Глубинная структура Питнякского района по данным геофизических исследований и перспективы его газонефтеносности
А. М. СУНГУРОВ
Под Питнякским газоносным районом понимается обширная площадь выходов дислоцированных пород верхнего мела, лежащая в полосе среднего течения р. Аму-Дарья и прилегающих к ней пустынь Кара-Кум и Кызыл-Кум. Расположена она в северо- западной части Бухаро-Хивинской нефтегазоносной провинции и издавна известна многочисленными газопроявлениями. Территория эта относится к восточной Туркмении и отчасти к Узбекистану.
Поверхность описываемой территории сложена образованиями верхнего мела (сеноман, турон и сенон), палеогена, неогена и четвертичными осадками. Верхнемеловые отложения образуют обширный свод, обрамленный палеогеном и местами неогеном и осложненный пологим, расширяющимся к юго-востоку Биргутлинским прогибом, выполненным палеогеном.
Указанным прогибом свод подразделяется на две антиклинальные полосы, каждая из которых представлена четковидно расположенными брахиантиклиналями (рис. 1). Общая амплитуда поднятия по верхнемеловым отложениям достигает 500 м. Разрез отложений древнее верхнемеловых вскрыт в нескольких глубоких скважинах. Здесь выявлены образования палеозоя, средней юры и нижнего мела.
Палеозойские образования представлены метаморфическими породами и несогласно перекрываются Терригенный комплексом, условно относимым к средней юре (догер) и сложенным плотными песчаниками с подчиненными прослоями глин и реже конгломератов. Мощность среднеюрских отложений, судя по данным бурения и сейсморазведки, варьирует в очень широких пределах от 50--100 до 2000 м и более.
Нижнемеловые отложения представлены нерасчлененной апт-неокомской и альбской толщами, сложенными песчано-глинистыми породами, причем снизу вверх наблюдается обогащение разреза глинистым материалом.
Верхнемеловые отложения сложены переслаивающимися глинами и песчаниками и вверху венчаются известняками сенона. Последние образуют протяженные гряды, резко выраженные в рельефе и хорошо очерчивающие контуры Питнякского поднятия. Мощность меловых отложений, так же, как и среднеюрских, изменчива и в общем возрастает в западном направлении и от сводов локальных поднятий к крыльям. Она варьирует в пределах от 1500 до 3000 м, а, возможно, местами достигает и больших величин. Таким образом, суммарная максимальная мощность мезозойских осадков, возможно, достигает на северо-западе территории 5 км и более.
Глубинная структура района вырисовывается в основном по геофизическим данным.
Магнитометрическими исследованиями 1951 г. установлено, что к большей западной части Питнякского поднятия (Тюя-Муюн и Султансанджар, Коша-Булак) приурочена обширная отрицательная аномалия интенсивностью минус 150 гамм. Выявленный на сопредельной площади, в районе Дунгуз-Ульдинского озера, второй такой же минимум по аналогии и совокупности других геофизических данных также рассматривается как указание на наличие погребенного поднятия в названном районе. В пределах восточной полосы Питнякского поднятия (Мешекли и Учиаджакский участок) магнитное поле спокойно, причем по поверхности палеозоя эти структуры наиболее приподняты; таким образом, строгих соотношений между характером геомагнитного поля и платформенной структурой района не наблюдается.
В результате выполненной в 1955 г. Н.В. Эпштейном гравиметрической съемки выяснилось наличие в районе четких, сравнительно интенсивных аномалий силы тяжести. Здесь выделяется пять аномальных полос (зон): две положительные - Султансанджарская и меньшая по размерам Мешеклинская и три отрицательные - Кара-Кумская, Кызыл-Кумская и Восточно-Мешеклинская. Как показали сейсмические исследования, полосы положительных аномалий соответствуют поднятиям по поверхности палеозоя и связанным сними мезозойским структурам, причем отдельным вершинам (поднятиям), как правило, соответствуют локальные максимумы интенсивностью в 2-3 мгл. Отрицательные аномалии приурочены к прогибам поверхности палеозоя и соответствующим им, однако более пологим синклинальным структурам в мезозойских образованиях (юрских и нижнемеловых). Таким образом, наблюдается прямая и тесная связь гравитационной картины с глубинной тектоникой района.
Однако гравитационная картина отличается некоторыми специфическими особенностями, связанными со сложным характером сочленения глубинных структурных форм, образующих Питнякское поднятие, а именно стыком в этом районе весьма протяженных линейного типа структур Дарганатинского вала (Чарджоу-Питнякская зона положительных аномалий) и Бухарского вала (Бухаро-Гаждинская зона положительных аномалий). В частности, привлекает внимание чрезвычайно резко выраженная линейность аномалий северной части Дарганатского вала, локальные аномалии которого соответствуют Северо-Дарганатинской, Коша-Булакской и Султансанджарской структурам, тогда как северное окончание Бухаро-Гаждинской аномальной зоны несравненно более расплывчато и выражено менее интенсивными локальными положительными аномалиями. Одна из них - Биргутлинская аномалия- лежит на продолжении оси Мешеклинекого максимума, соответствующего одноименной структуре, и в то же время представляет собой осложнение восточного поля Султансан- джарского максимума, т.е. находится в промежуточной зоне между основными аномальными полосами. На поверхности описанной аномалии соответствует выполненный палеогеном Биргутлинский прогиб.
Наконец, привлекает внимание намечающаяся положительная гравитационная аномалия, примерно совпадающая с упомянутым выше магнитным минимумом, расположенным в районе озера Дунгуз-Ульды, и, по-видимому, отображающая собой глубоко погребенное поднятие в зоне больших мощностей мезозойского комплекса, в частности юрских отложений.
Таким образом, в результате гравитационных работ были установлены, с одной стороны, тесное соответствие локальных аномалий положительным структурам в верхнемеловом комплексе, с другой линейность и большая четкость ряда локальных аномалий по сравнению с контролирующими их структурами, что свидетельствует о несравненно большей резкости и линейности глубинных структурных форм по сравнению с наблюдаемыми в меловых отложениях. Кроме того, были выявлены Северо-Дарганатинский и Биргутлинский максимумы, не находящие видимого отражения в структурном плане верхнего мела, но, как выяснилось в результате сейсмических работ, соответствующие погребенным поднятиям поверхности палеозоя, юрского и отчасти нижнемелового комплексов.
Для уточнения представлений о глубинном геологическом строении района и перспективах его газонефтеносности в 1956 г. трестом Средазнефтегеофизика под руководством М.М. Раджабова и А.М. Сунгурова были проведены региональные сейсмические исследования корреляционным методом преломленных волн (КМПВ) и опытные работы методом отраженных волн (МОВ).
Профилями, располагающимися по простиранию гравитационных аномалий и вкрест им (см. рис. 1), была охвачена площадь около 4500 км2. Всего было отработано 240 км профилей КМПВ и 3 км опытного профиля МОВ.
Наблюдения КМПВ велись при расстояних между пунктами взрыва в основном 3125 м из пяти пикетов взрывов при длине годографа 10-12,5 км, сейсмографы располагались через 50 м. Применялась система нагоняющих и встречных годографов при взрывах в скважинах и в шурфах.
Район характеризуется очень сложной волновой картиной, обусловленной сложным глубинным геологическим строением и особенно условиями распространения верхнемеловых отложений. На сводах структур, т.е. там, где сенонские известняки и плотные песчаники сеномана и турона размыты, наблюдались вступления от очень глубоких горизонтов (палеозой, юра), тогда как на западном погружении Дарганатинского вала фиксировались обычно лишь вступления от верхнемеловых комплексов, экранирующие преломления всех нижележащих горизонтов. Общее представление о характере материала КМПВ дают профили 1 и 5 (рис. 2).
Основные преломляющие горизонты удалось стратифицировать, использовав данные разведочных скважин и другие геологические материалы. При этом выяснилось, что большая часть поверхностей сейсмического раздела характеризуется выдержанными граничными скоростями (vг) и лишь нижняя из них (палеозой) показывает значительные вариации.
Горизонт с граничными скоростями 5600-6400-6600 м/сек соответствует размытой поверхности палеозоя, а разные величины граничных скоростей свидетельствуют о неоднородности вещественного состава пород палеозоя, залегающих под поверхностью предъюрского размыва.
Горизонт с граничными скоростями 4000-4100 м/сек соответствует поверхности юрских отложений. К этому комплексу, кроме того, местами приурочены горизонты с граничными скоростями 4500-5000 м/сек.
Горизонты с граничными скоростями 3600 и 3800 м/сек характеризуют отдельные пласты нижнемеловой толщи.
Верхнемеловая толща отображается горизонтами с повышенными граничными скоростями порядка 5200-5400 м/сек, экранирующими в районах своего распространения все нижележащие горизонты, кроме поверхности палеозоя. Последняя также не была прослежена в западной части района из-за недостаточной длины годографа в условиях глубокого погружения этого горизонта.
Над верхнемеловым горизонтом с граничными скоростями 5200-5400 м/сек местами фиксируются волны от пластов с граничными скоростями 4000 и 2300 м/сек. Последняя относится к глинам палеогена.
Горизонт с высокой граничной скоростью, соответствующий размытой поверхности палеозоя, фиксируется в восточной части исследованной территории и выделяется на глубине от 1000 до 2800 м. На севере по поверхности этого горизонта отчетливо обрисовывается протяженное вытянутое в северо-северо-западном направлении обширное поднятие с двумя вершинами - Мешеклинокой и Биргутлинской. В сводовой части Мешеклинского поднятия палеозой по сейсмическим данным залегает на глубине 1000 м, что почти в точности подтверждено разведочной скважиной, вскрывшей его здесь на глубине 950 м. Положение и конфигурация Мешеклинской структуры по поверхности палеозоя хорошо согласуются с местоположением и конфигурацией одноименного гравиметрического максимума, тогда как структуры в палеозойских и верхнемеловых отложениях примерно совпадают по площади, но ориентированы различно и их оси пересекаются под углом 20°. Западнее по поверхности палеозоя намечается глубокий прогиб с отметкой 2800 м, причем ось его значительно смещена к западу по отношению к оси прогиба нижнемеловых отложений.
Биргутлинская локальная структура по поверхности палеозоя выделяется на глубине 1800 м (свод) и хорошо совпадает с локальным гравитационным максимумом, лишь несколько смещенным к западу от него. В верхнемеловых отложениях, как уже упоминалось,
Биргутлинскому участку соответствует пологий прогиб, выположенный палеогеновыми осадками. Таким образом, эта структура является погребенной. Судя по профилю 1 (см. рис. 2), она отображается также и в юрских отложениях. Однако кровля последних залегает значительно положе поверхности палеозоя, в связи с чем мощность юрских отложений, незначительная на своде (порядка 400 м), быстро возрастает на периклиналях и крыльях, достигая 600 м на южной периклинали, более 1000 м на северной и 1300- 1500 м на западном крыле, а палеозой уходит здесь на большую глубину и не прослежен сейсморазведкой.
На юго-востоке описанной структуры по горизонтам, соответствующим поверхности палеозоя и юры, намечается небольшое Данишерское локальное поднятие.
Следующим участком, на котором сейсморазведкой прослежена поверхность палеозоя, является Дарганатинский, относящийся к одноименному региональному валу. Здесь одним профилем уловлен прогиб между двумя поднятиями указанного вала. Северное из выявленных поднятий, по-видимому, представляет собой далекую периклиналь одного из поднятий Султансанджарской полосы.
Северо-западнее Биргутли-Мешеклинской полосы поднятий на Тюя-Муюнской площади по преломляющим горизонтам, приуроченным к нижнему мелу, отмечается северная далекая периклиналь Султансанджарской структуры. Ранее эта периклиналь считалась самостоятельным поднятием и разведывалась глубоким бурением. Ни одна из пробуренных здесь скважин не вышла из юрских отложений, вскрыв их мощность порядка 2000 м. Из сопоставления условий залегания поверхности палеозоя на сопредельных участках и характера гравитационного поля глубина до поверхности палеозоя на Тюя-Муюнском участке предполагается равной 3000-3200 м, а мощность юрских отложений составляет примерно 2500-3000 м.
В пределах непосредственно Султансанджарской структуры из-за неблагоприятных сейсмогеологичееких условий материал не был получен, и этот участок, к сожалению, остался недоразведанным. Несколько южнее зафиксирован пережим между поднятием Коша-Булак и южной периклиналью Султансанджарской структуры, что косвенно подтверждает наличие Султансанджарского поднятия и по глубоким горизонтам. Однако на сопредельных с востока участках, т. е. в прогибе между Биргутлинским и Султансанджарским поднятиями, отмечены глубины до поверхности палеозоя в 2000-2200 м, что позволяло рассчитывать вскрыть палеозой в своде Султансанджарского поднятия на глубине менее 2000 м. Фактически же при забое пробуренной здесь разведочной скважины в 2400 м палеозойские образования не были вскрыты и скважина была остановлена в юрской толще. В связи с этим остается открытым вопрос о характере и наличии Султансанджарского поднятия по глубоким горизонтам в районе локальной структуры, выделенной по верхнемеловым отложениям.
Нам представляется несравненно более вероятным, что в связи с резким возрастанием мощности юрских отложений в западном направлении, выявленным как скважинами, так и данными сейсморазведки, свод по поверхности палеозойского и нижней части юрского комплексов находится значительно восточнее его местоположения по верхнемеловым отложениям.
Это косвенно подтверждается положением и простиранием оси северной периклинальной зоны (участок Тюя-Муюна); продолжение ее далее на юг фиксируется материалами профиля 5 пикет 128,0 (рис. 2) и оказывается восточнее сводовой части Султансанджарского поднятия по верхнемеловым отложениям примерно на 4 км, причем при таком изображении ее продолжения эта ось проходит строго параллельно оси линейной положительной Султансанджарской гравитационной аномалии. В свете изложенного представления становятся понятны неожиданно большая глубина до поверхности палеозоя в пределах предполагавшейся сводовой части Султансанджарской структуры (по верхнему мелу) и отрицательные результаты пробуренных здесь разведочных скважин. Очевидно, все они расположены на далеком западной крыле глубинной структуры (по нижнемеловым и юрским отложениям).
К югу от Султансанджарского участка в пределах осевой зоны единой гравитационной аномалии, на участке приуроченного к ней одного из локальных максимумов, сейсмопрофилем 4 пересечено Коша-Булакское поднятие. По поверхности палеозоя (?) глубина в его своде составляет около 1800 м. Еще южнее тем же профилем по горизонту, приуроченному к нижней части верхнего мела, намечен новый антиклинальный перегиб слоев, выделенный под названием Северо-Дарганатинского поднятия. Охарактеризовать эти структуры из-за недостатка материала не представляется возможным.
Безусловно серьезный интерес с точки зрения разведки представляет собой расположенный на северо-западе участок Дунгуз-Ульды, в пределах которого сейсмическим профилем 5 пикет 355-360 (см. рис. 2) отмечается пологий антиклинальный перегиб слоев, по-видимому, являющийся далеким периклинальным замыканием крупного погребенного поднятия, ранее намеченного по совокупности гравитационно-магнитных данных.
Исходя из изложенного выше, тектоника района представляется так. В пределах исследованной площади выделяются восточная и западная (Мешекли-Биргутлинская и Султансанджар-Северо-Дарганатинская) полосы поднятий, разделенные между собой узким прогибом. Одноименные стратиграфические комплексы верхнемеловых отложений в сводах локальных поднятий обеих полос залегают примерно на одинаковых гипсометрических отметках, тогда как поверхность палеозоя в восточной полосе лежит значительно выше, чем в западной, соответственно 1000-1800 и 1800-3000 м. В пределах следующей к северо-западу Дунгуз-Ульдинской зоны поверхность палеозоя, по-видимому, погружена еще глубже (порядка 3000-5000 м).
С юго-востока на северо-запад происходит значительное возрастание мощности, особенно юрского комплекса, обусловленное, вероятно, не только увеличением мощности отдельных его толщ, но и появлением в разрезе новых горизонтов. Аналогичная закономерность изменения мощности наблюдается и для нижнемеловых отложений, а возможно, и для более молодых слоев, однако, с меньшими градиентами. В связи с отмеченными выше условиями строения мезозойского комплекса происходит выполаживание структурных форм при переходе от нижних к верхним горизонтам, а также значительное расхождение структурных планов по поверхности палеозоя, юры, нижнего и верхнего мела. Углы падения в нижних горизонтах достигают 20° и более, а в верхних редко превышают 10-12°, и лишь на отдельных отрезках наблюдаются наклоны в 15-18°.
Западные крылья, как правило, значительно круче восточных, что при закономерном увеличении мощности мезозойского комплекса в западном направлении приводит к очень значительным последовательным смещениям к востоку сводов структур в более древних отложениях по отношению к более молодым. Так, смещение к востоку свода Султансанджарской структуры по палеозойскому комплексу относительно верхнемелового, по-видимому, достигает 4 км. Кроме региональных изменений мощности, наблюдаются и местные ее колебания, связанные с локальными структурами, а именно увеличение мощности от сводов к крыльям и периклиналям.
В пределах Бухаро-Хивинской нефтегазоносной провинции доказана региональная газонефтеносность юрских и нижнемеловых отложений (Каганская и Гаждинская группы структур). Наличие многочисленных газопроявлений в Питнякском районе, а также признаков газа в части пробуренных здесь скважин и, наконец, эффектные газопроявления, наблюдавшиеся при проведении взрывных работ на сейсмических профилях (Коша-Булак), - все это свидетельствует о высокой перспективности группы структур Питнякского района и позволяет рассматривать их как первоочередные для проведения дальнейших поисково-разведочных работ, а именно сейсморазведки на участках Султансанджар, Коша-Булак, Северная Дарганата, Дунгуз-Ульды и Биргутли с последующим разбуриванием в первую очередь сводовых частей этих поднятий. Имеющиеся отрицательные результаты ранее пробуренных здесь нескольких разведочных скважин объясняются исключительно их неблагоприятным местоположением относительно сводов глубинных структур (далекое западное крыло и периклиналь Султансанджарского поднятия) или неблагоприятными континентальными фациями юрских отложений у северо- восточной границы распространения этих осадков (Мешеклинское поднятие). Следующие скважины необходимо заложить в сводовой части Султансанджарского поднятия по глубинным горизонтам.
Трест «Средазнефтегеофизика».
Рис. 1. Питняк. Схема глубинного геологического строения по данным геофизических исследований. (Сост. А.М. Сунгуров по материалам Т.В. Смолиной, Н.В. Эпштейна, М.М. Раджабова.)
1 - контуры выходов отложений верхнего мела; 2 - площадь выходов плотных песчаников; 3 - отложения палеогена; 4- сбросы по геологическим данным; 5 -разведочные скважины; 6-сейсмические профили; изогипсы преломляющих сейсмических горизонтов, приуроченные: 7 - к размытой поверхности палеозоя; 8 - к нижней части юрской толщи; 9 - к верхней части нижнего мела; 10 - к кровле сенона (?); 11 - антиклинальные и синклинальные перегибы преломляющих горизонтов; 12 - контуры зон отрицательных магнитных аномалий.
