К оглавлению

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

 


 


 

Таблица Количество залежей нефти и газа и распределение вмещающих их пород-коллекторов по нефтегазоносным областям и стратиграфическим подразделениям (по В. Г. Васильеву, С. И. Еловникову, А. А. Ханину, 1962 г.)

Стратиграфические подразделения

Волго- Уральская область

Тимано- Печорская область

Центральные области Русской платформы

Северный Кавказ

Сибирская платформа и Дальний Восток

Белорусская область

Восточная Украина

Западная Украина

Азербайджан

Казахстан

Киргизия

Узбеки стан

Таджикистан

Туркмения

Всего

 

т

к

тк

т

к

т

к

тк

т

к

тк

т

к

тк

т

к

тк

т

тк

т

тк

т

т

к

тк

т

к

тк

т

к

тк

т

к

т

 

Rh-Сm1

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Сm1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

8

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53

D

116

9

2

44

2

30

-

3

-

-

-

14

-

1

1

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

223

C

165

107

24

6

1

3

-

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

338

P

7

55

3

3

-

-

-

-

-

-

-

2

-

1

-

-

-

4

2

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

79

T

1

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

14

-

-

-

-

-

4

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

J

1

 

 

 

 

 

 

 

4

1

2

17

-

12

-

-

-

2

-

-

1

-

9

-

-

-

-

-

-

5

1

2

-

-

57

Cr

 

 

 

 

 

 

 

 

22

1

1

8

2

-

-

-

-

-

-

2

-

-

17

-

-

8

2

-

26

1

6

-

-

-

96

Pg

-

-

-

-

-

-

-

-

50

-

1

-

-

-

-

-

-

-

-

4

-

-

-

-

-

2

7

-

3

9

4

-

5

-

85

N

-

-

-

-

-

-

-

-

22

-

1

21

-

-

-

-

-

-

-

45

-

75

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

48

212

Всего

295

171

29

53

3

33

-

5

98

2

5

107

10

28

1

-

1

37

10

51

 1

75

28

 -

-

10

9

-

29

15

11

2

5

48

1172

т-терригенные породы.

к -карбонатные породы.

тк - терригенно-карбонатные породы.