Об условиях залегания и перспективах нефтегазоносности юрских отложений Баракаевского месторождения
Н.Е. МИТИН, Р.С. БЕЗБОРОДОВ
Баракаевская складка, расположенная юго-восточнее г. Майкоп, в междуречье Малая Лаба-Белая, была закартирована в 1934 г. С.Т. Коротковым и И.А. Голубковым по верхнемеловым отложениям и выделена как перспективная для поисков нефти и газа в мезозое. Разведочная скважина Р-1 в 1951 г. дала мощный газовый фонтан из песчаников келловейского яруса. Так впервые на северо-западном Кавказе была доказана промышленная газоносность юрских отложений.
В настоящее время Баракаевская площадь разбурена глубокими разведочными и колонковыми скважинами, на соседних площадях проведено геологическое картирование, в связи с чем представляется возможным дать общую характеристику ее геологического строения, а также выяснить перспективы нефтегазоносности юрских отложений.
Самыми древними породами, вскрытыми разведочными скважинами, являются отложения верхнего тоара нижней юры. Выделены они на основании макро- и микрофаунистических исследований (Г.Я. Крымгольц, Л.В. Петренко, Г.Т. Пчелинцева и А.Я. Буданова), проведенных по кернам из скважин и образцам из естественных обнажений. Верхний тоар представлен толщей аргиллитов темно-серых, почти черных, алевритисто-слюдистых с прослойками алевролитов и песчаников мощностью от нескольких сантиметров до 1-2 м. Количество песчанистого материала в аргиллитах заметно уменьшается снизу вверх по разрезу, что характеризует увеличение глубины бассейна к концу тоарского времени.
Фауна в верхнем тоаре встречается редко. Из обнаруженных форм отмечены Grammoceras toarciense Оrb., Grammoceras quadratum Haug., Polyplectus discoides Zieten и др.
Максимально вскрытая мощность верхнего тоара составляет 450 м (скв. Р-8).
Выше залегают аргиллиты нижнего аалена, аналогичные верхнетоарским, но без прослоев алевролитов и песчаников. В обнажениях и по скважинам следов перерыва в осадконакоплении между этими глинистыми толщами не отмечено. Для нижнего аалена характерны прослойки и линзы мергелей, которые по своему внешнему облику напоминают сидериты, но обладают высокой известковистостью (до 70%), сближающей их с известняковыми породами. Редко встречается фауна Leioceras opalinum, Grammoceras (Pteydellia) of. aalense и др. Мощность нижнего аалена 250-300 м.
Данных для выделения пород верхнеааленского возраста не имеется; они либо имеют незначительную мощность, либо совсем отсутствуют.
Выше аргиллитов верхнего тоара и нижнего аалена на Баракаевской площади залегает своеобразный горизонт, вскрытый многими скважинами и прослеживаемый в обнажениях далеко за ее пределами (реки Уруп, Большая и Малая Лаба). Представлен он песчаниками светло- и зеленовато-серыми, кварцево-полевошпатовыми с большим содержанием биотита. Песчаники разнозернистые, сцементированные известковистым, реже глинистым цементом. Характерно присутствие маломощных прослоев бентонитовых глин. По мнению Д.И. Выдрина, впервые обнаружившего эти песчаники в балке Псеменской, последние представляют собой продукт разрушения гнейсо-гранитовых массивов.
При проведении геологической съемки и колонкового бурения стратиграфическое положение упомянутых песчаников определялось верхней частью нижнего аалена. В настоящее время имеющиеся данные позволяют отнести эти песчаники, очевидно, к нижнему байосу.
В ряде колонковых скважин (скв. 10, 25 и др.), пробуренных в междуречье Малая Лаба - Белая, песчаники IV горизонта по макро- и микрофаунистическим определениям (А.Я. Буданова, З.А. Антонова и Л.В. Петренко) залегают среди байосских аргиллитов. На р. Уруп аналогичные песчаники по находкам фауны Parkinsonia parkinsoni определены как байосские (Д.И. Выдрин, Р.С. Безбородов и Н.В. Живаго). Таким образом, отнесение песчаников IV горизонта к байосу обосновано фауной на довольно удаленных участках. Средняя мощность горизонта составляет 25 м. Именно с этими полевошпатово-биотитовыми песчаниками в пределах Баракаевского месторождения связана промышленная газоносность (IV горизонт).
Выше песчаников IV горизонта залегает толща серых, реже голубовато-серых аргиллитов, слабо уплотненных с сидеритовыми конкрециями. В аргиллитах на разных уровнях обнаружена фауна байоса. Мощность этой толщи составляет 500 м на р. Малая Лаба и 300 м на Баракаевской площади. Среди аргиллитов байоса в пределах Баракаевского месторождения залегают три маломощные пачки (А, Б, В) песчаников, содержащих газ и нефть и выделяемых в III продуктивный горизонт. Все три пачки песчаников III горизонта имеют линзовидную форму. Недостаточное количество кернового материала не позволяет охарактеризовать эти песчаники.
Отложения батского яруса не установлены; по всей вероятности, они размыты келловейским морем.
Верхнеюрские образования по литологическим признакам расчленяются на четыре толщи (снизу вверх): песчано-мергельную, известняковую, галогенную и толщу пестроцветных глин.
Песчано-мергельная толща по возрасту соответствует келловейскому ярусу, в котором выделены три подъяруса.
Нижний келловей выделен условно, по стратиграфическому положению между фаунистически охарактеризованными байосским ярусом и средним келловеем. По характеру отложений и условиям залегания нижний келловей является базальным горизонтом. С ним связана основная залежь нефти и газа на Баракаевском месторождении (II горизонт). Представлен нижний келловей песчаниками светлосерыми, кварцевыми, средне- и крупнозернистыми, часто гравелистыми с обилием обуглившихся растительных остатков. Песчаники в южном направлении как в пределах месторождения, так и к западу от него уменьшаются в мощности до полного исчезновения. Уменьшение мощности (по мнению Н.Е. Митина) связано в основном с размывом их среднекелловейским морем и частично с выклиниванием отдельных пропластков в южном направлении.
Средний келловей в основании представлен конгломератом мощностью 20-40 см, состоящим из мелких и крупных галек песчаника преимущественно кварцевого состава, сцементированных песчано-известковистым и глинистым цементом. Выше средний келловей сложен оолитовыми мергелями и карбонатными глинами, являющимися хорошим экраном залежи II горизонта в нижнем келловее. Мощность среднего келловея 35- 60 м.
Верхний келловей представлен сильно пиритизированными, часто оолитовыми известняками мощностью 20- 25 м.
Известняковая толща верхней юры по редким находкам фауны и сопоставлению с разрезами более восточных районов северо-западного Кавказа имеет оксфорд-кимериджский возраст. Литологически эта толща выражена известняками органогенными, пелитоморфными, в разной степени доломитизированными. Некоторыми скважинами оконтурены рифовые массивы, сложенные коралловыми и водорослевыми известняками. Мощность отложений оксфорд-кимериджа 80-100 м, а на рифовых массивах увеличивается до 150 м. Над известняковыми осадками верхней юры залегают отложения титонского яруса, которые по литологическим особенностям подразделяются на две толщи: галогенную и пестроцветную. Галогенная толща сложена гипсами и ангидритами с мощными до 100 м прослоями каменной соли. Общая мощность галогенной толщи равна 500 м. Венчается разрез верхней юры пестроцветными глинами мощностью 100-200 м.
Выше трансгрессивно залегают терригенные осадки нижнего мела, в которых выделяются аптский и альбский ярусы. Мощность 150-200 м. Верхний мел, представленный сеноманом, туроном и сеноном, сложен в основном известняками с незначительными прослоями бентонитовых глин (в туроне). Мощность 30-50 м. Верхи разреза представлены преимущественно глинами эоценового и олигоценового возраста, которые местами залегают ингрессивно на меловых и даже юрских образованиях.
В тектоническом отношении Баракаевская площадь расположена на восточном погружении Адыгейского структурного выступа. Наличие этого крупного геоструктурного элемента во многом определяет особенности тектоники рассматриваемого района и прилегающей к нему территории.
Палеогеологическая карта (схематическая) предкелловейского времени, построенная по данным бурения и геологических съемок для территории, расположенной в междуречье Малая Лаба - Белая (рис. 1), позволяет судить о тектонике рассматриваемого района, так как структурный план верхнеюрских и вышележащих отложений не соответствует структурному плану более древних пород. Известно, что в некоторых районах северо-западного Кавказа, в частности в бассейне рек Малая Лаба и Белая, отложению пород верхней юры предшествовали мощные тектонические движения предкелловейской (адыгейской) фазы складчатости, в результате которых нижне-среднеюрский комплекс пород образует самостоятельный структурно-тектонический этаж. Несогласное залегание келловея на нижележащих отложениях скрывает тектонику последних.
В пределах Баракаевской площади слои нижней и средней юры, падая в северном и северо-восточном направлениях под углом 8-10°, постепенно воздымаются в западном направлении. Породы в этом районе дислоцированы сравнительно слабо. По данным разведочного бурения отмечаются разрывные нарушения сбросового типа с амплитудой в несколько десятков метров (рис. 2 и 3). К западу от Баракаевской площади тектоника более сложная. Между станицами Севастопольская, Абадзехская, Каменномостская намечается довольно крупный выступ субмеридионального направления, составляющий наиболее приподнятую часть Адыгейского структурного выступа. Наличие его подчеркивается выходами по р. Белая в 2 км южнее станицы Каменномостской и восточнее по рекам Дах и Сахрай комплекса триасовых, пермских пород и гранитов, по-видимому, палеозойского возраста среди более молодых юрских образований (см. рис. 1). Последние облекают выступ, погружаясь в западном, северном и восточном направлениях.
При этом келловейский ярус с востока на запад и с севера на юг трансгрессивно перекрывает все более древние горизонты юры, триаса и палеозоя. Так, на Баракаевской площади ниже пород келловея залегают фаунистически охарактеризованные аргиллиты байоса. В станице Севастопольской (скв. К-24) ниже келловейского яруса отмечены аргиллиты с фауной верхнего тоара Grammoceras toarciense Orb. (Г.Я. Крымгольц). Аналогичные отложения вскрыты скважинами К-1 и К-30 в станице Каменномостской. К северу от нее на Абадзехской площади (скв. 20 и 21) под келловеем залегают аргиллиты, относимые нами также к тоарскому ярусу.
В пределах отмеченного выступа породы нижней юры дислоцированы, сильнее, чем на Баракаевской площади. Углы падения здесь равны 35-50°, реже 90°, что дает возможность предполагать наличие дизъюнктивных нарушений.
Тектоническое строение отложений келловейского и оксфорд-кимериджского возраста характеризуется на всей территории междуречья Малая Лаба - Белая моноклинальным залеганием. Углы падения 7-8°. На запад от Баракаевской площади наблюдается небольшое выполаживание - углы падения пород уже не превышают 5-6°.
Но при этом изменяется их простирание с юго-восток-северо-запад на запад-юго-запад - восток-северо-восток, что видно и по естественным выходам келловея (рис. 4).
Комплекс титонских и меловых слоев залегает также моноклинально. Но кровля титона сильно деформирована в результате проявления гипсовой тектоники. Мощные толщи ангидрита и проникновение в них атмосферных осадков обусловили интенсивные процессы гидратации, следствием чего явилось наличие небольших по размеру структур разбухания. Эти структуры фиксируются также и в нижнемеловых отложениях.
Баракаевская площадь представляет многозалежное нефтегазовое месторождение. Залежи приурочены к средне- верхнеюрским отложениям (см. рис. 3). Из IV горизонта, залегающего в нижней части байоса, получены промышленные притоки газа со следами конденсата (скв. 4, 5 и 14).
Максимальный дебит газа в скважине Р-4 равен 192 000 м3/сутки (диаметр штуцера 21 мм). Газ метановый. Залежь IV горизонта литологически экранированная. Песчаники IV горизонта характеризуются резкой сменой физических свойств на сравнительно коротких расстояниях как по простиранию пород, так и вкрест его. На это указывают данные по скв. Р-8, Р-9, Р-10, в которых IV горизонт отбивается по каротажу, но притока газа из них при испытании не получено. На изменение физических параметров IV горизонта по простиранию пород указывалось и ранее при проведении геологической съемки.
Кроме литологических факторов, формирование залежи IV горизонта контролируется также и наличием дизъюнктивных нарушений (см. рис. 3). Перспективы нефтегазоносности IV горизонта связаны прежде всего с доразведкой его вниз по падению пород, поскольку контакт газ - вода еще не прослежен.
Заслуживают внимания поиски нефтегазоносных залежей стратиграфически экранированного типа к западу от Баракаевского месторождения. Такие залежи в IV горизонте будут связаны с трансгрессивным перекрытием его келловейскими отложениями. Ввиду того, что скв. К-31 в станице Ново-Свободной после келловея вошла в аргиллиты байоса, а скв. К-24 в станице Севастопольской под келловеем вскрыла верхний тоар, можно предполагать, что зона трансгрессивного перекрытия длиной 2-3 км IV горизонта келловеем проходит западнее Ново-Свободной (см. рис. 2). В аналогичных условиях IV горизонт может быть вскрыт на северном и восточном погружениях отмеченного выше субмеридионального выступа.
Залежь III горизонта (пачки А, Б, В) является литологически ограниченной. Нефть и газ приурочены к линзовидным песчаникам байосского возраста. Максимальный дебит газа в скв. Р-6 177 000 м3/сутки (диаметр штуцера 12,7 мм). Притоки нефти незначительны.
Залежь II горизонта (нижний келловей) является основной. Начальные дебиты нефти колеблются от 30 до 58 т/сутки (при 4-миллиметровом штуцере). Удельный вес нефти 0,787- 0,824, содержание акцизных смол 2-7%, парафина 9%, температура застывания -4, -18° С. По качественным показателям бензиновых, керосиновых и масляных фракций она принадлежит к типу низкооктановых нефтей, содержащих низкоконденсатные масла. Режим залежи II горизонта смешанный (упруго-водонапорный и газовый). Залежь (по мнению Н. Е. Митина) является стратиграфически экранированной. В распределении нефти во II горизонте играет роль и литологический фактор, на что указывает выклинивание отдельных пропластков в южном направлении.
Кроме того, наличие сбросов обусловило расчленение залежи на отдельные блоки. Отметки водонефтяных контактов в разных блоках различны. В пределах месторождения залежь II горизонта разбита на три блока (рис. 4).
Перспективы нефтегазоносности II горизонта связаны с прослеживанием линии трансгрессивного перекрытия отложений средней юры средним келловеем, южнее которой песчаники нижнего келловея отсутствуют. Эта линия по данным колонкового бурения проходит примерно через станицу Хамкетинскую и севернее в 2-3 км от станицы Ново-Свободной. В восточном направлении от Баракаевского месторождения песчаники нижнего келловея выходят на дневную поверхность и обводнены.
Перспективы нефтегазоносности описываемой территории могут быть связаны также с наличием в разрезе верхнего келловея и оксфорд-кимериджа трещиноватых и пористых карбонатных коллекторов. Подтверждением этому могут служить высокодебитные притоки сильно минерализованных иодо-бромных вод из этих отложений, полученные при прохождении рифовых массивов. Некоторые перспективы могут быть связаны и с отложениями титона, в которых среди гипсов и ангидритов были отмечены примазки нефти. Геохимическими исследованиями кернового материала установлено, что вниз по падению в галогенной толще увеличивается процентное содержание битумов и газа. Наряду с этим в том же направлений отмечается появление терригенных осадков среди гипсов и ангидритов, с которыми могут быть связаны литологические ловушки нефти и газа.
Краснодарский совнархоз, нефтеразведка № 1.
Рис. 1. Палеогеологическая схематическая карта предкелловейского времени междуречья- Малая Лаба - Белая.
Области трансгрессивного залегания пород келловейского яруса: 1 - на тоарских отложениях, 2 - на ааленских отложениях, 3 - на байосских отложениях; области развития на дневной поверхности; 4 - тоарских и более древних юрских пород, 5 - ааленских отложений, 6 - байосских отложений; 7 - триасовых отложений; 8 - гранитов и метаморфических пород палеозоя (?); 9 - линия выхода келловейских отложений на дневную поверхность; 10 - колонковые и 11- глубокие разведочные скважины.
Рис. 2. Продольный геологический профиль по скв. К-24, Р-26, Р-10, Р-9 (с учетом К-31).
1-предполагаемые линии сбросов.
Рис. 3. Поперечный геологический профиль Баракаевского месторождения.
1 - нефть; 2-газ; 3-вода; 4-линия разрыва.
Рис. 4. Структурная карта по подошве келловейского яруса.
1- изогипсы по подошве келловея; 2 - линии разрывных нарушений; 3 - линия, южнее которой песчаники II горизонта отсутствуют; 4 - граница выхода келловейских отложений на дневную поверхность; 5 - глубокие разведочные скважины; 6 - колонковые скважины; 7 - скважины, намечаемые для разведки II и IV продуктивных горизонтов; 8 - отметки келловея по выходам на дневную поверхность.