Березовский газоносный район и перспективы его развития
В.В. АНСИМОВ, В.Г. ВАСИЛЬЕВ, Г.Л. ГРИШИН, Л.И. РОВНИН и Ю.Г. ЭРВЬЕ
ОТ РЕДАКЦИИ
Тюменское геологическое управление приняло на себя обязательство выполнить семилетний план подготовки запасов природного газа за 4-5 лет без увеличения объемов бурения на эти годы.
Публикуя статью о результатах разведки Березовского газоносного района и мероприятиях, обеспечивающих намеченные темпы подготовки запасов газа, редакция призывает объединения, тресты и управления последовать примеру Тюменского геологического управления разработать и осуществить мероприятия по досрочному выполнению заданий семилетки в области подготовки запасов нефти и природного газа.
Березовский газоносный район охватывает обширную территорию в северо-западной части Западно-Сибирской низменности и располагается в пределах Ханты-Мансийского национального округа Тюменской области.
В строении района принимают участие отложения юрской, меловой, третичной и четвертичной систем, несогласно перекрывающие отложения палеозойского возраста, слагающие фундамент. Породами фундамента являются граниты, гранито-гнейсы, глинистые и глинисто-алевритовые сланцы с прослоями диабазовых порфиритов. Верхняя часть палеозойских образований сильно выветрела и образует кору выветривания. Наибольшая мощность ее на Березовской площади 59 м. Кора выветривания представлена кварцем, ортоклазом, каолином и полевыми шпатами.
В составе юрских отложений снизу вверх выделяются четыре пачки: гравийно-песчаная, алеврито-песчаная, глинисто-алевролитовая и битуминозно-алевролитисто-аргиллитовая. К сводам палеозойских поднятий нижние две пачки юрских отложений часто выклиниваются, а в вышележащих отложениях юры наблюдается укрупнение терригенного материала. В сводовых частях Березовской, Североалясовской, Южноалясовсксой и Устремской структур отложения юры отсутствуют и только на ее крыльях обнаружены породы верхней юры, в основании которых залегает базальный песчаник. Этот песчаник выше по склону поднятий подстилает валанжинские отложения. Песчаник имеет возраст от верхней юры до нижнего мела и является основным продуктивным горизонтом района. На Чуэльской площади газовая залежь приурочена к кварцево-полевошпатовым песчаникам, залегающим в верхней части третьей пачки. Над этими продуктивными песчаниками с резко выраженной эрозионной границей залегают аргиллиты и глины, по возрасту относящиеся к средней и верхней юре. Мощность юрских образований изменяется от 0 до 160 м.
Отложения меловой системы представлены в районе нижним и верхним отделами. В составе нижнего отдела выделяются валанжинский, готерив-барремский, аптский и альбский ярусы. Отложения валанжинского яруса представлены аргиллитами с прослоями песчаников, алевролитов и глинистых известняков. Мощность этих ярусов достигает 112 м. Валанжин лежит несогласно на породах фундамента или на отложениях юрской системы. В составе готерив-баррема принимают участие темно-серые аргиллиты с прослоями алевролитов.
К средней части этих отложений приурочен продуктивный горизонт Н, представленный чередующимися алевролитами, аргиллитами и глинистыми известняками. Мощность отложений этой толщи достигает 360 м. Апт состоит из алевролитов, глин и глинистых известняков, мощность от 190 до 320 м. Альб в нижней части сложен глинами и аргиллитами, в верхней части - алевролитами и песчанистыми глинами. Мощность этих отложений 180 м. В составе отложений верхнего мела выделяются сеноман, коньяк-сантон-кампан и маастрихт-датский ярусы. В строении сеноманского яруса принимают участие алевролиты с прослоями песчаников и кварцевого галечника мощностью 110 м. Туронский ярус слагается глинами, обычно сильно песчанистыми. В нижней части встречаются прослои алевролитов мощностью 100 м. Отложения коньяк-сантон-кампана представлены опоками, опоковидными глинами, аргиллитами, алевролитами и в меньшей мере песчаниками. Мощность этих отложений 206 м. Маастрихт-датский ярус представлен в основном опоковидными глинами мощностью около 70 м.
Отложения третичной системы представлены палеоценом и эоценом общей мощностью до 160 м. Отложения этого возраста сложены глинами, песчанистыми глинами, опоками, аргиллитами и в меньшей мере песчаниками.
Основными структурными элементами в Березовском газоносном районе являются Северососьвинский свод, Ляпинская впадина, отделяющая его от Урала и Щучинского выступа, и Атлымская структурная ступень, ограничивающая этот свод с востока (см. рисунок). Северососьвинский свод имеет овальную форму, вытянут в северо-восточном направлении и осложнен двумя куполовидными поднятиями. По длинной оси этот свод достигает 500-600 км, по короткой 150-200 км. Палеозойский фундамент в пределах свода залегает на глубинах 500-2000 м. На Березовском и Деминском газовых месторождениях фундамент вскрыт на глубинах 1100-1200 м. В юго-восточном направлении свод круто погружается и дальше переходит в Атлымскую структурную ступень. Фундамент здесь залегает на глубине 2500-2700 м. Эта ступень к юго-востоку от с. Малый Отлым сравнительно быстро погружается в сторону Ханты-Мансийской впадины.
В пределах Северососьвинского свода выделяются структуры II порядка: Сартыньинская, Березовская, Чуэльская, Игримская и Шеркалинская зоны поднятий. Сартыньинская зона располагается на западной части свода. Длина ее не менее 100 км, ширина 20-30 км, амплитуда несколько сот метров. Глубина залегания фундамента около 1300 м. Березовская зона поднятий располагается в восточной части свода. Протяженность зоны 150-200 км, ширина 40-50 км. Глубина залегания фундамента 1 -1,5 км. Поверхность фундамента погружается с северо-запада от 0,9-1 км на юго-восток до 1,4- 1,5 км.
Чуэльская зона поднятий располагается на восточном борту Северососьвинского свода, простирание зоны северо-восточное. Глубина залегания фундамента 1600-1700 м.
Южнее Березовской зоны поднятий, параллельно Сартыньинской, располагается Игримская зона поднятий. Общее простирание зоны северо - северо- восточное.
Шеркалинская зона располагается в западной части Атлымской ступени; она объединяет ряд положительных структур. Глубина залегания фундамента около 2000 м. Простирание северо - северо-восточное. Ширина 30-40 км. От Щучьинского выступа на севере и от Урала на западе Северососьвинский свод отделяется Ляпинской впадиной.
Ширина впадины в центральной части 75-100 км. Глубина залегания фундамента 1600-2200 м. Западный склон впадины круто погружается от 200-400 м до 2000 м по поверхности фундамента. Восточный склон пологий и постепенно переходит в Севорососьвинский свод. Крупные тектонические элементы 1 и II порядков осложняются локальными структурами III порядка различно ориентированными. Бурение и сейсмические работы показывают, что эти структуры имеют асимметричную, чаще неправильную форму, характеризуются быстрым выполаживанием крыльев вверх по разрезу (уже в отложениях апта - альба), более грубозернистым материалом в продуктивном горизонте в сводовых частях структур, сокращением мощности коры выветривания (или полным ее исчезновением) к сводам и значительным увеличением мощностей юры, валанжина и готерив-баррема на крыльях структур по сравнению со сводами.
В настоящее время в этом районе выявлены Березовское, Деминское, Южноалясовское, Североалясовское, Чуэльское и Игримское газовые месторождения.
Березовское газовое месторождение находится вблизи пос. Березово в пойменной долине рек Оби и Северной Сосьвы. Месторождение приурочено к брахиантиклинальной складке северо - северо-западного простирания размером 6,8-4,1 км. Амплитуда складки 130 м. Углы падения крыльев очень пологие (<1°). Газоносность связана с продуктивным горизонтом П, представленным песчаниками. Мощность горизонта изменяется от 2 до 41 м. В южной части структуры в районе скв. 2 и 38 продуктивный горизонт отсутствует. Газовая залежь залегает на глубине 1260-1310 м. Этаж газоносности 24 м.
Деминское месторождение расположено в 5 км к северо-востоку от Березовского. Это месторождение приурочено к брахиантиклинальной складке северо-западного простирания с пологим юго-западным и крутым северо-восточным крыльями. Амплитуда поднятия 150 м. Длина складки 7,3 км; ширина 3,3 км. Газоносность на этом месторождении связана с продуктивными горизонтами П и Н. Первый из них относится к валанжину, второй к готерив-баррему. Горизонт П представлен базальными песчаниками. Мощность нижнего горизонта меняется от 2 м на своде до 37 м на крыльях. Залежь газа пластовая, подпирается краевой водой. Этаж газоносности 71 м.
Южноалясовское месторождение приурочено к антиклинальной складке длиной 8 км и шириной 2 км при амплитуде поднятия 100 м. Фундамент залегает здесь на глубине 1212,5 м. Продуктивными являются пласты П и Н. Мощность горизонта П изменяется от 18 м в сводовой части до 55 м на южном и до 101 м на северном крыльях. На своде в районе скв. 42 продуктивный горизонт отсутствует. Этаж газоносности 65-70 м. Продуктивный горизонт Н представлен алевролитами с прослоями пластовых известняков и состоит из двух пластов, разобщенных пачкой аргиллитов.
Североалясовское месторождение относится к антиклинальной складке размером 6x2 км при амплитуде около 150 м. Газоносность на этом месторождении связана также с пластами П и Н. Горизонт П на своде отсутствует и развит только на крыльях. Он имеет среднюю эффективную мощность около 8 м. Залежь газа пластовая, выклинивающаяся к своду. Этаж газоносности 90 м.
Чуэльское месторождение расположено на восточном крыле Северососьвинского свода. Приурочено оно к антиклинальной складке размером 14х8 км. Структура осложнена двумя сводами - северным и южным, - разделенными между собой узким неглубоким прогибом. Сводовая часть структуры размыта. Юрские отложения, участвующие в строении крыльев, к своду выклиниваются. Аргиллиты валанжина лежат здесь непосредственно на породах фундамента, которые вскрыты на глубинах 1594-1847 м. На
Чуэльском месторождении газоносность связана с пачкой мелкозернистых кварцевых песчаников средне- и верхнеюрского возраста общей мощностью 60 м. Залежь газа пластовая, подпирается краевой водой и выклинивается к своду.
Игримское месторождение расположено около пос. Игрим на р. Северная Сосьва. Структура выявлена и подготовлена к разведке сейсморазведкой. Залежь приурочена к антиклинальной складке длиной 24 км и шириной 5 км при амплитуде поднятия 200 м. Простирание складки северо-восточное. Сводовая часть ее осложнена двумя поднятиями. Угол наклона крыльев изменяется от 1 до 4°. На этом месторождении в мае 1959 г. из разведочной скв. 1 с глубины 1572 м получен газовый фонтан с дебитом около 1 млн. м3. Газовая залежь приурочена к контакту валанжинских аргиллитов с фундаментом. Базальный горизонт здесь пока не обнаружен.
На всех шести месторождениях промышленно газоносным является продуктивный горизонт П, стратиграфически относимый к верхней юре - валанжину, а на Чуэльской площади - к юре. Кроме того, на Деминской, Южноалясовской и Североалясовской площадях промышленно газоносным является горизонт Н готерив-барремского возраста. Пористость горизонта II составляет 27-32%; проницаемость изменяется от 233 до 5375 миллидарси. Установлено, что при увеличении содержания мелких частиц (меньше 0,1 мм) и карбонатного цемента проницаемость продуктивных горизонтов резко уменьшается. Средняя пористость горизонта Н равна 16%; проницаемость изменяется от 0,8 до 15,4 миллидарси. При испытании этих горизонтов были получены значительные притоки газа с дебитами от 62 тыс. м3/сутки до 4700 тыс. м3/сутки. Пластовые давления на месторождениях Березовской группы составляют 121,8-125,6 ат и на Чуэльском - 162 ат. Газ имеет следующий состав: от 87,8% до 96% СН4, от 0,4% до 1,1% С2Н6, до 0,25% С3Н8. Газ в основном метановый, «тощий».
Прогнозные запасы природного газа Березовского газоносного района оцениваются в 600 млрд. м3.
Современное состояние геолого-геофизической изученности Березовского газоносного района позволяет более реально подходить к оценке возможностей прироста запасов природного газа на ближайшие годы. Семилетним планом в Березовском газоносном районе предусмотрено прирастить запасы природного газа по категориям A+В в объеме 120 млрд, м3 (в том числе в 1959 г. 8 млрд, м3) при затрате 900 тыс. м разведочного бурения. Средняя эффективность разведочного бурения на 1959-1965 гг. определена в 148 тыс. м3 на 1 м проходки, в том числе на 1959 г. - 122 тыс. м3. В связи с тем что на погружениях Северососьвинского свода и в пределах Атлымской структурной ступени намечается открытие более крупных газовых месторождений по сравнению с Березовским, имеется полная возможность рассчитывать на существенное увеличение эффективности разведки. Об этом, в частности, свидетельствует Чуэльское месторождение, расположенное на восточном борту Северососьвинского свода, запасы которого оцениваются не менее 10 млрд. м3.
Одним из важнейших условий повышения эффективности разведки является надлежащая обеспеченность разведочного бурения фондом структур. К сожалению, до сих пор вследствие отставания сейсморазведочных работ в разведку вводится каждая вновь подготовленная для бурения площадь. При создании достаточного фонда структур будут вводиться в разведку площади наиболее перспективные, что, конечно, приведет к заметному повышению эффективности разведочного бурения.
Весьма важным является также возможность разведки газовых месторождений малым числом скважин, особенно месторождений типа Березовского со сравнительно небольшими запасами. Запасы газа по таким месторождениям можно оценивать методом падения давления, а ее размеры - по данным комплекса гидрогеологических наблюдений в законтурных скважинах. Это позволит ввести в разведку значительно большее число площадей по сравнению с первоначально намеченным на семилетие.
Необходимо отметить, что хотя сейсмические структуры этого региона и являются весьма надежными, однако вследствие «кольцевого» характера газовых залежей для поисков их приходится задалживать несколько большее число скважин по сравнению с поисками типично пластовых сводовых залежей.
Оценивая результаты поисково-разведочных работ, а также принимая во внимание изложенные выше данные, Главгеологией РСФСР и Тюменским геологическим управлением совместно с ВНИИГазом и СНИИГГИМСом разработаны мероприятия, позволяющие существенно ускорить и увеличить подготовку запасов газа в Березовском районе за семилетие.
Фактические данные показывают, что в 1959 г. эффективность разведочного бурения на 1 м проходки составит 215 тыс. м3 вместо 122 тыс. м3. В целом на семилетие за величину эффективности можно принять 180-190 тыс. м3 на 1 м проходки, что при том же объеме разведочного бурения обеспечит прирост запасов по категориям A+В в объеме 165 млрд. м3 вместо предусмотренных по плану 120 млрд. м3 с доведением запасов по этим категориям на 1/1 1966 г. до 185 млрд. м3 и по категории С1 до 65 млрд. м3. Таким образом, к 1/1 1966 г. запасы природного газа по категориям А+В+C1 можно довести в Березовском районе до 250 млрд. м3.
При оценке этих цифр следует учитывать, что для Березовского района эффективность разведочного бурения принимается в размере меньшем, чем она принята для СССР в целом.
Тем не менее по данным Л.И. Ровнина, Ю.Г. Эрвье, В.Г. Васильева, Г.А. Козлова и Г.В. Багиряна стоимость подготовки 1 м3 запасов природного газа в Березовском районе составляет 0,6 коп., что находится на уровне средней стоимости подготовки запасов газа по СССР. В стоимость подготовки запасов включены затраты на подготовку структуры и бурение поисково-разведочных скважин. При исключении из этих затрат стоимости скважин, давших газ и подлежащих сдаче в эксплуатацию, стоимость подготовки 1 м3 запасов газа составит 0,4 коп.
Приведенные данные свидетельствуют о том, что Березовский газоносный район в ближайшем будущем может явиться серьезной базой газоснабжения промышленности северного Урала и Свердловска.
В апреле 1959 г. большим коллективом специалистов были рассмотрены итоги и основные направления поисково-разведочных работ на газ в Березовском районе, а также основные мероприятия, обеспечивающие ускорение подготовки запасов природного газа в упомянутых выше объемах. Основные предложения по повышению эффективности поисков и разведки сводятся к следующему.
1. Поисково-разведочные работы рекомендуется сосредоточить в Березовском газоносном районе, в первую очередь в районах открытых месторождений и вдоль намечаемой трассы газопровода Березово - Свердловск, и направить их на выявление крупных месторождений природного газа, приуроченных к значительным по размерам структурным элементам, локальным поднятиям и к зонам регионального выклинивания мезозойских отложений.
2. Основным объектом для постановки поисково-разведочных работ считать область Северососьвинского сводового поднятия и его склонов. В 1959- 1963 гг. подготовить и разведать структуры на участках:
а) юго-восточного склона этого свода - на прослеживании, линии Березовской группы месторождений, намечающейся Чуэльской линии, а также на площадях, расположенных между ними;
б) в центральной части свода в бассейне р. Северной Сосьва - между сел. Игрим и Сосьвинской культбазой;
в) на Шеркалинской и Казымской группах структур, прилегающих с востока и юго-востока к Северососьвинскому своду;
г) северо-восточной части свода на участке р. Оби и в районе с. Хашгорт.
3. Одной из основных задач на 1959- 1962 гг. считать выяснение геологического строения центральной части Северососьвинского свода и подготовку площадей для проведения здесь глубокого поисково-разведочного бурения.
Для этого обеспечить выполнение сейсмических зондирований и выборочно гравиметрии на незаснятых участках.
По результатам этих работ решить вопрос о заложении профильных н структурно-поисковых скважин.
4. На 1959-1962 гг. для Березовского района предусмотреть следующие объемы работ:
а) поисково-разведочного бурения 405 тыс. м, в том числе в 1959 г.- 65 тыс. м, в 1960 г. - 90 тыс. м, в 1961 г. - 115 тыс. м и в 1962 г. - 135 тыс. м;
б) подготовить сейсморазведкой 80 структур, в том числе в 1959 г. - 11, в 1960 г. - 18, в 1961 г. - 24 и в 1962 г. - 27;
в) повысить производительность площадных сейсморазведочных работ на 20% путем внедрения конвейерного способа ведения работ;
г) для выявления и изучения зоны выклинивания мезозойских отложений на юго-восточном склоне Северососьвинского свода предусмотреть проведение четырех комплексных профилей в составе сейсморазведки методом МОВ и КМПВ и глубокого профильного бурения.
5. Для повышения эффективности поисково-разведочных работ усилить научные исследования в области изучения закономерностей формирования газовых месторождений, их гидрогеологической характеристики, совершенствования методов разведки, разработки методики выявления трещиноватых зон в фундаменте, оценки их коллекторских свойств и методики поисков зон выклинивания продуктивных толщ сейсморазведкой.
Для решения этих задач необходимо усилить тематические работы Тюменского геологического управления, СНИИГГИМСа, ВНИИГеофизики, а также привлечь к этой работе ВНИИГаз.
Тюменское геологическое управление
Рисунок Карта размещения поисково-разведочных работ на нефть и газ в Березовском районе Тюменской области на 1959-1965 гг.
а - контуры Северососьвинского свода; б - предполагаемые контуры наиболее приподнятых частей Северососьвинского свода; в - условная западная граница Ханты- Мансийской впадины; г - южная граница Щучьинского выступа; 9 - восточная граница обнаженного Урала; е - группы поднятий; ж - прогибы; з - газовые месторождения, законченные разведкой; и - газовые месторождения, находящиеся в разведке; к - площади разведанные (безрезультатно); л - площади, подлежащие вводу в разведку в 1959 г., и фондовые структуры; м - опорные скважины; н - структурно-поисковые скважины; о - проектные структурно-поисковые скважины;, п- профили. Группы поднятий: I - Березовская; II - Чуэльская; III - Сартыньинская; IV - Игримская; V - Шеркалинская; VI - Увторский прогиб.
Локальные структуры:1 - Березовская; 2 - Деминская; 3 - Южноалясовская; 4 - Юншошаганская; 5 - Чуэльская; 6 - Устремская; 7 - Маяхт-Асская; 8 - Патрах-Асская; 9 - Макаркинская; 10 - Тутлеймская; 11 - Кочебская; 12 -Тугиянская; 13 - Резимовская; 14 - Игримская; 15 - Шеркалинская; 16 - Лот-Панская; 17 - Похромская; 18 - Асмановская; 19 - Нарыкарская; 20 - Алешкинская; 21 - Шаимская; 22 - Шаховская; 23 - Пословская; 24 - Аксарская; 25 - Лейб-Горпская; 26 - Шаганская; 27 - Кугинская; 28 - Алта-Тумская; 29 - Неремовская; 30 - Проточинская; 31 - Перегребинская; 32 - Большекалинская; 33 - Сартыньинская; 34 - Западносартыньинская; 35 - Восточносартыньинская; 36 - Североалясовская.