О методике восстановления истории развития нефтегазоносных областей
Е.А. Щерик
На основании большого фактического материала, полученного в результате бурения и геофизических исследований в Западном Предкавказье, нами была предпринята попытка усовершенствовать методику палеотектонического анализа и разработать ряд новых специальных построений. Последние позволяют более полно воссоздать условия развития территории, выделить основные этапы в формировании всей структуры и отдельных ее участков, установить время формирования локальной складчатости, выяснить закономерную связь с условиями нефтегазоносности, определить роль разломов в формировании структуры и в распределении зон газонефтенакопления и формирования залежей, а также помогают решить много других вопросов, необходимых для научного обоснования поисковых и разведочных работ.
Предлагаемая методика сводится к следующему.
1. Детально коррелируются по керну и каротажу разрезы скважин в пределах одной площади, затем между соседними площадями и, наконец, по всей территории с целью выделения толщ, охватывающих определенные возрастные интервалы, внутри, в кровле и подошве которых нет видимых стратиграфических несогласий. Наличие перерывов внутри толщи не позволяет установить изменение мощностей, обусловленное режимом тектонических движений во время ее накопления. Перерывы перед отложением данной толщи искажают истинные величины их, так как после перерыва дно бассейна обычно имеет расчлененный рельеф и выполнение неровностей дна может быть ошибочно принято за результат тектонических движений. При перерывах, отмечаемых в кровле толщи, значения мощностей также искажаются, потому что какая-то часть разреза может быть размыта, особенно на участках, которые перед трансгрессией длительное время претерпевали континентальный режим, сопровождавшийся интенсивными процессами складкообразования.
Выделенные толщи предлагается называть циклами непрерывной седиментации.
Для каждой из исследованных точек (скважин) определяется мощность выделенных циклов, и по этим мощностям строятся карты равных мощностей циклов непрерывной седиментации. Последние отличаются от карт мощностей по отдельным горизонтам или ярусам, которые строились раньше, тем, что они совершенно объективно отражают геотектонические условия, которые существовали на исследуемой территории в определенные геологические эпохи. На предлагаемых Картах исключено влияние последующих изменений и отчетливо фиксируется направленность движений, обусловивших образование областей прогибания и поднятия в конкретное геологическое время (на разных участках - разное).
Кроме мощностей на карты. циклов непрерывной седиментации следует наносить изменения формаций или литофаций в зависимости от конкретных изменений в составе осадков по разрезу и по площади.
Мощности показываются изолиниями (изопахитами), формации или литофации - штриховкой.
Для выяснения связи между режимом тектонических движений и условиями нефтегазоносности на карты равных мощностей циклов непрерывной седиментации наносят данные о нефтегазоносности последовательно для каждого из горизонтов, входящих в данный цикл, или для группы их. Затем, также в качестве основы, эти карты используются: для нанесения изменений коллекторских свойств отдельных горизонтов, гидродинамических, гидро- и геохимических характеристик слагающих пород, режимов залежей и т. п. для определения степени и характера влияния тектонических условий, существовавших во время осадконакопления данного цикла, на условия газонефтенакопления, на возможную миграцию флюидов и на образование залежей; для решения других теоретических и практических вопросов.
2. Для каждого цикла выделяются опорные горизонты или репера (не менее двух), по которым строятся обычные структурные карты, отражающие современный план складчатости отложений.
3. Выделяются «эпохи перерывов», т.е. время наиболее бурного (относительно) проявления тектонических движений, сопровождавшихся прекращением осадконакопления на значительных участках. Для таких эпох строятся карты геотектонических режимов(Эти карты отражают геотектонический режим не только эпохи перерыва. Они по. существу синтезируют движения эпохи перерыва и последующие деформации.). На эти карты, построенные к началу какого-то определенного геологического времени, наступившего после явного для значительных участков перерыва, наносятся границы распространения различных стратиграфических горизонтов или свит, изменение мощностей которых в этих границах показывают штриховкой или различными тонами одного цвета. В зависимости от амплитуды изменений выделяются интервалы мощности, например: от 0 до 25 м, от 25 до 50 м, от 50 до 100 м, от 100 до 150 м и т. д.
На этих картах независимо от границ, отвечающих различным возрастным подразделениям и изменениям в их пределах мощностей, изолиниями показывается современное гипсометрическое положение относительно уровня моря каждой точки данной поверхности, т.е. изображается по существу рельеф поверхности в современном его виде.
На картах геотектонических режимов по характеру изменения мощностей в пределах различных стратиграфических горизонтов можно видеть влияние унаследованной от предшествующей эпохи структуры па формирование отдельных участков и всей территории в целом. Сопоставляя эти изменения мощностей с изменениями, наблюдаемыми по изолиниям, можно судить о характере последующих движений. И, наконец, по совокупности всех нанесенных на карту данных можно восстановить режим тектонических движений для определенного отрезка времени.
Сопоставляя последовательно карты циклов непрерывной седиментации и структурные карты, характеризующие условия складчатости данного цикла, с картами геотектонических режимов, можно совершенно отчетливо выявить основные этапы развития данной территории, восстановить характер тектонических движений в историческим аспекте, определить время возникновения и продолжительность формирования (крупных геоструктурных элементов, установить характер и роль дизъюнктивных нарушений в общем развитии и в формировании локальной складчатости, определить основные тектонические особенности, связь их с условиями нефтегазоносности, формированием залежей и т.д.
После восстановления истории развития области по предлагаемой методике можно на более прочной генетической основе произвести и тектоническое районирование, что очень важно для оценки перспектив нефтегазоносности и определения направления поисково-разведочных работ на нефть и газ.
Применение рассмотренной методики при детальной обработке большого геолого-геофизического материала по северо-западной части Западного Предкавказья позволило проследить ход исторического развития этой территории, возникновение и продолжительность формирования крупных участков (как впадин или как поднятий), время возникновения и характер локальной складчатости, роль дизъюнктивных нарушений и многое другое. Так, в пределах указанной выше территории в разрезе от нижнего альба и до верхнетретичных отложений включительно выделяется три цикла непрерывной седиментации.
Первый из них охватывает отрезок времени от середины нижнего альба (граница отбита несколько выше продуктивного горизонта) до верхнего сантона включительно (рис. 1).
Второй цикл соответствует периоду времени от верхнего эоцена по средний майкоп.
Третий цикл включает конкское и сарматское время.
Для первого цикла структурные условия характеризуются структурными картами, построенными по двум реперам, расположенным в нижнем альбе (рис. 2) и сантоне; для второго цикла - по майкопскому реперу (рис. 3) и для третьего - по караганскому реперу.
Карты геотектонических режимов составлены к началу нижнего и верхнего палеоцена (рис. 4).
Проведенные построения позволяют установить для северо-западной части западного Предкавказья с альбского до верхнетретичного времени четыре основных этапа развития.
Первый этап продолжался с нижнеальбского времени до кампанского века включительно, когда происходило повсеместное накопление осадков в нормальных морских условиях, сопровождавшееся па одних участках устойчивым и интенсивным погружением, на других - менее интенсивным погружением и на третьих медленным устойчивым поднятием, которое, однако, не приводило к прекращению процессов седиментации.
В условиях устойчивого поднятия формировался в это время участок, расположенный к западу от ст. Каневской (см. рис. 1), который представлял собой древний выступ фундамента платформы, продолжавшийся к западу - в Азовское море. С севера и востока этот выступ окружала область устойчиво-компенсированного погружения. Она охватывала районы станции Ново-Щербиновской, Старо-Минской, Ново-Минской, Ленинградской, Павловской и уходила далее на юго-юго-восток - на Выселки и Тихорецк.
Второй этап в развитии данной территории, охватывавший маастрихтский век, палеоценовое и нижнеэоценовое время, существенно отличался от первого. В начале маастрихтского века был сформирован современный структурный план нижней части платформенного чехла (нижний альб - кампан).
Из рассмотрения структурных карт, построенных для нижней части по реперу в терригенной толще (см. рис. 2), а для верхней - по реперу в карбонатных образованиях, видно, что процесс складкообразования произошел единовременно, и некоторые различия в строении отдельных участков обусловлены лишь тем, что разные по составу осадки, подвергаясь одинаковым тектоническим усилиям, неодинаково на них реагировали.
Складкообразование сопровождалось разрывными нарушениями, по которым как в рассматриваемое, так и в более позднее время происходили движения в вертикальном и горизонтальном направлениях. Предполагается, что наиболее крупные разрывные нарушения приурочены к зонам разломов в фундаменте более раннего заложения.
К началу нижнепалеоценового времени общая структура рассматриваемой территории, по-видимому, имела следующий вид (см. рис. 4): на юго-западе в районе ст. Брюховецкой и южнее образовавшаяся в маастрихтский век небольшая по амплитуде впадина была заполнена маломощными образованиями этого же возраста. К северу и северо-востоку от нее возникло крупное валообразное поднятие, имеющее изогнутую форму и осложненное локальными структурами. В западной части вал имел широтное, а в восточной - юго-восточное простирание. Предполагается, что это поднятие продолжалось и далее на юго-восток до Майкопа и соединялось с Майкопским (Адыгейским) выступом. Характер изменения мощностей кампанских отложений в пределах этого поднятия и состав осадков маастрихтского яруса, образовавшихся близ него, свидетельствуют о том, что в течение маастрихтского века отсюда сносился тонкий терригенный и терригенно-карбонатный материал.
Анализ состава и мощностей кампанских отложений, слагающих это поднятие, показывает, что на участках, соответствующих сводам локальных структур, размыта наибольшая часть разреза.
Наблюдается уменьшение мощностей маастрихтских отложений и па отдельных участках между станциями Ново-Минской и Ленинградской, что обусловлено формированием в это время здесь локальных структур. В последующее нижнепалеоценовое время наряду с сохранением в общих чертах палеогеографии бассейна и распределения в нем мощностей осадков, происходит и ряд существенных изменений (очевидно, обусловленных движениями по разломам). Тектонические движения в нижнепалеоценовое время были преимущественно нисходящими. Резкое компенсированное прогибание испытывает впадина, возникшая в маастрихтском веке в районе ст. Брюховецкой и к югу от нее. Значительная часть Каневско-Березанского вала, окаймлявшего эту впадину в маастрихтском веке, погружается. В рассматриваемое время оставался приподнятым (в неакваториальной части) лишь участок в границах собственно Каневского поднятия, где продолжали разрушаться осадки, образовавшиеся в кампанское время. На формирование мощностей по-прежнему влияли локальные структуры: Ново-Минская, Ленинградская, Челбасская и Березанская.
В общем характере гипсометрической поверхности, подстилающей нижний и верхний палеоцен, много общего. Если сравнить поверхность, подстилающую верхний палеоцен, со структурными условиями более поздних циклов (см. рис. 3 и 4), то можно отметить также почти полное тождество их. При сравнении же этого структурного плана с планом более ранних образований (см. рис. 2, 3, 4) наблюдается резко выраженное несоответствие.
Следовательно, как мы уже отмечали, можно отчетливо установить, в какое время и в каких условиях происходило формирование современного структурного плана данной территории.
ИГ и РГИ
Рис. 1. Карта равных мощностей первого цикла непрерывной седиментации от нижнего альба до конца сантонского века.
Рис. 2. Структурная карта по альбскому реперу. Сост. Е.А. Щерик, 1960 г.
1 - тектонические нарушения; структурные элементы. I - Щербиновская антиклинальная зона; II - Канеловский выступ; III - Ленинградско-Старо-Минская антиклинальная зона (а - Ново-Минское поднятие, б - Старо-Минское поднятие, в - Ленинградское поднятие); IV - Копайская синклинальная зона; V - Каневско-Челбасская антиклинальная зона: (а1 - Бейсугское, б1 - Каневское, в1 - Челбасское, г1 - Березанское поднятия); VI - Ирклиевская синклинальная зона: (а2 - Крыловское поднятие); VII -- Брюховецкая синклинальная зона.
Рис. 3. Карта геотектонического режима к началу нижнепалеоценового времени (изогипсы проведены по поверхности, подстилающей нижний палеоцен). Сост. Е.А. Щерик, 1960 г.
Отложения кампанского яруса мощностью: 1 - до 50 м; 2 - от 50 до 100 м; 3 - от 100 до 150 м;4 - от 150 до 200 м; 5 - от 200 до 300 м.
Отложения маастрихтского яруса мощностью: 6 -до 50 м; 7 - от 50 до 100 м; 8 -от 100 до150 м; 9 - от 150 до 200 м; 10 - от 200 до 300 м; 11 - свыше 300 м; 12 - дизъюнктивные нарушения; 13 - геологические границы.
Рис. 4. Структурная карта по майкопскому реперу.
