|
УДК 550.834(574.12) |
Строение верхнепалеозойских карбонатных отложений в зоне сочленения Прикаспийской впадины и Южно-Эмбенского поднятия
Н. Я. КУНИН (ИФЗ АН СССР), А. Г. БУДАГОВ (Мингео СССР), Л. И. ЛЯХ (Зарубежгеология), Н. В. МИЛЕТЕНКО (НПО Нефтегеофизика)
Открытие Жанажольского и Каратон-Тенгизского газонефтяных месторождений с продуктивными горизонтами в карбонатных подсолевых отложениях значительно повысило внимание исследователей к особенностям геологического строения прибортовой зоны Южно-Эмбенского поднятия, в пределах которой выделяется полоса развития карбонатных пород каменноугольно-раннепермского возраста. За последние годы геологическое строение и палеофациальная обстановка осадконакопления на этой территории были рассмотрены в ряде работ [1,4-6]. Как установлено, указанная полоса карбонатных отложений в течение карбона-перми располагалась в зоне сочленения морских фаций и суши или, иными словами, на континентальной окраине.
В последние годы при расшифровке строения таких палеоокраин широко используются данные сейсморазведки, что является одним из аспектов нового направления истолкования ее результатов - сейсмостратиграфии [7]. Наличие плотной сети сейсмических профилей, отработанных Гурьевской и Турланской геофизическими экспедициями ПГО Казгеофизика вдоль северо-западного склона Южно-Эмбенского поднятия, и низкая интенсивность кратных волн в этом районе создают благоприятные предпосылки для проведения сейсмостратиграфического анализа. Результаты такого анализа пермских терригенных комплексов по площади Тортай показаны нами ранее [3].
В настоящей статье рассматриваются результаты сейсмостратиграфического анализа карбонатных седиментационных тел карбона - перми в зоне сочленения Южно-Эмбенского поднятия и Прикаспийской впадины, охватывающей площади Тортай, Туресай, Тугаракчан, Молодежная.
Материалы бурения на рассматриваемой территории показывают, что на участке Тортай - Туресай происходит принципиальная смена фациального состава каменноугольных отложений, а также выклинивание ряда палеозойских докунгурских комплексов. На Тортайской площади глубокими скважинами вскрывается существенно терригенный, трудно расчленяемый и трудно коррелируемый даже между соседними скважинами нижнепермско-девонский разрез. Юго-восточнее в скв. Г-3 Туресай под юрскими отложениями вскрываются карбонатные отложения нижнего, среднего и верхнего карбона мощностью более 1000 м, а еще далее в скв. 4 и 7 Туресай юрские толщи несогласно перекрывают терригенные серии нижнего карбона - девона [5].
Использование материалов МОГТ в комплексе с данными бурения позволяет существенно уточнить особенности строения палеозойского разреза и, в частности, карбонатных отложений в пределах рассматриваемого района.
На основе сейсмостратиграфического анализа материалов МОГТ может быть осуществлено расчленение разреза осадочно-породного бассейна на комплексы, имеющие специфическую сейсмическую характеристику и различающиеся по геологическому возрасту и особенностям осадконакопления (квазисинхронные седиментационно-сейсмические комплексы - КССК) [2]. В рассматриваемом районе в доюрских отложениях выделены пять КССК, из которых верхний (5-й) включает кунгурокие соли и надсолевые пермские отложения, а комплексы 1-4 объединяют подсолевые терригенно-карбонатные образования верхнего девона нижней перми (рис. 1).
Выделение по особенностям сейсмических записей и по привязке к скважинам комплекса, соответствующего карбонатным отложениям, на палеоконтинентальном склоне позволяет определить границу смены карбонатов кромки шельфа депрессионными фациями, ориентировочно оценить мощности карбонатов и их латеральную изменчивость, ширину выходов карбонатов под эрозионную поверхность и наметить объекты, заслуживающие постановки поискового бурения. В волновом поле МОГТ карбонатный седиментационно- сейсмический комплекс 3 выделяется по клиноформно-сигмоидному типу конфигурации сильных отражающих горизонтов, наличию локальных зон увеличения временной мощности комплекса, клиновидных схождений осей синфазности в направлении к внутренней части впадины, сопровождающихся возрастанием энергии отражений, локальных зон аномально ослабленной энергии отражений во внутренней части карбонатного КССК (рис. 2).
Сейсмическая запись в покрывающем комплексе 4 характеризуется чередованием косослоистых фаций повышенной и пониженной энергии. Отражения этого комплекса ограничиваются поверхностью несогласия типа эрозионного среза, совпадающего с отражающим репером У и П1, в подошве комплексов 5 и 6. Амплитуда, прослеживаемость и период записи сейсмических фаций комплекса 4 изменяются в широких пределах. По материалам привязки к скважинам Тортайской площади этот комплекс включает клиноформы нижнепермских терригенных отложений, имеющие специфический характер распространения по площади [3].
Подстилающий карбонаты комплекс 2 характеризуется согласным субпараллельным поведением отражающих границ при значительной интенсивности сейсмической записи. Сложен он предположительно средне-нижнекаменноугольными преимущественно терригенными образованиями.
Для выяснения особенностей строения сейсмического комплекса 3 нами была проведена корреляция подошвы и кровли этого комплекса, соответствующих, как правило, сейсмическим реперам, обозначаемым различными исследователями индексами П2, С1, К1 б (кровля) и П21, С'', К2 (подошва).
Для анализа особенностей распространения карбонатного комплекса, рассматриваемого как трехмерное седиментационное тело, необходимо построить структурные карты или карты изохрон по его кровле и подошве, а также схему мощностей отложений, заключенных между ними.
Построение карт t0 по кровле и подошве карбонатного седиментационно- сейсмического комплекса на основе данных площадей сети сейсмических профилей МОГТ (рис. 3, А, Б) позволяет проследить особенности его распространения в пределах юго-восточной прибортовой зоны впадины. Времена регистрации кровли этого комплекса изменяются по площади от 1,6 до 2,4 с, закономерно увеличиваясь в северо-западном и юго-западном направлениях. Наиболее резкое погружение поверхности комплекса 3 наблюдается в северо-западном направлении, углы наклона границ достигают здесь 10-15°. Минимальные значения t0 отмечаются в области выхода карбонатов под эрозионную мезозойскую поверхность в осевой части Южно-Эмбенского поднятия.
Подошва комплекса характеризуется моноклинальным погружением во внутреннюю часть впадины. Времена регистрации отражений, совпадающих с подошвой карбонатов, увеличиваются в указанном направлении от 1,8 до 2,4 с. Отмечаемое увеличение времен в юго-западном направлении отображает общее погружение оси Южно-Эмбенского палеозойского поднятия.
Характерное схождение сейсмических границ, совпадающих с кровлей и подошвой карбонатного седиментационно-сейсмического комплекса, в направлении впадины позволяет наметить границу выклинивания карбонатов. Она проходит плавно изгибающейся линией вдоль Южно-Эмбенского поднятия, глубоко вдаваясь во впадину в северном и южном участках исследуемого района. В районе собственно Тортайской площади карбонатный комплекс практически полностью выклинивается в центральной части исследованного бурением участка.
Наиболее резкое сокращение мощности карбонатов с образованием уступов амплитудой Dt0 до 400 мс отмечается в пределах профилей 167-171 (рис. 3, Б). На остальной части площади наблюдается относительно плавное выклинивание карбонатной толщи без видимых раздувов мощностей.
Данные сейсмостратиграфического анализа по профилям МОГТ показывают, что каменноугольные отложения севернее и западнее Тортайской площади представлены зашельфовыми фациями с явлениями некомпенсированного осадконакопления. Об этом свидетельствуют аномальное сокращение интервалов следования волн, повышение энергии и выразительности опорных отражений.
Сейсмические данные дают также возможность проследить границу выхода карбонатного комплекса под мезозойскую эрозионную поверхность и, таким образом, определить ширину зоны развития карбонатных каменноугольных пород непосредственно под юрскими отложениями. По профилю 13, протягивающемуся до скв. 4 Туресай, где на поверхность размыва выходят уже нижнекаменноугольные терригенные породы, ширина указанной зоны составляет 16 км.
В районе профиля 167 (северо-восточная часть площади) ширина этой зоны 20 км. В пределах юго-западного участка исследованной площади ширина зоны достигает 22-30 км. По простиранию зона выходов карбонатных отложений под эрозионную мезозойскую поверхность прослежена на 100- 110 км.
Временная мощность карбонатного комплекса изменяется от нулевых значений в области выклинивания до 300- 400 мс. Ось максимальных значений Dt0 уверенно трассируется по простиранию северо-западного склона Южно- Эмбенского поднятия. Особенности сейсмической записи, отмечаемые на временных разрезах в области повышенных значений Dt0, позволяют предположить наличие здесь рифогенных построек (см. рис. 2). Участки возможного положения рифов показаны на рис. 3, В, и они могут рассматриваться в качестве первоочередных объектов для постановки поискового бурения. Возможность обнаружения рифов на рассматриваемой территории обосновывалась и ранее [8], однако сведения о наиболее вероятном их местоположении получены лишь в результате проделанного анализа материалов площадной сейсмической съемки.
В исследованной части района по характеру волновой картины можно предположить наличие двух областей генерации рифов: южной - более древней (С2, С3) и северной - относительно молодой (P1).
Зона развития рифогенных построек раннепермского возраста совпадает с областью относительно пониженных для карбонатных образований граничных скоростей (5,4 км/с), выделенной по материалам КМПВ (Р.Б. Сапожников и др., 1981 г.). Таким образом, результаты сейсмостратиграфического анализа позволили уточнить область распространения карбонатного седиментационно-сейсмического комплекса и оценить характер его поведения по площади. По ряду признаков удалось выявить и протрассировать зоны развития разновозрастных рифогенных построек. На участках наиболее уверенной локализации рифов рекомендуется заложение поисковых и параметрических скважин. Проводка этих скважин позволит оценить перспективы обширного седиментационного карбонатного тела, развитого на Шолькара- Молодежном участке северо-западного склона Южно-Эмбенского поднятия на площади около 2 тыс. км2. Объем этого карбонатного массива составляет около 1 тыс. км3, что при значительной плотности прогнозных запасов карбонатных отложений в юго-восточной бортовой зоне Прикаспийской впадины позволяет рассчитывать на формирование в выявленных рифогенных ловушках промышленных скоплений УВ.
Рекомендуется бурение поисковых скв. 1 и 2 для оценки Восточно-Шолькаринского массива, самого крупного на рассматриваемой площади. Глубина рекомендуемых скважин составляет 3500 м с учетом вскрытия терригенного разреза на 500 м глубже подошвы карбонатных отложений.
Скв. 3-6 глубиной по 3700 м каждая рекомендуются для вскрытия отдельных вероятных рифогенных массивов. При этом скв. 3, 5 и 6 закладываются на предполагаемую более молодую генерацию рифов (раннепермскую), а скв. 4 - на рифогенный массив в каменноугольном комплексе.
Одновременно с заложением скважин рекомендуется проведение на площади сейсморазведки ОГТ с цифровой регистрацией и обработкой по современным графам с использованием процедур, обеспечивающих выделение локальных изменений кинематических и динамических параметров сейсмической записи, связанных с литологическими неоднородностями разреза.
В первоочередных скважинах рекомендуется проведение АК и ГТК, наряду с другими видами ГИС.
Общая благоприятная региональная позиция карбонатного седиментационного тела определяется его положением на склоне длительно существовавшего Южно-Эмбенского поднятия, на путях латеральной миграции УВ в подсолевых отложениях из погруженных областей Прикаспийской впадины. Зона развития кунгурских соленосных отложений на ряде участков непосредственно примыкает к ареалу распространения карбонатов. Условия аккумуляции нефти в карбонатных ловушках и сохранения месторождений от разрушения во многом определяются наличием экранов в перекрывающих толщах. Этот вопрос в настоящее время по сейсмическим данным не может быть достаточно однозначно оценен, поскольку тонкие литолого-фациальные особенности палеозойских отложений ранее специально не изучались.
По-видимому, более благоприятными для аккумуляции УВ и сохранения залежи являются нижние карбонатные комплексы, перекрытые палеозойскими отложениями и не выходящие под предъюрский эрозионный срез. Можно полагать, что такая ситуация характерна для Восточно-Шолькаринского массива. Карбонатные комплексы раннепермского возраста скорее всего подвергались предъюрской эрозии. Однако достоверные оценки наличия и степени экранирования ловушек могут быть сделаны только в результате проведения рекомендуемых скважин и выполнения нового цикла сейсморазведочных работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глубинная структура зон сопряжения Прикаспийской впадины, Северного Устюрта и южного погружения Уральской складчатой системы / И. Б. Дальян, Р. Б. Сапожников, В. Г. Чистяков, А. Е. Шлезингер. Бюл. МОИП, отд. геол., № 6, 1975, с. 41-56.
2. Кунин Н. Я. Современное состояние сейсмостратиграфии и задачи сейсмостратиграфических исследований в нефтегазоносных бассейнах СССР. М., ИФЗ АН СССР, 1982.
3. Кунин Н.Я., Будагов А.Г., Лях Л.И. Результаты сейсмостратиграфического анализа строения подсолевых нижнепермских отложений в районе площади Тортай, в зоне сочленения Прикаспийской впадины и Южно-Эмбенского поднятия. - Геология нефти и газа, 1982, № 10, с. 35-39.
4. Новые данные о строении подсолевых карбонатных отложений и направление поисково-разведочных работ на нефть и газ на востоке Прикаспийской впадины/Л.Г. Кирюхин, О.С. Обрядчиков, 3. Е. Булекбаев и др. - ЭИ. Сер. геол. методы поиск, и разв. м-ний нефти и газа. М., ВИЭМС, 1980, вып. 8, с. 1-8.
5. Палеозойские отложения пограничных районов Туранской и Русской плит (геоструктура и нефтегазоносность) / В.А. Бененсон, Н.Я. Кунин, М. Н. Морозова и др. М., Наука, 1978.
6. Палеотектонические условия образования подсолевых комплексов Восточного Прикас- пия/ А.Л. Яншин, Ю. А. Волож, И. Б. Дальян и др. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1978, № 7, с. 5-15.
7. Сейсмическая стратиграфия. Пер. с англ, под ред. Н. Я. Кунина и Г. Н. Гогоненкова. М., Мир, 1982.
8. Чепелюгин А. Б., Шереметьева Г. А. Рифогенные ловушки нефти и газа на юго-востоке Прикаспийской синеклизы. - Нефтегаз, геол. и геофиз., 1978, № 1, с. 3-7.
Поступила 2/XII 1982 г.
Рис. 1. Временной разрез ОГТ по профилю 169 на северо-восточном склоне Южно-Эмбенского поднятия (по материалам Турланской геофизической экспедиции).
1-6 - номера сейсмических комплексов
Рис. 2. Схема сейсмических комплексов в зоне сочленения Южно-Эмбенского поднятия и Прикаспийской впадины по направлению Тортай - Туресай.
а - опорные отражающие реперы - границы сейсмических комплексов, преимущественно поверхностей несогласий; б-непротяженные интенсивные отражающие площадки и зоны прекращения их прослеживания; в - кунгурская соленосная толща; г - карбонатные отложения; д - терригенные отложения; е - рифы; 1-6 - сейсмические комплексы
Рис. 3. Результаты сейсмостратиграфического анализа по картированию карбонатного верхнепалеозойского (С2-P1) комплекса на Молодежно-Шолькаринском участке северо-западного склона Южно-Эмбенского поднятия.
А, Б - карты изохрон по кровле (А) и по подошве (Б) карбонатного седиментационно-сейсмического комплекса, В - карта мощностей (в величинах приращений нормальных времен, в с) карбонатного седиментационно-сейсмического комплекса. a, б, в - изохроны третьего КССК: а, б - по кровле комплекса в области развития карбонатов (комплекс 1) и в области распространения депрессионных фаций (2), в - по подошве комплекса; г - изолинии временной мощности третьего КССК; д - граница фациального замещения карбонатных отложений депрессионными; е - граница прослеживания карбонатного комплекса под мезозойскую эрозионную поверхность и смены его к юго-востоку терригенными отложениями; ж - граница выклинивания соленосных отложений P1k; з - сейсмические профили МОГТ; и - участки распространения рифов по материалам интерпретации сейсмических данных МОГТ; скважины: к - вскрывшие докунгурские отложения, л - рекомендуемые поисковые