|
© Е.А. Леонова, 2005 |
ЛИТОФАЦИАЛЬНЫЙ И ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКИЙ АНАЛИЗЫ ДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ - ОСНОВА ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ НЕСТРУКТУРНЫХ ЛОВУШЕК УГЛЕВОДОРОДОВ
Е.А. Леонова (РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина)
В соответствии с энергетической стратегией России на период до 2020 г. экспорт энергоресурсов остается важнейшим направлением деятельности России в сфере энергетики.
Оренбургская область - один из старейших и ведущих нефтегазодобывающих районов европейской части России - является важным экспортером УВ-сырья. По территории области проложена сеть трубопроводов: Оренбург - западная граница России (газ), Бухара - Урал с ответвлением на Орск (газ), Эмба - Орск, Ишимбай - Орск (нефть), Оренбург - Башкортостан (конденсат).
На 01.01.2000 г. по Оренбургской области разведанные запасы нефти категорий А+В+С1 составляли 493,1 млн т, накопленная добыча нефти - 334 млн т. Разведанные запасы свободного газа оцениваются в 999 млрд м3, накопленная добыча - 1008,7 млрд м3, разведанные запасы конденсата составляют 67 млн т, суммарная добыча - 45,7 млн т [3].
Стоит отметить, что, несмотря на значительные объемы геологоразведочных работ, территория недостаточно и неравномерно изучена, особенно это касается южных районов, с которыми связываются основные перспективы нефтегазоносности. Так, изученность глубоким бурением платформенной части Оренбургской области составляет 96,5 м/км2, причем северная часть более изучена, чем южная (соответственно 154,4-222,9 и 68,5-96,7 м/км2) [4]. Наименее изучены Прикаспийская впадина (31,4 м/км2) и Предуральский прогиб (27,5 м/км2). Низкая степень изученности обусловлена сложным геологическим строением территории, расположенной на стыке трех надпорядковых геотектонических элементов: юго-восточного склона Волго-Уральской антеклизы, Прикаспийской впадины и Предуральского краевого прогиба, каждый из которых является самостоятельной нефтегазоносной провинцией.
В целом потенциал открытия новых месторождений в Оренбургской области остается достаточно высоким. Неразведанные запасы и ресурсы нефти (категории С2-Д2) составляют 850 млн т, степень освоенности начальных суммарных ресурсов нефти - 50 %, выработанности - 39 %. Неразведанные запасы и ресурсы газа составляют около 700 млрд м3, степень освоенности - 75 %, а выработанность разведанных запасов газа - 50 %. Суммарный объем неразведанных ресурсов УВ-сырья равен 1700 млн т уел. топлива, или 40 % начальных суммарных ресурсов. При этом максимальные их объемы приходятся на самые глубокопогруженные (более 4-5 км) части юга Бузулукской впадины, Восточно-Оренбургского и Соль-Илецкого сводовых поднятий, а по газу - на Предуральский прогиб и Прикаспийскую синеклизу.
Одно из направлений дальнейшего прироста запасов в Оренбургской области - опоискование известных и выявление новых неструктурных ловушек, связанных с зонами регионального выклинивания и фациального замещения пород. Проблеме поиска и прогноза неантиклинальных ловушек, генетически связанных с зонами литологического выклинивания и фациального замещения, в последнее время уделяется значительное внимание (Кайдалов В.И., 1982; Ворожбит А.Л., 1983; Афанасьев В.С., 1987; Фомина Г.В., 1988; Макарова С.П., 1997; Денцкевич И.А., 1998; Политыкина М.А., Карнаухов С.М. и др., 2004).
В последние годы в связи с выходом поисково-разведочных работ в южные районы области существенное внимание в плане дальнейших перспектив нефтегазоносности территории уделяется девонским отложениям. При этом изученность этих отложений бурением по всей территории области крайне низка и составляет 36,6 м/км2.
Анализ условий осадконакопления, литофациальных особенностей разреза и палеогеографии юга Оренбургкой области позволяет сделать вывод, что на протяжении всего девонского времени территория характеризовалась сложной историей геологического развития, сменой режима тектонических движений, о чем свидетельствуют следы дробления и перемятости пород в керне (Пантелеев А.С., Козлов Н.Ф. и др., 1997). В ряде скважин установлено выпадение из разреза интервалов различной полноты и стратиграфической принадлежности, свидетельствующее о пересечении ими плоскости сброса. Верхняя и нижняя границы выпавших из разрезов отложений могут проходить внутри любого пласта независимо от его литологической и возрастной принадлежности. Все это способствовало формированию зон стратиграфического и литологического выклинивания и создавало благоприятные условия для формирования ловушек УВ неструктурного типа: тектонически и литологически экранированных, связанных с зонами литологического замещения, а также ловушек комбинированного типа, обусловленных сочетанием локальных поднятий, тектонических и литолого-стратиграфических экранов.
В раннем девоне район представлял собой сушу. К среднему девону здесь сформировался эрозионно-денудационный рельеф.
В раннеэйфельское время осадконакопление происходило на значительной территории юга и юго-востока области, наибольшая глубина бассейна устанавливается в районе Предуральского и Кошинского прогибов, а также в южной части Колганско-Борисовского. В центральной части Предуральского краевого прогиба формирование нижнеэйфельских отложений (в объеме вязовского горизонта) происходило в зоне мелкого шельфа, о чем свидетельствуют состав отложений и комплекс палеонтологических остатков: остракод, разнообразных водорослей, червей серпула, строматопор, амфипор, криноидей, кораллов. В западной бортовой зоне прогиба существовали лагуны с резко повышенной соленостью вод. Осадки накапливались в изменчивой обстановке, в основном в зоне прибрежной равнины, временами сменявшейся лагунными или нормально-морскими мелководными условиями. Вдоль береговой линии Оренбургского свода, на прибрежной равнине, временами затапливаемой морем, отлагался преимущественно разнозернистый гравийно-песчаный материал с подчиненной примесью глинисто-алевритового материала. На территории Булатовского поднятия и Оренбургского вала отсутствуют отложения нижнеэйфельского подъяруса, что, по-видимому, обусловлено их последующим размывом.
В связи с дальнейшим прогибанием территории и морской трансгрессией в койвенское время береговая линия продвинулась на запад. Отсутствие этих отложений фиксируется в районе Западно-Бузулукского выступа, Булатовского поднятия, в северной части Соль-Илецкого и восточнее на территории Предуральского краевого прогиба. В позднекойвенское время в условиях мелкого шельфа формируются органогенно-детритовые известняки. В южной части области происходит карбонатное осадконакопление в нормально-морских условиях.
В связи с дальнейшей трансгрессией морского бассейна осадконакопление происходило на всей рассматриваемой территории. Афонинские отложения имеют такое же распространение, что и бийско-койвенские, с той разницей, что на западе территории они развиты повсеместно. Отложения накапливались в прибрежных мелководных и относительно глубоководных морских условиях. Береговая линия проходила на территории Куйбышевской области. Наиболее мелководные условия осадконакопления с образованием кораллово-строматопоровых органогенных построек господствовали в юго-западных районах Оренбургского свода. Эта территория выделяется под названием “карбонатного массива”, протяженность которого с запада на восток составляет около 300 км, с севера на юг - 60-80 км [2]. Карбонатные породы, слагающие массив, нередко имеют биогермное происхождение.
Бийско-афонинские рифогенные образования занимали значительную территорию. Они приурочены к приподнятым участкам, флексурным перегибам и по сравнению с окружающими породами занимают высокое структурное положение, что, вероятно, определялось рельефом кристаллического фундамента. В разрезе наряду с биогермными известняками нередки прослои детритовых разностей, часто преобладают вторичные доломиты. К югу мощность биогермных пород резко сокращается и в районе скв. 63, 113 Кошинская, 5 Шуваловская, 106 Предуральской площади они отсутствуют.
В раннеживетское (воробьевское) время относительно глубоководные условия по-прежнему сохраняются в южных и юго-восточных районах. Здесь в районе Кошинского прогиба развиты темно-цветные тонкослоистые алевритоглинистые отложения небольшой мощности (до 20 м) с обилием тонкостенных пелеципод. В юго-восточных районах отмечаются также маломощные битуминозные глинисто-карбонатные породы. На остальной части территории в зоне мелкого шельфа отлагались карбонатные, глинистые и алевритопесчаные осадки. На юго-западе продолжалось унаследованное с бийско-афонинского времени прогибание территории, которое компенсировалось накоплением преимущественно песчаных осадков. Снос терригенного материала осуществлялся со стороны Жигулевского свода. Палеогеографические условия позволяют предполагать развитие песчаников дальше на восток, вплоть до Сидоровской площади и севернее от Тананыкской площади на западе до Ольховской на востоке.
Структурно-тектонический план в ардатовское время в целом наследуется от воробьевского. Наиболее глубоководные условия карбонатного осадконакопления к концу ардатовского времени также устанавливаются в южных и юго-восточных районах области. Наиболее благоприятные условия для сохранения залежей УВ, по-видимому, были в юго-западных и восточных районах, где наблюдается чередование алевритопесчаных (мощность 5-45 м) и относительно глубоководных глинисто-карбонатных (20-50 м) пород. Условия осадконакопления были благоприятны для формирования пород-коллекторов. Наиболее прогнутые зоны также продолжали унаследованно существовать в южных и юго-восточных районах. В районе Нововасильевской площади формировались органогенные постройки.
В позднеживетское (муллинское) время на всей рассматриваемой территории произошло усиление трансгрессии, о чем свидетельствует литологический состав разреза, сложенный относительно глубоководными темноцветными битуминозными, неравномерно глинистыми, часто конконхиевыми известняками с прослоями мергелей, горючих сланцев, аргиллитов. Более длительное время глубоководные условия существовали в южных и юго-восточных районах, где отложения имеют преимущественно глинистокарбонатный состав. Таким образом, наметившееся прогибание территории южных и юго-восточных районов области с раннеэйфельского времени сохранялось в течение всего живетского века.
Условия осадконакопления в пашийское время показывают, что в позднемуллинское время на всей рассматриваемой территории наступает кратковременная регрессия морского бассейна. Исключение составляют крайние юго-западные и юго-восточные районы, где наблюдается непрерывное осадконакопление, т.е. относительно глубоководные условия продолжали унаследованно существовать. Пашийские отложения в этих районах в основном глинистого и карбонатно-глинистого состава. К Талово-Долинной зоне примыкает полоса развития мелководно-морских карбонатно-терригенных отложений, представленных переслаиванием песчаников, алевролитов, аргиллитов, реже известняков (верхняя часть). Такие же отложения в виде ограниченной зоны развиты в центральной части области (Тихоновская, Малаховская, Заринская и др.). Глинисто-алевритовые отложения с прослоями песчаников установлены западнее. На большей части территории в пашийское время в прибрежно-морских условиях накапливались преимущественно алевритопесчаные осадки, максимальное развитие которых установлено в районе Рыкобаевской, Гаршинской, а также Сидоровской и Степановской площадей. В связи с этим, территория является перспективной в плане обнаружения новых источников УВ-сырья. Отсутствие пашийского горизонта (в результате последующей эрозии), а также вышезалегающих кыновских, саргаевских и доманиковых отложений предполагается в тех же районах, что и живетских образований.
Кыновское время характеризуется дальнейшим углублением морского бассейна. На большей западной и центральной частях рассматриваемой территории отложения кыновского горизонта представлены мелководной карбонатно-терригенной фауной с преобладанием аргиллитов среди терригенных пород. В скв. 555 Зайкинская (4208-4225 м) в нижней части горизонта развиты преимущественно алевролиты светло-серые, кварцевые, разнозернистые, с прослоями аргиллитов, реже мергелей и известняков (в подошве). В районе Рыкобаевской, Гаршинской и Росташинской площадей средняя часть горизонта сложена алевролитами, песчаниками, реже аргиллитами. Наиболее глубоководные условия осадконакопления по-прежнему сохраняются в при- бортовой зоне Прикаспийской впадины, включая Мирошкинскую и Долинную площади, а также далее на восток, в районе Сидоровской площади, целиком охватывая Восточно-Оренбургское валообразное поднятие. В пределах последнего предполагается развитие органогенных построек типа биогермов. В районе Землянской площади эти отложения имеют мелководный характер. Начиная с саргаевского времени произошла смена преимущественно терригенного осадконакопления карбонатным, продолжавшаяся в течение всего позднефранского времени, фаменского и турнейского веков. С этого рубежа начинает формироваться крупная отрицательная тектоническая структура - Камско-Кинельская система прогибов [2]. Отсутствие отложений по-прежнему наблюдается в районе Булатовского и Соль-Илецкого поднятий, а также Предуральского краевого прогиба. Глубоководная впадина в саргаевское время (кроме Муханово-Ероховского прогиба) существовала в районе Переволоцкой и Шуваловской площадей. Здесь породы представлены почти черными, тонкослоистыми, неравномерно глинистыми и битуминозными, в основном конконхиевыми известняками с прослоями мергелей. Предполагается, что в бортовой зоне Прикаспийской впадины отлагались мелководные терригенные осадки, которые к северу сменялись терригенно-карбонатными. Такие же породы сформировались в районе Колганско-Борисовского прогиба.
В доманиковое время по сравнению с саргаевским глубоководные отложения более широко развиты, распространяясь на бортовую зону Прикаспийской впадины и северную часть Колганско-Борисовского прогиба. В южной части этого прогиба в начале доманикового времени также существовали относительно глубоководные условия осадконакопления, сменившиеся мелководными. В центральной части территории формировались мелководные отложения - известняки, в основном кораллово-строматопоровые и брахиоподово-криноидные с прослоями вторичных доломитов. В это время в морском бассейне отчетливо обособляется глубоководная впадина - Муханово-Ероховский прогиб, о косвенном продолжении которого на юго-восток свидетельствуют относительно глубоководные фации, развитые в районе Колганско-Борисовского прогиба. По-видимому, эти две отрицательные структуры сливаются.
В позднефранское время произошла резкая перестройка структурно-тектонического плана в южных и юго-восточных районах области. Начало подъема территории Булатовского и Соль-Илецкого поднятий относится к мендымскому времени. В это время наиболее четко обособляется Муханово-Ероховский прогиб и выполненные терригенными осадками Кошинский, Колганско-Борисовский, Кардаиловский прогибы. Далее на юг Муханово-Ероховский прогиб сливается с Колганско-Борисовским, выполненным карбонатно-терригенными и терригенными породами. Наблюдается постепенный переход от глубоководных глинисто-карбонатных отложений к прибрежноморским гравийно-песчаным. Предполагается также продолжение Колганско-Борисовского прогиба на юг в виде узкой полосы вдоль западного и южного склонов Соль-Илецкого поднятия, что отвечает Кардаиловскому прогибу. На склонах этого массива или на бортах прогибов развивались органогенные постройки, установленные и прогнозируемые в ряде скважин Казанской, Тихоновской, Никольской, Малаховской, Степановской, Землянской, Филипповской площадей [2].
Отложения фаменского яруса широко распространены на рассматриваемой территории. Структурно-тектонический план в фаменский век в основном наследуется от позднефранского времени. Развитие органогенных построек также идентично позднефранскому времени. Они предполагаются в районе Никольско-Малаховской зоны, Хортицкой, Таловой площадей. В центральной части Муханово-Ероховского прогиба происходило некомпенсированное осадконакопление. За пределами указанных прогибов и карбонатного массива, в том числе в районе Рожковской и Кошинской площадей, развиты мелководные карбонатные отложения, аналогичные территории массива. К концу фаменского века намечается опускание территории Соль-Илецкого поднятия. В этом районе отсутствие отложений фаменского яруса установлено в центральной части Оренбургского вала, а также в районе Бердянской и Предуральской площадей. Район Булатовского поднятия также покрывается морскими водами.
Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы.
1. Девонские отложения юга Оренбургской области имеют значительный нефтегазовый потенциал. Их освоение позволит стабилизировать работу Оренбургского нефтегазового комплекса.
2. В силу особенностей геологического строения юга Оренбургской области и ограниченного фонда антиклинальных структур в девонских отложениях на доступных на сегодняшний момент бурению глубинах основной прирост запасов может быть связан с ловушками неструктурного типа.
3. На юге Оренбургской области палеогеографические условия формирования девонских отложений были весьма благоприятны для образования неантиклинальных ловушек, чему способствовала частая смена режима тектонических движений, многочисленные трансгрессии и регрессии морского бассейна, а также перерывы осадконакопления. При расчленении и корреляции разрезов девона выявлено, что их стратиграфическая полнота сопровождается значительной изменчивостью по простиранию. Основываясь на изложенном, можно утверждать, что на данной территории могли образовываться разнообразные неструктурные ловушки литологического, стратиграфического и комбинированного типов.
4. На основе проведенного анализа геологических данных можно выделить зоны, наиболее благоприятные для поиска неструктурных ловушек различных типов в отложениях девона юга Оренбургской области (рисунок).
Для поиска ловушек рифогенного типа бийско-афонинского возраста наиболее благоприятны юго-восточные (Колганская, Стешановская, Соль-Илецкая площади), юго-западные (район Зайкинской площади), а также центральные (Родинская, Ольховская площади) районы.
Ловушки литологического типа приурочены главным образом к границам литофациальных зон. Этот тип ловушек большей частью тяготеет к северным бортам Прикаспийской синеклизы (Кошинская, Нагумановская площади). Эти ловушки, связанные с “колганской толщей”, вероятно, приурочены к району, расположенному западнее Колганской площади по направлению к Рыбкинскому месторождению. Ловушки этого типа, связанные с пашийскими и ардатовскими слоями, прогнозируются в центральных и западных районах области (Рыкобаевская, Стешановская площади).
Область развития стратиграфических ловушек также приурочена к северному борту Прикаспийской синеклизы и западному борту Предуральского краевого прогиба. Здесь наблюдается выпадение из разреза отдельных стратиграфических подразделений девона. На западе территории отсутствуют отложения франского яруса, а на востоке в разрезах Предуральского прогиба и Соль-Илецкого свода отложения среднего девона перекрыты разновозрастными отложениями карбона. На Кошинском валу установлен перерыв осадконакопления в объеме франского и части живетского ярусов, на остальной территории амплитуда перерыва возрастает: в пределах Соль-Илецкого блока в одних разрезах выпадает живетский, франский и низы фаменского яруса, в других отсутствует и верхний фамен; на Рожковском выступе девонские отложения представлены лишь верхним фаменом, залегающим на нижнем девоне.
В западных и центральных частях рассматриваемой территории (от Долиного и Елтышевского районов на юге до Гаршинского и Загорского на севере) возможно обнаружение ловушек УВ в отложениях девона, связанных с разломной тектоникой. Здесь уже открыты Зайкинское (46,55 % запасов связано с афонинским горизонтом, 22,99 % - с воробьевским и 30,46 % - с отложениями ардатовского возраста), Росташинское (41,7 % извлекаемых запасов нефти связано с ардатовским горизонтом, 38,9 % - с воробьевским и 19,2 % - приурочено к афонинскому горизонту), Гаршинское (51,31 % - ардатовский горизонт, 14,85 % - воробьевский горизонт, 25,62 % - афонинский горизонт) месторождения на западе, Лебяжинское, Загорское, Землянское - в центральной части. К этим же зонам могут быть приурочены ловушки, связанные с зонами литологического замещения коллекторов непроницаемыми породами, контролируемыми разломами.
5. Наиболее перспективны на поиски УВ в отложениях девона два направления. Первое связано с эйфельско-франским карбонатно-терригенным комплексом на западе и в центральной части территории (Гаршинско-Ефимовская, Землянско-Загорская зоны), где вероятность выявления новых месторождений, связанных с ловушками литологического типа, рифовыми массивами и разломной тектоникой, довольно высока. Второе направление - область сочленения Прикаспийской впадины, Соль- Илецкого выступа и Предуральского прогиба. Сложное геологическое строение данной территории, особенности тектонического и геологического развития обусловили возможность открытия здесь месторождений УВ различных типов. Прогнозные и перспективные ресурсы этой территории оцениваются в 1,92 млрд т уел. топлива [1]. Следует отметить, что Предуральский краевой прогиб обладает крупными неразведанными ресурсами свободного газа и нефти (126 млрд м3 и 40 млн т), степень освоенности которых составляет соответственно всего 11 и 2 %.
6. В связи с большой глубиной залегания отложений девона необходимо ориентировать поисковые работы на обнаружение средних и крупных месторождений УВ для повышения рентабельности их освоения. По оценкам специалистов ОАО “ОренбургНИПИнефть”, ВНИИОЭНГа для девонского комплекса Восточно- Оренбургского поднятия рентабельные нефтяные объекты на глубине 3-5 км должны содержать не менее 10 млн т запасов. Такие же значения показательны и для нефтяных объектов девонского комплекса юга Бузулукской впадины при глубине залегания более 5 км, для газовых месторождений на этой глубине освоение будет рентабельным при дебите нефти более 3 млрд м3. С этой точки зрения наибольший интерес представляет зона сочленения Предуральского прогиба и Прикаспийской синеклизы, где прогнозируется открытие крупных месторождений УВ-сырья.
Литература
1. Еще не вечер. “Оренбурггазпром” строит планы на 30 лет вперед // Нефть и капитал. - 2003. - № 10.
2. Макарова С.П. Отчет по теме “Обобщение материалов стратиграфических и литолого-фациальных исследований допалеозойских и палеозойских отложений юга Оренбургской области”. - Оренбург: Южно-Уральское отделение ВНИГНИ, 1985.
3. Основные показатели внешнеэкономической деятельности области / Оренбургская область - Информационно-аналитический департамент ЦСИ ПФО (http://pfo.metod.ru/ data/territories/orenburg/issues/economic-common-common/viewpub), 2001.
4. Яхимович Н.Н. Количественная оценка перспектив нефтегазоносности и геолого-экономическое обоснование направлений ПРР на нефть и газ в Оренбургской области с целью перспективного планирования на 1988-1990 гг. - Оренбург: Южно-Уральское отделение ВНИГНИ, 1984.
The carried out analysis of sedimentary conditions, lithofacial features of succesion and paleogeog raphy in the south of Orenburg area allow to draw the following conclusions:
1. Devonian sediments in the south of Orenburg area have a considerable oil and gas potential.
2. Owing to peculiarities of geological structure in the south of Orenburg area and a limited fund of anticlinal structures in Devonian sediments at the available drilling depth for the present day, the main reserves increase can be associated with traps of non-structural type.
3. 3.ln the south of Orenburg area the paleogeographical conditions of Devonian sediments formation are rather favourable for non-anticlinal traps formation of lithological, stratigraphic and combined types.
4. Most promising for searching hydrocarbons in Devonian sediments is the Eifelian-Frasnian carbonate-terrigene complex in the west and in central parts of the area (Garshan-Ephimov Zemlyan-Zagorsk zones and the jointing area of Pre-Caspian depression, Sol-Ilets scarp and Fore-Urals trough. Due to large depths of occurrence of Devonian sediments it is necessary to direct exploratory activity for searching medium and large hydrocarbon fields for increasing efficiency of their development.
Рисунок СХЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ОСНОВНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И ЗОН РАЗВИТИЯ ЛОВУШЕК НЕСТРУКТУРНОГО ТИПАВ ОТЛОЖЕНИЯХ ДЕВОНА ЮГА ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ, ПЕРСПЕКТИВНЫХ НА ПОИСКИ НОВЫХ СКОПЛЕНИЙ УВ
Месторождения: 1 - газоконденсатные, 2 - нефтяные, 3 - нефтегазовые; 4 - структуры, подготовленные к бурению или находящиеся на начальной стадии освоения; 5 - границы крупных тектонических структур; зоны развития ловушек неструктурного типа, связанных: 6 - с рифовыми постройками, 7 - с зонами литологического выкливания, 8 - с разломной тектоникой, 9 - со стратиграфическими несогласиями