|
УДК (550.344 + 551.7):553.98(470.56) |
|
|
|
© Коллектив авторов, 1991 |
Сейсмостратиграфический анализ подсолевых отложений Оренбургского Приуралья
А.Г. БУДАГОВ, В.М. КУДЫМОВ, В.Г. ЧИСТЯКОВ, Г.Э. МАРКАРОВА, А.Ю. СИБИРЦЕВ (Нефтегеофизика), С.В. УСЕНКО (ИФЗ)
В Оренбургском Приуралье остро стоит проблема поисков новых нефтегазоперспективных объектов в подсолевых отложениях. Одно из перспективных направлений связано с нижнепермскими рифовыми массивами западного борта Предуральского краевого прогиба, где открыты Совхозное и Нагумановское месторождения УВ. Севернее, в Башкирском Приуралье, в одновозрастных рифовых образованиях выявлено более 30 месторождений нефти и газа (Ишимбайское, Канчуринское и др.). Таким образом, полоса развития нижнепермских рифовых массивов западного борта Предуральского краевого прогиба представляет собой крупную зону нефтегазонакопления.
В целях совершенствования методики выделения нижнепермских рифовых массивов в этой зоне на Южно-Белозерской площади Нефтегеофизикой были проведены опытно-методические сейсмические работы МОГТ (рис. 1) с невзрывными источниками возбуждения колебаний (ГСК-6, СВ-5-150). Методика полевых работ заключалась в повышении до 48 кратности систем наблюдений, уменьшении расстояния взрыв - прибор в использовании высокоэффективных схем группирования 24-х сейсмоприемников. Применение этой методики обеспечило существенное увеличение соотношения сигнал - помеха и позволило на основе сейсмостратиграфического анализа выделить в волновом поле аномалии, интерпретируемые как рифовые массивы.
Южно-Белозерская площадь характеризуется сложными сейсмогеологическими условиями разреза, типичными для Оренбургского Приуралья. Это связано, в первую очередь, с интенсивным проявлением галокинетических дислокаций, со значительной скоростной дифференциацией надсолевых отложений, наличием резких акустических границ в разрезе кунгурских и верхнепермских образований, большим градиентом изменения мощности соленосного и надсолевого комплексов и др.
Совокупность этих факторов в значительной мере определяет сложность регистрируемого волнового сейсмического поля (рис. 2), включающего волны-помехи различного типа .(кратные, дифрагированные, боковые и т. д.). На отдельных участках создаваемое волнами-помехами сложное интерференционное поле затрудняет, а порой исключает возможность соблюдения правила непрерывной фазовой корреляции осей синфазности. Поэтому при сейсмостратиграфическом анализе в исследуемом районе возникают сложности, не позволяющие, в частности, расчленить подсолевые отложения на основе графика относительных изменений уровня моря (ОИУМ), провести хроностратиграфическое моделирование и др. В этой ситуации отбраковка на временных разрезах МОГТ сейсмических аномалий, сформированных волнами-помехами,- важнейшая и обязательная процедура, предваряющая сейсмостратиграфическую интерпретацию.
Разрез осадочного чехла Оренбургского Приуралья, включая исследуемый район, расчленяется на два структурно-литологических этажа (СЛЭ). Нижний СЛЭ охватывает весь разрез подсолевых отложений в стратиграфическом интервале рифей - докунгурская нижняя пермь. Верхний СЛЭ представлен кунгурскими, верхнепермскими и мезозойско-кайнозойскими образованиями.
На временных разрезах МОГТ (см. рис. 2) в подсолевых отложениях выделяются снизу вверх четыре квазисинхронных седиментационных сейсмических комплекса (KCCK-I,II, III, IV). Вышележащие отложения перми (P1k, Р2), мезозоя и кайнозоя расчленяются вверх по разрезу на два комплекса (KCCK-V, VI). Эти КССК ограничены региональными поверхностями несогласий или эквивалентными им согласными поверхностями, которые на временных разрезах МОГТ представлены, как правило, регулярными отражающими границами. Поверхности несогласий выделяются по прекращению прослеживания сопрягающихся с ними выше- и нижележащих осей синфазности. В отдельных случаях сейсмические волны от поверхностей несогласий выражены спорадически или вообще не наблюдаются, тогда несогласия выделяются по прекращению трассирования примыкающих осей синфазности.
KCCK-I снизу ограничен поверхностью дорифейского фундамента, которая на временных разрезах МОГТ не прослеживается. Кровля KCCK-I совпадает с сейсмическим репером Д, который представлен отражением различной динамической выразительности и приурочен предположительно к койвенско-такатинским карбонатно-терригенным образованиям эйфельского яруса среднего девона. Поверхность KCCK-I залегает на временной мощности T0= 1,58-2,16 с и в целом испытывает погружение в восточном направлении. Полная временная мощность KCCK-I составляет около 1,23 с. С нижерасположенными осями синфазности сейсмический горизонт сопрягается по схеме кровельного прилегания.
На временных разрезах МОГТ рассматриваемый комплекс характеризуется спорадически прослеживающимися непротяженными и в целом динамически слабовыраженными осями синфазности. В ряде случаев в его разрезе фрагментарно выделяется динамически выраженное сейсмическое отражение (горизонт II), которое, по-видимому, стратиграфически отвечает эрозионной поверхности нижневендских образований (см. рис. 2).
Разрез KCCK-I включает отложения нижней части эйфельского яруса, ордовика, возможно, силура, венда и рифея. По конфигурации сейсмических отражений судить о вещественном составе комплекса затруднительно из-за недостаточной горизонтальной и вертикальной резрешающей способности сейсмической записи. Однако результаты глубокого бурения в Предуральском прогибе и на Оренбургском своде (скв. 106, 110 Предуральские и др.) дают основание предполагать, что KCCK-I представлен терригенным типом разреза, за исключением эйфельского яруса, который характеризуется карбонатно-терригенным составом слагающих его пород. Возможно также наличие прослоев карбонатных отложений в разрезе рифея. В целом KCCK-I сложен преимущественно терригенной сейсмофацией.
Выше KCCK-I залегает KCCK-II, который ограничен сверху опорным сейсмическим горизонтом Т. Стратиграфически этот горизонт приурочен к кровле терригенно-карбонатных отложений турнейского яруса. На временных разрезах МОГТ кровля KCCK-II фиксируется на T0=1,40-1,98 с и так же, как сейсмический репер Д в целом, испытывает погружение в сторону Урала. Временная мощность KCCK-II изменяется от 0,14 до 0,37 с.
Между сейсмическим горизонтом Т и расположенными ниже осями синфазности наблюдается в согласное залегание, и лишь в отдельных случаях они сопрягаются по схеме кровельного прилегания. Сходная картина отмечается в подошве KCCK-II, где также в основном фиксируется согласное залегание сейсмического горизонта Д и вышерасположенных отражений.
На временных разрезах МОГТ KCCK-II представлен, как правило, четырьмя относительно протяженными, динамически ярко выраженными, когерентными, местами кулисообразно расположенными осями синфазности. В стратиграфическом отношении KCCK-II включает верхнюю часть отложений эйфельского яруса, возможно, афонинского горизонта и турнейского яруса. Разрез комплекса представлен терригенно-карбонатной сейсмофацией, на что указывает, в частности, наличие в KCCK-II резких акустических границ, связанных с присутствием наряду с карбонатными отложениями и терригенных.
KCCK-II перекрывается KCCK-III, который ограничен в кровле однофазным динамически выраженным, но изменчивым по латерали опорным сейсмическим горизонтом, индексируемым как горизонт Б. Согласно данным бурения на Южно-Белозерской площади этот горизонт приурочен к поверхности карбонатных отложений башкирского яруса (скв. 31 Зыковская, скв. 203, 205 Чулошниковские и др.). Временная глубина кровли KCCK-III изменяется от 1,08 до 1,85 с, а его мощность составляет 0,14-0,32 с.
В характере сопряжения сейсмического горизонта Б с нижележащими осями синфазности наблюдается определенная закономерность. В западной части Южно-Белозерской площади они залегают согласно, а на востоке сопрягаются по схеме кровельного прилегания, что указывает на их размыв. В подошве KCCK-III вышележащие оси синфазности залегают с сейсмическим горизонтом Т в основном согласно, хотя местами отмечается прекращение их прослеживания по схеме подошвенного налегания.
Внутренняя структура KCCK-III на временных разрезах достаточно пестрая и в целом существенно менее разрешенная и динамически выразительная, чем в подстилающем KCCK-II. Оси синфазности в пределах комплекса, как правило, относительно не протяженные, слабокогерентные и выделяются неповсеместно.
В стратиграфическом отношении рассматриваемый комплекс представлен визейским, серпуховским и башкирским ярусами. Полупрозрачный характер сейсмической записи KCCK-III свидетельствует о том, что он сложен преимущественно карбонатной сейсмофацией. Это подтверждается данными бурения на исследуемой площади и в смежных с ней районах (скв. 31 Зыковская, 85 Бердянская, 101 Предуральская и др.).
Верхний KCCK-IV ограничен в кровле сейсмическим репером А, представляющим собой однофазное сравнительно интенсивное отражение с изменяющейся динамической выразительностью по латерали. На временных разрезах МОГТ отмечается ухудшение коррелируемости этого горизонта в сторону Урала, что, по-видимому, в значительной мере связано с общим усложнением сейсмогеологических условий разреза в этом же направлении.
Стратиграфически сейсмический горизонт А приурочен к кровле карбонатных и глинисто-карбонатных отложений артинского яруса нижней Перми. Временная глубина залегания кровли KCCK-IV изменяется от 0,87 до 1,56 с и характеризуется общим погружением в восточном направлении. Временная мощность комплекса составляет 0,05- 0,48 с.
На временных разрезах МОГТ кровля KCCK-IV маркируется по прекращению корреляции осей синфазности, залегающих выше и ниже репера А, соответственно по схемам подошвенного налегания и кровельного прилегания. Местами сочленение горизонта А с вышерасположенными отражениями происходит по типу подошвенного прилегания. По схеме подошвенного налегания опорный сейсмический горизонт Б (подошва KCCK-IV) сопрягается с расположенными выше по разрезу осями синфазности. В отдельных случаях в подошве KCCK-IV наблюдаются элементы подошвенного прилегания. Таким образом, рассматриваемый комплекс характеризуется различными типами ограничивающих его несогласий.
По характеру волновой картины KCCK-IV существенно неоднороден и в пределах исследуемой площади может быть подразделен на две зоны: восточную и западную. В тектоническом отношении восточная зона отвечает районам центральной части Предуральского краевого прогиба, а западная - его внешнему борту и прилежащим районам Оренбургского свода.
В пределах восточной зоны KCCK-IV имеет резко сокращенную мощность и представлен динамически относительно ярко выраженными когерентными сейсмическими отражениями А и Б. Интервал разреза, заключенный между этими опорными границами, отвечает конденсированному покрову и характеризуется сравнительно выдержанной временной мощностью (0,05-0,1 с). Покров выполняет ложе некомпенсированной осадконакоплением докунгурской Предуральской депрессии. С учетом данных бурения в центральной части Предуральского прогиба (скв. 101, 106 Предуральские, скв. 205 Чулошниковская и др.) разрез KCCK-IV восточной зоны сложен депрессионной глинисто-карбонатной сейсмофацией с маломощным прослоем верхнекаменноугольной карбонатной в основании комплекса.
Западная зона характеризуется увеличением временной мощности KCCK-IV в сторону Оренбургского свода до 0,42-0,48 с. На временных разрезах МОГТ KCCK-IV рассматриваемой зоны представлен в основном относительно не протяженными и динамически слабовыраженными осями синфазности. В ряде случаев регулярные отражения в комплексе отсутствуют и на временных разрезах МОГТ сейсмическая запись приобретает прозрачный облик, что обусловлено карбонатным составом слагающей его сейсмофации.
В пределах западной зоны в верхней части разреза KCCK-IV на временных разрезах МОГТ выделяются две аномальные зоны (см. рис. 2), интерпретируемые как аномалии типа «риф» (ATP-I и II). На карте сейсмофаций KCCK-IV эти аномалии показаны как участки развития рифовой сейсмофации (рис. 3).
ATP-I фиксируется на временных разрезах по появлению одной-двух динамически выраженных промежуточных осей сйнфазности, разделяющих опорные сейсмические горизонты А и Б, аномальному увеличению временной мощности между этими горизонтами и по склиниванию местами нижней промежуточной оси синфазности с сейсмическим горизонтом Б.
Верхняя ось синфазности, разделяющая горизонты А и Б, приурочена к кровле предполагаемого рифового массива ассельского возраста. Временная мощность выделенной ATP-I, включая прослой верхнекаменноугольной карбонатной сейсмофации, развитый в ее основании, достигает 0,1 с. Восточнее органогенной постройки одновозрастные ей отложения представлены ассельской депрессионной глинисто-карбонатной сейсмофацией и входят в состав докунгурского нижнепермского конденсированного покрова.
Перекрывается выделенная ATP-I, как следует из конфигурации осей синфазности и их взаимного соотношения, более молодыми сакмаро-артинскими образованиями, представленными глинисто-карбонатной сейсмофацией, синхронной по возрасту и расположенной западнее ATP-II. Отсутствие кондиционной сети профилей позволяет наметить лишь примерные контуры предполагаемого рифового массива (ATP-I). Его границы, внутреннее строение и характер соотношения с вмещающими осадочными образованиями требуют уточнения и детализации на основе проведения дополнительных сейсмических работ МОГТ.
ATP-II выделяется на профилях МОГТ субширотного (профили 1, 2, 5 и др.) и субмеридионального (профиль 12) простирания. Временная мощность ATP-II достигает 0,2 с. Предполагаемый рифовый массив имеет субмеридиональное простирание. Его длина 15 км, а ширина достигает 6,5.
На временных разрезах МОГТ ATP-II выделяется по холмо-дугообразному залеганию облекающих ее сейсмических границ. Местами ATP-II имеет на временных разрезах линзообразную форму (профиль 4). На флангах выделенной ATP-II в кровельной ее части (горизонт А) отмечаются несогласия с вышерасположенными осями синфазности по типу подошвенного прилегания и налегания.
Внутренняя структура ATP-II представлена на временных разрезах неоднородным волновым полем. Здесь наблюдаются оси синфазности различных динамической выразительности и протяженности. На восточной периферии органогенной постройки отмечается склинивание осей синфазности. Центральный участок органогенной постройки на временных разрезах характеризуется ослаблением динамической выразительности отражений.
По имеющимся сейсмическим данным провести уверенно внутреннее сейсмофациальное расчленение ATP-II затруднительно. По-видимому, эта аномалия представлена собственно рифовой фацией и шлейфовой субфацией. Последняя является продуктом разрушения рифового массива. Следует также отметить, что выделенная органогенная постройка, возможно, состоит из двух изолированных рифовых тел, северная и южная периклинали которых проходят между профилями 4 и 16 МОГТ. Однако наблюдаемая сложная волновая картина и наличие данных лишь по одному субмеридиональному профилю 12 не позволяют в настоящее время решить этот вопрос. Поэтому на Южно-Белозерской площади необходимо провести дополнительные сейсмические работы МОГТ. Кроме того, для изучения фациального состава и скоростной характеристики разреза подсолевых отложений, стратификации сейсмических границ, оценки перспектив нефтегазоносности ATP-II и выяснения ФЕС слагающих ее пород рекомендуется пробурить параметрическую скважину глубиной 3000 м (см. рис. 3).
Таким образом, в исследуемом районе в раннепермское время рифообразование происходило в два этапа. В ассельском веке на карбонатном уступе мелководного шельфа шло формирование ATP-I. Восточнее ее размещалась относительно глубоководная часть морского бассейна, в которой в условиях недокомпенсации накапливались маломощные глинисто-карбонатные осадки. На рубеже ассельского и сакмарского веков палеогеографическая обстановка раннепермского бассейна в результате миграции его глубоководной части в сторону Оренбургского свода претерпела существенные изменения. Это привело к прекращению роста ATP-I. Одновременно к западу от этой органогенной постройки на стыке мелководной и относительно глубоководной частей морского бассейна началось формирование ATP-II, которое продолжалось до конца артинского века.
Из этого следует, что на Южно-Белозерской площади рифообразование в раннепермское время не было пространственно унаследованным и характеризовалось миграцией нижнепермской рифовой фации в сторону платформы (Оренбургского свода). Этот вывод для Оренбургского Приуралья согласуется с данными о миграции и омоложении нижнепермской рифовой фации в западном направлении, установленной в результате бурения в Башкирском Приуралье. Поэтому в Оренбургском Приуралье на западном борту Предуральского краевого прогиба возможны два направления поисковых работ на нижнепермские рифовые массивы. Одно из них связано с органогенными постройками в нижней (ассельские), а другое - в верхней (сакмаро-артинские) частях разреза.
Наибольший интерес в нефтегазоносном отношении представляют, по-видимому, рифовые массивы, сформировавшиеся в сакмарское и более позднее время, так как они отличаются более крупными размерами и увеличенной мощностью слагающих их пород по сравнению с органогенными постройками ассельского возраста (см. рис. 2). Кроме того, здесь возможно существование рифовых массивов и ассельско-артинского возраста. К объекту такого типа относится, в частности, Совхозный рифовый массив, к которому приурочено одноименное газоконденсатное месторождение.
A subdivision of subsalt deposits into some depositional sequences is made and their seismic stratigraphic features are given. Identified are two anomalies of a "reef' type of Lower Permian age on the Western flank of the Preurals foredeep. It is established that the formation of Lower Permian reefal massifs in the Orenburg Preural region was not spatially inherited and was accompanied by the migration of reef facies in a western direction. Recommendations were made on the trends of exploration for oil and gas.
Рис. 1. Обзорная карта района исследований:
1 - площадь сейсмических работ МОГТ; 2 - линия сейсмостратиграфического разреза; 3 - изогипсы сейсмического горизонта А, км; 4- месторождения нефти и газа (а - Совхозное, б- Оребургское); 5- границы крупных тектонических элементов (I - Оренбургский свод, II - Предуральский краевой прогиб)
Рис. 2. Сейсмостратиграфический разрез по линии I-I’ (профиль 5 МОГТ):
Границы: 1 - КССК, 2 - сейсмофаций; 3 - опорный сейсмический горизонт внутри КССК; 4 - квазисинхронный седиментационный сейсмический комплекс; 5 - сейсмофации (1- преимущественно терригенная, 2 - терригенно-карбонатная, 3 - преимущественно карбонатная, 4- карбонатная, 5 - рифовая с прослоем карбонатной сейсмофации в основании ATP-I, 6 - депрессионная глинисто-карбонатная. 7 - депрессионная глинисто-карбонатная с прослоем верхнекаменноугольной карбонатной сейсмофации, 8 - сульфатно-галогенная, 9 - терригенная); 6 - аномалии типа «риф»; 7 - скважины
Рис. 3. Карта сейсмофаций КССК-IV.
Сейсмофации: 1 - карбонатная с прослоем сакмаро-артинской депрессионной глинисто-карбонатной в Предуральском прогибе, 2 - рифовая, 3 - депрессионная глинисто-карбонатная с прослоем карбонатной; границы: 4 - сейсмофации, 5 - крупных тектонических элементов (I - Оренбургский свод, II - Предуральский краевой прогиб); 6 - сейсмические профили МОГТ; 7 - линия сейсмостратиграфического разреза; скважины: 8 - пробуренные, 9 - рекомендуемая параметрическая