Новые типы ловушек в сарматских отложениях Восточного Предкавказья

В Восточном Предкавказье фонд перспективных, значительных по размерам антиклинальных структур исчерпан. В связи с этим остро стоит вопрос о поисках неантиклинальных ловушек (НАЛ). В этом аспекте привлекает внимание неглубоко залегающий сарматский комплекс региона.

Сарматские отложения изучались многими исследователями. Они широко развиты как в Восточном, так и Западном Предкавказье и представлены литологическими разностями от относительно глубоководных до мелководных и прибрежных. В основном это терригенные песчано-глинистые отложения с небольшими прослоями мергелей и карбонатных глин. Современное распространение сарматских отложений определяется процессами конседиментационного прогибания и последующей эрозии, обусловленной тектоническими движениями в позднем сармате, мэотисе и понте. Максимальная мощность толщи сармата по геологическим данным установлена в пределах Терско-Каспийского прогиба, где она достигает 1500 м. Характерно сокращение мощности этих отложений в северном направлении вплоть до их полного отсутствия.

Нефтегазоносность изучаемых отложений установлена преимущественно в Западном Предкавказье, где открыты Анастасиевско-Троицкое, Азовское, Абино-Украинское и другие месторождения, многие из которых связаны с литологическими и стратиграфическими НАЛ. В Восточном Предкавказье в сарматских образованиях в Терско-Сунженской антиклинальной зоне открыты небольшие месторождения нефти и газа (Червленное, Правобережное, Октябрьское). Залежи здесь установлены в сводах антиклиналей, осложненных тектоническими нарушениями. В Терско-Каспийском прогибе, где размещается депоцентр сарматского осадконакопления в Предкавказье, их нефтегазоносность изучена недостаточно из-за отсутствия крупных антиклинальных ловушек. О перспективности этих отложений свидетельствуют частые нефтегазопроявления в процессе бурения, вынос в керне глубоких скважин песчаников с запахом нефти.

Породы сарматского яруса традиционно расчленяются по литологическому признаку на три подъяруса: нижний, средний и верхний (В.П. Колесников, 1940 г.; Н.И. Андрусов, 1961 г.; М.С. Бурштар, 1969 г. и др.). Существующие до сих пор представления о строении, стратиграфии, палеогеографии изучаемых отложений исходят из горизонтально-слоистой модели осадконакопления. Новые технико-технологические возможности сейсморазведки МОГТ и получение благодаря этому временных сейсмических разрезов высокого качества позволяют с использованием приемов сейсмостратиграфического анализа наметить новые представления о модели седиментации сарматских толщ и новые подходы к выявлению в них НАЛ.

Большая часть региона покрыта профилями площадной сейсморазведки. С 80-х годов обрабатывается сеть высококачественных региональных профилей МОГТ, общий объем которых близок к 2200 км (рис. 1). Более чем на сотне площадей региона проведено поисковое бурение. Эти работы направлены в основном на изучение глубокопогруженных мезозойских отложений. Целенаправленные работы по изучению перспективности относительно неглубоких кайнозойских отложений (и в частности, сарматских) проводятся в небольших объемах. Образования кайнозоя пройдены практически без отбора керна и опробования. Комплекс ГИС за редким исключением ограничен методами КС, ПС и кавернометрии. Современный ареал распространения сарматских отложений в Восточном Предкавказье с севера ограничен зоной полного эрозионного размыва (см. рис. 1), которая четко картируется на региональных профилях II, III, V, IX, X и при площадных съемках. На некоторой части территории отложения сармата присутствуют в виде останцов (северная часть профиля V; профиль IX). Максимальные мощности сарматских отложений отмечаются на платформенном борту Терско-Каспийского прогиба на профилях I, V, VII и составляют 0,7–0,9 с, что соответствует 1200–1500 м.

Толща сарматских отложений при сейсмостратиграфическом анализе временных разрезов выделяется как квазисинхронный седиментационный сейсмический комплекс (КССК) [2, 3], ограниченный в подошве несогласием типа подошвенного налегания, а в кровле – типа эрозионный срез (рис. 2). Впервые клиноформное строение средне-верхнесарматских образований установлено специалистами ПО Грознефтегеофизика в результате интерпретации регионального профиля V. По части территории, обеспеченной увязанной сетью региональных профилей, нам удалось выделить, схематично откоррелировать и проследить в составе сарматского КССК клиноформные сейсмофации (СФ) [1]. Ареал развития клиноформ установлен в Терско-Каспийском прогибе. В сарматском КССК намечено девять клиноформных стратиграфических единиц – сейсмофаций. В меридиональном сечении клиноформы имеют общее падение на север. Их южные ундаформные части отображают поведение палеошельфа, область распространения которого постепенно продвигается на северо-запад. Ортоклиноформные части СФ формировались последовательно на южном палеосклоне сарматского морского палеобассейна, а фондоформные части клиноформ накапливались в области относительных глубоководий. Клиноформная СФ I выделяется по меридиональному VII и широтному XII региональным профилям. Южная шельфовая часть клиноформы вовлечена в область Терско-Сунженских дислокаций. Наибольшие вертикальные мощности ортоклиноформной части составляют 550–600 м. Внутреннее строение клиноформы на профиле VII характеризуется четким схождением осей синфазности в северном направлении. Часть отражений по рассматриваемому профилю осложнена антиклинальным перегибом. Скважинами вскрыто фондоформное окончание клиноформного тела, представленное глинистыми отложениями.

Клиноформа II прослежена на профилях VII, XII и V. Это седиментационное тело охарактеризовано достаточно полно. Унда-форма в южной части вовлечена в зону Терско-Сунженских дислокаций, мощности ее составляют 200–230 м, отражения среднеинтенсивные и непрерывные. Ортоклиноформная часть на профилях VII и XII имеет слабо- и среднеинтенсивные отражения с прекращением прослеживания у поверхности клиноформы типа кровельного прилегания. Максимальные мощности клиноформы составляют 330 м. Фондоформа маломощная, протяженная со средне- , редко высокоинтенсивными отражениями. По данным ГИС в фондоформной части ее на общем глинистом фоне выделяются две аномалии, приуроченные к песчаным пластам. Один из этих пластов приурочен к поверхности клиноформы.

Выделенные сарматские клиноформы имеют значительные размеры. Протяженность клиноформных тел изменяется от 55 до 135 км с юга на север и от 60 до 130 км с востока на запад, наибольшие мощности достигают нескольких сотен метров (в ортоклиноформных частях от 150 м в клиноформе III до 600 м в клиноформе I). Площади клиноформ следующие: I – 4800, II – 4000, III - 4000, IV – 19 000, V – 18 000, VI – 2400, VII – 19000 км². Площадь шельфовых частей каждой последующей клиноформы больше предыдущей (исключение представляет клиноформа VI, имеющая явно регрессивный характер) и составляет 20–49 % ареала развития клиноформы. Фондоформные части клиноформ также занимают значительную площадь – 15– 50 %. Ортоклиноформная часть всех клиноформ имеет меньшую площадь, чем шель-фовая и фондоформная и изменяется от 10 до 20 %. Иное соотношение частей клиноформных тел намечается по их объемам (клиноформа I – 1100, II – 600, III – 400, IV–1700, V–1700, VI –550, VII – 1560 км³). В связи с наибольшей мощностью объем ортоклиноформных склоновых частей обычно превышает объем ундаформ и фондоформ или примерно равновелик им [1, 2].

Каждая клиноформа, ограниченная поверхностями несогласий, рассматривается нами как автономный объект нефтегазогенерации и накопления. В этих крупных трехмерных седиментационных, преимущественно глинистых телах, формировавшихся в окраинных зонах сарматских палеоморей и погрузившихся к настоящему времени на глубины 2–4,5 км, за счет собственного генерационного потенциала могут быть сформированы значительные месторождения, масштабы которых, очевидно, будут зависеть и от размеров ловушки.

По материалам ГИС ряда скважин (1,2 Северный Сулак, 1 Каргалинская, 2 Болгарский Хутор и др.), увязанных с сейсмопрофилями, в составе сарматских отложений выделен ряд песчаных пластов. Ортоклиноформная часть клиноформы II характеризуется слабодифференцированной кривой ПС, на фоне которой выделяются две небольшие отрицательные аномалии. По данным ГИС фондоформы IV, V и VI СФ сложены глинами. Глины преобладают и в ортоклиноформных частях СФ, но здесь систематически вскрываются и коллекторские пласты. Ундаформные части клиноформных СФ, где по сейсмическим данным широко развиты коллекторы, бурением не охарактеризованы.

Для изучения распространения клиноформных тел сармата в плане были протрассированны линии кромок палеошельфа клиноформ по характерным точкам верхнего перегиба, соответствующим переходу шельфовых частей в склоновые (см. рис. 1).

Изучение пространственного положения кромок шельфа выделенных клиноформ показывает, что ундаформные (южные шельфовые) части клиноформы последовательно смещаются от низовий р. Сулака на северо-запад. Источник привноса терригенного материала, судя по изометрии кромок шельфа, располагался на меридиане г. Буйнакска. Вероятно, что клиноформы генетически взаимосвязаны с конусом выноса сарматского палеоСулака. Наращивание южного шельфа палеобассейна в процессе формирования первых двух клиноформ происходило на север, а последующих – на северо-запад и запад, продвигаясь вглубь бассейна, сокращая и заполняя его депрессионную часть, которая была развита в осевой части Терско-Каспийского прогиба. Сейсмостратиграфический анализ региональных профилей МОГТ Восточного Предкавказья показал, что клиноформные тела расположены в наиболее погруженной части палеобассейна в области современного Терско-Каспийского прогиба. На Ногайской ступени клиноформного строения осадочных толщ не наблюдается. По имеющимся материалам затруднительно судить об условиях осадконакопления этой части сарматского бассейна ввиду значительного последующего размыва сарматских отложений. Имеющиеся данные свидетельствуют, что здесь развиты субпараллельные оси синфазности, фиксирующие зону северного шельфа и отмели сарматского палеоморя.

Таким образом, материалы сейсмостратиграфического анализа показывают, что современная тектоническая позиция Ногайской ступени и Терско-Каспийского прогиба выразительно проявлялась в сарматском веке. На Ногайской ступени размещалась шельфовая северная окраина сарматского палеоморя, а Терско-Каспийский некомпенсированный прогиб в сармате интенсивно заполнялся главным образом с юга продуктами размыва Кавказского орогена при проградационном продвижении к северу южного шельфа и склона.

Известно, что осадконакопление клиноформных тел происходит на шельфе, склоне и в относительно глубоководной части [2, 3]. Это определяет значительную латеральную изменчивость в условиях первичных седиментационных наклонов пород и, следовательно, создает благоприятные условия для латеральной миграции и формирования месторождений в ловушках различного типа. Клиноформное строение сарматского КССК, частичная дислоцированность его пород на южных склонах прогиба, значительная фациальная изменчивость, срезание части отложений процессами эрозии являются благоприятными факторами для формирования в этих отложениях НАЛ литологического, стратиграфического и сложных комбинированных типов.

Сейсмостратиграфический анализ региональных профилей МОП Восточного Предкавказья позволил наметить четыре специфические зоны, благоприятные для преимущественного формирования НАЛ различного типа (см. рис. 1).

1. В пределах Ногайской ступени, северных окраин Терско-Каспийского прогиба, Прикумской системы поднятий развиты шельфовые и приморские сарматские отложения, формировавшиеся за счет северных источников сноса на северном пологом склоне седиментационного бассейна. Здесь в северном направлении происходит прекращение прослеживания отражений, связанных с выклиниванием в этом направлении отложений. Постседиментационное относительное воздымание северных склонов Ногайской ступени, Прикумской системы поднятий обусловило изменение первичных седиментационных наклонов и общий современный моноклинальный наклон пластов сармата на юг В связи с этим в области срезания сарматских пород, при наличии надежных экранов в перекрывающих отложениях понта и мэотиса, имеются благоприятные предпосылки для формирования стратиграфических и литолого-стратиграфических ловушек Благоприятная для поисков НАЛ таких типов зона намечена нами на Прикумской системе поднятий и Кумо-Манычской впадине (см. рис. 1). В этой зоне в скв. 2 Котланкинской по данным ГИС сарматские отложения характеризуются низким удельным сопротивлением и отрицательной аномалией ПС в кровельной части пачки мощностью до 5 м. В результате испытания в скв 2 Котланкинской в интервале объекта (2185–2250 м) получена вода с сернистым газом, что свидетельствует о развитии здесь коллекторов и зон затрудненного водообмена. На региональных профилях МОГТ в этой зоне отмечено несколько перспективных объектов значительных размеров. Для детального опоискования этой зоны с целью выделения НАЛ рекомендуется проведение поисковых съемок МОГТ.

2. Специфическая зона в сарматских отложениях, благоприятная для поисков НАЛ структурно-литологического типа, намечается на южном борту Терско-Каспийского прогиба. Здесь эти породы характеризуются значительной внутриформационной дислоцированностью (см южную часть профиля V, рис. 2). Внутриформационные дислокации фиксируются уверенно на меридиональных сечениях и достигают амплитуды 200–300 м. Они не прослеживаются, как правило, ни выше, ни ниже по разрезу. Детальное картирование внутриформационных складок, развитых исключительно в осевой и южной частях Терско-Каспийского прогиба, еще не проводилось. Наиболее вероятно их формирование под влиянием глиняного диапиризма и стрессов со стороны Кавказского орогена. Нефтегазоносность навешанных антиклиналей целенаправленно не изучалась. На временных разрезах МОГТ наблюдаются отражения различной интенсивности. Часть отражений выклинивается к сводовым частям. Здесь можно рассчитывать как на антиклинальные, так и на структурно-литологические ловушки. На профиле V в сарматских отложениях в такой зоне выделяется объект “Сарматский навешанный”, объединяющий перегибы и зоны выклинивания в клиноформах V и VI. На временном разрезе четко видны интенсивные отражения, прекращающие полностью прослеживаться на север и юг, интерпретируемые как песчаные пласты. Они облекаются низкоинтенсивными прерывистыми отражениями, отображающими глинистые пачки. В этой зоне рекомендуется проведение площадной сейсморазведки и бурение параметрической скважины глубиной до 4 км. Несколько аналогичных объектов, намеченных в рассматриваемой зоне, имеют меньшие размеры

3. В западной части Терско-Каспийского прогиба расположена зона развития ловушек литологического типа (см рис. 1), связанных с выклиниванием песчаных пластов и пачек к погребенному палеовыступу, прослеженному вниз по разрезу до поверхности фундамента. На региональном профиле I в отложениях сармата выделена область резкого ухудшения прослеживаемости отражений. По направлению к выступу происходит уменьшение общей мощности сармата, утонение и прекращение прослеживания отдельных отражений (литологическое выклинивание) и в подошве СФ за счет налегания на палеовыступ. Это свидетельствует о том, что осадконакопление происходит с облеканием выступа и частично с выклиниванием к нему. Севернее выступа особенности сейсмической записи несколько изменяются Отражения становятся непрерывными, более высокоамплитудными и низкочастотными по сравнению с южной частью. В скв 1 Галюгаевской в песчано-глинистой толще установлены песчаные пласты-коллекторы мощностью 5–15 м. Здесь прогнозируется наличие антиклинальных (облекание выступа) или литологических (выклинивание к выступу) ловушек (возможно газонасыщенных, что создает эффект резкого ухудшения прослеживаемости отражений). “Уступная” зона представляется высокоперспективной для проведения детальных поисков различных типов ловушек, в связи с чем здесь рекомендуются площадные съемки МОГТ и бурение параметрической скважины глубиной 2500 м.

4. Сейсмостратиграфический анализ площадных профилей МОГТ восточной части Терско-Каспийского прогиба позволил выявить область развития НАЛ литологического типа. На региональных профилях МОП и материалах площадных съемок, проведенных здесь ранее, в толще сарматских клиноформных отложений выделена пачка высоко- и среднеинтенсивных отражений с резким уменьшением интенсивности к периферии, отображающая группу пластов песчаников. В верхней части пачки наблюдаются два высокоинтенсивных отражения со значительным увеличением мощности между ними в центральной части и резким уменьшением ее к периферии. По сейсмической характеристике выявленную аномалию можно отнести к объекту литологического типа. Указанная литологическая НАЛ, названная “Лучистое” (рис. 3) приурочена к ортоклиноформной части клиноформы IV с. Временной интервал прослеживания– 1,94–2,12 с. Временная мощность объекта достигает 0,06 с, что отвечает ориентировочно мощности песчаников более 60 м. Ареал развития аномалии оконтурен на юге, западе и севере по прекращению прослеживания кровельного и подошвенного отражений. Воздымание пачки происходит в юго-восточном направлении. Наиболее гипсометрически поднятый участок песчаного седиментационного тела отличается резким уменьшением интенсивности отражений, что может быть связано с насыщенностью пород УВ. НАЛ объекта “Лучистое” имеет значительные размеры, здесь рекомендуется заложение двух глубоких скважин с поисковыми и параметрическими задачами, глубиной 3200 м и проведение сейсмических работ МОП повышенной детальности. В этой же зоне подобного типа ловушка выделена специалистами ПО Грознефтегеофизика.

Таким образом, сейсмостратиграфический анализ сейсмических материалов на региональном этапе изучения строения сарматских отложений Восточного Предкавказья позволил выявить внутриформационные антиклинальные перегибы и наметить несколько зон распространения НАЛ различного типа. Это свидетельствует о том, что отсутствие в районе сквозных антиклиналей, обусловленное, по-видимому, интенсивным прогибанием передового прогиба, не должно рассматриваться как непреодолимое препятствие для поисков месторождений УВ в сарматских отложениях. Нам представляется, что целенаправленное проведение площадных съемок МОП, сопровождаемое сейсмостратиграфической интерпретацией полученных данных, позволит выявить значительное число залежей в НАЛ, в этом хорошо экономически освоенном старом нефтедобывающем регионе.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Изучение клиноформ Майкопа в Восточном Предкавказье / Н.Я. Кунин, С.С. Косова, Е.Н. Медведев и др. // Геология нефти и газа.– 1987.– № 10.– С. 18–24.
2. Кунин Н.Я., Кучерук Е.В. Сейсмостратиграфия в решении проблем поиска и разведки месторождений нефти и газа // ВИНИТИ. Сер. Месторождения горючих ископаемых.– М.– 1984.– Т. 13.
3. Сейсмическая стратиграфия / Р.Е. Шерифф, А.П. Грегори, П.Р. Вейл и др. М.: Мир.– 1982.

Рис. 1. Обзорная карта региональных геофизических работ Восточного Предкавказья.

1 – границы: а – тектонических элементов (А – вал Карпинского, В – Ставропольский свод, В – зона Манычских прогибов, Г–Прикумская система поднятии, Д – Ногайская ступень, E– Терско-Каспийский передовой прогиб, Ж – Северная моноклиналь Центрального Кавказа), б – зона размыва сарматских отложений; 2 – региональные сейсмические профили МОГТ; 3 – региональные профили, сейсмостратиграфический анализ временных разрезов которых использован в настоящей статье; 4 – выявленные залежи УВ в сарматских отложениях (цифры в кружках)- 1–Октябрьская, 2 – Правобережная, 3 – Червленная; 5 – установленные линии кромок южного палеошельфа СФ сарматского КССК (в кружках – индексы сарматских клнноформ); зоны рекомендуемых поисков НАЛ. 6 – стратиграфического и литологического типов в условиях общего моноклинального погружения к югу сарматских отложении, 7 – литолого-структурного типа, 8 – литологического типа в сарматских клнноформах, 9 – предлагаемые региональные профили МОГТ; 10 – рекомендуемые параметрические скважины на выявленные объекты: 1' – “Сарматский навешанный”, 2' – “Уступная”, 3' – “Лучистое”.

Рис. 2. Сейсмостратиграфическое расчленение сарматского комплекса на региональных профилях МОГТ V (А) и XII (Б).

1 – границы выделяемых КССК: а – неэродированная поверхность, б – эродированная поверхность; 2 – границы выделяемых СФ в сарматском КССК; 3 – прекращение прослеживания отражений; 4 – скважины; К – Каргалинская 1, БХ – Болгарский Хутор 2, Т – Тарумовская 2, Ко – Кочубей 1, СК – Сухая Кума 1, СКо–Северный Кочубей 1; 5 – выделенные КССК (цифры в кружках – индексы КССК): 1 – акчагыльский, 2 – понтический, 3 – мэотический, 4 – сарматский, 5 – караган-чокракский, 6–майкопский; 6 – выделенный перспективный для выявления НАЛ объект; 7 – точка перегиба клиноформы: а–верхнего (кромка шельфа), б – нижнего (переход склоновой части в относительно глубоководную). II–VII – сарматские клиноформы

Рис. 3. Структурная схема по кровле перспективного объекта “Лучистое”, связанного с сарматскими отложениями:

1 – линии профилей МОГТ, 2– контур перспективного объекта, выявленного по прекращению прослеживания отражений, 3 – изохроны по кровле объекта, с области различной интенсивности отражений: 4 – повышенной, 5 – средней, 6 – слабой, скважины: 7 – рекомендуемые под бурение, 8 – пробуренные