|
УДК 553.98(574.4) |
|
|
|
© Э.М. Халимов, А.М. Силич, А.Н. Обухов, 1991 |
Результаты нефтегазопоисковых работ в Зайсанской впадине
Э.М. ХАЛИМОВ, А.М. СИЛИЧ, А.Н. ОБУХОВ (ИГиРГИ)
В конце 1988 г. впервые в Восточном Казахстане были получены притоки нефти из пермских отложений Зайсанской впадины. Многолетние геологоразведочные работы увенчались первым успехом и открытием, по сути, новой нефтегазоносной области.
Зайсанская впадина расположена между горными сооружениями Южного Алтая на севере и Саур-Тарбагатая на юге, на востоке раскрывается в Джунгарский нефтегазоносный бассейн Китая. Площадь ее в границах СССР составляет 30 тыс. км2.
В результате обобщения и анализа накопленной в период 40-70-х годов геолого-геофизической информации Ю.Н. Годиным, В.С. Ерофеевым, В.А. Кузнецовым, Г.Ц. Нахтигалем, В. П. Нехорошевым и другими были составлены представления о строении Зайсанской впадины главным образом по кайнозойским отложениям и высказаны предположения о перспективах ее нефтегазоносности.
В 1982-1988 гг. на основе рекомендаций специалистов Миннефтепрома, ИГиРГИ и Алтайского отдела ИГН им. ак. К.И. Сатпаева геологоразведочные работы в Зайсанской впадине возобновлены силами объединений Сибнефтегеофизика и Башнефть. За этот период отработано более 3,5 тыс. км региональных и детальных сейсмопрофилей (12-48-кратного суммирования), подготовлено к бурению пять локальных структур. На одной из них (Сарыбулакской) пробурена параметрическая скважина на глубину 4849 м.
По результатам проведенных работ составлена тектоническая схема (рис. 1) впадины [3], разработана литолого-стратиграфическая схема кайнозойских, мезозойских и верхнепалеозойских отложений, вскрытых параметрической скв. 1 Сарыбулак (В.С. Ерофеев, Ш.Г. Какенов, А.Ш. Кудашев и др., 1987-1988 гг.).
Анализ данных геолого-геофизических и буровых работ позволяет представить впадину как геологически сложную структуру, рассеченную многочисленными разломами различных протяженности и амплитуды. Большая часть разломов ориентирована в северо-западном направлении, наиболее крупные из них рассекают впадину на три зоны: северо-восточную, юго-западную (бортовые) и центральную грабенообразную [1]. Бортовые зоны характеризуются небольшими мощностями кайнозойских отложений (десятки, первые сотни метров), залегающих на глубокоэродированных образованиях палеозоя. В центральной зоне мощность осадков кайнозоя резко возрастает, достигая 1,5-1,8 км.
Отложения мезозоя максимально развиты в южной части центральной зоны - Карабулакском прогибе (более 1 км). К северо-востоку и северо-западу от Карабулакского прогиба толщины их убывают до полного выклинивания. Аналогичным распространением по территории впадины характеризуются и пермские отложения (рис. 2).
Глубины залегания допермского палеозоя в центральной зоне меняются от 1 -1,5 км на северо-западе до 2-5 км на юго-востоке. Наиболее глубокая часть зоны смещена к Саур-Манракской горноскладчатой системе и представлена в виде узкого асимметричного (Карабулакского) прогиба. От складчатого обрамления он отделяется региональным Манракским разломом взбросо-надвигового типа с вертикальной амплитудой смещения до 5- 6,5 км. Величину горизонтальных перемещений блоков по разлому трудно оценить, но по имеющимся представлениям о тектонике района она может быть более 1 км. О вероятности этого свидетельствуют горизонтальные срывы, известные в верхнепалеозойских отложениях сопредельной Кендырлыкской мульды [4], явившиеся следствием релаксации тангенциальных геодинамических напряжений, создавшихся при формировании горноскладчатых обрамлений Зайсанской впадины.
Центральная зона впадины, особенно осложнящий ее Карабулакский прогиб, представляет интерес в нефтепоисковом отношении. В пределах прогиба по подошве кайнозоя сейсморазведкой выявлено крупное Сарыбулакско-Даульское валообразное поднятие, осложненное локальными структурами: Сарыбулакской, Хлебниковской, Даульской и Каракийской. Разрез отложений, вскрытый Сарыбулакской параметрической скважиной [2], представлен терригенными отложениями четвертичного возраста и неогена (0-680 м), эоцен-олигоцена (680-1445 м), палеоцен - верхнего мела (1145-1200 м), средней - нижней юры (1200-1560 м), верхнего и среднего триаса (1560-2050 м), верхней перми (2050-2700 м), нижней перми (2700- 4220 м), верхнего карбона (4220-4370 м), среднего карбона (4370-4859 м). В интервале глубин 4375-4750 м скважиной пройдены магматические породы, свидетельствующие о резкой активизации движений на заключительных этапах герцинского тектонического цикла.
Отобранный из песчано-глинистых образований перми керн в интервале 2387-2412 м содержит признаки нефтеносности в виде включений битумов и жидко-капельной нефти в порах и трещинах пород. Пропитанные битумом образцы пород подняты также при проходке скважиной конгломератовой толщи триаса, залегающей в интервале разреза 1560-1980 м.
При испытании скважины из интервала 2960-2986 м (нижняя пермь) при депрессии на пласт 20 МПа получен приток высоковязкой нефти дебитом 2,3 м3/сут, а из интервала 3020-3036 м - 0,6 нефти и 0,2 м3/сут фильтрата бурового раствора, перебитого нефтью.
Притоки пластовых вод дебитом до 15 м3/сут (плотность 1,064 г/см3) и до 25 м3/сут (1,05 г/см3) были получены из интервалов 3815-3850 м и 3400-3505 м соответственно. Высокодебитный приток (380 м3/сут) пресной воды отмечался при испытании юрских отложений (1342-1372 м). Это указывает на присутствие в разрезе мезозоя и палеозоя высокопроницаемых горизонтов.
Сарыбулакская нефть относится к категории тяжелых с низким содержанием легких фракций, высокосмолистым, малопарафинистым [2].
По результатам палеогеотермических исследований (Н.П. Гречишников, 1988 г.) вскрытые Сарыбулакской скважиной породы (от юрских до нижнепермских) прогревались до 120-185 °С. Палеотемпературы на глубине залегания продуктивного пласта составляют около 130 °С, что выше современных на 66-67 °С. Такое несоответствие современных и палеотемператур может являться следствием тектонической активности территории, сопровождавшейся ее преобладающим воздыманием и глубоким размывом пород, а также теплового воздействия магматизма.
Надо отметить, что месторождения с близкими по физико-химическим параметрам нефти в отложениях кайнозоя, мезозоя и палеозоя имеют место и в сопредельных с рассматриваемой территорией районах Китая. В частности, нефти крупнейшего Карамайского месторождения так же, как и на Сарыбулакской площади, высокосмолистые (до 47 %), слабопарафинистые (до 4,5 %) с плотностью 0,85-0,92 г/см3 [6]. Залежи в триасово-юрских отложениях этого месторождения приурочены к моноклинально залегающим пластам, экранированным асфальтовыми «пробками» в приповерхностных условиях (зонах активного воздействия типергенных процессов) и тектоническими нарушениями на больших глубинах. Для этих залежей наблюдается уменьшение плотности нефти от зон экранирования вниз по падению пластов.
Большая же часть территории Зайсанской впадины в позднем палеозое и мезозое испытывала воздействие сложных геологических процессов на фоне преобладания восходящих движений. Отложения ее подверглись преимущественно дизъюнктивным деформациям, длительному и глубокому размыву [5]. На большей части площади впадины кайнозойский комплекс пород лежит на размытой поверхности допермского палеозоя. Естественно, что в таких условиях сохранение залежей нефти и газа вряд ли возможно. Лишь в южной части центральной зоны впадины, главным образом в Карабулакском прогибе, в позднем палеозое-мезозое хотя и с многократными перерывами продолжалось накопление преимущественно грубозернистых осадков. Характерно, что именно в этой части впадины и сохранились скопления нефти, выявленные, в частности, на площади Сарыбулак.
Резкая активизация тектонических движений в кайнозойское время привела к усложнению структуры вулканогенно-осадочных толщ впадины, возрождению древних и образованию новых разломов. Она интенсифицировала перераспределение УВ, главными путями миграции которых явились разрывные нарушения и сопутствующая участкам высоких геодинамических напряжений трещиноватость пород. Миграция и накопление нефти в условиях дизъюнктивных деформаций и развития преимущественно грубых осадков при отсутствии выдержанных по площади надежных флюидоупоров, что характерно для пермских и триасовых отложений впадины, неизбежно ведут к потере подвижной ее части. Этим, вероятно, и объясняется наличие в Сарыбулакской ловушке вязких нефтей, представляющих в геологическом прошлом крупную, но ныне разрушенную залежь.
Выявленное месторождение вязкой нефти Сарыбулак приурочено к системе разрывных нарушений, что дает основание полагать формирование его залежей за счет межформационных перетоков УВ. Если такое предположение верно, то и другие локальные структуры Сарыбулакско-Даульского вала следует рассматривать как вероятно нефтеносные.
Перспективы нефтегазоносности Зайсанской впадины не ограничиваются Сарыбулакско-Даульским валом. Выявление нефтяных залежей возможно и за его пределами как в Карабулакском прогибе, так и к востоку от него, где также развиты хотя и в меньших мощностях неметаморфизованные отложения мезозоя и верхнего палеозоя. В частности, перспективным на нефть является участок впадины восточнее Сарыбулакско-Даульского вала, где подготовлено к бурению Карабулакское локальное поднятие и существуют предпосылки выявления новых поисковых объектов, в том числе и неантиклинального типа.
Несмотря на открытие нефтегазоносности территории, в результате проведенных буровых работ возникли трудности, связанные с промышленным освоением высоковязких нефтей, к тому же залегающих на больших глубинах (2,8-3,5 км) в условиях низких пластовых температур. Разумеется, что по данным бурения одной скважины и одной открытой залежи трудно судить о физико-химических свойствах нефтей возможных месторождений. В пределах Сарыбулакско-Даульского вала и даже в границах выявленной залежи возможны существенные их колебания.
Не исключена вероятность подтока УВ в Сарыбулакскую ловушку вверх по воздыманию слоев от Манракской зоны надвига. В этом случае возможно образование залежей тектонического и литологического экранирования ниже выявленной залежи, а также в возможных ловушках поднадвига (см. рис. 2).
Геологоразведочные работы 80-х годов дали принципиально важные результаты: уточнено строение кайнозойских формаций, охарактеризованы литология, возраст и распространение мезозойских и верхнепалеозойских. Впервые в истории геологических исследований впадины установлена продуктивность отложений перми, отмечены признаки нефти в триасе. Но эти результаты, с одной стороны, подтвердили перспективы нефтегазоносности вулканогенно-осадочных образований впадины, а с другой - породили сомнения в успешности их реализации по экономическим условиям. Эти сомнения оказали основное влияние на решение Миннефтегазпрома СССР о прекращении здесь геофизических и буровых работ.
Вместе с тем вопрос о потенциале ресурсов нефти и газа Зайсанской впадины и ее тектонических спутников (Чиликтинская и Кендырлыкская мульды) остается открытым. В будущем при изменении экономических условий представляется целесообразным возобновить здесь геологоразведочные работы. В связи с этим на новом этапе их производства предлагается следующее.
Провести параметрическое бурение с целью изучения сейсмогеологических условий разреза, геологического строения, литологии, коллекторских свойств и нефтегазоносности мезозойских и верхнепалеозойских отложений в восточной части впадины (глубина скважины 3,5 км); в центральной части впадины на Тополевском локальном поднятии (2,5 км), в Чиликтинской мульде (4,5 км).
Провести картирование структуры мезозойских и верхнепалеозойских образований юга центральной зоны, включая Карабулакский прогиб, с применением современных методов сейсморазведки; подготовить в этих отложениях объекты для постановки поискового бурения на нефть и газ.
Осуществить поисковое бурение на месторождении Сарыбулак с целью получения более достоверной информации о физико-химических параметрах нефти открытой залежи на удалении от разлома и поиска новых залежей в отложениях перми. Для этого нужно бурение поисковой скважины на глубину 4,2 км к югу от пробуренной параметрической скв. 1.
Изучить нефтегазоносность верхнепалеозойских и мезозойских отложений на Даульской и Хлебниковской локальных структурах, Сарыбулакско-Даульского вала, предусмотрев бурение на них по одной скважине на глубину 4,2 км, а также на Карабулакской структуре, расположенной восточнее, на глубину 5 км.
Можно полагать, что реализация рекомендуемых работ позволит получить объективную информацию о потенциале нефтегазоносности Зайсанской впадины, а также оценить перспективы развития геологоразведочных работ в аналогичных по характеру геологического строения межгорных впадинах Казахстана и Северной Киргизии.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геология и перспективы газоносности Зайсанской впадины / В.С. Ерофеев, П.И. Краев, В.Г. Цеховский, В.Е. Нестерчук // Геология нефти и газа.- 1967.- № 7.- С. 39-43.
2. Ерофеев В.С., Шевченко Н.Я., Какенов Ш.Г. Первая нефть Зайсана // Вестник АН КазССР.- 1989.- № 10,- С. 15-19.
3. Мехед Л.П., Шамшиков И.Ф. Методика и результаты сейсморазведочных работ в Зайсанской впадине // Изв. АН КазССР,- 1987,- № 5,- С. 80-88.
4. Нехорошев В.П. Тектоника Алтая.- М.: Недра.- 1966. - С. 251-259.
5. Щерба Г.Н., Дьячков Б.А., Нахтигаль Г.П. Жарма-Саурский геотектоноген.- Алма-Ата: Наука.- 1976.- С. 35- 45.
6. Zhang Dajiang, Huang Difan and Li Jinchao. Biodegraded sequence of Karamay oils and semi-quantative estimation of their biodegraded degrees in Junggar Basin, China. Org. Geochetn. Vol. 13, Nos 1-3, 1988, p. 295-302.
High-viscosity oil production has been obtained, for the first time, from the Permian sediments of the Zaisan depression in eastern Kazakhstan. Extensive CDP seismic studies allowed the reliable information to be provided on basement hypsometry and sedimentary cover structure involving Upper Paleozoic-Lower Mesozoic slightly coal-bearing terrigenous sequences and a Cenozoic relatively thin (500-1,800 m) veneer-like mantle. A major fault zone, the Monrak fault, has been identified. Associated with this zone is the Sarybulak uplift on which oil was produced from a parametric well. At the present time, the development of hydrocarbon resources is economically unwise. However, with a change in economic situation, it is recommended that work in the depression be carried out using the program set out in this paper.
Рис. 1. Тектоническая схема Зайсанской впадины (по материалам ПО Сибнефтегеофизика).
Складчатое обрамление: ЧТ-Чингиз-Тарбагатайское, СМ-Саурско-Манракское, КН- Калба-Нарымское; тектонические зоны: 1 - северо-восточная, 2 - юго-западная, 3 - центральная; 4 - изопахиты верхнепалеозойско-мезозойской толщи; 5 - границы; а - впадины, б- мульд; 6 - разрывные нарушения: а - региональные, б - прочие, в - взбросо-надвигового типа; 7 - пробуренные параметрические скважины: С - Сарыбулакская, Д - Даировская; 8 - рекомендуемые параметрические скважины; 9 - Сарыбулакско-Даульский вал (зона рекомендуемого поискового бурения); верхнепалеозойско-нижнемезозойские мульды: I- Карабулакская, II - Кендерлыкская, III - Чиликтинская, IV - Акджарская, V - Аксуатская
Рис. 2. Геологический профиль через южную часть Зайсанской впадины.
Отложения: 1 - кайнозойские, 2 - мезозойские, 3 - эффузивно-осадочные фундамента, 4 - среднепалеозойские складчатого обрамления; 5 - залежь нефти: а - доказанная, б - предполагаемая; 6 - разрывные нарушения