Каратон-Южно-Эмбинская кольцевая структура и прогнозирование ее нефтегазоносности

В.Ю. КЕРИМОВ, А.Н. ГАДЖИЕВ, Э.А. ХАЛИЛОВ, Н.Ю. МЕХТИЕВ (АзИНЕФТЕХИМ)

Успешное решение проблемы поисков новых месторождений и залежей в подсолевых отложениях в пределах Прикаспийской впадины базируется на разработке геолого-исторической модели региона, уточнении и детализации нефтегеологического районирования на тектонической основе, изучении внутренней структуры и вещественного состава пород, геохимических и гидрогеологических особенностей нефтегазоносных и возможно нефтегазоносных комплексов.

В настоящее время в пределах Прикаспийской впадины одной из наиболее интересных в нефтегеологическом отношении является ее юго-восточная часть, где первоначально нефтегазоносность была установлена в меловых, юрских и триасовых отложениях надсолевого комплекса. Открытие в 1979 г. промышленных запасов нефти в рифогенных массивах каменноугольной системы на площади Тенгиз, а в последующие годы и на площадях Тажигали и Королевской имело принципиальное значение для объективной оценки перспектив нефтегазоносности данной зоны и ее экваториального продолжения, а также для определения оптимальных направлений дальнейших поисково-разведочных работ.

По данным Т.А. Акишева, С.К. Курманова и др. (1986 г.), Каратон-Тенгизская зона поднятий приурочена к погружению южного склона Биикжальского регионального выступа, входящего в состав Астраханско-Актюбинской зоны выступов фундамента. Она включает в себя три блока-выступа: Каратонский, Тенгизский и Северо-Култукский, последовательно погружающиеся в южном направлении на глубину от 8,5 до 12 км. Восточная граница зоны определяется крупным субмеридиональным разрывом, за которым простирается региональный Тугаракчанский прогиб юго-западного направления (рис. 1). Вдоль южного склона Култукского выступа проходит крупный разрыв, отделяющий его от широтно направленного Южненского прогиба, значительная часть которого находится в акватории Каспия. Каратон-Тенгизская зона поднятий, Южненский прогиб и их восточное продолжение (Тугаракчанский региональный прогиб) ограничены с юга Южно-Эмбинским мегавалом, приуроченным к одноименному глубинному разлому.

По данным Я.П. Маловицкого, А.Н. Гаджиева и др. (1987 г.), западное морское продолжение Каратон-Тенгизской зоны поднятий по поверхности фундамента представляет собой моноклиналь субширотного простирания, полого погружающуюся с севера на юг на глубину от 8 до 13 км. Далее к югу моноклиналь переходит в широкий прогиб, который является западным продолжением Южненского прогиба. В центральной части прогиба трассируется осепродольный разрыв, проходящий через Северо-Култукский выступ. Западное центриклинальное замыкание этого прогиба намечается к северу от морского поднятия Камеральное, расположенного в средней части Северного Каспия.

Осадочный чехол Каратон-Тенгизской зоны состоит из двух основных комплексов: подсолевого нижнепалеозойско-нижнепермского возраста и надсолевого верхнепермско-четвертичного, а также разделяющей их соленосной толщи кунгура. Подсолевые отложения изучены по материалам геофизических исследований и частично глубокого бурения. По сейсмическим данным ниже соленосной толщи, представленной зоной отсутствия отражений, выделяется ряд реперов, из которых наиболее четким и выдержанным является П₁, соответствующий поверхности подсолевого комплекса.

На поверхности горизонта П₁ в Каратон-Тенгизской зоне поднятий выделяются три подзоны: северная, центральная и южная. Основным элементом северной подзоны является Приморский вал, включающий в себя с запада на восток локальные поднятия Прибрежное, Пустынное, Кошкимбет и Каратон (рис. 2). На северном крыле этого вала выделяется поднятие Чапаевское.

В центральной части Каратон-Тенгизской зоны расположена группа поднятий: Королевское, Тенгизское и Огайское, образующих единое валоподобное поднятие асимметричного строения, оконтуренное по изогипсе –5100 м, с ориентировкой с северо-востока на юго-запад. Наиболее крупной структурой вала является Тенгизская, представляющая собой в плане по изогипсе –5000 м поднятие треугольной формы. Сводовая часть имеет сложное строение, характеризующееся тремя вершинами (с отметками –4000, –4000 и –4050 м), тяготеющими к ее восточному краю. В целом структура характеризуется пологим сводом и относительно крутыми крыльями, что придает ей коробчатую форму в вертикальном разрезе. Размеры ее составляют с севера на юг 22, с запада на восток 19 км.

Между Приморским и Тенгизским валами, образующими подковообразную структуру, расположена крупная широтно ориентированная синклиналь, имеющая форму плоскодонной мульды, с минимальной отметкой – 5400 м.

На структурно-геоморфологических схемах, выполненных на основе батиметрических измерений, в море выделяются три мелководных участка дна, отождествляемых с локальными поднятиями в верхней части разреза осадочного чехла. Пространственное положение этих поднятий позволило предположить, что они являются звеньями, замыкающими Прибрежное и Огайское поднятия на западе. Таким образом, наметилась сформированная Приморским и Тенгизским валами крупная кольцевая структура, западная часть которой расположена в морской акватории (см. рис. 2). Она приурочена к крупному Приморскому сводовому поднятию подсолевого комплекса размерами 100X80 км. Каратон-Тенгизская зона поднятий связана с единой девонско-каменноугольной карбонатной платформой, осложненной рифогенными высокоамплитудными постройками [3].

Интерпретация материалов комплексных геофизических исследований, выполненных трестом Каспнефтегазгеофизразведка в 1982-1987 гг., позволила значительно уточнить существующие представления о глубинном строении региона. По результатам новейших данных детальной гравиметрической съемки, охватившей более 40 тыс. км² акватории, гравитационное поле Северного Каспия сложно построено и представлено тремя широкими зонами напряженности поля – резкими гравитационными ступенями. Одна из них проходит южнее п-ова Бузачи, охватывая о. Кулалы, и протягивается далее на запад. Вторая зона с несколько меньшим градиентом проходит по северному прибрежью Бузачинского полуострова с распространением на запад и восток и отображает в гравитационном поле крупный разлом субширотного простирания, возможно, являющийся составной частью шовной зоны, ограничивающей с юга Прикаспийскую впадину. Далее к северу на морском продолжении Прибрежного поднятия выявлена третья зона, обусловленная Приморским валом широтного простирания, которая протягивается на запад на расстояние 100 км и далее поворачивает к югу, образуя дугу, обращенную вогнутостью на восток.

В результате сейсморазведочных работ МОГТ, выполненных трестом Каспнефтегазгеофизразведка в объеме порядка 7000 пог. км, на акватории Северного Каспия выявлены более 20 локальных соляных куполов и четыре крупных поднятия по подсолевому комплексу. К западу от Тенгиз-Каратонской зоны под водами Каспийского моря обнаружено крупное поднятие Кероглы. Здесь в подсолевом комплексе довольно четко выделяются протяженные горизонты П₁ и П₃ залегающие на временах 2,5–3,6 с (рис. 3). Анализ волновой картины позволяет стратифицировать их соответственно с поверхностью докунгурских отложений нижней перми и подошвой девона.

Подсолевой разрез поднятия Кероглы сложен мощной (до 2 км) серией карбонатных пород каменноугольно-верхнедевонского возраста, образующих, по-видимому, ряд изолированных биогермных построек. К северу и югу они замещаются (по аналогии с разрезом прилегающей суши) одновозрастными маломощными, относительно глубоководными депрессионными отложениями. Размер изученной части поднятия составляет 22x15 км с амплитудой более 1500 м. Расположено оно в пределах внешней бортовой зоны карбонатных построек, выделенных по напряженности гравитационного поля.

Учитывая вышесказанное и тот факт, что в строении локальных поднятий кольцевой структуры существенную роль играют биогермные породы каменноугольной системы, образующие рифовые массивы, можно предположить существование их связи с крупным погребенным Каратон-Тенгизским атоллом размером 160X110 км.

По периферии Каратон-Тенгизской зоны расположена большая группа поднятий, образующих часто линейно-вытянутые зоны, включающие структуры Южную, Пионерскую, Юбилейную, Маткен, Арман, Аккудук, Тюлюс, Карасок и др. Анализ геолого-геофизических материалов показывает, что эти структуры образуют единую внешнюю зону локальных поднятий, расположенных на склонах Каратон-Тенгизской карбонатной платформы (см. рис. 2) и имеющих продолжение в акватории Северного Каспия, где по результатам сейсмо- и гравиразведки выявлена группа поднятий Кероглы. На севере и юге локальные структуры также группируются в крупные поднятия, выделенные на аэрокосмических снимках (Д.С. Оруджева и др., 1982 г.) и частично подтвержденные геофизикой.

Таким образом, в восточной части Северного Каспия и на территории прилегающей суши выделяется региональная структура, состоящая из двух колец: достаточно четко выраженного внутреннего, связанного с Каратон-Тенгизским мегаатоллом, и внешнего (условно названного Южно-Эмбинско-Биикжальским), границы которого не поддаются четкому определению из-за неоднозначной интерпретации геофизического и аэрокосмического материалов. По предварительным расчетам, размер внешнего кольца достигает 250X180 км.

Определенная на основании дешифрирования материалов космических съемок юго-восточной части Прикаспийской впадины [4] крупная Южно-Эмбинская кольцевая структура диаметром около 200 км в общих чертах соответствует (в пределах суши) выделяемой нами концентрической кольцевой структуре. Следует отметить, что Южно-Эмбинско-Биикжальская сложная кольцевая структура имеет немало аналогов, например, известная в Примексиканской впадине зона Фаха-де-Оро, связанная с гигантским меловым атоллом Эль-Абра, и обрамляющая ее внешняя зона структур Поса-Рика. Причем последние так же, как и в случае внешнего кольца вокруг Каратон-Тенгизского атолла, не поддаются четкому ограничению и характеризуются в целом разнонаправленной ориентировкой.

Учитывая широкое развитие мощных карбонатных рифогенных толщ каменноугольного возраста в пределах всей Прикаспийской впадины, можно предположить наличие подобных кольцевых структур при условии тщательного анализа геолого-геофизических материалов и в других районах, особенно в бортовых зонах впадины [2]. Как известно, в пределах Каратон-Тенгизской зоны поднятий на ряде структур (Тенгиз, Королевская, Тажигали) установлена промышленная нефтегазоносность. Региональный характер нефтегазоносности карбонатных отложений подсолевого комплекса позволяет судить о перспективах структур морской части Каратон-Тенгизской зоны нефтегазонакопления. Однако они выделены с большой долей предположения на основании неполных данных геофизических, аэрокосмических и морфометрических исследований. Подтверждение этих структур и детальное изучение их строения связаны с разработкой методики проведения геофизических и буровых работ в мелководной заболоченной местности.

В пределах обширного внешнего кольца притоки газа из подкунгурских отложений получены лишь на структурах Южная и Култык-Северный (остальные глубоким бурением еще не изучены). Скудность фактического материала по этой зоне не позволяет уверенно говорить о характере нефтегазоносности входящих в нее структур. Тем не менее, считаем возможным продолжение поискового бурения на площадях Маткен, Неселбай, Аккудук, Прорва-Западная и др. Для морской половины внешней кольцевой структуры необходимо более широкое и детальное изучение, в первую очередь геофизическими методами, с целью уточнения установленных и подтверждения предполагаемых региональных и локальных структур.

Несмотря на то, что выделенные Каратон-Тенгизский мегаатолл и его внешняя кольцевая зона еще недостаточно изучены, аналогия с известными месторождениями и зонами нефтегазонакопления подобного строения (ареал зон Фаха-де-Оро и Поса-Рика на юго-западном борту Примексиканской впадины, Суон-Хилс в Юго-Западной Альберте и др.) может способствовать выяснению основных черт их геологического строения, истории развития и прогнозирования нефтегазоносности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Джумагалиев Т.Я., Утелгаев С.У. Зоны нефте- и газонакопления подсолевого комплекса Прикаспийской впадины // В кн.: Условия формирования крупных зон нефтегазонакопления.– М.: Наука.– 1985.– С. 69–75.
2. Максимов С.С., Обрядчиков О.С. Космотектоническое районирование и перспективы нефтегазоносности юго-восточной части Прикаспийской впадины // Геология нефти и газа.– 1986.–№ 5.–С. 10–14.
3. Нефтегазоносность подсолевых отложений / А.А. Аксенов, Б.Д. Гончаренко, М.К. Калинко и др.– М.: Недра.– 1985.
4. Можаева В.Г., Можаев Б.Н., Сабанеева З.М. Южно-Эмбинская кольцевая структура (по материалам космических съемок) и перспективы ее нефтегазоносности // Изв. вузов. Сер. Геология и разведка.– 1988.– № 2.– С. 51–58.

Abstract

The presence of major ring structure, related to reef megaatoll in carbonate strata of subsalt complex, in the southeastern part of the Precaspian depression including the adjacent offshore zone of the northern Caspian is being substantiated based on the combined analysis of the newest geological and geophysical data and structural-geomorphological frameworks using the results of deciphering aerocosmic photos. The prosrects of the individual zones of this structure are evaluated followind the rewiew of the petroleum potential of known oil and gas fields (Tengiz, Korolev-skoye, etc.) and the immediate tasks of exploration are defined.

Рис. 1. Структурная карта поверхности фундамента юго-восточной части Прикаспийской впадины.

Глубинные разломы по данным: 1 – гравиметрии 2 – сейсморазведки, 3 – изогипсы по преломляющему сейсмическому горизонту Ф (поверхность верхнепротерозойского складчатого комплекса), 4 – граница распространения соляных куполов, выступы: I – Новобагатинский, II – Биикжальский, III – Каратонский, IV – Тенгизский, V – Северо-Култукский, прогибы VI – Тугаракчанский, VII – Южненский VIII – Жаняганский, IX – Бенеуский, X – Южно-Эмбинское поднятие

Рис. 2. Схема расположения кольцевых структур юго-восточной части Прикаспийской впадины:

1 – изогипсы по отражающему горизонту П₁, км; 2 – сводообразные поднятия, выявленные по данным: а – дешифрирования аэрокосмических снимков, б – гравиразведки; 3 – месторождения: III – Тенгиз, IV – Королевское; 4 – зона крупных валов; 5 – соляные купола по данным: а – гравиразведки, б – сейсморазведки; 6 – карбонатные постройки; 7 – поднятия в рельефе дна моря; 8 – предполагаемые границы кольцевых структур; 9 – глубинные разломы и региональные нарушения по данным гравиразведки. Сводовые поднятия: I – Каратон, II – Тажигали, III – Тенгиз, IV – Королевское, V – Чапаевское, VI – Огайское, VII – Кероглы, VIII – Южная, IX – Пионерская, X – Юбилейная, XI – Маткен, XII – Аккудук, XIII – Тюлюс

Рис. 3. Сейсмический профиль района поднятия Кероглы