Открытие на северном обрамлении Прикаспийской впадины в глубокозалегающих (ниже 4 км) карбонатно-терригенных отложениях эйфельско-нижнефранского комплекса Зайкинского, Росташинского, Давыдовского, Вишневского, Конновского и других месторождений бессернистых УВ обозначило новое перспективное направление нефтегазопоисковых работ в регионе [1]. А недавнее открытие залежи легкой нефти с незначительным содержанием серы в среднедевонских отложениях на площади Карачаганак (5650–5754 м) уже во внутренней части северной бортовой зоны Прикаспийской впадины значительно расширило территорию, перспективную для. поисков скоплений УВ в породах этого возраста.

Разрез эйфельско-нижнефранского комплекса представлен преимущественно терригенными породами нижнего эйфеля, живета и нижнего франа с включением верхнеэйфельской (бийско-афонинской) толщи, перекрытой пачкой глин черноярского горизонта. Залежи УВ Зайкинско-Росташинской структурной зоны связаны с продуктивными терригенными пластами ардатовского (пласт Д_III) и воробьевского (пласт Д_IV) возраста живетского яруса и с карбонатными образованиями (органогенными постройками) бийского и афонинского горизонтов (пласты Д_V и Д_V¹) эйфельского яруса(рис. 1 А). Вышележащие пласты-коллекторы пашийского и кыновского горизонтов не содержат промышленных залежей нефти и газоконденсата, причиной чего является размыв перекрывающих пласты-коллекторы глинисто-алевролитовых пород, выполняющих роль флюидоупоров, в связи с выводом их на поверхность в результате инверсии отдельных блоков. Как видно на рис. 1 А, блоки фундамента и перекрывающих их осадочных пород разделены тектоническими разломами. В плане они имеют субширотное простирание. Вертикальные тектонические подвижки между блоками происходили таким образом, что северные их участки оказывались опущенными и не размывались, а южные, наоборот, приподнятыми (вздернутыми), в связи с чем подвергались денудации. В региональном плане продуктивный эйфельско-нижнефранский комплекс по системе разломов субширотного простирания погружается к югу.

Аналогичные особенности строения характерны и для ряда структур северного бортового уступа Прикаспийской впадины. Так, на Кошинской площади установлено несогласное залегание на размытых терригенных отложениях живетского яруса среднего девона карбонатных отложений фаменского яруса верхнедевонского отдела. Причем в южном направлении (к бортовому уступу) амплитуда размыва увеличивается. В скв. 63 известняки верхнефаменского яруса залегают на размытых воробьевско-ардатовских терригенных отложениях живетского яруса. К западу от Кошинской площади на Рожковском приподнятом блоке (рис. 1 Б) по данным бурения скв. П-3 установлено еще большее сокращение разреза девонских отложений: верхнефаменские карбонаты залегают на размытой поверхности рифейско-вендского терри-генного комплекса.

Анализ региональной структуры с учетом установленной особенности строения флексурных зон говорит об отсутствии связи между отложениями и инверсиями блоков фундамента, образованием островной палеосуши и размывом пород. Это было использовано для уточнения структурной карты (рис. 2) по отражающему горизонту П₃. Время инверсии, судя по возрасту отложений, перекрывающих поверхность размыва, а также переотложившихся за счет пенепленизации приподнятых блоков, определяется как среднефранско-раннефаменское. Продукты размыва – аналоги колганской толщи, развитой к северу от Оренбургского вала – установлены в разрезах скв. 87 Таловой, 101 Долинной, 25 Ташлинской и прогнозируются на склонах других инверсионных поднятий.

Анализ гипсометрии и разрезов девонского комплекса отложений показывает, что с непосредственно инверсионными блоками могут быть связаны ловушки УВ (при условии сохранения от размыва пластов-флюидоупоров в наиболее приподнятых южных краевых зонах блоков), а также, что очень важно, ловушки, примыкающие с юга к инверсионным блокам, связанные с полусводовыми структурами примыкания тектонически экранированного типа. С учетом данных сейсморазведки на структурной карте по отражающему горизонту П₃ четко устанавливаются Южно-Карповская, Южно-Рожковская и Бурлинская структуры такого типа.

Отложения нижнеэйфельского подъяруса, изученные в разрезах скважин Южно-Ершовской, Солянской и Кошинской площадей, представлены песчаниками серыми и темно-серыми, кварцево-полевошпатовыми, мелко- и среднезернистыми с прослоями крупнозернистых разностей, с многочисленными отпечатками флоры, свидетельствующими об относительно мелководных условиях седиментации, а также пестроцветными аргиллитами общей мощностью 100–130 м. Пласты-коллекторы в этих разрезах имеют мощность 2–10 м. Ареал распространения песчаников полностью охватывает зону намеченных ловушек, так как песча-нистость нижнеэйфельских отложений в направлении от Южно-Ершовской к Кошинской возрастает с 50 до 97 %. На востоке нижнеэйфельская пачка переслаивающихся песчаников и аргиллитов перекрыта серыми и темно-серыми доломитизированными известняками того же возраста с прослоями аргиллитов.

Комплекс отложений живетского яруса Узеньско-Сакмарской депрессии сформировался в результате поступления терригенного материала со стороны палеосуши из области Жигулевского и Токмовского сводов. Мощность этого комплекса в западной части депрессии площадь) составляет 200–240, в центральной (Мирошкинская, Долинская) – до 250–300 м. Анализ литологического состава воробьевско-арда-товских слоев показывает, что характер изменения их песчанистости в различных направлениях от области сноса материала неодинаков. Например, по направлению Балашово – Ершов или от Клинцов-ской площади до Пигаревского участка песчанистость разреза в южном направлении сокращается до 5 %. В то же время к юго-востоку от Жигулевско-Пугачевского свода на сравнительно большом удалении от области сноса (Долинная, Кошинская площади) песчанистость воробьевско-ардатовских слоев составляет около 30 %. Дальний вынос песчаного материала на юго-восток от области палеосуши был обусловлен, по-видимому, образованием крупной авандельты и течениями в мелководной зоне, где и находятся намеченные перспективные тектонически экранированные ловушки. В отличие от показателя песчанистости значения эффективных толщин песчаников в юго-восточном направлении от источника сноса существенно уменьшаются. Так, на Зайкинской площади суммарная толщина пластов-коллекторов в ардатовско-воробьевских слоях составляет в среднем 22, на Таловой – 15, на Долинной – 13, на Кошин-ской – 12 м. На Ершовской и Южно-Ершовской площадях выделяется лишь один пласт песчаников в воробьевских слоях (Н_эф=5 м). Сопоставление этих данных позволяет прогнозировать присутствие пластов-коллекторов в отложениях старооскольского горизонта со средними значениями суммарных эффективных толщин: на Южно-Карповской площади – 5, на Южно-Рожковской – 12, на Бурлинской – 10 м. Покрышками будут являться пачки аргиллитов, а также толщи карбонатно-глинистых пород муллинско-ардатовского возраста.

В распространении нижнефранских песчаников наблюдается иная закономерность. В южном направлении от области сноса материала они прослеживаются дальше, чем в восточном и юго-восточном. В разрезах Ершовской и Южно-Ершовской площадей в составе кыновско-пашийских отложений, представленных чередующимися аргиллитами и песчаниками, выделяются два пласта-коллектора суммарной мощностью до 20 м. Однако к востоку от этих площадей (скв. 1 Большеузеньская, 18 Павловская, Г-3* Пигаревская) песчаники в разрезах нижнефранских отложений исчезают, замещаясь комплексом переслаивающихся аргиллитов и известняков с включением алевролитов общей мощностью 160–220 м. Аналогичный состав этих отложений отмечается в разрезах Таловой и Долинной площадей, поэтому на Бурлинской, Южно-Рожковской и Южно-Карповской площадях прогнозируются в основном карбонатно-глинистый состав нижнефранского подъяруса и отсутствие в нем пластов-коллекторов.

В позднефранское время произошла инверсия отдельных блоков, сопровождающаяся размывом эйфельско-нижнефранских отложений в зонах максимальных воздыманий. Поэтому перспективы открытия залежей УВ связываются не только со сводовыми участками крупных поднятий (Таловое, Долинное), где сохранились от размыва пласты-флюидоупоры, но и с относительно опущенными южными крыльями инверсионных поднятий, где установлены Южно-Карповская, Южно-Рожков-ская и Бурлинская тектонически экранированные ловушки, связанные с песчаными пластами нижнего эйфеля и живета. На Бурлинской площади в качестве пластов-коллекторов могут рассматриваться также мелководные известняки верхней части нижнеэйфельского подъяруса мощностью 10–20 м, перекрытые депрессионными глинисто-карбонатными отложениями. Экранирующими по разлому толщами являются верхнепротерозойские кварцитоподобные песчаники, а также (в случае сравнительно небольшой амплитуды инверсий) аргиллиты и депрессионные отложения карбонатно-глинистого состава.

На опущенных крыльях инверсионных поднятий интересны отложения франского яруса, которые являются здесь продуктом размыва эйфельско-нижнефранских отложений и могут содержать линзы песчаников, насыщенных УВ. Залежи нефти такого типа выявлены на Колганской и других площадях к северу от Оренбургского инверсионного палеоподнятия. Они невелики по размерам, однако характеризуются устойчивыми дебитами, до 60–80 т/сут.

В качестве нового перспективного направления поисково-разведочных работ на северном борту Прикаспийской впадины предлагаются поиски залежей нефти и газа в прогнозируемых тектонически экранированных ловушках эйфельско-нижнефранского комплекса. Для подтверждения наличия тектонически экранированных ловушек УВ, уточнения строения разреза девонского комплекса отложений и сейсмических параметров для последующей детализации строения нефтегазоперспективных объектов рекомендуется бурить параметрические скважины глубиной 5800–6000 м у южных склонов инверсионных поднятий.

Для оценки масштабов нефтеносности эйфельско-живетского комплекса отложений и уточнения типа ловушки на Карачаганакской площади использованы результаты повторного анализа первичных материалов объемной сейсморазведки, выполненного дополнительно к ранее проведенной машинной корреляции, с ручной увязкой волны П₃ и учетом ее динамической выраженности.

Согласно результатам этого анализа отражающий горизонт П₃ характеризуется различной степенью прослеживаемости. Наибольшую динамическую выраженность он имеет в межкупольной зоне, где наблюдается в виде двух-трехфазного отражения. На участках развития соляных куполов он прослеживается в виде отдельных труднокоррелируемых осей синфазности и его фазовая корреляция затруднена. При рассмотрении отражений отмечаются их разрывы со смещением на 0,3–0,4 с в сторону меньших времен под сводами соляных куполов. В структурном плане отражающего горизонта П₃ (рис. 3) в южной и северо-западной частях поднятия уверенно выявлены два изометричных купола, вершины которых оконтурены изогипсами –5300 и –5600 м соответственно. Северо-восточная часть поднятия осложнена глубокой мульдой, наиболее погруженная часть которой оконтуривается изогипсой –6200 м. Кроме них, обрисовалась структурная гряда, ответвляющаяся в юго-западном направлении и разбитая на отдельные блоки разломами юго-восточного и северо-западного простирания, сводовые части которых оконтуриваются изогипсами –5550, –5680, –5740 м (соответственно северо-восточного, центрального и юго-западного блоков). По особенностям волнового поля, изменению DТ между П₃ и условно-коррелируемым горизонтом Д (подошва девонских отложений) предварительный сейсмостратиграфический анализ позволил выделить тектонические нарушения, два из которых (наиболее крупные) имеют субширотное простирание. Амплитуда смещения по разломам в эйфельско-раннефранское время составляла в среднем 40–50 м, достигая в отдельных случаях 75–100 м. Намечена также система малоамплитудных разломов юго-восточного и северо-западного простирания.

В целом достоверность структурных построений по площади неоднозначна в связи с недостаточно точными оценками скоростей сейсмических волн. Однако по динамической выраженности отражающего горизонта П₃, которая максимальна на сводовых участках выявленных поднятий, можно считать, что именно они и осевая зона структурной гряды закартированы наиболее достоверно.

По данным бурения скв. 15, оказавшейся на склоне центрального блока структурной гряды, подошва карбонатных верхнедевонских отложений вскрыта на отметке –5533 м, что выше положения отражающего горизонта П₃ на 147 м. Во вскрытом разрезе девонской системы установлено Н.С. Овнатановой в 1988 г. отсутствие значительной части франских отложений по конодонтам. Здесь предположительно выявлена лишь 14-метровая пачка карбонатных глин и аргиллитов с прослоями сгустково-комковатых известняков, содержащих, кроме конодонтов, микроорганизмы типа “кальцисфер” и радиолярии. Ниже залегает 50-метровая толща карбонатных глин и аргиллитов старооскольского горизонта живетского яруса, в нижней части которого выделяются два прослоя известняков: мощностью 11 м (верхний) и 4 м (нижний). Эйфельские отложения вскрыты в объеме черноярского и афонинского горизонтов мощностью 55 м и представлены, как и живетский ярус, преимущественно карбонатными глинами с тремя маломощными прослоями известняков в нижней части. Промышленный приток У В при испытании в открытом стволе получен, видимо, из призабойной зоны, где вскрыт пласт известняка в подошвенной части верхнего Эйфеля, но не исключено, что и из вышележащих карбонатных пластов верхнеэйфельско-живетского возраста.

Для оценки масштабов нефтеносности эйфельско-живетского комплекса отложений на Карачаганакской площади необходимо выяснить морфологию и размеры ловушки, обосновать ее геологическую модель. С этой целью были построены профильные геологические разрезы (рис. 4) через бурящиеся и проектные скважины. Выбранные направления геологических разрезов объясняются необходимостью обоснования местоположения проектных скважин, возможной оптимизацией их размещения и предсказанием ожидаемых результатов бурения.

В соответствии с предлагаемой моделью поднятия контур его по кровле эйфельско-живетского, а на склонах, возможно, и нижнефранского комплекса пород следует проводить в зоне отложений склона франско-турнейского атолла между изогипсами –5700 и –5750 м. Поднятие, таким образом, приобретает изометричные очертания и имеет размеры 20x15 км. Сводовая часть поднятия может иметь сложный рельеф, состоящий из отдельных вершин высотой до 300 м при общей высоте поднятия до 400.

Однако охарактеризованная поверхность не является кровлей продуктивной части эйфельско-живетского комплекса. Продуктивные пласты-коллекторы, которыми, вероятно, являются пласты известняков верхнего и, возможно, песчаников нижнего эйфеля, залегают на 70–300 м ниже этой поверхности. В качестве флюидоупоров в таком случае следует принять эйфельско-живетские глины, а ловушка должна быть оконтурена изогипсой –5900 –6000 м. Ее критическая седловина, вероятно, находится в районе проектной скв. 49. Структурный план пластов-коллекторов может отличаться от описанного, так как последний сформировался под воздействием денудации. На наиболее приподнятых участках сводов возможно полное отсутствие живетских и частично верхнеэйфельских отложений, например, в районе скв. 9. Таким образом, тип среднедевонской ловушки месторождения Карачаганак может быть определен как пластово-сводовый, осложненный тектоническими нарушениями и, возможно, стратиграфическими экранами. Два субширотных разлома разделяют поднятие на три основных блока (ступени).

Проведенные исследования, в результате которых уточнена структура эйфельско-живетского комплекса Карачаганакского поднятия, позволили специалистам ВНИГНИ и ПГО Уральскнефтегазгеология дать предложения по оптимизации размешения скважин с целью уточнения масштабов открытия (см. рис. 3).

1. Перспективы развития нефтегазопоисковых работ в южных районах Волго-Уральской провинции / В.И. Кайдалов, Г.В. Макаров, С.П. Макарова и др. // В кн.: Геология и нефтегазоносность Восточно-Европейской платформы.– М.: ВНИГНИ.– 1984.– С. 3–7.
2. Соловьев Б.А., Подкорытов Н.Г., Риле Е.Б. Перспективы развития поисково-разведочных работ на северном борту Прикаспийской впадины // В кн.: Нефтегазоносность северо-восточного обрамления Прикаспийской впадины.– М.: ВНИГНИ.– 1988.– С. 5–12.

The development of inverse structures during Late Frasnian time and formation, to the south of them, of oil and gas traps of a tectonically screened type have been substantiated based on the analysis of the geologic framework of Devonian sediments in the northern flank zone of the Precaspian depression, as well as on exploration results obtained from the Karachaganak and Zaikuno-Rostoshy group of uplifts. Identified are three areas of possible occurrence of traps of such a type within an Eifelian – Lower Frasnian complex which is recommended to be the first priority exploration target. The location of parametric and exploratory wells is defined.

Рис. 1. Геологические профильные разрезы Зайкинско-Росташинской зоны Камелик-Чаганской флексуры (А), Бурлинской (Б) и Южно-Рожковской зон бортового уступа Прикаспийской впадины:

1 – предполагаемый ВНК (ГВК); 2 – алевролиты, песчаники глинистые; 3 – песчаники, 4 – глины; аргиллиты- 5 – залежи: а – газоконденсатные, 6 – нефтяные

Рис. 2. Структурная карта подошвы верхнедевонских карбонатных отложений северной бортовой зоны Прикаспийской впадины

1 – изогипсы, км; 2 – разломы; 3 – месторождения нефти и газа с залежами в эйфельско-живетском комплексе: а – Зайкинское, б – Ростошинское, в – Конновское, г – Зоринское, д – Вишневское, е – Давыдовское, ж – Долинное, з – Карачаганакское, и – Лебяжинское; 4 – зоны прогнозируемых тектонических экранированных залежей в эйфельско-живетском комплексе; I – Южно-Карповская; II – Южно-Рожковская; III – Бурлинская; IV – Карачаганакская; 5 – скважины: Г-3* – Пигаревская; 87 – Таловая; 101 –Долинная, П-3–Рожковская, П-23 – Бурлинская, 15 – Карачаганакская; 6 – скважины, рекомендуемые ВНИГНИ; 7–линии геологических профильных разрезов

1 – изогипсы по отражающему горизонту П₃, отождествляемому с подошвой верхнедевонских карбонатных отложений, км: а – по данным НПО Нефтегеофизика, б – по данным ВНИГНИ; 2 – линии тектонических нарушений: а – достоверные, б – предполагаемые; 3 – контуры газоконденсатно-нефтяной залежи в верхнедевонско - нижнепермских отложениях: а – ВНК, б – ГНК; контуры органогенных построек возраста: 4 – нижнепермского, 5 – визейско-башкирского, 6 – фаменско-турнейского; 7 – границы крутого погружения соленосных пород кунгура; 8 – линия геологического профильного разреза (см. рис. 4); 9 – контур площади проведения объемной сейсморазведки; 10 – скважины, пробуренные с целью: а – разведки фаменско-нижнепермского комплекса; б – поиска залежей УВ в среднедевонском комплексе; 11 – скважины: а – запланированные на среднедевонский комплекс, б – рекомендуемые

1 – стратиграфические границы; а – согласные, б – несогласные; 2 – рифогенные известняки; 3 – известняки; 4 – глинистые известняки; 5 – переслаивание ангидритов и доломитов; 6 – соленосные породы; 7 – аргиллиты с прослоями известняков; 8 – терригенные породы протерозойско-раннепалеозойского возраста; 9 – гравелиты; 10 – породы фундамента; 11 – залежи: а – газоконденсатные, б – нефтяные; 12 – разломы; 13 – скважины: а – пробуренные, б – находящиеся в бурении; 14–скважины, рекомендуемые ВНИГНИ