|
УДК 553.98.550.81 |
К перспективам выявления неантиклинальных ловушек в отложениях терригенного девона Башкирского свода
В.С. АФАНАСЬЕВ, А.Д. НАДЕЖКИН, Р.X. МАСАГУТОВ (Башнефть)
На севере Башкирской АССР по палеозойским осадкам выделяется Башкирский свод, граничащий на западе с Верхнекамской впадиной и Бирской седловиной, на юге с Благовещенской впадиной, а на востоке с Юрюзано-Айской впадиной и тектоническим надвигом Каратау (рис. 1).
Поисково-разведочные работы на нефть и газ ведутся здесь с конца 40-х годов, к настоящему времени доказана промышленная нефтегазоносность девонских и каменноугольных пород и открыто 17 нефтяных и газовых месторождений. Но степень изученности территории Башкирского свода различными методами остается крайне неравномерной, отдельные участки его требуют дальнейшего изучения. В свете последних данных, полученных в результате анализа материалов геофизических исследований, структурного и глубокого бурения, территория Башкирского свода рассматривается в качестве одного из перспективных в Башкирии районов для поисков нефтегазовых залежей.
Изучение условий осадконакопления и развития пород-коллекторов в разрезе палеозойских пород свидетельствует о том, что в этом районе значительное развитие будут иметь структурно-литологические и литологические залежи, связанные с неантиклинальными ловушками. Поиски и разведка таких залежей требуют более усовершенствованной методики, основанной на изучении закономерностей пространственного развития коллекторов. Ниже рассматриваются особенности развития коллекторов в одном из продуктивных комплексов палеозоя - в терригенных отложениях девона.
В современном структурном плане девонских и каменноугольных отложений вершинами Башкирского свода являются Красноключевское и Кушкульское поднятия, расположенные северо-западнее Каратауского тектонического комплекса (см. рис. 1). Красноключевская вершина, занимающая наиболее высокое гипсометрическое положение, ограничена на северо-востоке тектоническим нарушением, к которому примыкает Каратауский комплекс складчатого Урала, что является редчайшим случаем непосредственного контакта разнородных по характеру развития элементов земной коры. Кушкульская вершина по терригенным отложениям девона имеет размеры 18x20 км. К ней приурочено одноименное месторождение нефти с залежами в пластах ДIV, ДII, ДI среднего и верхнего девона.
С.М. Домрачев в 1952 г. на основании изучения разрезов Каратау и более южных районов пришел к выводу о существовании в восточной половине Каратауского комплекса полуостровной суши (от додевона до среднефранского времени). Остальная часть этой территории и область современной Кушкульской вершины, по его мнению, были затоплены Ашинским заливом, трансгрессировавшим из пределов Уральской геосинклинали.
В отличие от представлений С.М. Домрачева Ф.С. Куликовым и М.А. Камалетдиновым показано, что вблизи Каратау на месте современной Кушкульской вершины длительный перерыв в осадкообразовании продолжался от докембрия до верхнефранского времени. Западнее разрез девонских отложений последовательно пополняется кыновскими, пашийскими, затем муллинскими, а на Кушкульской вершине и старооскольскими осадками. Распространение горизонтов терригенной толщи девона связано с развитием морской трансгрессии и отображает контуры юго-западного выступа Башкирского палеосвода в различные геологические эпохи. Развитие трансгрессии моря неоднократно прерывалось регрессией и размывом ранее отложившихся пород.
А.А. Трофимук (1955 г.) полагает, что додевонские (верхневендские) отложения оказались наиболее интенсивно размытыми, очевидно, на участках раздробленных и трещиноватых зон, возникших в результате тектонических подвижек, безусловно имевших место в процессе геотектонического развития территории.
Наличие узких отрицательных форм древнего рельефа установлено на хорошо изученном Кушкульской месторождении. Извилистый узкий прогиб делит месторождение на северный и южный блоки общего северо-восточного простирания. На западе Кушкульской вершины прогиб трассируется по линии скв. 50, 370, 165, 192, 413, вначале в восток-северо-восточном направлении, затем субширотно (в центральной части) и далее на северо-восток(на востоке месторождения). От прогиба прослеживаются разнонаправленные пониженные участки, которые расчленяют блоки на отдельные вершины и создают мозаичное строение поверхности верхневендских отложений(см. рис. 1). В целом верхневендская поверхность на Кушкульской вершине к началу накопления девонских отложений представляла сложное сочетание отрицательных и положительных форм.
Формирование девонских отложений началось с накопления старооскольских пород во впадинах додевонского рельефа. На значительном протяжении прогиба, отделяющего северный блок от южного, установлена их рукавообразная форма. На участках скв. 307-319 и 201, 479 Кушкульской площади они распространены узкой полосой шириной от 250 до 500 м. В районе скв. 132 и 141 по понижениям рельефа верхневендских отложений наблюдаются ответвления от основного рукава в пределы северного блока. Западнее скв. 307 ширина рукава увеличивается до 1,5 км. Общая длина русла достигает 12 км. Толщина старооскольских отложений в пределах рукава изменяется от 2 до 3,6 м, и сложены они серыми кварцевыми песчаниками с зернами от гравийной до средней размерности. Песчаники, известные как пласт ДIV, содержат прослои сильно глинистых косослоистых алевролитов и аргиллитов, а также включения растительных остатков. В алевролитах отмечено наличие углисто-битуминозного материала. В западной половине рукава в разрезах скв. 60, 50 и 35 пласт ДIV перекрывается тонкими прослоями известняков и доломитов со старооскольской фауной, которые отлагались в период кратковременной ингрессии моря в понижениях рельефа в западной части Кушкульской вершины.
Старооскольские отложения встречены также в разрезах единичных скважин на севере и юге Кушкульского месторождения. Они приурочены к отрицательным формам рельефа верхневендской поверхности и сложены терригенными породами толщиной от 0,8 до 2,4 м. Не исключено, что остальные пониженные участки рельефа также выполнены русловыми аллювиальными образованиями, из которых на Кушкульском месторождении получены притоки нефти. Однако из-за небольшой ширины развития эти участки выявлены далеко не все.
Выше по разрезу, над глинистой перемычкой толщиной до 5 м, залегают базальные песчаники пласта ДII муллинского возраста. В отличие от пласта ДIV они широко распространены и сложены преимущественно угловатыми и полуокатанными зернами кварца различной размерности. В качестве аутигенных минералов встречаются зерна полевых шпатов, редко циркона, окисленного сидерита и турмалина. Спорадически отмечаются бурые окислы железа, шамозита, которые с глинистым материалом и примесью углистого вещества образуют цемент. Средняя пористость отложений 18 %, проницаемость 0,5-0,6 мкм2.
В разрезах ряда скважин в нижней части пласта ДII размерность зерен достигает гравийной (скв. 36). Гравийные песчаники неотсортированные с примесью углистого вещества и глинистого материала. Иногда в них наблюдается горизонтальная и косая слоистость с наклоном слоев до 30°, обусловленная переслаиванием крупно- и грубозернистых несцементированных зерен с плотными мелко- и тонкозернистыми разностями. В керне из скв. 10 в песчаниках встречены плоские гальки зеленовато-серой глины и растительные остатки. В отдельных случаях пласт ДII глинистым пропластком разделяется на две части. Пласт ДII перекрывается пачкой аргиллитов с тонкими прослойками фаунистически охарактеризованного «черного известняка» с морской фауной. Иногда аргиллито-известняковая пачка замещается толщей алевролито-глинистых пород.
Толщина пласта ДII непостоянна и резко меняется на коротких расстояниях от 1 до 10 м, образуя в плане протяженные, извилистые, часто соединяющиеся между собой полосы. Большей частью полосы увеличенных толщин пласта ДII, унаследовавших пространственную приуроченность к понижениям рельефа верхневендских отложений, чередуются с зонами замещения глинистыми породами и уменьшенных толщин. Последние приурочены к участкам приподнятого залегания верхневендских пород, что, вероятно, связано со слабым развитием или полным отсутствием в их пределах древних активных русловых потоков. На отдельных участках распространения рукавов пласта ДII наблюдается частичный или полный размыв подстилающих их аргиллитов, и тогда песчаники непосредственно контактируют с додевонскими отложениями.
О формировании песчаников пласта ДII муллинского горизонта есть два противоположных мнения. По представлениям М.А. Гаррис (1968 г.), А.З. Хамзина с соавторами (1971 г.), образование песчаников происходило только в континентальных условиях. Согласно другому мнению накопление песчаного материала шло в условиях открытого моря, временами сменявшихся на прибрежно-морской режим [1]. Д.В. Наливкин (1956 г.) отметил, что представление о базальных толщах как только о морских отложениях неверно, что на платформах эти толщи обычно начинаются отложениями прибрежных равнин и выше переходят в осадки прибоя, а затем мелководья.
Нам представляется возможным нижнюю часть пласта ДII Кушкульского месторождения (с учетом руслового характера распространения, врезания его в подстилающие отложения, неотсортированности, угловатости и полуокатанности слагающих зерен, наличия включений растительных остатков) отнести к аллювиальным образованиям многорусловой палеореки прибрежной равнины. Здесь же существовали, видимо, и небольшие озера, где песчаники обогащались примесью углистого материала и бурых оксидов железа. Прослои крупно- и грубозернистого рыхлого песчаника отлагались уже в условиях береговой линии моря, заливавшего прибрежную равнину. Активное разрушение берега прибойными волнами приводило к образованию плоских «глиняных» галек, захоронявшихся в песчаном материале. Эпоха морского мелководья, наступившая после дальнейшего опускания рассматриваемой части Башкирского палеосвода, способствовала накоплению песчаников с ухудшенными коллекторскими свойствами в верхней части пласта ДII из-за большого содержания глинистого материала. Снижение фильтрационных свойств пород пласта ДII отмечается на диаграммах записи кривых ПС и РК, а также профилях отдачи РГД (скв. 139, 265, 270, 10, 20, 33). Продолжающееся перемещение береговой линии в сторону Каратауского тектонического комплекса резко ограничило поступление песчаного материала, отложения пласта ДII перекрыты илистыми терригенными породами, переслаивающимися с карбонатными.
К началу следующего, пашийского, ритма осадконакопления, начинающегося, как и предыдущий, с базальной толщи ДI, склоны Башкирского палеосвода вновь оказались выведенными на поверхность и представляли прибрежную равнину. Образовавшаяся гидрографическая сеть унаследовала основные направления русел, существовавших в муллинское время. В отдельных случаях происходит смещение русел в ту или иную сторону и образование новых проток. Русла речной системы пашийского заложения более интенсивно врезались в подстилающие муллинские отложения. Размывом в виде узких извилистых полос уничтожены не только глинисто-карбонатные отложения, перекрывающие пласт ДII, но в отдельных случаях и верхняя часть пласта ДII. На этих участках песчаники муллинского возраста переходят в аллювиальные песчаники пласта ДI пашийского горизонта. В таких случаях большая часть разреза терригенного девона сложена песчаниками и обладает хорошими емкостными свойствами (рис. 2).
Песчаники пласта ДI по составу, коллекторским свойствам и другим признакам близки к песчаникам, слагающим пласт ДII [3], что свидетельствует о близости условий их образования. Однако толщина пласта ДI значительно меньше, становятся более узкими и поперечные размеры русел.
Изучение геолого-геофизических материалов позволяет предполагать, что коллекторы терригенного девона развиты в виде полос (русел) не только в пределах Кушкульской впадины, но и на склонах Башкирского свода, что говорит об общности геологических процессов.
Так, на северо-западном склоне современного Башкирского свода погребенные русла (песчаники пашийского возраста) обнаружены на Киз-Тановском выступе, Шавьядинском и Казанчинском месторождениях. Общим для них, как и на Кушкульском месторождении, является огибание древних структурных выступов, унаследованных еще с додевонского времени.
На Кизгановском выступе извилистый рукав песчаников пласта ДI прослеживается по линии скв. 5, 3, 12, 8 и 7 Кизгановской и Новокизгановской площадей на протяжении более 10 км с северо-запада на юго-восток. Ширина его в профиле скв. 1, 8 и 2 достигает 1,5 км, представлен он преимущественно кварцевыми песчаниками. Полоса-рукав в районе скв. 8 содержит нефтяную залежь. При испытании верхней части пласта ДI в скв. 8 Новокизгановской площади (1805,8- 1810 м) компрессором при штуцере 5 мм получен приток нефти дебитом 20 т/сут. Перспективы нефтеносности этой залежи связываются с юго-восточным продолжением полосы-рукава в сторону Кушкульского месторождения.
На Шавьядинском месторождении считалось, что залежь в пласте ДI связана с выклиниванием песчаников в юго-восточном направлении (в сторону вершины свода). Однако при более тщательном рассмотрении разрезов скважин установлено рукавообразное развитие песчаников на протяжении 8 км. Простирание рукава контролируется северо-восточным склоном палеовыступа, нашедшего отражение и в современном структурном плане терригенного девона. Схематично палеовыступ и рукав песчаников, развитый вдоль него, можно протрассировать еще на расстояние более 10 км в юго-восточном направлении (см. рис. 1). В разрезе скв. 99 вскрыт ДI на предполагаемом продолжении рукава, характеризующийся нефтенасыщением по каменному материалу, однако он не был испытан на приток. Исходя из общего воздымания пород девона в юго-восточном направлении, первоочередной объект для выявления новых нефтеносных залежей - участок полосы (рукава) между Шавьядинским месторождением и скв. 99, а также его дальнейшее продолжение на юго-восток к вершине свода.
На более глубоком погружении северо-западного склона Башкирского свода рукавообразное залегание песчаников пласта ДI имеет иное простирание. Здесь пласт ДI с разной степенью уверенности в виде узкой полосы прослеживается на протяжении более 60 км. На пересечении положительных структурных осложнений в песчаниках этой полосы содержатся залежи нефти (Каюмовское, Кизгановское и Тепляковское месторождения).
Таким образом, новые представления об условиях образования, а также установление и прослеживание рукавообразных полос песчаников в терригенной толще девона имеет большое практическое значение и позволяют совершенствовать методику поисков и разведки месторождений. Поиски и разведку залежей нефти, связанных с рукавообразными песчаными телами, необходимо проводить бурением (не более трех скважин) по профилям с расстояниями между скважинами не более 800-1000 м. При этом во всех случаях должен выдерживаться главный принцип: не отрываться далеко от изученного участка рукава, т. е. двигаться постепенно от известного к неизвестному. Расстояния между профилями не должны превышать 1000 м. Большую помощь в прогнозе зон развития песчаных полос должны оказать геофизические методы исследований.
Изложенные в статье материалы о рукавообразном развитии песчаников терригенного девона в пределах Башкирского свода позволяют более эффективно проводить поиски и разведку новых нефтегазовых месторождений не только в этом регионе, но и в соседних областях с аналогичным геологическим строением.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Девонские отложения Волго-Уральской нефтегазоносной провинции / М.М. Алиев, Г.П. Батанова, Р.О. Хачатрян и др. М., Недра, 1978.
2. Логвин В.Ф., Халимов Э.М., Хамзин А.З. Перерывы и цикличность в терригенной толще девона Башкирии.- Труды БашНИПИнефть. Уфа, 1973, вып. ХХХШ, с. 63-68.
3. Столбова Т.М. Особенности геологического строения Кушкульского нефтяного месторождения.- Труды БашНИПИнефть. Уфа, 1973,вып. XXXIII, с. 94-100
Рис. 1. Схема распространения песчаных полос-рукавов пласта Д1 в пределах Башкирского свода:
1 - контуры песчаных рукавов пласта Д1; 2 - залежи нефти; 3 - контур Каратауского тектонического комплекса. Тектонические регионы: БС - Башкирский свод, ЮСД - Юрюзано-Сылвенская депрессия, БВ - Бельская впадина, БлВ - Благовещенская впаднна, БиС - Бирская седловина, ВКВ - Верхнекамская впадина. Вершины Башкирского свода; А - Кушкульская, Б - Красноключевская. Месторождения: I - Кушкульское, II - Кизгановское, III - Консуяровское, IV - Тепляковское, V - Шавьядинское, VI - Казанчинское. VII - Каюмовское, VIII - Степановское
Рис. 2. Схематический геологический разрез юго-западной части Кушкульского месторождения.
1 - плотные породы; 2 - нефтенасыщенные песчаники; 3 - водонасыщенные песчаники; 4 - известняки глинистые