УДК 550.834:551.762.3(575.411) |
© Л.Г. Гаврильчева, M.C. Пашаев, 1993 |
СТРОЕНИЕ ВЕРХНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ И ПРОСЛЕЖИВАЕМОСТЬ ОТРАЖАЮЩИХ СЕЙСМИЧЕСКИХ ГОРИЗОНТОВ В АМУДАРЬИНСКОЙ СИНЕКЛИЗЕ
Л.Г. ГАВРИЛЬЧЕВА, М.С. ПАШАЕВ (ТУРКМЕННИГРИ)
Одним из путей повышения эффективности поисково-разведочных работ является улучшение качества подготовки структур (ловушек) под глубокое бурение. Некачественная подготовка структур чаще всего отмечается на площадях со сложным геологическим строением, например, в районе карбонатного резервуара верхней юры. С увеличением объема геолого-геофизической информации появляются данные о неоднозначной структурной поверхности этой формации, осложняющей поиски и открытие месторождений. На таких участках территории, где карбонатный резервуар имеет сложное строение, изменяется строение и соленосного разреза, наблюдается иной тип взаимоотношения между ними, а отражающие сейсмические горизонты, получаемые вблизи кровли соленосной формации и внутри нее, а также от поверхности известняков келловей-оксфорда, прослеживаются с разной степенью уверенности.
Материалы глубокого бурения и сейсморазведки, однако, подтверждают существование в разрезе соленосной формации устойчивых границ, обладающих высокой акустической жесткостью. По данным ВСП отражающими границами служат волны, отождествляемые с низами неокома (III сейсмический горизонт), кровельными и средними ангидритами соленосной формации (IV и V горизонты) , нижними ангидритами - кровлей келловей-оксфорда (V горизонт), подошвой келловей-оксфорда (VI горизонт). Маркирующим является горизонт, приуроченный к песчано-карбонатным отложениям неокома.
По мере погружения и увеличения общей мощности соленосных отложений появляются и новые сейсмические горизонты, достоверность стратиграфической привязки которых очень низкая, так как большие глубины залегания карбонатных отложений, литологические особенности разреза, практически не изученные, часто не позволяют проследить отражение непосредственно от кровли карбонатной формации. Задача исследования - изучить разрезы верхнеюрских формаций и показать, как изменения в строении соленосных и карбонатных отложений влияют на прослеживаемость отражающих сейсмических горизонтов.
Неоднородность внутреннего строения соленосной формации в пределах Амударьинской синеклизы наиболее полно рассмотрена в работах А.Г. Бабаева, Т.С. Раубходжаевой (1972), [2]. По мнению этих авторов, в одних районах синеклизы разрезы соленосной формации полные, в других - сокращенные. Во всех полных разрезах довольно четко обособляются пять литологических свит, обладающих отличительными особенностями, но в совокупности определяющих строение сводного разреза соленосной формации. В региональном плане литологические свиты надежно коррелируются, что позволяет выделить их как опорные. Снизу вверх по разрезу прослеживаются следующие свиты: I - карбонатно-ангидритовая, II - нижняя галитовая, III -ангидритовая, IV - верхняя галитовая, V -перекрывающая, покровная (рис. 1).
Полные разрезы характерны для внутренней зоны Амударьинской синеклизы и отчасти для ее южной окраины (зона А). Здесь развиты разрезы соленосной формации, представленные преимущественно ангидритами и каменной солью. В большинстве из них между карбонатными и соленосными отложениями располагается пачка пород, состоящая из ангидритов, переслаивающихся с известняками, а также прослоев и линз каменной соли в северо-западной части синеклизы. Эта часть разреза и выделена под названием карбонатно-ангидритовой свиты. Наиболее четко она прослеживается в той разновидности полных разрезов, которую слагает, в основном, толща каменной соли, разделенная средним ангидритом на нижнюю и верхнюю галитовые свиты. Завершается разрез покровной свитой V, сложенной либо ангидритами, либо сульфатно-карбонатными породами. Если для всех свит в региональном плане характерно уменьшение их мощностей от осевой зоны к бортовым участкам синеклизы, то для покровной свиты V эта закономерность нарушается, наблюдается уменьшение ее мощности в осевой зоне и увеличение по периферии. Максимальные мощности соленосных отложений оконтуриваются в юго-восточной части Амударьинской синеклизы, где возрастают до 1000 м и более.
Внутренняя зона на востоке и западе через Шатлыкскую (A1) и Гаурдакскую (А2) подзоны сменяется смежными структурно-формационными областями (см. рис. 1). На большей части этих участков синеклизы развиты разрезы соленосной формации, тождественные полным, но с неуверенно определяемой мощностью свит. В частности, на данных участках коррелируемость разреза снижается из-за преимущественного сульфатного состава формации. Анализ строения соленосного разреза площадей Шатлык и Гаурдак показывает, что уверенно в нем выделяются лишь перекрывающая и верхняя галитовая свиты, а нижним трем (карбонатно-ангидритовой, нижней галитовой и ангидритовой) соответствует мощная толща ангидритов (300 м и более). Процесс накопления нижней соли происходил в этих подзонах лишь частично, поэтому нижняя галитовая свита прослеживается не повсеместно. В разрезе формации ее можно выделить на площади Андхой, что южнее Гаурдака, в отдельных скважинах Шатлыкской структуры, мощность последней составляет 30-40 м. Общая мощность соленосной формации 550-600 м.
На строении соленосных отложений и их мощностях отразилась структурная неоднородность как Гаурдакской, так и Шатлыкской [2] подзон. В пределах Гаурдакского блока, по мнению А.П. Кутузова (1976), в одном случае прослеживается несогласное залегание соленосных отложений на подстилающих известняках Оксфорда, в другом -соли на несложной топографической поверхности, где состав соленосной толщи однообразный, а распределение мощностей равномерное. На Шатлыкском участке синеклизы контакт соленосных и карбонатных отложений изучен слабо. Однако идентичность разрезов, прослеживаемая в строении соленосной формации Шатлыкской и Гаурдакской подзон, позволила Л.Г. Гаврильчевой предположить и аналогичные взаимоотношения соленосной толщи с подстилающими ее породами Оксфорда. На участках, где подсолевая поверхность имеет структурную неоднородность, коррелируемость соленосной формации снижается, что объясняется фациальной изменчивостью рассматриваемых отложений.
Внутренняя зона с севера и юга окаймляется внешними зонами, выделенными под индексами Б, В, Г, которые занимают гораздо меньшую площадь (см. рис. 1). Внешняя зона Г окаймляет внутреннюю часть синеклизы с юга. В ее пределах анализируемая формация сложена преимущественно сульфатными породами, но соотношение ее с вмещающими толщами точно такое же, как и во внутренней зоне. Здесь затруднено расчленение разрезов на литологические свиты из-за монотонного облика слагающих их пород. Осадконакопление в данной зоне контролировалось разломом с юга, о чем свидетельствует резкий перепад мощности вблизи Бадхыз-Майманинской группы поднятий. Область, где соленосная формация отсутствует, контактирует с зоной, в которой мощность соленосных отложений составляет 250-300 м (Донмез).
Вблизи Бадхызского и Майманинского поднятий развиты разрезы, в которых нижняя и верхняя галитовые свиты замещаются сульфатными породами. Соленосную формацию слагают преимущественно ангидриты с горизонтами известняков, доломитов, реже глин и песчаников. Эту разновидность разреза также не удается расчленить на все пять свит, однако покровная и нижняя карбонатно-ангидритовая свиты в ней прослеживаются. Соленосная формация вблизи этих поднятий является фациально измененным аналогом разрезов, характерных для внутренней части синеклизы и ее межбассейновых подзон. Соотношение соленосных и карбонатных отложений вблизи Бадхыз-Майманинской группы поднятий изучено слабо. Вместе с тем имеются площади (Етымтаг), претерпевшие в конце Оксфорда складчатость (Б.И. Бараш и др., 1974), где наблюдается несогласное залегание соленосных отложений на подстилающих карбонатах.
Прослеживание соленосной формации в пределах северной бортовой части Амударьинской синеклизы (зоны Б, В) показало, что здесь развиты сокращенные разрезы формации (см. рис. 1). Общим для этих зон являются залегание соленосной формации на подстилающих карбонатных отложениях со стратиграфическим перерывом и наличие стратиграфического несогласия непосредственно в кровле формации. Разрез соленосной формации в зонах Б и В сложен главным образом ангидритами и известняками, соль встречается только в зоне Б. Отличительная черта этих зон - различная полнота разрезов, мощность формации сокращается до 50 м и менее. Соленосная формация содержит либо два пласта каменной соли и имеет четырехсвитное строение, либо один и имеет двухсвитное строение, а при полном выклинивании каменной соли состав разреза становится преимущественно сульфатным или карбонатным и формация имеет односвитное строение [2]. Пространственные зоны хорошо увязываются с материалами сейсморазведки МОГТ [4]. Потеря отражения от V сейсмического горизонта вблизи кровли келловей-оксфорда позволяет оконтуривать участки, где отмечаются сложные взаимоотношения соленосной и карбонатной формаций и фациальные изменения внутри обеих толщ. Изменения в строении соленосного разреза и эволюция соленакопления, в свою очередь, подтверждают существование межформационных и внутриформационных перерывов в осадконакоплении [3].
Характер контактов соленосной и карбонатной формации, прослеживаемый на структурах юго-восточной части Амударьинской синеклизы, показан на рис. 2. В целом на изучаемых площадях строение карбонатной формации остается однотипным. В основании карбонатного разреза уверенно прослеживается толща пород, которая на территории Западного Узбекистана выделяется как субформация кристаллозернистых известняков и идентифицируется с XVI продуктивным горизонтом [I]. Более мощная часть разреза, залегающая выше, этим же автором рассматривается как органогенная субформация, где распространены породы с высокой пористостью и проницаемостью. Необходимо отметить, что пористо-кавернозные породы, которые на многих площадях Западного Узбекистана трактуются как рифогенные (XV-P горизонт), уверенно прослеживаются в верхней части карбонатной формации и на изучаемых площадях (см. рис. 2). Почти во всех скважинах над ними выделяется толща, характеризующаяся повышенной битуминозностью отложений независимо от петрогенетических разновидностей слагающих пород (XV-HP). В разрезах карбонатной формации на рассматриваемых площадях можно выделить промысловые горизонты, идентичные XV-HP, XV-P, XV-ПР, XVI горизонтам,
Глубина залегания кровли карбонатной формации составляет 3000-4000 м. Эрозионно-тектонические формы рельефа палеозойского фундамента оказали непосредственное влияние на пространственное распределение не только верхнепалеозойско-триасовых, но и юрских отложений. Об этом свидетельствует отсутствие нижней юры на приподнятых крупных положительных элементах (Гугуртлинское, Чарджоуское, Денгизкульское поднятия и др.). Мощность келловей-оксфордских отложений резко сокращается в сводовых частях таких поднятий и составляет в среднем 300 м, на склонах и в примыкающих к ним депрессиях - возрастает от 400 до 500 м, еще более увеличиваясь к югу.
На общем фоне регионального нарастания мощности карбонатной формации фиксируются палеоподнятия, в пределах которых карбонатные отложения не только сокращаются в мощности, но и отличаются условиями осадконакопления, что отражается в наличии разных по генезису и структурным особенностям известняков. Конфигурация бассейна и гидродинамическая энергия являются основными факторами, контролирующими образование и дифференциацию фаций (Дж.Л. Уилсон, 1980). По мнению Дж.Л. Уилсона, чтобы предсказать распространение органогенных построек, необходимо определить соотношение между региональной структурой, очертаниями и фациями этих карбонатных тел. Карбонатные осадки считаются чувствительными к любым поднятиям рельефа, поэтому "раздувы" могут встречаться в основном на положительных структурах или по их окраинам и возникают в результате избирательного накопления карбонатов на незначительных топографических поднятиях.
На территории Западного Узбекистана в процессе поисково-разведочных работ выявлены карбонатные массивы, возвышающиеся над окружающей поверхностью. Такие массивы, в частности, установлены в Уртабулакской и Кокдумалакской структурах. В контурах этих поднятий в зоне контакта соленосной и карбонатной формаций появляется пачка черносланцевых пород и отмечается ощутимое увеличение мощностей нижних свит соленосного разреза, абсолютные отметки кровли карбонатной формации резко изменяются и объединить их единой системой изогипс практически нельзя. Немало примеров, когда мощность соленосной формации в одной скважине почти в два раза больше, чем в соседней, при относительной сходимости набора пород и их сочетаний в коррелируемых свитах (Уртабулак, Денгизкуль) или значительно увеличивается по всему периметру ловушки (Северный Уртабулак, Зеварды и др.). Сведения о распределении мощности соленосной формации в контуре локальных структур показывают, что по этому показателю ее соотношение с подстилающей карбонатной формацией во внутренней зоне бассейна также оказывается различным.
Наличие пачки битуминозных пород, которая отмечается в отдельных скважинах на контакте соленосной и карбонатной формаций, свидетельствует в пользу эрозионного характера кровли карбонатной формации. Залегая на неровной поверхности, эта пачка реагирует на рельеф подстилающего ложа. Под нижними ангидритами она вскрыта на многих площадях юго-восточной части Приамударьинского района, причем на некоторых структурах ее залегание на размытой поверхности карбонатной формации не вызывает сомнения. Примером может, служить площадь Култак, в пределах которой эрозионный врез в теле карбонатной формации протягивается с северо-запада на юго-восток, разделяя складку на два останца. Глубина вреза составляет 25-35 м, избыток мощности соленосной формации фиксируется за счет нижних ангидритов и нижних солей. На строении соленосных отложений отразилась структурная неоднородность подстилающих пород. Обособляющиеся таким образом участки отличаются и строением разреза карбонатной формации. Обычно массивы карбонатных пород, где мощность формации повышается, окружены зоной развития сокращенных по мощности разрезов. Заметим, что увеличение мощности соленосной формации как бы компенсирует сокращение мощности карбонатной.
Эрозионный рельеф в кровле карбонатной толщи хорошо прослеживается по резкому изменению мощностей нижних свит соленосного разреза в контуре структур и по характеру изменения общих мощностей соленосной формации, который обычно противоречит региональному фону, как, например, на площади Уртабулак. И то и другое свидетельствует о накоплении соленосных отложений на расчлененной поверхности карбонатной формации [1, 2].
О природе многих локальных поднятий судить . определенно нельзя из-за недостаточной изученности данной территории бурением. Подобные участки, в пределах, которых изменяются не только мощность карбонатной формации, но строение и полнота разреза, исследователями рассматриваются в качестве рифовых или эрозионных массивов (А.М. Акрамходжаев, М.Х. Арифджанов, А.Г. Бабаев, Н.В. Безносов, В.Д. Ильин, Хикматуллаев, М.Э. Эгамбердыев и др.). Для подтверждения наличия рифового тела необходимо иметь достоверные сведения о поверхностях как карбонатной формации, так и подстилающих толщ. Для рифов не характерна дислоцированность подстилающих толщ, начальная аккумуляция часто представлена базальным скоплением биокластических микритовых обломков (Дж.Л. Уилсон, 1980). Рельеф рифа повторяется только вышележащими отложениями. При этом надо учесть, что хотя рифам свойственны все элементы, которые типичны для подводных структур эрозионно-тектонического происхождения, они не являются геоморфологической структурой, многие элементы рифовой морфологии имеют карстовую природу, часть их аккумулятивного происхождения [5]. Учитывая, что карбонаты чувствительны к любым поднятиям рельефа, нельзя отрицать наличия органогенных построек, на наш взгляд, они еще больше усложнили уже существующую структурно-эрозионную поверхность карбонатной формации.
Наряду с осадконакоплением происходило также разрушение пород в более приподнятых участках и их переотложение в пониженных депрессионных зонах. Разрушенные породы накапливались на склонах структур и моноклиналях, поэтому локальные минимумы на гравиметрических картах не всегда могут соответствовать биогермным или рифовым постройкам. Рассеивание сейсмической энергии на разрезах ОГТ от поверхности карбонатной формации, отмечаемое в северо-западной части Чарджоуской ступени в полосе флексурно-разрывной зоны над Амударьинским разломом, связывается с переотложенными осадками [4]. Поскольку природа аномалий еще не изучена, то нельзя ориентировать поисково-разведочные работы на эти аномалии. Главными объектами для постановки буровых работ по-прежнему остаются структурные ловушки, а локальные минимумы необходимо изучать попутно, так как в большинстве случаев они приурочены к структурным ловушкам или осложняют их склоны.
Проведенные ранее исследования свидетельствуют о многообразии типовых соотношений структурных планов над- и подсолевого комплексов в пределах Амударьинской синеклизы. Сопоставление структурных планов подсолевых слоев со строением литологических свит соленосного разреза позволило выявить некоторые закономерности в этих соотношениях и в распределении мощностей соленосной формации в контуре локальных структур [1, 2]. Структурные построения подтверждают выводы о том, что структурная поверхность соленосной формации повторяется нижнемеловыми отложениями, а построения по нижезалегающим свитам соленосного разреза отражают структуру карбонатной формации. Независимо от простирания структур план подсолевого комплекса четко повторяется в основном тремя нижними свитами соленосного разреза (карбонатно-ангидритовой, нижней галитовой, средней ангидритовой). Основное смещение надсолевого плана относительно подсолевого фиксируется только по верхней галитовой свите. На участках, где наблюдаются благоприятные сейсмогеологические условия, изменение мощностей соленосных отложений в контуре локальных структур не противоречит региональным закономерностям и привязка сейсмических горизонтов к разрезу соленосной формации носит достоверный характер, а структурные построения по ним являются убедительными.
Однако, где резко изменяется мощность карбонатной формации и отмечается сложный характер ее соотношения с соленосной, картина прослеживания сейсмических горизонтов усложняется. Особые трудности испытывают исследователи при картировании сейсмических горизонтов верхней юры на отдельных внутрибассейновых поднятиях Амударьинской синеклизы, расположенных в юго-восточной части Приамударьинского района, в Мургабской впадине (Учаджинская, Яшларская зоны поднятий) и в юго-западных отрогах Гиссара. Из структурных построений на таких участках наглядно видно, что строение над- и подсолевого комплексов резко отличается. Если структурные планы нижнего мела (III сейсмический горизонт) и кровли кимеридж-титона (IV горизонт) полностью совпадают, то структурный план по сейсмическому горизонту V* вблизи кровли келловей-оксфорда резко отличается от залегающих выше, приобретая более расчлененный характер. Отражение от кровли нижних ангидритов кимеридж-титона почти всегда прослеживается совместно с волной, стратиграфически отождествляемой с поверхностью известняков келловей-оксфорда, как многофазное. В целом сейсморазведочные работы, выполненные даже наиболее совершенными модификациями ОГТ, не всегда обеспечивают получение однозначной информации о структурной поверхности карбонатной формации.
На участках со сложной волновой картиной отмечается резкое несоответствие структурных планов, а характер изменения мощностей соленосной формации часто противоречит региональному фону. В результате на временных разрезах наблюдаются различные волновые поля (двух- и многофазные). Как правило, многофазные волны встречаются в межостанцовых участках, где происходит резкое увеличение мощности нижних свит соленосной формации, поэтому сопоставление двух- и многофазных волн становится затруднительным. Неправильное сопоставление приводит к ошибочным структурным построениям даже в пределах локальных структур, не говоря уже о региональной структуре территории. Поэтому в таких случаях лучше поверхность вблизи кровли карбонатной формации не картировать и не делать по ней структурные построения, а ограничиться построениями по кровле соленосной толщи (верхние ангидриты) и по подошве карбонатной формации келловей-оксфорда.
Если по кровле соленосной и подошве карбонатной формаций прослеживается дислоцированность, то, следовательно, кровля карбонатной формации в таком случае имеет структурно-эрозионную поверхность. Нижние свиты соленосного разреза при этом уже не отражают структурный план подсолевого комплекса, а подчеркивают лишь эрозионный рельеф подстилающей их поверхности. Можно сказать, что структурно-эрозионную поверхность от рифтовой отличает дислоцированность подстилающих и перекрывающих ее толщ.
На тех участках территории, где отмечаются сложные Сейсмогеологические условия, структурные построения по нижней карбонатно-ангидритовой свите соленосной формации снижают эффективность поисково-разведочных работ и приводят к их удорожанию. Отражения от свит соленосной формации могут рассматриваться как самостоятельные отражающие горизонты при условии их правильной корреляции с разрезом, также могут служить дополнительным источником информации о фациальных изменениях в его строении. По ним можно прослеживать структурную поверхность келловей-оксфордских отложений, если распределение мощности соленосной формации в контуре локальных структур не противоречит региональным закономерностям и структуры не расположены в зонах тектонического дробления или солевого диапиризма. Для построения достоверного структурного плана по кровле карбонатной формации необходима полная информация о строении соленосной формации кимеридж-титона.
ВЫВОДЫ
1. В разрезах соленосной формации, характеризующихся полным набором литологических свит и согласным взаимоотношением с подстилающими отложениями Оксфорда и .перекрывающими осадками титона, свиты могут рассматриваться как достоверные отражающие горизонты. Соотношение структурных планов по ним и распределение мощностей соленосной формации в пределах локальных структур не противоречат региональным закономерностям. Сейсмические горизонты являются реперными, а структурные построения по ним убедительны.
2. Эрозионные процессы обеспечили формирование высокоамплитудных ловушек, в пределах которых существует угловое несогласие пласта-коллектора и соленосной покрышки, в результате юрские отложения характеризуются невыдержанными отраженными волнами. На таких участках сейсморазведка имеет низкую эффективность. Структурные построения по нижним свитам (нижние и средние ангидриты) не отражают структурного плана по кровле карбонатной формации, лишь подчеркивают ее эрозионно-тектонический рельеф. На участках развития эрозионных процессов в кровле карбонатной формации наиболее достоверными отражающими сейсмическими горизонтами, фиксирующими сквозные структуры в осадочном чехле, являются III (неоком), IV (верхние ангидриты), VI (подошва келловей-оксфорда).
3. На окраинных участках, где из разреза соленосной формации выпадают отдельные опорные свиты и несогласия прослеживаются в кровле и подошве формации, а также внутри разреза, картирование сейсмических горизонтов с целью структурных построений неэффективно. Прослеживание сейсмических горизонтов от полного разреза к окраинам синеклизы позволяет по потере отдельных отражений установить фациальные изменения в его строении и оконтурить зоны для поисков ловушек неантиклинального типа в верхнеюрских отложениях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
The clear correlation of reflecting seismic horizons and typical sequences is proved on the base of the Upper Jurassic deposits study at Amu-Darya syneclise. The areas are determined, where effectiveness of seismic investigations depends on reflecting horizons tracing and structural constructions reliability. The method is preposed for seismic horizons tracing and structural maps construction at the regions with different sets of reflecting horizonts in the Upper Jurassic sequences.
РИС. 1. СХЕМА СТРОЕНИЯ И РАСПРОСТРАНЕНИЯ СОЛЕНОСНОЙ ФОРМАЦИИ ВЕРХНЕЙ ЮРЫ В АМУДАРЬИНСКОЙ СИНЕКЛИЗЕ:
1 - границы распространения формации, обусловленные постепенным выклиниванием формации (а) и разломом (б); 2 - отсутствие формации; 3 - зона соляных дислокаций; 4-6- фациальная зональность солеродного бассейна: 4 – внутренняя часть солеродного бассейна, 5 - подзоны, переходные к смежным структурно-формационным областям, 6 - окраинные зоны солеродного бассейна; 7 - граница между выделенными фациальными зонами; 8 - изолинии мощностей; 9 - скважины, вскрывшие формацию на полную мощность; 10 - типы разреза формации (литолого-фациальные комплексы): 1 - 3 - полные, 4-8 - сокращенные; 11 - размывы внутриформационные (а) и межформационные (б); породы: 12 - песчаники, 13 - алевролиты, 14--глины, 15 - известняки, 16 - ангидриты, 17 - соли, 18 - соли с терригенным материалом, 19 - калийные соли; римские цифры - свиты в разрезе формации.
РИС. 2. ХАРАКТЕР КОНТАКТОВ СОЛЕНОСНОЙ И КАРБОНАТНОЙ ФОРМАЦИЙ В ПРИАМУДАРЬИНСКОМ РАЙОНЕ:
1 - продуктивные горизонты карбонатной формации; 2 -межформационный размыв; 3-5 - известняки: 3 - органогенные, 4 - пористо-кавернозные, 5- кристаллозернистые битуминозные; 6 - ПВПГ (пачка повышенной гамма-активности); 7 - ангидриты; 8 - каменная соль; римские цифры опорные свиты соленосной формации