. Северный склон горы Альянка. Геологическая ситуация восточного крыла Курмаинской антиклинали
(А.М. Тюрин, 2023 г.)
1 - вершина горы Альянка; 2 - проекция плоскости взброса на дневную поверхность; 3 - известняки курмаинской
и карамурунской свит; 4 - известняки сарабильской свиты, вскрытые скважиной 4 Петровской в интервале
5176-5467 м; 5 - карбонатно-терригенные отложения ассельского яруса; 6 - оползень
гипса. Слои пород сакмарского, артинского, кунгурского и уфимского ярусов круто падают на запад (угол > 45°). Признаков тектонических нарушений в них не выявлено.
Слои пород верхней части ассельского (курмаинская свита), нижней и средней части сакмарского (карамурунская и сара-бильские свиты) ярусов обнажены на восточном крыле Курмаинской антиклинали (рис. 2, 3). Ниже приведено их описание по опорному разрезу Ассель.
Курмаинская свита (слои 67-73) сложена известняками афонитовыми и брекчиевид-ными. Мощность 108,2 м. В отложениях карамурунской свиты (слои 74-78) описан пласт 75 органогенного известняка мощностью 42,1 м, залегающий среди песчано-глинистых толщ. Мощность свиты 119,6 м. В сарабильской свите (слои 79-83) описаны только слои известняков, причём для одного из них мощность не указана. Суммарная мощность четырёх слоёв 78,4 м. Мощность свиты 297,0 м. Таким образом, во флишои-дах нижней перми имеется пачка, сложенная преимущественно известняками, включающая относительно мощные слои терри-генных пород. Её возраст определяется как ассельско-сакмарский, мощность 524,8 м. Пачку подстилают карбонатно-терриген-ные отложения ассельского яруса (слои 1-66) мощностью 1147,9 м.
СОГЛАСОВАНИЕ РАЗРЕЗОВ
В разрезе скважины 4 Петровской над отложениями кунгурского яруса залегает толща терригенных красноцветных пород (переслаивание глин, алевролитов и песчаников) уфимского яруса нижней перми мощностью 220 м. Эти же породы залегают на гипсах кунгурского яруса в одной из карстовых воронок их восточной цепочки. Развиты к западу от них. Самая верхняя часть сульфатно-карбонатно-терригенной толщи кунгурского яруса в разрезе скважины по данным ГИС сложена доломитом, ангидри-тизированным доломитом и глинами. Но
в западной цепочке карстовых воронок обнажен слой светло-серого гипса. Восточная цепочка воронок, скорее всего, приурочена к нижнему пласту ангидрита (сегодня гипс) в разрезе толщи, вскрытой скважиной 4 Петровской. Карбонатно-терригенная толща кунгурского яруса (мощность 25 м) разреза Ассель является аналогом саранинского горизонта в разрезе скважины 4 Петровской (мощность 52 м).
По литологическому составу карбонат-но-терригенные части флишоидов в разрезах Ассель и скважины 4 Петровской принципиально идентичны. В опорном её мощность 1818 м. Видимая мощность в разрезе скважины - 3754 м. Здесь флишо-иды залегают не горизонтально и перемяты. С учётом вышесказанного можно сделать заключение о соответствии их мощностей в разрезах рассматриваемой части флишо-идов.
В обоих разрезах под карбонатно-терри-генной толщей залегает пачка известняков. В опорном разрезе её видимая мощность 524,8 м, вскрытая скважиной 4 Петровской, - 291 м. С учётом среднего угла падения слоёв (20°) истинная мощность составляет 274 м. Второе заключение: скважина 4 Петровская вскрыла верхнюю часть пачки известняков ассельского и сакмарского ярусов. Её забой находится вблизи кровли известняков карамурунской свиты. Под ним залегает примерно 330 м известняков кара-мурунской и курмаинской свит. Ниже - кар-бонатно-терригенные отложения ассельско-го яруса.
Расстояние от скважины 4 Петровской до выходов кровли флишоидов на поверхность (восточная полоса карстовых воронок) 2100 м. Её глубина в разрезе скважины 1422 м. С учётом альтитуд поверхности земли перепад высот по кровле флишоидов составляет 1429 м. Это даёт угол её залегания, равный 34°, что несколько меньше угла падения слоёв в обнажениях западного крыла Курмаинской антиклинали. Третье заключение: скважина 4 Петровская
находится на продолжении антиклинали в Предуральском прогибе.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
1. С высокой достоверностью определена геологическая позиция скважины 4 Петровской относительно самой западной Курмаинской антиклинали передовых складок Урала. Она находится на её западном крыле, погружающемся в Предуральский прогиб.
2. Вскрытый скважиной разрез нижней перми соответствует опорному разрезу Ас-сель.
3. Возраст пачки известняков в интервале 5176-5467 м разреза скважины определён как сакмарский (сарабильская свита). Кровля известняков карамурунской свиты не вскрыта. Это соответствует стратиграфическому расчленению флишоидов, выполненному Н.А. Ивановой.
4. Ниже забоя скважины прогнозируются известняки ассельского и сакмарского
ярусов (карамурунская и курмаинская свиты). Их мощность 330 м. Ещё ниже - карбо-натно-терригенные отложения ассельского яруса.
5. Фауна в керне из интервала 5406-5410 м разреза скважины, неизвестная выше башкирского яруса, является переотложенной.
6. Полученные результаты по стратиграфическому расчленению разреза скважины 4 Петровской и его прогнозу ниже забоя рекомендуется принять во внимание при интерпретации сейсмогеологических данных по восточной части оренбургского сегмента Предуральского прогиба. На толще известняков курмаинской, карамурунской и сара-бильской свит может формироваться динамически выраженный цуг отражённых волн.
7. Рекомендуется уточнить сейсмогео-логическую модель Ирекского участка на основе определения геологических позиций скважин, пробуренных в его восточной части, относительно обнажений передовых складок Урала.
