К оглавлению	УДК 621.64 (476)
	© Коллектив авторов, 1998

СТРУКТУРЫ ПРИПЯТСКОГО ПРОГИБА КАК ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ХРАНИЛИЩА ГАЗА

Р.Г. Гарецкий, К.Н. Монкевич, В.И. Толстошеев, П.Б. Цалко (ИГН НАН Беларуси)

В настоящее время экономика Беларуси нуждается не только в открытии новых месторождений нефти и газа, но и в создании искусственных подземных залежей УВ. Подземные хранилища газа (ПХГ) позволяют обеспечить запасы топлива и повысить надежность работы газопроводов с целью бесперебойной доставки газа в промышленные районы страны. На территории Беларуси в качестве ПХГ можно использовать истощенные толщи нефтяных месторождений, залегающих на глубине 3,0-3,5 км, а также искусственно образованные пустоты в соляных пластах или природные пористые пласты, аналогичные нефтяным месторождениям. Поиск и разведка таких структур представляют собой трудоемкий и дорогостоящий процесс. В целях рентабельности подобные объекты при неглубоком их залегании от поверхности земли можно использовать и в таких пористых средах (коллекторах), где имеются надежные непроницаемые породы (покрышки), препятствующие утечке газа.

Сейчас в Беларуси действует только Осиповичское газовое хранилище с активными запасами газа 400 млн. м³. В качестве хранилища служит небольшое локальное поднятие, расположенное на юго-западном крыле Червенского структурного залива Оршанской впадины. Поднятие примыкает к локальному Осиповичскому разлому, который нарушает его северо-западное крыло. Коллекторами являются песчаники глусской свиты вильчанской серии венда верхнего протерозоя, залегающие на глубине 450-500 м. В 30 км на северо-запад от Бреста проходит опытно-промышленную закачку второе ПХГ - Прибугское. Общий активный объем газа планируется 1350 млн. м³. Предполагаемое газохранилище представляет собой небольшую приразломную брахиантиклиналь, расположенную между Высоковским субрегиональным и Прибугским локальным разломами, которые нарушают приосевую восточную часть Подлясско-Брестской впадины. Юго-восточное крыло брахиантиклинали ограничено Прибугским разломом. Коллекторами служат песчаники страдечской свиты (лонтоваский горизонт) балтийской серии нижнего кембрия, залегающие на глубине 1250 м. Согласно расчетам для полного обеспечения белорусской экономики газом годовые объемы газа в ПХГ к 2000 г. должны достигать 1,5 млрд. м³, а к 2010 г. - 4,2 млрд. м³ (Монкевич К.Н., Цалко П.Б., Толстошеев В.И. и др., 1997; [2]). В условиях нехватки собственных энергоресурсов для Беларуси важное значение приобретает проведение исследований по увеличению числа ПХГ. Они также необходимы для осуществления бесперебойных все увеличивающихся поставок газа из России в Западную Европу.

На территории страны осадочный чехол наиболее полно изучен в Припятском прогибе. В 1960-1980 гг. в процессе поисков залежей нефти, газа, углей и бокситов на межкупольных поднятиях типа "щита черепахи" были проведены детальные палеонтологические и стратиграфические исследования надсолевых отложений верхнего девона, нижнего и среднего карбона, перми и триаса с послойной корреляцией отдельных пластов (Монкевич К.Н., 1976; Голубцов В.К., Толстошеев В.И., 1976; Гарецкий Р.Г., Конищев В.С., Толстошеев В.И., 1979; Толстошеев В.И., 1988; [1]). Изучены также коллекторские свойства песчаников и выяснено строение и развитие этого типа поднятий (Голубцов В.К., Толстошеее В.И., 1976; Толстошеев В.И., 1981; Гарецкий Р.Г., Конищев B.C., Монкевич К.Н., Толстошеев В.И., 1976; Конищев B.C., Монкевич К.Н., 1975; [3-5]). На основании анализа большого фактического материала авторы пришли к выводу, что бескорневые межкупольные поднятия - наиболее перспективные структуры для ПХГ. Они отчетливо прослеживаются сейсморазведкой в надсолевом комплексе отложений, залегающем непосредственно на верхнеоресско-нижнестрешинских соленосных образованиях верхнего девона. В надсолевых девонских (верхнестрешинско-полесских) отложениях межкупольные поднятия фиксируются серией отражающих площадок, соответствующих обычно пачкам песков, песчаников и доломитов. Но наиболее отчетливо эти поднятия прослеживаются в вышележащих образованиях и выделяются по нескольким достаточно протяженным отражающим горизонтам, соответствующим обычно известнякам нижнего и среднего карбона, глинам и песчаникам перми и триаса.

Из установленных в прогибе межкупольных поднятий типа "щита черепахи" ближе всех к газопроводу Торжок - Долина расположены Баженовская и Гулевичская антиклинали, Василевичская и Березняковская брахиантиклинали и Северо-Калинковичский купол. Среди них наиболее изучена Василевичская брахиантиклиналь. Ранее она была рекомендована в качестве первого газохранилища в Припятском прогибе (Монкевич К.Н., Цалко П.Б., Толстошеее В.И. и др., 1997).

На территории Беларуси имеется система газопроводов, которая пролегает через различные тектонические элементы (рис. 1). С целью подключения новых структур для создания ПХГ авторы предлагают Баженовское и Березняковское межкупольные поднятия типа "щита черепахи", которые тоже хорошо изучены сейсморазведкой и бурением (рис. 2, рис. 3). Наибольший интерес для создания ПХГ, как и на Василевичской структуре, здесь представляют отложения мытвинской свиты московского яруса среднего карбона и кореневской свиты индского яруса нижнего триаса. Они характеризуются выдержанными по простиранию мощными песчаными толщами (рис. 4). Мытвинские образования распространены на меньшей площади по сравнению с кореневскими и отсутствуют в сводовых участках соляных валов.

По поверхности мытвинских отложений Баженовская антиклиналь выделяется по изогипсе -700 м и имеет длину 10,8 км, ширину 4,2 км и амплитуду 233 м, а по поверхности кореневских образований она вырисовывается изолинией -400 м и имеет длину 12 км, ширину 4,6 км и амплитуду 135 м. Березняковская брахиантиклиналь по поверхности мытвинских отложений выделяется по изогипсе -650 м и имеет длину 4 км, ширину 1,8 км и амплитуду 9 м, а по поверхности кореневских образований она вырисовывается изолинией -350 м и имеет длину 5,2 км, ширину 2,6 км и амплитуду 46 м (см. рис. 3, А, Б).

Баженовская антиклиналь осложняет южный участок Южно-Притокской синклинальной зоны и находится в окружении соляных поднятий. Она вытянута в широтном направлении и расположена непосредственно между Южно-Домановичской антиклинальюПритокского вала и Смагловской и Руднинской антиклиналями Малодушинского вала. На юго-западе и западе межкупольное поднятие соседствует с Азерецкой антиклиналью и Савичским куполом, входящими соответственно в состав Шестовичского и Конковичского валов. На северо-западе Баженовское поднятие отделено седловиной от Березняковской брахиантиклинали (см. рис. 2, 3). Последняя осложняет восточное окончание Предчервонослободской синклинальной зоны и расположена между Савичским куполом и Южно-Домановичской антиклиналью. Березняковская брахиантиклиналь на севере соседствует с соляными диапирами Червонослободского вала. Мытвинские отложения на рассматриваемых межкупольных поднятиях погружаются в сторону синклиналей и часто выклиниваются на их крыльях (см. рис. 4). По поверхности кореневских отложений нижнего триаса Баженовское и Березняковское поднятия отделены от соляных диапиров серией вторичных компенсационных синклиналей.

В зрелую, или главную (ливенско-полесскую), фазу развития Припятского прогиба наибольшая тектоническая активность была характерна для лебедянско-полесской подфазы. В эту подфазу в результате интенсивных погружений по разломам сформировались мощные (более 3 км) толщи галитовых (лебедянско-нижнеоресских), глинисто-галитовых (верхнеоресско-нижнестрешинских) и надсолевых (верхнестрешинско-полесских) девонских отложений. В качестве подошвы для галитовой подтолщи служили моноклинально залегающие межсолевые (задонско-елецкие) образования, разделенные разломами на ступени, горсты и грабены. Накопление лебедянско-полесских осадков происходило в первичных компенсационных синклиналях, заложившихся в погруженных частях ступеней и грабенов. Распределение мощностей названных отложений свидетельствует как об интенсивности блоковыхдвижений по разломам, так и значительном влиянии процессов соляной тектоники в галитовой субформации. Начало галокинеза пришлось на время ее образования. Под давлением накапливавшихся стрешинско-полесских осадков и влиянием движений по разломам активная соль галитовой (лебедянско-нижнеоресской) подтолщи медленно оттекала вверх по восстанию ступеней с образованием пологих соляных подушек, объединенных в соляные валы. К концу полесского времени позднего девона процессы галокинеза позволили в основных чертах сформировать структурный план верхнесоленосных и надсолевых отложений с системой субширотных валов и разделяющих их синклинальных зон (Гарецкий Р.Г., Конищев B.C., Монкевич К.Н., Толстошеев В.И., 1976; [4, 5]).

Оси прогибавшихся первичных компенсационных синклиналей во время накопления глинисто-галитовой и надсолевой толщ верхнего девона, а также турнейской и малиновско-бобриковской толщ нижнего карбона смещались незначительно только в пределах погруженных участков ступеней, из которых еще не отжатая полностью соль продолжала течь к склонам соляных поднятий. Этот медленный отток соли и компенсировался отлагавшимися осадками. К позднему визе соль была полностью отжата из первичных компенсационных депрессий. На их крыльях в тульское время позднего визе начали формироваться вторичные компенсационные синклинали и мульды, а на месте некоторых первичных компенсационных синклиналей в конце визе вырисовались пассивные, обращенные выпуклостью вверх, малоамплитудные межкупольные поднятия типа "щита черепахи" (см. рис. 4). Их формирование происходило конседиментационно (Толстошеев В.И., 1981; 1988).

Оси верхневизейских и серпуховских синклиналей и мульд в плане близко располагались друг от друга, но заметно не совпадали с осями турнейских и верхнедевонских депрессий. На пассивных межкупольных поднятиях они тяготели к их присводовым участкам или средним частям крыльев. По направлению к соляным куполам, антиклиналям и межкупольным поднятиям (Баженовское, Василевичское и др.) происходило фациальное замещение отдельных пачек верхневизейских и серпуховских пород. Судя по картам мощностей, составленным для межкупольных поднятий (Заозерное, Василевичское и др.), серпуховские образования в отличие от верхневизейских лучше фиксируют обособление этих пассивных структур. В башкирском веке вторичные компенсационные синклинали тоже развивались еще либо вокруг межкупольных поднятий, огибая полукольцом их сводовые части (Заозерное и др.), либо формировались интенсивнее на каком-то одном их склоне недалеко от свода (Баженовское и др.). Но резкого накатывания вторичных депрессий со склонов межкупольных структур к соляным антиклиналям в карбоне не происходило вплоть до московского века (Толстошеев В.И., 1981; 1988).

В московском веке описываемые поднятия приобрели более четкие округлые формы, а вторичные синклинали и мульды ближе придвинулись к соляным антиклиналям. В перми и триасе под действием преимущественно гравитационных сил процессы соляной тектоники резко усилились. Перераспределение соли в соляных массивах привело к росту соляных криптодиапиров (Южно-Домановичский, Притокский, Смагловский и др.) с формированием возле них прислоненных и ободковых вторичных компенсационных синклиналей и мульд (Монкевич К.Н., 1976; Конищев B.C., Монкевич К.Н., 1975). В результате соляной тектоники значительно выросла и амплитуда остаточных межкупольных поднятий. Обособление последних происходило в юрском и меловом периодах. Мощности юрских и меловых отложений часто сокращаются в сводах соляных и межкупольных пассивных поднятий, но увеличиваются в 2-3 раза во вторичных компенсационных депрессиях. Структурные планы отложений палеогена и неогена имеют мало общего с позднепалеозойскими и мезозойскими структурами из-за значительной выравненности рельефа (Толстошеев В.И., 1981; [5]).

Отложения мытвинской свиты среднего карбона и кореневской свиты нижнего триаса Баженовского и Березняковского межкупольных поднятий по составу пород аналогичны названным образованиям на Василевичской структуре и характеризуются такими же фильтрационно-емкостными свойствами (Монкевич К.Н., Цалко П.Б., Толстошеев В.И. и др., 1997).

Отложения мытвинской свиты представлены фиолетово-розовыми песками и песчаниками с небольшими прослоями глин. Для пласта-коллектора характерны хорошо отсортированные пески, окатанные кварцевые зерна. В средней части свиты залегает несколько прослоев (0,2-1,0 м) очень крепких темно-лиловых "наждачных" песчаников. Встречающиеся прослои глин плотные, жирные, неизвестковистые, слюдистые (Голубцов В.К., Толстошеев В.И., 1976; Толстошеев В.И., 1988 [1]). Песчаные отложения характеризуются довольно хорошими фильтрационно-емкостными свойствами: пористость - 36 %, проницаемость - свыше 1000*10^-3 мкм². Мытвинские образования перекрываются глинами гулевичской и днепровской свит московского яруса, а также красноцветными плотными аргиллитами дудичской свиты верхней перми. Толщина покрышки на Баженовском поднятии колеблется от 47,5 м (скв.4) до 89,0 м (скв. 1). Мощность песчаных отложений мытвинской свиты изменяется от 12,5 м (скв. 4) до 23,0 м (скв. 1). Кровля пласта-коллектора в скв. 1 вскрыта на глубине 612 м. Толщина покрышки на Березняковском поднятии в скв.1 - 187 м. Мощность песчаных отложений мытвинской свиты -15 м (скв. 1). Кровля пласта-коллектора в скв.1 вскрыта на глубине 780 м. По предварительным подсчетам авторов прогнозируемые активные запасы газа в мытвинских отложениях Баженовской антиклинали оцениваются в 2 млрд. м³, а на Березняковской брахиантиклинали - в 1 млрд. м³.

Образования кореневской свиты распространены на всем рассматриваемом участке прогиба (см. рис. 3,б). В своде Баженовского поднятия их кровля залегает на глубине от 407 м (скв. 1) до 423 м (скв. 4), а в своде Березняковского поднятия на глубине 448 м (скв. 1). Мощность отложений свиты на Баженовской антиклинали колеблется от 116 м (скв. 1) до 137 м (скв. 4), а на Березняковской брахиантиклинали равна 145 м (скв. 1). По литологическим особенностям пород свита подразделяется на три подсвиты (снизу вверх): песчано-конгломератовую, оолитовую и песчаную (Монкевич К.Н., 1976; [1, 3]).

Песчано-конгломератовая подсвита сложена песками и песчаниками коричнево-красными, желтовато-серыми полевошпат-кварцевыми разнозернистыми, в подошве с грубозернистым материалом. Фильтрационно-емкостные свойства песков следующие: пористость 15-34 %, проницаемость (200-1600)*10^-3 мкм². Ее мощность на обоих поднятиях достигает 48 м.

Оолитовая подсвита представлена песчаниками красновато-оранжевыми, розовато-красными, реже зеленовато-серыми, мелкозернистыми полевошпат-кварцевыми (кварца 45-50 %, полевого шпата 30-35 %), довольно крепкими, часто оолитовыми, слоистыми, с прослоями песков и оолитовых известняков (до 10 см), а также тонкими (1-2 см) прослойками розовато-красных листовых слоистых глин. Оолиты имеют правильную округлую форму размером 0,16-0,20 мм. Их ядра выполнены пелитоморфным и микрокристаллическим кальцитом диаметром 0,08-0,14 мм. Карбонатная масса оолитов нередко пропитана гидроксидами железа, в результате чего они приобретают бурые тона. Коллекторские свойства песчаных разностей средней подсвиты характеризуются пористостью 4-15 %, проницаемостью (30-180)*10^-3 мкм². Ее мощность на обеих структурах колеблется от 26 до 30 м.

Песчаная подсвита сложена песками и песчаниками желтовато-серыми, реже красно-бурыми, полевошпат-кварцевыми мелкозернистыми, местами с оолитами. Фильтрационно-емкостные характеристики песков подсвиты следующие: пористость 15-34 %, проницаемость (200-1600)*10^-3 мкм². Мощность отложений подсвиты на обоих поднятиях до 68 м.

По оценке авторов отложения кореневской свиты на Баженовской и Березняковской структурах могут вмещать активные запасы газа соответственно 5 и 3 млрд. м³.

Кровлей для кореневских образований служат породы мозырской свиты оленёкского яруса нижнего триаса и калинковичской свиты анизииского яруса среднего триаса (Монкевич К.Н., 1997; [1, 3]). Мозырская свита состоит из песчано-глинистой (нижней) и глинисто-мергелистой (верхней) подсвит. Нижняя подсвита сложена глинами пестроцветными, в различной степени алевритистыми и известковистыми с прослоями в нижней части (10-15 м) алевролитов и песчаников глинистых мелкозернистых полевошпат-кварцевых. В подошве залегают конгломераты или галечники (2-5 м). Верхняя подсвита выполнена глинами и мергелями пестро-цветными, жирными, массивными, карбонатными. Калинковичская свита сложена в основном глинами зеленовато-серыми, реже с красно-бурыми пятнами, плотными, жирными, изредка известковистыми с прослоями песков, песчаников и гравелитов в нижней части разреза. Здесь же встречаются белые известковистые стяжения типа "журавчиков", образующие местами прослои (0,1-1,0 м) известково-глинистых гравелитов и конгломератов. Они залегают в основании ритмов, подчеркивая ритмичное строение свиты [1]. Общая толщина покрышки на Баженовской структуре колеблется от 141 м (скв. 1) до 157 м (скв. 4), а на Березняковской равна 187 м (скв. 1). На образованиях калинковичской свиты трансгрессивно залегает толща песчано-глинисто-карбонатных пород юры, которая выше по разрезу сменяется отложениями мела, палеогена и антропогена (см. рис. 4).

Таким образом, исходя из геологических данных, можно заключить, что песчаные отложения мытвинской и кореневской свит Баженовского и Березняковского межкупольных поднятий типа "щита черепахи" являются пригодными для закачки и сохранения в них газа. Эти структуры могут использоваться в качестве газохранилищ. Добавим, что на предложенной ранее (Монкевич К.Н., Цалко П.Б., Толстошеев В.И. и др., 1997) Василевичской структуре "Белтрансгазом" уже широко ведутся работы по использованию ее в качестве ПХГ с прогнозируемыми запасами газа в мытвинско-кореневских песчаных образованиях в общем объеме 7 млрд. м³. Вовлечение в работу дополнительно Баженовского и Березняковского ПХГ с прогнозируемыми запасами газа в целом в мытвинских (3 млрд. м³) и кореневских (8 млрд. м³) песчаных отложениях на обеих структурах в общем объеме 11 млрд. м³ позволит решить проблемы хранения газа на несколько десятков лет.

Литература

1. Материалы по стратиграфии Белоруссии (к Межведомственному стратиграфическому совещанию) /Ред. кол. В.С. Акимец, В. К. Голубцов, Г.И. Илькевич и др. - Минск: Наука и техника, 1981.

2. Мочернюк Н.П. Надежность газоснабжения Белоруссии: роль газохранилищ //Газовая промышленность. - 1995. - № 12. - С. 18-19.

3. Невмержицкая З.М. Минералого-петрографическая характеристика кореневской свиты в пределах Припятского прогиба // Геология и гидрогеология Припятского прогиба. - Минск, 1963. - С. 62-70.

4. Тектоника Белоруссии / Под ред. Р.Г. Гарецкого. - Минск: Наука и техника, 1976.

5. Тектоника Припятского прогиба / Под ред. Р.Г. Гарецкого. - Минск: Наука и техника, 1979.

Abstract

It has been established that sandy deposits of the Mytva suite of the Middle Carboniferous and the Koreny suite of the Lower Triassic found within the Bazhenovo and Bereznjaki interdome uplifts of the turtleback type in the Pripyat Trough are considered to be good reservoir beds to create gas storages in them. The overlying clayey deposits of the Middle Carboniferous and of the Dudichy suite of the Upper Permian as well as those of the Mozyr suite of the Lower Triassic and the Kalinkovichy suite of the Middle Triassic can serve as secure cap-rocks for gas storages.

Рис. 1. КАРТА ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ТЕРРИТОРИИ БЕЛАРУСИ И СМЕЖНЫХ ОБЛАСТЕЙ ПО ПОВЕРХНОСТИ ФУНДАМЕНТА И ОСНОВНЫХ НИТЕЙ ГАЗОПРОВОДОВ (составлена по материалам Р.Г. Гарецкого и др., 1976, и "Белтрансгаза")

Границы: 1 - выходов фундамента под подошву юрско-антропогеновых отложений; 2 - структур I порядка, 3 - структур II порядка, 4 - структур III порядка; разломы: 5 - суперрегиональные (а) и региональные (б), 6 - субрегиональные (а) и локальные (б); 7 - газопроводы; 8 - участки для газохранилищ; синеклизы: А - Балтийская, Б - Московская; антеклизы: В - Белорусская, Г - Воронежская; погребенные выступы: I - Ивацевичский, II - Бобовнянский; III - Оршанский горст; IV - Южно-Приднепровская моноклиналь; разломы: 1 - Северо-Припятский, 2 - Южно-Припятский, 3 - Северо-Днепровский, 4 - Южно-Днепровский, 5 - Северо-Ратновский, 6 - Южно-Ратновский, 7 - Оршанский, 8 - Осиповичский, 9 - Гомельский, 10 - Житковичский, 11 - Высоковский, 12 - Прибугский

Рис. 2. КАРТА СТРУКТУРНОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ПРИПЯТСКОГО ПРОГИБА ПО ПОВЕРХНОСТИ ВЕРХНЕФАМЕНСКИХ СОЛЕНОСНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

1 - разломы, ограничивающие Припятский грабен (а), и прочие (б); 2 - условные границы валов, поднятий (а) и синклинальных зон (б) по поверхности верхнефаменских соленосных отложений; 3 - соляные поднятия; 4 - поднятия типа "шита черепахи"; 5 - участок расположения поднятий, рекомендуемых для ПХГ; валы, поднятия: I - Речицкий, II - Малодушинский, III - Притокский, IV - Червонослободский, V - Дудичско-Хобнинское, VI - Шестовичский, VII - Конковичский; синклинальные зоны: VIII - Предречицкая, IX - Предмалодушинская, X - Южно-Притокская, XI - Червонослободская

Рис. 3. СТРУКТУРНЫЕ КАРТЫ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛОЖЕНИЙ МЫТВИНСКОЙ СВИТЫ МОСКОВСКОГО ЯРУСА СРЕДНЕГО КАРБОНА (А) И КОРЕНЕВСКОЙ СВИТЫ ИНДСКОГО ЯРУСА НИЖНЕГО ТРИАСА (Б)

1 - границы распространения отложений мытвинской свиты; 2 - изогипсы поверхности мытвинских и кореневских отложений, м: а - основные, б - дополнительные; 3 - соляные поднятия с брекчией кепрока в своде; 4 - геологический профиль; 5 - скважины глубокие (а) и структурные (б); антиклинали, брахиантиклинали, купола: 1 - Южно-Домановичская, 2 - Притокский, 3 - Золотухинская, 4 - Руднинская, 5 - Смагловская, б - Азерецкая, 7 - Савичский, 8 - Березняковская, 9 - Баженовская, 10 - Василевичская; синклинали, брахисинклинали: 11 - Северо-Золотухинская, 12 - Южно-Притокская, 13 - Домановичская, 14 - Восточно-Домановичская, 15 - Северо-Азерецкая, 16 - Северо-Смагловская, 17 - Южно-Руднинская

Рис. 4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ЧЕРЕЗ СМАГЛОВСКУЮ, БАЖЕНОВСКУЮ МЕЖКУПОЛЬНУЮ И ЮЖНО-ДОМАНОВИЧСКУЮ АНТИКЛИНАЛИ

1 - песок, песчаник; 2 - глина; 3 - брекчия кепрока; 4 - кристаллический фундамент; 5 - границы стратиграфических подразделений