ГЕОТЕРМИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА ПОРОД САМАРСКОЙ ЛУКИ
А.В. Дружинин
Геотермическими
исследованиями в пределах Самарской Луки охвачены все месторождения. Однако
детальность исследований различна. Наиболее полно изучены Заборовское,
Жигулевское и Зольненское месторождения. На остальных месторождениях проведены
лишь рекогносцировочные температурные измерения.
В статье использован в
основном фактический материал, полученный КуйбышевНИИ НП в 1959-1961 гг. при
проведении специальных геотермических исследований. Достоверность его не
вызывает сомнения, так как он получен по единой методике одними и теми же
исполнителями.
Для удобства
сопоставлений на всех площадях обязательным условием являлось измерение
температуры на глубинах, кратных 500 м (500, 1000 и т. д.). В большинстве
случаев это условие выдержано. Замеряли одновременно 3-4 максимальными ртутными
термометрами, помещенными в специальную стальную гильзу. Расхождения в
показаниях термометров не превышали, как правило, 0,1-0,2° С. В табл. 1 приведены как фактические, так и расчетные данные
геотермических наблюдений, требующие уточнения в процессе дальнейших
исследований.
Для наглядного
представления о закономерностях изменения геотермических условий
рассматриваемого района автором составлены геоизотермическая карта
распределения средних температур на глубине 1000 м (рис. 1.) и графики изменения температуры на глубинах 500, 1000, 1500 м и на кровле фундамента по профилю Заборовка - Губино - Красный Яр(рис. 2).
На геоизотермической
карте в крайней западной части Заборовской площади четко выделяется
положительная термоаномалия со значением температуры на глубине 1000 м выше 28° С.
На северо-восток от
Заборовки по линии Жигулевского вала происходит снижение температуры,
составляющей на Губинском месторождении 23,6° С. Затем температура вновь
закономерно возрастает, достигая на Березовской площади 28,5° С. При этом
Березовская площадь оказывается в центральной части куполовидной геотермической
аномалии, вытянутой вдоль вала.
Минимальное значение
температуры (22,9° С) на карте приурочено к Зольненскому месторождению.
В пределах исследованного
участка Жигулевского вала происходит как бы волнообразное изменение теплового
поля.
Эта закономерность
присуща не только глубине 1000 м, она сохраняется на 500 и 1500 м, что хорошо видно на рис. 2. И только ниже 1500 м, где на тепловое поле начинает сказываться влияние терригенных отложений девона и
гипсометрическое положение фундамента, картина резко меняется. Поведение
геоизотерм в этом случае зеркально отвечает в общих чертах региональному погружению фундамента.
Характер изменения
теплового поля можно было проследить только в пределах Зольненского
месторождения, представляющего собой по каменноугольным и девонским отложениям
асимметричную брахиантиклинальиую складку почти широтного простирания с
размерами по продуктивному пласту Б2 угленосного горизонта 5,5x2 км.
Северное крыло поднятия крутое и характеризуется углами падения в присводовой
части около 5-6°; южное - пологое с углами падения 2°. С глубиной амплитуда поднятия
возрастает.
Основная же особенность
тектонического строения Зольненского поднятия заключается в том, что оно
приурочено к той части Жигулевского вала, где бурением доказано наличие
уникального для Русской платформы дизъюнктивного нарушения фундамента взбросового
характера.
Наиболее полная и
наглядная картина о геотермическом режиме месторождения представляется по
данным измерений на глубине 1000 м. Абсолютные значения температуры на этой
глубине находятся в пределах 19-25° С. Минимальная температура из 24 скважин
зарегистрирована в скв. 38, максимальная - в скв. 23. Из табл.
2 видно, что для глубины 1000 м определяющей является температура около 23°
С.
На основании полученных
данных для глубины 1000 м составлена схематическая геотермическая карта
Зольненского месторождения (рис. 3). На карте довольно
четко отображен характер изменения глубинных температур по площади. Наиболее высокие
температуры отмечаются на северном крутом крыле, пониженные - в присводовой
части со стороны пологого крыла. Центральная часть Зольненского поднятия
характеризуется, по-видимому, зоной постоянных температур и отмечается на карте
своего рода «геотермической террасой». Несмотря на некоторые осложнения в
характере положения геоизотерм, на карте хорошо отображено закономерное
понижение температуры в южном направлении.
Распределение температуры
по площади для глубины 1500 м охарактеризовать нельзя из-за ограниченного
количества замеров. На забоях скважин произведено всего лишь четыре замера. В
скв. 9 на глубине 1655 м температура 45,2° С; в скв. 44 на глубине 1700 м температура-46° С; в скв. 72 на глубине 1650 м температура 46° С и в скв. 54 на глубине 1700 м температура 40° С. Последний замер имеет очень низкое значение, вероятно, он ошибочен.
Замеры на забоях скважин
свидетельствуют о резком изменении темпа нарастания температуры. Если в
интервале 500-1500 м средняя величина градиента составляет 1,70° С/100 м, то на
глубине 1500 м средний градиент 7,25° С/100 м при граничных значениях от 6,00
до 9,7° С/100 м. Установлено, что такой контрастный скачок градиента происходит
в кровле шугуровских отложений, залегающих, как правило, несколько ниже 1500 м и представленных карбонатно-глинистыми породами.
Подсчеты при
использовании найденных значений градиента показывают, что на кровле
кристаллического фундамента (1900-2000 м) температура составляет 60-65° С.
Сопоставление приведенных
данных наглядно свидетельствует о том, что геотермические условия Зольненского
месторождения весьма своеобразны. До глубины 1500 м оно относится к числу наиболее низкотемпературных площадей, таких как Султангулово и Боровка (В Султангулове на глубине 1000 м температура 23° С, в Боровке 22,5° С.).
Ниже 1500 м, примерно с кровли шугуровских слоев девона, температурный режим
месторождения резко меняется, и на глубине около 2000 м здесь отмечается самая высокая в Куйбышевском Поволжье температура (60-65° С).
Причины, обусловливающие
отмеченные особенности геотермического поля Самарской Луки и, в частности,
Зольненского месторождения, необходимо специально рассмотреть.
Вероятнее всего, что
четко выраженные тепловые аномалии в районе Заборовки и Березовки вызваны
глубинными факторами: проникновением в верхние части разреза термальных вод
девона и, возможно, резким изменением петрографического состава глубинных
частей фундамента, связанного с внедрением магматических масс в зону дробления
фундамента по линии разлома. Безусловно, что эти факторы действуют по всей
линии Жигулевского вала (имеется в виду исследованная часть).
Наблюдающееся же на
Губинском и Зольненском месторождениях значительное снижение геотермического
режима (в основном в отложениях карбона) - результат наложения на общий
геотермический фон явлений гипергенеза, сущность которых может быть различной.
На Зольненском
месторождении, например, на формирование низкотемпературных условий
значительной части разреза оказали влияние, по-видимому, орография и тектоника
района. Выходы на дневную поверхность сильно разрушенных и закарстованных
отложений верхнего карбона в совокупности с крупной водной артерией создали
благоприятные условия для проникновения поверхностных вод на значительные
глубины (500-600 м).
Характер изменения
геотермического градиента по разрезу Зольненского месторождения дает основание
предполагать, что эти воды оказывают как непосредственное, так и косвенное
тепловое воздействие на всю толщу карбонатных пород вплоть до водоупорной
шугуровско-кыновской глинистой пачки. Ниже этой пачки действуют, по-видимому,
исключительно глубинные факторы, приводящие к аномалийному быстрому нарастанию
температуры.
Относительно Губинского
месторождения можно лишь высказать предположение, что оно попадает в зону
меридионального нарушения осадочной толщи, намечаемого по геолого-геофизическим
данным в районе долины рек Волги и Усы. Возможно, что это нарушение также
способствует проникновению поверхностных и грунтовых вод на значительные
глубины, вызывая охлаждение прилегающей толщи разреза.
Не исключены, однако, и
другие объяснения. Так, например, температурные минимумы района Губино и
Зольного Оврага дают основание предположить, что эти площади являются своего
рода «гидрогеологическими воротами», позволяющими охлажденным водам Токмовского
свода преодолеть Жигулевский барьер по пути регионального движения на юг в
сторону Прикаспийской впадины.
Главный же вывод, как нам
представляется, заключается в том, что тепловое поле Самарской Луки, особенно
месторождения Зольный Овраг, отразило наличие крупного дизъюнктивного нарушения
фундамента на северном крыле Жигулевской дислокации. Таким образом, геотермия
может оказаться одним из наиболее эффективных методов для решения подобного
рода задач, актуальность которых в последнее время начинает приобретать все
большее значение в плане оценки перспектив поисковых работ на нефть и газ.
КуйбышевНИИ НП
Таблица 1
|
Площади
|
№ скважин
|
Температура (в °С) на глубине, м
|
Примечание
|
|
500
|
1000
|
1500
|
2000
|
кристаллический фундамент
|
|
Заборовская
|
5
|
18,0
|
28,1
|
|
|
|
|
|
То же
|
173
|
17,0
|
28,0
|
„
|
|
-
|
|
|
»
|
176
|
19,0
|
29,0
|
|
|
|
|
|
»
|
188
|
18,0
|
29,2
|
|
|
|
|
|
»
|
193
|
18,0
|
28,6
|
|
|
-
|
|
|
»
|
195
|
18,0
|
28,7
|
.
|
|
|
|
|
Сызранская
|
16
|
16,0
|
26,0
|
37-38
|
|
40-41 *
|
Глубина залегания фундамента 1550 - 1570 м
|
|
То же
|
125
|
17,0
|
27,0
|
37-38
|
|
|
|
|
Губинская
|
8
|
16,0
|
24,0
|
32-33 *
|
-
|
36-37 *
|
Глубина залегания фундамента в скв. 9 - 1585 м
|
|
То же
|
18
|
15,0
|
23,5
|
|
|
36-37 *
|
|
|
»
|
19
|
15,0
|
23,5
|
|
|
|
|
|
»
|
21
|
15,0
|
23,5
|
|
|
-
|
|
|
Карлово-Сытовска
|
7
|
19,0
|
27,5
|
36-37 *
|
|
43-44 *
|
Глубина залегания фундамента в скв. 4 - 1690 м
|
|
То же
|
24
|
18,0
|
26,0
|
|
|
43-44 *
|
|
|
»
|
32
|
18,0
|
27,0
|
|
|
|
|
|
»
|
46
|
16,5
|
26,0
|
|
|
|
|
|
Березовская
|
4
|
18.0
|
29,0
|
-
|
|
|
|
|
То же
|
8
|
18,0
|
28,5
|
40-41 *
|
|
54-55 *
|
Глубина залегания фундамента 1937 м
|
|
»
|
13
|
17,5
|
28,0
|
|
.
|
|
|
|
Яблоновый Овраг
|
35
|
18,0
|
27,5
|
38,0 *
|
|
49,0 *
|
Глубина залегания фундамента в скв. 42 - 1864 м
|
|
Жигулевская
|
10
|
16,5 *
|
-
|
34,5
|
|
52-5 5 *
|
На глубине 1710 м 45° С
|
|
То же
|
15
|
16,5 *
|
25,0
|
33,5
|
|
52-55 *
|
Глубина залегания фундамента 1950 м
|
|
»
|
49
|
16,5 *
|
25,0
|
|
.
|
-
|
|
|
|
63
|
16,5 *
|
|
32,5
|
|
|
|
|
»
|
71
|
16,5 *
|
-
|
33,0
|
|
-
|
На глубине 1660 м 41,5° С
|
|
Стрельный Овраг
|
3
|
-
|
24,6 *
|
-
|
|
|
На глубине 1080 м 26° С
|
|
То же
|
8
|
-
|
23,3 *
|
-
|
|
-
|
На глубине 1220 м 27° С
|
|
Зольный Овраг
|
8
|
-
|
22,0
|
-
|
58-60*
|
60-65 *
|
Глубина залегания фундамента принята 2000 м
|
|
То же
|
9
|
-
|
23,0
|
30,2
|
-
|
-
|
На глубине 1655 м 45,2° С
|
|
»
|
19
|
|
24,0
|
_
|
|
|
|
|
»
|
23
|
15,0
|
25,0
|
|
|
|
|
|
»
|
26
|
|
23,0
|
|
|
|
|
|
|
28
|
-
|
23,5
|
|
|
|
|
|
»
|
32
|
|
22,5
|
|
|
|
|
|
»
|
38
|
|
19,0
|
.
|
|
|
|
|
|
44
|
15,0
|
23,0
|
32,0
|
-
|
|
На глубине 1700 м 46° С
|
|
|
47
|
|
22,0
|
|
-
|
-
|
|
|
|
50
|
-.
|
23,0
|
|
|
-
|
|
|
»
|
54
|
-
|
23,5
|
|
.
|
|
|
|
|
56
|
|
24,0
|
|
|
|
|
|
|
62
|
-
|
24,0
|
33,0
|
|
|
|
|
»
|
67
|
-
|
23,0
|
|
|
|
|
|
»
|
69
|
|
23,0
|
|
|
,
|
|
|
|
72
|
-
|
22,5
|
31,0
|
|
|
|
|
»
|
93
|
15,0
|
22,5
|
33,0
|
|
,
|
|
|
»
|
96
|
|
24,0
|
30,0
|
|
|
|
|
>>
|
102
|
-
|
23,2
|
|
|
|
|
|
|
115
|
14,4
|
23,5
|
33,5
|
|
-
|
|
|
»
|
117
|
|
20,0
|
|
|
-
|
|
|
>>
|
120
|
15,0
|
24,0
|
|
|
|
|
|
»
|
144
|
|
23,0
|
|
|
|
|
|
»
|
150
|
|
24,0
|
|
|
|
|
|
Красный Яр
|
2
|
16,0
|
25,0
|
33,0
|
43-44
|
60-62
|
На глубине 1610-м 35,4° С
|
|
То же
|
7
|
16,0 *
|
26,2
|
32,8 *
|
|
|
На глубине 1630 м 34,8° С
|
* Данные экстраполяции.
Таблица 2
|
Температура на глубине 1000 м, °С
|
19
|
20
|
22
|
22,5
|
23
|
23,5
|
24
|
25
|
|
Количество скважин
|
1
|
1
|
2
|
3
|
8
|
3
|
5
|
1
|
