Терригенный комплекс среднего карбона (мелекесский, верейский и нижняя часть каширского горизонта) в пределах рассматриваемой территории представлен преимущественно глинисто-алевритистыми породами с подчиненными прослоями песчаников и глинистых известняков.

В пределах северо-западного обрамления впадины песчано-глинистые отложения аллювиально-дельтовые [4, 6], их мощность изменяется от 150 до 200 м. Во внутренней части впадины отмечается авандельтовый характер накопления осадков, значительно сокращается доля грубообломочных разностей, появляются глинистые известняки, увеличиваются мощности до 600- 1200 м. Поскольку в каменноугольное время Прикаспийская впадина представляла собой континентальный склон, сочленяющийся с Уральской и Турано-Скифской геосинклинальными зонами [6], последовательность изменения фаций в сторону геосинклиналей и центральной части впадины и замещение терригенных отложений карбонатными находились в прямой зависимости от удаленности от источников сноса ( рис. 1 ).

Исследуемые терригенные отложения авандельтового генезиса имеют особенности строения и литофациального облика: максимальные мощности и повышенная песчанистость разреза отмечены в скв. 3 Мокроусовская (1255 м) и последовательно сокращаются на запад с увеличением глинистости разреза в скв 9 Карпенская (1138 м), скв. 8 Краснокутская (796 м), скв 1 Саратовская (614 м). Такой характер изменения отложений авторы связывают с существованием вдольберегового переноса, перемещавшего терригенный материал на запад от основной зоны разгрузки палеодренажной системы (район скв. 3 Мокроусовская), чем, видимо, обусловлена локализация терригенных палеодельтовых осадков на северо-западном участке Прикаспийской впадины (см. рис. 1 ).

Подобные условия осадконакопления определили качественный состав РОВ, а глубины залегания и температурный режим - степень его преобразованности. Как известно [1-3], качественный состав РОВ и степень его катагенетической превращенности являются основными факторами, определяющими масштабы генерации УВ.

Изучение химического состава РОВ (см. таблицу) терригенных отложений среднего карбона показало, что его нерастворимая часть (НОВ) характеризуется низким содержанием водорода (3-4 %) и соответственно невысоким атомарным отношением Н/С (0,5-0,6). По данным рентгеноструктурного анализа, степень ароматичности составляет 0,7-0,9. Концентрация углерода изменяется в пределах 75-80 %, выход летучих продуктов - 22,6-26,8. Полученные результаты позволяют относить РОВ к гумусовому типу, по-видимому, окисленному в седиментогенезе. При изучении морфологии РОВ под поляризационным микроскопом установлено, что детритные формы ОВ преобразованы. Наиболее часто встречаются фюзенизированные частицы, черные в проходящем и отраженном свете.

Для оценки нефтематеринского потенциала пород был подсчитан коэффициент , предложенный Н.Б. Вассоевичем и И.Е. Лейфманом [1]. Значения его изменяются от 0,2 до 0,4, что также свидетельствует о низком нефтематеринском потенциале РОВ рассматриваемых отложений.

В соответствии с типом РОВ находятся и битуминологические параметры. При невысоком содержании в породе как ХБ, так и СББ отмечается значительное количество гетероэлементов (до 22 %) . Преобладают асфальтово-смолистые компоненты, на долю масел приходится всего 20-30 %. Интересен углеводородный состав масляной фракции. Превалируют метано-нафтеновые УВ (до 55%), содержание ароматических УВ невелико (до 25 %), много смол (до 20%).

Установлена низкая концентрация ХБ и УВ в ОВ (b_ХБ=2-4%, b_УВ = 0,4-1,6%)

По элементному составу НОВ (см. таблицу ) и отражательной способности витринита была определена степень катагенетической превращенности РОВ ( рис. 2 ). В зоне, вскрытой бурением до 4300 м, стадия катагенеза изменяется от MK₁ до МК₃.

Тип и катагенетическая превращенность РОВ позволяют сделать вывод о генерации РОВ терригенного комплекса среднего карбона (в соответствии с низкими значениями ХБ и УВ), главным образом газообразных (метан) УВ.

Несмотря на данные о низком нефтематеринском потенциале РОВ гумусового типа рассматриваемого комплекса, в породах встречены паравтохтонные битумоиды, свидетельствующие о генерации РОВ жидких УВ. Присутствие в породах подвижных битумоидов установлено также методом люминесцентной микроскопии. На контакте глинистых пород с песчаником видно перераспределение УВ из глин в коллектор.

Была проведена количественная оценка масштабов генерации газообразных и жидких УВ. Расчеты производились по методике, предложенной О.П. Четвериковой и М.К. Калинко [7]. Количество эмигрировавших жидких УВ подсчитывалось на основе их современного содержания в породе для зоны, где процессы эмиграции УВ отчетливо не фиксируются (по битуминологическим показателям).

Изучение закономерностей изменения битуминозной части ОВ терригенных пород среднего карбона в процессе катагенетического превращения до стадии МК₃ показало, что с глубиной отмечается некоторое восстановление битумоидов и увеличение их содержания в породе. Естественно, что в таких условиях формулы С.Г. Неручева [5] не могут быть использованы.

Масштабы генерации газообразных УВ оценивались по изменению элементного состава всего РОВ [7]. Расчет удельных плотностей эмигрировавших УВ проводился по зонам с близкими условиями нефтегазообразования.

В связи с тем, что отложения среднего карбона исключительно однородны как по количественному, так и по качественному составу РОВ, зоны подсчета выделялись по степени катагенетической превращенности РОВ и по мощности нефтегазоматеринских пород. К последним были отнесены глинистые породы с содержанием Сорг более 0,4 %.

В результате выполненных расчетов были получены следующие результаты.

1. Количество жидких УВ, эмигрировавших из нефтегазопроизводивших пород терригенного комплекса среднего карбона, невелико (4-100 тыс. т/км²).
2. Содержание генерированного метана возрастает от 40 тыс. т/км² в пределах бортовой зоны, где мощность нефтегазоматеринских пород равна 112 м, а стадия катагенеза МК₁, до 560 тыс. т/км² в районе скв. 14 Карпенская, где h_Нгпп = 1000 м, а стадия катагенеза МК₂-МК₃.
3. По мере погружения пород к внутренним частям Прикаспийской впадины увеличивается относительное количество газообразных УВ (метана).

1. Вассоевич Н.Б., Лейфман И.Е. Об оценке доли водорода, определяющей нефтематеринский потенциал органического вещества. - В кн.: Нефтематеринские свиты и принципы их диагностики. М., 1979, с. 36-46.
2. Генерация углеводородов в процессе литогенеза осадков. Под ред. А.А. Трофимука и С.Г. Неручева. Новосибирск, Наука, 1976.
3. Конторович А.Э. Геохимические методы количественного прогноза нефтегазоносности. М., Недра, 1976.
4. Литолого-фациальные особенности и нефтегазоносность подсолевых палеозойских отложений Прикаспийской впадины и ее обрамления /Л.Г. Кирюхин, С.М. Бланк, Ю.А. Иванов и др. - Труды ВНИГНИ. М., 1979, вып. 212, с. 20-65.
5. Неручев С.Г. Нефтепроизводящие свиты и миграция нефти. Л., Недра, 1969.
6. Федоров Д.Л. Формация и нефтегазоносность подсолевого палеозоя окраинных впадин Европейской платформы. М., Недра, 1979.
7. Четверикова О.П., Калинко М.К. О методах определения количества углеводородов, выделенных нефтегазоматеринскими породами. - Труды ВНИГНИ. М., 1976, вып. 196, с. 98-111.

Таблица

Состав РОВ терригенных отложений среднего карбона (северо-западная часть бортовой зоны Прикаспийской впадины)

Рис. 1. Палеогеографическая обстановка накопления и типы РОВ верхнебашкирско-нижнемосковских отложений Прикаспийской впадины (по материалам А.К. Замаренова, С.В. Яцкевича и др.).

1 - глины; 2 - алевролиты; 3 - песчаники; 4 - карбонатные породы; 5 - области размыва; 6 - границы литологических комплексов; 7 - контуры современного распространения верхнебашкирско-нижнемосковских отложений; 8 - границы палеогеографических обстановок; 9 - направления сноса обломочного материала; 10 - типы РОВ: Г - гумусовый, С - сапропелевый; отложения: 11 - аллювиально-дельтовые, 12 - авандельтовые, 13 - морские терригенно-карбонатные, 14 - морские слоистые карбонатные, 15 - миогеосинклинальные, континентально-морские; I - мелкая часть шельфа; II - прибрежные равнины, временами заливавшиеся морем; III - суша; IV - горная суша ; прямоугольником ограничен район исследования

Рис. 2. Схема катагенетической превращенности РОВ среднекаменноугольных отложений Северо-Западного Прикаспия.

1 - изогипсы средних глубин залегания, м; 2 - бортовой уступ; 3 - границы стадий катагенеза; 4 - скважина и аналитически установленная степень катагенеза