К оглавлению

О перспективах газоносности верхнеплиоценовых отложений Северного Прикаспия (Южная и центральная части междуречья Волга - Урал.)

В. Н. БРЮХАНОВ, Ю. Я. КУЗЬМИН

На огромных пространствах междуречья Волги и Урала под покровом четвертичных отложении залегает толща песчано-глинистых пород верхнеплиоценового возраста. Изучению стратиграфии этих отложений и условий их образования посвящено много работ ([1,2], [3], [7], [11] и др.).

Наиболее полные разрезы пород верхнего плиоцена, в которых присутствуют два фаунистически охарактеризованных яруса (акчагыл и апшерон), известны в районе Астрахани (опорная скв. 1) и в районе урочища Аукитайчагыл (опорная скв. 4).

Акчагыльский ярус в Астраханской опорной скважине представлен однообразной толщей зеленовато-серых мергелистых глин с редкими прослоями песков и мергелей общей мощностью 81 м. В глинах изредка встречаются Cardium ex gr. simkevici Andrus., Mactra subcaspia Andrus., Potamides sp. Аналогичного состава акчагыльские отложения вскрыты опорной скв. 4 и скважинами, пробуренными ВАГТ в районах куполов Круглый, Факеево, Калмыкове, а также в межкупольных зонах в районе нос. Новая Казанка. Мощность их колеблется в пределах 120-150 м. Акчагыльский возраст вскрытых пород устанавливается на основании фауны Avimactra inostrancevi Andrus., A. subcaspa Andrus., Cardium ex gr. dombra Andrus., Potamides caspius Andrus. и своеобразному комплексу морских и солоно- ватоводных остракод, представленных родами Limnicythere, Loxoconcha, Cytheridea, Cytherissa, Candona и др.

Апшеронский ярус в Астраханской опорной скважине делится на три части. Нижний апшерон начинается пачкой немых глин, которые без видимых следов несогласия залегают на породах акчагыла. Глины серых тонов, известковистые, чередующиеся с тонкими прослоями серых известковистых песков. Мощность нижней пачки 47 м. Вверх по разрезу аналогичные же литологические разности содержат морскую фауну Apscheronia propingua Еiсhw., A. raricostata Sjоеgr., Adelina kalickyi Andrus. и другие виды, по которым устанавливается нижнеапшеронский возраст вмещающих толщ. Общая мощность нижнего апшерона в скважине 100 м.

Средний апшерон также имеет двучленное деление и слагается пачкой темных песков и песчанистых глин мощностью 150 м с растительными остатками наземно-болотистого типа и пачкой известково-песчанистых зеленовато-серых глин мощностью 92 м. В верхней пачке определена фауна Apscheronia roricostata Sjоеgr., А. curidesma Аndrus., Monodacna nitida Andrus. и Dreissena corinatocurvata Sinz.

Верхний апшерон представлен темно-зелеными и синевато-серыми глинами с обильной фауной в верхней части Monodacna sjoegreni Andrus., М. laevigata Zivent., Didacua intermedia Eichw., Dreissena rostriformus Desk и др. Мощность верхнеашперонских отложений 100 м. Следует отметить, что восточнее Астрахани, за исключением урочища Азау, отложения верхнего апшерона нигде не встречены.

На территории междуречья Волги и Урала апшеронские отложения вскрыты большим количеством скважин на глубинах, как правило, не превышающих 40-50 м. Условия залегания на их отложениях акчагыльского возраста фиксируются недостаточно четко. Однако в сводах многих куполов отмечаются более резкие углы падения в акчагыле по сравнению с перекрывающими их породами апшерона. Кроме того, о возможном перерыве в осадконакоплении свидетельствует резкое изменение в палеогеографической обстановке акчагыльского и апшеронского бассейнов, вызвавшее смену фауны, и наличие в подошве апшерона пачки континентальных осадков.

В апшеронских отложениях наряду с частыми находками крупных раковин (Apscheronia, Monodacna, Adelina, Dreissena) встречается богатый и разнообразный комплекс остракод, в котором насчитывается несколько десятков видов, относящихся к родам Cythere, Cytherissa, Cytheridea, Kaspiocypris и др. Изменение видового состава - вытеснение скульптированных форм гладкостенными - позволяет расчленить эти отложения на нижний и средний апшерон. В нижнем апшероне преобладают сложно скульптированные солоноватоводные формы (в основном Cythere), а в верхнем апшероне наблюдается преобладание более пресноводных гладкостенных форм, большая часть которых принадлежит к семейству Cypridae.

Отложения нижнего апшерона полностью вскрыты опорной скв. 4, скв. 1 (Факеевский купол), скв. 24 (Круглый) и скв. 1 (Калмыкове) и рядом скважин в районе Новой Казанки (рис. 1). В восточной части междуречья нижнеапшеронские отложения представлены серыми и темно-серыми глинами, в различной степени алевритистыми, иногда с прослоями мелкозернистого песка. Как правило, большей песчанистостью и карбонатностью обладают глины более светлых тонов. В районе Новой Казанки отложения нижнего апшерона представлены чередованием пачек глин и серых, и зеленовато-серых мелкозернистых песков, причем пески часто доминируют в разрезе. Мощность нижнеапшеронских отложений колеблется от 50- 150 м в районах куполов до 200-250 м в межкупольных зонах.

В кровле нижнего апшерона повсеместно залегает пачка немых глин темно-серого, почти черного цвета, тонкослоистых, некарбонатных, хорошо прослеживающихся во всех скважинах, где вскрыт контакт между нижним и средним апшероном. На общем фоне высокого засоления пород эта пачка характеризуется почти полным отсутствием водорастворимых солей и, в частности, низким содержанием иона SO₄. Выделяясь по литологическим и геохимическим особенностям, пачка темных глин является прекрасным маркирующим горизонтом и может быть использована для сопоставления разрезов.

Среднеапшеронские отложения в восточной части междуречья представлены зеленовато-серыми глинами с примесью мелкопесчаного материала. В районе Новой Казанки в разрезе резко преобладают песчаные фации, глины имеют явно подчиненное значение. Мощность среднего апшерона на водоразделе рек Волга и Урал изменяется от нуля или нескольких метров на участках отдельных соляных куполов до 250-270 м в междукупольных зонах.

В распределении мощностей и фаций верхнеплиоценовых отложений Северного Прикаспия намечается некоторая закономерность. К востоку от р. Урал суммарная мощность акчагыльских и апшеронских образований, как правило, не превышает 100 м, в то время как к западу она резко возрастает, достигая в районе Новой Казанки 600-700 м. К западу в районах Нижнего Поволжья и Черных земель мощность верхнеплиоценовых отложений опять несколько сокращается. Я.С. Эвентов указывает, что полоса максимальных мощностей акчагыльских отложений протягивается в меридиональном направлении, совпадая примерно с меридианом, проходящим через Новую Казанку. Мощности же апшеронских отложений по его данным увеличиваются концентрически от бортов впадины к ее центру, достигая в районе Астрахани величин, превышающих 300 м [3]. Эти выводы в целом подтверждаются и материалами, имеющимися в распоряжении авторов, однако новые данные позволяют внести в указанную схему ряд существенных коррективов: 1) в районе Новой Казанки отчетливо отмечается область развития наибольших мощностей апшеронских отложений (скв. 19 и др.); 2) представление Я.С. Эвентова о локальном распространении нижнеапшеронских отложений в придельтовой области Волги является неверным, они широко развиты по всей территории Прикаспийской низменности и, наоборот, верхнеапшеронские отложения, которым приписывается региональное развитие, нигде не обнаружены северо-восточнее урочища Азау; 3) не всегда с областями накопления максимальных мощностей осадков верхнеплиоценового возраста связаны наиболее глинистые породы. Например, в районе Новой Казанки, находящемся почти в центральной части прогиба, в разрезе апшеронских отложений преобладают песчаные породы, в то время как к востоку и югу доминирующую роль в разрезе приобретают глины. Вероятно, в районе Новой Казанки в апшеронское время существовали далеко вынесенные дельты крупных рек, реликтами которых являются современные Узени и Кушум, чем и обусловлен интенсивный принос сюда песчаного материала. В пользу этого предположения говорит и тот факт, что песчаные и глинистые пласты в верхнеплиоценовом комплексе не прослеживаются на большие расстояния, образуя систему крупных линз, замещающих друг друга по простиранию. Интересны результаты люминесцентно-битуминологического анализа верхнеплиоценовых отложений; при общей повышенной битуминозности глинистых отложений качественная характеристика битума в краевых и центральных частях междуречья различна. Если в районе Новой Казанки преобладают битумы нефтяного ряда, то на востоке, в бассейне р. Урал, в отложениях того же возраста содержатся угольные битумы. Этот факт достаточно красноречиво говорит о том, что именно центральные области Прикаспийской низменности являлись в верхнеплиоценовое время районами с благоприятными условиями для накопления органического вещества и преобразования его по битумному ряду.

В настоящее время уже очевиден факт дислоцированности новейших отложений Северного Прикаспия. Широко развитая здесь солянокупольная тектоника сыграла определяющую роль не только в формировании тектонических структур в мезозойских отложениях, но и наложила четкий отпечаток на структуру верхнеплиоценовых и нижнечетвертичных слоев. Последние образуют куполовидные поднятия, форма и размеры которых позволяют говорить о благоприятной структурной обстановке для формирования залежей газа.

Авторами в 1956 г. была предпринята попытка построения структурной схемы по подошве среднего апшерона для района Новой Казанки, где Всесоюзным аэрогеологическим трестом было пробурено более тридцати скважин глубиной от 100 до 500 м (рис. 2). Выделенный маркирующий горизонт на границе среднего и нижнего апшерона значительно облегчил построение структурной схемы. В тех случаях, когда маркирующий горизонт не вскрывался скважинами, возраст апшеронских пород определялся на основании комплексов фауны и остракод. Было установлено, что апшеронские отложения образуют здесь ряд пологих складок с падением на крыльях от 30' до 2-3°. Амплитуда поднятий составляет 100-300 м по отношению к разделяющим их синклинальным прогибам. В ядрах поднятий под хвалынскими отложениями залегают породы нижнего апшерона, в ядрах синклиналей - среднего апшерона и иногда нижние горизонты четвертичной системы. Размеры поднятий колеблются от единиц до первых десятков километров. При наложении структурной схемы па гравиметрическую карту видно, что куполовидные поднятия в плиоценовых отложениях совпадают в плане с отрицательными аномалиями силы тяжести или несколько смещены по отношению к ним. Положительными аномалиями силы тяжести обрисовываются зоны межкупольных прогибов. Интересно отметить, что участки минимальных мощностей четвертичных осадков почти идеально совпадают со сводами верхнеплиоценовых поднятий. Отсюда четко видна связь указанных структур с ростом соляных куполов в новейшее время.

Менее изучена территория южнее района Новой Казанки, где развиты крупные песчаные массивы, которые, сливаясь друг с другом, образуют обширную площадь сплошного распространения полузакрепленных и развеваемых песков, протягивающуюся на юг почти до берегов Каспия. В этих песках до последнего времени были известны лишь открытые солянокупольные структуры, в сводах которых на дневную поверхность выходят доплиоценовые отложения (Азгир, Бис-Чахо, Худай-Берген). Отсутствие гравиметрической карты, сплошной чехол рыхлых покровных отложений и барханно-бугристый рельеф сильно затрудняют поиски новых куполов.

В 1957 г. Ю.Я. Кузьминым и М.Д. Магретовой в песках Северного Прикаспия вблизи поселков Мынтюбе, Кошалак, Сасык-Тау и Караузек были встречены участки, слегка возвышающиеся над окружающей местностью, отличающиеся отсутствием песков. Выходы фаунистически охарактеризованных апшеронских и бакинских глин подтверждают связь этих участков с соляной тектоникой, а прямое выражение в рельефе свидетельствует о росте этих куполов в послехвалынское время.

Таким образом, и в песках Северного Прикаспия имеется ряд положительных структур, фиксируемых верхнеплиоценовыми отложениями. Несомненно, что количество таких структур на этой интересной, но труднодоступной площади увеличится с проведением более детальных работ.

Междуречье Волги и Урала изобилует газопроявлениями. Последние издавна привлекали внимание исследователей, и сведения о естественных выходах газа и газопроявлениях в скважинах опубликованы во многих работах [4,6,7,9,11]. Новые сведения о газопроявлениях, собранные за последние 2 года, приводятся ниже.

Наиболее интенсивные газопроявления наблюдались на куполе Бабинский (в 25 км восточнее пос. Ганюшкино), где скважина на небольшой глубине (20 м) вскрыла апшеронские отложения и, пройдя по ним 70 м, встретила газоносный горизонт. В результате сильного выброса произошел обвал стенки скважины с образованием в приустьевой части крупной воронки диаметром до 20 м при глубине 3 м. В этой воронке на протяжении 2 лет происходит сильное газирование, причем изменения дебита газа пока не наблюдается. Газ горит бесцветным пламенем и по составу относится к метановым.

В скважине на куполе Баксай (правобережье р. Урал) на глубине 28 м в апшеронских отложениях наблюдались сильные газопроявления. После отбора пробы газа скважина была закрыта, а газопроявления задавлены.

Незначительные газопроявления на глубине 90 м отмечены в скважине, расположенной в 32 км северо-восточнее пос. Харабали. Скважина также закрыта в апшеронских отложениях.

Состав газов из некоторых естественных выходов и буровых скважин иллюстрируется ниже.

Из таблицы видно, что все газы, за исключением отобранного из скважины в Аукитайчагыле, являются типично метановыми с незначительным содержанием тяжелых углеводородов. Тяжелые углеводороды в Аукитайчагыле состоят из этана и пропана.

Многочисленные признаки газоносности в плиоценовых отложениях Волго-Уральского района наряду с благоприятной структурной обстановкой дают основания полагать, что здесь могут быть разведаны многочисленные залежи газа. Небольшая (до 150- 200 м) глубина залегания газоносных горизонтов и простая форма куполовидных поднятий облегчают проведение поисково-разведочных работ, тем более что местоположение структур довольно точно определяется уже при анализе гравиметрической карты. Наиболее перспективным в отношении поисков месторождений природного газа следует считать район Новой Казанки. Выдвижение его в число первоочередных основывается на наличии интенсивных газопроявлений (Аукитайчагыл, Факеево, Сор Чегонак, Шайтан-Сор, Арал-Сор и др.) и приуроченности к зоне развития наибольших мощностей апшеронских отложений с благоприятными фациальными особенностями, в частности нижнего апшерона, являющегося, по-видимому, основным газоносным горизонтом. Помимо благоприятных структурных и литологических особенностей, район Новой Казанки по сравнению с более южной территорией имеет довольно хорошие условия для поискового бурения (район сравнительно обжит, а вода Камыш-Самарских озер и разливов может быть использована при бурении скважин).

ЛИТЕРАТУРА

1. Андрусов Н.И. Материалы к познанию прикаспийского неогена. Тр. Геол. ком., т. XV, № 4, 1902.

2. Андрусов Н.И. Апшеронский ярус. Тр. Геол. ком., 110, 1923.

3. Богданов А.А. Новые данные о стратиграфии плиоценовых и постплиоценовых отложений Нижнего Поволжья. Бюл. МОИП, отд. геол., т. XI, вып. 4, 1933.

4. Бузик А.П. О признаках газоносности и нефтеносности в районе Новой Казанки и Урало-Эмбы. Нижнее Поволжье, № 10, 1929.

5. Жуков М.М. Плиоценовая и четвертичная история севера Прикаспийской впадины. Сб. «Проблемы Западного Казахстана», т. 2, вып. 4, 5, 1945.

6. Казаков М.П., Чарыгин М.М. и др. Тектоническое строение и история развития Прикаспийской впадины в связи с вопросами нефтегазоносности. Гостоптехиздат, 1958.

7. Киселев С.М. Нижнее Заволжье. Сб. «Природные газы СССР». ОНТИ, 1935.

8. Колесников В.П. Средний и верхний плиоцен Каспийской области. Стратиграфия СССР, т. XII, изд. АН СССР, 1940.

9. Черепенников А.А. Обследование природных газов в районе Новой Казанки Уральского округа. Вестн. Геолкома, № 9-10, 1928.

10. Эвентов Я.С. Распространение и характер осадков верхнего плиоцена в северном и северо-западном Прикаспии. Бюл. МОИП, отд. геол. т. XXIV, вып. 5, 1949.

11. Эвентов Я.С. Перспективы нефтегазоносности западной части Прикаспийской впадины. Тр. ВНИГРИ, вып. III, 1957.

Всесоюзный аэрогеологический трест

Таблица

Наименование пункта	СН4	Тяжелые углеводороды	CO2	СО2+ редкие	O2
Аукитайчагыл - естественный выход (по Т.Н. Джумагалиеву)	95,6		1,66	2,54	0,19
Аукитайчагыл - из скважины (по Р.И. Грачеву)	53,2	42,0		3,7	1,1
Шайтан-Сор	94,3	-	1.8	3,4	0,5
Район Факеево - из скважины (Кукурте)	83,5	0,3	1,8	12,1	2,3
Сор Чеганак - из воронки скважины	93,9	0,2	0,9	4,1	0,9
Баксай	88,6	0,09	2,7	8,61	-
Бабинский *	65,3	-	-	29,5	5,2

* Высокое содержание азота и кислорода в этой пробе объясняется некачественным отбором пробы.

Рис. 1. Схема сопоставления разрезов плиоценовых отложений Северного Прикаспия.

1 - супеси, суглинки; 2 - пески; 3 - глины; 4 - мел; 5 - известняки; 6 - гипсы, ангидриты.

Рис. 2. Структурная схема по подошве среднего апшерона (район Новой Казанки).

1 - глубина залегания подошвы среднего апшерона; 2 - гравиметрические минимумы; 3 - гравиметрические максимумы; 4 - скважины с сильными газопроявлениями в апшеронских отложениях.

Рис. 3. Схема перспектив газоносности плиоценовых отложений Северного Прикаспия.

I - газопроявления, нанесенные по литературным данным; II - газопроявления, выявленные работами Всесоюзного аэрогеологического треста; III - скважины, упоминаемые в тексте; IV - соляные купола, упоминаемые в тексте: 1 - Факеевский; 2 - Аукитайчагыл; 3 - Круглый; 4 - Калмыкове; 5 - Баксай; 6 - Новобогатинский; 7 - Бабинский: V - район, наиболее перспективный в отношении поисков газа в апшеронских отложениях.