|
УДК 553.982.051/.053:550.834 (470 66/.07) |
Изучение клиноформ Майкопа в Восточном Предкавказье
Н.Я. КУНИН [ИФЗ АН СССР], С.С. КОСОВА, Е.Н. МЕДВЕДЕВ, О.Ю. ПУСТОВОЙТ [ЦГЭ Миннефтепрома )
Фонд нефтегазоперспективных антиклинальных ловушек в Восточном Предкавказье незначителен. За XI пятилетку подготовлено 36 небольших антиклинальных структур. Поэтому перспективы нефтегазоносности региона в основном связаны с выявлением залежей в неантиклинальных ловушках (НАЛ). Поиски НАЛ целесообразно проводить в первую очередь в песчано-глинистых толщах с высоким содержанием РОВ, в которых нет антиклинальных ловушек. В связи с этим привлекают внимание толщи майкопских отложений на северном моноклинальном склоне Терско-Каспийского прогиба ив прилегающих районах Скифской плиты, в которых антиклинальные поднятия отсутствуют.
Майкопские отложения региона интенсивно изучались в течение многих десятилетий в связи с оценкой их нефтегазоносности. Они формируют мощный песчано-глинистый комплекс, пройденный сотнями глубоких скважин. В рассматриваемом нами районе эти скважины бурились главным образом с целью опоискования антиклиналей в меловых и юрских отложениях и для разведки выявленных в них залежей нефти и газа. Майкопские отложения, лишенные структурных ловушек, были в основном пройдены скважинами без испытаний с использованием утяжеленных глинистых растворов. Скважины исследованы без отбора керна стандартными электрическими видами каротажа, причем по кривым ПС в майкопских толщах выделены проницаемые пласты различной мощности.
Несмотря на длительные исследования майкопских отложений Восточного Предкавказья, многие вопросы стратиграфии, палеогеографии и условий осадконакопления этих толщ остаются дискуссионными. Модель двухчленного стратиграфического разделения майкопа, предложенная Н.С. Шатским (1928 г.), широко используется с небольшими модификациями до настоящего времени. Однако, как отмечают Н.А. Еременко и С.П. Максимов, почти полное отсутствие фауны и однообразие разреза отложений затрудняют их сопоставление и ставят под сомнение одновозрастность выделяемых внутри майкопской свиты горизонтов. Сходные соображения высказывались Н.Ю. Успенской, В.А. Атанасянцем, М.С. Бурштаром и др. В основу всех стратиграфических и палеогеографических схем положена параллельно-слоистая модель строения майкопского бассейна с частично некомпенсированным осадконакоплением.
О нефтегазоносном потенциале майкопских отложений можно судить по наличию месторождений нефти и газа на смежных территориях. Промышленные притоки из нижней части разреза майкопа (хадумские отложения) Восточного Предкавказья получены на Озек-Суатской, Прасковейской, Южно-Озек-Суатской, Лесной, Моздокской, Пошолкинской, Журавской и других площадях. Дебиты нефти 5-25 м3/сут, иногда достигают 100 м3/сут [1, 4]. На востоке Ставропольского края в майкопских отложениях обнаружены газовые месторождения на площадях Поварковская, Величаевская, Русский Хутор Северный. В Северном Дагестане в 1975 г. в отложениях Майкопа открыто газовое месторождение Русский Хутор Центральный.
Эти залежи имеют небольшие размеры. Однако общий облик майкопской толщи, сочетание в ее строении глинистых и песчаных отложений, высокие концентрации ОВ, многочисленные прямые признаки нефтегазоносности свидетельствуют о значительных перспективах этой толщи. Для их реализации необходимо обнаружение ловушек нефти и газа.
С целью изучения новых возможностей современной цифровой сейсморазведки в 80-е годы в Восточном Предкавказье выполнены региональные и поисковые сейсмические съемки. По результатам сейсмостратиграфического анализа [2, 3] региональных профилей Восточного Предкавказья толща май-копа рассматривается как квазисинхронный седиментационный сейсмический комплекс (КССК), ограниченный в кровле и подошве поверхностями несогласий. Этот КССК, в свою очередь, расчленен на отдельные крупные клиноформные седоментационные тела, именуемые ниже клиноформами или сейсмическими фациями (СФ). Клиноформы также ограничены поверхностями несогласий. Внутри СФ прослеживаются отдельные отражения изменчивой интенсивности и различной протяженности, формирующие ансамбли наклонных осей синфазности.
Эти результаты сейсмических съемок МОГТ, ставшие известными только в последнее десятилетие, противоречат концепциям о модели майкопского осадконакопления, положенной в основу всех стратиграфических и палеогеографических схем. В соответствии с традиционными представлениями модель майкопского осадконакопления в Восточном Предкавказье принималась параллельно-слоистой с выклиниванием и глинизацией отдельных песчаных пластов по латерали. Между тем на профилях МОГТ, полученных главным образом трестом Грознефтегеофизика с использованием 12-кратных перекрытий, цифровой регистрации и обработки, повсеместно установлено клиноформное строение майкопских толщ. Это потребовало разработки такой модели осадконакопления, которая согласуется с данными сейсморазведки и бурения.
С целью разработки методики поисков НАЛ в Восточном Предкавказье в ЦГЭ Миннефтепрома авторами был выполнен сейсмостратиграфический анализ строения майкопских отложений на площади 12 000 км2 по Закумской равнине. Тектонически эта территория принадлежит зоне сочленения вала Карпинского и северного платформенного борта Терско-Каспийского прогиба. Здесь в 80-е годы выполнено свыше 5000 км профилей МОГТ высокого качества, которые интерпретировались нами и сопоставлялись с материалами бурения.
Совместное изучение временных разрезов с каротажными данными по скважинам Восточного Предкавказья позволяет интерпретировать отражения в майкопской толще как приуроченные к контактам песчано-алевролитовых и глинистых пачек. К такому выводу пришли многие исследователи треста Грознефтегеофизика (Б.З. Лабковскис, В.М. Абрамов, 1981 г.; А.В. Ломов, Г.И. Дронкина, 1983 г.; А.А. Воронов, Н.М. Белоусов, 1984 г. и др.). Результаты нашего анализа полностью подтвердили такие представления о природе внутримайкопских отражающих границ.
Предварительный анализ позволил предположить, что седиментогенез майкопских отложений происходил по схеме негоризонтально-слоистого осадконакопления. На региональном субмеридиональном профиле МОГТ V, проложенном по побережью Каспийского моря от южных склонов вала Карпинского до предгорий Кавказа по поверхностям несогласий и соответствующим им согласным границам, был выделен майкопский КССК. В подошве майкопа установлено прекращение прослеживания отдельных фаз по схеме подошвенного налегания, а в кровле - несогласие типа эрозионного среза.
Клиноформное строение майкопа на меридиональном региональном профиле V характерно лишь для более погруженной южной части профиля. Изучение временных разрезов различной ориентировки показало, что на профилях широтного сечения клиноформное залегание границ выявляется более четко.
Нами составлены разрезы по двум широтным профилям, отображающим общую клиноформную картину строения майкопского КССК.
На первом этапе сейсмостратиграфического анализа по сети широтных и меридиональных профилей (рис. 1) удалось выделить 11 крупных сигмовидных СФ, представляющих собой трехмерные седиментационные тела с маломощными верхними ундаформными частями и утолщенными средними и выклинивающимися нижними фондоформными участками. Девять клиноформ, изображенных на рис. 1, закартированы сравнительно полно.
На втором этапе сейсмостратиграфического анализа изучено пространственное развитие майкопских клиноформ по плотной сети профилей для Закумской равнины. Для каждой клиноформы порознь были выполнены построения карт кровли и подошвы и карты приращения времен (мощностей). Как показали выполненные построения, каждая клиноформа на территории детальных исследований представляет собой сложное изогнутое в плане тело, вытянутое в северной части с севера на юг на 80-90 км и более, протягивающееся южнее субширотно на 30-100 км до побережья Каспия.
На основе изучения сейсмофациальной обстановки формирования майкопского комплекса методами сейсмостратиграфического анализа нами были предложены гипотеза о строении исследуемого бассейна и модели осадконакопления. К началу олигоцена на Северном Кавказе образовался бассейн некомпенсированного прогибания. Глубина бассейна была оценена нами по специальной методике и достигала 300-400 м. Накопление осадков в таком бассейне протекало путем формирования седиментационных тел на шельфе и прилегающих участках склона вплоть до дна бассейна поступательно от палеопобережья на запад и юго-запад к центру впадины. Это обусловило возникновение фаций последовательного наступления склона, отображаемых на временных разрезах соответствующими особенностями волнового поля МОГТ. Современные наклоны слоев в майкопских отложениях обусловлены суммарным влиянием первичных седиментационных наклонов и последующих тектонических движений. Последние могут быть оценены по дислокациям надмайкопских шельфовых покровов выравнивания.
Основываясь на такой модели формирования майкопской толщи, согласующейся с материалами сейсморазведки МОГТ и бурения, можно ожидать значительную изменчивость осадочных отложений по латерали, полное или частичное выклинивание внутри клиноформ вверх по современному восстанию песчаных пластов, выделенных в скважинах и картируемых по сейсмическим данным. В клиноформах, исходя из этого, возможно развитие песчаных коллекторских первично наклонных тел ограниченного распространения, линз, пластов литологического выклинивания. Поскольку каждая клиноформа ограничена поверхностями несогласий, фиксирующими положение дна палеоводоема в начале и на заключительной фазе формирования клиноформы, выделяемые в ее пределах песчаные пласты (отражения) не пересекают границ клиноформ. Каждая клиноформа является изолированной специфической сейсмофациальной единицей, единым синхронным седиментационным нефтегазопроизводящим и нефтегазонакапливающим телом. Такая модель формирования седиментационных тел майкопа позволяет предполагать, что УВ могут концентрироваться, используя в качестве путей миграции первично наклонные проницаемые пласты. Поэтому при отсутствии антиклинальных структур концентрация УВ будет происходить в НАЛ прежде всего в латерально ограниченных песчано-алевролитовых пластах, изолированных вверх по региональному склону зонами глинизации.
Сводные схемы строения клиноформ Майкопа на двух субширотных региональных профилях А-А' и В-В' приведены на рис. 2. На поверхностях клиноформ показаны три характерные точки: точки перехода непрерывных отражений в прерывистые, интерпретируемые как точки (зоны) замещения шельфовых отложений на приморские; верхние точки ундаформного перегиба, соответствующие кромке палеошельфа; нижние точки фондоформного перегиба, отвечающие переходу собственно клиноформы к глубоководной фондоформе. По верхним точкам перегиба в плане отстраиваются линии кромок шельфа, по которым можно изучать этапы последовательного выдвижения кромки шельфа в майкопском бассейне Восточного Предкавказья (см. рис. 1) и характер заполнения этой части бассейна. Последовательно во времени продвижение кромки палеошельфа маркируется линиями I-IX. Оно отображает постепенное заполнение осадками бассейна в северной его части с востока на запад, а в южной - с северо-востока на юго-запад.
По построенным картам были оценены размеры клиноформ, их длина варьировала от 80 до 300 км при ширине десятки километров и мощности до 250-300 м. Объемы клиноформ в пределах изученной площади варьируют от 1200 до 1400 км3. В майкопских глинах содержание РОВ составляет 1,5-2 %. Принимая во внимание, что клиноформы на 60 % и более сложены глинами, их минимальный нефтегазовый потенциал, пропорциональный объему, может быть весьма значительным.
Исследованиями установлено, что для толщи майкопа данного района отражения значительной интенсивности на временных разрезах МОГТ приурочены к пластам песчаников. Прекращение прослеживания отражения вверх по восстанию отождествляется с песчаными телами, выклинивающимися в этом направлении. Оконтуренные по ним перспективные объекты интерпретируются как возможные литологические ловушки. Из числа перспективных были исключены те песчано-алевролитовые тела, которые трассируются вплоть до эрозионной предакчагыльской поверхности, так как в таких литологических резервуарах высока вероятность разрушения ранее формирующихся залежей. На данном этапе исследований к перспективным отнесены только песчаные пласты площадью свыше 50 км2.
Пример выделения такого песчаного тела, оконтуренного в клиноформе II, показан на рис. 3. Сопоставление структурных планов подошвы клиноформы и выделенного объекта 2 приведено на рис. 3, а, на карте изохрон (рис.3, б) по кровле клиноформы показаны положения всех рассматриваемых по данной клиноформе объектов, а карта изопахит (рис. 3, е), совмещена с картой строения объекта 2, на которой указаны отражения различной степени интенсивности, характеризующие объект.
Аномалия волнового поля, по которой оконтурен перспективный объект 2, выявлена на двух субширотных и пяти субмеридиональных профилях. Прекращение прослеживания объекта на восток связано с переходом морских шельфовых песчаных отложений к неморским алевролито-глинистым. В направлениях на север, юг и запад происходит глинизация песчаного пласта. Ориентация объекта субмеридиональная, глубина залегания характеризуется перепадом времен регистрации отражений от 1 до 1,45 с, что соответствует глубинам 1,1 -1,6 км. Различная степень интенсивности выделенной аномалии (см. рис. 3, в) определяется вариациями мощности песчаного тела, его пористости и флюидонасыщения. В районе этого объекта расположены скважины площадей Черноземельская, Улан-Хольская и Ермолинская, распределенные в основном вдоль профиля 8-83-04. По данным ГИС аномалии временного поля соответствует песчаный пласт мощностью 5-15 м (рис. 4). Отсутствие притоков при проходке скважин может объясняться неблагоприятными условиями вскрытия (значительные репрессии). Аномалия кривой ПС по профилю изменяется от слабой в скв. 4 Черноземельской до максимальной в скв. 11 Улан-Хольской, далее на восток к скв. I Улан-Хольской она несколько уменьшается.
На исследуемой территории выделено и оконтурено 24 подобных перспективных объекта; уточнение объема вероятных НАЛ и их нефтегазоносности требует проведения целенаправленных геологоразведочных работ, комплексного применения сейсморазведки и бурения.
Предварительно намечаются закономерные связи размещения перспективных объектов в клиноформах различной морфологии и генезиса. Эти закономерности до проверки бурением имеют характер гипотезы. В трансгрессивных клиноформах I и II с хорошо выраженной шельфовой частью все перспективные объекты располагаются в верхней ундаформной подзоне, в основном в пределах палеошельфа. В сравнительно узких клиноформах IV, V и VI, принадлежащих регрессивной серии, перспективные объекты приурочены к собственно клиноформной части, формирующейся за пределами шельфа на склоне некомпенсированной впадины. Перспективные объекты вытянуты вдоль простирания клиноформ. В клиноформах VII, VIII и IX перспективные объекты относятся к фондоформной и клиноформной зонам; среди них, по-видимому, развиты грубозернистые отложения, транспортируемые по субмеридиональным каналам. К этой группе причисляют фондоформные перспективные объекты, сформированные в условиях глубоководья, которые могут быть связаны с глинистыми пачками типа баженитов (хадумитов), известных в Ставрополье [4].
Каждая из указанных групп перспективных объектов является специфической и объединяет разные по генезису НАД, намечаемые по данным сейсморазведки, и представляет самостоятельный интерес для изучения, так как позволяет выяснить особенности формирования коллекторов и НАЛ в различных палеофациальных условиях. Поэтому каждая из этих групп должна изучаться отдельно и независимо.
Таким образом, на площади 12 000 км2 в результате сейсмостратиграфического анализа в майкопских отложениях Закумской равнины Восточного Предкавказья удалось выделить 24 перспективных объекта (экранированные вверх по региональному склону и по латерали зонами глинизации пласты проницаемых песчаников и алевролитов) общей площадью около 6000 км2. Эти объекты принадлежат четырем морфогенетическим типам седиментационных тел. В каждом из выделенных перспективных объектов имеются условия для формирования залежей УВ в НАЛ. Для выявления этих залежей и уточнения методики поисков ловушек необходимо проведение бурения скважин средней глубиной 1500 м с поисковыми и параметрическими целями.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Косырев В.С. О нефтегазоносности нижнемайкопских отложений Восточного Ставрополья.- В кн.: Научные основы поисков и разведки нефтяных месторождений. М., Наука, 1985, с. 119-128.
2. Кунин Н.Я., Кучерук Е.В. Сейсмостратиграфия в решении проблем поиска и разведки месторождений нефти и газа.- Месторождения горючих полезных ископаемых (Итоги науки и техники). М., Изд. ВИНИТИ АН СССР,1984, вып. 13.
3. Сейсмическая стратиграфия. Пер. с англ. под ред. Н.Я. Кунина и Г.Н. Гогоненкова. Ч. 1, 2. М„ Мир, 1982.
4. Чепак Г.Н. Залежи нефти как промежуточная форма ее первичной миграции.- Нефтегазовая геология, геофизика и бурение, 1984, № 7, с. 6-8.
Рис. 1. Схема изученности региональными профилями МОГТ майкопской толщи Восточного Предкавказья.
Региональные сейсмопрофили: 1 - треста Грознефтегеофизика, 2 - составленные в результате обобщений, 3 - треста Волгограднефтегеофизика, 4 - треста Ставропольнефтегеофизика; 5 - кромка шельфа клиноформных сейсмофаций майкопской толщи; 6 - площадь проведения детального сейсмостратиграфического анализа; 7 - территория с западными и юго-западными наклонами клиноформ майкопа; 8 - выход майкопских отложений на дневную поверхность на северо-восточных склонах Кавказа; 9 - постседиментационный полный размыв майкопских отложений; 10 - границы исследуемых зон. Цифры в кружках I-IX - номера клиноформ
Рис. 2. Сейсмостратиграфические схемы внутреннего строения майкопского КССК по субширотным профилям А-А' (а) и В-В' (6) (см. рис. 1):
1 - границы КССК; 2 - эрозионный срез поверхности Майкопа; 3 - отражения вдоль границы сейсмофации с нанесением точек прекращения прослеживания; 4 - выделенные перспективные объекты и их номера (арабские цифры); 5 - точки смены непрерывных ундаформных отражений прерывистыми, интерпретируемые как зоны замещения шельфовых отложений приморскими; 6 - точка верхнего перегиба клиноформ - кромка палеошельфа; 7 - точка нижнего перегиба клиноформ - кромка шельфа; 8 - зоны прозрачной сейсмической записи, полной глинизации майкопских отложений. I-VIII - номера выделенных клиноформ майкопа, арабские цифры - перспективные объекты
Рис. 3. Характеристика строения типичной клиноформы II и перспективных объектов в ней (а - карта иэохрон по подошве
клиноформы и объекту 2, б - карта изохрон по кровле клиноформы и проекции перспективных объектов в этой клиноформе, в - карта изопахит и интенсивности отражения, использованного для выделения объекта 2):
1 - некоторые профили МОГТ для привязки; границы клнноформ: 2 - нижняя фондоформная, 3 - верхняя ундаформная; линии точек перегибов клиноформы: 4 - нижних, 5 - верхних; изохроны по поверхностям: 6 - клиноформы. 7 - перспективного объекта 2; 8 - контуры выделенных перспективных объектов в клиноформе II, но на разных уровнях; области различной интенсивности отражений от выделенного пласта объекта 2; 9 - повышенной, 10 - средней, 11 - слабой.
Арабскими цифрами обозначены перспективные объекты
Рис. 4. Геолого-геофизический разрез вдоль широтного профиля 8-83-04 (см. рис. 3, в)
Характеристика относительной интенсивности отражений, приуроченных к границам клиноформ и перспективным объектам: 1 - максимальная, 2 - повышенная. 3 - средняя, 4 - пониженная. 5 - низкая; прекращение прослеживания: 6 - отражающего горизонта, 7- границ клиноформ; 8- песчано-алевролитовые пласты; выделенные по промысловой геофизике; 9- глинизация пластов по данным временных разрезов МОГТ; 10 - фораминиферовый горизонт, к которому приурочен сейсмический репер F; 11 - пробуренные скважины