|
УДК 55:551.736:550.834(574.12) |
Строение пермских подсолевых отложений Южно-Эмбинского поднятия
Н.Я. КУНИН (ИФЗ), Л.И. ЛЯХ (Зарубежгеология), А.Г. БУДАГОВ (Нефтегеофизика), Н.В. МИЛЕТЕНКО (Мингео СССР)
Южно-Эмбинское поднятие, ограничивающее с юго-востока Прикаспийскую впадину, погребено под полого лежащим покровом мезозойских отложений. Глубоким бурением установлено, что под домезозойскую поверхность в осевой зоне Южно-Эмбинского поднятия выходят терригенные комплексы фаменского яруса верхнего девона (скв. Г-7 Туресай; скв. Г-1, Г-2, Г-3 Северный Мынсуалмас). По направлению к Прикаспийской впадине они сменяются карбонатными визейскими, артинско-ассельскими комплексами (скв. Г-3 Туресай; скв. Г-12 Тортай и др.).
Как показали результаты сейсмических исследований, проведенных ранее [1, 3], на северо-западном склоне Южно-Эмбинского поднятия под мезозойскими толщами размещается полоса карбонатных пород каменноугольно-раннепермского возраста шириной 16 км, простирающаяся на 100-110 км.
Эта полоса представляет собой карбонатное палеоплато, к северо-западу от которого происходило накопление на палеосклоне терригенных отложений нижней перми.
В результате проведения геофизических работ и глубокого бурения в 70-80-х годах на северо-западном склоне Южно-Эмбинского поднятия выявлены многочисленные прямые признаки нефтегазоносности подсолевых терригенных и карбонатных отложений.
При размещении глубоких параметрических и поисковых скважин в качестве структурной основы использовались карты по сейсмическим реперам П1 и П2, приуроченным к поверхностям докунгурских карбонатно-терригенных отложений. Ориентация на поиски сводовых залежей в антиклинальных поднятиях по сейсмическим реперам П1 и П2 не привела к выявлению значительных месторождений нефти и газа. Вместе с тем установленные прямые признаки нефтегазоносности, по данным ПГО Гурьевнефтегазгеология, свидетельствуют о том, что в подсолевом разрезе происходили процессы генерации и аккумуляции нефти,
В пределах рассматриваемой зоны на Тортайской площади в 1974 г. было открыто месторождение нефти. Здесь в каменноугольных отложениях установлены пять продуктивных горизонтов мощностью 4-14 м, которые неуверенно коррелируются в соседних скважинах. В 1983 г. в каменноугольных отложениях открыто месторождение на Равнинной площади. По данным ПГО Гурьевнефтегазгеология, наибольший приток нефти был получен из скв. П-1, Г-4, Г-14 Тортай с глубин 3049-3143, 3282 и 2886-2892 м соответственно из карбонатно-терригенных пород, а также из скв. Г-8 Равнинной с глубины 3230- 3296 м. В скв. Г-3 Шолькара приток нефти был отмечен в нижнепермских терригенных отложениях.
С целью выявления неантиклинальных ловушек в этом районе выполняется сейсмостратиграфический анализ данных МОГТ. Вопросы регионального сейсмостратиграфического расчленения подсолевого разреза района рассмотрены ранее [1, 3]. По материалам поисковой сети МОГТ 1980- 1984 гг. нами в основном проведен сейсмостратиграфический анализ нижнепермских терригенных пород для выделения неантиклинальных ловушек в пермских подсолевых отложениях зоны сочленения Южно-Эмбинского поднятия и Прикаспийской впадины, охватывающей площади Тортай, Туресай, Шолькара, Молодежная, Равнинная, Тугаракчан, с использованием временных разрезов 6-12-кратного суммирования МОГТ, а также данных глубокого бурения на этих площадях, выполненного объединением Казгеофизика.
На этапе регионального сейсмостратиграфического анализа в доюрских отложениях рассматриваемого района было выделено пять квазисинхронных седиментационных сейсмических комплексов (КССК) [1]. Верхний (пятый) КССК включает кунгурские соли и надсолевые пермские отложения, а комплексы 1-4 объединяют подсолевые терригенно-карбонатные образования верхнего девона - нижней перми.
Первый КССК включает по
привязкам к скважинам площадей Жанасу, Мынсуалмас, Туресай терригенные
отложения досредневизейского возраста и ограничен сверху опорным отражающим
горизонтом П3. Сейсмический репер П3 приурочен к
поверхности эрозионного несогласия внутриосадочной толщи. Второй КССК
характеризуется согласным субпараллельным залеганием отражающих границ при
значительной интенсивности сейсмической записи. Сложен он предположительно
средне-верхневизейскими, преимущественно терригенными образованиями. К
поверхности третьего КССК приурочены опорные отражающие горизонты П2 или
его местные аналоги 
,
а также «б» в зоне эрозионного среза. При сопоставлении скв. Г-3 Туресай и скв.
Г-2 Тортай, вскрывших карбонатные отложения, по высоким значениям пластовых
скоростей (более 5 км/с), по приуроченности к участкам развития
высокоскоростных преломляющих границ (5,4-6,2 км/с) на профилях КМПВ третий
КССК уверенно отождествляется с карбонатными нижнекаменноугольно-нижнепермскими
отложениями шельфа и их глубоководными эквивалентами. Четвертый КССК охватывает
по данным бурения на площадях Тортай, Шолькара и других терригенные
нижнепермские отложения.
Данные
сейсмостратиграфического анализа четвертого КССК, включающего терригенные
нижнепермские отложения, показывают, что они представляют собой образования в
условиях погружения уровня палеоморя, когда в зоне былого карбонатного
палеошельфа осадконакопления не происходило, а терригенные продукты размыва
переносились в более погруженные части бассейна [2]. Этот комплекс ограничен
сверху сейсмическим репером П1-V
(П1 - подошва соли в зоне развития кунгура, а V - подошва триаса в зоне отсутствия кунгура). К подошве
четвертого КССК приурочен репер П2 или его местные аналоги 
и 
, которые картируют кровлю
карбонатных отложений раннепермско-каменноугольного возраста.
Четвертый КССК на основе сейсмостратиграфического анализа расчленен на шесть черепицеобразно перекрывающих друг друга терригенных сейсмофаций (СФ), проиндексированных снизу вверх: Р1а, Р1б, P1в, Р1г, Р1д, Р1е. Каждая СФ имеет в субширотном сечении клиноформный облик, своеобразный рисунок сейсмической записи и характеризуется специфическими особенностями распространения по площади (рис. 1). Выделенные клиноформы отличаются узкими и нечетко выраженными ундаформными частями. По выполненным нами количественным оценкам клиноформы образовались на участках палеосклона некомпенсированного палеобассейна с глубинами моря около 1500 м.
Для каждой СФ по данным МОГТ были построены схемы изохрон по подошве и кровле, а также схема изопахит, выраженная через приращение времен регистрации отраженных волн в секундах. На этой схеме каждому приращению 0,1 с примерно соответствует мощность 160-190 м. Из-за большого объема материала ниже будут приведены результаты исследования только двух клиноформ: Р1a и Р1б.
Нижняя, самая древняя пермская терригенная клиноформа P1а развита только в юго-восточной части исследуемой территории и распространена в восточной части на площади Тортай и южнее Шолькары (рис. 2). Ареал ее распространения имеет полуовальную форму и вытянут вдоль палеосклона Южно-Эмбинского поднятия на 55 км при ширине до 10 км. На временных разрезах для этой СФ характерны непротяженные слабоинтенсивные отражения, наклоны которых согласны с общим наклоном клиноформы. В сечении по профилю вдоль длинной оси клиноформы с юго-запада на северо-восток отмечено несколько бугровидных отражений малой интенсивности, протяженность «бугров» по профилю 1-2 км, высота 100-200 м. Особенности сейсмической записи клиноформы P1а свидетельствуют о том, что она, по-видимому, сложена песчано-глинистыми осадками.
Эта клиноформа образовалась на моноклинальной поверхности каменноугольных карбонатов, на участке палеосклона площадью около 550 км2, ее ундаформная часть примыкает к зоне выходов карбонатов под доюрскую эрозионную поверхность. Рельеф подошвы СФ Р1а (см. рис. 2, а) можно рассматривать как поверхность палеобассейна перед началом формирования этой СФ. Накопление СФ P1a происходило на крутом континентальном палеосклоне, вытянутом вдоль карбонатного шельфа и выполаживающемся на север-северо-запад к абиссали. Двойное время пробега продольных сейсмических волн до подошвы клиноформы P1a изменяется от 1,7 до 2,2 с с перепадом 0,5 с, что эквивалентно погружению приблизительно на 900 м. В рельефе подошвы клиноформы выделяется флексура, переходящая к северу в ступень. Современные углы наклона флексуры (при перепаде во времени 0,3 с, что отвечает падению мощности 500 м на 3 км) составляют около 10°. На абиссальной ступени перепад глубин в 500 м происходит на протяжении 6 км, углы наклона равны 5°.
Общий объем клиноформы 100 км3. Зона наибольших мощностей СФ P1a (см. рис. 2) размещена непосредственно у подножия флексуры дна палеобассейна и верхней части ступени. Здесь мощности СФ Р1а достигают 500 м. Вдоль простирания палеосклона мощности распределены неравномерно, наибольшие установлены в юго-восточной части площади Тортай, а северо-восточнее последней и на южной периферии площади Шолькара они заметно уменьшаются.
Ареал развития клиноформы вытянут вдоль подножия каменноугольного карбонатного палеоплато на северо-западном склоне Южно-Эмбинского поднятия, вдоль оси клиноформы мощности ее уменьшаются на северо-восток (см. рис. 2). Указанное распределение мощностей отложений СФ Р1a обусловлено ее формированием как конуса выноса (ось которого располагалась вкрест простирания Южно-Эмбинского поднятия), по которому терригенный материал транспортировался через карбонатный шельф. От устья палеоконуса выноса с перепадом времени 0,3-0,35 с разнос осадков в северо-восточном направлении происходил под влиянием вдольбереговых течений. Наиболее благоприятной для накопления песчаных отложений с улучшенными коллекторскими свойствами является осевая часть канала, размещавшегося на палеосклоне, в первую очередь зоны максимальных мощностей в конусе выноса. Отложения в осевой части канала клиноформы Р1а и верхняя ундаформная часть клиноформы не вскрыты поисковыми скважинами на площади Тортай.
Представления об указанном генезисе клиноформы согласуются с результатами бурения скв. Г-7, Г-9, Г-11, Г-14, Г-17, Г-19 Тортай, вскрывших преимущественно глинизированные отложения фондаформной части СФ P1a, которые характеризуются удельным электрическим сопротивлением (УЭС) 2-8 Ом-м, По данным сейсмокаротажа разрез осадочных пород слабо расчленяется. Средние скорости отраженных волн в скв. Г-14 и Г-21 Тортай изменяются от 2780 до 2800 м/с и от 2800 до 2810 м/с соответственно, а мощность - от 132 м в скв. Г-14 до 192 м в скв. Г-21. Литологический состав пород СФ Р1а характеризуется увеличением песчанистости от скв. Г-14 (низы фондаформы) к скв. Г-21 (верхняя часть фондаформы). В скв. Г-21 по данным кривой НГК наблюдаются четко выраженные песчаные пласты мощностью от 5 до 15 м, сопротивленце которых достигает 30 Ом-м. В скв. Г-14 та же СФ представлена плохо расчлененными смешанными песчано-глинистыми образованиями, при этом содержание глины больше, чем песка. На геологическом разрезе (рис. 3) через скв. Г-14 и Г-21 Тортай и скв. Г-10 Южно-Эмбинская, увязанном с результатами сейсмостратиграфического анализа, мощность СФ Р1а увеличивается от скв. Г-14 к скв. Г-21 и далее к скв. Г-10 и достигает наибольшей величины между скв. Г-21 и Г-10. Вблизи скв. Г-10 пермские отложения выклиниваются.
Можно предположить, что приосевая зона конуса выноса с временной мощностью 0,3 с (500 м) сложена более грубозернистым материалом, обладающим относительно хорошими коллекторскими свойствами. Об этом свидетельствует появление в этой зоне отражающих площадок повышенной интенсивности.
На участке максимальной мощности СФ Р1а по особенностям сейсмической записи - зональному увеличению интенсивности отраженных волн (на временных разрезах профилей 80-813903, 80-813903а, 80-813904а, 75-3516, 81-3723, 80-813902, расположенных вкрест простирания Южно-Эмбинского поднятия, и двух секущих профилей 80-813929, 75-3508а, ориентированных с юго-запада на северо-восток) намечено седиментационное тело повышенной песчанистости. По поверхности этого тела была построена схема изохрон (см. рис. 3). Изохрона 1,6 с ограничивает «вершину» тела повышенной песчанистости, которая расположена в районе профилей: 75-3508а, 80-813929, 80-813904а. На этом участке выделенное тело, по-видимому, максимально приближено к поверхности и перекрыто экранирующими глинистыми отложениями.
Современное положение кровли рассматриваемой клиноформы (см, рис. 2) характеризуется перепадом глубин более 1000 м, что отображается изменением времен регистрации отражений от 1,6 до 2,2 с. Морфология кровли СФ Р1а заметно отличается от морфологии ее подошвы. На юго-западе в районе площади Тортай кровля клиноформы формирует ступень с перепадом времени 0,2 с, что отвечает падению мощности 350 м на 5 км и углу наклона приблизительно 4°, сменяемую флексурой с перепадом времени до 0,4 с, что соответствует падению мощности 700 м на 4 км и углу наклона около 10 °. В восточной части ареала СФ Р1а, южнее площади Шолькара, кровля ее имеет вид относительно пологой ступени с общим перепадом времен 0,3 с и падением мощностей около 500 м на 8 км со средним углом наклона до 4°. На этом участке ундаформная часть клиноформы выходит под эрозионную поверхность доюрских отложений, что, видимо, неблагоприятно для нефтенакопления. Поверхность кровли СФ P1а осложнена структурным носом, сформировавшимся над намеченной зоной повышенной песчанистости в зоне раздува мощностей.
Таким образом, выделенное седиментационное тело повышенной песчанистости приурочено к осевой части конуса выноса и формирует слабовыраженный структурный нос по кровле клиноформы. Оно имеет форму наклонной двояковыпуклой линзы длиной от 8 до 13 км при ширине 2-4 км и высоте 150-200 м. Объем этой линзы составляет ориентировочно 6 км3. Скважины, пробуренные на площади Тортай (см. рис. 2), размещались далеко за пределами этой линзы. Поэтому при дальнейших исследованиях на площади Тортай рекомендуется заложение двух параметрических скважин глубиной 2800 м в осевой и приподнятой частях песчанистой линзы. Скважины при забое 2800 м вскроют полностью пермские терригенные отложения клиноформы P1a и верхнюю часть каменноугольных карбонатов.
В зоне развития намеченной песчанистой линзы на площади примерно 100 км2 рекомендуется также провести детальные работы МОГТ по схеме 24-кратного профилирования для выделения зон наиболее благоприятных коллекторов по сейсмическим данным и флюидальных контактов. Один из профилей целесообразно отработать между скв. Г-14 и Г-21 Тортай и скв. Г-10 Южно-Эмбинская. Однако большая часть профилей МОГТ отработана по схеме 6-12-кратного профилирования аналоговыми сейсмостанциямии и обработана по графам, недостаточным для детальной сейсмостратиграфической интерпретации. В скв. Г-14 и Г-17 Тортай ниже по разрезу в каменноугольных отложениях наблюдались нефтепроявления. В рекомендуемых параметрических скважинах необходимо выполнение АК и ГГК по всему стволу с целью последующего проведения сейсмического моделирования и увязки данных сейсмометрии и бурения.
Клиноформа Р1б (вторая снизу - см. рис. 2) перекрывает Р1а. Фондаформная часть клиноформы P1б размещается в зоне дна допермского палеобассейна и неполностью залегает на фондаформной части СФ P1a. Ундаформная часть Р1б выходит под доюрскую эрозионную поверхность и граничит с ундаформой клиноформы Р1а. Клиноформа P1б развита на площадях Тортай и Шолькара. Ширина клиноформы изменяется от 9 до 13 км, а протяженность вдоль длинной оси составляет 52 км. Площадь развития клиноформы превышает 500 км2, а объем ее ориентировочно составляет 100 км3. Ареал развития клиноформ Р1а и Р1б и простирание их длинных осей очень схожи, что, видимо, свидетельствует об их генетической однотипности.
Подошва клиноформы Р1б (см. рис. 2) в районе площади Тортай отображает крутую флексуру, сменяемую к северо-западу ступенью. По флексуре происходит перепад глубин в 500 м на расстоянии 6 км (угол наклона около 5°), а на ступени перепад глубин составляет 350 м на 7 км и угол наклона подошвы клиноформы не превышает 3°. Северо-восточнее на площади Шолькара подошва СФ P1б представляет собой пологую ступень, времена здесь изменяются от 2,2 до 2,5 с, перепад по времени составляет 0,3 с, что соответствует падению мощностей 500 м на 9 км и углу наклона около 3°.
Клиноформа Р1б на всем протяжении перекрывает черепицеобразно участки наибольших мощностей клиноформы P1а, что, очевидно, свидетельствует об их формировании в ходе регрессии из одного и того же питающего канала в прогибающемся бассейне седиментации. Наибольшая мощность (см. рис. 2) СФ Р1б (при перепаде времени 0,4 с и мощности 700 м) отмечается у подножия крутого склона по кровле клиноформы Р1а на площади Тортай, к северо-востоку (как и в клиноформе Р1а) мощности уменьшаются. В этой зоне формирование клиноформы происходило, по-видимому, путем разноса осадков вдольбереговыми течениями с запада на восток. На геолого-сейсмическом разрезе через скв. Г-14 и Г-21 Тортай мощность клиноформы Р1б изменяется от 706 до 603 м соответственно, представлена она чередующимися глинами и песчаниками. Содержание песчаника в разрезе ска. Г-14 составляет 35 %, а в скв. Г-21 - 12 %. В скв. Г-3 Шолькара мощность отложений клиноформы Р1б около 200 м, верхи разреза здесь представлены песчаниками с пропластками глин. На сейсмическом временном разрезе этому интервалу отвечает отражающая площадка высокой интенсивности.
Абсолютные величины изохрон по кровле клиноформы увеличиваются на северо-запад от 1.6 до 2.4 с с перепадом времени 0,8 с, что отвечает мощности 1400 м. На площади Тортай кровля СФ Р1б (см. рис. 2) образует овальную флексуру, окаймляющую конус выноса. Времена регистрации кровли клиноформы в зоне флексуры изменяются от 1,6 до 2,2 с с перепадом времени 0,6 с, падением мощности 1000 м на 9 км и углом наклона около 6,5°. В районе площади Шолькара кровля клиноформы формирует ступень с временем пробега 0,3 с при падении мощности примерно 500 м на 8 км и углом наклона до 3,5°. СФ P1б изучена глубокими скв. Г-7, Г-11, Г-14, Г-17, Г-19, Г-21, Г-29 Тортай и Скв. П-1 и Г-3 Шолькара, из которых нефтепроявления установлены лишь в скв. Г-3. По данным ГИС в скв. Г-14, расположенной в относительно благоприятных условиях вблизи зоны максимальных мощностей клиноформы Р1б, выделяется несколько песчано-алевролитовых пачек мощностью 20-60 м. Однако нижнепермские отложения во всех упомянутых скважинах не испытывались. Скв. Г-21, Г-29, Г-7 Тортай вскрыли клиноформу Р1б в зонах относительной глинизации по данным МОГТ. На временных разрезах отражающие элементы этой клиноформы местами отличаются повышенной амплитудой, что указывает на увеличение здесь песчанистости или карбонатности отложений, формирующих клиноформу Р1б. УЭС по данным каротажа в таких зонах изменяется от 2 до 20 Ом-м. В нижней фондаформной части клиноформы Р1б отмечается несколько относительно четких отражений, имеющих крутое падение и подошвенное налегание на кровлю третьего КССК. Для изучения закономерностей размещения нижнепермских коллекторов и нефтегазоносности клиноформы Р1б рекомендуется пробурить две параметрические скважины: в зоне наибольшей временной мощности (0,3-0,4 с) и в своде локального поднятия, выделяемого по кровле СФ Р1б на площади Тортай. Для уточнения точек заложения скважин, намеченных ориентировочно, необходимо проведение детальных работ МОГТ на площади 70 км2 с повышенной кратностью наблюдений, граф обработки которых должен позволить провести детальный сейсмостратиграфический анализ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Кунин Н.Я, Будагов А.Г., Лях Л.И. Строение пермских подсолевых отложений на площади Тортай.- Геология нефти и газа, 1982, № 10, с. 35-39.
2. Кунин Н.Я., Кучерук Е.В. Сейсмостратиграфия в решении проблем поиска и разведки месторождений нефти и газа. -Итоги науки и техники. Серия месторождений горючих полезных ископаемых. М., т. 13, 1984.
3. Строение верхнепалеозойских карбонатных отложений в зоне сочленения Прикаспийской впадины и Южно-Эмбинского поднятия / Н.Я. Кунин,А.Г. Будагов, Л.И. Лях, Н.В. Милетенко.- Геология нефти и газа, 1983, № 7, с. 56-62.
Рис. 1. Схема ареалов развития пермских подсолевых терригенных СФ на северо-западном склоне Южно-Эмбинского поднятия.
Площади распространения СФ: 1 - Р1а, 2 - Р1б, 3 - Р1в, 4 - Р1г, 5 - Р1д, 6 - Р1е; 7 - сейсмические профили МОГТ; 8 - скважины, вскрывшие докунгурские отложения; 9 - карбонатные плато. Площади: I - Молодежная, II - Равнинная, III - Тугаракчан, IV - Тортай, V - Шолькара, VI - Туресай
Рис. 2. Схемы строения пермских подсолевых терригенных СФ P1a (а, б, в) и P1б (г, д, е) площадей Тортай и Шолькара.
а, г - по подошве; в, е - по поверхности; б, д - карты мощностей. 1 - изохроны, с; 2 - изопахиты, выраженные через приращение времен в секундах (каждой 0,1 с соответствует падение мощности 160-190 м); 3 - сейсмические профили МОГТ; 4 - граница распространения клиноформы; скважины: 5 - вскрывшие докунгурские отложения, 6 - рекомендуемые к бурению; 7 - площадь под детальные работы МОГТ и проектный профиль; 8 - граница выхода карбонатов под мезозойскую поверхность; 9 - граница смены карбонатов депрессионными фациями; 10 - участок, где разместился конус выноса терригенного материала в кровле карбонатов
Рис. 3. Геолого-сейсмические разрезы по клиноформе Р1а площади Тортай.
Разрезы по линии скв. Г-14, Г-21 Тортай и скв. 10 Южно-Эмбинской (разбивки по данным Гурьевнефтегазгеология и ВНИГНИ): а - геологический; б- геолого-сейсмический; в - сопоставление геологического и геолого-сейсмического разрезов; сейсмические разрезы по линиям профилей: г - 80-813929; д - 75-3708А; е - схема изохрон профилей 80-813929, 80-813904А и 75-3708А, пробуренных скв. Г-14, Г-21 Тортай и Г-10 Южно-Эмбинской и проектных скв. 1, 2. 1 - песчаники; 2 - алевролиты; 3 - известняки; 4 - конгломераты, гравелиты; 5 - глины, аргиллиты; 6 - направление осей синфазности отражений; 7 - границы клиноформ; 8 - скважины: а - проектные, б - пробуренные