ВВЕДЕНИЕ
Территория Восточного Предкавказья относится к старейшим нефтедобывающим районам России. Открытие в 60-х - 70-х годах прошлого века значительного количества залежей нефти и газа в мезозойских отложениях способствовало интенсивному развитию нефтяной и газовой промышленности Северного Кавказа. Однако к настоящему времени истощение большинства месторождений и слабый прирост запасов привели к значительному снижению уровней добычи нефти и газа.
Анализ результатов геологоразведочных работ показывает, что перспективы прироста запасов нефти в мезозойских отложениях в настоящее время связаны с мелкими структурами и нетрадиционными резервуарами. Однако подготовка таких объектов под поисковое бурение значительно затруднена неоднозначной интерпретацией геолого-геофизических материалов, не учитывающей дизъюнктивных нарушений осадочного чехла в строении территории. Поэтому на стадии выявления и подготовки объектов под поисковое бурение важное место занимает всесторонний анализ механизма формирования предполагаемых залежей углеводородов, и в первую очередь изучение разрывных нарушений, которые позволяют не только изучить процессы формирования ловушек и связанных с ними залежей углеводородов, но и повысить эффективность геологоразведочных работ в целом.
Цель работы. Провести оценку перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений в пределах Восточного Предкавказьяя на основе комплексного анализа, учитывающего тектонические условия формирования залежей УВ.
Основные задачи исследований.
1 .Установление характера связи плотности линеаментов дневной поверхности с глубинными разломами. На основе полученных закономерностей, выполнить прогноз дизъюнктивных нарушений
осадочного чехла (межблоковых зон), определяющих его сложное блоковое строение.
2. Проведение серии палеотектонических реконструкций с выделением высокоградиентных участков и уточнением положения межблочных зон. Определение нижнего временного предела формирования конечного облика современных ловушек нефти.
3. Установление связи между месторождениями и межблочными зонами на основе анализа распределения физико-химических свойств нефти по продуктивным пластам.
4. Обоснование предполагаемых направлений латеральных и вертикальных по разрывным нарушениям миграционных потоков УВ, сформировавших залежи в продуктивных пластах.
5. Проведение оценки перспектив нефтегазоносности изучаемого района с выделением территорий по степени перспективности.
Научная новизна.
1. Впервые по комплексу аэрокосмических и геолого-геофизических методов предложена дифференцированная ранжированность тектонических элементов осадочного чехла Восточного Предкавказья.
2. Выделены и обоснованы границы стабильных блоков.
3. По изменению физико-химических свойств нефти установлена генетическая связь залежей УВ основных продуктивных пластов с межблочными зонами.
4. В первом приближении обоснованы возможные пути миграции углеводородов.
5. Проведена оценка перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений Восточного Предкавказья на основе модели смешанной латеральной и вертикальной миграции углеводородов.
Практическая значимость работы. Выделенные в работе перспективные участки позволят повысить эффективность геологоразведочных работ на нефть и газ в мезозойских отложениях Восточного Предкавказья.
Основные защищаемые положения.
1. Закономерности пространственной ориентировки тектонических нарушений.
2. Линеаментная схема расположения стабильных блоков.
3. Результаты палеотектонических реконструкций
4. Физико-химические критерии взаимосвязи месторождений УВ с межблочными зонами.
5. Схема перспективных участков мезозойских отложений Восточного Предкавказья.
Реализация результатов работы. Полученные автором результаты работ были использованы при планировании геологоразведочных работ на нефть и газ ОАО "НК "Роснефть"-Ставропольнефтегаз".
Апробация и публикации. Основные положения и результаты исследований докладывались и обсуждались на: Ш-й Международной конференции "Освоение и добыча трудноизвлекаемых и высоковязких нефтей" г.Анапа (2001г.); X Международной конференции "Циклы природы и общества" г.Ставрополь (2002 г.); XVI Губкинские чтения "Развитие нефтегазовой геологии - основа укрепления минерально-сырьевой базы" г. Москва (2002 г); VI региональной научно-технической конференции СевКавГТУ "Вузовская наука - Северо-Кавказскому региону" г.Ставрополь (2002 г.); XXXIII научно-технической конференции "По итогам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003г." г. Ставрополь (2004 г.). По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Использованные материалы. В работе использованы результаты собственных исследований автора за 2000 - 2005 г., фондовые материалы научных и производственных организаций Ставропольского края ( ОАО "НК "Роснефть"-Ставропольнефтегаз", ОАО "НПГЦ г.Ставрополь", СФ "СевКавНИПИнефть", ОАО "Ставропольнефтегеофизика"), результаты бурения и геофизических исследований скважин (около 1000 скважин), схема линеаментов Восточного Ставрополья В.В.Доценко (масштаб 1 : 200 000), а также публикации по исследуемой проблеме.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 198 страницах текста, включая 78 рисунков, 12 таблиц. Библиография включает 85 наименований. Территория исследований включает все нефтяные месторождения в пределах Ставропольского края.
Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю работы, кандидату геолого-минералогических наук З.Х.Моллаеву за оказанное внимание и помощь в проведении исследований.
Искреннюю признательность за консультации и поддержку во время работы над диссертацией автор выражает В.Н.Нелепову, к.г.-м.н. А.А.Ярошенко, к.г.-м.н. В.В.Доценко, Л.А.Головлевой, В.А.Гвоздецкой.
1 Геологическое строение
1.1 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза
Литолого-стратиграфическая характеристика представлена сводным геологическим разрезом (рисунок 1.1), базируется на результатах палеонтологических, петрографических исследований керна, геолого-геофизических сопоставлений разрезов скважин, проведенных в филиале СевКавНИПИнефть [4,6,7,9,14-21,48,71 ].
Палеозойская эратема (Pz)
Представлена каменноугольной и пермской системами. Данные отложения вскрыты скважинами - Черкесской параметрической (№ 1) и Нагутской опорной, разведочными скважинами Поварковскими (скв. № 55, 56), Зимне-Ставкинскими (скв. № 94, 95), Пушкарскими (скв. №1,3) Северо-Ставропольской (скв. №200), Величаевской (скв. №13), Курган-Амурской (скв. №7), Леваневской (скв. №2), Ачикулакской (скв. №230), Достлукской(скв. №1), Озек-Суатской (скв. №191), Плавненской (скв. №7), Молодежной (скв. №3) и др.
Породы палеозойского возраста лишены фаунистических остатков и выделяются условно. Отложения палеозоя представлены темно-серыми серицитовыми сланцами, крепкими аргиллитами и алевролитами. Породы трещиноватые. Трещины заполнены кварцем и пиритом.
Мезозойская эратема (Mz)
Представлена триасовой, юрской и меловой системами.
Триасовая система (Т) Нижний отдел (Ti) Индский ярус (T]i) Представлен нефтекумской свитой.
Нефтекумская свита. Согласно залегает на подстилающих породах. Нижняя часть свиты сложена известняками темно-серыми, пелитоморфными, плотными, плитчатыми с примесью органического детрита.
С накоплением осадков средней части свиты «розовых» известняков начинается формирование органогенных построек. Особенностями этой части свиты являются: а) неравномерная, розово-красная окраска пород, б) наличие частых прослоев известняков -рухляков, в) присутствие пепловых туфов, г) значительное проявление доломитизации.
В верхней части свита сложена светло-серыми и белыми (сахаровидными), массивными химически чистыми (СаСО3 89-90%) известняками с незначительным содержанием алевро-пелитовой примеси. Известняки сильно перекристаллизованы и крустифицированы. Они содержат большое количество органического детрита, среди которого различаются обломки раковин остракод, фораминифер, иглокожих, пелиципод, единичные кораллы. Рифостроителями, в основном, являлись колониальные водоросли или строматопороиды. Толщина свиты 580 м.
Оленекский ярус
Представлен култаиской и демьяновской свитами.
Култайская свита. Отложения представлены известняками красно-бурыми, буровато-серыми, зеленовато-светло-серыми, темно-серыми, пятнистыми, брекчиевидными, глинистыми и мергелями темно-серого цвета с прослоями доломитов и аргиллитов.
Демьяновская свита. Отложения представлены темно-серыми аргиллитами и глинистыми известняками с прослоями мергелей и серых алевролитов.
Толщина култаиской и демьяновской свиты составляет 0-400 м.
Средний отдел (Т2) Представлен анизийским и ладинским ярусом.
Анизийский ярус (Т2а) Представлен кизлярской свитой.
Кизлярская свита. В нижней части представлена мергелями черными плитчатыми с прослоями аргиллитов темно-серых, глинистых известняков; в верхней части аргиллитами темно-серыми карбонатными с тонкими прослоями алевролитов и глинистых известняков. Толщина до 330 м.
Ладинский ярус (Т21)
Представлен плавненской и новоколодезной свитами. Плавненская свита. Представлена аргиллитами зеленовато-серыми карбонатными с прослоями алевролитов и глинистых известняков. Толщина составляет 180 м.
Новоколодезная свита. Представлена красно-бурыми аргиллитами с прослоями серого песчаника в подошве с кварцевой галькой. Толщина 175 м.
Верхний отдел (Т3) Карнийский ярус (Т3к)
Маджинская свита. Представлена мергелями и черными известняками с прослоями песчаника с галькой. Толщина 60 м.
Максимокумская свита. Сложена красно-бурыми аргиллитами с прослойками алевролитов песчанистых, реже туфов. Толщина > 300 м.
Ногайская серия
Арбалинская свита. Представлена пестроцветной конгломерато-брекчией из неотсортированных обломков различных пород (сланцев, песчаников, аргиллитов, известняков) фундамента перми и триаса, крепко сцементированы кремнисто-карбонатно-железистым материалом. Толщина 250 м.
10
Урожайненская свита. В кровле содержатся порфиры и липариты, ниже залегают зеленовато-серые туфы с запахом йода. Имеются прослои красно-бурых карбонатных аргиллитов. Толщина составляет > 300 м.
Юрская система (J)
Нижний отдел (Ji)
Плинсбахский^р) и тоарский (Jit) ярусы
Зурмутинская, олейниковская свиты
Отложения представлены аргиллитами, песчаниками, алевролитами и гравелитами. Наиболее широко развиты аргиллиты и песчаники.
Средний отдел (J2)
Ааленский (.Ьа), байосский (J2b) и батский (J2bt) ярусы Отложения представлены аргиллитами, песчаниками, алевролитами и гравелитами. Доминирующее развитие имеют аргиллиты и песчаники.
Общая толщина нижнего и среднего отдела 50-300 м.
Верхний отдел (J3)
Представлен келловейским (.Ьк), оксфордским (J30), кимериджским (J3km) титонским (1зМ) ярусами.
Отложения представлены карбонатным песчаникоми песчанистыми зеленовато-серыми доломитизированными известняками с редкими гравийными зернами. Толщина 0-600 м.
Меловая система (К) Нижний отдел (Ki)
Отложения нижнего мела представлены полным разрезом: берриасским (XII пласт), валанжинским (XI пласт), готеривским (X пласт),
И
барремским (IX а пласт), аптским (V, VI, VII, VIII пласты) и альбским (IV, III, II, I пласты) ярусами.
Берриасский ярус (Kib). Отложения представлены песчаниками разнозернистыми, алевролитами песчанистыми с прослоями гравелитов, аргиллитов и известняков. Толщина 0-30 м.
Валанжинский ярус (Kiv). Отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами и известняками.
Готеривский ярус (KigV Отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками.
Толщина валанжинского и готеривского ярусов 0-70 м.
Барремский ярус (Kibr). Отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, известняками. Толщина 20-80 м.
Аптский ярус (Kia). Отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами, иногда отмечаются известняки и мергели. Толщина 150-280 м.
Альбский ярус (Kial). Отложения представлены песчаниками, алевролитами, аргиллитами. Толщина 130-300 м.
Верхний отдел (К2)
Верхнемеловой отдел представлен туронским (K2t), коньякским (К2к), сантонским (K2st), кампанским (K2km), маастрихтским (Кгт) ярусами.
Туронский+коньякский+сантонский+сеноманский_________ярусы.
Отложения представлены известняками содержащими терригенные примеси с включениями сульфитов и фосфатов. Толщина 0-120 м.
Кампанский ярус. Отложения представлены известняками с пропластками песчаников, алевролитов, мергелей и аргиллитов. Толщина 25-240 м.
12
Маастрихтский ярус. Отложения представлены мелоподобными пористыми известняками с тонкими прослоями мергелей. Толщина 0-127 м.
Кайнозойская эратема (Kz) Палеогеновая система (Р)
Представлена палеоценовым, эоценовым и олигоценовым отделами.
Палеоценовый отдел (РЛ. В нижней части (датский ярус) представлен известняками микрозернистыми с прослоями мергелей. Толщина 20-100 м.
Эоценовый отдел (9ь). Представлен ипрским (РгО, лютетским^О» бартонским (РгЬ), приабонским (Ргр) ярусами.
Отложения представлены известняком пелитоморфным и слабоглинистым, мергелем. Толщина составляет 13-80 м.
Олигоценовый отдел (Р-0.
Представлен рюпельским (Р3г) и хатским (P3I1) ярусами.
Рюпельский ярус. Отложения представлены темно-серой глиной, известковым мергелем. Толщина 30-80 м.
Хатский ярус. Отложения представлены глинами темно-серыми, почти черными и зеленовато-серыми, местами алевритистыми, некарбонатными с редкой рыбной чешуей, вмещают пачки песчаников и алевритов серого и светло-серого цвета. Толщина 1200-1500 м.
Неогеновая система (N)
Неогеновые отложения представлены миоценовым (N\) и плиоценовым (N2) отделами.
Миоценовый отдел. Представлен среднемайкопской и верхнемайкопской подсериями, чокракским, конкским, караганским и сарматским ярусами.
13
Среднемайкопская подсерия. Отложения представлены глинами аргиллитоподобными, включающими алеврито-глинистые пачки (VI-II), песками серыми, рыхлыми, известковистыми с прослоями глин. Толщина 0-370 м.
Верхнемайкопская подсерия. Отложения представлены глинами и тонкозернистыми кварцевыми песчаниками. Толщина 150-350 м.
Чокракский ярус. Отложения представлены песками зеленовато-серыми с прослоями глин. Толщина 20-110 м.
Конкский+караганский ярусы. Отложения представлены переслаиванием глин, мергелей и песчаников. Толщина 0-260 м.
Сарматский ярус. Отложения представлены глинами, мергелями, известняками и песчаниками. Толщина 150-350 м.
Плиоценовый отдел.
Акчагыльский ярус. Отложения представлены песками, песчаниками и глинами. Толщина 50-250 м.
Апшеронский_____ярус. Отложения представлены песками,
песчаниками с прослоями голубовато-серых известковых глин. Толщина 250-350 м.
Приведенные сведения позволяют сделать следующие выводы:
1. Осадочный чехол Восточного Ставрополья обладает большой толщиной (свыше 6 км) и широким стратиграфическим диапазоном от палеозойского до неогенового возраста.
2. Отложения мезозойского стратиграфического диапазона хорошо изучены по материалам геологических съемок, бурения и сейсморазведки.
1.2 Тектоника
Изучению различных аспектов тектоники Северного Кавказа и Предкавказья посвящено много работ. Впервые вопросы региональной
14
тектоники юга Европейской части стран СНГ освещены в трудах А.П. Карпинского (1883, 1919). Он выделил зону «зачаточного кряжа», объединяющую Келецко-Сандомирские дислокации в Польше, дислокации в районе г. Канева, Донбасса и Мангышлака, рассматривая ее как единую геотектоническую полосу дислокаций.
Близкие взгляды на тектоническое строение юга Европейской части изложены М.М. Тетяевым в работе «Геотектоника СССР» (1938). Вопросы геологии и тектоники указанной территории рассматривались в работах А.Д. Архангельского, Н.С. Шатского, М.В. Муратова, И.О. Брода. На схеме И.О. Брода 1947г отражена идея последовательного сочленения молодых складчатых зон к древней платформе.
Большое количество работ по тектонике Предкавказья выполнено А.Я. Дубинским, И.Ю. Панкиным, Л.С. Теминым, А.И. Летавиным, Н.Ю. Успенской.
В основу тектонического районирования, рассматриваемого в работе, принята структурно-тектоническая схема А.И. Летавина и др., 1986г [54,55] (рис 1.2).
Вопросы разломной тектоники нашли отражение в многочисленных публикациях Е.А Щерик, В.Е. Хаина, А.Н. Шарданова, И.О. Брода, М.С. Бурштара, З.А. Табасаранского, Я.П. Маловицкого, Н.Ю. Успенской, Ю.А. Сударикова, В.Е. Орел, В.И.Попкова и др. В результате этих исследований выявлена блоковая структура фундамента и ведущая роль глубинных разломов в развитии региона. Вместе с тем, изученность фундамента остается недостаточной.
Гораздо лучше изучены глубинные разломы. Их выделение обосновано аномалиями геофизических полей, анализом осадочного чехла, геодинамическими наблюдениями, изучением линеаментов и комплексным анализом геолого-геофизических, геоморфологических и других данных
Наиболее полно региональные разломы отражены в тектонической схеме, составленной Б.Г.Вобликовым и др. [24] рис. 1.3. Показанные на ней
15
»
-
16 |
