К оглавлению

УДК 553.98.041:551.762.33:551.73(-925.22)

Подсолевые карбонатные резервуары саратовской части Прикаспийской впадины - новые объекты разведки на нефть и газ

В.И. АЛЕКСАНДРОВ, О.В. ШАТАЛОВ (НВ НИИГГ)

В 70-е гг. в северной бортовой зоне Прикаспийской впадины были открыты месторождения Гремячинское, Тепловское, Западно-Тепловское, Ульяновское, Карпенское и др. Они связаны с ловушками рифового типа пермского возраста. Однако залежи УВ здесь оказались небольшими по запасам. Поэтому во второй половине 70-х гг. разведка нижнепермских рифогенных структур несколько сократилась. Что же касается районов, расположенных к югу от бортового уступа, то подсолевые нижнепермские отложения здесь считались менее перспективными в нефтегазоносном отношении, так как они переходили в маломощные депрессионные фации и в 20-30 км от бортового уступа погружались на глубины труднодоступные для бурения (6000-7000 м). Между тем накопленный в мировой практике опыт по изучению карбонатных фаций свидетельствует, что погребенные карбонатные постройки существуют и во впадинах областей значительного регионального погружения. Самые обширные из этих образований включают крупные морские банки - сложные карбонатные постройки больших размеров и мощностей, образовавшиеся в открытом море вдали от прибрежных склонов [3]. Объект подобного типа выявлен во внутренней прибортовой зоне Прикаспийской впадины, в Уральской области. Это Карачаганакская подсолевая структура, представляющая собой крупный карбонатный массив. Первой же пробуренной скважиной 10-п здесь обнаружено газоконденсатное месторождение, связанное с зоной биогермообразования (рис. 1, а, рис.2, а).

Таким образом, считавшиеся ранее малоперспективными надверейские отложения внутренней части бортовой зоны Прикаспийской впадины представляют значительный интерес для разведки на нефть и газ, и поискам в них залежей УВ необходимо уделять больше внимания. В связи с этим любопытно выяснить причины, почему Карачаганакская структура не была установлена геолого-геофизической службой раньше, ведь в ее пределах было проведено достаточно исследований различными геофизическими методами.

Карачаганакская подсолевая структура располагается в области ярко выраженной соляной тектоники. Северная и восточная периклинали ее находятся в пределах соляных куполов Карачаганакский и Сухоречка, внутреннее строение которых, судя по сейсмическими материалам, характеризуется хорошей слоистостью. Вполне естественно, что четкая клиноформная запись, отмечаемая в низах соли, вызванная резким разрастанием мощности надверейской карбонатной толщи, как сейчас это установлено бурением, в прошлые годы объяснялась наличием внутрисолевых горизонтов и поэтому в переходной зоне купол - мульда корреляция велась по наиболее глубокому горизонту, который принимался за подошву соли. Такая трактовка сейсмического материала базировалась на представлении о геологическом строении бортовой зоны. Например, скв. 2 Аксайская к югу от бортового уступа зафиксировано резкое сокращение мощности надверейской карбонатной толщи, переход ее в депрессионные фации. Отсутствовали материалы, свидетельствовавшие о возможности развития мощных толщ мелководных карбонатных надверейских отложений во внутренней части Прикаспийской впадины. Анализ данных бурения и сейсморазведки МОГТ показывает, что визуально при переходе с купола на юг в соседнюю мульду первый подсолевой горизонт регистрируется почти на одних и тех же временах, т. е. создается впечатление, что он не реагирует на резко различную скоростную характеристику перекрывающей толщи. В действительности это связано с тем, что скоростной эффект от соли здесь компенсируется подъемом кровли подсолевых отложений в южном направлении (в сторону мульды).

На Карачаганакской площади аномальным оказался и характер гравитационного поля. Анализ карты аномалии силы тяжести показал, что бортовая гравитационная ступень, обрамляющая Прикаспийскую впадину с севера и запада, в районе Карачаганакского поднятия разветвляется, образуя аномалию в виде изгиба и расширения изоаномал (см. рис. 1, а). Этот участок ограничивается с севера и юга зонами повышенных горизонтальных градиентов силы тяжести. В пределах же самого Карачаганакского участка поле характеризуется слабым региональным изменением, осложненным локальными аномалиями, обусловленными солянокупольной тектоникой (см. рис. 2, а). Расчетами прямых гравитационных эффектов по ряду сейсмических профилей через Карачаганакскую структуру было доказано, что именно существование крупного и мощного карбонатного массива, расположенного поблизости от борта впадины во внутренней его части, создает аномалии в гравитационном поле (см. рис. 2, а).

Таким образом, проведенный комплексный анализ данных грави- и сейсморазведки на Карачаганакской площади показал, что крупные положительные аномалии силы тяжести во внутренней бортовой зоне Прикаспийской впадины могут быть связаны с образованием во впадине массивов карбонатных пород большой мощности в подсолевых палеозойских отложениях.

Выявление крупной карбонатной банки на Карачаганакской площади позволило иначе интерпретировать геофизические материалы и оценить перспективы поиска нефтегазовых ловушек в северо-западной части внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины. Уже давно замечено, что на фоне мозаики локальных аномалий во внутренней северо-западной части Прикаспийской впадины выделяется определенная региональная зональность гравитационного поля. Непосредственно вдоль борта впадины отмечается зона интенсивных минимумов силы тяжести. С юга она сопряжена с зоной относительных максимумов, расположенной на расстоянии примерно 25-30 км от бортового уступа. Интенсивность минимумов в осевой части по отношению к аномалиям внешней части борта и выявленной зоны максимумов составляет 35-40 мгал. Особенно четко зональность гравитационного поля видна на карте трансформированных аномалий (см. рис. 1, б). Здесь зона минимумов ограничена с севера и юга гравитационными ступенями. Геологическое истолкование природы этих аномальных зон давали многие исследователи. Большинство связывали их в первую очередь с влиянием рельефа фундамента и глубинным строением земной коры [2, 4]. В частности, Ю.П. Конценебин объяснял эти аномалии существованием горстов и грабенов в фундаменте и соответствующих им поднятий и прогибов подсолевого ложа [2]. Для обоснования сделанных выводов он проводил расчеты прямых гравитационных эффектов. Однако другими геолого-геофизическими данными указанная модель строения впадины не подтверждалась. Вместе с тем существование аномальных зон гравитационного поля можно объяснить по-другому. Было доказано, что в бортовой зоне впадины рельеф фундамента практически не оказывает заметного влияния на гравитационное поле, а бортовая гравитационная ступень обусловлена наличием разновозрастных седиментационных карбонатных уступов [5]. Отсюда следует, что не всегда правомерно связывать региональную дифференциацию гравитационного поля впадины с особенностями тектоники фундамента, поскольку глубина залегания его во впадине значительно больше, чем во внешней части бортовой зоны. Поэтому было высказано предположение, подтвердившееся расчетами на моделях разрезов по ряду профилей, о возможной связи крупных положительных аномалий силы тяжести с существованием во впадине карбонатных массивов пород, имеющих значительную мощность.

Анализ сейсмических материалов по северо-западной части внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины, проведенной с учетом возможности развития крупных карбонатных банок, позволил выделить аномальные волны, подтверждающие такое истолкование гравиметрических аномалий.

Например, на одном из сейсмических профилей фиксируется увеличение мощности отложений, перекрываюших интерференционный горизонт. Выделенная волна, отождествляемая нами с кровлей нижнепермских карбонатов (подошвой соли), явно характеризует иной структурный план, чем вышерасположенные отражающие горизонты (см. рис. 2, б). Подобные аномальные сейсмические горизонты на уровне подошвы соли были отмечены нами и на других площадях северной части внутренней бортовой зоны Прикаспийской впадины.

Вероятно, в предкунгурское время описываемые участки были относительно приподняты и на них происходило интенсивное биогермообразование. Поэтому здесь нельзя ожидать получения уверенных, хорошо коррелируемых отражений от поверхности этих морфологических ярко выраженных карбонатных тел на фоне интенсивной солянокупольной тектоники. По-видимому, фрагменты отражений от поверхности этих карбонатных тел будут регистрироваться только спорадически, главным образом в мульдах, где не сказывается отрицательно преломляющая граница соль - надсолевые, и на участках склонов куполов, имеющих одинаковый наклон с поверхностью карбонатных тел. В тех же случаях, когда наклоны соли и поверхности карбонатных банок различны, отражения от их поверхности не будут регистрироваться из-за экранирующего влияния границы соль-надсолевые. Именно этим, вероятно, можно объяснить тот факт, что до настоящего времени не удавалось четко опознать “обратный сейсмический клин” надверейской карбонатной толщи, а были лишь прослежены сравнительно спокойно залегающие горизонты - поверхности терригенных отложений карбона и девона.

Примерные контуры крупной карбонатной банки, названной нами Питерской и намечаемой в каменноугольно-нижнепермской толще карбонатных отложений в северо-западном сегменте Прикаспийской впадины (Саратовская область), показаны на рис. 1, б. Площадь данного объекта 4600 км2.

Следует заметить, что геофизические аномалии Краснокутско-Ершовского участка внутренней части бортовой зоны Прикаспийской впадины привлекали внимание многих исследователей. Весьма интересные геологические результаты были получены здесь благодаря применению корреляционного метода разделения геофизических аномалий, позволившего построить прогнозную структурную карту по кровле подсолевых отложений, на которой южнее борта обозначились две полосы крупных подсолевых структур. Амплитуда последних на некоторых участках составляет 200 м и более [1].

Генетическая природа этих поднятий в настоящей работе не рассматривалась. Однако они попадают в общий контур намеченного нами объекта. Поэтому обширные по площади аномальные зоны во внутренних районах Прикаспийской впадины, подобные описанным выше, следует связывать с морскими карбонатными банками, аналогичными таковым в других крупных нефтегазоносных бассейнах мира (Голден Лейн, Хорсшу и т. п.). Площадь перечисленных объектов составляет сотни и даже тысячи квадратных километров, как и прогнозируемый нами объект в Прикаспийской впадине. Склоны и плоские вершины таких банок напоминают аналогичные элементы крупных карбонатных платформ. В отличие от платформ, примыкающих к кратонам, для которых характерна последовательная смена фаций в направлении бортового склона, глубоководные фации окружают крупные морские банки со всех сторон, а перспективные в нефтегазоносном отношении рифовые фации надежно экранируются соленосной толщей [3]. Мощности карбонатных отложений могут достигать нескольких сот метров, а глубины их залегания предполагаются вполне доступными для современного глубокого бурения. Следовательно, крупные погребенные морские карбонатные банки наиболее перспективны для поисков УВ а Прикаспийской впадине.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Выявление перспективных на газ структур во внутренней бортовой зоне Прикаспийской впадины по комплексу геофизических данных / В.Л. Соколов, М.О. Хвилевицкий, Г.И. Барулин и др. - Геофизический сборник. Изд. Сарат. гос. ун-та, 1979, вып. 2, с. 54-60.
  2. Конценебин Ю.П., Бедик Л.В. Природа гравитационных аномалий Прикаспийской впадины. - РНТС ВНИИОЭНГа. Сер. Нефтегаз. геол. и геофиз. М., 1977, № 8, с. 22-24.
  3. Уилсон Дж.Л. Карбонатные фации в геологической истории. Пер. с англ., М., Недра, 1980.
  4. Фоменко К. Е. Использование гравитационных и магнитных данных при изучении глубинного строения Прикаспийской впадины. - РНТС ВНИИОЭНГа. Сер. Нефтегаз. геол. и геофиз., 1973, № 23,с. 8-15.
  5. Шебалдин В.П., Александров В.И. О геологическом строении бортовой гравитационной ступени Прикаспийской впадины. - РНТС ВНИИОЭНГа. Сер. Нефтегаз. геол. и геофиз. М., 1973, № 8, с. 45-47.

Поступила 23/IX 1981 г.

Рис. 1. Отражение Карачаганакской (а) и Питерской (б) карбонатных банок в гравитационном поле

1 - изолинии трансформированного гравитационного поля в условном уровне; 2 - контуры Карачаганакской (а) и предполагаемой Питерской (б) карбонатных банок; 3 - сейсмические профили; 4 - скважина - первооткрывательница Карачаганакского газоконденсатного месторождения

Рис. 2. Сейсмогравиметрические разрезы по профилям 786105 (а) и 137663 (б)

1 - кривая аномалий силы тяжести: расчетные кривые аномалий: 2 - от первоначального сейсмического разреза, 3 - от сейсмогравиметрического разреза: границы: 4 - сейсмические отражающие, 5 - выделенные в результате комплексного анализа данных гравиразведки и сейсморазведки