ГЕНЕЗИС И ОСОБЕННОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ВЕРХНЕВИЗЕЙСКОГО ПРОДУКТИВНОГО ГОРИЗОНТА В-15 ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЫ В СВЯЗИ С НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬЮ

Е.В. САМАРСКАЯ, Н.В. ДЮГАНЧУК (УкрГГРИ)

Поисковые работы в старых нефтегазоносных регионах требуют все более точных и тщательных исследований характера распространения пород-коллекторов, в связи, с чем большое значение приобретают палеогеографические реконструкции очень дробных, вплоть до одного пласта, стратиграфических единиц.

Рассмотрим результаты изучения генезиса и особенностей площадного распределения недостаточно исследованного нижнекаменноугольного продуктивного горизонта В-15 Днепровско-Донецкой впадины, включающего алеврито-песчаные тела, с которыми связаны месторождения УВ и прогноз которых будет способствовать обнаружению новых залежей.

Анализ и корреляция разрезов 900 скважин на основании стандартного каротажа, комплекса ГИС, описания керна по известной методике [I], петрографического изучения пород в шлифах, определения глинистых минералов с помощью рентгена позволили осуществить палеогеографическую реконструкцию горизонта с построением карт изопахит песчано-алевритовой литофации и горизонта в целом, литофациальных палеопрофилей, блок-диаграмм.

Отложения горизонта В-15 накапливались в условиях эрозионно-тектонического палеорельефа. Если фоновые изолинии мощностей и распределение фаций отражает общую тенденцию к прогибанию, увеличивающуюся в юго-восточном направлении, то дифференциация их является отражением локальных пликативных и дизъюнктивных палеоструктур и унаследованного эрозионного палеорельефа, в понижениях которого происходила усиленная седиментация обломочного материала твердого стока.

Мощность горизонта колеблется от 0 в прибортовых частях впадины до 140 м и более в прогнутых ее частях. Следует сразу отметить, что тенденция к увеличению мощности к центру впадины, по-видимому, не беспредельна. В более центральных и юго-восточных районах она должна уменьшиться при смене авандельтовых фаций депрессионными, равно как и песчанистость отложений (рис. 1).

Несмотря на незначительный промежуток времени формирования, горизонт представляет собой сложное полифациальное образование в горизонтальном и вертикальном направлениях, отражающее неоднократную смену фаций при сменяющих друг друга трансгрессиях и регрессиях моря на фоне общего непрерывно-прерывистого прогибания территории.

Основное накопление песчаников и генетически связанных с ними крупнозернистых алевролитов – потенциальных коллекторов нефти и газа – происходило в регрессивные фазы развития территории в аллювиальных долинах, наземных дельтах и, в наибольшей степени, в проксимальных авандельтах аккумулятивного морского бассейна, представлявшего собой далеко вдающийся в сушу залив Палеотетиса, сужающийся в северозападном направлении. Детальное изучение разрезов позволило протрассировать береговую линию регрессивных фаз развития горизонта (см. рис. 1).

Песчано-алевритовые тела формировались в две регрессивные фазы, разделенные трансгрессивной, максимум которой фиксирует глинистый пласт, достаточно хорошо прослеживающийся практически по всей территории и делящий горизонт на два подгоризонта: В-15в и В-15н. Этот пласт сложен темно-серыми до черных морскими глинами, массивными или слоистыми, иногда алевритистыми, с редкими отпечатками фауны и практически лишенными растительных остатков. Он отсутствует в некоторых разрезах на западе территории, где русловые песчаники горизонта В-15 по поверхности вреза сливаются с песчаниками нижележащего горизонта В-16в с образованием одного мощного пласта. С большим трудом этот пласт прослеживается в руденковских скважинах.

Поставщиками обломочного материала служили расположенная на западе Припятско-Донецкая палеорека с притоками, развивавшаяся периодически и унаследование и создавшая дельтовую постройку визейского времени, проградировавшую в юго-восточном направлении, а также другие палеопотоки, стекавшие с Воронежского массива и Украинского щита. Проградацию каменноугольной дельтовой постройки [2] можно проследить даже на коротком отрезке времени: от горизонта В-18 [4] до горизонта В-15.

По нашим наблюдениям, дельту Припятско-Донецкой палеореки в горизонте В-15 представляют развитые на западе многочисленные палеопотоки, выраженные на карте изопахит песчано-алевритовой литофации в виде депоцентров песчанистости. Наиболее крупные из них Великобубновско- Глинско-Розбышевско-Вениславовский, Ярошевский, Тростянецкий. Ранее уже высказывалось мнение о том, что рукавами дельты Припятско-Донецкой палеореки являются сливающиеся в единый губообразный залив Щуровский, Мильковско-Леляковский, Журавковский, два Озерянских, Хортицкий потоки. На этом участке четко устанавливаются речные врезы и резкие выклинивания песчаников при переходе от русловых к водораздельным образованиям. Здесь хорошо представлены различные континентальные фации: аллювиальные (русловые, косовые, пойменные) , болотные, озерные. Аллювиальные фации характеризуются присутствием светло-серых каолинизированных песчаников с горизонтальной, наклонной, штриховатой, косой однонаправленной слоистостью, прослоями пронизанных корневой системой растений. Болотные фации представлены алевролитами, алевропелитами и аргиллитами со сколитам и обилием стигмарий. Алевролиты заливно-озерного комплекса обладают тонкой волнистой, линзовидной и горизонтальной слоистостью, структурами сползания, содержат отпечатки стигмарий и пиритизированные остатки по напластованию.

В некоторых разрезах горизонта на Клинско-Сарско-Краснознаменском участке, несмотря на небольшую мощность, наблюдалось частое чередование разнофациальных образований. Здесь очень быстро сменяют друг друга авандельтовые и пойменные песчаники, озерные и болотные алевролиты и алевропелиты, пропластки углей, алевролиты морского мелководья и аргиллиты фации морских глин. Такой характер переслаивания свидетельствует о прохождении береговой линии регрессивных фаз. В скв. 131 Глинско-Розбы-шевской наблюдается значительное раздувание синхронных описанным отложений, представленных песчаниками мелкозернистыми, косослоистыми, обильно слюдистыми, с “плавающими” глинистыми гальками, за счет формирования устьевого бара.

Специфический облик образований проксимальной дельты наблюдался на Харьковцевской площади, где в нижнем подгоризонте развит пласт плотных с прослоями коллектора песчаников: очень светлых, сахаровидных, штриховато-косослоистых и волнисто-слоистых, по наслоению слюдистых, мелкозернистых кварцевых с каолинит-кальцит-кварцевым цементом. При сопоставлении карт палеорельефа и мощности песчаников очевидно, что приподнятым участкам отвечают меньшие мощности песчаника, наиболее прогнутым – большие, что свидетельствует о влиянии динамики направленного потока на распределение псаммитового материала.

Далее на юго-восток литологический облик горизонта снова постепенно меняется с одновременным увеличением его мощности. Например, Солоховская площадь в регрессивные фазы представляла собой участок дистальной авандельты со значительным притоком обломочного, в основном глинистого, материала и формированием песчано-алевритовой литофании мощностью до 30 м преимущественно в раннюю фазу. Не давая подробной характеристики развитых здесь песчано-алеврито-глинистых пород, отметим лишь некоторые наиболее типичные их черты: слюдистость по напластованию; обилие растительных остатков и детрита: линзовидно- или волнисто-горизонтальная, штриховатая, мульдообразная слоистость; текстуры взмучиванияг и оползания со смятием слоев, иногда с нечетким облачным рисунком; наличие сколитов, следов ползания илоедов, стигмарий, фауны хонетесов и пиритизированных водорослей. Среди отложений развиты прослои лапшевидных алевролитов.

Принос обломочного материала в дистальную авандельту осуществлялся как основной Припятско-Донецкой палеорекой, так и из северных и южных источников сноса (см. рис. 1).

В южной прибортовой зоне наблюдается несколько разных по величине потоков, расположенных ортогонально или под углом к оси впадины: Яблуновский, Кибинцевско-Малосорочинский, Великобогачанско-Яреськовский, Сагайдакский, Подгорянско-Мачехский и Зачепиловско-Мачехский.

Особый тип разреза развит на руденковском участке. Здесь горизонт В-15 мощностью более 60 м – многопластовое тело, сложенное песчаниками, переслаивающимися с аргиллитами, алевролитами, углями. В плане (см. рис. 1) вырисовывается дугообразная дельтовая постройка, унаследованно развившаяся на месте сформированной еще в турне – раннем визе фан-дельты. По изученному керну песчаники представляют собой образования речных выносов. Они серые и зеленовато-серые, по-разному сцементированные, обогащенные каолинитом, прослоями с обильным растительным детритом и слюдой по напластованию. Аргиллиты темно-серые пиритизированные, с обуглившимися растительными остатками, обломками древесины, с тонкими пропластками алевролитов, песчаников, бурого угля.

На северном борту перспективна в отношении коллекторов горизонта В-15 Рыбальско-Котелевско-Высокопольская зона, в пределах которой накопление мощных (до 35 м) песчаных тел связано с вырисовывающимися в палеорельефе широкими долинами, расположенными под углом к простиранию впадины (см. рис. 1). На литофациальных профилях видно (рис. 2), что песчаные пласты по латерали и вертикали ассоциируются с континентальными озерно-болотными отложениями, с одной стороны, и с шельфовыми морскими – с другой. Сами песчаные тела также бывают полифациальными. Так, в разрезе скв. 16 Пионерской нижняя часть песчаного пласта – это образование устьевого бара, а верхняя отложилась в условиях русла распределительного рукава наземной дельты. В скв. 13 Бугреватовской самая нижняя его часть генетически связана с авандельтой и по простиранию замещается глинистыми осадками шельфа. Верхние песчаники по латерали переходят в глинисто-алевритовые образования озер и болот (см. рис. 2).

Описанное строение песчаных пластов свидетельствует о накоплении их на данном участке территории в условиях нарастающей регрессии моря. Во время крайнего северо-западного положения береговой линии отлагались в основном дельтовые песчаники, и формировались устьевые бары первой генерации. При перемещении берега к юго-востоку территория стала постепенно превращаться в область наземно-дельтовой приустьевой седиментации. В связи с этим на юго-востоке прогнозируются второй эшелон депоцентров песчанистости авандельтового генезиса, фации устьевых баров. Расположенный западнее Качановско-Новотроицкий участок представлял собой в это время плоское озерно-заливно-лагунное побережье и взморье.

Таким образом, в итоге исследований получена картина распространения мощностей и фаций продуктивного горизонта В-15 на территории Днепровско-Донецкой впадины, что дает возможность проанализировать, с коллекторами какого типа связаны месторождения в данном горизонте, и прогнозировать перспективные участки для дальнейших поисков.

Промышленная продуктивность горизонта В-15 на исследуемой территории установлена на 24 месторождениях. Практически все они приурочены к антиклинальным поднятиям, что, по нашему мнению, не исключает возможного широкого развития ЛСК-ловушек и, вероятнее всего, объясняется традиционной направленностью поисково-разведочных работ на нефть и газ на антиклинальные структуры. Одно из причин может быть также тот факт, что песчаники (и алевролиты) разного генезиса, в том числе и аллювиально-русловые, нередко в результате миграции могут образовывать обширные покровы [З].

Ловушки на изученных месторождениях обычно пластово-сводовые, тектонически экранированные. Результаты анализа показали, что по генезису гранулярных коллекторов песчано-алевритовой литофации горизонта В-15 месторождения можно объединить в несколько групп. Довольно обширную группу составляют месторождения с коллекторами аллювиального генезиса. При этом часть их связана с основной речной системой – Припятско-Донёцкой палеорекой (Ярошёвское, Севе-ро-Ярошевское, Скороходовское, Матлаховское, Талалаевское, Великобубновское, Малодевицкое. Прилукское, Щуровское месторождения). Другая часть сформировалась в речных потоках северного (Куличихинское, Качановское, Козиевское) и южного (Лиманское, Зачепиловское) бортов впадины. К песчано-алевритовой фации конуса выноса приурочено Новониколаевское месторождение (Руденковский участок).

С надводно дельтовыми песчано-алевритовыми коллекторами горизонта В-15 связаны Яблуновское, Васильевское, Глинско-Розбышевское месторождения. Ряд месторождений приурочен к коллекторам авандельтового генезиса: Краснознаменское, Харьковцевское, Рудовское, Скоробагатьковское (проксимальная авандельта), Солоховское и Опошнянское (дистальная авандельта). Как видно, гранулярные коллекторы продуктивного горизонта В-15 связаны с песчано-алевритовыми литофациями регрессивных фаз аллювиального, надводно- и подводно-дельтового происхождения.

И вновь возвращаясь к ЛСК-ловушкам, следует подчеркнуть, что их поискам должно быть, уделено самое пристальное внимание. Значительный интерес могут представлять зоны литологического экранирования при переходе от руслово-пойменных к водораздельным образованиям, от проток в дельтах к межрусловым поднятиям, зоны выклинивания песчано-алевритовых линз в дистальных авандельтах и т. д.

Результаты литофациальных исследований помогут также объяснить некоторые кажущиеся непонятными явления. Например, если принять во внимание палеонахождение горизонта В-15 Васильевского месторождения в межрусловом пространстве надводной дельты, становятся понятными малая мощность песчаников-коллекторов и соответственно малый объем резервуара.

И еще на одном моменте хотелось бы остановиться. На карте изопахит песчано-алевритовой литофации горизонта В-15 наблюдается вначале рост, а затем спад мощностей в сторону центральных частей впадины и прогнозируется дальнейшее их уменьшение вплоть до выклинивания. Это вполне понятно с точки зрения аллювиально-дельтового происхождения песчаных тел, которые выклиниваются уже в дистальной авандельте на фоне все еще увеличивающейся мощности дельтового клина. Однако из полученных результатов не следует делать окончательный вывод об отсутствии песчаных тел в центральных частях впадины. Неоднородное блоковое строение фундамента могло бы отразиться на палеорельефе довольно высоких горизонтов, в том числе и верхневизейских. Тогда на повышениях его могли бы накапливаться песчано-алевритовые отложения типа баров. К тому же, не исключена также возможность формирования песчаных линз в морском бассейне под действием морских палеотечений.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Атлас литогенетических типов угленосных отложений среднего карбона Донецкого бассейна / Л.Н. Ботвинкина, Ю.А. Жемчужников, П.П. Тимофеев и др.– М.: Изд. АН СССР.– 1956.
2. Бабадаглы В.А. Некоторые особенности каменноугольной истории системы Днепровско-Донецкая впадина – Донбасс в связи с поисками погребенных рифов // Геология нефтегазоносных пластовых резервуаров.– М.: Наука.– 1981.– С. 42–52.
3. Методика прогнозирования и поисков литологических, стратиграфических и комбинированных ловушек нефти и газа / А. . Гусейнов, Б.М. Гейман, Н.С. Шик, Г.В. Сурцуков.– М.: Недра.– 1988.
4. Самарская Е.В., Поляк Р.Я. Особенности распространения пород-коллекторов верхневизейского продуктивного горизонта В-18 Днепровско-Донецкой впадины // Геология нефти и газа.– 1990.– № 9.– С. 23–25.

ABSTRACT

On the basis of combined investigations, we have determined facies and patterns of vertical and lateral distribution of the Upper Visean producing horizon B-15 in the Dnepr-Donets depression. In addition, we have predicted the occurrence of sandy-silt sandstone litho-facies and analyzed the genetic types of reservoirs with which oil and gas fields in this horizon are associated.

РИС. 1. КАРТА ИЗОПАХИТ ПЕСЧАНО-АЛЕВРИТОВОЙ ЛИТОФАЦИИ ПРОДУКТИВНОГО ГОРИЗОНТА В-15 ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЫ:

1 – изолинии мощностей; 2 – усредненная береговая линия регрессивных фаз развития; 3 – направление твердого стока; площади: I – Кудрявская, II – Козиевская, III – Котелевская, IV – Харьковцевская, V – Руденковская, VI – Глинско-Розбышевская

РИС. 2. ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНЫЕ ПАЛЕОПРОФИЛИ ГОРИЗОНТА В-15 НА РЫБАЛЬСКО-КОТЕЛЕВСКО-ВЫСОКОПОЛЬСКОМ УЧАСТКЕ.

Фации: 1 – русловая. 2 – распределительных рукавов наземной дельты. 3 – заболоченной прибрежно-морской равнины, 4 – проксимальной авандельты песчаной, 5 – устьевого бара, 6 – проксимальной авандельты алевритовой, 7 – дистальной авандельты песчано-алевритового переслаивания, 8– дистальной авандельты глинисто-алевритового переслаивания, 9–заливная, 10 -– прибрежной части лагуны, 11 - песчаных осадков зоны волнений прибрежной части моря, 12 – песчано-алевритового переслаивания зоны волнений прибрежной части моря, 13 – глинисто-алевритового переслаивания зоны волнений прибрежной части моря, 14 – алевритовых осадков шельфа, 15 -глинистых осадков шельфа. К – Кудрявская, Ко – Коривская, Кт – Котелевская, Ку – Кудрявская