ОБ УСЛОВИЯХ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ В ПОДКИРМАКИНСКОЙ СВИТЕ БАЛАХАНО-САБУНЧИНО-РАМАНИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Д.С. ОРУДЖЕВА
В начале 30-х годов при разбуривании некоторых антиклиналей на Апшеронском полуострове коллекторские породы природных резервуаров в сводовых частях оказались заполненными водой, что привело к отрицательной оценке перспектив нефтеносности больших площадей. При дальнейшем исследовании таких структур оказалось, что коллекторы, насыщенные водой в сводах, на крыльях антиклиналей содержат залежи нефти. При разведке нижнего отдела продуктивной толщи на Апшеронском полуострове был выявлен необычный характер распределения нефти в этих отложениях.
В 1933-1934 гг. в результате бурения первых разведочных скважин на подкирмакинскую и кирмакинскую свиты продуктивной толщи были получены данные, указывающие на отсутствие зависимости формы залежей нефти от тектонических особенностей месторождений и на отклонение характера распределения нефти от принципов гравитационной теории. Эти залежи, смещенные на одно из крыльев брахиантиклинали и характеризующиеся иногда значительным наклоном водо-нефтяного контакта, стали называть «висячими».
Смещенные залежи нефти подкирмакинской и кирмакинской свит в пределах западной и центральной части Апшеронского полуострова приурочены в основном к восточным и северо-восточным крыльям складок. От кровли кирмакинской свиты к подкирмакинской наблюдается увеличение смещения залежей нефти относительно сводов на восток и юго-восток: чем стратиграфически ниже располагается горизонт, тем больше смещена залежь.
Проблема образования висячих залежей, несмотря на ряд попыток объяснить это явление, еще далека от решения.
Для обоснования направления разведочных работ на поиски таких залежей нефти многие геологи-нефтяники высказали свое мнение об условиях их формирования.
Одним из первых исследователей, пытавшихся объяснить образование смещенных залежей, был А.Я. Кремс, по мнению которого в отдельных месторождениях под влиянием пластовых вод, поднимающихся по трещинам разрывов, изменяется установившееся равновесие системы газ - нефть - вода в ловушке. Вследствие перераспределения флюидов залежи нефти смещаются в сторону крыльев или перикли- налей поднятия [4].
В.А. Горин видит причину образования «висячих» залежей в «перекатывании» осевых линий при формировании поднятий. Разбирая это предположение, А.П. Ушаков правильно замечает, что «... тогда потребуется вовсе исключить возможность перемещения нефти по пластам продуктивной толщи... Трудно допустить, чтобы нефть удерживалась в таком положении без воздействия каких-либо сил» [8]. Основным фактором, обусловливающим существование «висячих» залежей А.П. Ушаков считает гидравлический. Опираясь на экспериментальные работы, проводившиеся в лабораторных условиях американским геологом Менном, он пришел к выводу, что смещение залежей нефти нижнего отдела продуктивной толщи обусловлено движением подземных вод с северо-запада на юго-восток, в сторону регионального погружения пород продуктивной толщи. Подземные воды, продвигаясь в этом направлении, оттесняют залежи нефти подкирмакинской и кирмакинской свит на восточные и северо-восточные крылья складок. Областью питания подземных вод А.П. Ушаков считает Кирмакинскую долину, где выходящие на дневную поверхность породы нижнего отдела продуктивной толщи имеют абсолютные отметки свыше 70 м, а на всей площади распространения «висячих» залежей на Апшеронском полуострове более высокое положение этих пород не отмечено. Область разгрузки находится в Каспийском море [8].
Аналогичное мнение о главенствующей роли гидравлического фактора при образовании смещенных залежей придерживаются Ш.Ф. Мехтиев и А.С. Байрамов [5].
А.К. Алиев считает эти взгляды ошибочными, так как породы нижнего отдела продуктивной толщи, обнажающиеся в районе Кирмакинской долины, не могут впитывать атмосферные и грунтовые воды, потому что они насыщены нефтью, а в некоторых местах наблюдается даже слабое излияние пластовых вод. Кроме того, первые скважины, пробуренные близ обнажений пород продуктивной толщи, первое время переливали пластовыми водами, по составу сходными с водами подкирмакинской и кирмакинской свит на значительном расстоянии от выхода последних на дневную поверхность. Эти факты положены А.К. Алиевым в основу предположения, что движение вод происходит в направлении с юго-востока на северо-запад под действием глубинного газа, путями притока которого служат жерла грязевых вулканов и продольные разрывы, имеющие максимальные амплитуды. Существование же «висячих» залежей А.К. Алиев отрицает и считает их залежами, экранированными вдоль разрывов непроницаемыми породами. Такие залежи образовались после возникновения тектонических разрывов, за счет боковой миграции углеводородов [1].
Придерживаясь мнения А.П. Ушакова, Ш.Ф. Мехтиева и А.С. Байрамова об основной роли гидравлического фактора при образовании «висячих» залежей, Б.И. Султанов и Г.П. Тамразян предложили оригинальную схему движения подземных вод в нижнем отделе продуктивной толщи. По их мнению район Кирмакинской долины не может служить областью питания подземных вод из-за засушливости климата.
Б.И. Султанов и Г.П. Тамразян выделяют зону максимального погружения продуктивной толщи и называют ее Южно-Апшеронской депрессией, имея в виду территорию, ограниченную на востоке Сураханской и Карачухур-Зыхской антиклиналями, на севере - Чахнагляр-Бинагадинской и Балахано-Сабунчино-Раманинской антиклиналями, на западе - Аташкя-Шабандагским и Бибиэйбатским поднятиями. На восток от Южно-Апшеронской депрессии ответвляется Калинская депрессия, которая делится Калинской брахиантиклиналью на две части. Названные авторы считают, что пластовые воды в результате подъема области Апшеронского архипелага перемещаются в Южно-Апшеронскую депрессию и оттуда, под действием возрастающего давления и силы упругого газа, в мульду Апшеронского полуострова, обусловливая, в зависимости от структурных особенностей отдельных складок, концентрацию залежей на различных крыльях складок. Таким образом, по мнению этих авторов, углеводороды проникают в пределы Апшеронской области и распределяются в ней в результате миграции по региональному восстанию пластов из глубоко погруженной территории, расположенной южнее Апшеронской области [7].
А.К. Алиев, рассматривая зависимость солености вод от содержания глин в свитах продуктивной толщи, приходит к выводу, что воды продуктивной толщи не атмосферного происхождения, а погребенные, резко изменившие свой состав за счет физикохимических превращений [2]. Подобного мнения придерживается и В.С. Мелик- Пашаев.
Следовательно, не может быть и речи об областях питания и областях разгрузки, т. е. динамика подземных вод, которая по мнению Б.И. Султанова и Г.П. Тамразяна привела к смещению залежей нефти, в природе не наблюдается.
И.И. Потапов считает, что площади, занятые современными «висячими» залежами, не что иное, как палеосводы древних антиклиналей, не совпадающие со сводами современных структурных поднятий. Залежи нефти, сформировавшиеся на древних сводах антиклиналей, по его мнению, после перестройки тектонического плана остались на месте формирования, не переместившись вслед за сводами антиклиналей, потому что нефть не способна мигрировать по коллекторским породам. Исходя из этого, И.И. Потапов делает вывод, что залежи нефти продуктивной толщи могли сформироваться только за счет миграции газа и накопления его в ловушках с последующими физико-химическими реакциями, способствовавшими превращению газообразных углеводородов в жидкие [6].
И.О. Брод рассматривает существование слабонаклонных водо-нефтяных и газонефтяных контактов как следствие неустановившегося равновесия между напором и движением воды, с одной стороны, и гравитационными силами, с другой.
Одним из важнейших факторов, удерживающих залежи в висячем положении, В.С. Мелик-Пашаев, Ш.Н. Алиев и Г.А. Бабалян считают окислительные процессы, способствующие образованию оторочки из окисленных битумов по водонефтяному контакту.
По данным исследований С.А. Абдурашидова на границе водо-нефтяного раздела происходят биохимические процессы с образованием твердых веществ, ухудшающих проницаемость.
Как видно из приведенного краткого обзора геологической литературы о «висячих» залежах нефти продуктивной толщи Апшерона, все исследователи при объяснении образования всех известных ныне «висячих» залежей уделяют главное внимание какому-либо одному фактору.
Между тем, несмотря на сходные черты строения, эти залежи характеризуются различными условиями их формирования.
Одна из характерных залежей такого типа - залежь подкирмакинской свиты Балахано-Сабунчино-Раманинского месторождения, смещена на северо-восточное крыло складки. Контур нефтеносности сечет стратоизогипсы по поверхности подкирмакинской свиты и на некоторых небольших участках его наклон достигает 90° (рис. 1), что противоречит физическим законам. По-видимому, для удержания залежи такого типа необходимо наличие ловушки, связанной либо с литологическим, либо с тектоническим ограничением пластового резервуара.
По данным электрокаротажа, гамма-каротажа и нейтронного гамма-каротажа в подкирмакинской свите выделяются пять пачек: ПК1, ПК2, ПК3, ПК4 и ПК5, которые нефтеносны на территории месторождения. Каждая пачка сложена песками с черной угловатой галькой, с подчиненными прослоями глин и песчаников. Эти пачки разделены между собой четко выраженными глинистыми пластами мощностью до 2- 3 м.
Таким образом, в подкирмакинской свите в настоящее время выделяются пять пластовых резервуаров, в каждом из которых должен существовать самостоятельный водо-нефтяной контакт.
Детальные сопоставления геолого-геофизических разрезов подкирмакинской свиты показывают, что внутри ее можно выделить и проследить пять песчаных пластов, отделенных друг от друга слабопроницаемыми глинистыми разделами. Песчаные пласты не выдержаны по всей площади месторождения; они значительно обогащаются глинистым материалом по простиранию и падению пластов (рис. 2), местами замещаясь песчанистой глиной или глиной. Участки перехода от песчаников к глинам по простиранию и падению пластов определяют частичное литологическое ограничение залежи нефти в подкирмакинской свите (рис. 2б и 3). Песчаные пласты внутри подкирмакинской свиты, судя по имеющимся данным, не сливаются друг с другом, а нефтяные залежи, приуроченные к ним, имеют собственные водо-нефтяные контакты, располагающиеся ступенчато. Если бы водо-нефтяной контакт был единым для всей подкирмакинской свиты, то наблюдалась бы равномерная по всей площади нефтенасыщенность верхних песчаных прослоев. Однако часто на отдельных участках нефтенасыщенность вышележащих пластов меньше, чем нижележащих (см. рис. 2а и б). Это косвенно доказывает гидродинамическую разобщенность отдельных пластов подкирмакинской свиты, образующих самостоятельные пластовые резервуары.
На структурной карте Балахано-Сабунчино-Раманинского месторождения, построенной по кровле подкирмакинской свиты, виден основной продольный сброс с южным падением, протягивающийся от сел. Раманы до грязевого вулкана Богбога, и система более мелких по амплитуде продольных и поперечных сбросов, располагающихся параллельно и перпендикулярно по отношению к основному (см. рис. 1). Все изложенное выше относится только к залежам нефти подкирмакинской свиты Балахано-Сабунчино-Раманинского месторождения.
Можно предположить, что залежь такого типа удерживается благодаря наличию небольших, подобных выявленным, разрывов, параллельных или перпендикулярных основному сбросу, которые не могли быть уловлены по данным глубокого бурения из-за малого количества скважин, пробуренных в зоне контактов нефть - вода.
Таким образом, приведенные данные о наличии литологического, а, возможно, и тектбнического экранирования залежей нефти в подкирмакинской свите показывают, что не следует применять к ним термин «висячие». Очевидно, здесь мы имеем дело с типичными пластовыми тектонически- и литологически-экранированными залежами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алиев А.К. К вопросу формирования нефтяных залежей в нижнем отделе продуктивной толщи Апшеронского полуострова. АНХ, № 2, 1954.
2. Алиев А.К. О статье Б.И. Султанова и Г.П. Тамразяна «Смещенные нефтяные залежи Апшеронской нефтеносной области и их образование». АНХ, № 6, 1954.
3. Баба-Заде Б.К. Классификация залежей нефти и газа Азербайджана. Баку, Азериефтнешр, 1960.
4. Кремс А.Я. Теория обводнения зон погружения нефтяных месторождений. Баку, Азнефтеиздат, 1933.
5. Мехтиев Ш.Ф. Вопросы происхождения нефти о формировании нефтяных залежей Азербайджана. Баку. Изд. АН Аз. ССР, 1956.
6. Потапов И.И. Миграционная теория в свете существования «висячих» залежей нефти. Изв. АН Аз. ССР, № 6, 1951.
7. Султанов Б.И., Тамразян Г.И. Смещенные нефтяные залежи Апшеронской нефтеносной области и их образование. АНХ, № 11, 1953.
8. Ушаков А.П. К вопросу о нефтеносности нижнего отдела продуктивной толщи на Апшероне. АНХ, № 1 и № 2, 1947.
Рис. 1. Балаханы - Сабунчи - Раманы. Структура кровли и нефтяные залежи подкирмакинской свиты.
1 - стратоизогипсы через 250 м, 2 - разрывные нарушения; 3 -линии сопоставления геолого-геофизических разрезов; 4 - водонефтяной контакт; 5 - грязевой вулкан Бог- бога; ядро: выход на Кирмакинском хребте пород, подстилающих продуктивную толщу.
Рис. 2. Схемы сопоставления геолого-геофизических разрезов отложений подкирмакинской свиты по линиям III-III (а) и II-II (б).
1 -кривая КС, 2-кривая ПС, 3-глины, 4-песчаник, 5 - сильно глинизированный песчаник (плохие коллекторы).
Рис. 3. Схема залежей нефти подкирмакинской свиты в продольном разрезе по линии I-I.
1 - глины, 2 - сильно глинизированный песчаник (плохие коллекторы), 3 - нефть.