К оглавлению

Тектоника и перспективы нефтегазоносности северной части территории Северо-Каспийского Прогибания

И.И. КОЖЕВНИКОВ

Северная часть юго-восточной глубоко погруженной окраины Русской платформы, названной И.О. Бродом [1] территорией Северо-Каспийского прогибания, охватывает зону сочленения солянокупольной и Волго-Уральской нефтегазоносных областей.

Этот район с 1948 г. изучался в процессе геологопоисковых работ Западно-Казахстанской экспедицией СГПК Главгаза СССР и пересечен профилем глубоких структурно-поисковых скважин, проведенным трестом Актюбнефтеразведка на Уральской площади [3].

Представление о сводном разрезе может быть получено путем сравнения разрезов глубоких скважин, пробуренных вблизи г. Пугачев, на Уральской площади, и в г. Новоузенск, взаимно дополняющих друг друга (рис. 1).

Разрез сложен шестью основными толщами (I-VI), характеризующимися общностью генезиса, литолого-фациальной характеристики, физических свойств, единством условий залегания и степени дислоцированности пород, а также общностью условий образования, накопления и сохранения залежей нефти и газа.

Анализ имеющегося материала об условиях залегания и распределения мощностей основных толщ разреза позволяет произвести тектоническое районирование глубинных элементов описываемой территории [3].

В современном структурном плане (рис. 2) описываемая территория обладает двухъярусным строением. Нижний - опущенный ярус образует Прикаспийская плита, соответствующая области развития соляных куполов с предполагаемыми глубинами залегания кристаллического фундамента не выше минус 6-10 км абсолютной высоты. Верхний - приподнятый структурный ярус образует относительно плоские крупные элементы Средне-Русской плиты. К ним относятся: Ульяновско-Саратовская впадина, Жигулевско-Пугачевский свод, Бузулукская впадина и Пилюгино-Сорочинский выступ, в пределах которых фундамент вскрыт или предполагается на глубинах от 2-4 до 3-5 км. Прикаспийская и Средне-Русская плиты сочленены посредством Жадовско-Токаревского структурного уступа.

Все выделенные выше элементы Средне-Русской плиты имеют общий наклон к Прикаспию и характеризуются определенным типом разреза, образованного тем или иным соотношением в нем основных толщ.

Ульяновско-Саратовской впадине свойственны увеличенная мощность терригенной толщи девона (550- 750 м) и карбонатных отложений девона и карбона (до 2000 м), почти полное отсутствие галогенных отложений и пестроцветной серии пород перми и триаса, повышенные мощности остальных отложений терригенной толщи мезозоя и палеогена (до 800 м).

В пределах Жигулевско-Пугачевского овода значительно сокращены мощности терригенной толщи девона (до 150 м) и карбонатной толщи (до 1500 м). Здесь также сокращен разрез терригенных пачек карбона, почти полностью отсутствуют гидрохимическая толща и пестроцветная серия, терригенные породы мезозоя и палеогена представлены неполно и обладают незначительной мощностью (до 200 м). На своде несколько шире развиты породы новейшего покрова, мощность которых достигает 150 м.

Бузулукская впадина характеризуется нарастанием мощностей терригенной толщи девона; увеличенной мощностью карбонатной толщи до 2500 м и больше; в ней появляются обогащенные сульфатами породы вплоть до развития мощных пластов ангидритов в серпуховском подъярусе в Бузулуке. Для разреза впадины характерно также появление мощных (особенно на ее юге) отложений гидрохимической толщи перми (до 1500-1750 м) и пестроцветной серии (до 500 м), а также некоторое увеличение мощностей терригенных пород мезозоя (до 300 м) и повышенная мощность новейшего покрова (до 400 м), выполняющего древние эрозионные долины палеорек Волги и Камелика.

Специфической особенностью разреза осевой части Бузулукской впадины является наличие мощных терригенных отложений нижнего карбона и, возможно, верхнего девона, мощность которых достигает в районе Муханова почти 500 м. Узкая полоса повышенных мощностей этой пачки вдоль оси впадины идет на юг к солянокупольной области.

Пилюгино-Сорочинский выступ отличается некоторым сокращением мощностей карбонатной толщи, почти полным отсутствием в ее разрезе терригенных пачек, а также некоторым сокращением мощностей терригенных пород мезозоя и новейшего покрова:

В Прикаспийской солянокупольной области резко увеличены мощности гидрохимической толщи, пестроцветной и всех других серий терригенной толщи мезозоя и палеогена, а также новейших покровных образований. В северной части области наиболее мощные скопления последних (до 500-600 м) приурочены к крупным эрозионным доакчагыльеким долинам рек Волги и Урала.

Жигулевско-Пугачевский свод представляет собой крупный поднятый на высоту минус 1500-2500 м и относительно плоский блок кристаллического фундамента, ограниченный с севера и юга Жигулевским и Жадовско-Токаревским разломами.

С юго-востока он обрамляется зоной относительно крутого падения пород карбона и нижней перми, зафиксированных в восточной части Пугачевской, Покровской и других площадей. Этой зоне в отложениях мезозоя соответствует Савельевская флексура.

Пилюгино-Сорочинский выступ выделяется на основании анализа региональных геофизических и геологических материалов. На существование здесь положительной структуры указывает наличие зоны крупных максимумов силы тяжести (Ташлинский, Рыбкинский, Новосергеевский, Сорочинский и др.). На севере эта зона ограничивается Абдулинским минимумом, совпадающим с Сокско-Кинельской погребенной впадиной, заполненной мощными отложениями древних свит. Последние, судя по разрезам пилюгинской и городецкой скважин, на большей части выступа отсутствуют. Сокско-Кинельская впадина отделяет выступ от Татарского свода.

Жадовско-Токаревское нарушение, поднявшись к северу в осевой части Бузулукской депрессии, восточнее резко отклоняется к югу, а еще восточнее оно вновь отходит к северу, как бы очерчивая с юга описываемый выступ. Породы средней юры испытывают подъем слоев от отметки минус 150-160 м в пределах Бузулукской впадины до отметок более плюс 400 м на выступе. Кровля терригенной толщи нижнего карбона от г. Бузулук к г. Сорочинск также поднимается более чем на 300 м.

Предположение о наличии Пилюгино-Сорочинекого выступа нашло себе подтверждение в данных Туймазинской экспедиции, пересекшей в 1957 г. выступ меридиональным комплексным геофизическим профилем [2]. По этим материалам глубина залегания поверхности фундамента на выступе определяется в 3-4,5 км при глубинах залегания его в области стыка выступа с Предуральской впадиной и Прикаспийской плитой около 6 км. Восточный склон выступа по поверхности фундамента характеризуется наклоном, превышающим 100 м на 1 км. В то же время по горизонтам казанского яруса верхней перми здесь отмечается подъем слоев около 4- 5 м на 1 км. Несоответствие объясняется увеличением к востоку мощностей пермских и в первую очередь соленосных пород кунгура, достигающих в Приоренбургском районе 2000 м (Бузулук 787 м, Сорочинск 874 м).

Южное окончание выступа осложнено рядом локальных поднятий (Кулагинское, Алексеевское, Нижнеозерновское и др.) с амплитудой до 160 м. Соляные купола здесь отсутствуют.

В осевой части Бузулукской впадины погружение терригенных пород нижнего карбона относительно Жигулевско-Пугачевского свода составляет около 1300 м и относительно Пилюгино-Сорочинского выступа более 300 м. На севере впадина замыкается в районе Муханова, где кристаллический фундамент вскрыт на абсолютной высоте около минус 2900 м. В наиболее южной ее части на Уральской площади на той же высоте вскрыта только верхняя часть карбона, а фундамент предполагается здесь на глубинах порядка 5000-5500 м. Величина подъема кровли подсолевых пород от этого участка к г. Пугачев достигает 18 м на 1 км.

Рассмотрение структурных карт юга впадины, построенных по кровле казанских пород и по поверхностям мезозойских отложений, приводит к выводу о несоответствии структурных планов, наблюдаемых по этим горизонтам. Несоответствие в залегании отмеченных горизонтов приводит к появлению поверхностных дислокаций, слабо прослеживаемых по глубоким горизонтам пермской толщи. К ним относятся Солдатское и, возможно, Карповское поднятия, которым по горизонтам палеозоя соответствуют, видимо, лишь структурные террасы, наклоненные к югу.

По материалам поисковых работ выявляется возможность структурного разделения южной части Бузулукской впадины на субширотные полосы, представляющие собой отражение ступенчатого погружения впадины к соЛянокупольной области.

Черниговско-Соболевская полоса платформенных поднятий на западе охватывает основную часть выделенной А.Н. Розановым Узени-Иргизской мульды [5]. Здесь скважинами под мощным акчагыльским покровом были вскрыты породы не моложе триасовых и юрских, а в зоне глубокого размыва палео-Волги на опущенном крыле Савельевской флексуры казанские и нижнепермские отложения. Этим доказывается приуроченность молодой мульды к определенной структурной ступени южной части Бузулукской впадины.

На среднем участке описываемой полосы намечены Соболевское, Мирошкинское, Курлинское и Камышинское пологие поднятия, в восточной части полосы предполагается наличие Ташлинского поднятия, приуроченного к крупному максимуму силы тяжести. С юга полоса обрамляется Камелик-Чаганской флексурой. Местами флексура переходит в сбросы (Блукисский и др.). Амплитуда флексуры и местных сбросов по горизонтам юры составляет 100-140 м. Направление флексуры на всем протяжении параллельно Жадовско-Токаревскому уступу.

Солдатско-Карповская полоса предбортовых структур переходного типа. Южнее Камелик-Чаганской флексуры оконтурены бурением по кровле юры Карповское, Солдатское, Краснопартизанское и другие поднятия амплитудой до 30-50 м, сложенные под акчагыльским покровом породами верхней юры и мела (см. рис. 2). Южные поднятия образуют почти симметричный широтный вал, расположенный между Токаревским и Краснопартизанским сбросами, приподнятый над прилегающими к сбросам участкам на 150-200 м.

К северу от Краснопартизанского местного сброса располагается участок Карповских поднятий, приподнятых относительно южных структур на 70-80 м. Между этим и южным участком существенной разницы в строении нет. Карповское поднятие с севера также сопровождается относительно глубокой мульдой, примыкающей к местному Блукисскому сбросу, и, по-видимому, аналогично Солдатскому и другим поднятиям дислоцированность пород на нем с глубиной уменьшается (рис. 3).

Полоса предбортовых поднятий, вероятно, оконтуривает Прикаспийскую плиту и с севера и с запада, но на разных участках имеет неодинаковую ширину. Отмечено, что она наиболее широка в осевой части Бузулукской впадины и на западе, где входит в состав Ульяновско-Саратовской впадины, в то же время она значительно суживается там, где к солянокупольной области подходят Жигулевско- Пугачевский свод и Пилюгино-Сорочинский выступ.

Жадовско-Токаревский структурный уступ. На описываемой территории обращает на себя внимание раздел между площадями, характеризующимися положительными (на севере) и отрицательными (на юге) значениями силы тяжести. Этот раздел назван О.А. Шванком «основной гравитационной ступенью».

Э.Э. Фотиади, А.Л. Козлов и В.М. Шипелькевич [4] объясняли появление этой ступени наличием резкого уступа кровли известняков карбона, получившего название Жадовского. Анализ более поздних материалов электроразведки, сейсмики и бурения показывает, что Жадовский уступ сейсмикой 1936 г. был отмечен не по кровле карбона, а по кровле разновозрастных сульфатных прослоев в толще ниже- и верхнепермских отложений.

Работами СГПК в зоне «основной гравитационной ступени» и Жадовского уступа было выявлено сопряженное с ними Токаревское региональное нарушение. Региональный сброс протрассирован на протяжении 225 км от района севернее ст. Озинки до р. Иртек. Восточнее сброс, возможно, переходит в Иртек-Оренбургскую флексуру (см. рис. 2).

Плоскость сбрасывателя этого нарушения наклонена на юг под углом 50-60°. Поднятым по сбросу является северное крыло, сложенное породами мела, юры и триаса, в то время как на опущенном крыле развиты породы палеогена и под новейшим покровом мела. Амплитуда сброса по данным скважин на западе достигает 600 м, а на востоке понижается до 220-250 м. По геофизическим данным Токаревский сброс располагается примерно в середине перегиба палеозойских слоев, отвечающего Жадовскому уступу.

Глубокие скв. 1, 4, 5 и 6, пройденные севернее сброса, имеют весьма сходный разрез. В то же время разрез скв. 3 южнее его (Цыганово) показывает существенные отличия. Здесь резко возрастает мощность каменной соли (вскрыто 1465 м против 720-760 м на севере), причем на глубине 3000 м скважиной не достигнута еще нижняя сульфатная толща перми, что указывает на значительное погружение пород подсолевого ложа (см. рис. 3). Для верхнепермских и мезозойских отложений характерно не только значительное сокращение мощностей в районах севернее Токаревского сброса, но также и весьма существенное уменьшение полноты разреза. Наиболее резко меняется мощность пестроцветной серии перми и триаса: ее мощность в северных скважинах 400- 500 м, а в скв. 3 1135 м; палеоген севернее сброса повсеместно отсутствует, а южнее его мощность достигает 250 м. Условия залегания соленосной толщи в этих районах также различны. Соленосная толща скв. 3 весьма интенсивно дислоцирована (углы наклона по керну достигают 40-60°), обнаруживаются многочисленные признаки ее течения. Севернее же Токаревского сброса соленосная серия сложена почти горизонтально слоистыми породами без следов течения соли. Существенное отличие в скв. 3 обнаруживает и строение верхней части пермских отложений, указывающее на то, что эта скважина заложена на соляном куполе и вскрывает его шток, войдя в последний, минуя кепрок. Шток соли прорвал верхнюю сульфатную толщу кунгура и казанские отложения и вошел в непосредственный контакт с нижнетатарскими породами.

Таким образом, Токаревский региональный сброс может рассматриваться в качестве южной границы Волго-Уральской нефтеносной области. Южнее его повсеместно распространены уже соляные купола.

Прикаспийская солянокупольная область изучена по глубоким горизонтам еще крайне слабо. В настоящее время можно лишь предполагать различия в строении ее бортовой (переходной) зоны, совпадающей на севере с Узени-Ичкинским отрогом Общего Сырта, и внутренних частей области. Ее бортовая зона характеризуется наличием непрерванных соляных куполов, четко ориентированных согласно общим очертаниям границ плиты, а также изменением морфологии куполов по мере отступания в глубь ее. По-видимому, это может быть объяснено ступенчатым погружением подсолевого ложа по ряду флексур. Центральная часть области отличается развитием неориентированных соляных куполов блокового строения. Среди последних здесь появляются открытые прорванные купола огромных размеров, такие, как Челкар, Индер Эльтон, Баскунчак. Характерно, что все они встречены против осевых частей прилегающих к солянокупольной области глубоких впадин - Бузулукской и Преддонецкой. В то же время отличающиеся иной морфологией соляных куполов Хобдинское и Аралсорское поля региональных максимумов силы тяжести попадают в меридиональные зоны региональных поднятий. Например, Хобдинский максимум лежит на линии, соединяющей Татарский свод, Пилюгино-Сорочинский выступ, Южно-Эмбенское поднятие, Мангышлак и Туаркыр. Аралсорский максимум также попадает на линию, идущую через Котельнический выступ, Жигулевско-Пугачевский свод, вал Карпинского, поднятия района Озек-Суата и т. д. В намечающейся: преемственности структурных зон солянокупольной области и ее обрамлений видна общность глубинного строения в целом всей территории Северо- Каспийского прогибания, из которой первая выделилась на сравнительно позднем этапе развития Русской платформы. Резкие изменения мощностей пестроцветной серии и палеогена в зоне Токаревского сброса при фациальной однородности всех отложений разреза свидетельствуют о том, что обособление Прикаспийской плиты наиболее резко проходило в континентальные эпохи, предшествующие средней юре и акчагылу. Основные же крупные структуры обрамления солянокупольной области были сформированы, по-видимому, в девоне и карбоне.

Территория западной и северной окраин Северо-Каспийского прогибания почти на протяжении 1000 км: оконтуривается полосой высокодебитных месторождений нефти и газа с залежами в девонских, каменноугольных и пермских отложениях. Последнее наводит на мысль, что эта территория являлась единым нефтегазоносным бассейном, состоящим из многих нефтесборных площадей. Этот бассейн во время своего длительного развития питал многочисленные зоны нефтегазонакопления, расположенные как на его периферии, так, по-видимому, и в центральной части.

В районах Жигулевско-Пугачевского свода основные перспективы нефтегазоносности связываются с девонскими терригенными образованиями в условиях нарастания их мощностей и увеличения полноты разреза на склонах свода.

В Бузулукской впадине основные перспективы нефтегазоносное™ связаны с терригенной пачкой нижнего карбона в условиях зоны ее повышенных мощностей, располагающейся в осевой части депрессии. В этом районе следует начать бурение утвержденной МНП еще в 1953 г. общесыртской опорной скважины глубиной 4000 м на Соболевском поднятии.

В южной части Бузулукской впадины при современной технике бурения перспективы нефтегазоносности можно связывать с терригенной толщей верхнебашкирских и верейских слоев среднего карбона предположительно в условиях их повышенных мощностей и развития песчаных фаций. На Уральской площади, где отмечается обильное пропитывание легкой нефтью подсолевых известняков, необходимо вскрыть и изучить каменноугольные отложения до подошвы среднего карбона.

В районе Пилюгино-Сорочинского выступа на первой стадии исследований основным является установление- границ выступа, изучение слагающих его пород и оценка перспектив их нефтегазоносности.

В Прикаспийской солянокупольной области для регионального обоснования дальнейших разведочных работ необходимо проведение комплексных геолого-геофизических пересечений, проходящих от западного до восточного борта плиты через зоны Аралсорского и Хобдинского максимумов и с севера на юг от Жигулевско-Пугачевского свода на район Озек-Суата и от Пилюгино-Сорочинского выступа на Туаркыр.

ЛИТЕРАТУРА

1. Брод И.О., Еременко Н.А. Основы геологии нефти и газа. Изд. МГУ, 1950.

2. Годин Ю.Н. Комплексные региональные геофизические исследования юго-востока Русской платформы. Геология нефти, 1958, № 5.

3. Кожевников И.И., Башлыкова Е.П. и др. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности полосы сочленения Общего Сырта и Прикаспийской низменности. Фонды СГПК, 1956.

4. Козлов А.Л., Шипелькевич В.М. Тектоническое строение Нижнего Заволжья по данным геофизических исследований. Советская геология, № 4, 1945.

5. Розанов А.Н. Основные черты геологического строения Саратовского Заволжья в связи с глубоким бурением в газоносном районе. БМОИП, т. IX, вып. 1-2, 1931.

СГПК Главгаза СССР

Рис. 1. Сводный стратиграфический разрез северной части территории Северо-Каспийского прогибания.

1-известняки; 2- доломиты; 3-песчаники; 4-глины;5-мергели; 6-горючие сланцы; 7-соль; 8-ангидриты; 9-аргиллиты; 10-пески; 11-галечники; 12 -опоки.

Основные толщи разреза: I-древних немых свит; II- нижняя терригенная (средний девон, нижнещигровские слои); III-карбонатная (девон от верхнещигровских слоев, карбон, нижняя пермь-нижнесакмарские слои); IV-гидрохимическая (пермь); V-верхняя терригенная (пермь от татарских слоев, мезозой, палеоген); VI-покровная (плиоцен, четвертичные).

Рис. 2. Схема тектоники северной части территории Северо-Каспийского прогибания.

Средне-Русская плита: 1-своды и выступы, 2 - впадины, 3-краевая (прибортовая) зона; Прикаспийская плита: 4-бортовая (переходная) зона соляных структур, 5-внутренняя зона соляных куполов; Уральская складчатая область: 6 -Горный Урал и Мугоджары, 7-Предуральский прогиб; 5- Жадовско-Токаревский структурный (бортовой) уступ; 9-флексуры крутые; 10- то же пологие; 11 -сбросы; 12-очертания крупных максимумов силы тяжести; 13 - рекомендуемые комплексные геолого-геофизические профили; 14-то же проведенные; 15-рекомендуемые опорные скважины; 16 - то же проведенные; 17 -рекомендуемые структурно-поисковые глубокие скважины; 18- то же пробуренные.

Рис. 3. Схематический геологический профильный разрез Уральской площади. Сост. И.И. Кожевников и М.Ф. Ильина по данным П.И. Волошина и СГПК.

С₃-верхний карбон;-нижнесакмарский подъярус; - средне- и верхнесакмарские подъярусы, артинский и кунгурский ярусы; P₁^kg - кунгурский ярус; P₂^uf -уфимская свита; -казанский ярус;  - переходная свита казанского яруса; татарский ярус, триас; I₂-средняя юра; I₃ -верхняя юра; Cr₁-нижний мел; Сr₂-верхний мел; Pg-палеоген; N₂+Q-плиоцен и четвертичные; 15°-угол падения пород по керну.