О температурных условиях нефтегазоносных районов Центрального и Восточного Предкавказья
И. Г. КИССИН, Е. А. КАЗИНЦЕВ
Нефтяные и газовые месторождения Предкавказья и, в частности, центральных и восточных его районов, характеризуются быстрым возрастанием температур с глубиной. Своеобразные геотермические условия этих районов привлекали внимание ряда исследователей [1, 6, 7, 8 и др.]. Высокая термичность недр Центрального и Восточного Предкавказья объясняется по-разному. В.Н. Корценштейн [3, 4], например, приписывает главную роль переносу тепла потоком подземных вод, движущимся к северу со стороны глубокого предгорного прогиба. М.В. Мирошников [5] считает, что в формировании температурного режима основное значение имеет распределение в геологическом разрезе слоев различной теплопроводности - «теплопроводящих» и «теплоизолирующих» толщ. В последние годы получены новые материалы, которые позволяют более детально охарактеризовать геотермические условия рассматриваемой территории.
По ряду скважин Восточного Предкавказья нами замерялись температуры максимальными термометрами с помощью глубинной лебедки «Азинмаш-11». Эти замеры отличаются от электротермометрических большей точностью, хотя и не позволяют получить непрерывную температурную кривую. Для устранения случайных ошибок в обойме смонтировали три максимальных термометра, и температуру в каждой точке замера определяли как среднеарифметическую из показаний этих термометров. Температуру обычно замеряли через 100 м, а также на контактах между различными литолого-стратиграфическими комплексами в скважинах с установившимся тепловым режимом. Кроме того, для геотермических построений использовали все достоверные температурные наблюдения, выполненные по 70 скважинам другими организациями, главным образом данные электротермокаротажа.
На основании указанных материалов составлена серия геотермических карт, из которых в настоящей статье приведены карты распределения температур на глубинах 1000 и 2500 м (рис. 1 и рис. 2).
Региональный температурный максимум на глубинах до 1500 м приурочен к Ставропольскому поднятию. Так, на глубине 500 м изотерма 40° охватывает почти всю территорию Ставропольского поднятия. В пределах этой территории можно выделить несколько участков с положительными и отрицательными температурными аномалиями. На глубинах до 1000 м (см. рис. 1) вырисовываются Петровский и Ровненско-Александровский температурные максимумы и Надзорненский температурный минимум. Пониженную температуру в районе хутора Надзорный М.В. Мирошников [5] объясняет отсутствием слабо теплопроводных майкопских отложений и поступлением в мезо-кайнозойскую толщу холодных вод Кубани.
Максимальные температуры на глубине 500 м в пределах исследуемой территории составляют 53,6-55,6° С.
В равнинной части Восточного Предкавказья в среднем течении Кумы отмечено постепенное повышение температуры на глубине 500 м в северном направлении, от 26,6-30,2° С в районе Георгиевска до 38,6° С на Мирненской площади. В Прикумском районе температурный максимум приурочен к Прасковейско-Чкаловской антиклинальной зоне. На глубине 500 м очертания изотерм здесь повторяют контуры поднятия.
Относительно невысокие температуры (30,2-33,2° С) отмечены на глубине 500 м в Озек-Суатском районе. Далее к востоку температуры повышаются и в районе Олейниково-Джаная достигают 42.1 – 43.0° С.
На глубинах от 1000 м и более в Центральном и Восточном Предкавказье выделяется полоса повышенных температур, которая протягивается в широтном направлении от района Невинномысска, южнее с. Петровское и далее через Прикумский район вдоль среднего и нижнего течения Кумы. К югу и северу от этой полосы температуры снижаются. Снижение температур также отмечено к востоку от г. Прикумск.
Максимальные температуры на глубине 1000 м в пределах исследуемой территории (90,9° С) были зафиксированы в западной части Ставропольского поднятия на Александровской площади. Юго-восточнее, в районе Ровненской площади, располагаются температурные максимумы для глубин 1500 м (109,5° С) и 2000 м (123,6° С). Наиболее высокая для глубины 2500 м температура (139,5° С) наблюдалась на Чкаловской площади. Таким образом, с увеличением глубины температурный максимум перемещается из западных районов Ставропольского поднятия к востоку, в район Прикумска. В этом районе на глубине 3000 м зафиксирована температура 156° С, а на глубине 3500 м 164,5° С. Несколько западнее Прикумска, на Журавской площади, судя по материалам геотермических наблюдений, могут быть встречены еще более высокие температуры.
В распределении изотерм на глубоких горизонтах в Озек-Суатском нефтеносном районе наблюдается четкая закономерность - понижение температур с юга на север. Так, на геотермическом срезе для глубины 3000 м на Озек-Суатской площади температура 133,5° С, на Зимней Ставке 129,7° С, на Величаевской 123,9° С и на Максимокумской 119,5° С. Такая же картина наблюдается на глубинах 2500 и 2000 м. На глубине 1500 м температура к северу понижается незначительно.
Важным показателем,
характеризующим температурные условия того или иного литолого-стратиграфического
комплекса, является геотермическая ступень (Здесь имеются в виду
частные значения геотермической ступени, характеризующие темп возрастания
температур в том или ином литолого-стратиграфическом комплексе, которые
определялись по формуле: 
где Н2 и Н1 - глубины залегания
соответственно подошвы и кровли, t1 и t2- температуры в подошве
и кровле литолого-стратиграфического комплекса.), которая в майкопских отложениях исследуемой
территории изменяется от 11,1 до 36,0 м/°С. Минимальные значения ступеней
приурочены к Ставропольскому поднятию. К северу от линии Озек-Суат - Артезиан,
где мощность майкопских отложений заметно сокращается, ступень резко
увеличивается.
В фораминиферовых отложениях геотермическая ступень меняется от 21,3 до 42,0 м/°С, причем, как и для майкопских отложений, минимальные величины ступеней в западной части исследуемой территории приурочены к области выходов на поверхность фораминиферовых отложений (опорные скважины Кавминводская и Нагутская, Надзорненская площадь). К северу от этих районов ступень в фораминиферовых отложениях возрастает и на Кугультинской и Расшеватской площадях достигает наибольших величин (41,3-42,0 м/°С).
В изученных районах Восточного Предкавказья ступень в фораминиферовых отложениях ниже, чем на Ставропольском поднятии. Здесь она изменяется, как правило, в небольших пределах (24,3-28,3 м/°С) и заметно увеличивается к северу, где в Джанайской опорной скважине она составляет 35,4 м/°С.
Геотермическая ступень в верхнемеловых отложениях изменяется от 30,4 до 42,2 м/°С. Минимальные ее значения отмечены в районах Кавминводской и Нагутской опорных скважин. В восточной части исследуемой территории ступень, увеличивается к северу. На участке от Джаная до Олейниковской площади она несколько понижается. В Озек-Суатском районе на общем фоне увеличения ступени к северу вырисовывается зона с пониженной ступенью, приуроченная к поднятиям Величаевка и Зимняя Ставка.
В нижнемеловых отложениях ступень имеет наименьшее значение в районе Черкесска (32,1 м/°С) и в Кавминводской опорной скважине (35,4 м/°С). В Петровском и Ипатовском районах ее величины соответственно равны 45,3 и 38,4 м/°С, в Озек-Суатском районе - около 44 м/°С. По Артезианской опорной скважине эта ступень равна 35,3 м/°С, по Джанайской скважине- 45,8 м/°С, на Олейниковской площади - 43,6 м/°С. Таким образом, величина ступени в нижнемеловых отложениях выше, чем в верхнемеловых, и по большинству районов изменяется в том же направлении, что и в верхнемеловых отложениях.
Геотермическая ступень в юрской толще «оставляет 30,9 м/°С в Артезианской опорной скважине и возрастает к северу до 43,3 м/°С в Джанае и 48,5 м/°С на Олейниковской площади. Толща палеозоя охвачена температурными замерами только в верхней (небольшой) части, при этом получены величины ступени от 23,1 до 83,0 м/°С.
Выше мы упоминали некоторые взгляды на формирование геотермического режима недр Центрального и Восточного Предкавказья. Их недостаток - утверждение преобладающей роли только одного фактора в формировании геотермического режима. Распределение глубинных температур в описываемых районах происходит в результате воздействия многих факторов, среди которых большое значение имеют геологические структуры, различное тепловое сопротивление горных пород и влияние подземных вод.
Связь геотермических условий с геологическим строением, на которую указывали А.Я. Дубинский [1] и Д.И. Дьяконов [2], подтверждается нашими наблюдениями, как для региональных, так и для локальных структур.
Среди пород, распространенных на исследуемой территории, минимальным тепловым сопротивлением характеризуются карбонатные породы, максимальным - глины. Существенную роль в формировании геотермического режима Восточного и Центрального Предкавказья играют майкопские отложения, отличающиеся весьма большой мощностью и представленные преимущественно глинами. В районах Прикумска и Озек-Суата, где мощность майкопа около 1500 м, разница температуры в подошве и кровле этих отложений составляет 75-80° С. С углублением в более древние породы температуры повышаются медленнее. Геотермические ступени в фораминиферовых и мезозойских отложениях значительно выше, чем в майкопской толще. Известно, что с увеличением глубины залегания пород обычно повышается их плотность и увеличивается теплопроводность [2]. По-видимому, это и является причиной увеличения геотермических ступеней в майкопских и фораминиферовых отложениях по мере их погружения от областей выходов на дневную поверхность.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дубинский А.Я. Геотермический режим Предкавказья и соседних районов Восточного Донбасса. Советская геология, сб. 46, 1955.
2. Дьяконов Д.И. Геотермия в нефтяной геологии. Гостоптехиздат, 1958.
3. Корценштейн В.Н. Геотермические условия Ставропольского поднятия. ДАН СССР, т. 96, № 6, 1954.
4. Корценштейн В.Н. К вопросу о глубинном геотермическом режиме Предкавказья. ДАН СССР, т. 126, № 6, 1958.
5. Мирошников М.В. Геотермическая характеристика разреза мезо-кайнозойских отложений Ставропольского поднятия. Нефть и газ, № 5, 1958.
6. Стопневич А.Д. Геотермические измерения. Труды Ставропольского объединения для изучения Северного Кавказа, вып. 2, 1912.
7. Сухарев Г.М. Температурные условия в третичных отложениях Затеречной равнины, как показатель возможной ее нефтеносности. Нефт. хоз., № 10, 1948.
8. Хребтов А.И. Природа внутреннего тепла нефтегазоносных площадей. Сб. «Проблемы геотермии и практического использования тепла земли», т. 1, изд. АН СССР, 1959.
Рис. 1. Схематическая карта распределения температур на глубине 1000 м Центрального и Восточного Предкавказья.
1-изотермы, °С; 2-дополнительные изотермы, °С; 3-предполагаемые изотермы; 4-буровая скважина (числитель - номер скважины, знаменатель - температура на соответствующей глубине).Площади: Кг - Кугультинская, Бл - Благодарненская, Рс - Расшеватская, СС - Северо-Ставропольская, Кз - Казинская, Сг - Сенгилеевская, Нд - Надзорненская, Не - Невинномысская, Ал - Александровская, Чр - Черкесская, КМВ - Кавминводская, Гр - Георгиевская, СН - Северо-Нагутская, Нг - Нагутская, Пт - Петровская, Ип - Ипатовская, Мр - Мирненская, Чк - Чкаловская, Пр - Прасковейская, Пк - Правокумская, Вл - Величаевская, З.С. -Зимняя Ставка, Оз - Озек-Суат, Ол - Олейниковская, Дж-Джанай, Ар - Артезиан, Ад - Александрийская, К. К. - Красный Камышанник.
Рис. 2. Схематическая карта распределения температур на глубине 2500 м. Условные обозначения те же, что и на рис. 1.
