Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Обоснование приоритетных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ на стадии высокой разведанности ресурсов

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Обоснование приоритетных направлений геологоразведочных работ на нефть и газ на стадии высокой разведанности ресурсов"

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РФ АКАДЕМИЯ НАУК РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

(ИГИРГИ)

На правах рукописи УДК 550.8.02(470.43)

ШАШЕЛЬ Александр Григорьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ НА СТАДИИ ВЫСОКОЙ РАЗВЕДАННОСТИ РЕСУРСОВ (НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ)

Специальность: 04.00.17 - Геология, поиск и разведка нефтяных и газовых

месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1998

Работа выполнена в ОАО «Самаранефтегаз»

Научный руководитель - академик РАЕН, доктор геолого-

минералогических наук, профессор Э.М.Халимов

Официальные оппоненты: академик РАЕН, доктор геолого-

минералогических наук, профессор А.Н.Золотов; кандидат геолого-минералогических наук A.A.Голов

Ведущее предприятие - Самарский Государственный Технический

университет. Кафедра геологии и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

Защита диссертации состоится « 2V » НОЯБРЯ 1998 г.

Vñ 06

в 1у_ часов на заседании Специализированного Совета Д 002.80.01 при Институте геологии и разработки горючих ископаемых (ИГиРГИ) по адресу: 117312, г.Москва, ул.Ферсмана 50.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИГиРГИ.

Автореферат разослан « «3 » ОКТЯБРЯ \ 998 г.

Отзывы на диссертацию в двух экземплярах, заверенных подписью и печатью, просим направлять Ученому секретарю Специализированного Совета по адресу: 117312, Москва, Ферсмана, 50, ИГиРГИ.

Ученый секретарь Специализированного Coi----

кандидат геолого-минералогических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Рассматриваемая в диссертации Самарская область относится к хорошо разведанным нефтедобывающим регионам Урало-Поволжья. За 62-летнюю историю нефтяной промышленности в эбласти было подготовлено более 1,3 млрд.т запасов нефти промышленных категорий, из которых уже добыто 80 %. Геологоразведочные работы продолжаются и ныне, хотя и с замедлением темпов. Основной причиной наметившегося спада в разведке и добыче, исключая текущую экономическую ситуацию, является высокая степень эсвоенности начальных суммарных ресурсов углеводородов. Практически это выражается:

- в резком сокращении запасов ранее открытых месторождений и этсутствии новых крупных открытий;

- исчерпании фонда наиболее перспективных структурных ловушек, :вязанных с зонами тектонических валов;

- в переходе к поискам мелких сложно построенных ловушек, экранированных дизъюнктивными нарушениями, зонами выклинивания и радиального замещения пластов-коллекторов.

В настоящее время перед производственными геологоразведочными гредприятиями области весьма остро стоит вопрос о выяснении ¡акономерностей формирования и размещения нетрадиционных, :ложноэкранированных объектов геолого-разведочных работ (ГРР), что юзволило бы осуществлять их целенаправленные поиски, а затем гонцентрированную разведку и разработку. Выполненные автором «следования в этом аспекте и определяют актуальность работы.

ЦЕЛЬЮ РАБОТЫ является повышение надежности геологической эазы количественного прогноза ресурсов углеводородов на территории Самарской области; совершенствование текущего и перспективного

планирования поисково-разведочных работ и дальнейшее повышение и> геолого-экономической эффективности; исследование слабо изученных I новых перспективных направлений ГРР со сложнопостроенным! ловушками нефти; создание геологических моделей сложнопостроенны> залежей; совершенствование методики поисково-разведочных работ.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Провести сравнительный анализ изученности облает} геологоразведочными работами.

2. Оценить разведанность ресурсов крупных тектонически? элементов и литолого-стратиграфических комплексов пород как базы дт поисков новых нефтяных месторождений.

3. Выполнить детальный анализ геологического строения I нефтеносности терригенных отложений девона - одного из важны? направлений поисково-разведочных работ.

4. Провести детальный тектонический анализ и оценить перспективь нефтегазоносности Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба, контролирующих распространение девонски? грабенообразных прогибов (ДГП) и блоково-структурных зон е терригенном комплексе девона.

5. Дать прогноз зон развития ловушек нетрадиционного типа г разработать методику их поиска в пределах Волго-Сокской палеовпадинь: и Иргизско-Рубежинского прогиба.

6. Выполнить геолого-экономический анализ эффективности поисково-разведочных работ (ПРР) на приоритетных направлениях £ терригенных отложениях девона.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА

1. Впервые для Самарского Заволжья наиболее полно выделена :истема девонских грабенообразных прогибов северо-восточного и ;убмеридионального простирания и обоснована ее генетическая связь с Золго-Сокской палеовпадиной.

2. В пределах западного продолжения Иргизско-Рубежинского трогиба на территории Самарской области впервые выделена и 1рослежена Камелик-Чаганская дислокация, обоснована ее промышленная крсиективность.

3. Автором разработаны геологические модели строения нефтяных ¡алежей, связанных с девонскими грабенообразными прогибами и триразломными блоково-структурными зонами.

4. Даны предложения по усовершенствованию методики подготовки лруктур к глубокому бурению нетрадиционного типа в терригенных сложениях девона.

5. Определены перспективные площади и участки для проведения тервоочередных ГРР с прогнозом количества нефтеносных объектов и эесурсов углеводородов (УВ).

6. Рассчитана ожидаемая геолого-экономическая эффективность юисково-разведочных работ на приоритетных направлениях в ерригенных отложениях девона.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

Выполненная количественная оценка ресурсов и расчеты геолого-кономической эффективности ПРР позволили существенно уточнить >анее имевшиеся представления о промышленной ценности недр Волго-Гокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба, наметить

первоочередные направления для проведения ГРР в их пределах и рекомендовать дополнения к методике геолого-поисковых работ. Результаты исследований нашли практическое использование в работе ОАО «Самаранефтегаз», геофизических, геологических, научно-исследовательских организаций на территории Самарской области («Гипровостокнефть», Волжское отделение ИГиРГИ).

Автор в течение последних пяти лет руководил поисково-разведочными работами и добычей нефти на территории Самарской области, участвовал в разработке и координации производственных и научно-исследовательских планов, принимал непосредственное участие в научных исследованиях, обобщении результатов геологоразведочных работ, внедрении результатов исследований, изложенных в данной работе.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Научное обоснование перспективности основных тектонических элементов и литолого-стратиграфических комплексов пород в Самарской области для дальнейших поисков нефти в палеозойских отложениях, Выделение приоритетных направлений ГРР.

2. Оценка перспективности девонских грабенообразных прогибов Волго-Сокской палеовпадины и блоково-структурных зон Иргизско-Рубежинского прогиба как приоритетных региональных направлений поисков нефти в терригенных отложениях девона.

3. Представления о тектоническом строении ДТП и характере связанных с ними залежей нефти.

4. Геологическое строение площадей и участков для постановки первоочередных ГРР на приоритетных направлениях с прогнозом количества нефтеносных объектов и ресурсов УВ.

5. Геолого-экономическая эффективность ПРР в терригенных отложениях девона.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ Основные положения работы освещены в 13 статьях и во многих фондовых отчетах, докладывались на совещаниях Межведомственной комиссии по рассмотрению планов геологоразведочных работ в г.г.Оренбурге (1994), Самаре (1995, 1997), Москве (1996), Перми (1998).

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ Для выполнения диссертации послужили первичные геолого-геофизические данные, собранные и обработанные автором с 1981 г по более чем 1500 поисково-разведочным и эксплуатационным скважинам. Использовано около 2000 пог.км сейсмических профилей. При региональных и детальных геологических построениях проанализированы фондовые отчеты и опубликованная научная литература 122 наименований. На этом общем основании составлено 10 карт М 1:500 000, 20 геологических профилей, схемы корреляции и другие графические приложения, иллюстрирующие текст работы.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет 180 страниц машинописного текста, из них 14 таблиц, 29 рисунков. Список литературы состоит из 122 наименований.

Работа выполнена в ОАО «Самаранефтегаз».

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю академику РАЕН, доктору г.-м.н., профессору Э.М.Халимову, сотрудникам ВО ИГиРГИ и СГТУ, оказавшим содействие н помощь при сборе материала и выполнении диссертации (В.Н.Андрееву,

Е.Я.Суровикову, В.А.Полякову, В.И.Тюрину, К.Б.Аширову, В.В.Корягину и др.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе I - «Самарская область - регион высокой степени изученности недр геологоразведочными работами» - дана характеристика общей изученности области геолого-поисковыми работами и поисково-разведочным бурением, оценка разведанности ресурсов нефти. Показано, что за всю историю развития ГРР территория области была охвачена всеми возможными видами региональных и геолого-поисковых работ, но с разной степенью плотности наблюдений и детальностью на различных тектонических элементах. К ним относятся геологическая, структурно-геологическая, аэромагнитная и геохимическая съемки, электро-радио-гравиразведка, геоморфологические исследования, структурное бурение и сейсморазведка. К наименее изученным относятся вершина Жигулевско-Пугачевского свода, юго-западный склон Южно-Татарского свода, Ставропольская депрессия и отдельные участки на других тектонических элементах.

Методами подготовки объектов для глубокого поискового бурения являются структурное бурение и сейсморазведка.

Подготовка объектов структурным бурением практически возможна на всей территории области, за исключением юго-восточной части Бузулукской впадины. Средняя плотность структурного бурения составляет 148 м/км2 при колебаниях от 81 м/км2 в Мелекесской впадине до 251 м/км2 на Южно-Татарском своде. Все крупнейшие месторождения области были открыты по данным структурного бурения, что объясняется их рас- положением на четко выраженных тектонических валах с высокой степенью соответствия структурных планов по всему разрезу.

В настоящее время основным методом подготовки структур является сейсморазведка. За 42 года использования этого метода отработано 128

тыс.км сейсмопрофилей со средней плотностью 2,4 пог.км/км2. Наименее изучены сейсморазведкой Южно-Татарский и Жигулевско-Пугачевский своды, что связано с более сложными сейсмогеологическими условиями в их пределах. За весь период этим методом в области было подготовлено 452 поднятия, в фонде выявленных находятся около 150 единиц.

Возможности для дальнейших поисков локальных поднятий в регионе далеко еще не исчерпаны. По данным ВО ИГиРГИ, пока что подготовлено и выявлено разными методами около 28 % от общего (эталонного) количества структур. Поэтому перспективы для продолжения геолого-поисковых работ остаются высокими.

Значительными темпами проводится также глубокое поисково-разведочное бурение. На 1.01.98 г. В области было пробурено 4080 глубоких скважин с объемом бурения 9,4 млн.м. В результате изученность территории составляет 175 м/км2 (13 км2/скв). Максимальной изученностью характеризуются Жигулевско-Самаркинская и Кулешовская системы валов в Бузулукской впадине, наиболее низкой (менее 10 м/км2) -Ставропольская депрессия в Мелекесской впадине. Основное количество скважин глубиной свыше 3000 м сосредоточено в Бузулукской впадине. В то же время отдельные территории и нижние части разреза изучены явно недостаточно, что создает благоприятные возможности для продолжения ПРБ в регионе.

В соответствии со степенью изученности, плотностью nivGoKoro бурения находится и разведанность начальных суммарных ресурсов УВ области (НСР), которая изменяется от 86-80 % (Сокская седловина, Бузулукская впадина) до 39 % (Мелекесская впадина). Из структурных зон наиболее изученными являются Жигулевско-Самаркинская, Кулешовская и Большекинельская системы валов (свыше 90 %). Слабо изучены Борская депрессия и юго-западный борт в Бузулукской впадине, юго-восточный склон Жигулевско-Пугачевского свода, юго-западный склон Южно-

Татарского свода (менее 35 %) и, особенно, Ставропольская депрессш Мелекесской впадины (0,4 %). Все они представляют значительный резерв для дальнейшего поиска новых запасов.

Несмотря на кажущуюся общую высокую степень разведаннсста ресурсов и запасов нефти, в регионе имеется все еще значительный резерв неразведанных ресурсов (кат.С3+Д1) - 436 млн.т (на 1.01.1998 г.). Предполагается, что его основной объем связан с мелкими месторождениями. В связи с этим большое значение приобретает решение задачи по выделению наиболее перспективных направлений работ с высокой плотностью неразведанных ресурсов, позволяющих обеспечить максимальную эффективность ПРБ. Одним из таких направлений являются, как показано ниже, терригенные отложения девона в малоизученных частях Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба.

Имеющиеся благоприятные возможности по успешному переводу неразведанных ресурсов в регионе в промышленные запасы подтверждаются сохраняющейся высокой геологической эффективностью ПРР, осуществляемых АО «Самаранефтегаз». Так общая эффективность поисков нефти за период 1936-1997 гг. (с учетом всех источников прироста запасов) составляет 142 т/м, а за 1997-98 гг. - 145 т/м, что несколько выше средних величин по Волго-Уральской провинции.

В главе И- «Геологическое строение региона и его особенности» -приводится характеристика стратиграфии, литологии, тектоники региона. Рассмотрены литолого-стратиграфические комплексы пород, с которыми связаны скопления нефти и газа. Дано краткое описание выделенных в разрезе коллекторов и покрышек. Детально рассматривается геологическое строение девонских терригенных отложений, как первого продуктивного комплекса осадочной толщи, являющегося предметом специального рассмотрения в диссертационной работе.

В палеозойских отложениях выделяется 8 литолого-стратиграфических комплексов пород: девонский терригенный (I), верхнедевонско-турнейский карбонатный (II), нижнекаменноугольный терригенный (III), нижне-среднекаменноугольный (окско-башкирский) карбонатный (IV), среднекаменноугольный (верейский), карбонатно-терригенный (V), средне-верхнекаменноугольный (каширско-гжельский) карбонатный (VI), нижнепермский карбонатный (VII) и верхнепермский карбонатно-терригенный (VIII). Все комплексы по соотношению в них пористых (трещиноватых) и плотных пород образуют различной емкости резервуары, заполненные водой и нефтью (газом). Всего в них выделяется до 60 продуктивных пластов.

По литологическому составу породы-коллекторы подразделяются на две группы - терригенные (в основном песчаники, реже алевролиты) и карбонатные (известняки, реже доломиты). В первых залежи пластовые с поровым типом коллекторов, во вторых - преимущественно массивные поровые и трещинно-поровые.

Среди терригенных коллекторов наиболее выдержанными по площади являются пласты Д1 и ДИ пашийского горизонта и пласт Б2 (С1) бобриковского горизонта. Из карбонатных пород наибольшее значение имеет пласт А4 башкирского яруса.

Коллекторские свойства терригенных отложений (пористость, проницаемость, эффективная мощность) контролируются палеогеографическими и палеотектонкческими условиями осадконакопления. Наиболее высокими коллекторскими свойствами характеризуются породы, отложенные на склонах сводов, и на вершинах поднятий.

Коллекторские свойства карбонатных отложений верхнего девона и турнейского яруса зависят от процессов выщелачивания и вторичной минерализации в периоды континентальных перерывов, имевших широкое

развитие на древних сводах. Особенно неблагоприятная обстановка в этом отношении сложилась в зоне развития глубоководной доманиковой фации в пределах Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП). Для пласта А4 при формировании коллекторов весьма важную роль сыграли процессы вторичной доломитизации пород. В целом карбонаты обладают высокой степенью литологической неоднородности.

Покрышками пластов-коллекторов служат непроницаемые породы глинистого; глинисто-карбонатного и карбонатно-сульфатного состава. Распространение покрышек не отличается большим постоянством. Регионально выдержанными являются экраны над основными продуктивными пластами - Д1, В|, Б2(С1), А4, КС и в меньшей степени -ДШ',Дк', 02,А,.

Экранирующие свойства глинистых покрышек зависят не только от их мощности, но и от состава глинистых минералов. В этом отношении наиболее высоким качеством обладают покрышки над пластами Д1 и А4.

В формировании тектоники осадочного чехла решающую роль сыграл кристаллический фундамент, сложенный высоко метаморфизированными магматическими и осадочными породами архея и нижнего протерозоя. Фундамент разбит многочисленными разломами на блоки различной формы и размера. Превалируют ортогональная и диагональная системы нарушений. Преобладающая их часть по времени заложения - древняя, архейско-протерозойская. К ним приурочены участки внедрения ультроосновных и основных интрузий, проявления гранитизации.

В течение длительной истории геологического развития разрывные нарушения фундамента неоднократно активизировались, о чем говорят внедрения рифейских диабазов, развитие зон катаклаза и гидротермальной переработки пород, проявление девонской эффузивной деятельности и др.

Движение блоков по разломам прямо или косвенно влияют на образование тектонических структур осадочного чехла. К приподнятым

краям блоков приурочены все линейные сквозные валы и погребенные горстовидные валы на бортах девонских грабенообразных прогибов (ДГП). Движениями по разломам разных систем объясняется образование куполовидных поднятий с выступом фундамента в ядре, четковидное расположение локальных структур в пределах валов и вдольосевая миграция их сводов по различным горизонтам осадочной толщи, а также ступенчатое погружение валов и т.п.

Установлен целый ряд признаков проявления разломной тектоники и тектонических движений пород по разломам (крутое падение пород, повторение горизонтов в разрезе, развитие трещиноватости в породах, появление вулканических внедрений среди осадочных отложений, наличие линейных магнитных и гравитационных аномалий и т.д.).

По тектоническому районированию осадочного чехла Самарская область относится к Волжско-Камской антеклизе Русской плиты ВосточноЕвропейской платформы. Платформенный режим развития антеклизы создал в палеозойских отложениях систему сопряженных тектонических элементов I порядка, к числу которых относятся Жигулевско-Пугачевский, Южно-Татарский своды, Мелекесская, Бузулукская впадины и Сокская седловина (Р.О.Хачатрян, В.И.Громека и др., ИГиРГИ, 1983). Выделение этих крупных структурных элементов сыграло важную роль как генеральных направлений ГРР на нефть и газ в долгосрочном планировании. Для текущего планирования весьма важное значение имеют структурные элементы II порядка, контролирующие отдельные месторождения и залежи УВ.

Большая часть открытых в области залежей, в том числе крупных, связана с локальными структурами тектонического, седиментационно-тектонического (тектоно-седиментационного) и седиментационного типов. Группа сквозных тектонических структур связана в основном с приразломными валами, которые в настоящее время достаточно хорошо

изучены. Среди седиментационого типа локальных структур наиболее важную группу образуют небольшие биогермные (рифогенные) формы, связанные с верхнефранско-турнейскими (Камско-Кинельская система прогибов) и нижнепермскими отложениями. Сюда же относятся мелкие формы, образовавшиеся в результате неравномерного уплотнения пород, а также захоронения денудационных (эрозионных) останцов пород, приуроченных к поверхностям перерывов в осадконакоплении.

Детальному изучению геологии и нефтегазоносности непосредственно девонских отложений в Среднем Поволжье посвящены работы многих исследователей (К.Б.Аширова, В.А.Лобова, А.И.Ляшенко, Л.З.Егоровой, С.И.Новожиловой, Е.Г.Семеновой, Г.Э.Алексеевой, П.Г.Трушкина, Р.О.Хачатряна, Л.Н.Розанова, В.Д.Голодовкина, С.В.Санарова, Г.Н.Чирука, Е.Я.Суровикова, В.Н.Андреева, Л.Л.Казьмина, Г.И.Алексеева, Н.В.Чечиной, А.И.Чистовского, В.А.Полякова, М.В.Шурунова, А.А.Горелова, Н.А.Копровой, С.Я.Вайнбаума, М.И.Зайдельсона, С.С.Коноваленко и др.). По мере возрастания объемов выполненных ГРР и применения новых модификаций геофизических работ, стало выявляться более сложное, чем это представлялось на ранних этапах исследований, строение этой толщи.

Обнаружилось проникновение разрывных нарушений фундамента в девонские осадочные породы, о чем говорит развитие в них катаклаза и гидротермальной переработки, появление эпигенных минералов, проявление эффузивной деятельности, а также прямая фиксация дизъюнктивов по данным сейсморазведки и глубокого бурения. Наличие четко выраженных разрывных нарушений устанавливается во всем разрезе терригенных отложений девона в зонах девонских грабенообразных прогибов (ДГП), имеющих широкое распространение на территории области. Важную структурообразующую роль они играют в зонах

приразломных валов Жигулевско-Самаркинской, Сокско-Шешминской, Больше-Кинельской, Кулешовской линейных дислокаций.

Выявлены зоны заливообразного выклинивания девонских терригенных пластов-коллекторов в западном направлении. Были обнаружены девонские погребенные Волго-Сокская палеовпадина и Иргизско-Рубежинский мегапрогиб. Последние являются новыми перспективными направлениями поисков нефти в Самарской области, в связи с чем рассмотрены в диссертации более детально.

В главе III - «Нефтегазоносность разреза» - приводятся общие закономерности размещения залежей УВ на территории области, показана их основная характеристика и физико-химические свойства флюидов.

На Бузулукскую впадину приходится 58 % всех открытых месторождений. Наибольшее число залежей связано с терригенными коллекторами I и III литолого-стратиграфических комплексов пород (53 %). Соответствующим образом распределяются и суммарные начальные ресурсы УВ области. Существенное влияние на размещение зон нефтегазонакопления оказало тектоническое развитие региона, определившее особенности региональной структуры продуктивных комплексов, распределение в них коллекторов и покрышек по площади, образование различных морфогенетических типов ловушек. Проанализирована степень воздействия этих факторов на каждый из восьми комплексов пород.

В целом весь геологический разрез палеозоя в области перспективен для продолжения поисков залежей УВ. Стратиграфический диапазон продуктивности в нем уменьшается снизу вверх. Основное число залежей приурочено к терригенным коллекторам, а основные ресурсы сосредоточены в Бузулукской впадине. Месторождения с наибольшими запасами связаны с высокоамплитудными линейными структурными

зонами Жигулевско-Самаркинской, Сокско-Шешминской, Кулешовской и Болыиеюшельской дислокаций.

Нефтяные залежи слабо, дифференцированы по таким показателям, как площадь, эффективная толщина пластов, высота, пористость коллекторов. Более заметны различия между ними по проницаемости и особенно по проводимости коллекторов, что важно учитывать при составлении технологических схем разработки месторождений.

Качественные параметры открываемых залежей на соответствующих тектонических элементах хорошо сопоставляются с известными месторождениями, что позволяет осуществлять прогноз при планировании поисково-разведочных работ. Для поисков залежей нефти более предпочтительными являются западная часть Бузулукской впадины и восточная часть Жигулевско-Пугачевского свода, а из комплексов пород -терригенные отложения девона.

Важной задачей по активизации поисков нефти в I комплексе является вовлечение в освоение таких крупных зон нефтегазонакопления как Волго-Сокская палеовпадина и Иргизско-Рубежинский прогиб.

В главе IV - «Особенности геологического строения девонских грабенообразных прогибов Волго-Сокской палеовпадины и Камелик-Чаганской блоково-структурной зоны Иргизско- Рубежинского прогиба» -рассматриваются перспективы поисков нефти в I терригенном комплексе девона в ловушках сложноэкранированного типа.

Волго-Сокская палеовпадина занимает значительную часть территории Самарской области (22 тыс.км2). Вытянутая с ЮЗ на СВ, она выделяется как зона увеличенной мощности терригенных отложений таманского возраста. В палеотектоничеком плане она представляет грабенообразную котловину, возникшую в результате опускания дна по разломам е фундаменте в эйфельско-нижнефранское время.

Основными объектами ГРР в Волго-Сокской палеовпадине служат многочисленные девонские микрограбены, которые участвуют в образовании залежей нефти как непосредственно (экранирующий фактор), так и косвенно, определяя формирование сопряженных с ними горстовидных валов и тектонических локальных поднятий на бортах (структурообразующий фактор).

На составленной карте распространения зон девонских грабенообраз-ных прогибов Волго-Сокской палеовпадины М 1:200 ООО выделено более тридцати структурных зон, многие из которых показаны впервые. Обращает внимание большая протяженность отдельных ДТП (до 100 км и более) при средней ширине 1-2 км и глубине 50-150 м. Генеральное простирание СВ-ЮЗ, на севере меридиональное. Время возникновения живетско-тиманское, пашийско-тиманское, таманское. Типичным является резкое увеличение мощности отложений таманского горизонта, которые часто залегают на размытой поверхности пашийских слоев. По происхождению ДГП относятся к эрозионно-тектоническому типу. Они развивались в режиме непрерывно-прерывистого опускания (сквозные) или опускания-подъема фундамента (погребенные). В наиболее древних и глубоких прогибах происходила инверсия движений. Разломно-тектоническая природа ДГП с развитием на крыльях нескольких разрывных нарушений в фундаменте и терригенной толще девона фиксируется по таким признакам, как крутой наклон бортов по данным глубокого бурения (50-70°), по появлению магматических пород, по данным сейсморазведки, аэромагнитной съемки и дистанционных исследований.

Борта ДГП осложняются резко выраженными по амплитуде локальными выступами фундамента и структурами их облекания в осадочной толще, группирующимися по простиранию в сопряженные зоны девонских горстовидных валов (ДГВ).

По данным глубокого бурения и сейсморазведки выделены Сидоровско-Желябовский и Екатериновско-Карагайский ДТП.

Сидоровско-Желябовский ДТП расположен на западном борту Бузулукской впадины и уверенно трассируется на протяжении 140 км. Прогнозируется дальнейшее его развитие к югу - в сторону Солоцкого месторождения и на север, где он пересекает вершину Татарского свода.

Обращает внимание хорошая корреляция простирания ДТП и внутреннего борта Волго-Сокского палеопрогиба. Скважинами грабен пересечен на семи площадях, на которых открыты залежи нефти в терригешых отложениях девона (Сидоровская, Берендеевская, Малышевская, Зареченская, Зап.Коммунарская, Чаганская, Бариновская). Во многих местах он картируется сейсморазведкой, где на его бортах намечается целый ряд перспективных для ГРР как новых, так подлежащих пересмотру ранее опоискованных локальных поднятий.

Весьма характерным является строение и особенности нефтегазоносности прогиба на Сидоровской площади, где грабен был установлен впервые. Мощность тиманского горизонта в центральной части достигает 132 м против 50 метров на бортах. Он полностью компенсирует прогиб и в вышележащих отложениях не проявляется. Формирование нефтяных залежей происходило в литологически экранированных песчаных пластах До и Дк тиманского и Д1 и ДП пашийского горизонтов. По данным бурения аналогичным строением характеризуются и остальные месторождения. Западно-Коммунарское, Чаганское и Зареченское месторождения открыты в последние годы и разведочные работы на них продолжаются. В полосе Смдоровско-Желябовского ДТП прогнозируется открытие не менее 10 месторождений нефти, аналогичных Берендеевскому, Чаганскому и др.

Екатериновско-Карагайский ДТП протяженностью более 200 км расположен в 20-30 км западнее предыдущего, параллелен ему и имеет

аналогичное геологическое строение. Бурением выявлен на Ново-Запрудненском месторождении, где скважинами установлена аномальная мощность таманского горизонта. Скважинами грабен пересечен на Богородской, Ново-Запрудненской, Криволукской, Кудиновской, Тверской, Карагайской и др.площадях.

Наиболее значительным открытием последних лет в пределах этого прогиба является Кудиновское месторождение с промышленными запасами более 17 млн.т. Зона Екатериновско-Карагайского ДТП остается перспективным направлением для дальнейших ГРР.

Зоны девонских грабенообразных прогибов представляют важное направление ГРР в области на нефть в девоне (нижнем карбоне). С этой целью рекомендуется продолжать поисково-разведочные работы в пределах Волго-Сокской палеовпадины, охватив ими изученные и слабоизученные участки выделяемых зон ДТП СВ-ЮЗ простирания. Картированию подлежат сами прогибы, их борта и прибортовые зоны возможных горстовидных валов. Особое внимание следует уделять восточным элементам: борту и валу с восточной стороны. Более крупные месторождения следует искать в узлах пересечения прогибов северовосточного простирания с северо-западными.

Вторым важным направлением ГРР в терригенных отложениях девона является Иргизско-Рубежинский прогиб, расположенный на юго-востоке области. Прогиб по своей природе имеет много общего с Волго-Сокской палеовпадиной, но отличается более ранним временем заложения. Он имеет вид широко вытянутой синклинали, протягивающейся с запада на восток от Рязано-Саратовского авлакогена до Предуральского прогиба. Судя по наличию в нем местами верхнепротерозойских отложений (Клинцовский выступ и др.), он представляет северную ветвь Рязано-Саратовского авлакогена. Подтверждением этого служит также присутствие в нем нижнедевонских отложений (койвенский горизонт) и

широкое распространение бийско-афонинских среднедевонских отложений толщиной до 300 м, содержащих высокопродуктивные залежи УВ. Максимальная мощность додевонского комплекса, почти полностью размытого в предверхнефранское время, и девонского карбонатно-терригенного комплекса пород оценивается в прогибе в 1800-2000 м с резким сокращением мощностей на осложняющих его внутренних выступах фундамента Камелик-Чаганской структурной зоны и на юге в зоне Карповско-Карачаганского мегавала. Мощность отложений I комплекса достигает 600 м.

На структурной карте по кровле афонинского горизонта прогиб характеризуется симметричным строением на Жигулевко-Пугачевском своде и резко асимметричным в Бузулукской впадине. Протяженность его составляет 150 км, ширина изменяется от 40 км на западе до 90 км на востоке, соответственно амплитуда северного крыла - от 200-300 м до 1500-2000 м, южного от 1000 м до 200-500 м. Ось наклонена с запада на восток (градиент 14 м/км) при ширине осевой зоны 15-25 км.

В Самарской области Иргизско-Рубежинский прогиб (ИРП) представлен в основном своим пологим северным крылом и небольшим участком осевой зоны.

Важной особенностью строения ИРП является сильная раздробленность терригенной толщи девона разломами, уверенно картируемыми сейсморазведкой по кровле афонинского отражающего горизонта. Разломы и ограниченные ими блоки имеют преимущественно субширотное простирание, совпадающее с бортом Прикаспийской синеклизы. Амплитуда их возрастает в восточном направлении от 500-700 м до 1200 м на территории Оренбургской области. Большое распространение имеют разломы амплитудой 50-100 м. В плане все они линейно-прерывистой формы, переходят местами во флексурообразные изгибы слоев. Их протяженность составляет от 10-30 км до 100 км.

Перспективы нефтегазоносности ИРП в пределах Оренбургской, Самарской и Саратовской областей связаны преимущественно с I литолого-стратиграфическим комплексом пород , а также с III и IV комплексами. Признаки нефти и газа отмечаются по всему геологическому разрезу до нижней перми включительно. В I комплексе з настоящее время открыто свыше 30 залежей углеводородов, из них 75 % нефтяных, 15 % газонефтяных и 10% газоконденсатных. Залежи приурочены к афонинским карбонатным отложениям (пласт ДУ), карбонатно-терригенным отложениям во-робьевского (Д1У) и ардатовского (Д1Н) горизонтов. Продуктивные пласты относятся преимущественно к среднеемким (пористость 10-15%, проницаемость 0,001-0,010 мкм2 и до 0,017-0,053 мкм2).

Нефть в залежах I комплекса пород имеет значительные отличия от известных нефтей Урало-Поволжья. Она очень легкая, зысокогазо-насыщенная, маловязкая, малосернистая, нафтеново-метанового состава. Газ в основном метановый, сероводород отсутствует, гелий промышленного содержания.

Основные структурные зоны Камелик-Чаганской дислокации продолжаются из Оренбургской в Самарскую область, с постепенным уменьшением амплитуды структур от 100-150 м до 40-60 м.

В Самарской области поисково-разведочные работы в пределах Иргизско-Рубежинского прогиба проводятся на Северо-Флерсвском и Куцебовском месторождениях. Наибольший интерес представляет Куцебовское месторождение, на котором проведена пространственная сейсморазведка и пробурено 2 поисковых скважины. Выполненный объем исследований позволяет оценивать это месторождение как неординарное открытие для юга Самарской области.

Первоочередной задачей геолого-поисковых работ является создание фонда надежно подготовленных к поисковому бурению локальных поднятий.

Неудачи прошлых лет диктуют необходимость повышения эффективности сейсмических исследований за счет применения многоканальных сейсмостанций, уплотнения систем полевых наблюдений, использования методики определения средних и пластовых скоростей по данным ОГТ, проведения пространственной сейсморазведки.

В главе V - «Перспективы нефтегазоносности Самарского Поволжья» показано, что несмотря на высокую разведанность начальных ресурсов УВ, основные тектонические элементы продолжают сохранять все еще значительные резервы для продолжения поисково-разведочных работ в области. Это позволяет поддерживать на их базе относительно стабильный уровень добычи нефти на протяжении 25-30 лет. Базисными горизонтами бурения и прироста промышленных запасов являются I и III комплексы пород. Основными объектами поисков новых месторождений на ближайшие годы будут служить не только традиционные структурные, но и сложнопостроенные структурно-литологические ловушки.

Бузулукская впадина обладает наиболее высокими перспективами поисков нефти в области. Она концентрирует в своих недрах основные разведанные запасы и неразведанные ресурсы при сравнительно высокой их удельной плотности. Продуктивными в ней являются восемь литолого-стратиграфических комплексов пород палеозоя. Нефть в основном легкая и средней плотности, газонасыщенная. Имеются залежи свободного газа (газоконденсата). Большая часть разведанных ресурсов сосредоточена в I и III терригенных комплексах пород. Из тектонических элементов наибольшей перспективностью характеризуется южная часть впадины (юго-западный борт), где сосредоточено 53 % ресурсов нефти.

Основными направлениями ГРР во впадине следует считать следующие зоны нефтегазонакопления: восточный борт девонской Волго-Сокской палеовпадины, юго-западный борт верхнедевонско-

нижнекаменноугольного Мухановско-Ероховского прогиба ККСП, северный борт девонского Иргизско-Рубежинского прогиба.

Первая из этих зон (ВСП) охватывает западную краевую часть Бузулукской впадины и протягивается широкой полосой (40-50 х 150 км) вдоль ее границы с Жигулевско-Пугачевским сводом и далее вплоть до Сокской седловины. Ее перспективы определяются повышенной тектонической дислсцированностью в связи с развитием системы девонских грабенообразных прогибов (ДТП) северо-восточного простирания и сопряженных с ними горстовидных валов (ДГВ), связанных с формированием Волго-Сокской палеовпадины. ГРР здесь должны быть направлены на подготовку структур в отложениях девона и карбона.

Перспективная зона юго-западного борта Муханово-Ероховского прогиба ККСП является объектом интенсивных ГРР. Особенно крупные нефтяные месторождения, связанные с биогермными структурами верхнефранско-турнейского возраста, открыты в ее пределах на пересечении с Кулешовской дислокацией.

Слабо изученными остаются северо-западный и, особенно, юго-восточный участки зоны. Наиболее перспективным является так называемый внешний верхнефранско-фаменский борт прогиба, где следует продолжать геологоразведочные работы.

Третья зона нефтегазонакопления на северном борту девонского Иргизско-Рубежинского прогиба наметилась сравнительно недавно в сеязи с открытием нефтяных и газоконденсатных месторождений в пределах Камелик-Чаганской дислокации в Оренбургской области. Установлено, что она пересекает юго-восточную оконечность Самарской области. Ожидается, что с ней связано развитие в отложениях девона (нижнего карбона) высокоамплитудных приразломных блоково-структурных зон и локальных поднятий с выступом кристаллического фундамента в ядре, с залежами УВ структурного и дизъюнктивно-экранированного типа. Зона

относится к числу слабо изученных районов области в связи с большой глубиной залегания подошвы осадочного чехла (более 4500 м), где необходимо в первую очередь повышать надежность подготовки локальных структур к бурению на базе сейсморазведки.

Помимо отмеченных направлений ГРР, в Бузулукской впадине имеются и другие перспективные территории для проведения поисковых работ.

На Южно-Татарском своде, где по оценке сосредоточено 17 % неразведанных извлекаемых ресурсов нефти по области, наибольшее значение дня концентрации ГРР имеет юго-западный склон, а в его пределах северные участки Горбуновской и Шелашниковской структурных зон II порядка (Канашский выступ фундамента), обладающие высокой продуктивностью в аналогичных геологических условиях Татарстана

(I комплекс пород). Для поисков месторождений в девонских, нижне- и среднекаменноугольных отложениях перспективными являются прежде всего прибортовые зоны девонских грабенообразных прогибов, имеющих здесь субмеридиональное простирание.

На территории развития Сокско-Шешминской системы валов в центральной части свода объектами поисков и подготовки локальных поднятий должны служить слабо изученные участки валов, в частности, Байтуганского, Каргалинского, Серноводского и др. (II, III, IV комплексы).

Слабо изученными остаются также территории Больше-Кинельской системы валов (к северу от Больше-Кинельского вала) и прибортовые зоны северо-восточного борта Муханово-Ероховского прогиба ККСП.

В Мелекесской впадине наиболее перспективным является ее юго-восточный борт. В этом районе выявляемые месторождения в карбоне Усть-Черемшанского прогиба ККСП небольшие по размерам и запасам. Принципиальное значение имеет открытие в последнее время девонских

залежей (Булатовское, Зап.Казаковское, Юганское месторождения) в осевой части Усть-Черемшанского прогиба и на сопредельной территории Ульяновской области. Поэтому основной задачей во впадине следует считать продолжение поисков девонских месторождений, которые связаны с локальными поднятиями, контролируемыми выступами фундамента и горстовидными валами, сопряженными с ДГП. Структуры относятся к эрозионно-тектоническому типу с резким уменьшением мощности терригенных отложений девона на своде, вплоть до полного их отсутствия.

Сокская седловина представляет собой хорошо изученный район области. Основными зонами нефтегазонакопления являются Сокско-Шешминская и Жигулевско-Самаркинская система валов. Продуктивность связана с 1-У комплексами пород. К перспективным направлениям геологопоисковых работ относятся слабо изученные площади в пределах предполагаемого Никитинского вала и Раковской горстообразной зоны. Новым направлением являются поиски девонских месторождений, связанных с намечаемыми зонами ДГП Волго-Сокской палеовпадины.

Жнгулевско-Пугачевскнн свод относится к самым старым нефтяным районам области. Перспективными направлениями ГРР на своде являются Самарская пглеовершина, Безенчукская вершина и особенно юго-восточный склон, примыкающий к Бузулукской впадине, где основными объектами поисков служат зоны девонских грабенообразных прогибов Волго-Сокской палеовпадины.

Резервы поисков новых месторождений в области не ограничиваются перечисленными направлениями ГРР. Ряд направлений связан с литологически и стратиграфичеки экранироваными песчаными пластами в зонах регионального выклинивания и фациального замещения терригенных отложений девона и нижнего карбона; клиноформами на бортах прогибов ККСП; с седиментационным окским плато в южной части Бузулукской впадины.

В главе VI - «Методика геолого-поисковых работ и глубокого поисково-разведочного бурения в зонах развития ДТП и блоково-структурных зонах» - показаны особенности поисков новых нефтяных месторождений в терригенных отложениях девона в пределах Волго-Сокской паловпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба. Используемый комплекс работ включает сейсморазведку и поисковое бурение.

Сейсморазведка является основным эффективным методом выявления девонских грабенообразных прогибов и блоково-структурных зон на стадии геолого-поисковых работ. С этой целью необходимо охватить ею слабо изученные участки ДГП в Волго-Сокской палеовпадине и выделенные приразломные зоны поднятий в Иргизско-Рубежинском прогибе. При поисках ДГП особое внимание необходимо уделять восточным элементам микрограбенов - борту и валу с восточной стороны. Более крупные месторождения возможны в узлах пересечения прогибов северо-восточного простирания с северо-западным.

Рекомендуемая методика сейсморазведки 2Д включает ряд требований в области полевых наблюдений цифровой обработки и интерпретации материалов (увеличение плотности наблюдений, более мощное группирование сейсмоприемников и др.). Обязательным условием является обеспечение уверенного прослеживания отражений о г горизонтов девона. На стадии детального изучения объектов целесообразно использование сейсморазведки ЗД. Особенно это касается трассирования дизъюнктивных нарушений в Иргизско-Рубежинском прогибе.

На этапе поискового бурения обязательным является заложение второй скважины в зону грабенообразного прогиба для подтверждения его границ и уточнения глубины размыва пашийских отложений.

Поиски тектонически и стратиграфически экранированных ловушек в зоне грабенообразных прогибов рекомендуется осуществлять после детального изучения основных сводовых залежей.

Глава VII - «Геолого-экономическая эффективность поисково-разведочных работ на приоритетных направлениях в терригенных отложениях девона» - посвящена оценке сравнительной экономической рентабельности поисков девонских нефтяных месторождений в Волго-Сокской палеовпадине и Иргизско-Рубежинском прогибе. Показано, что концентрация ПРБ в 1986-1996 в зонах ДТП обеспечила почти вдвое больший удельный прирост запасов нефти по новым месторождениям, чем за их пределами. Это объясняется в первую очередь открытием более крупных залежей. Поисковые работы на юго-востоке области в Иргизско-Рубежинском прогибе, при больших глубинах и ограниченных объемах бурения были выявлены всего четыре месторождения - Иргизское, Кочевненское, Сев.Флеровское и Куцебовское. Экономически рентабельными в этом районе будут месторождения с промышленными запасами не менее 3 млн.т.

По степени перспективности для ГРР Волго-Сокская лалеовпадина разделена на 5 зон: центральную осевую, северо-восточную осевую, южную осевую, западную бортовую и восточную бортовую. В пределах Иргизско-Рубежинского прогиба выделено 4 зоны (осевая, северная внутренняя бортовая, северная внешняя бортовая, южная бортовая). Пс каждой зоне на территории Самарской области дан прогноз ожидаемого для выявления числа локальных объектов, открытия новых месторождений, средних запасов одного месторождения, коэффициента успешности поисков.

Определено, что средние затраты на извлечение 1 тонны нефти в зонах грабзнообразных прогибов в два раза меньше, чем за их пределами.

Таким образом, геологоразведочные работы в зоне развития девонских грабенообразных прогибов имеют более высокую геолого-экономическую эффективность. Концентрация работ на этих направлениях позволяет с большим успехом использовать поисково-

разведочный метраж и экономить финансовые вложения как при открытии месторождений, так и на стадии их разведки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертации сводятся к следующему:

1. Подтверждено, что Самарская область как нефтедобывающий регион Урало-Поволжья прошла пик добычи нефти и находится в зрелой фазе развития. В поисково-разведочном процессе это выражается в переходе к освоению сложнопостроенных залежей, требующих применения более сложной методики для их выявления.

2. Доказано, что основное значение для поисков нетрадиционных сложноэкранированных ловушек нефти на современном этапе представляет девонский терригенный комплекс пород (I), занимающий второе место в области по концентрации НСР и НР нефти и обладающий высоким качеством УВ и коллекторов.

3. Показано, что наиболее перспективными районами поисков нефти в I комплексе пород в настоящее время являются Волго-Сокская палеовпадина и Иргизско-Рубежинский прогиб. Определены границы и основные структурные особенности этих тектонических элементов.

4. Впервые доказано, что главными зонами нефтенакопления в Волго-Сокской палеовпадине служат линейно вытянутые девонские грабенообразные прогибы, сопряженные на бортах с горстовидными валами того же простирания. Составлена схема распространения зон ДТП, выделены участки для постановки первоочередных ГРР. Впервые построены реальные модели нефтяных залежей различного строения. Обобщены и сформулированы основные принципы методики поисковых работ ловушек такого типа.

5. Обосновано, что главным объектом ГРР в Иргизско-Рубежинском прогибе является Камелик-Чаганская система валов. В границах Самарской области впервые выявлены основные структурные элементы этой дислокации. Дана оценка их перспектив нефтегазоносности, выработана тактика и стратегия их изучения.

6. Определено, что геолого-разведочные работы на нефть в зоне развития девонских грабенообразных прогибов Волго-Сокской палеовпадины имеют более высокую геолого-экономическую эффективность, чем за их пределами. В Иргизско-Рубежинском прогибе экономически рентабельны для поисков и разработки будут месторождения с промышленными запасами не менее 3 млн.т.

7. В результате целенаправленных исследований в зонах ДГП Волго-Сокской палеовпадины в последние годы открыты высокопродуктивные Кудиновское, Берендеевское, Чаганское, Зап.Коммунарское, Зареченское месторождения. В Иргизско-Рубежинском прогибе открыты Куцебовское и Северо-Флеровское нефтегазоконденсатные месторождения.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. УДК 553.93.061.4(470.43) Шашель А.Г., Колганов В.И. Прерывистость карбонатных коллекторов башкирского яруса (на примере Ильменев-ского месторождения). Геология нефти и газа. № 9, 1996. (стр.25-29)

2. УДК 551.2:553,98(470.4/.5) Шашель А.Г., Шиповский А.П., Александров A.A. и др. Геодинамика Камелик-Чаганской структурной зоны в девонское время в связи с поисками залежей нефти и газа. Геология нефти и газа, № 10,1997. (стр.26-33)

3. УДК 550.8.02(470.43) Шашель А.Г., Шиповский А.П., Поляков В.А. Роль Волго-Сокской палеовпадины в формировании сложноэкранирован-ных зон нефтенакопления в карбонатно-терригенных отложениях девона

Самарской области. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, № 2, 1998. (стр.7-9).

4. УДК 550.8.02(470.43) Шашель А.Г., Шиповский А.П., Поляков В.А., Суровиков Е.Я. Перспективы поисков нефти и газа в Иргизско-Рубежинском мегапрогибе на юге Самарской области. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, № 1, 1998 г. (стр. 12-15)

5. УДК 553.9:551.243.8 Аширов К.Б., Боргест Т.М., Шашель А.Г. Нужно ли готовиться к встрече с землетрясениями? Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, № 1, 1997. (стр. 19-25)

6. УДК 622.276.1/.4 Аширов К.Б., Боргест Т.М., Шашель А.Г., Колеснев C.B., Шпан В.Я. Опыт вскрытия нефтяных пластов горизонтальными скважинами. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, № 11, 1997. (стр.8-10)

7. УДК 622.276.342 Колганов В.И., Шашель А.Г. Опыт уплотняющего бурения на газовом месторождении Хюготон в США. Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений, № 2, 1997. (стр.48-51)

8. Аширов К.Б., Боргест Т.М., Шашель А.Г. и др. Разломная тектоника как основное условие формирования нефтяных и газовых месторождений. В кн.Новейшая тектоника и ее влияние на формирование, и размещение залежей нефти и газа (Тезисы Международного совещания-семинара, проведенного в Баку 29.09-06.10.1997 г.). (стр.27)

9. Аширов К.Б., Боргест Т.М., Шашель А.Г. и др. О неотектонических критериях оценки перспектив нефтегазоносности. В кн.Новейшая тектоника и ее влияние на формирование и размещение залежей нефти и газа (Тезисы Международного совещания-семинара, проведенного в Баку 29.09-06.10.1997 г.). (стр.30)

10. Боргест Т.М., Аширов К.Б., Шашель А.Г. Причины тектогенеза альпийского горно-складчатого пояса в плане его предшествующего развития и распределения планетарной нефтегазоносности. В кн.Новейшая

тектоника и ее влияние на формирование и размещение залежей нефти и газа (Тезисы Международного совещания-семинара, проведенного в Баку 29.09-06.10.1997 г.). (стр.46-47)

11. Боргест Т.М., Аширов К.Б., Шашель А.Г. О предельных глубинах генерации углеводородов. В кн.Новейшая тектоника и ее влияние на формирование и размещение залежей нефти и газа (Тезисы Международного совещания-семинара, проведенного в Баку 29.0906.10.1997 г.). (стр.48-49)

12. УДК 622.276.1/4.004.58 Шашель А.Г., Колганов В.И. Контроль за разработкой нефтяных залежей с помощью карт остаточных нефтенасьнценных толщин. Нефтяное хозяйство. № 1, 1997. (стр.40-42)

13.A.Shashel and V.KoIganov. Case histories capillary' imbibition effecting on ultimate recovery from fractured - matrix waterfiooded limestones. European Association of Geosientists & Engineers. Leipzig, Germany, 1998.

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Шашель, Александр Григорьевич, Москва

/

МИНИСТЕРСТВО ТОПЛИВА И ЭНЕРГЕТИКИ РФ АКАДЕМИЯ НАУК РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И РАЗРАБОТКИ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

(ИГиРГИ)

На правах рукописи УДК 550.8.02.(470.43)

ШАШЕЛЬ Александр Григорьевич

ОБОСНОВАНИЕ ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА НЕФТЬ И ГАЗ НА СТАДИИ ВЫСОКОЙ РАЗВЕДАННОСТИ РЕСУРСОВ (НА ПРИМЕРЕ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Специальность 04.00.17 - Геология, поиски и разведка нефтяных

и газовых месторождений

Научный руководитель - академик РАЕН,

доктор геолого-минералогических наук, профессор Э.М.Халимов

Официальные оппоненты: А.Н. Золотов - академик РАЕН,

доктор геолого-минералогических наук, профессор А.А. Голов - кандидат геолого-минералогических наук,

Ведущая организация: Самарский государственный технический

университет.

Кафедра геологии и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

ОГЛАВЛЕНИЕ

с.

ВВЕДЕНИЕ.............................................................................................................................6

Глава 1. САМАРСКАЯ ОБЛАСТЬ - РЕГИОН ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ

ИЗУЧЕННОСТИ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМИ РАБОТАМИ..............11

1.1. Изученность геолого-поисковыми работами..........................................................12

1.2. Изученность глубоким поисково-разведочным бурением................20

1.3. Разведанность ресурсов нефти 25

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ РЕГИОНА И ЕГО ОСОБЕННОСТИ...................................................................................................... 34

2.1. Стратиграфия и литология осадочного чехла, литолого-стратиграфические комплексы пород, пласты-коллекторы и покрышки..................................................................................... 34

2.2. Тектоника архейского кристаллического фундамента и осадочного чехла.............................................................................. 41

2.2.1. Структурная поверхность фундамента и признаки раз-ломной тектоники............................................................. 41

2.2.2. Тектоника осадочного чехла............................................. 48

2.3. Геологическое строение терригенных отложений девона как первого продуктивного комплекса осадочной толщи............... 55

Глава 3. НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ РАЗРЕЗА................................................ 68

3.1. Общие закономерности размещения залежей нефти и газа...... 68

3.2. Основная характеристика залежей нефти.................................. 75

3.3. Физико-химические свойства углеводородов............................ 79

Глава 4. ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ДЕВОНСКИХ ГРАБЕНООБРАЗНЫХ ПРОГИБОВ ВОЛГО-СОКСКОЙ ПАЛЕОВПАДИНЫ И КАМЕЛЖ-ЧАГАНСКОЙ БЛОКОВО-СТРУКТУРНОЙ ЗОНЫ ИРГИЗСКаРУБЕЖИНСКОГО ПРОГИБА 85

с.

4.1. Палеотектоника раннедевонского этапа осадконакопления....... 85

4.2. Изученность и признаки ДГП....................................................... 86

4.3. Генетическая связь ДГП с формированием Волго-Сокской палеовпадины................................................................................ 90

4.4. Особенности геологического строения ДГП как объектов поисков и разведки........................................................................ 97

4.5. Особенности геологического строения Камелик-Чаганской блоково-структурной зоны Иргизско-Рубежинского прогиба 119

Глава 5. ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ САМАРСКОГО

ПОВОЛЖЬЯ..................................................................................... 124

5.1. Перспективы нефтегазоносности крупных тектонических элементов........................................................................................... 124

5.2. Значение терригенных отложений девона как перспективного направления ГРР........................................................................ 129

5.3. Перспективы нефтегазоносности девонских грабенообраз-ных прогибов Волго-Сокской палеовпадины............................. 130

5.4. Перспективы нефтегазоносности Камелик-Чаганской блоково-структурной зоны Иргизско-Рубежинского прогиба......... 137

Глава 6. МЕТОДИКА ГЕОЛОГО-ПОИСКОВЫХ РАБОТ И ГЛУБОКОГО БУРЕНИЯ В ЗОНАХ РАЗВИТИЯ ДГП И БЛОКОВО-СТРУК-

ТУРНЫХ ЗОНАХ ............................................................................ 144

Глава 7. ГЕОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ НА ПРИОРИТЕТНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ В ТЕРРИГЕННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ДЕВОНА.... 160

ЗАКЛЮЧЕНИЕ................................................................................................. 165

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................ 171

СПИСОК РИСУНКОВ В ТЕКСТЕ

Номер рисунка Наз в ание Стр.

1 2 3

1. Обзорная карта нефтяных месторождений Самарской области 13

2. Обзорная карта структур Самарской области, проверенных бурением с отрицательными результатами 16

3. Обзорная карта фонда структур Самарской области 17

4. Сводный стратиграфический разрез палеозойских отложений Самарской области 35

5. Карта рельефа поверхности кристаллического фундамента и додевонских отложений Самарской области 43

6. Корреляционная схема терригенных отложений девона (Сызранская-Водинская-Мухановская площади) 61

7. Корреляционная схема терригенных отложений девона (Малороссийская-Ратиборская-Вишневская-Разумов-ская-Зап.Вишневская площади) 62

8. Схема распространения границ выклинивания основных пластов терригенной толщи девона юго-восточной окраины Волжско-Камской антеклизы 71

9. Карта толщин терригенной толщи девона юго-восточной окраины Волго-Камской антеклизы 86

10. Схематическая карта палеотектоники эйфельско-нижнефранского этапа осадконакопления 87

11. Схематическая карта изопахит таманского горизонта Самарской области 91

12. Региональный геологический профиль терригенных отложений девона (Заборовская-Водинская-Муханов-ская-Дунаевская площади) 93

13. Схема разломной тектоники Волго-Сокской палеовпа-дины и Иргизско-Рубежинского прогиба 94

14. Схема тектоники Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба 98

Номер рисунка Название Стр.

1 2 3

15. Типы нефтяных месторождений, связанных с грабенообразными прогибами Волго-Сокской палеовпадины Сидоровское месторождение 101

16. Берендеевское месторождение 104

17. Чаганское месторождение 105

18. Зап.-Коммунарское месторождение 106

19. Ново-Запрудненское месторождение 107

20. Кудиновское месторождение 108

21. Криволукское месторождение 109

22. Мусоркский (Санчелеевский) грабен 115

23. МоделироЁание грабенообразных прогибов 146

24. Трехмерная модель Сидоровского девонского грабено-образного прогиба 147

25. Положение сейсмических профилей, пересекающих Сидоровский грабенообразный прогиб 148

26. Фрагменты временных разрезов Сидоровского грабено-образного прогиба 149

27. Временные разрезы по Санчелеевскому грабенообраз-ному прогибу 150

28. Карта тектоники участка Иргизско-Рубежинского прогиба (Куцебовская площадь) 154

29. Карта по отражающему горизонту «А» Таловринской площади 157

ВВЕДЕНИЕ

За последние годы в Среднем Поволжье появилось много новых геолого-геофизических материалов, анализ и обобщение которых позволяет повысить эффективность геологоразведочных работ (ГРР) на нефть, в частности в Самарской области как нефтедобывающем районе с высокой степенью изученности и освоенности ресурсов.

За истекший период были выявлены новые типы нефтегазовых ловушек, связанные с девонскими грабенообразными прогибами (ДГП), погребенными высокоамплитудными выступами фундамента, с приразломными структурами, с погребенными структурными валами. Наметилась региональная связь распространения микрограбенов и приразломных структур с девонскими Волго-Сокской палеовпадиной и Иргизско-Рубежинским погребенным прогибом. Специфического подхода требует изучение сложной истории формирования пластов-коллекторов в терригенной толще девона, что существенно влияет на методику поисков, разведки и разработки новых месторождений.

В этой связи, проведенные в данной работе исследования по обоснованию приоритетных направлений поисков и разведки нефти в Самарской области, особенно в терригенных отложениях девона, весьма актуальны, т.к. они направлены на укрепление сырьевой базы нефтедобычи. Будучи главным геологом ОАО «Самаранефтегаз», автор не только участвовал в разработке приоритетных направлений, но и осуществлял их непосредственное внедрение в Самарской области, что привело к открытию целого ряда нефтяных месторождений в терригенной толще девона (Зареченского, Берендеевского, Куцебовского, Зап.Коммунарского, Северо-Флеровского, Чаганского и др.).

Целью диссертационной работы является дальнейшее повышение надежности количественного прогноза ресурсов углеводородов, совершенствование текущего и перспективного планирования поисково-разведочных

работ (ПРР) и повышение его эффективности путем решения следующих задач:

1. Сравнительного анализа изученности области геологоразведочными работами.

2. Оценки разведанности ресурсов крупных тектонических элементов и литолого-стратиграфических комплексов пород как базы для поисков новых нефтяных месторождений.

3. Детального анализа геологического строения и нефтеносности терри-генных отложений девона как важного направления поисково-разведочных работ, характеризующегося значительными остаточными неразведанными ресурсами углеводородов (УВ) и высококачественной нефтью в залежах.

4. Детального тектонического анализа и оценки перспектив нефтегазо-носности Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба, контролирующих развитие девонских грабенообразных прогибов и блоково-структурных зон в терригенном комплексе пород.

5. Прогноза зон развития ловушек нетрадиционного типа и разработки методики их поисков в пределах Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба.

6. Геолого-экономического анализа эффективности ПРР на приоритетных направлениях в терригенных отложениях девона.

В результате выполнения диссертационной работы были получены следующие новые научные результаты:

1. Впервые для Самарского Заволжья наиболее полно выделена система девонских грабенообразных прогибов северо-восточного и субмеридионального простирания и обоснована ее генетическая связь с Волго-Сокской палеовпадиной.

2. В пределах Иргизско-Рубежинского прогиба на территории Самарской области выделено и прослежено западное продолжение Камелик-Чаган-ской дислокации, обоснована ее промышленная перспективность.

3. Автором разработаны геологические модели строения нефтяных залежей, связанных с девонскими грабенообразными прогибами и прираз-ломными блоково-структурными зонами, что позволяет повысить эффективность их поисков и разведки.

4. Даны предложения по совершенствованию методики подготовки к глубокому бурению структур нетрадиционного типа в терригенных отложениях девона.

5. Определены перспективные площади и участки для проведения первоочередных ГРР с прогнозом количества нефтеносных объектов и ресурсов УВ.

6. Впервые рассчитана ожидаемая геолого-экономическая эффективность поисково-разведочных работ на приоритетных направлениях в терригенных отложениях девона.

Практическая значимость работы определяется существенным уточнением имевшихся ранее представлений о промышленной ценности недр Волго-Сокской палеовпадины и Иргизско-Рубежинского прогиба, что позволило наметить первоочередные направления для проведения ГРР в их пределах и рекомендовать дополнения к методике геолого-поисковых работ.

Результаты исследований нашли практическое использование в работе ОАО «Самаранефтегаз», геофизических, геологических, научно-исследовательских организаций на территории Самарской области («Гипровосток-нефть», Волжское отделение ИГиРГИ). Автор в течение последних пяти лет руководил поисково-разведочными работами и добычей нефти на территории Самарской области, участвовал в разработке и координации производственных и научно-исследовательских планов, принимал непосред-

ственное участие в научных исследованиях, обобщении результатов ГРР, внедрении результатов исследований, изложенных в данной работе.

В диссертации защищаются следующие положения:

1. Научное обоснование перспективности основных тектонических элементов и литолого-стратиграфических комплексов пород в Самарской области для дальнейших поисков нефти в палеозойских отложениях. Выделение приоритетных направлений ГРР.

2. Оценка перспективности девонских грабенообразных прогибов Волго-Сокской палеовпадины и блоково-структурных зон Иргизско-Рубе-жинского прогиба как приоритетных региональных направлений поисков нефти в терригенных отложениях девона.

3. Представления о глубинном строении ДГП и характере связанных с ними залежей нефти.

4. Геологическое строение площадей и участков для постановки первоочередных ГРР на приоритетных направлениях с прогнозом количества нефтеносных объектов и ресурсов УВ.

5. Геолого-экономическая эффективность ПРР в терригенных отложениях девона.

Фактическим материалом для выполнения диссертации послужили первичные геолого-геофизические данные, собранные и обработанные автором с 1981 г. по более чем 1500 поисково-разведочным и эксплуатационным скважинам. Использовано около 2000 пог. км сейсмических профилей. При региональных и детальных геологических построениях проанализированы фондовые отчеты и опубликованная научная литература 122 наименований. На этом общем основании составлено 10 карт М 1:500 000, 20 геологических профилей, схемы корреляции терригенной толщи девона и другие графические приложения, иллюстрирующие текст работы.

Основные положения работы освещены в 13 статьях и во многих фондовых отчетах, докладывались на совещаниях Межведомственной

комиссии по рассмотрению планов геологоразведочных работ в г, Оренбурге (1994), г. Самаре (1995, 1997), г. Москве (1996), г. Перми (1998).

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы. Общий объем работы составляет страниц машино-

писного текста. Иллюстрации содержат 14 таблиц, 29 рисунков. Список литературы состоит из 122 наименований. Работа выполнена в ОАО «Самаранефтегаз».

Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю академику РАЕН, доктору г.-м.н., профессору Э.М. Халимову, сотрудникам геологического отдела ОАО «Самаранефтегаз», ВО ИГиРГИ и СГТУ, оказавших содействие и помощь при выполнении диссертации: А.П. Шиповскому, В.Н. Андрееву, Е.Я. Суровикову, В.А. Полякову, В.И. Тюрину, К.Б. Аширову, В.В. Корягину и др.

Глава 1. САМАРСКАЯ ОБЛАСТЬ - РЕГИОН ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ ИЗУЧЕННОСТИ НЕДР ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМИ

РАБОТАМИ

Нефтяная промышленность Самарской области прошла пиковый объем добычи нефти (1972 г. - 35,46 млн.т.), максимальных объемов поисково-разведочного бурения (1965 г. - 312,1 тыс.м). В последние годы уровень добычи нефти составлял 22-24 % от пиковой.

За всю историю развития геологоразведочных работ территория Самарской области изучалась практически всеми видами региональных и поисковых работ, но с разной степенью плотности наблюдений и детальностью на различных тектонических элементах.

К наименее изученным относятся вершины Жигулевско-Пугачевского свода, юго-западный склон Южно-Татарского свода территории области, Ставропольская депрессия, отдельные участки на других элементах.

В разные годы и с различной детальностью проводились геологическая, структурно-геологическая, магнитная и геохимическая съемки, электрометрические, радиометрические, гравиметрические работы, дистанционные исследования.

Аэромагнитной съемкой масштаба 1:50 ООО и 1:100 ООО покрыта практически вся область (1980 г.), что дает возможность прогнозировать блоковое строение глубинных частей архейского фундамента.

Проводимые в последние годы с различной детальностью дистанционные исследования позволяют выделить линейные зоны, для части которых установлена четкая связь с разломами фундамента и наличием девонских грабенообразных прогибов в терригенной толще девона; это дает основание использовать эти методы для прогноза новых линейных мобильных зон

Целенаправленные поисковые работы на нефть структурным бурением начались в конце 1920-х - начале 1930-х годов. Первые глубокие скважины были заложены в 1932 г. Опытные сейсморазведочные работы начались в

1946 г, поисковая сейсморазведка MOB стала проводиться с 1956 г, а МОГТ - с начала 1970 г.

К настоящему времени почти вся территория области покрыта поисковыми методами, однако их плотность весьма неравномерна, что дает возможность дальнейшего уточнения геологического строения малоизученных и недоизученных территорий, участков и объектов.

Анализ плотности наблюдений геолого-поисковыми методами и глубоким бурением производится по тектоническим элементам I и II порядков (рис. 1).

На территории области наиболее крупным и перспективным элементом является Бузулукская впадина (около 40 % площади, остальная часть в Оренбургской области). Вторым по значению является юго-западное окончание Южно-Татарского свода (11 % всей площади элемента). Мелекес-ская впадина на территории области заходит своим юго-восточным и южным (Ставропольская депрессия) погружением, составляющим 27 % всей площади элемента. Сокская седловина на 95 % находится на территории области (5 % - в Ульяновской области). Жигулевско-Пугачевский свод заходит на �