|
УДК 553.982.2 553.981 553.277 (47) |
|
|
|
В. Г. Васильев, А. А. Ханин |
Распространение залежей нефти и газа в разрезе осадочного чехла территории СССР
В природных условиях залежи нефти и газа чаще всего приурочены к терригенным и карбонатным отложениям. Из рассмотрения геологических материалов по нефтегазоносным областям территории СССР следует, что на долю залежей, приуроченных к породам-коллекторам, терригенного состава (пески, песчаники, алевриты, алевролиты) приходится 74%, карбонатного (известняки, доломиты) - 18% и терригенно-карбонатного - 8% (см. таблицу). К началу 1961 г. общее количество залежей нефти и газа составило 1172.
Несмотря на сравнительно большое количество залежей, только несколько десятков из них обеспечивают добычу нефти и газа в крупных промышленных объемах.
Большинство залежей вследствие структурных условий, малой мощности продуктивных пластов и других причин характеризуются относительно малыми промышленными запасами. Кроме того, имеется много примеров, когда отбор нефти и газа из продуктивных пластов затруднен из-за низкой фильтрационной способности горных пород.
По данным изучения 236 крупнейших месторождений мира, не считая СССР и стран народной демократии, распределение запасов нефти в коллекторах следующее (в %): в песках и песчаниках 59, известняках и доломитах 40, трещиноватых глинистых сланцах, выветрелых метаморфических и изверженных породах 1. Если из 236 месторождений исключить 21 месторождение Среднего и Ближнего Востока, где добыча нефти осуществляется главным образом из карбонатных пород мезозойского возраста, то распределение запасов нефти будет следующее (в %): в песках и песчаниках около 77, известняках и доломитах 21 и остальных породах 2 (Г.М. Кнеэбл, Г. Родригец-Эразо, 1956). Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что наибольшее количество залежей нефти и газа в разрезе осадочного чехла территории СССР приходится на отложения каменноугольного (29%), девонского (19%) и неогенового (18%) возрастов. К этим же стратиграфическим комплексам относится наибольшее количество залежей, приуроченных к породам-коллекторам терригенного состава: к девонским и каменноугольным по 17,5% и неогеновым около 18%.
Сравнение данных распределения залежей нефти и газа в СССР и США по стратиграфическим комплексам в общих чертах показывает их однотипность (см. рисунок).
Распределение залежей нефти и газа в СССР и США по стратиграфическим комплексам.
1 - в США по Гопкинсу на 1950 г.; 2 - в СССР на начало 1961 г.
В настоящее время в СССР в общем балансе добычи нефти ведущее место занимают отложения девонской системы, в которых обнаружено 223 залежи. Девонские нефтеносные отложения наиболее широко развиты в пределах Волго-Уральской нефтегазоносной области. К ним на данной территории приурочено 127 залежей, из которых 116 приурочены к терригенным отложениям, 9 - к карбонатным и 2 - к терригенно- карбонатным. Продуктивные горизонты девонской системы имеют региональное распространение. Однако мощности их на территории Волго- Уральской нефтегазоносной области не выдерживаются.
Коллекторские свойства девонских пород, слагающих нефтяные залежи, хотя и изменяются в широких интервалах, все же отличаются довольно высокими значениями пористости и проницаемости, в особенности породы-коллекторы среднего девона.
В каменноугольных отложениях, промышленно-нефтеносных на территории той же области, было выявлено 296 залежей, из которых 165 приурочены к терригенным отложениям, 107 - к карбонатным и 24 - к терригенно-карбонатным. В пределах Волго-Уральской нефтегазоносной области лучшими коллекторскими свойствами, по сравнению с породами среднего и верхнего карбона, обладают продуктивные породы нижнего карбона, с проницаемостью, достигающей нескольких дарси. В Саратовском Поволжье в настоящее время объектом поисков нефти и газа являются девонские и каменноугольные отложения. По данным К.А. Машковича (1961 г.), из разведанных на начало 1960 г. первоначальных запасов в каменноугольных отложениях содержится газа 62% и нефти 33%, а в девонских - газа 38% и нефти 67%. В нижнем отделе каменноугольной системы заключено запасов газа 72% и запасов нефти 89%, а в среднем отделе - газа 28% и нефти 11%; в терригенных коллекторах яснополянского подъяруса содержится запасов газа до 44% и нефти около 60% от всех разведанных запасов в каменноугольных отложениях. Все месторождения этого района, связанные с каменноугольными отложениями, в разрезе содержат главным образом газовые залежи с нефтяными оторочками в отдельных пластах.
Среди коллекторов нефти, развитых в отложениях девона и карбона Волго-Уральской нефтегазоносной области, преобладают песчаники мелкозернистые, сложенные хорошо отсортированным и окатанным обломочным материалом (нижнефранские и угленосные отложения). Они характеризуются преобладанием коллекторов среднего и высоких классов: I, II и III (по А. А. Ханину).
Из данных таблицы и рисунка следует, что количество залежей нефти и газа в отложениях перми, юры-триаса, мела и палеогена, развитых на территории СССР, не превышает 10% по каждой системе.
В пермских отложениях наибольшее количество газовых, газонефтяных и нефтяных залежей выявлено на территории Волго-Уральской нефтегазоносной области, причем большинство из них приурочено к карбонатным породам.
В Восточной Украине, наоборот, в пермских отложениях преимущественно развиты залежи, вмещающими породами которых являются отложения терригенного состава большой мощности. Наиболее крупные месторождения газа и нефти этого региона приурочены к центральной части грабена (Гнединцевское, Глинско-Розбышевское и Шебелинское).
В верхнем карбоне (араукаритовой свите) Шебелинского месторождения развиты песчаники мелко- и среднезернистые и алевролиты; в отложениях картамышской свиты (медистых песчаников) нижней перми - основного газоносного горизонта преимущественно развиты алевролиты глинистые с невысокими коллекторскими показателями (IV и V класса). Они содержат главным образом поры диаметром 6 мк в количестве до 12%. В редко встречаемых в разрезе более проницаемых породах наблюдаются более крупные сечения пор, однако содержание их обычно не превышает 10%. Выше залегают породы нижнеангидритовой толщи. В зонах тектонических нарушений по широко развитой системе трещин газоносные горизонты Шебелинского месторождения между собой сообщаются. Это привело к образованию массивно-пластовой газовой залежи.
Юрские продуктивные отложения (главным образом терригенного состава) широко развиты в западной части Западно-Сибирской низменности (газовые и нефтяные месторождения Березово-Шаимского района). В Березово-Шаимском районе основной газоносный и нефтеносный продуктивный горизонт, по возрасту относимый к верхам юры и нижнему мелу, сложен разнозернистыми песчаниками и отчасти алевролитами. Юрско-валанжинские отложения залегают несогласно на породах фундамента или его коры выветривания. Промышленная газонефтеносность приурочена к песчаникам, залегающим в основании мезозойских отложений, к трещиноватым порфиритам, метаморфизованным алевролитам и аргиллитам фундамента. Для отложений продуктивного горизонта характерно резкое изменение мощностей: увеличение их на крыльях структур, уменьшение и выклинивание к своду. По емкости и проницаемости коллекторы относятся к I, II и III классам.
Одной из самых ведущих газоносных областей является эпигерцинская платформа юга СССР, включающая значительную территорию западной части Средней Азии, Северный Кавказ и Предкавказье, а также Степной Крым. Продуктивные газоносные пласты в этой провинции в основном связаны с отложениями мезозоя и палеогена.
В Западном Узбекистане газоносные горизонты месторождений Газлинской, Каганской и Мубарекской групп поднятий приурочены к песчано-алевритовым отложениям мелового возраста. К этому же типу коллекторов того же возраста, но значительно меньшей мощности, относятся газоносные породы Дарваза-Зеаглинского месторождения, расположенного в центральной части Каракумов Туркмении.
Коллекторы газового месторождения Газли отличаются своеобразием. Они характеризуются аркозовым составом; в верхних газоносных горизонтах преимущественно развиты песчаники мелкозернистые, в различной степени алевритистые, а в нижних- -алевролиты песчаные и песчано-алев- ролиты.
Обломочный состав песчаников плохо окатан, но, несмотря на это, проницаемость пород высокая (больше 1 д) как за счет наличия крупных доминирующих пор диаметром 30-75 мк, так и за счет сравнительно небольшого содержания цементирующих веществ в преобладающих группах коллекторов.
Содержание крупных доминирующих пор связано главным образом с особенностями осадконакопления и создания арочных структур в процессе седиментации осадка, с плохой окатанностью обломочного материала, а также с небольшим содержанием глинистого цемента в наиболее развитых породах-коллекторах.
В Предкавказье, в его центральной части, наиболее крупная Северо- Ставропольская газовая залежь приурочена к хадумскому горизонту палеогена. Породами-коллекторами здесь служат алевриты и алевролиты, наиболее тонкие разности которых характеризуются содержанием до 60% пор диаметром 10-12,5 мк. Высокое содержание доминирующих пор, несмотря на сравнительно небольшие по размеру сечения, обеспечивает хорошую фильтрацию газа и равномерное продвижение контурных и подошвенных вод по мере разработки залежи.
Группа Краснодарских газоконденсатных месторождений Ейско-Березанского района также имеет большие промышленные запасы. Залежи в этом районе приурочены к отложениям альбского яруса нижнего мела, с преимущественным развитием на ряде площадей в продуктивном пласте песчаников средне- и крупнозернистых, обладающих высокой проницаемостью за счет развития в них крупных по размеру пор, часто до 100 мк и более, которые преобладают над остальными порами.
В последнее время в Степном Крыму на пяти площадях Тарханкутско- Новоселовского вала открыты залежи газа в палеогеновых и меловых отложениях.
Для продуктивных пластов неогеновой системы характерно широкое развитие терригенных отложений. Залежи, связанные с неогеновой системой (см. таблицу), наиболее развиты на территории Азербайджана (75), Туркмении (48), Западной Украины (45), Северного Кавказа (22) и о. Сахалина (21). В Азербайджане основными промышленными коллекторами нефти являются пески и песчаники рыхлые и глинистые, слагающие продуктивную толщу, различные условия образования которой сказались на минералогическом составе отложений, отсортированности обломочного материала и коллекторских показателях.
На территории Западной Украины с платформенным чехлом внешней зоны связаны все известные газовые месторождения. Они приурочены к песчаным комплексам сармат-тортонского возраста и песчаникам мелкозернистым, часто карбонатным, тортона и мела.
Обзор распространения залежей газа на территории СССР и вмещающих их пород указывает на преимущественное развитие коллекторов терригенного типа. В настоящее время в общем балансе добычи газа в СССР примерно до 90% залежей связано с терригенными породами. Широкое развитие песчано-алевритовых коллекторов нефти и газа наблюдается на территориях Волго-Уральской нефтегазоносной области, Украины, Кавказа, Средней Азии и западной части Западной Сибири. По возрасту породы-коллекторы, распространенные на этих территориях, соответствуют девонской толще и плиоцену третичных образований включительно.
Различие областей сноса, палеогеографическая обстановка во времени накопления осадков и последующие процессы, способствующие изменению этих осадков, сказались на многообразии типов коллекторов, их емкостных и фильтрационных характеристиках.
Карбонатные и другие трещинные коллекторы, являющиеся промышленно-нефтегазоносными в различных регионах страны, еще требуют изучения. Оценка этого типа пород-коллекторов по емкости и проницаемости, а также поиски благоприятных зон их развития связаны с рядом трудностей, к которым прежде всего следует отнести слабую разработанность методов изучения и поисков подобных типов коллекторов.
Исследования показывают, что проницаемость коллекторов терригенного и карбонатного типов зависит от размера и содержания пор в горных породах. Этот вид исследования структуры порового пространства еще недостаточно развит во многих лабораториях, изучающих керны горных пород. Однако использование результатов такого исследования в комплексе с данными стандартного анализа керна и литологического изучения позволяет оценить фильтрационные свойства пород.
В особенности это относится к породам плотного состава, характеризующимся тонкой пористостью, в сочетании с трещиноватостью. Породы, залегающие на различных глубинах в зависимости от состава, размера слагающего их обломочного материала, геологической обстановки и ряда других факторов, обладают различными коллекторскими свойствами, знание которых необходимо для прогноза поисков в них нефти и газа. Изучение структурного фактора, характеризующего систему пор, позволит выяснить коллекторские свойства горных пород. Изучение коллекторов в сочетании с другими данными позволяет более уверенно решать практические задачи, связанные с поисками, разведкой, подсчетом запасов и разработкой месторождений нефти и газа.
ВНИИгаз