|
УДК 553.98:550.812(574.11) |
Поиски нефти и газа в нижнеказанских карбонатных отложениях северной бортовой зоны Прикаспийской впадины
С.М. КАМАЛОВ, О.Н. МАРЧЕНКО, Н.Г. МАТЛОШИНСКИЙ (ПГО Уральскнефтегазгеология), А.Б. ЧЕПЕЛЮГИН, Г.А. ШЕРЕМЕТЬЕВА (ВНИИзарубежгеология), Т.А. ЮГАЙ (НВНИИГГ)
На перспективы выявления залежей нефти и газа в нижнеказанских карбонатных отложениях в объеме калиновской свиты северной бортовой зоны Прикаспийской впадины указывалось ранее [1-3]. Однако в связи с принятым в последние годы генеральным направлением работ на подсолевые отложения изучению надсолевых пород не уделялось достаточного внимания. Получение из них в 1985 г. притока газа дебитом более 400 тыс. м3/сут в скв. 2 Каменской (заложенной на подсолевые отложения) указывает на необходимость проведения нефтегазопоисковых работ в верхнепермском комплексе.
Каменская площадь расположена во внутренней части бортовой зоны впадины, между первой соляной грядой и бортовым соляным валом (рис. 1, 2). Мощность калиновских карбонатных отложений здесь составляет 150-160 м. В настоящее время они вскрыты скв. 2, 5, 6 на глубинах 2662-3027 м и представлены известняками и доломитами серыми и темно-серыми, криптозернистыми, низкопористыми и трещиноватыми. Трещиноватость развита как в субвертикальном, так и в диагональном направлениях, образуя системы трещин плотностью до 1-2 на 1 см. Продуктивность калиновских отложений в скв. 5 и 6 доказана газопроявлениями в процессе бурения, выражающимися в разгазировании бурового раствора и кратковременных выбросах газа.
Строение ловушки, контролирующей залежь газа в калиновской толще, изучено еще недостаточно, однако есть основания полагать, что она может иметь значительные размеры (см. рис. 1). Формирование ловушки неразрывно связано с процессами галокинеза, которые привели к резкой дифференциации структуры калиновских отложений, развитию в них участков повышенной трещиноватости, наличию зон выклинивания, а также тектонического и литологического экранирования природного резервуара. Предполагается, что северной границей газовой залежи является зона выклинивания калиновских отложений на склоне бортового соляного вала. На юге залежь экранируется поверхностью соли в пределах куполов, образующих первую соляную гряду, а в промежутках между ними в связи с резким погружением продуктивного пласта практически до поверхности подсолевых отложений ограничивается ГВК с абсолютной отметкой ниже -3050 м. Западное и восточное ограничения ловушки (протяженность 28 км) на Каменской площади не изучены, однако можно предположить, что они будут связаны с тектоническими нарушениями преимущественно северо-западного простирания, за счет которых произошло смещение отдельных частей продуктивного горизонта и разобщение их солью.
Калиновские сероцветные карбонатные тонкокристаллические плотные породы шельфового облика с весьма низкими коллекторскими свойствами, помимо Каменской площади, были вскрыты также рядом скважин (рис. 3) во внешней части бортовой зоны (1,2 Остафьевские, 24 Западно-Тепловская, 1 Щучкинская, 4,6 Карповские и др.) и во внутренней (8 Ветелкинская, 11 Дарьинская). Мощность их изменяется от 87-120 до 160-171 м соответственно.
Восточнее, на Павловско-Чинаревском участке, калиновские карбонаты представлены темноцветными тонкослоистыми глинисто-карбонатными породами депрессионного облика мощностью 40-45 м. Резкое сокращение мощности калиновской свиты сопряжено здесь с увеличением перекрывающих ее галогенных и карбонатно-сульфатных верхнеказанских отложений (300-650 м по сравнению со 120- 220 м в западной части района). Восточнее, в пределах Аксайской и Карачаганакской площадей, калиновские образования сложены глинами серо-цветными известковистыми мощностью 150-180 м.
Такая литолого-фациальная зональность калиновской свиты обусловлена существованием в восточной части рассматриваемого района позднепермской некомпенсированной депрессии, являющейся южным продолжением одновозрастной Бугурусланской депрессии, заполненной галогенной толщей гидрохимической свиты верхней перми. На западном борту Бугурусланской некомпенсированной депрессии (БНД), по данным М.М. Грачевского и других, развит нижнеказанский барьерный риф (БР), построенный криноидно-мшанковыми карбонатными породами. Этот БР, как отмечалось ранее [1, 2], продолжается во внутреннюю часть бортовой зоны, разделяя области развития шельфовых и глубоководных фаций. Все известные во внешней части бортовой зоны месторождения нефти и газа в калиновских образованиях связаны с шельфовым типом разреза (Могутовское, Пилюгинское, Садкинское и др.). Восточный борт БНД и его южное продолжение в Прикаспийскую впадину сложены терригенными породами с редкими прослоями известняков. Мощность толщи во внешней части бортовой зоны составляет 100 м (скв. 121, 123 Кардаиловские), увеличиваясь до 180 м во внутренней ее части (скв. 1 Аксайская, скв. 18 Карачаганакская).
Особый интерес в плане дальнейших поисков залежей нефти и газа в калиновских отложениях представляет определение положения бортового уступа БНД в пределах Прикаспийской впадины, ограничивающего область распространения одновозрастного лагунно-карбонатного шельфа.
На современную структуру и характер распределения литолого-фациального состава и мощностей нижнеказанского карбонатного комплекса большое влияние оказала предшествующая история развития региона, неразрывно связанная с формированием в докунгурское время разновозрастных барьерно-рифовых уступов на борту некомпенсированной Прикаспийской впадины и последующим заполнением её кунгурской солью. В северной бортовой зоне по поверхности подсолевого палеозоя намечаются три уступа, образованных крутыми бассейновыми склонами разновозрастных БР - девонско-турнейского, визейско-башкирского и нижнепермского [2]. С этими уступами неразрывно связаны линейные системы солянокупольных структур, сформировавшиеся в результате активного галокинеза в зонах резких градиентов седиментационных мощностей соли.
Анализ имеющихся данных показывает, что активное проявление соляной тектоники началось сразу после накопления уфимских отложений, что выражалось в формировании бортового соляного вала над нижнепермским БР, соляных гряд над визейско-башкирским и девонско-турнейским БР и отдельных солянокупольных поднятий во внутренней части Прикаспийской впадины. В рельефе дна калиновского морского бассейна указанные соляные поднятия и разделяющие их мульды имели морфологическую выраженность, что повлияло на характер распределения мощностей одновозрастных осадков. Южнее бортового вала мощности отложений калиновской свиты составляют 160-170 м, что в 1,5-2 раза больше, чем во внешней части бортовой зоны впадины. Это увеличение связано с дифференцированными движениями дна палеобассейна под влиянием соляной тектоники. Предполагаемый калиновский БР на значительном протяжении почти совпадает с соляными грядами, генетически связанными с визейско-башкирским (Каменский участок) и девонско-турнейским (Чува-шинский участок) БР. Прогнозируется, что он сложен органогенными и органогенно-обломочными известняками, характеризующимися в отличие от одновозрастных щельфовых образований относительно светлой окраской и высокими емкостными свойствами.
На непосредственную близость БР указывают наличие прослоев органогенных известняков с мшанками и криноидеями в скв. 8 Ветелкинской, скв. 5, 6 Каменских, более светлая окраска калиновских пород, а также увеличение, по данным Г.X. Шермана (НВНИИГГ), значений пористости в скв. 6 по сравнению со скв. 5. Кроме того, устойчивые большие дебиты газа в скв. 2 Каменской (интервал 3032- 3182 м), возросшие к концу испытания, связаны, очевидно, с порово-каверновым коллектором калиновского бортового уступа, а не с трещинной емкостью, характерной для шельфового типа разреза. Еще одним доказательством прогнозируемого положения калиновского БР является отсутствие уверенных отражений горизонта Т, приуроченного к кровле калиновской свиты, южнее намеченной зоны его развития, что, вероятно, связано с резким изменением фаций и сокращением их мощностей при переходе от шельфового типа разреза к относительно глубоководному. Во внутренней части калиновского бассейна под влиянием солянокупольной тектоники формировались многочисленные поднятия, которые могли способствовать росту локальных органогенных построек типа атоллов и пинаклов.
Формирование залежей нефти и газа в калиновских отложениях происходило, вероятно, за счет перетока УВ из подсолевых образований, при этом в качестве основных нефтегенерирующих толщ выступали высокобитуминозные глинисто-карбонатные депрессионные породы верхнего девона - нижней перми. Местами перетока могли явиться зоны контакта верхнепермских и подсолевых отложений. Наибольший интерес в этом плане представляют бессолевые участки над визейско-башкирским рифовым уступом, где верхнепермские образования погружаются почти до отметок поверхности подсолевых вплоть до контакта с ними. Предполагается, что этот уступ, так же как и нижнепермский, контролирует региональную зону нефтегазонакопления, что подтверждается притоком легкой нефти из башкирских пород в скв. 11 Дарьинскую.
В этих условиях за счет частичного расформирования залежей в башкирских породах и вертикального перетока УВ по трещинам могли образоваться самостоятельные месторождения (Каменская площадь) в вышележащих толщах. Не исключено также, что в зоне выклинивания отложений калиновской свиты существовала их связь с нижнепермским БР (см. рис 1, 2). Об этом свидетельствует идентичный состав УВ Каменского и Токаревского месторождений. Содержание конденсата в газе указанных месторождений не превышает 30-40 г/м3. Газы, полученные первоначально в скв. 2 Каменской и в скважинах Токаревского месторождения, аналогичны по составу компонентов. В дальнейшем наряду с появлением в газе воды невыясненной минерализации в скв. 2 Каменской увеличилось содержание углекислого газа и азота от 2 до 8,6 %, что, вероятно, указывает на собственный генерационный потенциал лагунно-шельфовых отложений калиновской свиты [1].
На Каменской площади впервые отмечено залегание нижнеказанских карбонатных отложений внутри соляного купола (см. рис. 2). По-видимому, он является результатом прорыва и обволакивания верхнепермских отложений кунгурской солью. В результате наблюдается смещение во времени осевой части купола на север, характерное для большинства куполов рассматриваемой территории. Предполагается, что в процесс галокинеза наряду с кунгурской вовлечена и верхнепермская соль, являющаяся толщей заполнения позднепермской некомпенсированной депрессии.
Как уже отмечалось, в относительно глубоководной части калиновского бассейна предполагается широкое развитие локальных рифовых построек, приуроченных к солянокупольным поднятиям, имевшим морфологическую выраженность в рельефе его дна. В современном структурном плане прогнозируется несовпадение крутых склонов куполов с рифовыми постройками. С фронтальной стороны, отвечающей зоне активного роста соляного купола, рифовые постройки, вероятно, будут располагаться непосредственно под соляными карнизами и козырьками, с тыловой - за его пределами. Модель соотношения соляных куполов и рифовых построек калиновской свиты приведена на рис. 4 и предлагается для выявления залежей УВ в калиновских рифах.
Таким образом, поиски залежей нефти и газа в калиновских карбонатных отложениях следует рассматривать в качестве нового направления геологоразведочных работ на севере
Прикаспийской впадины. Наибольшие перспективы связаны с поровыми, порово-каверновыми и порово-трещинными коллекторами калиновского БР и локальных рифовых построек внутренней части бассейна. Роль коллекторов порово-трещинного типа будет возрастать в прикупольных зонах. Предлагаемое направление работ в калиновских карбонатных отложениях вместе с ранее рекомендованными для поисков залежей УВ в подсолевых палеозойских рифах может значительно расширить фронт нефтегазопоисковых исследований на рассматриваемой территории.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Камалов С.M., Матлошинский Н.Г. Раннеказанские карбонаты – перспективный объект нефтегазопоисковых работ на севере Прикаспия. ЭИ ВИЭМС. Геол. методы поисков и разведки м-ний нефти и газа, 1985, № 4.
2. Поиски и разведка залежей нефти и газа в ловушках неантиклинального и комбинированного типов в пределах северного борта Прикаспийской впадины / А.А. Альжанов, С.Г. Даумов, А.Ф. Ильин и др.- Геология нефти и газа, 1975, № 6, с. 10-16.
3. Стратиграфия и фации казанских отложений северного борта Прикаспийской впадины / К.X. Бакиров, Д.З. Валеев, А.Н. Колупаев и др.- Изв. АН КазССР. Сер. геол., 1984, № 4, с. 43-49.
Рис. 1. Структурная карта предполагаемой залежи газоконденсата в калиновской свите на Каменской площади:
1 - изогипсы кровли калиновской свиты (отражающий горизонт T), м; 2 - линия выклинивания отложений калиновской свиты на склоне бортового соляного вала; 3 - линия тектонического экранирования пород калиновской свиты солью; 4 - предполагаемая газоконденсатная залежь: 5 - ГВК; 6 - скважины; 7 - бассейновые края БР: а - калиновского, б - нижнепермского, в - визейского-башкирского; 8 - поднятия нижнепермского БР; 9 - линия геологического профиля; 10 - граница крутого погружения соли
Рис. 2. Геологический разрез Каменской площади по линии I-I'.
Границы: 1 - геологические, 2 - сейсмические; 3 - тектонические нарушения; породы: 4 - карбонатные шельфовые, 5 - глинисто-карбонатные депрессионные, 6 - рифогенные, 7 - рифового шлейфа, 8 - галогенные, 9 - ангидриты, 10 - галогенно-терригенные, 11 - терригенные; предполагаемые залежи в отложениях: 12 - калиновской свиты, 13 -нижнепермских и башкирских
Рис. 3. Палеогеоморфологическая схема отложений калиновской свиты северной бортовой зоны Прикаспийской впадины:
1 - область мелководного шельфа; 2 - относительно глубоководная часть бассейна; 3 - бассейновый край калиновского БР; 4 - бассейновые края БР: а - нижнепермского, б - визейско-башкирского, в - девонско-турнейского; 5 - современное положение солянокупольных структур; 6 - бортовой соляной вал; 7 - скважины: а - непродуктивные - в числителе - номер, в знаменателе - мощность отложений калиновской свиты, б - продуктивные; 8 - нефтегазоконденсатные месторождения в зоне нижнепермского БР. Площади: Щ - Щукинская, О - Остафьевская, ЗП - Западно-Тепловская, В - Ветелкинская, Д - Дарьинская, К - Карповская, Кам - Каменская
Рис. 4. Модель соотношения соляных куполов с рифовыми постройками калиновской свиты.
Условные обозначения см. рис. 2, 3