|
УДК 551.263.036:551.735.1(470.41-12) |
Особенности формирования бобриковско-радаевских продуктивных отложений юго-востока Татарии
Т. А. ЛАПИНСКАЯ, И. С. ГУТМАН, Г. Э. ОСИПОВА, А. В. ПОСТНИКОВ, А. Ф. ШЕЙНИНА (МИНХиГП)
На основе детального изучения строения залежей высоковязкой нефти в отложениях бобриковского горизонта юго-востока Татарии ранее [1,2] было высказано предположение, что формирование продуктивных пластов здесь во многом определяется тектоническими процессами, происходившими в пределах исследуемых площадей и неоднократно возобновлявшимися.
Влияние этих процессов на характер залегания пород наглядно иллюстрируется следующими примерами. При сравнении разрезов скв. 15956, 15955, 10198 (рис. 1). Алькеевской площади Ромашкинского месторождения видно, что отложения турнейского яруса присутствуют в них в полном объеме и заканчиваются характерной пачкой известняков кизеловского горизонта. Над известняками залегает пачка глин, прослеживаемая во всех скважинах. По геофизическим данным она четко подразделяется на два слоя: нижний елховский и верхний радаевский горизонты. Иногда между ними залегает песчано-алевритовый пропласток, индексируемый в Татарии как С1вв11. Хорошо сопоставляются между собой и породы верхней части разреза. На диаграммах прослеживаются регионально выдержанные две пачки известняков и глины тульского горизонта. Таким образом, исследуемая толща ограничена достаточно четкими реперами снизу и сверху. Это позволяет проследить ее изменения в разрезах скважин.
В скв. 15956 можно видеть слияние трех продуктивных пропластков bb12, bb13 и bbII, в скв. 15955 прослеживаются два пропластка: верхний bbII и средний bb13, из которых продуктивен только второй, а первый практически полностью замещен непроницаемыми разностями. В скв. 10198 следятся те же пропластки, что и в предыдущей. Пласт bbII непроницаем, a bb13 уменьшается по толщине. Сопоставление разрезов упомянутых скважин показывает, что продуктивный пропласток в скв. 15955 и 10198 является аналогом среднего пропластка bb13 скв. 15956. Отсюда следует, что во время накопления осадков нижнего пропластка bb12 в скв. 15956 участок вблизи скв. 15955 не опускался. Он начал погружаться позже, когда отлагались осадки пропластка bb13. Еще позже стал погружаться участок в районе скв. 10198. Условия осадконакопления верхней части разреза в пределах участков скв. 15955 и 10198, судя по наличию в них глинисто-углистых пород-аналогов пласта bbII, были мелководно-застойными.
Из анализа приведенных данных следует, что формирование продуктивных пластов и пропластков бобриковского горизонта происходило при разновременном опускании отдельных участков, связанных с движениями тектонических блоков.
Подобную картину можно наблюдать при сопоставлении скважин Ташлиярской площади (рис. 2). Бобриковские отложения в этом районе залегают на мощном угольном пласте радаевского возраста. Этот пласт, а также нижележащие слои выдержаны по толщине и имеют одинаковые своеобразные геофизические характеристики, позволяющие утверждать, что условия их образования были сходными. Наличие пласта угля в отдельных скважинах свидетельствует о том, что в предбобриковское время на рассматриваемой территории сформировался пенеплен. По характеру изменения разреза пород, подстилающих и перекрывающих радаевскую пачку, можно судить о процессах, происходивших до и после накопления радаевских осадков.
В скв. 7630 бобриковские отложения отсутствуют и тульские глины залегают непосредственно на радаевских углях. Во всех остальных скважинах над этими углями находится пласт bbI причем толщина его и число пропластков в нем различны. Толщина пласта увеличивается за счет появления в разрезах скв. 26782 и 7631 нижнего пропластка bb12, а в скв. 7631 - bb11. Следовательно, участки с большей толщиной пласта bb1 раньше втянулись в погружение, а те, на которых этот пласт отсутствует, его вообще не испытывали.
Совершенно иная картина изменения толщин турнейского яруса наблюдается под радаевской пачкой пород. Из рис. 2 следует, что эта пачка несогласно залегает на породах турне, причем в скважинах с меньшей толщиной бобриковского горизонта толщина осадков турнейского яруса больше, и наоборот. Это свидетельствует о том, что участки с наименее эродированными осадками турне оказались и наименее активными во время формирования бобриковского горизонта. Механизм геологических процессов в этом районе в турнейско-бобриковское время можно представить следующим образом.
С началом елховского времени началось воздымание рассматриваемого региона Восточно-Европейской платформы. При этом его интенсивность на отдельных участках была различной, что привело к неравномерному размыву отложений елховского горизонта и турнейского яруса. Замедление движений того же знака в радаевское время способствовало образованию застойных зон, в условиях которых формировались мощные пачки углей. Опускание, начавшееся в бобриковское время, проявилось в погружении сначала отдельных тектонических блоков, в пределах которых отлагались осадки bb12 (скв. 7631, 26782), затем охватило более обширные участки, где формировались пропласток bb13, а позднее и пласт bbII.
Следует отметить, что разрезы добобриковских отложений (см. рис. 1 и 2) весьма различны. В первом случае бобриковские отложения подстилаются тонким слоем радаевских пород, залегающих на елховских глинах, во втором они располагаются на радаевских углях, которые, в свою очередь, перекрывают крайне сокращенный разрез турнейского яруса. Между тем в обоих случаях условия формирования и особенности залегания бобриковских отложений оказались весьма сходными.
В качестве третьего примера рассмотрим разрезы нескольких скважин Южно-Нурлатского месторождения (рис. 3) разбуренного плотной сеткой эксплуатационных скважин. Разрезы скв. 614, 1020, 1879 и 1871 существенно отличаются друг от друга. Так, в скв. 614 отмечается сокращенный разрез турнейских отложений и увеличение толщины песчаников бобриковского горизонта, в скв. 1879 и 1871 образования турнейского яруса присутствуют почти в полном объеме. Однако в скв. 1879 на елховских глинах залегает мощный пласт bb1 бобриковского горизонта, а в скв. 1871 тот же пласт расположен на мощной радаевской толще, заканчивающейся углями и отложившейся на нетронутых размывом породах турне. Та же радаевско-бобриковская толща, хорошо коррелирующаяся в разрезах скв. 627 и 1871, залегает на размытой поверхности турне, создавая иллюзию так называемого «вреза».
Наличие «вреза» в скв. 1871 над породами турнейского яруса свидетельствует о формировании такого типа разреза в результате тектонических процессов, что хорошо согласуется с предложенной выше схемой образования радаевских и бобриковских отложений.
Резкие изменения полноты разрезов и фациальные переходы в бобриковском и радаевском горизонтах, а также в отложениях турнейского яруса, происходящие на сравнительно небольших расстояниях (сотни метров), вероятно, наиболее логично связывать с блоковыми тектоническими движениями кристаллического фундамента, подстилающего осадочный чехол.
Геологические исследования последних лет, особенно в пределах интенсивно разбуренной Волго-Уральской нефтегазоносной провинции, убедительно свидетельствуют о большом влиянии тектонических подвижек фундамента на формирование осадочного чехла, начиная с отложений терригенного девона и кончая четвертичными.
Для того чтобы проследить связь радаевско-бобриковских условий осадконакопления с тектоническими процессами, изучен каменный материал пород кристаллического фундамента Ивашкино-Малосульчинского месторождения.
В региональном структурном плане Ивашкино-Малосульчинское месторождение приурочено к восточному борту Мелекесской депрессии. Поднятие, с которым связано месторождение, имеет северо-западное простирание и осложнено двумя куполами - северо-западным Малосульчинским и юго-восточным Ивашкинским, разделенными небольшим прогибом северо-восточного простирания.
Анализ детальной корреляции разрезов показал, что на месторождении выделяется три типа разреза. В первом, сходном с разрезами скважин Алькеевской площади, в полном объеме присутствуют отложения турнейского яруса и елховского горизонта, на елховских глинах залегают песчаники bbI3 и bbII. Для второго типа характерен, как и для разрезов Ташлиярской площади, глубокий размыв турнейских карбонатных отложений. Породы малевско-упинского горизонта перекрываются радаевскими и наиболее полно представленными бобриковскими. В последних кроме пропластка bbI3 и пласта bbII присутствует пропласток bbI2. В разрезе третьего типа осадки бобриковского горизонта либо отсутствуют, либо представлены маломощным (1-2 м) глинистым пропластком.
Распространение каждого из указанных типов разрезов по площади месторождения показано на схеме (рис. 4). Разрезы первого типа на Малосульчинском куполе развиты более широко, а на Ивашкинском присутствуют лишь в узкой зоне, напоминающей контуры руслового потока.
Судя по тому, что отложения бобриковского горизонта залегают на подстилающих елховских глинах, толщина которых практически не изменяется ни под бобриковскими отложениями, ни в зонах их отсутствия, условия формирования осадков можно объяснить лишь разновременным опусканием блоков.
Зона размыва турнейских отложений и увеличенных толщин бобриковского горизонта за счет пропластка bbI2 (второй тип разреза) связана прежде всего с Малосульчинским куполом. Это неширокая полоса, протягивающаяся через свод купола в северо-западном направлении. На Ивашкинском куполе этот тип разреза развит локально в виде узкой полосы на его юго-восточной периклинали.
Сходство типов разрезов на разных площадях Татарии - еще одно свидетельство одинаковых условий формирования рассматриваемых отложений, которые могут быть связаны общими и одновременными тектоническими процессами.
Проанализировав закономерности распространения типов разрезов по площади месторождения, можно сделать вывод о том, что на каждом куполе были специфические условия формирования бобриковских отложений, связанные, очевидно, с различиями во внутренней структуре и вещественном составе фундамента.
На основе общих черт строения фундамента, а также фактических данных по керну представилось возможным установить основные элементы его внутренней структуры в пределах Ивашкино-Малосульчинского месторождения. Активность тех или иных зон фундамента тесно связана с его внутренней структурой, находящей отражение в вещественном составе и возрастных соотношениях слагающих его комплексов пород.
В фундаменте выделяются два структурно-вещественных комплекса: архейский и раннепротерозойский. Архейские образования представлены метаморфизованными, главным образом магматическими, породами кислого и основного состава отрадненской и преимущественно терригенно-осадочными образованиями большечеремшанской серий. Обе серии на рубеже 2,8-2,6 млрд. лет претерпели региональный метаморфизм в условиях гранулитовой фации. Архейские толщи слагают линейно-складчатые структуры северо-восточного простирания. Раннепротерозойские отложения выполнены продуктами повторного метаморфизма архейского гранулитового субстрата в условиях амфиболитовой фации, сопровождавшейся интенсивным гранитообразованием. Наиболее полно эти процессы проявились в обширных зонах, охватывающих гранулитовые блоки. Пространственное сочетание разнородных стратиграфических, магматических и метаморфических комплексов пород определяет внутреннюю структуру фундамента, в которой выделяются обособленные блоки, различные по размеру, конфигурации, составу и физическим свойствам» Разделяются блоки шовными зонами древнего заложения, отвечающими тектоническим и метаморфическим границам, разрывным нарушениям, возникшим при перестройке структурных планов в раннем докембрии. На платформенном этапе развития дифференциальные движения блоков происходили по древним шовным зонам, унаследованно сохранявшим высокую тектоническую активность. Движения блоков оказывали воздействие на строение осадочного чехла, контролировали распределение толщин и литофаций терригенных и карбонатных образований.
В пределах рассматриваемой площади выявлена система однородных по составу блоков, разделенных шовными зонами древнего заложения. В архейской структуре выделяется пять полос северо-восточного простирания, сложенных породами различных стратиграфических подразделений (см. рис. 4). Северную часть площади занимает полоса глиноземистых гнейсов и сопутствующих гранитоидов большечеремшанской серии, вскрытых скв. 30, 395, 331, 567. Южнее выделяются полосы преимущественного развития основных (скв. 342, 459, 347) и кислых пород отрадненской серии (скв. 312, 341, 40, 363), частично денудированная - гнейсов большечеремшанской серии (скв. 489) и пород кислого состава отрадненской серии (скв. 319).
Архейские отложения в различной степени были преобразованы в раннем протерозое. Гнейсы большечеремшанской серии существенно перекристаллизованы и гранитизированы, кристаллические сланцы и габброидные породы основного состава превращены в амфиболиты, породы кислого состава (пироксеновые гнейсы) представлены гранитами, плагиогранитами, гранодиоритами (скв. 459, 312, 40, 341). Сравнительно слабо переработанные блоки выделяются в центральной и южной частях площади, где в породах частично сохраняются гранулитовые минеральные ассоциации (скв. 342, 363, 319). Шовные зоны, разделяющие гранулитовые и переработанные блоки, имеют северо-восточное простирание, совпадающее с архейскими структурами и секущее северо-западное. Их сочетание обусловливает угловатую конфигурацию метаморфических границ. С этими зонами связаны разрывные нарушения и разновременные проявления тектонической активности в виде повышенного бластокатаклаза (скв. 40, 347, 319), повышенная проницаемость, выраженная в проявлениях калиевого метасоматоза (скв. 319, 312, 341, 40) и т. д. В палеозойских отложениях эти зоны отмечены повышенной трещиноватостью, следами гидротермальных процессов и вторичных изменений, свидетельствующих об активных проявлениях тектонической деятельности.
Изучение разрезов отдельных скважин показывает, что в единой системе с крупными нарушениями широко развиты многочисленные трещины и локальнее разломы, контролирующие смещения наиболее мелких блоков фундамента.
Проведенные сопоставления строения осадочных толщ и платформенного основания показали, что структурный план и вещественный состав бобриковских отложений находятся в тесной связи с блоковой внутренней структурой фундамента. В целом Ивашкино-Малосульчинская группа поднятий приурочена к региональной зоне тектонических нарушений северо-западного простирания, заложившейся в позднем архее - раннем протерозое. Один из главных разломов этой зоны, выделяющихся во внутренней структуре фундамента, ограничивает поднятие с запада. Особенно важна граница между отрадненской и большечеремшанской сериями, которой отвечают на уровне бобриковского горизонта прогиб, разделяющий южный и северный купола месторождения.
Крупные разрывные нарушения соответствуют границам блоков фундамента разного вещественного состава. В свою очередь, каждый из блоков раздроблен более мелкими разрывными нарушениями, параллельными основным системам разломов. Наибольшую интенсивность движение блоков по этим разломам приобретало в периоды формирования терригенных толщ и, в частности, терригенной толщи нижнего карбона, когда крупные участки Восточно-Европейской платформы испытывали сначала общий подъем, а затем погружение.
Последовательная смена известняков турнейского яруса глинами елховского и затем песчано-углисто-глинистыми образованиями радаевского горизонтов, образующих регрессивную серию осадков, свидетельствует о региональном воздымании платформы в указанное время. Залегающие выше песчаники бобриковского горизонта, глинистые, а затем карбонатные отложения тульского горизонта образуют трансгрессивную серию, отложившуюся в условиях опускания платформы. На фоне общего подъема и сменившего его опускания отдельные участки, связанные с блоками фундамента, испытывали движения разной интенсивности.
Именно этим определялись региональные и локальные условия: формирования осадков, а также размывы отдельных горизонтов, в результате чего возникли разнообразные типы разрезов, фиксируемые в скважинах. Другими словами, на фоне общего воздымания и опускания региона прослеживается влияние разрывных нарушений на двух уровнях. Крупными нарушениями определялись различия на смежных блоках, а более мелкими - локальные изменения внутри блоков.
Представляется, что и в. другие активные периоды формирования терригенных толщ девона и перми также сказалось влияние блоков фундамента разного состава. Косвенно об этом можно судить по резкой литолого-фациальной изменчивости и варьированию толщин терригенной толщи девона в пределах Ромашкинского месторождения. До сих пор связь этих локальных изменений с тектоническими процессами так подробно не рассматривалась.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анализ особенностей формирования поднятий в области развития врезов в отложениях нижнего карбона Татарии/И.С. Гутман, О.Т. Золоев, М.М. Иванова и др. Обзор. Сер. Нефтегаз, геол. и геофиз. М., ВНИИОЭНГ, 1983, вып. 11.
2. Гутман И.С., Осипова Г.Э. Природа повышенных мощностей пластов коллекторов в зонах эрозионных врезов терригенной толщи нижнего карбона Татарии. - Геология нефти и газа, 1983, № 6, с. 6-12.
Рис. 1. Схема сопоставления разрезов скважин Алькеевской площади
Рис. 2. Схема сопоставления разрезов скважин Ташлиярской площади
Рис. 3. Схема ропоставления разрезов скважин Южно-Нурлатского месторождения
Рис. 4. Схема сопоставления зон распространения типов разреза терригенных отложений нижнего карбона с древними тектоническими нарушениями фундамента и слагающими его комплексами пород Ивашкино-Малосульчинского месторождения.
Зоны распространения: 1 - второго типа разреза, 2 - первого типа разреза; 3 - локальные разломы фундамента; 4 - региональные шовные зоны фундамента; скважины, в которых изучены: 5 - разрез терригенной толщи карбона, 6 - породы кристаллического фундамента; блоки фундамента, представленные: 7 - высокоглиноземистыми гнейсами большечеремшанской серии, 8 - породами основного состава (кристаллические сланцы, габброиды) отрадненской серии, 9 - амфиболитами, 10 - породами кислого состава (пироксеновые гнейсы) отрадненской серии, 11 - гранитоидами; 12 - поле развития пород фундамента гранулитовой фации