Перспективы нефтегазоносности восточной части Днепровско-Донецкой впадины
И. Ф. КЛИТОЧЕНКО, А. С. МУРОМЦЕВ И. Г. БАРАНОВ, А. А. МАРТЫНОВ
Сумма геологических фактов, полученных в результате систематического изучения восточных районов УССР, приводит к естественным выводам о весьма высокой оценке Днепровско-Донецкой впадины как новой газонефтеносной провинции большого промышленного значения. Газонефтеносность этого региона охватывает территорию, превышающую по своей площади Австрию или же Бельгию и Голландию вместе взятые. Стратиграфический диапазон прямых признаков газонефтеносности, в том числе и промышленных залежей нефти и газа, включает в себя мощную толщу осадков от девонского до верхнеюрского возраста, не считая более молодые отложения, газонефтеносность которых не имеет практического интереса.
Проблема перспектив газоносности Днепровско-Донецкой впадины может считаться в общем виде решенной положительно. Известные здесь крупные месторождения газа находятся в стадии промышленного освоения, а разведка новых площадей уже не вызывает особых геологических трудностей.
Проблема же промышленной нефтеносности впадины, несмотря на большие усилия геологов и разведчиков, еще далека от своего решения. Это решение осложняется из-за противоречий во взглядах на геологическую историю развития этого региона и на условия формирования нефтяных и газовых залежей, что приводит к малообоснованным методическим приемам разведки и ошибочному направлению поисковых и разведочных работ.
В первый этап разведочных работ на нефть в Днепровско-Донецкой впадине основные усилия были направлены на поиски промышленных залежей нефти в солянокупольных структурах типа Роменского на северо-восточном борту впадины и Исачковского в юго-западной ее части, считавшихся аналогами соляных куполов Эмбы. Однако не были получены ожидаемые результаты, и разведочные работы в дальнейшем были ориентированы на поиски промышленных залежей нефти в девонских осадках структур, не нарушенных солью. Результаты работ на таких площадях (Шебелинская, Радченковская, Сагайдакская) оказались несколько неожиданными. Девонские отложения здесь не были вскрыты, но были выявлены крупные промышленные залежи газа в нижнепермских отложениях (Шебелинсекая структура) и установлена нефтеносность верхневизейских, нижненамюрских и среднекаменноугольных осадков (Радченковская и Сагайдакская структуры), а также промышленная газоносность верхневизейских отложений (Михайловская структура) и триаса (Радченковская структура).
В дальнейшем на Солоховской площади, введенной в разведку с целью поисков промышленных залежей нефти в каменноугольных отложениях, был получен промышленный приток газа из среднеюрских пород, а в каменноугольных отложениях не были обнаружены обнадеживающие признаки газонефтеносности.
В результате изложенного выше основное направление разведочных работ в последнее время определилось задачей разведки газоносности нижнепермских и нефтеносности каменноугольных отложений.
Успех нефтяников Украины, выявивших в пермских отложениях восточной части Днепровско-Донецкой впадины крупные месторождения газа, отодвинул на второй план поиски промышленных залежей нефти в девоне. Более того, мнение, что Днепровско-Донецкую впадину нужно рассматривать главным образом как газоносную провинцию, приобрело в настоящее время особую силу. Этому немало способствует развитие некоторых взглядов на происхождение газовых залежей, а также ошибочное толкование вопросов геологического строения впадины как региона, не имеющего генетической связи с примыкающими областями.
Известно утверждение (А.Л. Козлов, Н.Ф. Балуховский и др.), что газовые месторождения северо-западных окраин Донбасса и восточной части Днепровско-Донецкой впадины, в том числе и Шебелинское месторождение, образовались в результате латеральной миграции угольного газа из Донецкого бассейна.
Ряд исследователей считает, что Донбасс и Днепровско-Донецкая впадина являются различными геоструктурами как по условиям осадконакопления, так и по общему характеру тектонических процессов. Эти структуры, по их мнению, разделены так называемой «зоной сочленения», представляющей собой область развития поперечных сбросов или флексур [2, 4, 8]. Донбасс понимается как геосинклинальная область, а Днепровско-Донецкая впадина как грабен в теле Русской платформы, отделенный от Украинского и Воронежского кристаллических массивов крупными разломами северо-западного простирания. Указанным разломам придается решающее значение в истории формирования впадины, при этом считается, что разломы возникли в девонское время и пространственно ограничивали распространение верхнедевонского и нижнекаменноугольного морских бассейнов, отделяя впадину как тектонически активную область от тектонически пассивной части Русской платформы.
Далее утверждается, что центральная часть Днепровско-Донецкой впадины является наиболее глубоким ее местом и скорость накопления осадков там была наибольшей во все последующие этапы ее геологического развития.
Кроме краевых разломов северо-западного простирания, предполагается, что Днепровско-Донецкая впадина рассечена рядом разломов субмеридионального направления, что и определяет блоковой характер ее строения [2, 4, 8].
В свете сказанного выше интерес к разведке промышленных залежей нефти в девонских отложениях значительно снизился, и только немногочисленные исследователи до настоящего времени [3, 5 и др.] доказывают необходимость постановки широких разведочных работ на нефть.
Факты заставляют с особым вниманием отнестись к идее промышленной нефтеносности девонских осадков Днепровско-Донецкой впадины и утверждать высокую перспективность всего этого региона как новой нефтеносной провинции большого промышленного потенциала. Наличие промышленных скоплений нефти и газа на соседних площадях Сталинградской области и притоки нефти в скважинах на территории Белорусской ССР (северо-западное окончание впадины) подтверждают такое заключение.
Результаты разведочных работ и исследований в Днепровско-Донецкой впадине уже на первой стадии их развития также полностью подтверждают эту точку зрения [1, 3, 5, 6, 9 и др.].
В защиту девонской нефти говорят многие факты.
1. Современное геологическое строение Днепровско-Донецкой впадины характеризуемся наличием нескольких четко выраженных структурных этажей: нижний, по-видимому, наиболее сложно построенный структурный этаж включает в себя протерозойские и рифейские осадки; второй этаж - верхнедевонские осадки; третий - турнейские и визейские осадки карбона, четвертый - нижненамюрские, среднекаменноугольные, верхнекаменноугольные и нижнепермские осадки, пятый - верхнепермские и мезозойские осадки; шестой - третичные отложения.
Каждому структурному этажу отвечает определенный этап геологического развития впадины, который начинался накоплением осадков; затем наступал общий подъем всей территории, обычно завершавшейся частичным размывом ранее накопленных отложений. Таким образом, перерывов в осадконакоплении было много, а основные из них отмечаются в предверхнедевонское, предтурнейское, преднижневизейское, предверхневизейское, преднамюрское, предсреднекаменноугольное, предверхнепермское, предтриасовое, преднижнеюрское, преднижнемеловое и предтретичное время.
2. В основании осадочной толщи юго-западного борта Днепровско-Донецкой впадины (Михайловская площадь) залегают (предположительно) рифейские породы, мощность которых превышает 1500 м. Это и определяет резкое отличие геологического строения так называемого «борта впадины» от «склона Украинского кристаллического массива» и создает представление о наличии крупного разлома, по которому впадина отделяется от «стабильной» в тектоническом отношении части Русской платформы.
В действительности же процессами осадконакопления, начиная с живетского или верхнедевонского времени, охватывалась не только Днепровско-Донецкая впадина в современном ее представлении, но также и какая-то часть Украинского кристаллического массива. Площади наиболее интенсивного осадконакопления не оставались постоянными. Современное знание геологического строения Днепровско-Донецкой впадины не позволяет еще полностью раскрыть закономерности изменения условий осадконакопления для каждого цикла ее геологического развития, однако имеющихся фактов вполне достаточно, чтобы говорить о несостоятельности взглядов на Днепровско-Донецкую впадину как на стабильно очерченную область, в пределах которой скорость осадконакопления и мощность отложений уменьшались постепенно от центральной части к бортам впадины во все этапы ее развития.
Так, например, для современной эпохи наибольшая мощность верхнедевонских, турнейских, нижневизейских и верхневизейских осадков зафиксирована не в центральной части впадины, а на ее юго-западном борту (Михайловская и Зачепиловокая площади) в непосредственной близости от Украинского кристаллического массива. Каменноугольные осадки мощностью до нескольких сот метров известны на кристаллическом массиве в древних синклинальных складках (Оболонская и Болтышская впадины). Кроме того, к южному борту впадины приурочено и залегание надсолевых терригенных осадков верхнего девона, которые на Зачепиловской площади имеют мощность свыше 650 м. Общая же мощность терригенных отложений верхнего девона юго-западного борта Днепровско-Донецкой впадины превышает 3500 м. Таким образом, в девоне и в карбоне область сноса находилась значительно южнее современной границы распространения отложений этого возраста. Анализ же мощностей и фаций всего осадочного комплекса пород Днепровско-Донецкой впадины также говорит о перемещениях осевой части впадины в различные периоды ее формирования.
Области осадконакопления, возникавшие многократно после региональных перерывов, далеко выходили за пределы современных границ Днепровско-Донецкой впадины и Донбасса, охватывая и значительную часть Украинского кристаллического массива. Эти области или «впадины» имели в каждом отдельном случае свое ложе, построенное из осадков предшествующего комплекса и более древних отложений. Принципиальная черта строения таких впадин в момент, соответствующий началу накопления новых осадков, заключалась в том, что они не имели крутых бортовых перегибов, а сравнительно спокойно, хотя и неравномерно, погружались от Украинского и Воронежского кристаллических массивов в прогибы. Каждый новый подъем всей территории приводил к частичным размывам накопленных ранее осадков, что особенно резко выразилось в прибортовых частях впадины. Суммарное выражение таких подъемов в юго-западной части территории привело в конечном итоге к значительному сокращению осадков и создало впечатление о наличии здесь регионального разлома большой амплитуды.
3. Установлено, что, начиная с верхнедевонского времени, Днепровско-Донецкая впадина, Донбасс и территория, расположенная к югу от них, являлись единой областью седиментации и были связаны последовательным закономерным изменением скорости накопления осадков. Это нашло свое отражение в изменении фаций и мощностей соответствующих отложений.
Нарушение закономерностей осадконакопления частыми воздыманиями территории в процессе исторического развития впадины определило сложность современного структурного плана указанной территории, а также обусловило отличие Донбасса от Днепровско-Донецкой впадины. На основе наших представлений выделение на многих современных тектонических схемах структурно обособленной «зоны сочленения» Днепровско-Донецкой впадины и Донбасса не может быть оправдано.
4. Из всех пород осадочной толщи, слагающей Днепровско-Донецкую впадину, наиболее перспективными осадками как в отношении первичной нефтеносности, так и в отношении скопления промышленных залежей нефти являются верхнедевонские отложения. Они отлагались в условиях больших скоростей осадконакопления, а суммарная мощность их превышает 3,5 тыс. м. Верхнедевонские осадки являются самыми древними отложениями Днепровско-Донецкой впадины, в которых зафиксированы прямые признаки нефтеносности (подсолевые верхнедевонские осадки на Зачепиловской площади и подошвенная часть надсолевых верхнедевонских отложений на Колайдинской площади). Миграция нефти и природного горючего газа из верхнедевонских отложений в вышележащую толщу осадков происходила по дизъюнктивным нарушениям, связанным главным образом с соляной тектоникой. При этом нефть скапливалась непосредственно в районах соляных куполов или в структурах, связанных с ними, а газ мигрировал на большие расстояния и концентрировался в благоприятных структурных зонах, какими прежде всего являются центральная повышенная часть впадины и ее бортовые части.
5. Структурный план Днепровско-Донецкой впадины обладает весьма интересными чертами, знание которых крайне важно для правильной оценки перспектив газонефтеносности и для направления геолого-разведочных работ.
а) Центральная часть впадины (Шебелинско-Солоховско-Лютинская зона), изображаемая на многих современных тектонических схемах как грабен, в действительности является приподнятой зоной. В этой зоне следует ожидать выпадения из разреза значительной части нижнекаменноугольных осадков и относительно высокого залегания девонских отложений. Этот вывод подтверждается повышенным положением структурных планов мезозоя и палеогена и интерпретацией геофизических данных (электроразведка и гравиразведка), указывающих на более высокое залегание кристаллического фундамента в этой зоне.
Наличие мощных залежей газа в нижнепермских и юрских отложениях центральной части впадины объясняется миграцией газа из девонских осадков по сбросам, связанным, по-видимому, с соляными куполами. Поэтому указанная зона представляет весьма значительный интерес также и для поисков девонской нефти, хотя здесь залежи следует ожидать на больших, но технически доступных глубинах (3-3,5-4 тыс. м).
б) Юго-западный борт впадины построен весьма сложно. Мощные отложения рифея, верхнего девона, турне и нижнего визе прослеживаются вдоль борта впадины и быстро выклиниваются в юго-западном направлении в результате их размыва. Этим обусловлен резкий переход от области больших мощностей древних осадочных толщ к области сокращенных мощностей, что и наложило особый отпечаток на все последующие тектонические процессы, начиная с среднекаменноугольного времени. Вдоль полосы перехода малых мощностей к большим протягивается своеобразно построенная зона интенсивной складчатости, называемая южной зоной краевых дислокаций или же Голубовско-Зачепиловским валом. Северо-восточная часть этой зоны, вернее ее северо- восточное крыло, формировалось в течение верхнедевонского, турнейского, визейского и среднекаменноугольного времени, а юго-западное крыло начало опускаться только с предверхнепермского периода. Дальнейшие опускания этого крыла такой же интенсивности произошли в преднижнемеловое и предтретичное время.
Такое своеобразное строение южной зоны краевых дислокаций обусловливает высокую ее перспективность для поисков промышленных залежей нефти и природного горючего газа.
Опускание всей этой области в предверхнепермсокое время и захоронение среднего карбона более молодыми отложениями создали исключительно благоприятные условия для аккумуляции газа. В пределах этой зоны, протяженность которой измеряется сотнями километров, глубокое разведочное бурение проведено только на двух площадях (Михайловской и Зачепиловской), и в обоих случаях выявлены промышленные залежи газа в верхневизейских отложениях. Не вызывает никакого сомнения, что вся эта зона является газоносной и что запасы газа здесь имеют огромное промышленное значение. Не менее перспективна эта зона и для поисков промышленных залежей нефти в девонских отложениях. Нефть здесь может быть приурочена как к выклиниванию пластов девонских осадков, так и к антиклинальным складкам, возникшим на фоне общего воздымания девонских отложений в юго-западном направлении. Поиски таких залежей нефти вполне доступны для глубокого разведочного бурения.
в) Северо-восточный борт впадины построен значительно проще. Для него характерно постепенное выклинивание девонских и нижнекаменноугольных осадков в сторону платформы, а, следовательно, в его пределах необходимо ожидать наличия стратиграфических залежей нефти в девонских отложениях.
г) Области, расположенные на юго-западе и северо-востоке от центральной зоны Днепровско-Донецкой впадины, а также северо-западные окраины Донбасса характеризуются широким развитием солянокупольных структур. Оживление процессов соляной тектоники происходило в периоды общего подъема всей территории, что и обусловливало миграцию нефти и газа из девонских отложений в вышележащую толщу пород.
Приведенные выше данные убедительно говорят о том, что Днепровско-Донецкая впадина не только газоносная, но главным образом нефтеносная провинция. Это обязывает интенсивно производить геолого-разведочные работы для ускорения промышленной разведки и освоения перспективных зон впадины (см. рисунок).
Разведочные работы на девонскую нефть необходимо ориентировать одновременно в трех направлениях:
1. поиски промышленных залежей нефти в девонских осадках в пределах южной зоны краевых дислокаций (Голубовка - Зачепиловка - Решетиловка - Петривцы - Хорол); в этой же зоне работы необходимо направить на поиски месторождений нефти, приуроченных к выклиниванию девонских осадков (стратиграфические залежи) и к брахиантиклинальным складкам;
2. поиски стратиграфических залежей девонской нефти на северо-восточном борту впадины;
3. поиски структур с более высоким залеганием верхнедевонских отложений в центральной части впадины и установление возможности вскрытия глубокими разведочными скважинами нефтеносных горизонтов верхнего девона этой зоны.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брод И.О. О принципах выделения оценки известных и возможных зон нефтегазонакопления на территории Украинской ССР. Труды научн. и геол. совещ. по нефти, озокериту и горючим газам УССР, 1949.
2. Клименко В..Я. Новые данные о тектоническом строении Днепровско-Донецкой впадины. Геол. журнал, т. X, вып. 4. Изд. АН УССР, 1950.
3. Куциба А.М. Геологическое строение и газонефтеносность Днепровско-Донецкой впадины и сев. зап. окраины Донбасса. Изв. АН УССР, Киев, 1954.
4. Лапкин ИЮ., Черпак С.Е., Чирвинская М.В. Тектоническая схема Днепровско-Донецкой впадины, БМОИП, отд. геол., т. XXVII, вып. 2, 1952.
5. Мишунина З.А. Геологическое строение и перспективы нефтеносности Днепровско- Донецкой впадины. Гостоптехиздат, 1955.
6. Тетяев М.М. Принципы геологического районирования территории СССР. Проблемы совет. геол., т. 1, № 1. ОНТИ, 1938.
7. Чирвинская М.В. Геологические результаты геофизических работ в Днепровско-Донецкой впадине. Сб. статей «Геологическое строение и газонефтеносность Днепровско-Донецкой впадины и северо-западных окраин Донбасса». Изв. АН УССР, Киев, 1954.
8. Шарапов И.С. Основные черты геотектонического строения и этапы развития Днепровско-Донецкой впадины. Нефт. хоз., № 7, 1954.
9. Шатский Н.С. Происхождение Донецкого бассейна БМОИП, отд. геол., т. XV, вып. 4, 1937.
10. Шеришевская С.Я. Результаты гравиметрических работ, выполненных в Днепровско-Донецкой впадине и северо-западных окраинах Донбасса. Тр. ИГН АН УССР, сер. геофиз., вып. 1, Киев, 1956.
Объединение Укрнефть, УкрВНИГНИ
Рисунок Схема перспектив газонефтеносности восточной части Днепровско-Донецкой впадины.
А - Структуры, выявленные по палеогеновым слоям: 1 - Старо-Покровская; 2-Шебелинская; 3-Алексеевская; 4- Ефремовская; 5 - Парасковеевская; 6-Медведовская; 7- Крестищенская; 8 - Чутовско-Распашновская; 9 - Руновщинская; 10-Диканьская; 11 - Солоховская; 13-Мало-Орчиковская; 14 - Федоровская (Гнединское); 15 - Андреевская; 16 - Ново-Григорьевская; 17 - Михайловская Северная; 18 - Михайловская Южная; 19-Каневская; 22 - Суходольская; 23-Мало-Перещепинская; 25-Ново-Сенжарская; 28 - Кобынская; 29 - Решетиловская; 30-Сагайдакская; 31 - Петривцевская; 32 - Степановская; 33-Глобинская; 35 - Голубовская; 36-Рябухинская; 37-Литвиновская (Волковская); 38-Колонтаевская; 39 - Бельская; 40 - Качановская (Мало-Павловская); 41 - Синевская; 42-Мироновская; 43-Сосновская; 44 - Красноградская (Верхне-Ланновская); 45 - Елизаветовская; 46-Машевская; 47 - Полтавская; 48-Жоржевская; 49 - Самаринская; 50-Лейковская; 51-Радченковская.
Б - Структуры, выявленные по мезозойским слоям: 2а - Шебелинская; 3а - Алексеевская; 4а - Ефремовская; 6а - Медведовская; 7а - Крестищенская; 8а - Чутовско-Распашновская; 9а - Руновщинская; 10а - Диканьская; 11а - Солоховская; 12а - Дубовогрядинская; 15а - Андреевская; 17а - Михайловская Северная; 18а - Михайловская; 20а - Михайловская Восточная; 21а - Михайловская Западная; 23а - Мало-Перещепинская; 37а - Литвиновская (Волковская); 24а - Ново-Сенжарская; 25а - Зачепиловская Восточная; 26а - Старо-Сенжарская; 27а - Зачепиловская; 28а - Кобынская; 29а - Решетиловская; 30а-Сагайдакская; 41а - Синевская; 42а - Мироновская; 44а - Красноградская (Верхне-Ланновская); 45а-Короленковская; 45б - Григорьевская; 47а- Полтавская; 48а - Жоржевская; 50а - Лейковская 51а - Радченковская.
В - Структуры, выявленные геофизическими работами по мезозойским и более древним отложениям: 52 - Петривцевская; 53 - Богачанская; 54 - Боярская; 55 - Западно-Ефремовская; 56 - Будищенский купол; 57 - Голубовская; 58 - Кременовская; 59 - Перещепинская; 60 - Южно-Перещепинский шток; 61-Сосновская; 62 - Павловская; 63 - Крихаевская; 64 - Самаринская; 65 - Кибинцевская; 66- Перещепинская; 67-Рябухинская; 68 - Ново-Григорьевская; 69 - Бельская (Довжинская); 70 - Качановская (Мало-Павловская).
Г - Границы зон газонефтеносности: I - область промышленного скопления нефти и газа в девонских отложениях и промышленных скоплений газа в верхневизейских осадках; II - высокоперспективная область на девонскую нефть и на газ, приуроченный к верхнепалеозойским и мезозойским отложениям; III- область промышленных скоплений нефти и газа в стратиграфических залежах (ловушках) девонских осадков, IV и V -области скоплений нефти и газа в районах солянокупольных структур; VI - область, перспективная для поисков залежей газа небольшого промышленного значения (в верхневизейских осадках); VII - область размыва палеозойских осадков.