К оглавлению	УДК 551.243.4(470.66)
	© Н.А. Касьянова, 1993

Временная связь нефтегазоносности Восточного Предкавказья с современной геодинамической активностью

Н.А. КАСЬЯНОВА (МГУ)

Анализ истории геологического развития Земли показывает, что процессы тектонических движений протекают циклически с чередованием эпох активизации и относительной стабилизации, что отражается как в глобальном, так и в региональном плане. Это в свою очередь оказывает влияние на процессы седиментации и нефтегазонакопления. С.П. Максимов, Э.Д. Добрида, Н.М. Сардонников установили закономерные связи между интенсивностью тектонической активности и процессами нефтегазообразования и нефтегазонакопления, при этом они отмечают, что в разных регионах цикличность нефтегазообразования и нефтегазонакопления носит индивидуальный характер, выраженный в неравнозначности количества циклов.

Впервые объясняя цикличность нефтегазообразования с точки зрения тектоники плит, С.П. Максимов, Н.А. Еременко, Т.А. Ботнева и другие [3] подчеркивают, что эти процессы развиваются на фоне рифтогенеза и столкновения литосферных плит, что способствует образованию толщ генераторов и вместилищ углеводородов. Действительно, цикличность тектонических движений, а также формирования седиментационных бассейнов и нефтегазонакопления обусловлены повторяемостью геодинамических обстановок раздвижения, схождения, скольжения литосферных плит [4]. Этапы активизации тектонического режима связаны со столкновением плит, а также расколом литосферы в начале рифтогенеза, в то время как этапы стабилизации - с перемещением плит без столкновений и расколов. Таким образом, направленность и интенсивность тектонических процессов отражают особенности геодинамических обстановок региона, иными словами, геодинамические процессы оказывают непосредственное влияние на характер тектонической активности и соответственно на нефтегазообразование и нефтегазонакопление.

Здесь предпринята попытка установления закономерных связей между нефтегазоносностью и интенсивностью геодинамических процессов. Поскольку достоверные данные, количественно характеризующие эти процессы непрерывно во времени в течение всего новейшего этапа развития, отсутствуют, указанная связь изучалась для современного отрезка времени. В качестве исходных данных брались изменения величин годовой добычи нефти раздельно для верхнемеловых и караган- чокракских залежей с начала разработок старейших месторождений Восточного Предкавказья (Старогрозненское, Малгобек-Вознесенское и Октябрьское), разработка которых ведется уже 80-90 лет.

Точную количественную оценку современных геодинамических процессов в настоящее время дают только геодезические измерения. Однако накопленная геодезическая информация о современных вертикальных тектонических движениях за последние 2-3 десятилетия не сплошная, а о современных горизонтальных перемещениях - практически отсутствует, за редким исключением, чего явно недостаточно для решения нашей задачи. В связи с этим, а также учитывая, что геодинамические процессы, происходящие в земной коре, являются следствием ротационного режима Земли (Б.Л. Личко, В.П. Сайгак, М.В. Стовас, Н.И. Николаев), в качестве исходных данных, характеризующих современную геодинамику, были выбраны показатели изменения ротации Земли, в частности, вариации скорости вращения Земли и продолжительность суток за последние 90 лет. Следует отметить, что наблюдающиеся вариации (сокращения) продолжительности суток свидетельствует об увеличении скорости вращения Земли, увеличении радиуса Земли по экватору, что приводит к перестройке геологической структуры (в первую очередь в приэкваториальной и близкой к ней зонах), к процессам растяжения, раздвижения. Последнее наблюдается в настоящее время в пределах Красноморского рифта, где согласно геодезическим измерениям современные тектонические движения раздвигового типа происходят со скоростью 1,67-2,0 см/год. В результате продвижения Аравийской плиты на север Альпийско- Гималайский складчатый пояс испытывает тектонические напряжения, что также накладывает отпечаток на развитие Большого Кавказа и Предкавказья. Геолого-геофизические, геоморфологические, геодезические и другие данные свидетельствуют о развитии указанных районов в условиях тангенциального сжатия в течение новейшего этапа и в современное время.

Интенсивное горизонтальное сжатие в первую очередь влияет на флюидодинамику. Зависимость нефтеотдачи недр от интенсивности современных геодинамических процессов достаточно отчетливо прослеживается на примере Восточного Предкавказья. На рис. 1 и 2 показаны изменения среднегодовых значений добычи нефти и вариации продолжительности суток. Кривые изменения среднегодовых значений дебитов нефти по меловым и караган-чокракским отложениям трех месторождений в разной степени детальности повторяют кривую изменения ротационного режима Земли, а следовательно, геодинамической активности. На фоне общего плавного уменьшения продолжительности суток наблюдаются изменения в сторону как сокращения, так и увеличения дебитов. Сокращению суток, т. е. усилению тектонической активности, соответствует высокий уровень добычи нефти как по верхнемеловым (см. рис. 1), так и по караган-чокракским залежам (см. рис. 2), что связано с горизонтальным сжатием. Добыча нефти заметно падает с относительной стабилизацией тектонической активности. Так, за последние 90 лет периоды наиболее интенсивных тектонических напряжений приходятся на 1902-1923, 1938-1955, 1968-1988 гг. Отсюда видно, что активизация геодинамических процессов продолжительностью 11-20 лет чередуется с периодами их относительного затухания продолжительностью 10-15 лет. Периодам наибольшего горизонтального сжатия соответствуют периоды максимальной добычи нефти. Судя по рассмотренным нефтегазоносным площадям указанные периоды справедливы для Терско-Сунжейской нефтегазоносной зоны, наиболее мобильной в современное время.

На фоне указанных периодов общего усиления или спада геодинамической активности и соответствующих им периодов общего увеличения или снижения дебитов нефти наблюдаются колебания этих показателей более кратковременной периодичности. Так, синусоидальный характер изменения дебитов нефти отмечается при распределении их по месяцам (рис. 3), где также видно чередование периодов увеличения добычи нефти, равных 2-3-м годам, с периодами спада дебитов, составляющих 4-6 месяцев. Колебания дебитов нефти прослеживаются, хотя и не всегда уверенно, и в течение года, повышение дебитов наблюдается, в основном, в зимне-весенние месяцы.

Сейсмические явления представляют собой реализуемое в короткий промежуток времени проявление тектонических процессов, т.е. современной геодинамики. Пространственно-временная связь интенсивности современных тектонических движений с сейсмичностью давно доказана, в частности, подтверждается и в пределах развития зон фронтальных надвигов Терско-Сунженской антиклинальной зоны и Дагестанского клина. Кроме того, области наибольших скоплений запасов нефти и газа совпадают с зонами наибольшей сейсмической активности. Подобное отмечается не только в складчатых областях Восточного Предкавказья, но и в других районах (Ферганская область).

М.Н. Смирновой в 1968 г. установлена связь интенсивности землетрясений с временами года. Так, при распределении землетрясений по месяцам за период 1946-1962 гг. оказалось, что зимой (XII-II месяцы) произошло 363 землетрясения, весной (III-V месяцы) - 185, летом (VI- VIII месяцы) - 172, осенью (IX-XI месяцы) - 147. Графически эти данные укладываются в синусоиду, характеризующую пульсирующий сейсморежим Земли (рис. 4, а). На рис. 4, б приведена кривая колебания продолжительности суток в течение года, по данным Н.Н. Парийского, характеризующая ротационный режим Земли. Отмечается смещение экстремумов обеих кривых с периодом 4-6 месяцев: увеличению интенсивности сейсмичности предшествуют периоды усиления геодинамических процессов сжатия. Кроме того, отмечается совпадение периодов интенсивности сейсмичности с периодами максимальной добычи нефти на месторождениях Терско-Сунженской нефтегазоносной зоны (см. рис. 4, в). Таким образом, землетрясения позволяют непосредственно наблюдать изменения в подземных динамических системах, происходящие под воздействием вспышек интенсивности современного тектогенеза. Усиления горизонтального сжатия вызывают усиление тектонического напряжения в земной коре, что обусловливает повышение пластового давления и дебитов нефти. В момент землетрясения происходит механическая разрядка тектонического напряжения, что в свою очередь отражается в резком снижении пластового давления и дебитов нефти. Примером этому служат изменения пластового давления и дебитов нефти как из верхнемеловых, так и из караган-чокракских залежей Старогрозненского месторождения, находящегося в 1-3 км от эпицентра землетрясения, происшедшего в июле 1989 г. (рис. 5).

Интенсивные изменения в подземных динамических системах были установлены также при дагестанском восьмибалльном землетрясении 14.05.70 [1]. В 40-50 км от эпицентра (площадь Гаша) излив воды увеличился в 3 раза, дебит нефти - на порядок, начала действовать сухая скважина. Изменения дебитов подчинялись афтершокам и наблюдались на расстоянии 100-250 км от эпицентра.

Таким образом, землетрясения не только способствуют созданию новых путей миграции, но и сами являются фактором активизации миграции, «проталкивания», флюидов (С.Д. Талиев). При наличии надежной покрышки любое крупное скопление углеводородов склонно к сокращению за счет потери легких фракций и других факторов. В течение длительного геологического времени неизменное сохранение нефтегазовых залежей невозможно без периодического пополнения их новыми порциями углеводородов. Именно эту функцию и выполняет современная сейсмическая активность. Примером является следующий факт: вот уже 80-90 лет эксплуатируются месторождения Терско-Сунженской зоны и Дагестанского клина и давно уже на ряде из них отработаны утвержденные запасы нефти и газа, а скважины продолжают давать продукцию, практически не снижая дебитов (Старогрозненская, Малгобек-Вознесенская, Дузлак, Дагогни и др.). Указанные парадоксы относят на счет неправильно выбранных параметров пласта и коэффициентов при подсчете запасов. По мнению же С.Д. Талиева, Б.А. Соколова, Г.И. Дейнеги, это можно объяснить наличием подтока флюидов из более глубоких горизонтов за счет выжимания их из пород поднадвига при интенсивном горизонтальном сжатии. Последнее обусловливает не только отжим флюидов нефти и газа, но и миграцию их как в новые коллекторы в поднадвиге, так и в освобождающиеся в процессе эксплуатации месторождений емкости в надвинутом блоке.

В заключение подчеркнем, что пульсирующий режим Земли обусловливает направленность и периодичность активизации геодинамических процессов, происходящих в земной коре и оказывающих, в свою очередь, влияние на интенсивность тектонических движений, сейсмичность и флюидодинамику. Проведенные исследования позволили установить для Восточного Предкавказья временную связь нефтегазоносности с геодинамической активностью региона. Установленная количественная зависимость нефтеотдачи недр в зонах фронтальных надвигов - поддвигов от геодинамической активности, обусловленной ротационным режимом Земли, предоставляет возможность решения различных задач, возникающих при оценке перспектив нефтегазоносности.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Войтов Г.И., Осика Г.Д., Гречухина Т.Г., Плотников И.А. О некоторых геолого-геохимических последствиях Дагестанского землетрясения 14.05.1970 г. // ДАН СССР. - 1972,- Т. 202,- № 3,- С. 576-579.

2. Максимов С.П., Добрида Э.Д., Сардонников Н.М. Закономерные связи циклических тектонических движений осадочного чехла и процессов нефтегазообразования и нефтегазонакопления / Тектоническая цикличность и нефтегазоносность. - М.: ВНИГНИ, - 1985,- С. 3-23.

3. Максимов С.П., Еременко Н.А., Ботнева Т.А., Калинка М.К., Панкина Р.Г. Связь крупных зон нефтегазонакопления с седиментационной цикличностью // Происхождение нефти и геохимические методы прогноза нефтегазоносности. - М.: ВНИГНИ, - 1981. - Вып. 233,- С. 93-100.

4. Шеин В.С. Цикличность осадко- и нефтегазонакопления с позиций тектоники литосферных плит / Тектоническая цикличность и нефтегазоносность. - М.: ВНИГНИ. - 1985,- С. 43-54.

Abstract

Results of investigations of quantitative correlation of oil and .gas contents and geodynamic activity are presented. Synchronous periodicity of geodynamic and seismic processes activisation and their influence at fluid- dynamics are revealed. Time correlation between oil ouputs in zones of front thrusts and geodynamic ativity of the area, caused by rotary regime of the Earth, is proved.

Рис. 1. Изменения значений среднегодовой добычи нефти из верхнемеловых залежей на месторождениях Терско-Сунженской антиклинальной зоны и продолжительности суток

Рис. 2. Изменения значений среднегодовой добычи нефти из караган-чокракских залежей на месторождениях Терско-Сунженской антиклинальной зоны и продолжительности суток

Рис. 3. Изменения среднемесячных дебитов нефти из верхнемеловых залежей месторождений Терско-Сунженской антиклинальной зоны.

Месторождения: 1 - Октябрьское, 2 - Малгобек-Вознесенское

Рис. 4. Изменения интенсивности землетрясений (а) (по М.Н. Смирновой, 1986 г.), продолжительности суток (б) (по Н.Н. Парийскому, 1955 г.) и дебитов нефти (в) по месторождениям Терско-Сунженской антиклинальной зоны в течение года

Рис. 5. Изменения дебитов нефти из верхнемеловых (а) и караган - чокракских залежей (б) и пластового давления по верхнемеловому горизонту (в) Старогрозненского месторождения на дату землетрясения (июль, 1989 г.)