Перспективы нефтегазоносности девонских отложений зоны Доно-Медведицких дислокаций
Е. А. ГРАБЛИН, Е. А. МАСЛЕННИКОВ
В Сталинградской области за последнее десятилетие открыт ряд нефтяных, газонефтяных и газовых месторождений, выдвинувших ее в один из крупных нефтегазоносных районов страны.
Однако все залежи нефти и газа в этих месторождениях приурочены только к верхнедевонским, каменноугольным и частично юрским отложениям. Несмотря на то, что живетские отложения вскрыты здесь значительным числом скважин, нефтеносность их до сих пор не установлена, хотя в соседней Саратовской области эти отложения имеют высокую продуктивность.
Такое положение не случайно и объясняется своеобразным ходом геотектонического развития Доно-Медведицких дислокаций, обусловившим резкое несоответствие структур по различным горизонтам девона и карбона в результате послекаменноугольной инверсии блоковых перемещений. Вследствие этого все скважины, пробуренные на средний девон, оказались в неблагоприятных структурных условиях. Своеобразием геотектонического развития объясняется и относительная бедность газовых и нефтяных залежей на некоторых месторождениях, образовавшийся в мезозойское время за счет миграции углеводородов из структур древнего заложения, частично раскрывшихся после инверсионной перестройки Доно-Медведицких дислокаций.
Подтверждением этих выводов служат многочисленные данные глубокого разведочного бурения, позволяющие уже сейчас выделить районы расположения структур древнего заложения, перспективные для поисков крупных нефтяных и газовых месторождений в девонских и в меньшей степени каменноугольных отложениях. Древние залежи в каменноугольных отложениях, по- видимому, обеднены послеинверсионной миграцией углеводородов в более молодые структуры, где в настоящее время открыты нефтяные и газовые залежи.
Наиболее полный и богатый материал, послуживший основой для решения поставленных вопросов, получен в юго-западной части Доно-Медведицких дислокаций, где большим количеством скважин вскрыт полный разрез каменноугольных и девонских отложений до поверхности кристаллического фундамента.
В этом районе поверхность кристаллического фундамента состоит из ряда структурных ступеней, сформировавшихся в результате блоковой тектоники, т. е. в результате перемещения блоков один относительно другого по системе разломов как в процессе осадконакопления, так и в отдельные тектонически активные промежутки времени. Структурные ступени в современном плане постепенно погружаются в юго-восточном направлении и создают картину моноклинально-ступенчатого строения фундамента.
Вышележащие девонские и каменноугольные отложения имеют более сложное строение. В то время как нижние горизонты девона повторяют в сглаженном виде ступенчатую структуру поверхности фундамента, вышележащие отложения девона и карбона имеют противоположную структуру. Против крутого погружения нижних горизонтов девона на границах структурных ступеней отмечаются асимметричные антиклинальные перегибы по верхним горизонтам, крутыми крыльями обращенные в сторону наиболее приподнятой ступени кристаллического фундамента. Важно отметить, что переход от отрицательной структуры нижних горизонтов палеозоя к положительной структуре верхних горизонтов сравнительно постепенный.
Тектоническая природа и механизм формирования структур такого типа представлены на геологических и палеогеологических профилях (рис. 1).
Как видно из рис. 1, а и б, в течение всего девонского и каменноугольного времени в юго-западной части Доно-Медведицких дислокаций формировалась моноклинально-ступенчатая структура. Этапы усиления тектонических движений, связанные с кратковременными восходящими вертикальными перемещениями блоков один относительно другого и фиксируемые несогласиями, носили унаследованный характер и проявлялись на фоне общего, но неравномерно-ступенчатого погружения рассматриваемой территории. Более западные ступени, расположенные ближе к Воронежскому кристаллическому массиву, вследствие меньших амплитуд нисходящих движений в процессе осадконакопления и большего размаха восходящих подвижек в тектонически активные этапы развития, к концу каменноугольного времени оказались более приподнятыми, чем восточные ступени.
Таким образом, в течение всего девонского и каменноугольного времени формировались ступенчатые структуры древнего заложения, фиксируемые мощностями накапливающихся осадков. Структуры такого типа в случае наличия замкнутых структурных ловушек расцениваются как исключительно перспективные, так как являются областями концентрации углеводородов, мигрирующих с прилегающих тектонически погруженных площадей непосредственно вслед за формированием структур.
Совершенно иную картину мы видим в современном структурном плане (рис. 1, в и г). В результате изменения режима тектонических движений произошла коренная перестройка структуры всей зоны Доно-Медведицких дислокаций, т.е. инверсия блоковых движений. Тектонически более приподнятые структурные ступени, сформировавшиеся в девонское и каменноугольное время, в дальнейшем испытали обратные перемещения по отношению к погруженным ступеням. Это привело к формированию локальных структур асимметричного строения, причлененных крутыми крыльями к уступам фундамента на границах соседних ступеней. Обратные тектонические движения на разных ступенях и даже локальных структурах проявились с различной интенсивностью, однако относительные амплитуды перемещений соседних блоков не превысили амплитуды ранее происходивших обратных перемещений. Структура кристаллического фундамента сохранилась, но только в более сглаженном виде. Отсюда следует тот факт, что чем интенсивней проявились молодые тектонические движения, создавшие локальные структуры, т.е. чем больше амплитуда крутых крыльев структур, обращенных к наиболее приподнятой структурной ступени фундамента, тем глубже прослеживается наличие замкнутой структуры.
Это положение четко подтверждается фактическими данными. Так, Абрамовская структура, имеющая амплитуду крутого крыла около 100 м по каширскому горизонту, отсутствует по кровле задонско-елецких слоев; Верховская структура с амплитудой западного крыла 120 м не фиксируется по кровле евлановско-ливенских слоев, а Арчединская структура, амплитуда крутого крыла которой достигает 160 м, прослеживается по кровле воронежских, а возможно, и более древних отложений. Аналогичная закономерность наблюдается и на Жирновской структуре, расположенной в северо-восточной части Доно-Медведицких дислокаций.
Перестройка структурного плана Доно-Медведицких дислокаций резко сказалась на распределении нефтяных и газовых залежей. Если к концу каменноугольного времени все залежи были приурочены к структурам древнего заложения, то в настоящее время значительная часть углеводородов мигрировала в молодые структуры в зависимости от степени перестройки структурного плана. В более молодых каменноугольных и верхнедевонских отложениях, структурный план которых изменился в большей степени, значительная часть углеводородов мигрировала в молодые структуры. В более древних отложениях девона ранее сформированные залежи сохранились, так как послеинверсионные тектонические движения не перестроили, а лишь сгладили структурные формы по этим отложениям.
Все приведенные данные по геологическому строению, геотектоническому развитию и нефтегазоносности Доно-Медведицких дислокаций позволяют наметить ряд закономерностей, являющихся критериями для выяснения глубинной тектоники и перспектив нефтегазоносности слабо изученных районов.
Эти закономерности следующие.
1. Все структуры Доно-Медведицких дислокаций, характеризующиеся линейным простиранием и четко выраженным асимметричным строением, имеют молодой возраст и постепенно исчезают с глубиной.
2. Крутые крылья структур этого типа соответствуют крутым обратным погружениям кристаллического фундамента и живетских отложений и всегда обращены к наиболее тектонически приподнятым участкам кристаллического фундамента и живетских отложений.
3. На основании приведенных закономерностей нами построена схема тектоники Доно-Медведицких дислокаций, которая дает наглядное представление о глубинном строении рассматриваемого района (рис. 2).
4. Из этой схемы видно, что в юго-западной части Доно-Медведицких дислокаций все молодые структуры крутыми крыльями обращены в сторону Воронежского кристаллического массива и, следовательно, в этом районе мы имеем моноклинально- ступенчатую структуру кристаллического фундамента. В центральной и северо-восточной частях рассматриваемого района наблюдается иное строение. Здесь наряду с локальными структурами, обращенными крутыми крыльями на северо-запад, запад и юго-запад (Петрушинская, Жирновская, Бахметьевская, Лемешкинская и др.), имеются структуры, обращенные крутыми крыльями на восток (Ивановская, Гришино-Свиридовская). Это дает основание предполагать наличие крупной приподнятой зоны по кристаллическому фундаменту и живетским отложениям в пределах Терсинской впадины, которая является крупным сводом древнего заложения, погребенным под мезозойскими отложениями в результате инверсии блоковых тектонических движений.
5. Глубинная тектоника древнего свода, приуроченного в современном структурном плане к Терсинской впадине, по-видимому, довольно сложна. В этом районе на фоне одного крупного ступенчатого поднятия можно предполагать существование нескольких наиболее приподнятых структурных ступеней кристаллического фундамента и приуроченных к ним локальных структур по девонским отложениям. При этом структуры древнего заложения вследствие блоковой тектоники имеют, вероятно, коробчатое строение с плоскими широкими сводами и сравнительно крутыми крыльями. Выделить такие зоны в пределах Терсинской впадины по имеющимся материалам невозможно. Можно лишь отметить, что древний свод Терсинской впадины разделен прогибом северо-восточного простирания, который в современном структурном плане по мезозойским отложениям фиксируется структурным носом, являющимся периклинальным окончанием Миронычевской структуры.
В свете всех приведенных выше данных можно сделать следующие выводы.
1. Зона Доно-Медведицких дислокаций является исключительно перспективной для поисков залежей нефти и газа в девонских отложениях.
2. Наиболее крупные залежи следует искать в районах распространения структур древнего заложения, одним из которых является Терсинская впадина.
Для решения поставленных задач необходимо форсировать проведение через Терсинскую впадину региональных сейсмических профилей с целью выявления антиклинальных перегибов и локальных структур древнего заложения по живетским отложениям и подготовки этих структур под глубокое разведочное бурение.
Выявление погребенных структур по живетским отложениям сейсморазведочными работами связано с большими трудностями, так как структуры древнего заложения имеют сложное тектоническое строение. Здесь возможны наличие древних структур по нижним горизонтам девона и отсутствие их по более верхним горизонтам девона и карбона. Поэтому сейсморазведочные работы в Терсинской впадине необходимо проводить в комплексе с глубоким разведочным бурением, чтобы получить более точные и надежные данные для окончательного решения проблемы девонской нефти в Сталинградской области.
Есть все основания предполагать, что затраты, связанные с предложенной методикой, окупятся полученными результатами.
Необходимо более рационально использовать технические возможности. Следует пересмотреть вопрос целесообразности бурения глубоких девонских скважин на выявленных молодых структурах, бесперспективных или мало перспективных по живетским отложениям, а высвобождаемые средства использовать на бурение (в комплексе с сейсмическими работами) в Терсинской впадине, где в продуктивных горизонтах живетского яруса возможны крупные залежи нефти и газа.
а, б-палеогеологические профили на конец каширского времени; в, г, - геологические профили; 1 - глины; 2-глины и песчаники; 3 - аргиллиты; 4 - аргиллиты и песчаники: 5 - известняки и доломиты; 6-ангидриты; 7 - породы кристаллического фундамента; J+Q - нерасчлененные юрские и четвертичные отложения; C2 - средний карбон; C1 - нижний карбон; D32- фаменский ярус; D31 - франский ярус; D22 - живетский ярус.
Локальные структуры: 1 - Ивановская; 2- Гришино-Свиридовская: 3- Абрамовская; 4 - Миронычевская; 5 - Верховская; 6 - Ветютневская; 7 - Петрушинская; 8 - Дорожкинская; 9 - Северо-Дорожкинская; 10 -Нижне- Добринская; 11 - Лемешкинская; 12 - Саушинская; 13 - Зимовская; 14 - Арчединская; 15 - Коробковская; 16 - Линевская; 17 - Жирновская; 18 - Бахметьевская; 19 - границы структурных ступеней кристаллического фундамента; 20 - районы расположения структур древнего заложения, перспективные для поисков нефтяных и газовых залежей в девонских отложениях.