Новые нефтегазоносные области Алжирской Сахары
М.И. Варенцов, Г.Е. Рябухин, А.С. Кузнецов
За последние годы на территории Африки различными нефтяными компаниями Франции, США, Англии, Италии и других стран проводились в большом объеме геологоразведочные и нефтепоисковые работы [1, 10, 11, 12]. В результате этих исследований открыт ряд новых нефтяных месторождений, наиболее крупные из которых расположены на территории Алжира (рис. 1).
Первое крупное нефтяное месторождение было выявлено в январе 1956 г. в юго-восточной части Алжирской Сахары на структуре Эджеле, с дебитами отдельных скважин из отложений девона до 50 т/сутки. В том же году в северной Сахаре открыто в отложениях нижнего палеозоя (кембрия и ордовика) еще более крупное нефтяное месторождение Хасси-Мессауд с дебитами первых скважин до 400-500 т/сутки, а также крупное газовое месторождение Хасси-Р'Мель в отложениях триаса с запасами более 1000 млрд. м3 [4, 5].
В 1957-1958 гг. выявлено еще несколько крупных нефтяных месторождений, из них три (Царцайтин, Тигентурин и Эль-Адеб-Лараш) в юго-восточной части данной провинции, вблизи Эджеле, с дебитами из отложений девона и карбона до 250 т/сутки, два (Эль-Гасси и Эль-Агреб) в центральной части, вблизи Хасси-Мессауда с дебитами из отложений кембрия и девона до 500 т/сутки.
В 1959-1960 гг. севернее площади Эджеле открыты новые нефтяные месторождения Уан Тареджели и Охане с начальными дебитами из палеозойских отложений до 800 т/сутки.
В промышленной разработке в 1959-1960 гг. находились только месторождения Эджеле, Царцайтин и Тигентурин, связанные нефтепроводом с портом Скирра на Тунисском побережье Средиземного моря, а остальные не эксплуатировались из-за трудности их промышленного освоения и задержки строительства нефтегазопроводов. Из месторождений Алжира в 1958 г. добыто [14] 485 246 т, в 1959 г. 1 312 967 т, в 1960 г. около 8 000 000 т нефти [12]. В 1965 г. при интенсивной разработке вновь открытых месторождений и завершении строительства запроектированных нефтепроводов намечается довести годовую добычу нефти до 30 млн. т [2], что значительно больше текущей потребности Франции.
Французские колонизаторы, тратя огромные средства на проведение позорной войны против алжирского народа, не смогли освоить сахарскую нефть своими силами и пригласили для этого иностранные компании, в том числе американские.
Из действующих в настоящее время в Сахаре 42 акционерных обществ по разведке и добыче нефти 13 принадлежат иностранному капиталу, а в пяти смешанных обществах иностранный капитал имеет значительное влияние.
В настоящее время на территории Алжирской Сахары можно выделить четыре нефтегазоносные области (см. рис. 1).
I. Северная нефтегазоносная область с нефтяными и газовыми месторождениями в триасовых отложениях (Хасси-Р’Мель и др.).
II. Центральная нефтегазоносная область с нефтяными и газовыми месторождениями в отложениях кембро-ордовика (Хасси-Мессауд и др.).
III. Юго-западная нефтегазоносная область с газовыми месторождениями в среднепалеозойских отложениях (Ин-Салах и др.).
IV. Юго-восточная нефтегазоносная область на границе с Ливией, с нефтяными и газовыми месторождениями в отложениях среднего и верхнего палеозоя (Эджеле, Царцайтин, Тигентурин и др.).
Все нефтегазоносные области Алжирской и смежной Ливийской Сахары можно объединить в одну крупную платформенную провинцию, в недрах которой выявлены богатые залежи нефти и газа в палеозойских и особенно в мезозойских и нижнекайнозойских (Ливия) отложениях.
На территории перечисленных нефтегазоносных областей Алжира в настоящее время известно более 30 месторождений нефти и газа, краткая характеристика которых дается ниже. Все они расположены к северу от докембрийского горного массива Ахаггар, являющегося одним из крупных докембрийских массивов, образующих остов Северо-Африканской платформы [8].
На этой территории скважины вскрыли палеозойские отложения от кембрия до карбона, а также мезозойские и нижнетретичные породы от триаса до эоцена включительно. Кроме того, палеозойские и мезозойские отложения обнажаются вдоль южного края указанной области, на склонах плоскогорья Ахаггар, сложенного докембрийскими породами, а также вдоль северного края в предгорьях Алжирского Атласа. Палеозойские и мезозойские отложения образуют крупные пологие складки, благоприятные для нефтегазонакопления. Различные свиты этого комплекса распределены неравномерно, фациально-литологический состав и мощности их сильно меняются. Лишь немногие скважины полностью прошли всю осадочную толщу и достигли докембрийского фундамента, сложенного гранитами, кристаллическими сланцами и другими изверженными и метаморфическими породами.
Комплекс палеозойских отложений, начиная с нижнего кембрия и до конца карбона, представлен морскими, местами лагунными осадками [4, 7, 8]. Во время кембрия и ордовика на территории большей части Сахары отлагались морские терригенные осадки мощностью от 50-100 м до 1000-2000 м. В силуре преобладают морские темно-серые сланцево-глинистые и алевролитовые образования мощностью от 200 до 500 м, иногда битуминозные, с прослоями мергелей.
Во время каледонского тектогенеза здесь происходили слабо выраженные процессы складкообразования и колебательные движения эпейрогенического типа.
В основании нижнего девона залегает толща микроконгломератов мощностью 100- 200 м, переходящая в песчаники и алевриты с фауной нижнего девона, которые сменяются известняками и глинами среднего девона с богатой морской фауной. Черные глинистые известняки франского яруса верхнего девона до некоторой степени сходны с карбонатно-глинистыми слоями верхней части силура. Общая мощность девонских отложений изменяется от 300 до 1500 м.
В начале нижнего карбона отмечаются тектонические движения ранних фаз герцинского цикла, вызвавших общее поднятие северной Сахары. Вследствие этого произошла временная регрессия моря, сменившаяся в турне новой трансгрессией, причем морские бассейны карбона значительно сократили свои размеры по сравнению с силурийскими и девонскими бассейнами.
Наиболее полно и широко развиты отложения карбона на западе платформы, в районе бассейна Бешар, где они представлены серией песчаников, глин и известняков, общей мощностью до 8000 м; в остальных районах платформы их составляют глины, глинистые сланцы и песчаники, местами с прослоями известняков, гипсов и мергелей, общей мощностью от 400-500 м до 1500 м.
В результате герцинских тектонических движений в конце карбона палеозойские и более древние отложения были дислоцированы, выведены на поверхность и длительное время (до триаса, а в некоторых районах и до начала верхнего мела) интенсивно размывались. Местами накапливались континентальные осадки.
В процессе движении герцинского цикла сформировались основные черты тектоники Сахары, близкие к современным. В Северной Сахаре триасовые отложения несогласно залегают на эродированных отложениях нижнего и среднего палеозоя и начинаются конгломератовой серией или красными глинами, а иногда соленосными отложениями (рис. 2).
Триасовое море, наступавшее с севера, покрывало всю северо-восточную часть Сахарского пенеплена. Существовавший в это время сухой, жаркий климат благоприятствовал накоплению мощных (до 500 м) соленосных отложений, которые сменяются толщей (до 450 м) мергелей, известняков и доломитов нижней юры (лейаса). Среднеюрские отложения тоже представлены в основном карбонатными морскими фациями, местами перемежающимися, особенно в верхней части южных разрезов, с континентальными пестроцветными глинисто-гипсоносными породами мощностью до 150 м.
В верхней юре начинается регрессия, достигшая своего максимума в нижнемеловое время, и отложения этого возраста представлены пестроцветными лагунно-морскими и континентальными гипсоносными глинами и песчаниками мощностью от 1000 до 1500 м.
Осадки верхнего мела в западной части Сахары, которая в это время представляла собой сушу, отсутствуют, а в восточной части развиты морские и лагунные отложения сеномана и турона, представленные известняками, доломитами и глинами (от 150 до 1000 м), залегающими на размытой поверхности более древних пород. Отложение морских осадков продолжалось до эоцена.
Таким, образом, на территории Северной Сахары в течение палеозоя и частично мезозоя существовали условия, весьма благоприятные для накопления мощных толщ различных морских и лагунно-континентальных осадков, богатых органическими материалами и содержащих мощные пласты карбонатных и терригенных пород с высокими коллекторскими свойствами.
Ниже приводится краткая характеристика основных, наиболее крупных нефтяных и газовых месторождений Алжира.
I. Северная нефтегазоносная область
Наиболее крупное месторождение этой области Хасси-Р’Мель [4, 5], открытое в 1956 г., приурочено к крупному своду нижнепалеозойских пород (ордовик, кембрий), несогласно перекрытых мезозойскими отложениями (триас, юра, мел). Общая мощность вскрытых здесь мезозойских пород превышает 2000 м. В этом разрезе выделяются верхнемеловые (сенон, турон, сеноман), карбонатные и песчано-глинистые отложения (185 м); пестроцветная континентальная толща нижнего мела (до 700 м), морские преимущественно карбонатные (известняки и доломиты) и песчано-глинистые отложения, средней и нижней юры (от 800 до 1100 м), а также триасовые, в основном соленосные отложения (500-600 м). Верхняя часть триаса сложена ангидритовыми и соленосными отложениями (100-метровая пачка), ниже залегает соленосная толща (до 270 м). В нижней песчанистой части триаса прослеживаются три газоносных горизонта «А», «В» и «С», разделенные глинами. Нижняя терригенная серия триаса содержит прослои андезитовых лав и несогласно залегает на кварцитах и микроконгломератах кембро-ордовика, а местами на отложениях девонского возраста.
По геолого-геофизическим, главным образом сейсмическим данным и по материалам глубокого бурения структура описываемого месторождения представляет собой (по кровле турона) крупное асимметричное куполовидное поднятие, северо-северо-восточного (почти меридионального) направления длиной до 100 км и шириной до 50 км с пологим восточным (до 2°) и относительно более крутым западным крыльями. Северная периклиналь разбита небольшими (амплитуда 20-30 м) сбросами.
Газ приурочен к мощным пластам мелко- и среднезернистых, плохо отсортированных полевошпатовых песчаников с глинистым, реже ангидритовым цементом. Пористость песчаников изменяется от 5 до 22%, а проницаемость от нескольких миллидарси до единиц дарси (для горизонта «А» от 30 до 500 миллидарси). Нижний горизонт «С» имеет мощность от 0 до 60 м и местами (на юге) полностью отсутствует.
Средний горизонт «В» мощностью 20 м. также фациально сильно изменчив и на юге переходит в глины.
Верхний горизонт «А» наиболее постоянный и составляет основной газовый коллектор мощностью от 15 до 35 м. Он залегает трансгрессивно на различных горизонтах нижнего триаса, а на самом юге перекрывает кварциты ордовика и кембрия.
Несмотря на неустойчивый характер газоносных горизонтов этого месторождения, в зарубежной печати запасы его оцениваются очень высоко (до 1000 млрд. м3), очевидно учитываются большие размеры структуры. На горизонт «А» падает 70% указанных запасов и по 15% на горизонты «В» и «С». Газ жирный, в основном состоит из метана, с высоким содержанием этана и других тяжелых углеводородов.
Для снабжения алжирским газом промышленных центров Испании, Франции и даже Англии намечается построить газопровод от Африканского побережья Средиземного моря и далее (под водами этого моря) до европейского (испанского) побережья.
II. Центральная нефтегазоносная область
Самое крупное месторождение данной области Хасси-Мессауд [9] приурочено к обширному пологому (углы падения до 1°) поднятию платформенного типа северо-восточного простирания, сложенного отложениями нижнего палеозоя (кембрия и ордовика), на размытой поверхности которых почти горизонтально залегают триасовые и вышележащие юрские и нижнемеловые отложения.
В 1956 г. в первой скважине на глубине 3330 м в кембрийских отложениях была встречена нефть удельного веса 0,803. До начала 1960 г. здесь пробурено 70 скважин глубиной от 3200 до 3800 м, из которых 54 в августе 1960 г. давали добычу около 610 000 т/месяц, а за весь 1960 г. предполагалась добыча около 6 млн. т. В 1961 г. намечается увеличение добычи нефти в этом районе до 9 млн. т. Выявленные запасы нефти оцениваются (видимо, со значительным превышением) в 500 млн. т.
Всего здесь открыто четыре горизонта нефтеносных песчаников мощностью до 35 м каждый, на глубинах от 3200 до 3800 м. Песчаники нижнего горизонта залегают непосредственно на докембрийских гранитах, их пористость равна 10-11%, а проницаемость - единицам миллидарси (до 10). Проницаемость песчаников второго нефтеносного горизонта значительно выше (до 1500 миллидарси). В 80 км к югу от Хасси-Мессауд в 1958-1959 гг. открыты еще два крупных нефтяных месторождения Эль-Гасси и Эль-Агреб с высокими (до 500 т/сутки) дебитами нефти отдельных скважин из отложений кембрия и девона с глубины 3175-3250 м, а северо-восточнее Хасси-Мессауда нефть обнаружена в отложениях ордовика. От Хасси-Мессауда до порта Бужи проведен 22-24-дюймовый нефтепровод, протяженностью около 660 км, пропускной способностью 14 млн. т в год. Перспективы нефтеносности описываемой области оцениваются высоко.
III. Юго-западная нефтегазоносная область
Наиболее крупные газовые месторождения этой области Ин-Салах и Джебель-Берга [8, 9], вблизи которых открыта значительная группа других более мелких газовых месторождений.
Всего в этой области выявлено более 50 пологих брахиантиклинальных поднятий длиной до 15-20 км, при ширине 5-7 км, с амплитудой от 20 до 100 м, сложенных в своих сводовых частях отложениями верхнего девона.
Залежи газа приурочены к песчаникам девона, залегающим на глубинах от 1400 м (Бауцен) до 2500 м (Тхара), а в вышележащих слоях карбона, в 250 км западнее месторождения Ин-Салах, обнаружены признаки нефти. Кроме того, в районе Ин-Ауцен открыты залежи нефти в нижнедевонских отложениях.
Суточные дебиты газа в различных скважинах изменяются от 100 000 до 500 000 м3. Общие суммарные запасы газа месторождений всей этой области пока не подсчитаны, но о них можно судить по данным подсчета запасов на месторождениях Джебель-Берга (100 млрд. м3) и Ин-Салах (13 млрд. м3). Газ во всех месторождениях данной области преимущественно метановый (от 80 до 98%) с высоким содержанием этана и тяжелых углеводородов.
IV. Юго-восточная нефтегазоносная область
Наиболее крупные месторождения данной области - Эджеле, Царцайтин и Тигентурин и, кроме того, здесь открыто свыше 10 других месторождений (Реколе, Эль- Адеб-Лараш, Уан Тареджели, Охане и др.). Все эти месторождения расположены в районе Форт Флаттер и Форт Полиньяк и приурочены к обширной пологой моноклинали, сложенной палеозойскими (кембрий-карбон) отложениями [9]. На фоне полого погружающейся в северном направлении моноклинали выявлен ряд локальных поднятий второго порядка с углами падения до 6-8°. Поднятия часто разбиты продольными и поперечными сбросами. В восточной части области, вблизи Ливийской границы установлено много антиклинальных складок с более крутыми углами падения (до 50°), сложенных породами нижнего девона и карбона, с амплитудами до 100 м и. более. Складки вытянуты в меридиональном и северо-северо-западном направлениях. В западной части области расположен крупный антиклинорий Джебель-Меллен почти меридионального простирания, состоящий из серии крутых антиклинальных складок, разбитых сбросами и сложенных палеозойскими отложениями. Залежи нефти приурочены к отложениям ордовика, нижнего девона, верхнего девона и карбона, в разрезе которых выделяется ряд мощных пластов песчаников, характеризующихся хорошими коллекторскими свойствами.
Одно из наиболее крупных и характерных нефтяных месторождений данной области Эджеле, открытое в 1956 г., приурочено к крупной антиклинальной складке (длиной 30 км и шириной 6 км) почти меридионального простирания, сложенной отложениями карбона и девона, разбитой продольными сбросами. На своде складки выделяются три отдельных поднятия. Западное крыло складки пологое, а восточное - крутое, с углами падения до 30° (рис. 3). Наиболее богатые залежи нефти приурочены к отложениям нижнего, среднего и верхнего девона, а также нижнего карбона.
В верхнем девоне залегают основные нефтегазоносные пласты песчаников, мощность верхнего горизонта 20-50 м. Ниже залегают нефтяные пласты, местами насыщенные соленой водой, под ними было обнаружено еще несколько пластов нефтеносных и газоносных песчаников различной мощности. Отложения среднего девона представлены толщей коричневых и зеленых глин, не содержащих нефти. Под ними залегают желтые грубозернистые рыхлые насыщенные нефтью песчаники нижнего девона, которые называются тассильскими песчаниками. Наиболее продуктивна северная часть месторождения.
К началу 1960 г. на этой площади эксплуатировалось около 100 скважин глубиной от 400 до 1350 м, с дебитами от 20 до 50 т/сутки. Южная, сложно построенная часть этой структуры, менее продуктивна. Нефти Эджеле удельного веса 0,845 высококачественные, содержат серы не более 0,06%. Запасы этого месторождения оцениваются в 200 млн. т.
Месторождения Царцайтин, Тигентурин и другие сходны с Эджеле и тоже приурочены к асимметричным складкам почти меридионального простирания, длиной до 20 км и шириной до 10 км, с углами падения от 5-10 до 20-30°, с амплитудой от 20 до 100 м. Сводовые части указанных структур, выходящие на поверхность, сложены отложениями карбона и лишь некоторые (Царцайтин и др.) более молодыми - мезозойскими (триас, юра) породами. Вблизи этих месторождений в 1959-1960 гг. открыто несколько новых месторождений (Охане и др.) с дебитами первых скважин около 800 т/сутки с глубины до 2600 м.
Общие запасы нефти в палеозойских отложениях упомянутых месторождений оцениваются в 700 млн. т. В 1960 г. на этих площадях намечалось добыть 10 млн. т, а в 1961 г. 17 млн. т. В 1960 г. здесь построен нефтепровод диаметром 24", длиной 775 км от месторождения Эджеле до Тунисского порта Скирра.
В заключение следует отметить частичное сходство нефтяных и газовых месторождений Алжира с некоторыми месторождениями Ближнего Востока (Саудовская Аравия).
Упомянутый выше докембрийский кристаллический массив Ахаггар, перекрытый отложениями палеозоя, можно сравнить с Аравийским щитом, тоже перекрытым породами палеозоя. Открытие богатых залежей нефти в палеозойских отложениях Сахары наводит некоторых исследователей (А. Леворсен и др.) на мысль о возможной нефтегазоносности палеозоя и в районах Ближнего Востока. Месторождения Алжирской Сахары расположены между альпийскими складчатыми сооружениями Атласа на севере и выступами Африканского щита на юге (массив Ахаггар). Аравийская нефтегазоносная провинция тоже расположена между альпийской складчатой системой Загрос и аналогичными выступами Аравийско-Африканского щита. Наряду с этим намечается сходство геологического строения и истории тектонического развития северной Сахары в мезозойское время с геологической историей и строением нефтегазоносных областей Западного Тексаса и Нью-Мексики, однако сравнительная характеристика этих областей - задача специальных исследований.
Охарактеризованные выше нефтегазоносные области Алжирской Сахары составляют лишь часть новой богатейшей нефтеносной провинции Северной Африки.
В последние годы на территории соседней с Алжиром Ливии открыты еще более богатые месторождения нефти и газа, характеристика которых приводилась ранее [3].
ЛИТЕРАТУРА
1. Bulletin of the American Association of Petroleum Geologists, vol. 42, No. 7, 1959, pp. 1631-1680, Tulsa.
2. Буxали А. Алжирский народ в борьбе за национальную независимость. Коммунист, № 16, 1960.
3. Варенцов М.И., Рябухин Г. Е. и др. Новые нефтегазоносные области Северной Африки на территории Ливии. «Геология нефти и газа», 1961, № 6.
4. Delclaud С. Le qisement de gas naturel d’Hassi er’R’mel; Bui. de l’Ass. Fr. des Techniciens du Petrole, No. 140, 1960, pp. 253-254.
5. Delclaud C., Martel A. Resultats olestravaux de reconnaissauce Sur le champ de gas des Hassi er’R’mel. Revue de l’lnstitute Franoais du Petrole 1959, No. 4/5, p. 457-460.
6. Lange E. Erdol und Erdgaserkundung in der Sahara. Zeitschrift fur angewandte geologie, Nr. 1, 1960, pp. 5-6-11.
7. Мазарович A.H. «Основы региональной геологии материков», ч. II, М., 1952.
8. Muchel Р., Claracg P, Lauriо 1 E etc. Les problemes petroliers paleozoiques de la lordure nord du Hoggar. Fifth world Petroleum Congress, Sect. I, pp. 747- 785, 1959.
9. Ortynski I, Perrodon, Lapparent. Es guisse paleogeographique et structurale des bassins du Sahara Septentional. Fifth world Petroleum Congress, Sect. I, pp. 705-727, 1959.
10. The Petroleum Times, vol. 64, No. 1637, 1960, p. 305.
11. The Petroleum Press Service, vol. 26, No. 11, 1959, pp. 431-432.
12. The Petroleum Press Service, No. 10, pp. 360-361, 1960.
13. Techniques et Applications du Petrole, November, 1959, Paris.
14. Bul. Am. As. Petr. Geol., No. 7, pp. 1102-1143, 1960.
ИГ и РГИ, МИНХ и ГП им. И. М. Губкина, Главгеология РСФСР
Рис. 1. Обзорная схема Алжира.
А - нефтяные месторождения: 1 - Айн-Зефт, 2 - Тлиуанет, 3 - Уэд-Гетерини, 4 - Хасси-Мессауд, 5 - Эль-Гасси, 6 - Царцайтин, 7 - Тигентурин, 8 - Эджеле, 9 - Эль-Адеб-Лараш; Б - газовые месторождения: 10 - Хасси-Р’Мель, 11 - Фуа, 12 - Джебель-Берга, 13 - Джебель-Тара, 11 - Тибарадин; В - трубопроводы. Нефтегазоносные области: I - северная, II - центральная, III - юго-западная, IV - юго-восточная.
Рис. 2. Схематический геологический разрез через Северную Сахару.
1 - докембрийский фундамент; 2 - кембро-ордовик; 3- силур; 4- нижний девон; 5 - средний и верхний девон; 6 -карбон; 7 - нижний триас; 8 - соленосный триас; 9 - лейас и юра; 10 - континентальные отложения нижнего мела; 11 - верхний мел и эоцен; 12 - мио-плиоценовые отложения.
Рис. 3. Геологический разрез месторождения Эджеле (по Мишелю, Кларку и др.).
1 - газ; 2 - нефть; 3 - вода.