|
УДК 551.8:551.736.1 (470.44/.47) |
Палеобиогеографический анализ нижнепермских отложений северного борта Прикаспийской синеклизы с целью выделения зон карбонатных коллекторов
Т. К. ЗАМИЛАЦКАЯ, В. А. ГОРОШКОВА (ВНИГНИ)
Методика изучения и прогнозирования первичных (седиментационных) карбонатных коллекторов, основанная на палеобиогеографическом анализе и разработанная на примере нижнепермских отложений восточной части северного борта Прикаспийской синеклизы [1, 2], была использована при изучении одновозрастных оложений его западной части (к западу от Тепловской площади). Известно, что в отличие от обычного литолого-фациального метода палеобиогеографический позволяет детальнее проводить районирование и успешнее выявлять зоны потенциально высокоемких коллекторов, давать более точный и обоснованный прогноз их распространения. Для проведения палеобиоэкологических исследований, составляющих важную часть палеобиогеографического анализа, выделяется наиболее оптимальная группа организмов. В нашем случае ее составляют фораминиферы, характеризующиеся широким распространением, быстрой реакцией на изменение среды, хорошей сохранностью и достаточно частой встречаемостью в керне (При проведении анализа помимо собственных палеонтологических материалов были использованы определения фораминифер палеонтологов ЮУО ВНИГНИ и НВ НИИГГ: Н. Г. Осипенко, И. А. Луньяка, Г. С. Малкиной, С. К. Обуховой, Т. А. Сипко и др.). Ниже приводится сравнительное описание палеобиогеографических зон ассельского, сакмарского и артинского ярусов. При этом даются краткая литологическая характеристика и комплекс фораминифер.
В отложениях всех трех упомянутых ярусов нижней перми отчетливо выделяется малоперспективная для развития коллекторов палеобиогеографическая зона I (см. рисунок). Она характеризуется сходными литологическими и палеоэкологическими признаками. Преобладание темноцветных глинисто-известковых, часто битуминозных, иногда окремнелых пород небольшой мощности с редкими включениями губок, радиолярий и мелких фораминифер позволяет считать Предуральекий прогиб и внутреннюю часть северного борта Прикаспийской синеклизы глубоководными областями. Остальная часть рассматриваемой территории на протяжении всех трех веков соответствовала области мелкого моря и распадалась на ряд палеобиогеографических зон.
Ассельский ярус. Наиболее перспективна для распространения пород-коллекторов с высоким емкостным потенциалом зона II, протягивающаяся вдоль западного борта Предуральского прогиба и северного борта Прикаспийской синеклизы. В ней развиты биогермные известняки, в которых преобладают биогермостроители: мшанки, тубифиты, реже палеоплизины. По составу пород и организмов западный и восточный участки северного борта Прикаспийской синеклизы идентичны; они отличаются лишь соотношением мощностей: для западного характерны большие мощности биотермных массивов (650 м) и малые мощности глубоководных отложений (25-30 м), а для восточного - уменьшенные мощности органогенных построек (390 м) и в 3-4 раза увеличенная мощность глубоководных отложений. Это указывает на неравномерное некомпенсированное прогибание рассматриваемых участков синеклизы.
Значительный интерес в отношении распространения пород-коллекторов представляют зоны III и IV.
Зона III протягивается узкой полосой вдоль зоны II и выделяется по преобладанию детритусово-биоморфных, преимущественно фузулинидовых известняков. Породы пористые, местами мелкотрещиноватые, с богатой и разнообразной фауной, но не имеют органогенных построек. В фораминиферовом комплексе преобладают псевдофузулины. Мощность отложений колеблется от 80 до 200 м. Зона IV - отмели с водорослевыми биостромами-охватывает только северную часть Соль-Илецкого выступа и характеризуется широко распространенными детритусово-органогенными и органогенно-сгустковыми известняками, известняковыми песчаниками с обильными остатками разнообразных водорослей и сильной окатанностью органогенного материала. Здесь встречен тот же псевдофузулиновый комплекс, что и в зоне III, но в сочетании с рифовым сообществом фораминифер, развитым на отдельных участках. В пределах зоны IV расположено Оренбургское газоконденсатное месторождение. На западном участке северного борта Прикаспийской синеклизы аналогичных отмелей не встречено.
К югу от Соль-Илецкой отмели территория почти не освещена бурением, но согласно выявленной закономерности в смене палеобиогеографических зон и установленной многими исследователями [3, 4, 6, 7] приуроченности рифов к длительно существующим разломам можно уверенно трассировать зону II с запада на восток вдоль Аксайского разлома, а зону III - между последним и Соль-Илецкой отмелью. Отдельные рифовые массивы, вероятнее всего, связаны с древними выступами фундамента, выявленными непосредственно к югу от упомянутого разлома [5]. Пробуренные на одном из них Карачаганакские скв. 10, 2, 100 подтвердили наше предположение, вскрыв биогермные известняки раннепермского возраста, включая ассельский ярус.
Зона V располагается к северу от Соль-Илецкой отмели. Она характеризуется обедненным биоценозом и комплексом организмов, в котором преобладают мелкие фораминиферы, фузулиниды же встречаются весьма редко. Наряду с органогенно-детритусовыми и комковато-органогенными известняками здесь широко развиты микрозернистые плотные разности, которые снижают емкостный потенциал отложений этой зоны. Мощность яруса на востоке зоны 120-160 м, на западе она уменьшается от 60 м до нуля благодаря размыву его верхней части.
Наименее перспективна в отношении развития первичных емкостных свойств пород зона VI, соответствующая области моря с незначительно повышенной соленостью и занимающая территорию Бузулукской палеовпадины. Здесь широко развиты первичные микрозернистые доломиты с включением линзочек ангидрита. Присутствуют также органогенные, преимущественно криноидно-фораминиферовые известняки с шубертеллово-псевдоэндотировым комплексом фораминифер и редкими псевдофузулинами. Мощность яруса на востоке зоны 60-80 м, а на западе 170 м.
Сакмарский ярус. Кроме зоны I (относительно глубоководной) здесь выделяется шесть зон, соответствующих области мелкого моря с различной степенью засолонения. Нормальная соленость сохранилась лишь в глубоких частях моря, в Предуральском прогибе, Прикаспийской синеклизе и их бортовых зонах. Наиболее чутким индикатором засолонения служат фораминиферы, видовой состав комплексов которых по сравнению с ассельскими здесь изменился. Крупные фузулиниды встречаются только в первых трех палеобиогеографических зонах (см. рисунок, Б).
Наиболее перспективная в отношении развития коллекторов зона II, как и для ассельского яруса, характеризуется богатым биоценозом и преобладанием псевдофузулин в фораминиферовом комплексе. Однако условия для биогермообразования в сакмарский век были значительно хуже, чем в ассельский. Новых органогенных построек сакмарского возраста не обнаружено. На западном участке борта продолжали развиваться крупные рифовые массивы: Ровенский, Краснокутский, Еруслано-Карпенский, Ершовский и др. Однако мощность самарской части этих массивов в несколько раз уменьшилась. На востоке северного борта Прикаспийской синеклизы, так же как и в южной части Предуральского прогиба, существовавшие с ассельского века биогермные массивы (Иртекский, Оренбургский, Бердянский) прекратили свой рост и оказались перекрытыми мелководными органогенно-детриту- совыми отложениями самарского, возраста. Мощность самарских отложений зоны II колеблется от 80 до 200 м, а в биогермных массивах-от 120 до 320 м.
Зона III характеризуется развитием детритусово-биоморфных, преимущественно водорослево-форамивиферовых я форамяниферовых известняков с псевдофузулиново-псевдоэндотировым комплексом фораминифер. Западная часть северного борта Прикаспийской синеклизы предельно сужена и пространственно coвмещена с зоной II. Это вызвано быстрой сменой условий осадконакопления в сакмарский век. В начале века палеогеографическая обстановка этой части бассейна соответствовала условиям зоны II, а в конце - зоны III. Псевдофузулины на территории совмещенных зон II и III в начале века довольно обильны, в середине - единичны, а к концу века исчезают совсем. Мощность яруса на востоке зоны изменяется от 140 до 240 м, тогда как на западе не превышает 120 м.
Зона IV развития известняков и доломитов с псевдоэндотировым комплексом фораминифер характеризует первую стадию засолонения. На востоке зона занимает довольно обширную территорию, захватывая центральную и северную части Соль-Илецкого выступа, на западе она постепенно сужается и сливается с зоной V, при этом нижняя часть яруса соответствует зоне IV, а верхняя - V. Литологический состав пород меняется с востока на запад от биоморфно-фораминиферовых и органогенно-детритовых известняков к микрозернистым и сгустковым, в разной степени доломитизированным, с прослоями первичных микрозернистых доломитов. Емкостные свойства пород этой зоны в указанном направлении постепенно ухудшаются. Мощность отложений на востоке колеблется от 120 до 200 м, на западе сокращается до 60-30 м.
Зона V, представленная известняками и доломитами с псевдоэндотирово-гломоспировым комплексом фораминифер, отвечает мелководной области моря с повышенной соленостью. На востоке она широкой полосой протягивается параллельно зоне IV, а к западу сужается и, как отмечалось выше, совмещается с последней. Здесь преобладают известняки, в основном пелитоморфные и тонкозернистые, с прослоями органогенно-обломочных разностей, которые и представляют собой пласты-коллекторы. На западе развиты преимущественно доломиты от пелитоморфных до мелкокристаллических с пониженными емкостными свойствами. Мощность яруса на востоке 120-140 м, а на западе не превышает 60 м.
Зоны VI и VII, мелководные, с относительно высокой соленостью, занимают оставшуюся северо-западную часть территории, включая и Бузулукскую палеовпадину. Для обеих зон характерно наличие первичных микрозернистых доломитов и ангидритов и преобладание гломоспир в фораминиферовом комплексе. Зона VII сильнее засолонена, и гломоспировый комплекс фораминифер здесь беднее. Мощность яруса колеблется от 100 до 170 м. На крайнем западе зафиксирован эродированный разрез сакмарских отложений. Мощность их изменяется от 80 м до нуля.
В отношении наличия коллекторов обе зоны малоперспективны.
Артинский ярус. Здесь выделяются те же палеобиогеографические зоны (см. рисунок), что и в сакмарском ярусе. Дальнейший подъем платформы обусловил расширение засолонявшейся части моря (зона VII). Остальные зоны мелкого моря также сместились к югу и востоку, однако площадь их значительно сократилась по сравнению с сакмарским веком. Морской бассейн нормальной солености сохранился в пределах Предуральского прогиба и его бортовой части, а в Прикаспийской синеклизе - только на востоке.
Западнее же Тепловской площади, судя по исчезновению крупных фузулинид, соленость воды была повышенной; засолонение захватило, по-видимому, и относительно глубоководную область (зона I), о чем свидетельствует состав пород (микрозернистые доломиты и ангидриты) и редкие остатки фауны, среди которой отсутствуют стеногалинные формы. Восточнее Западно-Тепловской площади артинские относительно глубоководные отложения обогащены терригенным материалом (прослои аргиллитов и алевролитов), что, возможно, связано с наличием области размыва внутри Прикаспийской синеклизы.
Процесс биогермообразования в артвнский век проходил в бортовой части Предуральского прогиба и на востоке северного борта Прикаспийской синеклизы (Западно-Тепловский, Усовский, Бородинский и Карачаганакский массивы). Биогермообразователями были мшанки, тубифиты, багряные водоросли и прикрепляющиеся фораминиферы - палеонубекулярии, толипаммины и гидроитесы. На западе северного борта синеклизы артинских биогермных массивов не обнаружено. Их отсутствие объясняется исчезновением стеногалинных организмов-биогермообразователей в связи с засолонением этой части моря. Но здесь встречаются биостромные постройки мощностью до 170 м (Ровенский массив), сложенные строматолитами (эвригалинные организмы).
На северном борту Прикаспийской синеклизы, от Западно-Тепловской до Карачаганакской площади, в артинский век происходила быстрая смена фациальной обстановки. Поэтому при палеобиогеографическом районировании были попарно объединены четыре зоны: II с III и IV с V. Западнее Тепловской площади зоны II и III выклиниваются, а объединенные IV и V непосредственно граничат с областью относительно глубокого моря.
Наиболее высокоемкие карбонатные коллекторы приурочены к двум зонам области мелкого моря: II - органогенных построек и III - детритусово-биоморфных известняков с псевдофузулиново-псевдоэндотировым комплексом. Некоторый интерес в этом отношении представляют также зоны IV - детритусово-биоморфных известняков с псевдоэндотировым комплексом и V - известняков и доломитов с псевдоэндотирово-гломоспировым комплексом.
Первичный емкостный потенциал отложений остальных зон, по-видимому, невысок, поскольку в них преобладают хемогенные и сульфатные отложения.
Выводы
1. Палеобиогеографическое районирование нижнепермских отложений западной части северного борта Прикаспийской синеклизы подтвердило закономерность пространственной смены палеобиогеографических зон в каждый из трех веков докунгурской перми, установленную на геологических материалах его восточной части.
2. Наиболее высокоемкие карбонатные коллекторы связаны с палеобиогеографическими зонами II и III, соответствующими областям развития органогенных построек и детритусово-биоморфных известняков. Немного меньшим емкостным потенциалом обладают отложения зон IV и отчасти V, имеющих в основном гранулярный состав и пустоты в органогенных остатках.
3. Наиболее мощные органогенные постройки (зона II) бортовой части Предуральского прогиба и северного борта Прикаспийской синеклизы относятся к ассельскому ярусу; а наименее мощные, ограниченно распространенные только на западе северного борта Прикаспийской синеклизы, - к сакмарскому. Артинские биогермные массивы развиты только на востоке северного борта синеклизы, а на западе лишь биостромы и биостромные массивы.
4. Значительный интерес в отношении возможности скопления УВ представляют собой артинские биогермные постройки, имеющие надежную сульфатогалогенную покрышку.
5. Выклинивание в артинских отложениях западной части северного борта синеклизы зон II и III и соответственно отсутствие биогермных массивов, типичных для зоны II, а также ограниченная площадь распространения зон IV и V, характеризующихся развитием гранулярных пород, снижает перспективность этой территории.
6. Новые данные бурения на Карачаганакской площади подтвердили и уточнили ранее сделанный прогноз относительно расположения зоны (II) развития органогенных построек, фиксирующей положение северного борта Прикаспийской синеклизы южнее Соль-Илецкого выступа. Эта зона приурочена к Аксайскому разлому и наиболее перспективна. Особенно благоприятными для формирования ассельско-артинеких органогенных построек следует считать участки древних выступов фундамента, прилегающих с юга к названному разлому.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Горошкова В.А., Замилацкая Т.К. Палеобиогеографический метод выявления и прогнозирования зон потенциально высокоемких карбонатных коллекторов. - Геология нефти и газа, 1979, № 8, с. 34-39.
2. Горошкова В.А., Замилацкая Т.К. Закономерности палеобиогеографического и палеотектонического размещения органогенных построек в раннепермскую эпоху на территории сочленения Предуральского прогиба и Прикаспийской синеклизы.- Изв. вузов. Геология и разведка, 1980, № 6, с. 1-38.
3. Наливкин В.Д. Связь рифовых массивов Урала с тектоническими структурами. - В кн.: Значение биосферы в геологических процессах. М„ 1962, с. 154-161.
4. Никулин А.В., Оборин А.А. Приуроченность нижнепермских рифов к тектоническим поднятиям в Пермском Предуралье. - Нефтегаз. геол. и геофиз., 1969, № 5, с. 9-11.
5. Новые данные по геологии и нефтегазоносности Яикского свода / С.П. Максимов, И.Н. Капустин, Л.Г. Кирюхин, С.П. Рогова.- Геология нефти и газа, 1981,№ 5, с. 20-27.
6. Рейман В.М. Органогенные фации рифовых областей. - В кн.: Проблемы геологии Таджикистана. Душанбе, 1964, с. 113-125.
7. Хайн В.Е. Рифы и тектоника.- В кн.: Значение биосферы в геологических процессах. М„ 1962, с. 162-170.
Поступила 28/VI 1982 г.
Рисунок Схема палеобиогеографического районирования северной бортовой и прибортовой областей Прикаспийской синеклизы в ассельский (А), сакмарский (Б) и артинский (В) века.
Зоны: а - глубоководных отложений, б - органогенных построек, в - детритусово-биоморфных известняков с псевдофузулиновым комплексом, г - отмелей с водорослевыми биостромами, д - органогенно-детритусовых известняков с редкими фузулинидами, е - известняков и доломитов с шу- бертеллово-псевдоэндотировым комплексом, ж - детритусово-биоморфных известняков с псевдофузулиново-псевдоэндотировым комплексом, з - детритусово-биоморфных известняков с псевдоэндотировым комплексом, и - известняков и доломитов с псевдоэндотирово-гломоспировым комплексом, к - сульфатно-карбонатных пород с гломоспировым комплексом, л - карбонатно-сульфатных пород с обедненным гломоспировым комплексом; м - суша; н - суша островная; о - органогенные постройки: 1 - Ровенская, 2 - Краснокутская, 3 - Ерусланско-Карпенская, 4 - Мокроусовская, 5 - Ершовская, 6, 7 - Южно-Ершовские, 8 - Милорадовская, 9 - Западно-Тепловская, 10 - Усовская, 11 - Иртекская, 12 - Карачаганакская, 13 - Каменная, 14 - Оренбургская, 15 - Раздольская, 16 - Украинская, 17 - Совхозная, 18 - Кызыл-Маякская, 19 - Южно-Мурапталовская, 20 - Северо- Мурапталовская, 21 - Соль-Илецкая, 22 - Бородинская; п - Аксайский разлом, р - границы тектонических выступов в фундаменте: А - Карачаганакского, Б - Троицкого, В - Кобландинского, Г - Тамдымского; I- VII - палеобиогеографические зоны