Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геологическое строение, обстановки седиментации и нефтегазоносность Месопотамского передового прогиба

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Малеки Бижан

Введение

Глава 1. Геологическое строение Месопотамского передового прогиба

1.1 .Стратиграфия отложений

1.2.Тектоническое строение Месопотамского прогиба и сопредельных районов.

1.3.Основные этапы геологического развития региона.

Глава 2. Литология отложений в составе нефтегазоносных комплексов Месопотамского передового прогиба

Глава 3. Обстановки аккумуляции осадков и фациальная зональность

Глава 4. Нефтегазоносность отложений в районе Месопотамского передового прогиба

Глава 5. Сравнительный анализ геологического строения, обстановок седиментации и нефтегазоносности Месопотамского и Терско-Каспийского передовых прогибов

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геологическое строение, обстановки седиментации и нефтегазоносность Месопотамского передового прогиба"

Актуальность работы. Изучение геологического строения, обстановок седиментации и нефтегазоносности Месопотамского передового прогиба, крупнейшего из входящих в структуру Альпийского складчатого пояса, является актуальной проблемой, так как реконструкция эволюции одного из богатейших на Земле нефтегазоносных бассейнов облегчит поиски новых скоплений нефти и газа в передовых прогибах, находящихся на территории России. Месопотамский передовой прогиб сформировался перед горно-складчатыми сооружениями Загроса после закрытия мезозойского океана Тетис, история которого охватывает обширный отрезок времени от триаса до палеогена. Мощность осадочного чехла в Месопотамском передовом прогибе намного превышает таковую в соседних районах бассейна Персидского залива, что связано с появлением крупных депоцентров аккумуляции осадков, как в период заложения прогиба, так и на поздней стадии его существования, когда основным источником терригенного материала становились растущие горные сооружения Загроса. Сильнейшие сжатия, которым подверглись толщи пород в составе осадочного чехла, сопровождались формированием крупных антиклинальных структур, как правило, вытянутых вдоль осевой части прогиба. Эти структуры стали крупнейшими зонами нефтегазо-наконления, и именно с ними связано большинство скоплений УВ, открытых в Месопотамском передовом прогибе, из которых 12 относятся к гигантским и 4 к супергигантским месторождениям.

Целью работы является выявление основных закономерностей, приведших к формированию богатейших месторождений УВ в районе Месопотамского передового прогиба и на этой основе прогнозирование перспектив открытия новых скоплений нефти и газа в передовых прогибах Альпийско-Гималайского пояса.

Задачи, которые решались в процессе выполнения данной работы, можно определить как следующие:

1. Выделение основных этапов формирования осадочного чехла в Месопотамском передовом прогибе и анализ условий седиментации, существовавших на каждом из этих этапов;

2. Выявление закономерностей изменения вещественного и минерального составов пород и их коллекторских свойств на разных уровнях осадочного чехла.

3. Уточнение обстановок аккумуляции карбонатных пород и эвапоритов в составе осадочно-породных комплексов, которые вмещают крупные скопления нефти и газа в различных частях Месопотамского передового прогиба;

4. Построение литолого-фациальных карт для эпох формирования основных нефтегазоносных комплексов в акватории Персидского залива и наземных частях Месопотамского прогиба;

5. Проведение сравнительного анализа типов коллекторов и флюидоупоров в составе нефтегазоносных комплексов Месопотамского и Терско-Каспийского передовых прогибов и по результатам этого анализа уточнение перспектив открытия новых скоплений нефти и газа.

В основу работы легли не только литературные материалы, но также данные собственных лабораторных исследований автора, в процессе которых было изучено более 30 образцов пород триасового и эоцен-миоценового возраста. Керн, полученный при бурении скважин в различных районах Восточного Предкавказья, был любезно предоставлен в распоряжение диссертанта доцентом кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых Геологического факультета МГУ Н.ШЛндарбиевым.

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем:

1. установлено, что геологическая история изученного региона делится на два основных этапа: а) этап существования в составе древней континентальной окраины океана Тетис и б) этап развития собственно Месопотамского передового прогиба. Первый этап намного продолжительней второго и включает палеозой, мезозой и палеоцен-эоценовое время; второй - олигоцен, миоцен, плиоцен и четвертичное время;

2. построена серия литолого-фациальных карт для эпох формирования основных нефтегазоносных комплексов Месопотамского прогиба и прилегающих районов Аравийской плиты, которые свидетельствуют о широком распространении в позднем палеозое, мезозое и отчасти кайнозое лагунных, приливно-отливных и прибрежно-морских обстановок. Последнее нашло отражение в аккумуляции биоморфных, биокластовых, пеллетовых и оолитовых известняков, а также песков дельтового происхождения, являющихся основными вместилищами для скоплений УВ в этом регионе;

3. получены новые данные о составе и генезисе нижнетриасовых, эоценовых, майкопских и чокрак-караганских отложений, развитых в Терско-Каспийском прогибе и прилегающих районах Восточного Предкавказья. Установлено, что состав песчаников с течением времени здесь менялся от петрокласто-полевошпат-кварцевого в раннем триасе и полевошпат-кварцевого в раннем мелу до чисто кварцевого в среднем и позднем миоцене;

4. показано, что фильтрационно-емкостные свойства терригенных кластических пород в Месопотамском и Терско-Касгшйском прогибах обусловлены первичной пористостью и проницаемостью, тогда как коллекторские свойства известняков определяются их трещиноватостью;

5. подтверждена важнейшая роль эвапоритов в формировании гигантских скоплений нефти и газа в районе Месопотамского прогиба, где они образуют горизонты - экраны на разных уровнях осадочного чехла: позднепермско-раннетриасовом (формация Даштак), позднеюрском (формации Готниа и Хиз) и миоценовом (формация Гашсаран). Диапиризм самых древних, кембрийских солей («Ормузские соли») сыграл роль важного структурообразующего фактора, благодаря которому возникли крупные антиклинальные ловушки, особенно многочисленные в акватории Персидского залива;

Публикации и апробация работы. Основные результаты работы изложены в материалах Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа», проведенной на Геологическом факультете МГУ в 2004 г., а также в тезисах доклада, представленного на Международный симпозиум, состоявшийся в Англии в июне того же года.

Теоретическая и практическая значимость. Проведенные исследования позволили синхронизировать основные тектонические события и процессы седиментации, протекавшие на противоположных окраинах в центральном секторе океана Тетис, а после его закрытия в зонах крупнейших тектонических дислокаций, приведших к образованию горно-складчатых комплексов Загрос и Кавказа, а также передовых прогибов перед ним. Различия в тектоническом режиме и климате, которые господствовали в этих регионах на разных этапах их существования, нашли отражение в составе пород-коллекторов и флюидоупоров, образующих одновозрастные нефтегазоносные комплексы в бассейнах Персидского залива и Восточного Предкавказья. Выявленные закономерности помогут реконструировать мезозойскую историю континентальных окраин в центральном секторе океана Тетис и возникших на их месте в третичное время передовых прогибов, что будет способствовать открытию новых скоплений УВ в обоих регионах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 59 наименований; включает 27 иллюстраций. Объем текста - 91 стр.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Малеки Бижан

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Важнейшая роль в формировании гигантских месторождений нефти и газа в районе Месопотамского прогиба принадлежит карбонатным породам, известнякам и доломитам, которые формировались в разнообразных палеогеографических обстановках: лагунных, приливно-отливных, участков прибрежного и внешнего шельфа, и во многих случаях обладают прекрасными фильтрационно-емкостными свойствами. Не менее важно присутствие эвапоритов, которые образуют горизонты — экраны на нескольких уровнях осадочного чехла: позднепермско-раннетриасовом (формация Даштак), рэт-синемюрском, позднеюрском (формации Хиз и Готниа) и миоцен-плиоценовом (формация Гашсаран). Диапиризм самых древних, кембрийских (ормузских) солей сыграл роль структурообразующего фактора, благодаря которому возникли крупные антиклинальные складки, особенно многочисленные в акватории Персидского залива. В Терско-Каспийском прогибе таким фактором были майкопские глины, которые образуют здесь не только многочисленные глиняные диапиры, но и грязевые вулканы.

Коллскторские свойства известняков пермо-триасового, юрского и мелового возраста, развитых в пределах погружающейся в сторону Загроса Аравийской плиты, обусловлены не только первичной, но и вторичной пористостью, возникшей в диа-катагенезе. Подобные же свойства известняков апт-сеноманского и олигоцен-миоценового возраста, вмещающих крупнейшие залежи нефти в Месопотамском передовом прогибе, определяются главным образом трещиноватостью. Пористость упомянутых пород меняется в пределах от 5 до 35%, а проницаемость, главным образом трещинная, может превышать 100 мд. Фильтрационно-емкостные свойства известняков и мергелей верхнего мела и палеогена, в которых были открыты крупные залежи нефти в Терско-Каспийском прогибе, также определяются трещиноватостью. В отличие от карбонатов, коллекторские свойства песчаников и алевролитов чокрака и карагана, также вмещающих скопления УВ, определяются первичной пористостью. Следует отметить, что в разрезе здесь наблюдается увеличение степени зрелости терригенных пород, от петрокласто-кварцевых в триасе до аркозовых в нижнем мелу и кварцевых в миоцене. В Месопотамском передовом прогибе кварцевые разности песчаников появляются уже в палеозое и встречаются на разных уровнях в разрезе.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Малеки Бижан, Москва

1. Геодекян А.А., Забанбарк А., Конюхов А.И. Тектонические и литологические проблемы нефтегазоносности континентальных окраин. М.: «Наука». 1988. 176 с.

2. Геология и нефтегазоносность Предкавказья. Под редакцией В.Е.Орла. М., «ГЕОС» 2001. 212 с.

3. Конюхов И.А. Литология мезозойских отложений Восточного Предкавказья в связи с нефтегазоносностью. \\ В кн. Стратиграфия и литология нефтегазоносных толщ Восточного Предкавказья. Труды КЮГЭ. Л.: «Гостоптех издат», 1959, с.7-400.

4. Конюхов А.И., Крутова Г.И. Глинистые минералы в породах юрской терригенной формации Восточного Предкавказья. «Записки Всесоюзного минералогического общества»», 1970, серия 2, часть 99, с. 103-106.

5. Конюхов А.И. Осадочные формации в зонах перехода от континента к океану. М.: «Недра». 1987. 222 с.

6. Короновский Н.В., Кожевников А.В., Панов Д.И. и др. История геологического развития и формирования структуры центральной части Терско-Каспийского передового прогиба // Геология и полезные ископаемые Большого Кавказа. М.: «Наука». 1987, с. 147-173.

7. Кунин Н.Я., Косова С.С., Медведев Е.Н. Изучение клиноформ Майкопа в Восточном Предкавказье. «Геология нефти и газа». 1987, № 10, с. 18-24.

8. Раббани Ахмад Реза. Источники и условия образования углеводородов в юго-восточном Иране. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геол-мин.наук, М. 2001, 121 с.

9. Сборщиков И.М. Тектоническая эволюция восточной части океана Тетис. М.: «Наука», 1988,205 с.

10. Соборнов К.О. Клиновидные надвиги северо-восточного склона Кавказа.\\ «Советская геология», 1990, № 2, с. 79-87.

11. Теодорович Г.И., Конюхов А.И. Смешанно-слойные минералы в осадочныхпородах, как показатели глубины их катагенетического преобразования. \\ ДАН СССР. 1969. Т. 191, №5, с. 1123-1126.

12. Фролов В.Т. Угленосные дельтовые отложения Восточного Кавказа. В сб. «Дельтовые и мелководно-морские отложения». М., АН СССР, 1963, с. 167-173.

13. Шарафутдинов В. Ф., Шарафутдинов Ф.Г., Магомедов Л.Х. Геология и перспективы нефтегазоносности олигоцен-нижнемиоценовых отложений Дагестана Геолком РД. Махачкала. 1999, 224 с.

14. Яндарбиев Н.Ш. Оценка перспектив нефтегазоносности подсолевых юрскихотложений Терско-Каспийского прогиба. Обзорная информация. М., 1999.

15. Яндарбиев H.III. Историко-геологический анализ перспектив нефтегазоносности глубокопогруженных мезозойских отложений Терского прогиба. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геол.- мин. наук. М., МГУ, 1983

16. Adasani М. The Greater Burgan Field.W 5-th Arab Petrol. Cong., Cairo, 1965, Paper n. 35, p. 11-27.

17. Alavi M. Tectonics of the Zagros orogenic belt of Iran, new data and interpretations.W Tectonophysics. 1994, v .239, p.211-238.

18. Al-Husseini M.I. Origin of the Arabian Plate structures: Amar collision and Najd RFiftW GeoArabia. 2000. v.5, n.4, p.527-542.

19. Ali A.J., Nasser M.E. Faciesanalysis of the lower Cretaceous oil-bearing Zubair Formation in South IraqA\ Modern Geology. 1989, v. 13, p.225-245.

20. Alsharhan A.S., Nairn M.E. Sedimentary basins and petroleum geology of the Middle East. Amsterdam, Elsevier. 1997, 843 p.

21. Bahroudi Abbas. The effect of mechanical characteristics of basal decollement and basement structure on deformation of the Zagros basin \\ Acta universitatis upsaliensis. Uppsala, 2003. 44 p.

22. Baker C., Jackson J., Priestley K. Earthquakes of the Kazerun Line in the Zagros

23. Mountains of Iran: strike-slip faulting within a fold-and-thrust belt.W Geophysical Journal International. 1993, v/115, p. 41-61.

24. Beydoun Z.R. Arabian plate oil and gas: why so rich and so prolific? \\ Episodes, 2003. v. 21, n 2, pp. 74-81.

25. Bellen R.C. van. The stratigraphy of the "Main Limestone" of the Kirkuk and Qara Chuq Dagh structures in North Iraq.W Jour. Inst. Petrol, 1956, v. 42.

26. Berberian M., King G.C. Towards a paleogeography and tectonic evolution of Iran. \\ Can. J. Earth Sci., 1981, v. 18, p. 210-265.

27. Blanc E., Allen M.B., Hassani H. Structural styles in the Zagros Simple Folded Zone, Iran.W Jour. Geol. Soc. London. 2003, n 160, p. 401-412.

28. Bishop R.S. Maturation history of the Lower Paleozoic of the Eastern Arabian platform.W In: Husseini L.M. (ed.). Middle East Petroleum Geosciences

29. Geo 94; Gulf Petrolink, Bahrain. 1995, v.l, p. 180-189.

30. Bordenave M.L., Burwood R. The Albian Kazdhumi formatiom of the Dezful

31. Embayment Iran: one of the most efficient petroleum-generating systems. \\ In: Katz B. (ed.), Petroleum source rocks. Springer-Verlag, 1994. P. 183-208.

32. Bordenave M.L. Gas prospective Areas in the Zagros Domain of Iran and in the Gulf Iranian wayers. \\ AAPG Annual Meeting, 2002. Houston, Texas, p. 1-10.

33. Bordenave M.L. The Middle Cretaceous to Early Miocene petroleum system in the Zagros domain of Iran and its prospect evaluation. \\ AAPG Annual Meeting, Houston, Texas, 2002, p. 1-10.

34. Coleman S.P. Sadd. Fold development in Zagros simply folded belt, Southwest Iran. Bull. AAPG. 1978, v. 62, n 6, p. 984-1003.

35. Geodekyan A.A., Zabanbark A., Konyunov A.I. Geological history and petroleum resources of the continental margins in the central sector of TethysW International ceology review, 1993, v.35, n 10, pp. 17-26.

36. Dunnington H.V. Stratigraphical distribution of oil fields in Iraq-Irab-Arabian basin. \\ Inst.Petrol.Jour., 1967. v.53. p.129-161.

37. Edgell H.S. Proterozoic salt basins of the Persian Gulf area and their role in hydrocarbon generation \\ Precambrian Research. 1991. v.54, p. 1-14.

38. Edgell H.S. Basenent tectonics of Saudi Arabia as related to oil field structures. \\ In: M.J. Rickard et al. (eds.) Basement tectonics, 9, Kluver Academic Publishers, Dordreght. 1992. p. 169-193.

39. Edgell H.S. Significance of reef limestones as oil and gas reservoirs in the Middle East and North Africa. Preprint of the report in the Meeting at the Sydney University, 1997. 25 p.

40. Falkon N.L. Southern Iran: Zagros Mountains.W In Spencer A.M., ed., Mesozoic-Cenozoic orogenic belts. Geol.Soc.London. Sp.Publ. 1974. n 4, p. 199-213.

41. Haynes S., McQuillan H. Evolution of the Zagros suture zone southern Iran \\ Geol.Soc.America. Bull. 1974. v.85., p.739-744.

42. Hessami Kh. Tectonic history and present-day deformation in the Zagros fold-thrust belt. Acta universitatis upsaliensis. Uppsala, 2002. P.13.

43. James G.A., VVynd J.G. Stratigraphic nomrnclature of Iranian Oil Consortium Agreement Area.\\ Bull. AAPG, 1965, v. 49, p. 2182-2245.

44. Kashfi M.S. GreaterPersian Gulf Permian-Triassic stratigraphic nomenclature requires studyA\ Oil and gas Journal. 2000, n. 6, p. 36-44.

45. Kent P.E. Island salt plugs in the Middle East and their tectonic implications. \\ In:1.rche I, O'Brien J. (eds.). Dynamical geology of salt and related structures. 1987. Academic Press, p. 3-38.

46. Koop W.J., Stoneley R. Subsidence history of the Middle East Zagros basin, Permian to recent.W In: Kent P. et al., The evolution of the sedimentary basins, Phil. Trans.Roy.Soc.London. Part A, v.305, p. 149-168.

47. Metour J., Michel J.C., Bechennec F., Platel J.-P., Roger J. Geology and mineralwealth of the Sultanate of Oman. Ministry of Petroleum and Minerals, Directorate General of Minerals, Oman, 1995. 285 p.

48. Mahmoud M.D., Vaslet D, Husseini M.I. The Lower Silurian Qalibah formation of Saudi Arabia: an important hydrocarbon source rock. \\ Bull. AAPG. 1992, v. 76, p. 1491-1506.

49. McQuillan H. Gashsaran and Bibi Hakimeh fields . \\ In: Roehl P. and Choquette P. (eds.). Carbonate platform reservoirs, Springer Verlag. New York. 1985, p.513-523.

50. Russell D.S., Akbar M., Vissapragada В., Walkden G. Rock types and permiability prediction from dipmeter and image logs: Shuaiba reservoir (Aptian), Abu Dhabi \\ Bulletin AAPG. 2002, v. 86, n 10, p.1709-1732.

51. Sadooni F.N., Alsharhan A.S. Stratigraphy, lithofacies distribution and petroleum potential of the Triassic strata of the northern Arabian plateW Bulletin AAPG, 2001, v. 88, n. 4, pp. 515-538.

52. Setudehnia A. Iran du Sud-Quest. \\ Lexique Strat.Internat., Centre Nat. Rech. Scientifique, Paris, Ш, Asie. Fasc. 1972, v. 9b, p. 289-376.

53. Sharland P.R., Archer R., Casey R.B.et al. Arabian Plate sequence stratigraphy.W GeoArabia Publication n.2, Gulf Petrol ink, Bahrain. 2001. 371 p.

54. Stampfli G., Marcoux J., Baud A. Tethyan margins in space and time. \\ Paleogeography, Paleoclimatology, Palaeoecology. 1991. v. 87, pp. 373-409.

55. Szabo F., Kheradpir A. Permian and Triassic stratigraphy, Zagros basin, South-West Iran.W Journal of Petroleum Geology, 1978, v. 1, n. 2, p.57-82.

56. Taghavi Ali, Mork Atle. Facies and Lithofacies of a Mid-Cretaceous Sarvak carbonate reservoir in SW-Iran: a case study.

57. Tucker M.E., Wright V.P. Carbonate sedimentology. \\ Blackwell scientific publication. Oxford. 1990. 482 p.

58. Ziegler M. Late Permian to Holocene paleofacies evolution of the Arabian plate and its hydrocarbon occurrences. \\ GeoArabia, 2001, v. 6, n. 3, pp. 1 54.

59. СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ: ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

60. Соотношение комплексов нефтепроизводящих пород, коллекторов и флюидо-упоров в разных частях Месопотамского прогиба). Материалы 7-й Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа». М., МГУ, 2004. С. 82 84.

61. Gas prospective areas in the Zagros domain of Iran. Abstract of report at the 12th Iranian researchers conference in Europe. United Kingdom. The University of Liverpool. June 2004

62. Обстановки аккумуляции позднепалеозойских и мезо-кайнозойских осадков в бассейне Персидского залива, (совместно с А.И.Конюховым). Материалы 8-й Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа». М., МГУ, 2005. С. 254 256.