| УДК 553.98:551.763:550.4(575.3) | 
Геохимические предпосылки нефтегазоносности нижнемеловых отложений в орогенной области юго-востока Средней Азии
Т.А. САФРАНОВ (ТО ВНИГНИ)
Нижнемеловые красноцветные терригенные отложения в пределах большей части Туранской плиты представлены преимущественно песчаниками, алевролитами и глинами. Прослои лагунно-морских пород играют подчиненную роль. Мощность красноцветной терригенной формации (КТФ) валанжина - баррема достигает 400-500 м. В орогенной области юго-востока Средней Азии (мегантиклиналь Юго-Западного Гиссара, Афгано-Таджикская впадина, Северо-Афганский выступ) увеличиваются мощность (до 1200 м) и объем КТФ; в восточной части региона в состав формации входят нижнемеловые отложения и низы сеноманских. При этом возрастает доля полимиктовых терригенных пород, а в окраинных частях - грубообломочных [6]. Содержание ОВ в осадках было изначально низким, что и обусловило преимущественно окислительную обстановку в красноцветных отложениях. Несмотря на незначительные концентрации ОВ, его битумоидных компонентов, а следовательно, крайне низкие генерационные возможности ОВ красноцветных пород (без учета генерации газообразных УВ), для КТФ характерны широкое развитие следов миграции жидких УВ (эпибитумоидов) и скопления нефти и газа.
Одни исследователи предполагают, что скопления УВ в КТФ юго-востока Средней Азии образовались за счет нефтегазопроизводящих толщ (НГПТ) в меловом разрезе, другие - перетока УВ из юрских (подсолевых) отложений в участках отсутствия или нарушения сплошности эвапоритов гаурдакской свиты. В случае надежных флюидоупорных свойств эвапоритов предлагаются варианты миграции УВ по подсолевым отложениям до появления возможности перетока в надсолевые [1].
Нижнемеловые отложения орогенной области юго-востока Средней Азии по сравнению с одновозрастными Туранской плиты характеризуются меньшими концентрациями ОВ и битумоидов (табл. 1). Изучение распределения сингенетичного ОВ, его типов, количества и состава битумоидов и УВ, соотношений син- и эписоставляющих битумоидной системы, типов геохимических фаций и градаций катагенеза позволило выделить НГПТ в нижнемеловых отложениях [7]. К ним отнесены породы восстановительных геохимических фаций, достигших уровня MK1-МК3 с содержанием ОВ более 0,3 % (от массы пород), вклинивающихся в толщу красноцветных континентальных образований. Мощности и генерационные возможности НГПТ в разрезе нижнемеловых отложений контролируются фациально-геохимическими особенностями и степенью катагенеза ОВ. Несколько НГПТ образуют нефтегазопроизводящий комплекс, суммарная мощность которого во многом определяет масштабы генерации УВ.
Зона генерации УВ в нижнемеловых отложениях Афгано-Таджикской впадины (АТВ) ограничивается НГПТ и площадью распространения лучакского горизонта мощностью до 10 м. В восточных и северо-восточных районах (Кулябская зона) АВТ, где КТФ имеет наиболее широкий стратиграфический диапазон и мощность до 1200 м, НГПТ отсутствуют или пока неизвестны. Весьма незначительное количество генерированных углеводородных газов в КТФ (в случае преодоления УВ сорбционного барьера) уходило на насыщение пластовых вод. В западных районах АТВ и в Юго-Западном Гиссаре мощность НГПТ возрастает до 85-120 м (табл. 2). Соответственно повышаются доля сапропелевых компонентов в ОВ и плотность эмиграции УВ. Тенденция увеличения плотности эмиграции УВ прослеживается далее в неокомских и апт-альбских отложениях юго-восточных районов Туранской плиты [5]. Исходя из балансовой модели нефтегазонакопления, следует отметить, что лишь 1,9 % жидких и 4,5 % газообразных УВ, образованных за счет НГПТ в нижнемеловых отложениях орогенной области юго-востока Средней Азии, участвовало в формировании скоплений нефти и газа.
Поскольку в пределах неокомских континентальных пород нет НГПТ, возникает вопрос относительно источника УВ в залежах, выявленных в орогенной области юго-востока Средней Азии, т. е. в Душанбинском (Комсомольская, Андыген) и Байсунском (Гаджак) прогибах. Здесь уместно отметить, что пластовые воды красноцветной нижнемеловой толщи представлены рассолами хлоркальциевого типа с минерализацией до 200-300 г/л (за исключением участков, где они существенно разбавлены инфильтрационными водами), хотя палеосоленость вод бассейна седиментации красноцветных образований обычно не превышала 5-10 г/л. Состав пластовых вод меловых отложений, как красноцветных континентальных, так и сероцветных морских, идентичен, в то время как воды меловых пород по гидрогеохимическим признакам отличаются от вод юрских, в частности, преобладанием щелочноземельных металлов над щелочными [3]. Это позволяет предполагать значительную роль в формировании гидрогеохимического облика пластовых вод красноцветных отложений процессов отжатия поровых вод (а вместе с ними УВ) из уплотняющихся осадков (НГПТ) апта-альба и сеномана-турона. Этому благоприятствовали и высокие емкостные свойства красноцветных песчаников (в пористо-проницаемых горизонтах). В процессе уплотнения пород могли возникать зоны с АВПД, которые вызывали перемещение флюидов в сторону меньших давлений, ибо при наличии путей миграции в зависимости от разницы приведенных давлений возможно передвижение УВ в любом направлении (в том числе и вниз по разрезу) [4]. Проявление аномальности пластовых давлений в меловых отложениях, перекрывающих КТФ, зафиксировано на площадях Душанбинской (Комсомольская, Айни), Сурханской (Хаудаг, Учкизыл, Ляльмикар, Карасырт), Кафирниганской (Южный Аруктау, Актау, Бешкент) и Ку-лябской (Саят-Алимтай, Танапчи, Кызылсу) зон АТВ, а также в пределах Северо-Афганского (Ходжабулан, Етымтаг, Ходжагугердаг, Ялангач) и Ахчинского (Джангаликолон) выступов. Это указывает на более низкий энергетический потенциал красноцветных терригенных образований нижнего мела по сравнению с вышезалегающими. Следовательно, проявление аномальности пластовых давлений в отложениях, перекрывающих красноцветную толщу нижнего мела, позволяет говорить о возможности нисходящей миграции флюидов, особенно в приконтактной зоне с АВПД, что и является одной из причин нефтегазоносности КТФ в АТВ и сопредельных районах. В этой связи чем больше расстояние между красноцветными образованиями и залегающими над ними породами восстановительного геохимического облика и меньше генерационные возможности НГПТ, тем менее благоприятны условия для насыщения пористо-проницаемых горизонтов УВ. Такой вариант формирования скоплений УВ позволяет объяснить факт продуктивности нижнемеловых красноцветных отложений в тех случаях, когда экранирующие свойства эвапоритов гаурдакской свиты исключают возможность перетока УВ из юрских отложений (при наличии над продуктивными горизонтами НГПТ). Возможно, что таким путем сформировано скопление природного газа в горизонте XIII, перекрытом НГПТ окузбулакского горизонта на Гаджаке. Не исключено, что нисходящая миграция флюидов сыграла определенную роль в образовании залежей в нижнемеловых отложениях Душанбинского прогиба, хотя возможна миграция УВ и из юрских отложений, лишенных в этой части АТВ надежного эвапоритового флюидоупора. При этом обращает на себя внимание факт широкого диапазона газоносности (неоком-сеноман) на структурах Комсомольской и Андыген, в то время как на более погруженной структуре Шаамбары, где меловые отложения находятся в более благоприятных условиях для сохранности УВ, залежей не выявлено (не считая незначительного газопроявления в горизонте XI-а альба). По-видимому, в результате новейших тектонических движений первые две структуры оказались более приподнятыми, что способствовало, с одной стороны, резкому снижению пластовых давлений и переходу газов из водорастворенного в свободное состояние, а с другой - проникновению инфильтрационных вод. Это подтверждается газоносностью нижнемеловых отложений и наличием инверсионного гидрохимического разреза на Комсомольской и Андыгенской структурах. Более интенсивное проявление инфильтрационных процессов в северо-восточной части Душанбинского прогиба привело к опреснению «первичных» вод и разрушению скоплений УВ.
В пределах Северного Афганистана нефтегазоносность КТФ установлена на западной окраине Северо-Афганского выступа, на Андхойском поднятии, на южном борту Даулетабадского прогиба и на южной окраине Майманинского выступа, т. е. в восточном окончании и обрамлении Мургабской впадины [2]. Некоторые авторы [8] полагают, что в готеривских отложениях залежи сформированы за счет миграции УВ из юрских отложений. Основные очаги генерации УВ связаны с юрскими отложениями Мургабской впадины. Поскольку апт-альбские и даже неокомские образования Мургабской впадины содержат НГПТ, характеризующиеся достаточно высокой плотностью генерации и эмиграции УВ [1, 5], нет необходимости искать генетические связи УВ в КТФ с юрскими НГПТ. Неубедительны доводы (С.Д. Иванов, В.И. Дидура и др., 1979 г.) об идентичности изотопного состава нефтей из нижнемеловых отложений Северного Афганистана и Амударьинской впадины, ибо по изотопному составу УВ ОВ битумоиды и нефти нижнемеловых и юрских отложений в пределах Амударьинской впадины заметно различаются [1], так же как и газы в породах шатлыкского горизонта и юры Мургабской впадины (Гаврилов Е.Я., Гончаров В.С. и др., 1985 г.). Наличие АВПД над красноцветными отложениями готерива в районах Северного Афганистана [2] позволяет допускать возможность нисходящей миграции флюидов.
Процессы генерации и эмиграции УВ в нижнемеловых НГПТ в наиболее погруженных частях достаточно интенсивно проявлялись к началу палеоцена. В доорогенный (доплиоцен-плейстоценовый) этап на большей части исследуемого региона серо-цветные пропластки (относительно обогащенные ОВ) среди красноцветных пород в значительной мере реализовали свои нефтегазопроизводящие возможности. Флюиды, отжатые из уплотняющихся пород, по нижнемеловым отложениям мигрировали от наиболее прогнутых зон (палеопьезомаксимумов) к зонам наименьшего прогибания (палеопьезоминимумам). Источниками УВ могли быть не только НГПТ в меловых отложениях Предкопетдагского прогиба и Мургабской впадины, но и в пределах Юго-Западного Гиссара и АТВ. В палеоструктурных элементах, благоприятных для аккумуляции УВ, возможно скопление нефти и газа. Дальней латеральной миграции, видимо, препятствовали изменчивость литолого-фациального состава и фильтрационные свойства образования нижнего мела, а также наличие тектонических экранов, АВПД и снижение проницаемости пород КТФ с увеличением их глубины. Общее поднятие Банди-Туркестана и Северо-Афганского выступа на новейшем орогенном этапе развития территории обусловили переформирование палеозалежей, а иногда и их разрушение. В пределах Северо-Афганского выступа в КТФ сохранились не только нефтяные залежи, но и их реликты в обнаженных участках [2]. В северо-восточных частях Северо-Афганского выступа признаков нефтенасыщенности нижнемеловых пород не отмечено. Однако это не исключает газового характера существовавших залежей, формирование которых было связано с очагами преимущественного газообразования в сопредельных районах АТВ.
На новейшей стадии развития АТВ были разрушены газовые (газоконденсатные) залежи в антиклинальных зонах, особенно в аллохтонной части структур, на что указывает также отсутствие следов нефтенасыщенности пород КТФ. Показателями палеоразгрузки углеводородных флюидов являются широкое развитие эпибитумоидов и высокая подвижность битумоидной системы (по составу и соотношениям син- и эписоставляющих) в нижнемеловых отложениях. Масштабы эмиграции и условия сохранности УВ в нижнемеловых породах позволяют предполагать их нефтегазоносность лишь в синклинальных зонах АТВ. Отсутствие очагов нефтегазообразования в нижнемеловых отложениях Кулябской синклинальной зоны ставит под сомнение вероятность обнаружения в них существенных скоплений УВ. Возможность перетока флюидов из юрских образований в этой части АТВ также маловероятна, ибо влияние вод юрских пород не отражается на гидрогеохимическом облике пластовых вод нижнемеловых толщ даже в участках проявления соляной тектоники. Видимо, в процесс перемещения соляных масс не вовлекались углеводородные флюиды подсолевых отложений, на что косвенно указывает отсутствие УВ в газово-жидких включениях в галите. Если учитывать выжимание седиментационных вод и вместе с ними УВ из верхнемеловых уплотняющихся осадков, то продуктов катагенетического преобразования ОВ, по-видимому, было достаточно для насыщения лишь верхней части КТФ. В этой связи газопроявления в альб-сеноманских отложениях в восточной части АТВ (Саят-Алимтай, Танапчи, Кызылсу, Южный Каратау) следует рассматривать не как свидетельство газоносности меловых отложений, а лишь как признаки насыщения пластовых вод до состояния, близкого к предельному насыщению.
Таким образом, закономерности распределения скоплений УВ в мезозойской красноцветной терригенной формации указывают на их связь с нефтегазопроизводящими толщами в разрезе меловых отложений. Мощность НГПТ возрастает в направлении с востока на запад. В этом же направлении увеличиваются концентрация ОВ, доля сапропелевых компонентов в ОВ, плотность эмиграции УВ и доля жидких компонентов в сумме эвакуированных УВ. В восточной части АТВ в нижнемеловых отложениях НГПТ практически отсутствуют, а на остальной части региона они имеют мощность и производительность, достаточные для насыщения пористо-проницаемых горизонтов газообразными, а в юго-западной части региона и жидкими УВ. Проявления АВПД в толщах, перекрывающих КТФ, а также наличие более мощных пород восстановительного геохимического облика (НГПТ) способствовали отжатию флюидов и их нисходящей миграции. Чем больше расстояние между красноцветной толщей и залегающими над ними НГПТ, тем меньше возможности для насыщения УВ коллекторов в КТФ. Миграцию УВ по тектоническим прорывам из юрских отложений пока не удалось установить, хотя полностью переток УВ в КТФ, особенно в Душанбинском прогибе и Северо-Афганском выступе, исключить нельзя. Нет убедительных доводов в пользу латеральной миграции по флюидоводам в КТФ из очагов генерации в меловых образованиях, находящихся к западу от исследуемого региона. Генерационные возможности ОВ в нижнемеловых отложениях могли обеспечить формирование скоплений УВ в непосредственной близости к очагам генерации, т. е. к западу от Кулябской синклинальной зоны. Наиболее благоприятные условия для аккумуляции преимущественно газообразных УВ характерны для Сурханской, Вахшской и Душанбинской зон, причем, учитывая высокую подвижность этих УВ, участки на флангах указанных зон менее благоприятны для сохранности их скоплений.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Акрамходжаев А.М. Нефть и газ - продукты преобразования органического вещества. М., Недра, 1982.
2. Геология и нефтегазоносность Севера Афганистана / В.И. Браташ, С.В. Егупов, В.В. Печников и др. М., Недра, 1970.
3. Гидрогеологические предпосылки нефтегазоносности Таджикской депрессии / А.В. Готгильф, В.Н. Афанасьева, Т.А. Сафранов и др. Душанбе, Дониш, 1975.
4. Еременко Н.А. Развитие принципов теории формирования залежей нефти и газа. - Геология нефти и газа, 1984, № 12, с. 18-24.
5. Корчагина Ю.И., Четверикова О.П. Методы оценки генерации углеводородов в нефтегазопродуцирующих породах. М., Недра, 1983.
6. Меламед Я.Р. Некоторые результаты изучения осадочных формаций Афгано-Таджикской впадины. - Труды ВНИГНИ. Душанбе, вып. 116, 1982, с. 90-101.
7. Сафранов Т.А., Готгильф А.В. Деймонтович Е.Б. Прогноз нефтегазоносности осадочных толщ Афгано-Таджикской впадины по геохимическим критериям. - Геология нефти и газа, 1983, № 8, с. 28-34.
8. Серегин А.М., Москалев Н.П., Насер М. Условия генерации и аккумуляции нефти и газа в мезозойских отложениях юго-восточной части Каракумского осадочного нефтегазоносного бассейна. - В кн.: Методы оценки нефте- и газоматеринского потенциала седиментитов. М.,1982, с. 180-188.
Таблица 1 Сравнительная химико-битуминологическая характеристика нижнемеловых отложений платформенной и орогенной областей юго-востока Средней Азии
| Породы | Число образцов (n) | ОВ | ХБ | СББ | О+N++ S, % на ХБ | УВ в ОВ, % | Градация катагенеза | 
| % на породу | |||||||
| Берриас-барремские отложения | |||||||
| Глинисто-алевритистые | 47 | 0,40 | 0,015 | 0,035 | 9,71 | 0,65 (3) | МК1-МК3 | 
| 38 | 0,33 | 0,017 | 0,027 | 10,23 | 0,98 (23) | МК1-МК3-4(?) | |
| Песчанистые | 8 | 0,26 | 0,014 | 0,023 | 10,61 | 
 | МК1-МКз | 
| 9 | 0,14 | 0,009 | 0,012 | 11,97 | 
 | МК1-МК3-4(?) | |
| Карбонатные и терригенно-карбонатные | 46 | 0,28 | 0,022 | 0,031 | 11,41 | 4,01 (9) | МК1-МК3 | 
| 5 | 0,16 | 0,003 | 0,009 | 11,03 | 1,02 (3) | МК1-МК3-4(?) | |
| Апт-альбские отложения | |||||||
| Глинистые | 140 | 1,15 | 0,023 | 0,073 | 10,35 | 0,52 (38) | ПК3-МК2 | 
| 47 | 0,58 | 0,020 | 0,033 | 11,48 | 1,04 (34) | МК1-МК3 | |
| Песчанистые | 62 | 0,51 | 0,024 | 0,049 | 10,73 | 0,84 (4) | ПК3-МК2 | 
| 5 | 0,35 | 0,016 | 0,019 | 11,44 | 0,70 (3) | МК1-МК3 | |
| Алевритистые | 88 | 0,76 | 0,023 | 0,059 | 11,77 | 0,85 (10) | ПК3-МК2 | 
| 14 | 0,45 | 0,018 | 0,020 | 11,03 | 0,84 (4) | МК1-МК3 | |
| Карбонатные и терригенно-карбонатные | 13 | 0,70 | 0,034 | 0,060 | 12,11 | 1,08 (4) | ПК3-МК2 | 
| 18 | 0,42 | 0,020 | 0,035 | 11,57 | 2,08 (7) | МК1-МК3 | |
Примечание. В числителе - данные по Туранской плите, в знаменателе - данные по АТВ и сопредельным орогенным районам (по материалам ИГИРНИГМ, ТуркменНИГРИ, МИНГ, ВНИГНИ, ТО ВНИГНИ). В скобках указано число образцов, когда оно не совпадает с n, указанным в колонке.
Таблица 2 Мощности нефтегазопроизводящих толщ в нижнемеловых отложениях орогенной области юго-востока Средней Азии
| Возраст отложений | Горизонт | Мощности НГПТ, м | |||
| Струкгурно-фациальные зоны по Ю.Н. Андрееву (1972 г.) | |||||
| западная | центральная | северная | восточная | ||
| Верхний альб | Аккапчигайский | 15-20 | 10-15 | 10-15 | 
 | 
| Средний » | Лучакский | 15-20 | 10-15 | 10-15 | 5-10 | 
| Нижний » | Дербентский | 10-15 | 0-5 | 
 | 
 | 
| Верхний апт (?) - нижний альб | Каракузский | 30-40 | 15-20 | 15-20 | 0 | 
| Средний апт (?) | Калигрекский | 5-10 | - | - | - | 
| Верхний баррем - нижний апт (?) | Окузбулакский | 10-15 | 5-15 | 5-10 | 
 | 
| 
 | 
 | S 85-120 | S 40-70 | S 40-60 | S 5-10 |