К оглавлению

УДК 55:553.98(477.5)

Новые данные о геологическом строении и прогнозировании нефтегазоносных ловушек ДДВ

В.К. ГАВРИШ, А.И. НЕДОШОВЕНКО (ИГН АН УССР), М.А. ДЕМИДОВА, Л.В. КАЛАМКАРОВ (МИНХиГП)

Проведенные в последние годы буровые, сейсморазведочные, гравиметрические и аэрокосмические исследования показывают, что ДДВ дислоцирована многочисленными различно ориентированными глубинными разломами, влияющими на тектоническое районирование и распространение локальных нефтегазоносных структур. Эти разломы трассировали по-разному. Однако анализ геолого-геофизических материалов и дешифрирования аэрокосмических снимков позволил уточнить направление выделенных ранее и трассируемых впервые разломов.

Группирование самостоятельно развивающихся глубинных разломов, обладающих автономной тектонической активностью и подкоровым заложением, способствовало образованию поперечных седловин, разделяющих ДДВ на деснянскую, удайско-сульскую и пселско-орельскую части. Две последние разграничиваются Пселско-Ворсклянской седловиной, с ориентировкой которой совпадает Криворожско-Крупецкая зона утолщенной коры [11]. В этой зоне на Украинском щите и в Крыму мощность коры увеличивается соответственно до 55 и 60 км, а в приосевой части ДДВ сокращается до 30 км. Причем ориентировка этого локального сокращения совпадает с простиранием ДДВ, что, видимо, обусловлено глубинными процессами, связанными с формированием Днепровско-Донецкого рифта (ДДР) [3] или палеорифта [11]. Пселско-Ворсклянская седловина окаймляется на западе Криворожско-Комаричским, а на востоке Верховцевско-Льговским глубинными разломами [3], положение которых несколько уточнено проведенным в последние годы дешифрированием аэрокосмических снимков. Простирание этих разломов согласуется с направлением региональных и локальных разрывов, осложняющих поверхность докембрийского фундамента (рис. 1), причем региональные разрывы, зафиксированные в Криворожско-Комаричском разломе, смещаются на 10-20 км к востоку.

В.Б. Соллогуб и А.В. Чекунов на основании данных ГСЗ трассируют этот разлом несколько западнее, чем показано на рис. 1. Все это позволяет предполагать, что рассматриваемый разлом не узкая полоса, а свойственная глубинным разломам широкая (до 30 км) мобильная зона региональных разрывов, подвижки отдельных блоков вдоль которой в разное время проявлялись неодинаково.

В формировании Пселско-Ворсклянской седловины, очевидно, принимали участие также Болтышско-Обоянская [3] и Хорольско-Россошинская региональные глубинные структуры соответственно северо-восточного и близширотного простирания. Первая из них совпадает с мантийным разломом, протягивающимся от Новотроицкого до Кишинева, Фокшан, Бухареста и Софии [11]. К нему приурочены также мезозойские вулканические излияния в Оболонском и Болтышском грабенах [3].

Из указанных разломов наиболее изучен Криворожско-Комаричский, рассекающий Украинский щит, ДДВ и Воронежскую антеклизу [3, рис. 14]. В Криворожском районе примыкающий к разрыву регионально вытянутый узкий (до 6-8 км) синклинорий заполнен протерозойскими метаморфизованными аспидными и филлитовыми сланцами, железисто-кварцевыми роговиками и другими крепкими породами мощностью 8 км и более. В северной части разлома, в районе с. Комаричи и Шаблыкино, также развит узкий (7-10 км) Комаричский грабен, выполненный волынскими и рижскими отложениями мощностью до 175 м. В пределах ДДВ к указанному разлому приурочены девонские вулканические образования. Все это дает основание предполагать, что Криворожско-Комаричский и другие глубинные разломы, осложняющие Пселско-Ворсклянскую седловину, обладали повышенной прочностью, создавая жесткий блок, более стойкий при рифтогенезе, чем примыкающие к нему Лохвицкий и Кардовский интенсивно погружающиеся блоки. Это свидетельствует о том, что группирование взаимно пересекающихся глубинных разломов способствовало формированию Пселско-Ворсклянской седловины.

Хорольско-Рассошская региональная глубинная структура выделяется А.И. Недошовенко и Е.С. Петровой по данным дешифрирования аэрокосмических снимков. На отдельных участках (северо-восточнее Кибинцевского и юго-западнее Котелевского месторождений) к ней приурочены региональные разломы в поверхности докембрийского фундамента (см. рис. 1).

На юго-западе и юго-востоке Пселско-Ворсклянская седловина обособлена соответственно Припятско-Манычским и Барановичско-Астраханским парными глубинными разломами, ограничивающими ДДР [3]. Поэтому рассматриваемая седловина как бы вложена в рифт и делит его на два сегмента: Удайско-Сульский и Пселско-Орельский. По поверхности пород докембрия она имеет форму седла (см. рис. 1). В центральной, наиболее узкой и погруженной части эта поверхность, по данным М.Г. Манюты и других, находится на абсолютной отметке -8,5 км, где выделяется Покровский выступ близмеридиональной ориентировки, совпадающей с простиранием Криворожско-Комаричского разлома. К северо-западу поверхность фундамента погружается до -10,75 км в Лютенском прогибе, а к юго-востоку до -11,75 км в Солоховском прогибе; к юго-западу и северо-востоку поверхность воздымается соответственно до 2 и 4 км в зонах краевых глубинных разломов и до 1 и 3 км на бортах ДДВ. При этом моноклинальный подъем осложняется многочисленными продольными и поперечными разломами, что необходимо учитывать при прогнозировании тектонически экранированных ловушек УВ. В зонах краевых глубинных разломов четко выраженных внутриразломных мульд и грабенов, подобных Синевской мульде (см. рис. 1), не выделяется. Только южнее Миргородского и Надеждинского приразломных выступов, где фундамент находится на отметках -3,7 и -5,2 км, обосабливаются небольшие грабены глубиной до 700 м, очевидно, выполненные соленосными образованиями.

На северо-восточном борту ДДВ в створе Пселско-Ворсклянской седловины выделяются Лебедянский и Правдинский выступы, к которым примыкают соответственно Новотроицкий и Груньский выступы. Последние, в свою очередь, находятся в зоне Криворожско-Комаричского и Верховцевско-Льговского глубинных разломов. На южном борту ДДВ к Криворожско-Комаричскому разлому приурочены Белоцерковский и Кременчугский выступы докембрийского фундамента.

В накоплении пород осадочного чехла, с которыми связана промышленная нефтегазоносность рассматриваемого региона (см. рис. 1), фиксируются два этапа: рифтогенный (позднедевонский) и синеклизный (каменноугольный-антропогеновый) [5]. На литолого-фациальный состав верхнедевонских образований, мощность которых уменьшается в приосевых и периферических частях Пселско-Ворсклянской седловины, влияли глубинные разломы. Вулканогенные щелочно-базальтоидные породы, характерные для Восточно-Африканского и других рифтов, представленные диабазами, базальтами, туфами, туфобрекчиями и конгломератами, переслаивающимися с песчаниками и аргиллитами, вскрыты на Новотроицком (скв. 1), Белоцерковском (скв. 233 в зоне Криворожско-Комаричского разлома), Миргородском (скв. 238), Ромадановском (скв. 482) и Богачанском (скв. 231, в зоне Болтышско-Обоянского разлома) выступах докембрийского фундамента. Вдали от разломов девонские образования сложены аргиллитами, известняками, песчаниками и каменной солью, причем последняя в пределах седловины находится в нормальном пластовом залегании лишь на отдельных участках. В наиболее погруженных блоках (Сагайдакская, Радченковская площади) накапливались более мощные, смятые в складки соленосные толщи, которые за пределами седловины образовали редкие соляные штоки (Гассенковский, Лейковский). На выступах и соляных куполах верхнедевонские отложения в значительной степени размыты.

Нижнекаменноугольные и вышележащие породы синеклизного этапа развития ДДВ слабо осложнены соляными куполами и штоками, но в значительной мере - локальными и региональными разрывами поперечной к простиранию рифта ориентировки, иногда совпадающей с направлением древних докембрийских глубинных разломов. На седловине размыты краматорские отложения, а на Солоховском и Сагайдакском поднятиях нижнепермские и верхнекаменноугольные. Редуцированные мощности и более высокое залегание осадочных комплексов, не испытавших интенсивного погружения, видимо, сказались на распределении фазового состояния залежей УВ Пселско-Ворсклянской седловины, где нефтяные залежи перемежаются с газовыми и газоконденсатными (Радченковское, Сагайдакское и другие месторождения).

В краевых частях Пселско-Ворсклянской седловины выявлено свыше 35 месторождений нефти и газа (см. рис. 1). Они приурочены к породам широкого стратиграфического диапазона - от девонских (Козиевское, Сагайдакское месторождения) до юрских (Солоховское, Руновщинское, Рыбальское). Однако основные скопления УВ в нефтепроизводящих нижнекаменноугольных горизонтах зафиксированы на всех месторождениях. Определить какую-либо закономерность влияния глубинных разломов на расположение нефтяных или газовых месторождений не представляется возможным. К Болтышско-Обоянскому разлому, например, приурочены нефтяное (Кибинцевское), нефтегазовые (Тимофеевское, Малосорочинское) и газовое (Новотроицкое) месторождения, к Верховцевско-Льговскому - газовые (Опошнянское, Матвеевское, Руденковское, Новониколаевское) и нефтегазовые (Рыбальское, Решетняковское).

Таким образом, высказывание сторонников неорганического синтеза нефти о прямом влиянии глубинных разломов на размещение скоплений нефти или газа не подтверждается. Последнее в целом согласуется с катагенезом ОВ. В зоне позднего катагенеза [4] зафиксированы только газовые месторождения (Степовое, Машевское, Опошнянское и др.), в зоне среднего катагенеза - нефтегазовые (Радченковское, Харьковцевское, Тимофеевское), а в зоне раннего катагенеза - только нефтяные (Прокопенковское, Кибинцевское и др.).

Вместе с тем в зонах глубинных разломов развиты многочисленные региональные и локальные разрывы, а также отмечаются литолого-фациальные изменения палеозойских отложений, что благоприятствует формированию неантиклинальных ловушек, комбинированных со слабовыраженными структурами как в регионально нефтегазоносных каменноугольных, так и в девонских образованиях. Особого внимания заслуживает центральная часть Пселско-Ворсклянской седловины размером 60x70 км, где в каменноугольных и девонских отложениях современными методами сейсморазведки крупных поднятий пока не выявлено. Концентрировать же здесь дорогостоящие сейсморазведочные работы без предварительного изучения района по данным более дешевых методов экономически нецелесообразно. Поэтому наряду с улучшением методики сейсморазведочных работ необходимо привлечь палеоструктурно-геологические, аэрокосмические, палеоструктурно-сейсмокинематические, гравиметрические и другие методы [8]. Комплексное изучение территории Пселско-Ворсклянской седловины такой методикой было проведено по профилю Великая Богачка - Лебедин (рис. 2), что позволило получить новые данные о геологическом строении седловины и наметить перспективные объекты на нефть и газ.

Прогнозирование по гравиметрическим материалам проводилось по результатам съемки масштаба 1:200 000 с помощью полного нормирования градиента Gн (XZ) [1], в основе вычисления которого лежит разложение функций Dg(XZ) в ряд Фурье с различным числом его членов (N) или гармоник. Расчеты производились по профилю длиной 190 км до глубины 20 км с шагом интерполяции 2 км при N от 5 до 50. Всего построено и проанализировано 20 вариантов синтезируемых полей Gн (X, Z).

В поле Gн (X, Z) при всех гармониках по характеру аномалий четко фиксируется переход от бортов ДДВ к ДДР. А именно, малоинтенсивные изометрические аномалии на бортах впадины сменяются четкими интенсивными аномалиями в пределах рифта. Кроме того, на большинстве вариантов полей (при N от 34 до 50) отчетливо проявляются максимумы, соответствующие Богачанскому и Новотроицкому выступам на Болтышско-Обоянском разломе, и минимум, отражающий Лютенский прогиб.

Совокупность полей Gн (X, Z) позволила выделить ряд аномалий, устойчиво проявляющихся при многих гармониках, проследить области их локализации и найти по наибольшему или наименьшему значению экстремума при определенном N особые точки функции, которые характеризуют положение в плоскости XZ аномалиеобразующего тела.

Для определения природы аномалий были использованы данные геолого-геофизических исследований, проводимых на территории ДДВ, а также опыт интерпретации полей Gн (X, Z), накопленный в лаборатории ЭРСОМИНХиГП [2, 6, 8, 10], и результаты модельных расчетов, проведенных во ВНИИгеофизике И.С. Елисеевой [7].

При нанесении особых точек выявленных аномалий на геологический разрез, изученный методами КМПВ и MOB, замечено (рис. 3), что из 15 минимумов особые точки восьми из них приурочены к поверхности фундамента , а пяти - к условным и отражающим горизонтам девонской системы .

При рассмотрении устойчивых аномалий, четко фиксируемых на многих гармониках, с реализованными особыми точками функции можно отметить следующее: максимумы III и IV, выделяемые в пределах рифта в юго-восточной части профиля, представляющие собой единую аномалию при ряде гармоник, в своих экстремальных размерах соответствуют - Богачанскому выступу фундамента, соответствующему южной части Болтышско-Обоянского разлома. Особые точки отмеченных максимумов находятся в толще фундамента на глубине 8-12 км, что может свидетельствовать о проникновении разломов в консолидированную кору, а также о наличии плотностной границы внутри нее на уровне 8 км, так как на том же уровне находится и особая точка минимума 8, фиксируемого в области точек 36, 37 расчетного профиля (см. рис. 3). Минимум 8 четко прослеживается почти на всех гармониках и имеет несколько особых точек, верхняя из которых по данным КМПВ соответствует поверхности фундамента, а нижняя располагается внутри фундамента на глубине 12 км. Эта аномалия соответствует разлому, ограничивающему с северо-востока линзу соли, формирующую Великобогачанское поднятие. Создается впечатление, что этот разлом способствовал миграции соляных масс и образованию Великобогачанской структуры.

Следующей устойчивой, выделяемой на профиле аномалией является минимум 9. Ось стабилизации его с глубиной смещается к северо-востоку. Особые точки располагаются в толще фундамента, верхняя (на глубине 8 км) тяготеет к разлому, ограничивающему соляные массы Радченковского поднятия. В отличие от остальных штоков ДДВ; пересеченных расчетными гравиметрическими профилями [2, 6, 8, 10], соляное тело, осложняющее Радченковскую структуру, не находит четкого отражения в полях Gн (X, Z) в виде вертикальной цепочки условных центров минимумов. Это связано, вероятно, с тем, что соленосные фации в ядре купола чередуются с диабазами (скв. 100).

Далее по профилю к северо-востоку прослеживаются еще четыре устойчивых минимума (10-13), особые точки которых образуют характерные для соляного штока [6] вертикальные цепочки, располагаясь при этом на поверхности девонской толщи, внутри нее, на поверхности фундамента и в его толще на глубинах от 6 до 12 км (см. рис. 3). Это позволяет выделить в изучаемом разрезе Лютенской впадины четыре погребенных штока.

Расположение особых точек минимума 10 Gн (X, Z) свидетельствует о том, что высота предполагаемого здесь штока должна быть не менее 2 км, а в центре купола до 4 км. По данным сейсморазведки и бурения в отложениях нижнего карбона (горизонт Vb3) над ним намечается Кошевойское погребенное куполовидное поднятие диаметром более 2 км и амплитудой до 100 м. Скв. 107 на глубине около 5 км вскрыла газоконденсатный продуктивный горизонт в верхнем визе. В настоящее время месторождение разбуривается объединением Укрнефть. По мнению геологов ПО Полтаванефтегазгеология (М.И. Бланк, О.Н. Руденко, Г.С. Брайловский), генезис Кошевойского поднятия связан с раздувом девонской соли, что не противоречит нашим данным.

Материалы сейсморазведки в области минимума 11 Gн (X, Z) свидетельствуют о наличии здесь в нижнекаменноугольной толще по горизонту Vb3 (нижний визе) Перевозовского перспективного поднятия, соизмеримого с предполагаемым штоком. Причем поверхность фундамента осложнена разрывным нарушением (см. рис. 2 и 3).

В области минимума 12 Gн (X, Z) в палеозойской толще по горизонту Vb3 изогипсой -6050 м оконтуривается Восточно-Млинское поднятие, примыкающее с северо-запада к предполагаемому штоку (см. рис. 2). Возможно, указанный шток осложняет его юго-восточную периклиналь.

Между минимумами 12 и 13 фиксируется устойчивый максимум VI, особые точки которого располагаются на уровнях, соответствующих поверхности девонской толщи и фундамента. Характер этой аномалии свидетельствует о возможном наличии здесь приразломной блоковой структуры [6]. По данным расчета аномалий вертикального градиента силы тяжести здесь выявлен максимум VZZ в пределах которого западнее намечаемого блока по Gн(X,Z) в результате переинтерпретации полевых сейсмических исследований УкрНИГРИ выявлено незамкнутое Запсельское поднятие.

Характер минимума 13 также позволяет интерпретировать его как глубокопогребенный шток, над которым может быть развито локальное поднятие в нижнекаменноугольной толще, представляющее интерес для проведения поисково-разведочных работ на газ и нефть.

Далее на профиле фиксируется интенсивный максимум VII, особые точки которого располагаются в девонских отложениях и в фундаменте на глубинах 6 и 8 км. Его генезис связан с присутствием эффузивов в девонской толще и Новотроицким выступом фундамента. Характер этого максимума свидетельствует о наличии здесь разрывного нарушения в зоне Болтышско-Обоянского разлома, по которому, вероятно, и происходило излияние эффузивов.

Обращает на себя внимание, что особые точки большинства выделяемых на профиле устойчивых аномалий располагаются глубже поверхности фундамента (минимумы 8-11 и 13, а также максимумы III-V и VII). Это свидетельствует о том, что поверхность фундамента находится ниже намеченного на схеме положения (данные ПО Укргеофизика).

Таким образом, расчеты полного нормированного градиента силы тяжести по профилю Великая Богачка - Лебедин позволили выявить ряд новых глубокопогребенных соляных штоков в пределах Лютенского прогиба, с развитием которых связан генезис Кошевойского, Перевозовского и Восточно-Млинского поднятий, закартированных сейсморазведкой, а также выделить новые структурные объекты, представляющие интерес для поисков нефтегазовых месторождений (см. рис. 2, 3). Эти объекты были сопоставлены с результатами комплексной интерпретации аэрокосмической информации, проводимой в ИГН АН УССР. В центральной зоне ДДР на основании дешифрирования аэрокосмических материалов и их палеоструктурно-геологической интерпретации выделяется ряд линейных и концентрических фотоаномалий, часть из которых совпадает с изученными сейсморазведкой и бурением складками в породах нижнего карбона осадочного чехла, а часть по геологическим, геофизическим и геохимическим показателям отнесена к прогнозным. Прогнозные участки, расположенные на профиле Великая Богачка - Лебедин, совпали с предполагаемыми структурными объектами, выделенными по результатам пересчета гравитационного поля. Таковы Лютеньковская и Западно-Зеньковская структуры (см. рис. 2, 3). Кроме того, отчетливо совпадают также и тектонические нарушения, предполагаемые здесь по аномалиям GH (X, Z) и аэрокосмическим данным. Выполненное в регионе прогнозирование локальных нефтегазоносных ловушек методом полного градиента силы тяжести и дешифрирования аэрокосмических снимков показало высокую сходимость при выделении ряда перспективных участков, что позволило считать первоочередными из них Лютеньковский и Западно-Зеньковский (см. рис. 2).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Березкин В.М. Применение гравиразведки для поисков месторождений нефти и газа.М.,Недра,1973.

2.      Березкин В.M., Демидова М.А., Каламкаров Л.В. Новые данные о геологическом строении разреза по линии Ногайск - Константиновка - Сватово, полученные методом полного градиента. - Нефтегаз. геол. и геофиз. 1981, № 7, с. 31-35.

3.      Гавриш В.K. Глубинные структуры (разломы) и методика их изучения. Киев, Наукова думка, 1969.

4.      Гавриш В.K., Иванова А.В. Влияние глубинных разломов на степень катагенетических преобразований пород каменноугольных отложений Днепровско-Донецкой впадины. - Геол. журнал, 1975, т. 25, вып. 5, с. 149-153.

5.      Гавриш В.K, Рябчун Л.И. Генезис и нефтегазоносность краевых глубинных разломов Днепровско-Донецкого рифта. Киев, Наукова думка, 1981.

6.      Демидова М.А., Каламкаров Л.В. Использование преобразований гравитационного поля для изучения нефтегазоносных регионов. М., Недра, 1978.

7.      Елисеева И.С. Методические рекомендации по изучению плотностных неоднородностей разреза земной коры на основании материалов гравиметрических съемок. М., ВНИИгеофизика, 1982.

8.      Комплексное прогнозирование слабовыраженных структур в Днепровско-Донецкой впадине / В.К. Гавриш, А.И. Недошовенко, М.А. Демидова, Л.В. Каламкаров.- Геология нефти и газа, 1983, № 2, с. 22-26.

9.      Ляшкевич З.М., Завьялова Т.В. Вулканизм Днепровско-Донецкой впадины. Киев, Наукова думка, 1977.

10.  Методика комплексного прогнозирования нефтегазоносных структур / Р.И. Андреева, М.И. Бланк, Е.К. Балицкая и др. Киев, Наукова думка, 1982.

11.  Соллогуб В.Б., Чекунов А.В. Литосфера Юго-Восточной Европы по данным геофизики.- Изв. АН СССР. Сер. геол., 1983, № 12, с. 3-12.

 

Рис. 1. Структурно-тектоническая схема центральной части ДДВ (составили В.К. Гавриш, А.И. Недошовенко, Е.С. Петрова по данным ПО Укргеофизика, ПО Полтаванефтегазгеология и др.).

а - скважины, вскрывшие докембрийский фундамент; б - изогипсы поверхности фундамента, км; в - разрывные нарушения; г - выявленные по геолого-геофизическим и аэрокосмическим данным докембрийские глубинные структуры (БО - Болтышско-Обоянская, ХР - Хорольско-Россишинская) и разломы (КК - Криворожско-Комаричский, ВЛ - Верховцевско-Льговский); д - границы ДДР у его краевых глубинных разломов (БА - Барановичско-Астраханского на севере и ПМ - Припятско-Манычского на юге); е - границы поперечной Пселско-Ворсклянской (ПВ) седловины и примыкающих к ней Лютеньской (Л) и Карловской (К) депрессий; месторождения: ж - нефтяные, з - газовые, и - нефтегазовые; выступы: бортовые - Пр - Правдинский, Лб - Лебедянский, Бел - Белоцерковский, Бо - Богачанский, прибортовые - Р - Радянский, Пт - Петривцевский, Нт - Новотроицкий, приразломные - Бт - Богодуховский, Лд - Липоводолинский, Гр - Груньский, Ко - Колонтаевский, Зм - Змиевский, Ро - Ромодановский, Мир - Миргородский, Нд - Надеждинский, Во - Воеводовский, центрально-рифтовые - По - Покровский, Чу - Чутовский, Сул - Сулимовский; впадины: внутриразломные - Кач - Качановская, С - Синевская, Са - Сагайдакская, центрально-рифтовые - Лю - Лютенская, Сол - Со-лоховская, Лин - Ландарийская, Чут - Чутовская; месторождения: 1 - Качановское, 2 - Малосорочинское, 3 - Машевское

 

Рис. 2. Схематический расчетный гравиметрический профиль Великая Богачка - Лебедин и результаты его интерпретации (по материалам ПО Укргеофизика н МИНХиГП).

а - положительные структуры, выявленные сейсморазведкой и бурением: 1 - Радченковская, 2 - Харьковцевская, 3 - Новотроицкая, 4 - Сагайдакская; б - соляные штоки: 5 - Синевский; a - нефтегазовые и газоконденсатные месторождения; г - максимум Vzz; д - минимум Vzz; е - краевое нарушение фундамента; структуры, выявленные на профиле по данным интерпретации аномалий Gн (X,Z): ж - разлом, осложненный солью, возможно, шток; з - погребенная структура; и - разлом; к - первоочередные объекты; л - прогнозные структуры по аэрокосмическим данным: 6 - Лютеньковская, 7 - Западно-Зеньковская; м - поисковые разведочные скважины

 

Рис. 3. Схематический геолого-геофизический разрез Великая Богачка - Лебедин.

а - максимумы и минимумы Gн(X,Z); 6 - экстремальные аномалии; в - предполагаемые плотностные контакты; г - соль; д - эффузивы