К оглавлению

УДК 553.98:532.5(470.62)

Выявление зон нефтегазонакопления в Западном Предкавказье на основе палеогидродинамических реконструкций

А.А. КАРЦЕВ, С.Б. ВАГИН, Л.К. СЕРЕБРЯКОВА (МИНХиГП), И.А. КОНДРАТЬЕВ (Краснодарнефтегаз)

Западное Предкавказье относится к числу старейших нефтегазоносных районов страны. Согласно исследованиям КраснодарНИПИнефть, СевКавНИИгаза, ИГИРГИ и ВНИГНИ основные перспективы района в нефтегазоносном отношении связаны со значительными глубинами.

Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений в глубокопогруженных зонах представляет собой новый этап в развитии нефтегазовой геологии, отличающийся качественно новым подходом к научному обоснованию перспектив нефтегазоносности.

На территории Западного Предкавказья пробурено более 190 глубоких (4000-6000 м) поисково-разведочных скважин, накоплен достаточно большой геологический материал, благодаря которому можно для обоснования перспективных зон отдельных комплексов пород (коллекторов) учитывать не отдельные признаки нефтеносности, а все предпосылки, благоприятные для образования их залежей.

Анализируя поиски залежей нефти и газа в глубокопогруженных отложениях, можно видеть, что на первом этапе они принципиально не отличались от поисков и разведки в верхних структурных этажах. Практически опоисковывались только антиклинальные ловушки, а на неантиклинальные были пробурены одиночные скважины (Баракаевская, 1956 г.; Южно-Советская, 1962 г.; Кубанская, 1964 г.; Северо-Ладожская, 1972 г.; Тенгинская, 1973 г.).

Несмотря на ряд открытий (Баракаевское нефтегазовое месторождение, Южно-Советское и Южно-Соколовское - газоконденсатные залежи) поисковые изыскания не получили достаточного развития из-за отсутствия научных разработок, конкретизирующих пути миграции и скопления нефти и газа, а также из-за отсутствия структурных планов выклинивающихся комплексов пород.

В то же время в Западном Предкавказье в течение последних 10 лет темпы поисково-разведочных работ снижаются. Это связано с отсутствием подготовленного фонда структур.

В настоящей статье для обоснования перспективных зон нефтегазообразования (ловушек преимущественно неантиклинального типа) привлечен комплекс гидрогеологических и палеогидрогеологических исследований, с помощью которых удалось проследить во времени историю развития региона, что позволило судить о распределении зон нефтегазообразования, о направлениях миграции флюидов (в том числе и УВ) и о расположении зон нефтегазонакопления.

Изучая палеогидродинамические условия в мезозойско-кайнозойских отложениях Западного Предкавказья по методикам М.С. Бурштара и Д.А.Назарова [1] и др. (путем построения серии карт гидродинамических обстановок в верхнеюрском, нижнемеловом, верхнемеловом, палеоценовом, эоценовом, майкопском, миоценовом комплексах осадков), удалось проследить изменение во времени гидродинамических обстановок на различных этапах развития региона. С целью исследования отдельных этапов гидрогеологического развития построены карты палеодавлений по методике О.Б. Барцева [3]. Для районов с недостаточной геологической изученностью произведены расчеты палеодавлений по методике В.М. Добрынина и В.А. Серебрякова [2].

Данный анализ позволил сделать заключение, что на протяжении всей геологической истории в водоносных комплексах наблюдался элизионный тип водообмена, а в Восточно-Кубанской впадине он имел место в верхнеюрском и частично в нижнемеловом и палеоценовом комплексах.

Во всех рассматриваемых комплексах постоянными областями развития зон пьезоминимумов были борта и юго-восточные части Западно-Кубанского прогиба и Восточно-Кубанской впадины, Каневско-Березанский вал, в частности его западное окончание, Адыгейский выступ, а также северные области рассматриваемой территории Западного Предкавказья.

Положение пьезомаксимумов и пьезоминимумов на элизионных этапах дает представление о главных и второстепенных направлениях миграции как самих отжимающихся вод, так и отчасти УВ. От основных зон максимальных давлений миграция вод и УВ могла происходить в направлении зон минимальных давлений в краевые части бассейна. При этом миграция осложнялась промежуточными пьезоминимумами и пьезомаксимумами. С точки зрения нефтегазонакопления важно учитывать располагающиеся вблизи зон максимальных давлений районы сравнительно пониженных давлений, так как в эти первые на пути ловушки будут попадать УВ, в конечном итоге мигрирующие в сторону краевых зон бассейнов - в основные зоны пьезоминимумов. Наличие в водоносном комплексе площадей с пьезоминимумами в сочетании с расположенными на этих участках антиклинальными, литологическими и стратиграфическими ловушками создает наиболее благоприятные условия образования скоплений нефти и газа. В соответствии с изложенным на площади бассейна выделяются три характерные зоны условий формирования, накопления и разрушения нефти и газа (подобные зоны также были выделены Г.П. Якобсоном):

зона а основных палеопьезомаксимумов, где происходит наиболее ранняя отдача вод и УВ нефтегазопроизводящими отложениями бассейна;

зона б основных палеопьезоминимумов - зона конечного приема УВ - краевые области бассейна;

зона в транзита седиментогенных вод и УВ от палеопьезомаксимумов к палеопьезоминимумам - область основного формирования залежей нефти и газа.

Наиболее благоприятны в отношении поисков нефтяных и газовых залежей участки зоны в, особенно если они осложнены пьезоминимумами. Благоприятны также промежуточные участки, расположенные между пьезоминимумами зоны в и пьезоминимумами первой зоны, особенно там, где наблюдаются незначительные перепады давлений в сочетании со структурными, литологическими и стратиграфическими ловушками.

Таким образом, перспективные районы выделяются преимущественно на пути наиболее устойчивой миграции пластовых флюидов к зонам разгрузки или примыкают к ним. В размещении месторождений нефти и газа большую роль играют зоны расположения литологических и литолого-стратиграфических ловушек. Особо благоприятны участки, где зоны выклинивания и стратиграфического несогласия располагаются между устойчивыми областями пьезомаксимумов. В мезозойско-кайнозойских отложениях Западного Предкавказья выделяют несколько крупных зон различного типа выклинивания коллекторов. Наибольший интерес для поисков залежей нефти и газа, связанных с зонами регионального выклинивания и стратиграфических несогласий, представляют отложения юрской системы и нижнего мела, палеоцена, эоцена, Майкопа. На обрамляющих прогибы крупных положительных структурных элементах (Каневско-Березанский вал, Расшеватско-Кропоткинская зона, Армавиро-Невинномысский вал) юрские отложения отсутствуют. В породах этого возраста на всех этапах геологического развития движение седиментогенных вод могло быть в основном направлено из центральных частей Западно-Кубанского прогиба и Восточно-Кубанской впадины к их бортам. Именно на бортах этих депрессий существуют условия последовательного стратиграфического выклинивания и срезания отдельных частей разреза юрских отложений, в том числе и пластов, обладающих коллекторскими свойствами. В верхнеюрских отложениях протяженные зоны выклинивания известны в Восточно-Кубанской впадине, в Западно-Кубанском прогибе и на Тимашевской ступени. Основными толщами, содержащими коллекторы верхнеюрского возраста, являются келловейская терригенная и оксфордская карбонатная.

Литологическое выклинивание келловейских песчаников в Восточно-Кубанской впадине происходит на южном борту. Здесь выделен ряд литолого-стратиграфических ловушек ( рис. 1 ). Все указанные ловушки имеют благоприятное положение по отношению к направлению возможного перемещения отжимающихся флюидов. Особо благоприятны участки, где зоны выклинивания и стратиграфического несогласия располагаются между устойчивыми областями пьезомаксимумов и пьезоминимумов. В этой зоне открыто нефтегазовое Ширвано-Безводненское месторождение.

Как видно на рис. 1 , западный борт Восточно-Кубанской впадины ввиду неблагоприятных гидрогеологических условий бесперспективен для поисков ловушек неантиклинального типа, что подтверждено бурением на площадях Тенгинская, Западно-Юбилейная, Великая.

В Западно-Кубанском прогибе выклинивание келловейских отложений следует ожидать на обоих крыльях Шапсуго-Апшеронского вала и на южном крыле Динского вала. Породы Оксфорда, возможно, выклиниваются на Шапсуго-Апшеронском валу, распространены они севернее Динского вала, а линия их стратиграфического выклинивания расположена в пределах Тимашевской ступени. Эти перспективные районы на протяжении всей геологической истории находились между устойчивыми зонами пьезомаксимумов и пьезоминимумов.

Таким образом, северный борт Западно-Кубанского прогиба, его юго-восточная часть (Шапсуго-Апшеронский вал) и район выклинивания верхнеюрских отложений на Тимашевской ступени, в том числе южный борт Динского вала, являются наиболее перспективными районами для поисков нефти и газа в юрских отложениях. В Восточно-Кубанской впадине и на Адыгейском выступе перспективны для поисков УВ в неантиклинальных ловушках по юрским горизонтам восточный и северо-восточный борта впадины, центральная и южная части Адыгейского выступа, а также район Спокойненского поднятия и Кошехабльской площади (только по верхней юре) в южной и юго-восточной частях впадины.

Стратиграфическое и литологическое выклинивание отдельных частей разреза нижнего мела на территории Западного Предкавказья обусловило возможность формирования крупных ловушек стратиграфического и литологического типов. В восточной части Шапсуго-Апшеронского вала, в пределах его южного крыла, намечено стратиграфическое выклинивание к северу отложений валанжина, готерива и баррема. Вдоль южного края Тимашевской ступени прослеживается выклинивание низов нижнего мела и аптских отложений. Эта линия протягивается от Гривенского палеоподнятия через район южнее Медведовской площади и по южному крылу Динского вала. Намечается выклинивание аптских отложений и на южных складках Каневско-Березанского вала. Вышеназванные зоны выклинивания и несогласия нижнемеловых отложений в Западно-Кубанском прогибе и на Тимашевской ступени находились в благоприятных палеогидрогеологических условиях для формирования там скоплений нефти и газа (глубины 3500-6000 м) между устойчивыми областями пьезомаксимумов и пьезоминимумов.

В платформенной части Западного Предкавказья фиксируется несколько зон выклинивания неокомских, аптских и альбских отложений. Неокомский комплекс выклинивается в северном направлении на северном и северо-восточном склонах Адыгейского выступа в сторону погружения его в Восточно-Кубанскую впадину. Вследствие неблагоприятного сочетания границ выклинивания с палеогидродинамическими условиями неокомских отложений на Адыгейском выступе (выклинивание происходит к северу, а движение вод было возможно там с севера на юг) этот район не представляет интереса для поисков залежей в неантиклинальных ловушках. Бурение на площадях Шунтукская, Ярославская полностью подтверждает это.

Нижнемеловые отложения III горизонта выклиниваются к северу по северному и восточному борту Восточно-Кубанской впадины (от Бесскорбненской площади через Новоалексеевскую и севернее Темиргоевской площади). Южная граница выклинивания намечается на юге Адыгейского выступа. Соотношения направлений выклинивания и возможного движения седиментогенных вод создают благоприятные условия для нахождения залежей нефти и газа в неантиклинальных(литолого-стратиграфических и структурно-литологических) ловушках III нижнемелового горизонта.

Отложения II горизонта нижнего мела также выклиниваются по северному и северо-восточному бортам Восточно-Кубанской впадины, где они по палеогидродинамическим данным могут быть интересными для поисков залежей нефти и газа в неантиклинальных ловушках ( рис. 2 ). Эти ловушки (I-K1-VI-K1) оцениваются положительно.

Отложения I горизонта альба имеют неблагоприятное сочетание границ выклинивания (вниз по региональному уклону) и поэтому мало перспективны для выявления подобных залежей.

Палеоценовые отложения представляют интерес в отношении поисков залежей как в неантиклинальных, так и в сводовых ловушках. На территории северного борта Западно-Кубанского прогиба предполагается ряд несогласий, где возможно обнаружение литологических ловушек. Палеогидродинамические условия в палеоценовых отложениях были наиболее благоприятными на северном и южном бортах Западно-Кубанского прогиба. Названные районы находились, по-видимому, на пути устойчивой миграции седиментогенных флюидов из центральной части прогиба.

На платформенной части Западного Предкавказья намечаются зоны регионального выклинивания палеоценовых отложений (трех пачек коллекторов), где, по некоторым данным, предполагаются литологические заливообразные ловушки (глубина 500-2800 м): Южно-Ростовская, Западно-Кущевская IV, Восточно-Кущевская, Северо-Брюховецкая, Некрасовская, Южно-Хуторская, Ханская и Южно-Чамлыкская II. Все названные литологические ловушки в общем имеют благоприятное положение по отношению к вероятному движению седиментогенных вод. Северо-Брюховецкая ловушка находится на пути вероятной миграции вод из Западно-Кубанского прогиба и Восточно-Кубанской впадины; Некрасовская, Южно-Кужорская, Южно-Чамлыкская II - на пути из Восточно-Кубанской впадины, Ханская - из Западно-Кубанской впадины; Южно-Ростовская, Западно-Кущевская IV, Восточно-Кущевская - из Копанской и Ирклиевской синклиналей, а также, возможно, из Западно-Кубанского прогиба и Восточно-Кубанской впадины.

По степени перспективности эти ловушки можно разделить на три группы: 1) Северо-Брюховецкая, Некрасовская и Ханская, находящиеся в более благоприятной зоне нефтегазонакопления, являются перспективными, 2) Южно-Ростовская, Западно- и Восточно-Кущевские в менее благоприятной зоне б не столь перспективны, 3) Южно-Кужорская, Южно-Чамлыкская ловушки малоперспективны, поскольку они располагаются в области проникновения инфильтрационных вод в палеоценовые породы. С 1975 г. во второй зоне открыты залежи газа в плиоцене на площадях Восточно-Каневская, Ильинская, Николаевская.

Палеогидродинамические исследования эоценовых отложений показали, что особенно широким фронтом воды и УВ могли перемещаться на территории Западного Предкавказья из центральной части Западно-Кубанского прогиба в сторону бортовых зон. Наиболее перспективными в отношении нефтегазоносности могут быть бортовые части Западно-Кубанского прогиба. В платформенной части Западного Предкавказья, по данным СевКавНИИгаза, намечается литологическое выклинивание эоценовых коллекторов (пять пачек). В зонах выклинивания предполагаются ловушки литологического типа (глубина 2000-2100 м): Южно-Чамлыкская I, Бесскорбненская, Северо-Армавирская, Восточно-Кропоткинская, Северо-Березанская, Восточно-Покровская, Западно-Кущевские I, II, III. Эти ловушки находятся в зоне вероятного транзита седиментогенных вод из Западно-Кубанского прогиба, Восточно-Кубанской впадины и отчасти из Копанской и Ирклиевской синклиналей. По степени перспективности их можно разделить на три группы: перспективны - Северо-Березанская, Восточно-Крыловская, находящиеся в зоне в; менее перспективны - Западно-Кущевские I, II, III, Северо-Незамаевская, Восточно-Покровская, располагающиеся в зоне б; малоперспективны - Восточно-Кропоткинская, Бесскорбненская, Северо-Армавирская. Малая перспективность Восточно-Покровской ловушки определяется противоположным направлениям изгиба линии выклинивания коллекторов и вероятного движения флюидов. Бесскорбненская, Северо-Армавирская ловушки оценены малоперспективными в силу расположения их в зоне проникновения инфильтрационных вод в эоценовые отложения.

Определенный интерес для поисков нефтяных и газовых месторождений имеет майкопская толща. Наиболее перспективны зоны выклинивания майкопских отложений на северном и южном бортах, а также в юго-восточной части Западно-Кубанского прогиба (глубины от 2500до 5000 м), которые находились на пути устойчивой миграции вод из центральной части прогиба.

Перспективы обнаружения залежей УВ могут быть связаны и с северной линией выклинивания хадумских песков (между Усть-Лабинской и Медведовской площадями), так как зона их распространения находилась на пути вероятной миграции седиментогенных вод из Западно-Кубанского прогиба. Палеогидродинамические условия южной границы распространения хадумских песков неблагоприятны для формирования залежей нефти и газа, так как движение седиментогенных вод, по-видимому, происходило в северном направлении, а выклинивание хадумских песков в этой части наблюдается в южном направлении.

С учетом изложенных перспектив нефтегазоносности по гидрогеологическим и палеогидрогеологическим данным на территории Западного Предкавказья на 1980-1985 гг. намечен большой объем геофизических работ (сейсмических) по картированию неантиклинальных ловушек на северном и южном бортах Западно-Кубанского прогиба и на южном борту Восточно-Кубанской впадины.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Бурштар М.С., Назаров Д.А. Методика построения региональных схематических карт палеогидродинамической обстановки. - Сов. геология, 1970, №9, с. 19-33.
  2. Добрынин В.М., Серебряков В.А. Прогнозирование зон повышенного пластового давления флюидов в элизионных водонапорных системах. - Геология нефти и газа, 1974, № 9 , с. 55-61.
  3. Никоноров А.М., Волобцев Г.П., Барцев О.Б. Палеогидрогеологические реконструкции нефтегазоносных бассейнов. М., Недра, 1975.

Поступила 15/Х 1979 г.

Рис. 1. Схематическая карта перспектив нефтегазоносности верхнеюрских и нижнемеловых отложений.

Тектонические элементы:

ЗКП - Западно-Кубанский прогиб, ТС - Тимашевская ступень, АВ - Адыгейский выступ, ВКВп - Восточно-Кубанская впадина, РКЗп - Расшеватско-Кропоткинская зона поднятий, КВл - Каневский вал, БВл - Березанский вал, КС - Копанская синклиналь, ИС - Ирклиевская синклиналь, ЛС - Ладовская синклиналь, KB - Калниболотский выступ, РВ - Ростовский выступ, ДВ - Динский вал, ШАВл - Шапсуго-Апшеронский вал. 1 - границы структурных элементов; залежи: 2 - нефтяные, 3 - газовые, 4 - газоконденсатные; 5 - стратиграфическое выклинивание келловейских отложений; 6 - южная граница выклинивания келловейских песчаников; 7 - линия выклинивания оксфордских отложений; предполагаемые ловушки литологического и стратиграфического типов: 8 -в верхнеюрских (I-I3-XIII-I3), 9 -в нижнемеловых (I-K1-VI=K1) отложениях; линии выклинивания: 10- неокомских отложений, 11 - I горизонта нижнего мела, 12 - II горизонта нижнего мела, 13 - III горизонта нижнего мела; наиболее перспективные районы: 14 - в верхнеюрских отложениях (на глубинах в ВКВп - 1500-5000 м и в ЗКП - 3500-6000 м), 15 - в нижнемеловых отложениях (на глубинах в ВКВп - 1000-3500 м и в ЗКП - 3000-6000 м)

Рис. 2. Схематическая карта перспектив нефтегазоносности палеоцен-эоценовых и майкопских отложений.

1 - месторождения: а - нефтяные, б--газонефтяные, в - газовые; зоны предполагаемого развития ловушек: 2 - неантиклинального типа в палеоценовых отложениях северного склона ЗКП, 3 - литологических в палеоценовых отложениях, 4 - литологических в эоценовых отложениях; линия выклинивания: 5 - нижне-среднемайкопских отложений, 6 - хадумских песчаников; 7 - зона развития тектонически экранированных ловушек; 8 - наиболее перспективные участки палеоценовых отложений; 9 - наиболее перспективные участки майкопских отложений. Зоны развития ловушек (П - перспективные, МП - менее перспективные, МлП - малоперспективные): 1 - Западно-Кущевская - Pg1 (МП), 2 - Западно-Кущевская - Pg2 (П), 3- Западно-Кущевская III - Pg2 (МП), 4 - Южно-Ростовская - Pg1 (МП), 5 - Западно-Кущевская I - Pg2 (МП), 6 - Восточно-Кущевская I - Pg1 (МП), 7 - Восточно-Крыловская - Pg2 (П), 8 - Северо-Незамаевская - Pg2 (МП), 9 - Восточно-Покровская - Pg2 (МП), 10 - Северо-Березанская - Pg2 (П), 11 -Восточно-Кропоткинская -Pg2 (МлП), 12 - Северо-Брюховецкая Pg1 (П), 13 - Некрасовская - Pg1 (П), 14 - Барановская - Pg2 (МлП), 15 - Северо-Армавирская - Pg2 (МлП), 16 - Ханская - Pg1 (П), 17 - Южно-Чамлыкская - Pg1 (МлП), 18 - Бесскорбненская - Pg2 (МлП), 19 - Южно-Кужорская - Pg1. Тектонические элементы (аббревиатура) см. на рис. 1