К вопросу поисков структур в Саратовском Заволжье
И.И. ЕНГУРАЗОВ, М.Б. ЭЗДРИН
Рост добычи газа и нефти, планируемый на ближайшие годы по Саратовскому Поволжью, требует от поисковых и разведочных работ интенсивной подготовки к вводу в разведку и разработку новых площадей.
Новые разведочные площади должны быть выбраны в наиболее перспективных районах, расположенных в пределах ближнего Саратовского Заволжья, где уже установлены промышленные газовые и газонефтяные залежи в девонских, каменноугольных и пермских отложениях.
Наряду с этим подлежат освоению также и площади в районе дальнего Саратовского Заволжья, примыкающего к юго-западным и западным границам Куйбышевской и Оренбургской областей. Положение этого района в пределах юго-восточного склона Русской платформы между промышленно газонефтеносными и разрабатываемыми месторождениями Куйбышевской, Саратовской и Оренбургской областей выдвигает его в один из первоочередных объектов поисков газа и нефти.
Вместе с тем левобережные районы в отличие от правобережных характеризуются более сложным геологическим строением и поэтому труднодоступны для структурного бурения и геофизики (сейсморазведка).
Строение северо-восточной части Саратовского Заволжья характеризуется наличием Балаковско-Пугачевского (Жигулевско-Пугачевский) свода, осложненного локальными поднятиями третьего порядка (рис. 1).
В отличие от правобережья в Заволжской левобережной части развиты акчагыльские осадки, залегающие на размытой поверхности различных горизонтов мезозоя и палеозоя. В свою очередь мезозойские породы несогласно покрывают эродированную поверхность палеозоя (рис. 2). На восток и юго-восток от Балаковско-Пугачевского свода развита мощная толща пермских гипс-ангидритовых и карбонатных осадков, которые вместе с подстилающими их каменноугольными породами имеют общее региональное погружение в указанных направлениях. При этом на общем фоне регионального погружения местами породы сильно дислоцированы с наличием ряда поднятий. В южной части общее погружение пород переходит в крутой тектонический уступ - северный и северо-западный борта Прикаспийской впадины.
Южная часть территории Саратовского Заволжья характеризуется наличием переходной зоны к Прикаспийской впадине, где развита солянокупольная тектоника. В пределах западной и юго-западной частей Саратовского Заволжья выделяются дислокации ближнего Саратовского Заволжья, включающие в себя в северной половине флексуру, объединяющую Степновское, Первомайское, Сусловское, Генеральское и другие поднятия, а также несколько южнее расположенную группу - Советское, Отроговское, Южно-Степновское и другие поднятия.
Результаты структурного и разведочного бурения на отдельных площадях Саратовского Заволжья позволяют выделить по характеру развития пермских и каменноугольных отложений три зоны, протягивающиеся с северо-запада на юго-восток, как бы обрамляющие северный и северо-западный борта Прикаспийской впадины.
I зона характеризуется развитием верхне- и среднекаменноугольных отложений с неравномерным размывом их поверхности. Здесь глубина наиболее надежного репера – верейского горизонта - определяется в пределах 600-1100 м (см. рис. 2).
II и Ш зоны с развитием нижне- и верхнепермских отложений являются неоднородными, вследствие чего возникают известные трудности при их освоении структурным бурением. Прежде всего, в пределах этих зон по мере движения на юго-восток суммарная мощность пермских отложений заметно возрастает от 300 м на Отроговской площади до 540 м на Южно-Степновской. Аналогичная картина наблюдается в пределах дальнего Саратовского Заволжья. Южнее Ивантеевки суммарная мощность пермских отложений составляет 170 м, а еще южнее, в районе Старой Порубежки, мощность их достигает 420 м. По мере движения па юг по направлению к борту Прикаспийской впадины мощность верхнепермских отложений резко увеличивается и достигает более 1000 м, а нижнепермских отложений до 1350 м. Таким образом, кровля карбона здесь должна залегать на глубинах до 2800-3000 м. Соответственно должна увеличиваться мощность и каменноугольных отложений. Следовательно, вскрытие здесь верейского горизонта требует бурения скважин глубиной от 1500-2000 до 3000-3500 м и выше.
Необходимо отметить, что внутри пермских отложений известно несколько региональных размывов: один в нижней перми, между артинским и кунгурским ярусами, и другой между нижнепермскими и верхнепермскими отложениями. В некоторых случаях верхнепермские породы залегают на размытой поверхности сакмаро-артинских отложений (Отрогово, Старая Порубежка, Ивантеевка).
Таким образом, в ряде случаев наличие резкого размыва могло привести к образованию структур облекания, не соответствующих структурам нижележащих пород. Такого типа структуры известны к северо-востоку от рассматриваемого района в пределах Куйбышевского и Оренбургского Заволжья (Кинель-Черкасская, Бугурусланская площади и др.). Однако поднятие по верхним горизонтам хотя и не соответствует нижележащим горизонтам, но оказывается смещенным в ту или иную сторону на сравнительно небольшое расстояние.
Имеют место случаи размыва нижней перми без резко выраженного несоответствия (Южно-Степновская площадь Саратовской области, Пилюгинская, Кожемякинская, Мухановская и другие площади Куйбышевской области).
По данным Л.Н. Розанова [1] в крупных структурах с большой амплитудой глубина эрозии не оказывает заметного влияния на форму структуры вышележащих горизонтов. Вероятно, такого характера структуры с явлением размыва будут иметь сравнительно небольшое развитие вдоль полосы, разделяющей распространение верхнепермских и нижнепермских отложений.
Более сложную картину представляют структуры, обусловленные пластическими деформациями галогенных и сульфатных осадков перми. Этот тип структур, вероятно, наиболее распространен в Саратовском Заволжье. Структурные формы куполовидного характера, закартированные по верхнепермским реперам и по кровле кунгура, не соответствуют характеру залегания нижележащих сакмаро-артинских и каменноугольных отложений.
Таким образом, более существенным является несоответствие структурных планов верхней и нижней перми, обусловленное пластическими деформациями сульфатных пород верхней перми. В отдельных случаях поднятию в верхних горизонтах может соответствовать моноклинальное залегание пород в сакмаро-артинских и каменноугольных отложениях с весьма сложным сочетанием надсолевого и подсолевого структурных планов.
Несоответствие структурных планов внутри верхней толщи палеозоя и большая глубина залегания более надежных маркирующих горизонтов среднего карбона обусловливают низкую эффективность структурного бурения.
Приведенные особенности геологического строения района, появление различных по своему характеру тектонических процессов, сильная изменчивость мощности перми, обусловленная неравномерным размывом, - все это требует более тщательной подготовки площадей к глубокой разведке.
Для поисков структур в Саратовском Заволжье одним из более эффективных методов могла бы явиться сейсморазведка, но существующие методический и технический уровни сейсмических работ пока не обеспечивали в условиях Саратовского левобережья, да и Сталинградского Поволжья качественного решения этой задачи.
Основными известными факторами, осложняющими и затрудняющими эффективное проведение сейсморазведки в левобережной части Саратовской области, являются следующие.
1. Неглубокое залегание поверхности карбонатных пород палеозоя(первой жесткой границы) в северных районах Саратовского Заволжья. Эта граница является источником большого количества волн-помех, которые вследствие небольшой мощности покрывающей толщи регистрируются приемной аппаратурой с гораздо большей интенсивностью, чем полезные глубинные волны.
2. Мощный чехол рыхлых сыртовых глин и резко пересеченный рельеф поверхности доакчагыльского размыва, характерные для большей части центральных и восточных районов Заволжья. Сыртовая «подушка» поглощает энергию сейсмических волн, а неровности доакчагыльского рельефа интенсивно рассеивают эту энергию и в значительной степени искажают пути прохождения волн.
3. Резко меняющаяся мощность пермских отложений и, в частности, гипс-ангидритовой толщи на юге и юго-востоке Заволжья.
Следует указать, что сейсморазведка в сочетании со структурным и структурно-поисковым бурением может оказать неоценимую помощь, особенно в выявлении структурных форм карбона и девона. При проведении структурного и структурно-поискового бурения необходимо предусмотреть значительное расширение фронта сейсморазведочных работ, как опытно-методических, так и производственных.
При выходе со структурным бурением в Заволжье (в 1950 г.) была принята методика структурного бурения, применявшаяся ранее в правобережных районах, но она не оправдала себя из-за резкого отличия геологических условий от правобережных. При этом в северных районах Саратовского Заволжья структурное бурение проводилось по аналогии с методикой, распространенной тогда в Куйбышевской области. Маркирующими горизонтами служили микропалеонтологические реперы в толще известняков верхнего карбона, поскольку в разрезах верхнего и верхней части среднего карбона трудно было выделить четкие и надежные опорные горизонты, коррелируемые по электрокаротажу. Позднее было установлено, что так называемые микропалеонтологические реперы здесь не оправдали себя ввиду неповсеместной и неравномерной рассеянности в разрезе карбона комплекса микрофауны соответствующего облика. Для повышения эффективности структурного бурения объединение Саратовнефть в 1953 г. отказалось от бурения структурных скважин на микропалеонтологические реперы в северной части Саратовского Заволжья и перешло на выяснение структурных форм по кровле терригенных отложений верейского горизонта как наиболее надежного. Такое изменение методики структурного бурения позволило более уверенно ориентировать глубокое бурение на разведку нефти и газа в первую очередь на каменноугольные отложения. Что касается выяснения структурных форм по девонским отложениям, то, как структурное бурение при наличии слабой технической оснащенности, так и сейсморазведка не решали и не решают этой задачи. В связи с этим, особенно в левобережной, весьма перспективной части территории Саратовской области, в настоящее время испытывается крайний недостаток подготовленных к глубокой разведке на нефть и газ площадей. Маломощный парк буровых станков не может обеспечить поиски и подготовку площадей к разведке, что приводит к значительной задержке освоения этого перспективного района.
Намеченные темпы развития газовой и нефтяной промышленности в Саратовском Поволжье на современном этапе требуют коренного улучшения технической вооруженности структурного бурения более усовершенствованными и более мощными буровыми станками и оборудованием. Следует заметить, что геологопоисковая контора управления нефтяной и газовой промышленности Саратовского совнархоза на протяжении ряда лет не обеспечивается станками для структурного бурения на глубины 1500-2500 м. Поэтому в сложных геологических и сейсмогеологических условиях Саратовского Заволжья решение геологических задач поставлено в прямую и непосредственную зависимость от технической вооруженности геологопоисковой конторы.
Для более обоснованного и уверенного ввода в глубокую разведку площадей, а также повышения эффективности разведочного бурения необходимо наметить более или менее правильные пути в методике структурного бурения, проводя его в комплексе с геофизическими методами разведки.
Для изучения особенностей разреза карбона и девона, а также выяснения сейсмогеологических условий в различных участках Саратовского Поволжья в 1956-1960 гг. было намечено пробурить 14 поисково-параметрических скважин, равномерно размещенных на профилях в пределах Саратовской области и ориентированных на вскрытие пород кристаллического основания. Через указанные скважины для изучения строения поверхности фундамента намечено провести систему региональных профилей методами глубинной электроразведки и сейсмики преломленных волн. Частичная реализация намеченных работ начата в 1958 г.
В ближайшее время будут введены в бурение поисково-параметрические скважины в районе сел Перелюба, Рахмановка и севернее с. Ершов. Комплекс геолого-геофизических работ позволит значительно расширить представление о геологическом строении территории Саратовской области и одновременно наметить более рациональную методику поисковых и разведочных работ.
Неоднородность строения левобережных районов области не позволяет рекомендовать единую универсальную методику подготовки структур для всей территории Саратовского Заволжья. На первом этапе можно было бы рекомендовать выделение отдельных зон или территорий для осуществления в их пределах соответствующего комплекса поисковых работ.
Первая зона протягивается параллельно долине Волги в пределах левобережья (Балаковский, Пугачевский, Ивантеевский районы). Здесь полностью размыты пермские и частично верхнекаменноугольные отложения (см. рис. 2). Структурное бурение в пределах этой полосы должно вестись до репера, соответствующего кровле верейского горизонта, с глубинами скважин 600-1100 м с расстоянием между ними около 2 км, между профилями 5 км с последующим сгущением сетки скважин в пределах выявленных структурных форм.
Вторая зона представлена полосой развития нижнепермских отложений и частично захватывает зону развития верхнепермских отложений, залегающих под покровом мезозойских и неогеновых отложений. Учитывая неравномерный разрыв сакмаро-артинских отложений и вероятные размывы внутри этой толщи, структурное бурение целесообразно вести до карбонатной толщи нижней перми или кровли карбона. Глубина скважин должна достигать 1200-2000 м, расстояние между ними в профиле 3 км, между профилями 5-6 км. При планировании структурного бурения в пределах этой зоны необходимо учитывать наличие флексур, к которым, как известно, приурочены локальные поднятия. Поэтому при размещении структурных скважин на профиле следует их ориентировать вкрест простирания намечающихся флексур. В этом отношении заслуживает внимания флексура, наметившаяся западнее Пугачева, продолжение Степновской флексуры на восток-юго-восток и другие (см. рис. 1).
Третья зона шириной 10-30 км протягивается параллельно борту Прикаспийской впадины с развитием значительной мощности мезокайнозойских, верхнепермских и нижнепермских отложений.
Вследствие погружения пород в этой зоне глубина залегания подошвы нижней перми увеличивается по мере приближения к борту впадины до 3000 м. Вследствие весьма слабой изученности рассматриваемой зоны и большой глубины залегания каменноугольных и тем более девонских отложений является пока нецелесообразным и неэффективным проведение здесь структурного бурения до маркирующих горизонтов в карбоне. Изучение тектонического строения карбона и девона необходимо проводить здесь геофизическими методами разведки, в первую очередь сейсморазведкой, добиваясь отработки методики в конкретных сейсмо-геологических условиях. Одновременно с этим требуется заложение редких профилей поисково-параметрических скважин с вскрытием каменноугольных отложений. В связи с наличием в ряде мест (Южно-Степновская, Кушумская и другие площади) промышленных скоплений газа в пермских образованиях указанной полосы было бы целесообразно проводить бурение структурных скважин сетью профилей для выявления структур по пермским отложениям с последующей подготовкой их к промышленной разведке на газ. При наличии благоприятных структур, установленных по пермским образованиям, целесообразно предусматривать заложение на них трех структурных скважин для проверки взаимоотношения структурных планов перми и карбона.
Указанные рекомендации структурного бурения в левобережной части Заволжья не должны исключать ранее намеченных к бурению 14 глубоких поисково-параметрических скважин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Розанов Л.Н. История формирования тектонических структур Башкирии и прилегающих областей Гостоптехиздат, 1957
2. Свищев М.Ф. Нефтегазоносность девонских каменноугольных и пермских отложений Оренбургской области. Геология нефти, 1958, № 5.
Нижне-Волжский филиал ВНИГНИ
Рис. 1. Схематическая структурная карта Саратовского Заволжья.
1 -изогипсы по кровле Верейского горизонта по данным бурения; 2 - то же по данным сейсморазведки, 3 – борт Прикаспийской впадины.
Рис. 2. Схема естественного среза палеозойских отложений Саратовского Заволжья.
1 - зона развития каменноугольных отложений (С2 + C3), 2 - зона развития нижнепермских отложений (P1); 3 – зона развития верхнепермских отложений (Р2), 4 - борт Прикаспийской впадины.