Текущие вопросы глубокого разведочного бурения в Татарии
(Печатается в порядке обсуждения.)
А. М. МЕЛЬНИКОВ, И. А. ШПИЛЬМАН
По условиям перспектив нефтеносности девонских отложений Татарии ее закамская территория делится нами на две части: западную и восточную.
В восточной части, где пробурено подавляющее число разведочных скважин, открыты богатые месторождения нефти. Здесь почти во всех скважинах или имеется промышленная нефть, или наблюдаются признаки ее в живетском ярусе среднего девона, а также в пашийских и кыновских слоях верхнего девона. Девонские отложения в этой части Закамья являются высокоперспективными.
На западе терригенные отложения девона в различных структурных условиях вскрыты более чем двумя десятками скважин, но признаки нефти в них не установлены. Отсутствие признаков нефти еще недостаточно для отрицательной оценки перспектив нефтеносности того или иного района, но западная часть Закамья примыкает к бесперспективным землям правобережья Волги и как бы является продолжением бесперспективных центральных районов Русской платформы.
В тектоническом отношении восточная часть Закамья охватывает южный купол Татарского свода и его склоны, а также юго-восточный склон северного купола Татарского свода и восточный борт Мелекесской депрессии.
Отсутствие признаков нефти в терригенных отложениях девона и непосредственный контакт с бесперспективными районами Русской платформы заставляют оценить западную часть Закамской Татарии как малоперспективную. В тектоническом отношении рассматриваемая территория Закамья расположена в пределах западного борта Мелекесской депрессии и на севере примыкает к Казанско-Кировской депрессии, а на западе к восточному склону Токмовского свода.
Мощность пашийских слоев и перекрывающих их тонколистоватых кыновских глин уменьшается в Закамье с востока на запад, за исключением полосы, непосредственно примыкающей к Волге.
Мы полагаем, что в шугуровское время, наступившее за кыновским, при общем погружении всей территории западная часть Закамья претерпевала более быстрое погружение, чем восточная, что обусловило направление миграции углеводородов в восточном направлении, чем, видимо, и нужно объяснять указанное выше распределение промышленных скоплений нефти.
Границу между малоперспективными западными и высокоперспективными восточными районами мы проводим по меридиану Ново-Шешминск-Нурлат. Это безусловно не геометрическая прямая линия, для нее характерны колебания в ту и другую сторону; здесь, очевидно, будет проходить переходная полоса, ширину которой установить пока трудно. В этой полосе могут быть встречены отдельные залежи нефти в терригенных отложениях девона.
Малоперспективная часть Закамской Татарии не представляет единой тектонической или палеогеографической зоны. Условия осадконакопления и тектонический режим на различных ее участках были разными.
Подавляющее число площадей располагается здесь на северном борту Мелекесской депрессии. Для этих площадей справедливыми являются описанные выше закономерности изменения мощностей осадков. На севере господствовали условия, сходные с центральными частями Татарского свода, где терригенные отложения девона отсутствуют. Площади, примыкающие к Волге, стоят ближе к тектонической и палеогеографической зоне Приказанского прогиба, имеющего своеобразную геологическую историю.
По мнению А.М. Мельникова, упомянутую территорию пересекает с юго-запада на северо-восток погребенный кряж кристаллического фундамента (рис. 1).
Малоперспективная оценка девона западной части Закамской Татарии дается не всеми геологами. В частности, В.И. Троепольский считает, что девонские отложения имеют здесь высокую степень перспективности. Учитывая это обстоятельство, а также и то, что в западной части Закамья, как уж упоминалось, могут быть встречены отдельные нефтяные залежи в переходной полосе, здесь необходимо провести глубокое разведочное бурение. В этой частя Татарии нет смысла детально разбуривать все поднятия. В настоящее время здесь ведется глубокое разведочное бурение на структурах Аканской, Алпаровской, Бугровcкой, Пичкасской; проектируются скважины на Алькеевском поднятии. Нам кажется, что после завершения работ на упомянутых структурах положение о перспективности девонских отложений западной части Закамья получит не только теоретическое, но и практическое подтверждение. Для более полной картины можно рекомендовать заложить одиночные скважины на промежуточных участках между разбуренными структурами, а также профиль скважин от Мелекеcса на Нурлат.
Высокоперспективная часть Закамской Татарии располагается в пределах южной и частично северной вершин и склонов Татарского свода. В высокоперспективной по девону восточной части Закамской Татарии выделяются следующие зоны (рис. 2).
А. Зона развития залежей нефти I ступени с отметкой водонефтяного контакта от - 1480 до -1490 м. Сюда относятся все основные залежи в пашийских и кыновских слоях Ромашкинско-Миннибаевского месторождения.
Б. Зона развития нефтяных залежей II ступени с отметкой водонефтяного контакта пашийской нефтяной залежи от -1510 до -520 м. Эти залежи в виде прерывистого кольца окаймляют Ромашкинско-Миннибаевcкую зону залежей I ступени.
В. Зона развития литологически ограниченных залежей Черемшана и Ново-Ибрайкино.
Г. Перспективная Южнобавлинская (Сулинская) зона.
Д. Мензелино-Актанышская зона с недостаточно выявленными перспективами.
Е. Перспективная зона восточных склонов северной вершины Татарского свода.
Ниже даются некоторые соображения о возможностях глубокого разведочного бурения в каждой из перечисленных зон.
А. В зоне развития нефтяных залежей I ступени глубокое разведочное бурение на девон в основном завершено; здесь предстоит только доразведка и, в частности, доразведка залежей в живетском пласте ДIII. При заложении скважин на этот пласт расстояние между ними не должно превышать 2 км, так как опыт бурения скважин на большем удалении не дал положительных результатов.
Б. В зоне развития нефтяных залежей II ступени также проведен большой объем работ, но возможностей для разворота глубокого разведочного бурения здесь больше, чем в предыдущей зоне. Например, неразведанным является Ново-Елховское месторождение. При доразведке этого месторождения ограниченных размеров вполне оправдала себя система разведки от «известного» с расстоянием между скважинами 2,5-3 км. Главное внимание при доразведке месторождения необходимо сосредоточить на южной периклинали, северном сочленении с Акташским и восточном сочленении с Миннибаевским месторождениями.
В зоне залежей II ступени не разведан Сугушлинский участок. Небольшое количество нефти из скв. 8 в районе Сугушлов было получено еще в 1948 г. при испытании пашийского пласта на абсолютной отметке -1512 м. Наличие жидкой нефти на такой отметке свидетельствует о том, что здесь имеется нефтяная залежь, обособленная от Ромашкино. Детальный анализ структурного положения пашийских слоев на участке Сугушлы - Шугуры указывает на возможность встретить здесь погребенную структуру.
Возобновление глубокого бурения на участке Сугушлы - Шугуры - задача сегодняшнего дня.
Имеет смысл возобновить разведочное бурение и на Ойкино-Алтунинской площади. Трудно сказать, к какой зоне относится эта площадь, но если здесь в девоне окажется ловушка, а любой вариант структурных построений указывает на такую ловушку, то в ней можно ожидать нефть.
Не разведана Муслюмовская залежь нефти II ступени. Для доразведки девонской залежи на этой площади пробурен ряд скважин, но они не дали положительных результатов. При разведке Муслюмовской залежи нефти расстояние между скважинами бралось 3-7 км, но это себя не оправдало. Возможно, что в настоящее время нет смысла закладывать здесь скважины через 1-1,5 км, но при возврате на эту площадь успеха можно будет достичь только при такой разведочной сетке.
В. Литологически ограниченные залежи в девоне установлены на Черемшанской и Ново-Ибрайкинской площадях. Есть основание думать, что зона развития этих залежей протянется к северу от Ново-Ибрайкинской площади через Шереметьевский район на Елабугу, а также к югу от Черемшана в Куйбышевскую область.
Выявленные литологически ограниченные залежи нефти в девонских отложениях Татарии располагаются на западном склоне южной вершины Татарского свода. Нефть в этой зоне приурочена к тонким выклинивающимся прослоям песчаника верхней части пашийских и кыновских слоев, которые залегают моноклинально, погружаясь с северо-востока на юго-запад.
По общегеологическим соображениям на других склонах южной вершины Татарского свода также могут быть обнаружены литологически ограниченные залежи нефти в девонских отложениях, несмотря на то, что они прошли иной путь развития по сравнению с западными склонами.
Работы предыдущих лет позволяют выделить в Татарии наиболее перспективные зоны для разведки литологически ограниченных залежей, а также наметить необходимый комплекс для открытия и доразведки их.
В выделенных перспективных зонах для поисков литологически ограниченных залежей необходимо в первую очередь пробурить опорную сеть поисковых скважин с расстоянием между ними 7-10 км; по данным этой опорной сетки тщательно изучить условия выклинивания песчаных пластов по подъему моноклинали; между скважинами, где будет зафиксировано такое выклинивание, произвести дополнительное профильное бурение путем последовательного заложения скважин на промежуточных участках.
Мы считаем, что доразведку литологически ограниченных залежей в прямом смысле этого слова вести не следует. После того как будет открыта такая залежь, необходимо заложить эксплуатационно-разведочные скважины на расстоянии 500-600 м от скважины-первооткрывательницы. Эксплуатационно-разведочное бурение на залежи ведется ограниченным числом станков, и положение каждой скважины корректируется по пробуренной. Это безусловно очень длительный путь и экономически малоэффективный, но ведь с экономической точки зрения нет смысла бурить 8-12 разведочных скважин для того, чтобы подготовить к разработке площадь, где впоследствии можно будет разместить 5-6 эксплуатационных точек.
Эксплуатационно-разведочное бурение рекомендуется начать на Черемшанской, Ивашкинской, Беркетской, Кителгинской и Ямашской залежах литологически ограниченного типа.
В зоне развития литологически ограниченных залежей, возможно, будут встречены ловушки пластового типа, обусловленные локальным изгибом продуктивных пластов на том или ином участке. В частности, такая погребенная локальная структура пашийских слоев намечается в районе Кутема - Верхняя Каменка на Ново-Ибрайкинской площади.
Г. В перспективной Сулинской (Южнобавлинской) зоне имеются все благоприятные условия для открытия новых нефтяных месторождений, в девоне установлены хорошие коллекторы, имеются интенсивные признаки нефтеносности. Основной вопрос, который здесь необходимо решить, это вопрос ловушки.
Структурным бурением на площади выявлено несколько пермских поднятий небольшой амплитуды. Не исключено, что они отражают поднятия каменноугольных и девонских слоев. Факты соответствия пермских, каменноугольных и девонских структур для крайнего юго-востока Татарии и прилегающих районов Башкирии общеизвестны. Поэтому на Сулинской площади при постановке бурения на девон в первое время можно ориентироваться на пермские структуры. Другим направлением разведки в этой зоне является западное продолжение крутого крыла Бавлинской структуры, вдоль которого ожидаются отдельные поднятия в девоне. Попытки вести разведку в этом направлении делались раньше, но небольшой объем проведенного бурения не позволил выполнить поставленную задачу.
В процессе профильного бурения и разбуривания отдельных структур, возможно, будут встречены литологически ограниченные ловушки и возникнут реальные перспективы бурения на залежи такого типа.
Д. В Мензелино-Актанышской зоне с недостаточно выявленными перспективами пробурено шесть глубоких скважин на расстоянии 18-22 км друг от друга. В девоне ни в одной из них признаки нефти не установлены. Тем не менее, учитывая положение зоны в окружении нефтеносных районов Татарии и Башкирии, а также характер терригенных отложений девона, ее нельзя оценить как бесперспективную. Возможно, что пробуренные скважины попали за пределы локальной ловушки.
В настоящее время в Мензелино-Актанышской зоне ведется сейсморазведка для выявления структурных форм девона и карбона. Если такие структуры будут установлены сейсмикой, то их следует разбурить.
Е. Перспективная зона восточных склонов северной вершины Татарского свода протягивается от Голюшермы и Бондюги на Арлан. Пашийские и кыновские слои здесь имеют погружение с северо-запада от Голюшермы на юго-восток к Арлану. Амплитуда погружения более 300 м. Несмотря на такое значительное погружение и в Арлане и в Голюшерме в пашийских слоях имеются признаки нефти, а в Бондюге, как известно, установлена промышленная нефть. Эта зона слабо освещена глубоким бурением.
Наличие хороших коллекторов в пашийских слоях и признаки нефти свидетельствуют о перспективности восточных склонов северной вершины Татарского свода.
Особенно благоприятными для развертывания глубокого разведочного бурения являются Азевская и Усть-Икская структуры. Кроме разбуривания отдельных структур, в упомянутой зоне следует провести отдельных поисковых скважин бурение для последующего разворота разведки литологически ограниченных залежей.
В заключение необходимо отметить, что в девоне перспективной является и карбонатная часть разреза. Небольшой приток нефти из карбонатов фаменского яруса в Татарии получен только в одной скважине на Сулинской площади. Пока трудно дать какие-либо прогнозы в отношении того, где карбонаты являются наиболее перспективными. Условия нефтеносности их необходимо изучать на всех площадях, где ведется глубокая разведка.
Трудно также что-нибудь сказать о реальных условиях нефтеносности бавлинской свиты. Для того чтобы иметь определенное суждение, необходимо дальнейшее изучение перспектив нефтеносности этой свиты.
Каменноугольные отложения всей территории Закамской Татарии являются высокоперспективными в отношении нефти (рис. 3). Промышленная нефть и обильные признаки ее выявлены здесь почти на всех площадях, где проводилась глубокая разведка.
Дебиты некоторых скважин, эксплуатирующих песчаники угленосного горизонта нижнего карбона фонтаном, достигают 100 т в сутки, мощность пластов 12-15 м.
Нефти карбона Татарии относятся к категории тяжелых сернистых, но среди них особенно выделяются нефти нижнего карбона многих западных районов, где удельный вес их достигает 0,96 г/см3, содержание серы 5%, вязкость при 0° составляет 86 ст. Эти нефти являются ценным сырьем для химической промышленности, но вопрос транспортировки и переработки их до конца еще не решен.
Транспортникам и переработчикам необходимо в ближайшее время разработать технологию перекачки и переработки особенно тяжелых малоподвижных нефтей карбона западных районов Закамской Татарии.
Условно можно принять, что особенно тяжелые нефти нижнего карбона развиты к западу от меридиана Ново-Шешминск - Нурлат. Восточнее этой линии нефть в каменноугольных отложениях хотя и относится к категории тяжелых, но использование ее не вызывает затруднений.
Разведочное бурение на карбон в ближайшие годы необходимо сосредоточить в восточных районах Закамской Татарии, где развиты относительно легкие нефти, которые уже теперь могут найти промышленное применение там, где построена сеть нефтепромысловых коммуникаций и проведено обустройство промысловых и разведочных площадей,
В западных районах ведется только рекогносцировочное бурение на карбон попутно с разведкой нефтеносности девонских отложений с тем, чтобы детальную разведку развернуть в последующие годы, когда вопросы транспортировки и переработки особенно тяжелых нефтей будут решены. Не исключено, что в процессе рекогносцировочного бурения будут выявлены аномальные участки, где нефти окажутся более легкими, менее сернистыми и вязкими.
Особое место по перспективам каменноугольных отложений занимают зоны развития терригенной сарайлинской толщи. По общегеологическим соображениям в этой толще можно ожидать залежи нефти, хотя признаки ее здесь пока не установлены.
Нефтяные залежи в каменноугольных отложениях связаны в основном с локальными структурами, которые часто имеют куполовидную форму. Наибольшая крутизна склонов такого купола прослеживается по турне и угленосному горизонту; в более высоких слоях углы на крыльях выполаживаются. Размеры купола достигают 2-3 км.
Большая часть нефтяных залежей карбона в Татарии открыта в результате разбуривания пермских структур, закартированных геологической съемкой и структурным бурением. Имеются и такие каменноугольные поднятия, которые не отражены в более высоко залегающих наслоениях, а обнаружены при глубоком разведочном бурении на девон.
Для открытия новых нефтяных залежей в карбоне необходимо продолжать разбуривание поднятий, выявленных в перми. В связи с небольшими размерами каменноугольных и пермских локальных поднятий при заложении структурных скважин по разреженной сетке отдельные поднятия могут быть пропущены. Поэтому на отдельных перспективных участках следует провести детализацию пермского структурного плана путем бурения дополнительных колонковых скважин. Опыт такой детализации на одном из участков Мензелино-Актанышской площади дал хороший результат - здесь разведана новая структура.
В разведке погребенных структур большую помощь могли бы оказать геофизики.
При доразведке нефтяных залежей в каменноугольных отложениях не всегда учитываются специфические черты, характерные для них, а именно небольшие размеры и резкая изменчивость коллекторов. Опыт показал, что расстояния между скважинами 2,5-3 км, принимаемые при доразведке залежей нефти в карбоне, являются слишком большими.
В Татарии при доразведке каменноугольной залежи расстояние между скважинами 1 -1,5 км являются оптимальными.
Резкая изменчивость коллекторов, особенно песчаников угленосного горизонта, также должна учитываться при доразведке. Иногда в сводах каменноугольных поднятий угленосный горизонт представлен малопроницаемыми породами, и это не дает основания для прекращения разведки или доразведки, так как на крыльях могут оказаться хорошие песчаные коллекторы. В частности, следует заложить скважины на Черемшанском поднятии между скв. 1 и скв. 4. Здесь в угленосном горизонте сводовой скважины не оказалось песчаников (скв. 1), а в 7 км от нее на далеком погружении (скв. 4) песчаники были встречены, но они содержали только остаточную нефть. Дополнительная скважина может открыть новую и, возможно, высокопродуктивную нефтяную залежь. Таких примеров можно привести много.
Большие изменения коллекторских свойств прослеживаются и по карбонатным коллекторам, которые являются преобладающими для каменноугольных отложений. Нефть в карбонатных коллекторах установлена в турнейском ярусе, тульском горизонте, серпуховском подъярусе, башкирском ярусе, верейском и каширском горизонтах.
Плотные карбонатные разности обычно при испытании дают слабые притоки нефти - до 1 т в сутки. Дебиты скважин, эксплуатирующих трещиноватые или кавернозные известняки и доломиты, измеряются несколькими десятками тонн в сутки переливом. Например, 12-метровый пласт трещиноватых известняков турне скв. 54 Ново-Елховской площади дал 23 т нефти в сутки. Трещиноватые известняки тульского горизонта скв. 74 Акташской площади дали при испытании фонтан нефти с дебитом 15 т в сутки.
Нет сомнения, что многие залежи, которые оценивались как малопродуктивные, в результате гидроразрыва и солянокислотной обработки могут, оказаться вполне рентабельными для добычи нефти.
При оценке перспектив развития разведочных работ на каменноугольную нефть мы осветили лишь некоторые общие вопросы, не перечислив площади, имеющие первостепенное значение, а также предполагаемую очередность и объемы бурения. Структур, на которых уже сейчас можно развернуть глубокую разведку карбона, в Татарии очень много. В первую очередь необходимо оконтурить нефтяные залежи карбона на Ромашкино-Миннибаевском месторождении и по возможности вводить отдельные залежи в разработку, не дожидаясь возврата с девона. Дело в том, что некоторые залежи нефти карбона вскрыты скважинами на Ромашкино-Миннибаевском месторождении в течение ряда лет, но изоляционные работы не всегда обеспечивают сохранность их от рассеивания и перетока в подстилающие и перекрывающие пласты. Если дожидаться возврата скважин, то за это время некоторые залежи в карбоне могут потерять свою ценность. В эксплуатационных девонских скважинах с перспективными каменноугольными пластами необходимо проводить отбор жидкости одновременно из девона и карбона.
Можно назвать ряд пунктов на Черемшанской, Ново-Ибрайкинской, Крымсарайской, Сулинской и других площадях, где наличие нефти в карбоне не вызывает сомнений. Эти пункты могут быть также предложены для разбуривания. В частности, на Ново-Ибрайкинской площади глубокое бурение подтвердило по нижнему карбону серию структур, выявленных структурным бурением по перми (Ульяновская, Гарьинская, Ашальчинская, Шегурчинская). Некоторые скважины на этих структурах уже дали из нижнего карбона фонтаны нефти. Нет никакого сомнения, что здесь находится новый крупный район добычи каменноугольной нефти.
То же можно сказать и о Сулинской площади.
В Татарии недостаточно эффективными являются геофизические методы разведки. Пока ни одно из поднятий, выявленных сейсморазведкой, бурением не подтвердилось. Геофизиками не выработана методика разведки погребенных локальных структур применительно к условиям Татарии, что тормозит широкий разворот геофизических исследований в республике.
Татария вступила в новый этап разведки нефти. Если в первое время здесь основное внимание обращалось на районы, где имелись возможности открытия новых высокодебитных месторождений девона в ловушках структурного типа, то в настоящее время наряду с продолжением работ в этом направлении ставится вопрос о вводе в глубокое разбуривание площадей, перспективных по карбону, а также площадей развития литологически ограниченных залежей в девоне и карбоне.
Безусловно, что на новом этапе эффективность разведочного бурения будет ниже, чем в первый период разведки, но это закономерный процесс и с ним считаться необходимо.
Происходившее в феврале 1958 г. в Казани геологическое совещание в принятых решениях подтвердило основные выводы, изложенные в настоящей статье, и отметило, что основной задачей геологоразведочных работ в Татарии следует считать поиски и разведку нефтяных месторождений в девонских отложениях. Одновременно с этим необходимо усилить поиски и разведку нефтяных залежей в каменноугольных отложениях, в первую очередь в пределах Ромашкинского месторождения и прилегающих к нему районов.
Учитывая геологическую изученность и перспективы нефтеносности территории Татарской АССР, необходимо в ближайшее семилетие увеличить объем разведочных работ и сосредоточить их в следующих наиболее перспективных для поисков девонской нефти регионах.
1. Южный купол Татарского свода и его склоны, где возможно обнаружить новые нефтяные залежи структурного и литологического типа.
2. Юго-восточный склон северного купола Татарского свода, где наибольший интерес представляют Елабужско-Бондюжский и Салаушско-Азевский валы и Усть-Икская площадь.
3. Мелекесская депрессия и в первую очередь ее восточный борт.
4. На остальной территории Татарии, охватывающей северные и северо-западные районы республики (северный купол Татарского свода и его западный склон, Казанско-Кировская депрессия), которые на данной стадии изученности являются бесперспективными для поисков нефти и в настоящей статье не рассматриваются, разведочные работы в предстоящем семилетии будут проводиться в ограниченном объеме, в виде бурения отдельных глубоких структурных скважин малого диаметра.
ЛИТЕРАТУРА
1. Волго-Уральская нефтеносная область. Нефтеносность. Тр. ВНИГРИ, вып. 104, 1957.
2. Клещев А.И. К вопросу об условиях формирования девонских залежей нефти Татарии. Геология нефти, 1957, № 4.
3. Егоров С.П., Мельников А.М. Методы поисков и разведки нефтяных залежей в геологических условиях Татарской АССР. Тр. совещания по проблеме нефтегазоносности Урало-Поволжья (1954 г.). Изд. АН СССР, 1956
4. Мельников А.М. О поверхности кристаллических пород фундамента на территории Татарской АССР и прилегающих областей. ДАН, 103, № 5, 1955.
5. Троепольский В.И. и Эллерн С.С. Новые данные о геологическом строении и истории формирования северной части Аксубаево-Мелекесской депрессии. Уч. зап. Казанского ун-та, т. 116, кн. 5, 1956.
Трест Татнефтегазразведка
Рис. 1. Структурная карта Татарии и прилегающих областей по кровле кристаллических пород фундамента.
I - Татарский свод; II-восточный склон Токмовского свода; III- Казанско-Кировская депрессия; IV-Мелекесская депрессия.
Рис. 2. Карта перспектив нефтеносности девонских отложений Закамской Татарии.
1 - земли с промышленной нефтеносностью; 2-земли перспективные; 3 - земли малоперспективные; 4 - земли неперспективные; 5 - области преимущественного отсутствия пашийских и живетских отложений; 6 - границы земель; 7 - границы тектонических зон; I-Татарский свод: а - южный и б- северный купола; II-Елабужско-Бандюжский вал; III-Туймазинско-Бавлинский вал; IV- Мелекесская депрессия; V-Казанско-Кировская депрессия; VI - восточный склон Токмовского свода.
Рис. 3 Карта перспектив нефтеносности каменноугольных отложении Татарии.
1 - перспективные земли; 2-область развития тяжелых нефтей; 3-земли малоперспективные; 4 - земли неперспективные; 5--залежи азотного газа в карбоне; 6 - границы земель.