Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геолого-геохимические условия формирования скошений углеводородов Маркамысско-Енбекской зоны Восточной части Прикаспийской впадины

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

Автореферат диссертации по теме "Геолого-геохимические условия формирования скошений углеводородов Маркамысско-Енбекской зоны Восточной части Прикаспийской впадины"

I и

- 1 ПА!? 1993

МОСКОВСКИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

Геологический факультет

Кафедра геологии и геохимий горючих ископаемых

На правах рукописи УДК 553.98/574.13/

НЕКРАСОВА. Евгения Анатольевна

ГЕОЛОГО-ГЕОХЖЙЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ СКОШгЕНМ УГЛЕВОДОРОДОВ КАРКАШССКО-ЕНЕЕКСШМ ЗОНЫ ВОСТОЧЖМ ЧАСТИ ПРИКАСПМСКОИ ВПАДИНЫ

Специальность 04.00.17 - Геология,поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации,на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва,19^3 г.

Работа выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова и во Всероссийском научно-исследовательском геологоразведочном нефтяном институте /ВНИГНИ/

Научные руководители: доктор геолого-минералогических

наук„ профессор Б.А.Соколов

кавдадат химических наук, доцент А.НЛусева

Официальные оппоненты:доктор геолого-минералогических

наук Б.А.Соловьев

доктор геолого-минералогических наук Л.А.Файнгерш

Ведущее предприятие : Государственная Академия нефти

и газа им.И.П.Губкина /ГАНГ/

Защита диссертации состоится 19 марта 1993 г.в 16ч.30мин. на заседании специализированного совета Д.053.05.64 по геологии» поискам и разведке нефтяных и газовых месторождений,месторождений твердых горпчих ископаемых и литологии при Московском государственном университете им.М.В.Ломоносова по адресу: 119893,ГСП,г.Москва,В-234»Ленинские горы,МГУ,геологический факультет, ауд. 41 5.

С Диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета ¡ЛГУ.

Автореферат разослан "//" ^ ¿Л^Си-и/1993 г.

УченыМ секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук

Н.В.Пронинг

0Ы1ЛЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.Для обоснования прогноза нефтегазоносности территории восточного борта Прикаспийской впадины,административно принадлежащей Актюбинской области Казахстана, необходимо применение комплекса геологических и геохимических критериев. Цель и задачи исследований.целью работы является установление возможных зон нефтегазонакопления в подсолевых и надсолевых отложениях и оценка перспектив их нефтегазоносности, что зависит от постановки следующих задач: изучение генетических связей нефтей подсолевых и надсолевых отложений; исследование ОВ пород с целью выявления очагов генерации и возможно нефтемате-ринских свит;'анализ структурного плана для определения современного положения зон аккумуляции и установления путей миграции УВ; палеотектбнические реконструкции для выяснения положения зон генерации и аккумуляции во времени,изучение катагене-тической превращенности ОВ на разных этапах геологического развития; проведение нефтегеологического районирования;зыявле-ние первоочередных объектов для постановки поисковых работ. Научная новизна.Подсолевой и надсолевой мегакомплексы рассматриваются в совокупности, а история геологического развития территории и эволюция ОВ представлены как единый процесс на протяжении всего времени формирования осадочного чехла.Выяснено положение зон генерации, периоды наиболее благоприятные для нефтегазообразования, пути миграции и формирование зон нефтегазонакопления.

Практическая ценность работы заключается в выявлении комплекса критериев для изучения строения этого региона. Принятое автором нефтегеологическое районирование должно быть учтено при проектировании поисково-разведочных работ.

Реализация работы. Результаты исследований изложены в пяти публикациях,отчете и рекомендациях по направлению поисково-раз ведочных работ на подсолевой и надсолевой мегакомплексы, которые были предложены для реализации в ИГО " Актюбнефтегазгео-

ОВ - органическое вещество; УВ - углеводороды

логия".

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на ХХУП Всесоюзной научной конференции "Студент и научно-технический прогресс" в г.Новосибирске /1989 г./, на ХУП, ХУШД1Х конференциях молодых ученых геологического факультета МГУ /1990,1991,1992 г.г./. Автор принимал участие в совещании по направлению поисково-разведочных работ на надсолевой комплекс казахской части Прикаспийской впадины в г.Актюбинске /1992г./.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 8 глав, заключения, изложенных на стр., содержит 9 таблиц, 26 рисунков. Список использованной литературы включает наименований.

Фактический материал. Исходным материалом послужили полевые и лабораторные исследования автора. Анализы нефтей и ОВ пород были проведены лично автором в лабораториях ВНИГНИ, кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых МГУ. Кроме того, в работе были использованы результаты изучения образцов,полученные в лабораториях ВНИГНИ под руководством докторов г.-мн. В.В.Ильинской, Т.А.Ботневой, Е.С.Ларской.

Автором был проведен комплекс геохимических исследований нефтей подсолевых и надсолевых отложений, изучение и идентификация УВ состава бензиновой /45 образцов/ и средней /70 образцов/ фракции нефтей, распределения насыщенных полициклических УВ /21 образец/; исследование РОВ основных подсолевых комплексов, включающее выделение нерастворимого остатка породы /Н011/ и определение органического углерода /С0рГ/ -/120 образцов^ получение растворимой части 0В с помощью обработки хлороформом и спирто-бензолом, изучение элементного состава битумоидов /II образцов/, определение и идентификация нормальных и изопреноидных алканов в метано-нафтеновых /Ш/ фракциях битумоидов -/9 образцов/ пиролитические исследования/ образец/. Собранный значительный каменный материал с углистыми включениями в керне был обработан в лаборатории углепетро-графии АГРЭ в г.Артёмовске /35 образцов/.

В работе использован материал многолетних исследований нефтей и РОВ отложений, проведенных в лабораториях ВНИГНИ,

Ш?иЕЕИ,МГУ,КазПТИД,Ш Казахстана^ШИГГ ^ВНИГРИ и др.

Автор выражат глубокую признательность своим руководителям - профессору,д.г.-м.н. Б.А.Соколову и доценту кафедры геологии и геохимии МГУ.к.хим.н. А.Н.Гусевой. Большую помощь в работе ценными консультациями и предоставлением первичных геологических данных оказали сотрудники ПГО"Актюбнефтегазгеология" - кандидаты г.-м.н. главный геолог ПГСГАНГГ" З.Е.Булекбаев , нач. тематической партии Г.Г.Мулдакулов, доктор г.-м.н.И.Б.вальян, нач. геол._отдела ПГ0"АНГГ" А.А.Абаханов, главный геолог АГФ Е.Б.Тропп. Б процессе работы автором были использованы консультации докторов г.-м.н.'О.К.Баженовой,В.В.Ильинской,Ю.И. Корчагиной,Э.И.Ладжевской,Е.С.Ларской,В.В.Семеновича,Б.А.Соло-ььёва.В.В.Пайразяна, кандидатов г.-м.н. А.Я.Архипова.К.Х.Бани-рова,И.Н.Комиссаровой,Т.К.Замилацкой,А.М.Голицына,Е.Е.Корнюши-ной,И.Е.Лей$мана,Т.А.Савраевой,Н.П.Фадеевой,Г.Е.Яковлева и др. Помощь в обработке материала и лабораторных исследованиях оказали Г.Ф.Артамонова,С.А.Гиндинкина,Т.11.Жеглова,Т.Н.Кирюхина , К.В.1Литюшин,Н.Н.Натитник,В.В.Наумова,Г.С.Нечитайло,А.А.0рлова, Н.Е.Рубанова,В.В.Чернышов.Всем перечисленным лицам автор выражает искреннюю и глубокую благодарность.

ГЛАВА I. ИСТОРИЯ ВЗГЛЯДОВ НА ФОРМИРОВАНИЕ УГЛЕВОДОРОДНЫХ СКОПЛЕНИИ ВОСТОКА ШКАСПИлСКОН ВйАдИШ

• "Лк

Геохимическое изучение нефтей, газов и органического вещества пород началось в 40-е годы,т.е. с момента открытия первых нефтяных месторождений в районе.Ограничивалось оно исследованием товарных свойств нефтей и лшинесцентно-битуминологи-ческим анализом ОВ.С открытием надсолевых месторождений появились работы,обобщающие данные по физико-химическим свойствам . нефте£ .В 70-е годы геохимические исследования становятся направленными на изучение^ основном,подсолевых нефтей,но уже на более высоком уровне,что связано с появлением теоретических и методических разработок /О.В.Барташевич,Т.А.Ботневой,Н.Б.Вас-соевич,А.Н.Гусевой,В.В.Ильинской,Ю.И.Корчагиной,л.С.Ларской, С.Г.Неручева,Ал.А.Петрова,Г.К.Сафоновой,В.С.Соболева,Р.А.Твер-довой,В.А.Чахмахчева,0.П.Четвериковой и других/.

Изучению состава нефтей,- их генезиса посвящены многочис-

ленные работы.Однако, среди исследователей отсутствует единс во во взглядах относительно генетических связей надсолевых и подсолевых нефтей-.Одна группа рассматривает нефть надсолевых отложений как производную от подсолевой /]>. А. Алексеев, 1976 ;0 Ьарташевич,И.Б.дальни,IS73;В.С.Соболев,1964;Э.А.Светланова,I и др./. Другие считают их независимыми друг от друга /Т.А.Бо нева,Н.С.Еулова,1975;Г.И.Тимофеев,1971;Г.Е-А.Айзенштадт,К.З. тонов,1963;А.И.Богомолов,1951;Э.Э.Азнабаев,1978 и др./. Так. существует точка зрения о смешанном составе нефтей /В.В.Ильи екая,1985/.Нет единого мнения относительно выделения нефтема ринских свит.Большинство исследователей склоняется к тому,' основным источником УВ является Цетрально-Прикаспийская депр' сия. Тем не менее, геохимическое изучение проводилось вне св. с геологическим, а исследования подсолевого мегакомплекса -и: лированно от надсолевого.

Большой вклад в познание 'строения Прикаспийской впадины в частности, ее восточной прибортовой зоны внесли работы Г.Е Мзенштадта,В.Н.Арзютова,А.А.Бакирова,К.Х.Бакирова,З.Е.Булек ева ]ь.А.Воложа,Р.Г.Гарецкого,Е.С.Гущина,К.Б.Дальяна,А.Н.Дмит; евского,Г.Ж.Жолтаева,0.А.луйкова,Б.С.Нуравлева,А.К.Замаренрв, Л.М.Зорькина,В.А.Зорькиной,L.А.Иванова,Т.Д.Ивановой,А.И.Йога сон.В.П.Кана,И.Н.Капустина,Л.Г.Кирюхина,И.Н.Комиссаровой,Ю.А Косыгина,С.Ь.Кочарьянц.Н.Л.Купина,Д.А.Кухтинова,В.3.Липатово з.С.Мильничука,Н.В.Неволина,Б.А.0гая,0.С.0брядчикова,В.В.11аи зяна,А.С.11осадской,ш.В.11роничевой,Р.Б.Сапожникова,В.Б.Сдобни. ва,В.И.Сметаниной,3.Л.Соколова,Б.А.Соловьева,0.С.Туркова,С.У Утегалиева.В.Л.Федорова,А.Б.Чепелюгина,Г.А.Шереметьевой,А.Л., шина и др.

ГЛаВА II. СТРАТИГРАФИЯ

Эта часть работы составлена по литературные данным с ис пользованием последних материалов по новым площадям. 3 преде изучаемой территории вскрыт осадочный чехол от нижнепалеозой ких/?/ до неогеновых отложений /до II км/.В главе приведены сведения о литологическом составе,раунистических комплексах, ; елены различные типы разрезов. Мощность отдельных подраздел нил учитывается не только по данным бурения,но и по материал

сейсмических исследований.

1ШШ)ЗиЙСхШ ГРУх1х1А - Докаменноугольные отложения бурением практически не изучены, однако, судя по сейсмическим данным, мощность их изменяется от первых сотен метров до 4 км на востоке района. Верхняя часть девонских отложений, вскрытая на площадях Бактыгарын, Бозоба, Кумсай, представлена карбонатными породами. Каменноугольная система, для данных отложений разработана детальная стратиграфическая схема вплоть до микрофаунистических зон. Они, в основном, представлены различными по составу карбонатными породам мощностью от 200 м до 2.6 км, а восточнее от даркамысско-Енбекской зоны до 6 км /по данным сейсмических исследований/, образующими два карбонатных уступа, расположенных параллельно борту и карбонатную "платформу". Терригенными породами сложены лишь отложения визейского яруса и подольского горизонта, последний представляет собой межкарбонатную терриген-ную пачку. Ьа пределами карбонатных уступов роль терригенных пород в разрезе увеличивается, при этом появляются и прослои ангидритов /мячковский горизонт, гжельский и касимовский ярусы/. .Цитологический состав и стратиграфическая полнота разрезов также меняется по территории. Наиболее полные разрезы характерны для восточной части района, при этом отложения верхнего отдела значительно опесчаниваются. Внутри каменноугольной толщи фиксируются многочисленные стратиграфические перерывы между вторым и первым уступами, при этом по мере движения на запад из разреза исчезают сначала верхнекаменноугольные, а за первым уступом и среднекаменноугольные отложения. На западе территории, в частности, в пределах Акжар-ларатюбинской зоны, карбонатные породы практически исчезают, а размыв становится все более значителен. Пермская система, докунгурские отложения представлены терригенными породами ассельского, сакмарского, артинского ярусов с прослоями вулканогенных в основании /данные Н.В.Павлиновой/. На юге, в пределах Тобускенской зоны, происходит замещение терригенных пород карбонатными с прослоями терригенных. Мощность варьирует от 400 м до Ь км. Кунгурские соленосные отложения в данном районе содержат значительную примесь терригенного материала, и лишь в западном направлении, к центральным районам Прикаспийской впадины происходит увеличение роли галогенных по-

род, мощностью до 4 км. Верхнепермские отложения имеют значительную мощность, в межкупольных мульдах Остансукского прогиСа, судя по сейсмическим данным, достигая 4 км. Толща сложена тер-ригенными с примесью галогенных породами и характеризуется 'увеличением содержания обломочных в восточном направлении. МЕЗОЗОЛСКМ ГРУППА представлена отложениями триасовой,юрской и меловой систем.Триасовый комплекс в данном районе сложен крас-ноцветными континентальными образованиями с редкими прослоями сероцветных, юрский и нижнемеловой - сероцветными терригенными породами морского и континентального генезиса. Мощность триасовых отложений достигает 2 км в мульдах, меловых и юрских до 800 м. Верхнемеловые отложения представлены всеми ярусами , образованными,в основном, карбонатными породами незначительной мощности.

КАлНОЗСМСКАЯ ГРУППА. Палеогеновые и неогеновые отложения маломощные /до 200 м/ морского и континентального происхождения, преимущественно терригенные распространены, главным образом, в межкупольных мульдах и грабенах солянокупольных структур.

ГЛАВА Ш. ТЕКТОНИКА.

0 характере восточной границы Прикаспийской впадины не существует единого мнения. Одна группа исследователей считает, что вдоль нее проходит сплошной полосой краевой прогиб, выполненный верхнепалеозойскими отложениями /М.П.Казаков,1962; Ю.А. Иванов,1966 и др./. Другие предполагают замыкание его на широте Кокпектинской антиклинали /Н.В.Неволин,19Ь5;А.К.Замаренов и др.,1965/, третьи /А.Л,Яншин,Р.Г.Гарецкий,1962/ доказывают шовное сочленение с Уралом. Ю.А.Косыгин и И.В.Лучницкий /1963/ выявили на границах древних платформ зоны перикратонних опусканий, которые по своай природе обладают переходными чертами от платформы к подвижным поясам.Высказывалось мнение и о над-виговом"ограничении Русской платформы на востоке /Л.В.Демчук, 1962;ш.А.Камалетдинов,1965/ к, в частности, Прикаспийской впадины /Г.Ж.1£олтаев,1990;З.Е.Булекбаев,Г.л-1.Жолтаев,1987 ;Б. А. Соловьев, к. ¡1. Комиссарова и др.,1990/. По мнению последних на. востоке существуют зоны региональных надвигов со стороны склад-

чатого Урала,охватывающие районы Актюбинского Цриуралья и Западного Йримугоджарья. Этими исследователями выделяются Сакма-ро-Кокпектинский, Ащисайский, Остан'сукский надвиги, которые характеризуются наклоном поверхностей смещения в сторону впадины. Между Кокпектинским и Ащисайским надвигами наблвдается переходная зона с широким развитием нижнепалеозойских и девонских эффузивов и догерцинским возрастом фундамента.

В пределах изучаемой территории, по данным сейсмических исследований, фундамент имеет блоковое строение. Автором принята схема, составленная Н.В.Неволиным и уточненная Б.А.Соловьёвым и й.Н.Комиссаровой. Жаркамысско-Енбекская-зона поднятий разделена на три блока Шубаркудукским, Кенкиякским и Тобускен-ским широтными разломами. К западу выделяется Коскульско-Кара-улкельдинское поднятие в пределах Темирского блока, отделяющееся Акчункольским прогибом. Еаркамысская приподнятая зона образует полусвод, срезанный Кенкиякским разломом с севера.Наиболее приподнят Темирский свод с залеганием фундамента на глубине 7 км. На север и :тг в пределах зоны поднятий фундамент погружается до 7,5 км к Енбекскому выступу и до 8.5 км - к Жаркамысскому. За Остансукским надвигом поверхность его резко опускается на глубину до II км. Восточнее ¿лркамысского свода прогиб носит полузамкнутый характер. Его северная часть также срезана Кенкиякским разломом. На других схемах строения фундамента /К.Б. Дальни, З.Е.Булекбаев и др./ выделено большее количество дизъюнктивных нарушений, как правило, либо широтного , либо субуральского, а также северо-восточного простирания. Часть этих разломов отражена в осадочном чехле протяженными зонами потери корреляции, флексурами, направлением соляных гряд, а на поверхности - протяженными линеаментами.

В осадочном чехле выделяются три структурных мегакомплекса: подсолевой, соленосный и надсолевой. Цодсолевой расчленяется на няжнепанеозойско-девонский и верхнепалеозойский структурные комплексы, а надсолевой - на верхнепермский, триасовый,юрско -меловой и палеоген-неогеновый. Осадочная толща охарактеризована несколькими сейсмическими горизонтами, приуроченными к определенным стратиграфическим поверхностям. Горизонт П3 стратифицируется как кровля девонско-турнейских карбонатных отложений ,

í¡2 - как кровля карбонатных каменноугольных с литерными горизонтами: П2* - в подошве карбонатов, П^0»^1 - внутри карбонатной толщи; горизонты " " и "Д" выделяются в верхнепермско-триасо-вой толще, причем горизонт "Д" соответствует подошве триасовых отложений, а У - их кровле. 111 горизонт отвечает подошве нео-комской толщи, а У1 - кровле соли.

Автором были проанализированы все самые последние сейсмические материалы и данные бурения по исследуемой территории. До полнены новыми сведениями и детализированы сводные карты , составленные З.Е.Булекбаевым.И.Б.Дальяном и др. Проводилось изучение современного структурного плана основных тектонических элементов на всех уровнях. Выяснилось, что строение локальных структур, взаимоотношение структурных планов разных горизонтов по направлению к центральным районам впадины становится более сложным.

В пределах Остансукского и Эмбенского прогибов сохранятся субмеридиональная зональность, сравнительно простое строение локальных структур и, в целом, соответствие структурных планов от каменноугольных до мезозойских отложений.В Каркамыс-ско-Енбекской зоне локальные подсолевые структуры расположены беспорядочно, зональность сохраняется лишь в пределах карбонатных уступов. Четко выражена связб простирания структур • с направлением региональных разломов. Доминирует субмеридиональная и северо-восточная ориентировка. В ряде случаев простирание локальных структур отвечает субширотным разломам /Кенкияк, Локтыбай/. По горизонтам подсолевого мегакомплекса отмечается неполное соответствие структурных планов. Поднятия, выраженные по одному горизонту, могут смещаться по другому / ílg и l^ Ен-бекского выступа /, или вырисовываться в виде структурных носов /Кенкияк/.

Соль образует протяженные гряды тех же простираний, что и разломы. На востоке они изолированы и разделены широкими межкупольными пространствами, из которых иногда соль выжата в соседние солянокупольные поднятия. На западе гряды соединены -перешейками, и структура соли становится "ячеистой". Здесь соотношения с подсолевым мегакомплексом более сложные: иногда подсолевым поднятиям отвечают соляные структуры, иногда меж-

купольные поднятия, расположенные в мульдах, в ряде же случаев пздсолевые локальные структуры отвечают мульдам. Это ранее отмечалось К.Н.Комиссаровой /1370/.

Между верхнепермскими и триасовыми отложениями выявлено угловое несогласие, что, по всей вероятности, указывает на активный рост куполов на позднепермском этапе. Полное соответствие структурных планов отмечается между У и Ш горизонтали. Количество бессолевых мульд увеличивается к востоку, что связано с уменьшением мощности соли. Там не, особенно в пределах Жар-камысского свода, распространены межсолевые поднятия.

Тобускенская зона представляет собой моноклиналь,погружающуюся на юго-восток и осложненную малоамплитудными поднятиями надсолевого мегакомплекса, находящихся в прямой зависимости с поднятиями подсолевого.

ГЛАВА 1У. йСТОРШ -ЛРМпРОВАНИл ОСНОВНЫХ СТРУКТУРНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

В первом разделе изложены общие соображения об истории развития Прикаспийской впадины в целом и дан анализ изменения мощностей и литологического состава различных комплексов. До недавнего времени были распространены две точки зрения на природу синеклизы.Одна группа исследователей считала её частью Восточно-Европейской платформы, в связи с чем предполагалось, что в центральных её районах существуют фации палеозойских отложений, аналогичные Волго-Уральской области /А.А.Ьекиров,1983; В.0.журавлев и др.,1972/. Согласно второй концепции в центре Прикаспийской впадины, которая с начала палеозойской эры представляла собой океан, формировались депрессионные фации, а в краевых частях - синхронные им рифогенные массивы /Л.Г.Кирюхин, И.Н.Капустин,0.С.Обрядчиков и др.,1987/.По мнению А.К.Замарё-нова /1986/ Прикаспийская синеклиза образовалась на месте соединения трёх рифтов, а в работе Н.Н.Лисовского и др. сделан вывод о существовании в Прмкаспии двух бассейнов, одного - в Центральной части, другого - на юге и на востоке, разделенных Астраханско-Енбекской приподнятой зоной. В последнее время появились работы, в которых история Прикаспийской впадины и

Урала рассматривается с позиций глобальной тектоники/Л.II.Зонен-шайн и др.,1985;В.С.Ееин и др.,1930;Б.А.СолоЬьев,1991;Г.Ж.Жол-таев,1990 и др./.Вслед за Б.А.Соловьевым и Г.Ж.Жолтаевым можно предположить, что Прикаспийская синеклиза в целом представляла собой"пассивную континентальную окраину. На востоке её в начале палеозойской эры существовал бассейн рифтового типа,который отвечал началу образования Уральского палеоокеана. В девонский и каменноугольный периоды это был нормальный осадочный бассейн, развивавшийся на пассивной континентальной окраине. В ранне-пермский этап произошло закрытие Уральского палеоокеана и надвигание Урало-Тобольского микроконтинента на ъосточный край Восточно-Европейской платформы. В это время возник узкий прогиб, произошла активизация ступенчатых сбросов фундамента, часть которых была трансформирована в надвиги и взбросы. По мнению Г.Ж.Жолтаева, центральная часть Прикаспийской синеклизы, в частности Жаркамысско-Енбекская зона поднятий, в палеозойскую эру была приподнята /в виде отдельных блоков/, на что указывают значительные перерывы внутри каменноугольной толщи, вплоть до её. полного размыва, если судить по северной бортовой зоне. Б.А.Соловьев и др./1991/ предполагают существование системы островов с байкальским основанием на месте Астраханско -Енбекской зоны поднятий.Относительно Жаркамысско-Енбекской её части это подтверждается исследованиями автора. Анализ мощности и фациального состава отдельных подразделений подсолевого мега-комплекса показывает, что эта система поднятий представляла собой устойчивую приподнятую зону с сокращенной мощностью дока-менноугольного, каменноугольного и нижнепермского комплексов /между сейсмическими горизонтами 'V и Пц, П3 и различными горизонтами П^ и П^/. В то же время к западу и востоку от неё фиксируются прогнутые зоны, причем наиболее интенсивно прогибавшейся является область, расположенная на востоке, на границе с Уральской складчатой область /Остансукский и Эмбенский пери-кратонный прогибы/.Существование островов, периодически осушавшихся на месте Жаркамысско-Енбекской зоны, подтверждается увеличением содержания терригенного материала в карбонатной толще каменноугольного возраста, появлением обильных углистых остатков терригенной, а также возрастание в разрезе роли более

грубообломочных пород, появление косослоистых текстур.В пользу этого предположения говорит наличие крупных стратиграфических -перерывов. Палеонтологи указывают также на. отсутствие в этом районе планктонных форм. И, наконец, геохимические исследования не^тей показали, что следствием высокого гипсометрического положения палеоподнятии в период осадконакопления явилось увеличение плотности нефтей и появление признаков их гипергенного преобразования.

В кунгурский век вместе с соленакоплением наиболее ярко проявилась перестройка структурного плана, в результате чего центральные районы начали погружаться. Ьта тенденция наблюдалась еще в период накопления подсолевой пермской толщи /между П£ и П|/ и нашла свое отражение на позднепермском этапе.В связи 'с активным ростом куполов в позднепермскую эпоху в данном районе, мощность верхнепермской толщи принималась усредненной. В мезозойскую эру в региональном плане Прикаспийская впадина продолжала погружаться к центру, но уже в меньшей степени.

Во втором разделе описаны результаты палеоструктурного анализа крупных структурных элементов,где еще раз подчеркивается , что, несмотря на последующую после кунгурского века перестройку структурного плана, на протяжении всей истории развития территории Каркамысско-Енбекская зона поднятий представляла собой положительный структурный элемент, а система прогибов к востоку от нее являлась устойчивой зоной погружения. Развитие структурного плана изучалось по двум поверхностям: подошве нижнепалеозойских /?/ и подошве визейских отложений , поскольку автор приходит к выводу об их преимущественной роли как возожно нефтематеринских толщ /см.ниже/.

В результате палеореконструкций сделано заключение о том, что Жаркамысско-Енбекская зона развивалась дифференцированно. Темирскии свод на протяжении всей истории развивался унаследо-ванно, Енбекский выступ представлял собой четко выраженное поднятие значительной амплитуды на ранних этапах, однако, на поздних - начиная с кунгурского века, периодически расформировывался. Развитие ^аркамысского свода было сложнее.Разбитый на отдельные блоки он в большей или меньшей степени погружался, при этом значительное опускание периодически испытывали то за-

падный /Акжарский/, то восточный блоки. лпеь з псслекукгур-ское время/для визейскол толщи/ и на современно?/, гта~е /для до-каменноугольной толщи/ он формируется как поднятие. Крупный положительный структурный элемент в пределах Тоеускенскои зоны на самом последнем этапе расформировался.

ГЛАВА У. НЕк)1ЕГА30Н0СН0СТЬ

В первом разделе приведены общие сведения об основных нефтегазоносных комплексах и типах коллекторов. Данный район относится к Восточно-Прикаспийской нефтегазоносной области Прикаспийского нефтегазоносного бассейна, в пределах которой выделяются Жанажольский, Кенкиякский и Акжарский нефтегазоносные районы. Основными продуктивными комплексами подсолевых отложений являются башкирско-нижнемосковский, представленный платформенной мелководной формацией - известняками органогенно-обломочны-ми, биоморфно-детритовыми, рифогенными /КТ-П/; средне-верхне -каменноугольный карбонатный./КТ-1/;- верхнекаменноугольно-нижне-пермский терригенный /ТР-1/. Стратиграфический объем этих комплексов в разных структурных зонах различен. В нёдсолевых отложениях выделены верхнепермско-триасовый и юрско-нижнемеловой , представленные терригенными песчано-глинистыш породами.

Типы коллекторов в подсолевых карбонатных отложениях - по-рово-трещинные, порово-кавернозные и поровые. В террйгенных подсолевых - трещинные и поровые, в надсолевых - поровые.

Два карбонатных подсолевых комплекса /КТ-1 и КТ-П/ продуктивны к востоку от второго карбонатного.уступа на Жанажольской, Алибекмолинской .Урихтаусской,.Синельниковской площадях, где обнаружены нефтегазовые залежи. Между первым и вторым карбонатными уступами и в пределах карбонатной "платформы" продуктивен лишь нижний комплекс /КТ-П/, где открыты только нефтяные залежи /Кожасай, Кенкияк/. Сподсолевым терригенным комплексом, с трещинными коллекторами ассельского яруса связана нефтяная.залежь на площади Восточный Акжар, а с нижнепермскими песчаниками - нефтеносные пласты на Кенкияке. Известны также многочисленные нефтегазопроявления, приуроченные к этим комплексам, а также к терригенной толще визейского яруса на Локтыбае/ТР-Ш/.

Верхнепермско-триасовый комплекс продуктивен на площадях Кен-кияк, Каратюбе, Акжар, Джаксымай, Шубаркудук, а юрско-меловой-на площадях Каратюбе, Кенкияк, Актар, Коюшде, Кумсай.

Во втором разделе дана характеристика залежей и месторождений, которые отличаются значительным многообразием. Типы месторождений выделены по классификации В.Б.Оленина /1977/.

ГЛАВА У1. НЕУ?КШТЕРИНСКЙЕ ОТЛОЖШЯ И УСЛОВИЯ

РЕАЛИЗАЦИИ НЕФТЕМАТЕРИНСКОГО ПОТЕНЦИАЛА

В первом разделе приводится характернотика-ОВ, начиная с терригенных отложений раннекаменноугольных и заканчивая юрскими и меловыми. Раздел основан на литературных данных, а также исследовании автора подсолевых терригенных отложений методом пиролиза. В связи с появлением в последнее время обширного материала по визейской толще и нефтепроявлениям в ней автором был проявлен к ней наибольший интерес и она изучалась более подробно. Отложения этого возраста представлены алеврито-гли-нистыми породами, черными аргиллитами, мелкозернистыми песчаниками, часто с трещинами, заполненными кальцитом / НОЕ составляет 63.2-39.3% /. Средние концентрации Сорг в алеврито-гли-нистых отложениях не превышаю';' 0.81$ и снижаются в песчанистых до 0.38%.В прослоях глинистых пброд отмечены повышенные значения содержания Сорг до 2.12%. На глубинах 3621-6010 м содержание ХБА в породе колеблется в пределах 0.018-0.049. В элементном составе битумоида наболю углерода приходится 79.6-82.5%,а водорода - 10.1-11.7%, гетероэлементов до 10.0%. Атомное отношение Н/С__ составляет 1.35. В составе выделенных МН фракций , а! .

составляющих 46-50% битумоида, отмечен максимум н-алканов ь области н-С1? - н-С20. Отношение пристан/фитан меняется от 1.66 до 1.81. Органическое вещество этих пород можно отнести к смешанному типу /СКар-ал/.

Пиролитические исследования терригенных пород подсолевого мегакомплекса свидетельствуют об их среднем недртегенерационном потенциале, лишь в единичных случаях и преимущественно в нижне-визеиских отложениях отмечаются более высокие значения показателей, а следовательно способности ОВ генерировать жидкие УВ.

- 1а -

Так, доля исходного генетического потенциала ОВ,преобразованного в УВ колеблется в пределах 0.012-0.19,иногда достигая 3.41 кг УВ/т породы. Остаточный потенциал керогена/^/ составляет 0.13 - 0.57, до 9.01кг УВ/т породы. Генетический потенциал/5|+ $2/ меняется от 0.20 до 1.15, в единичных образцах до 12.43 кг УВ/т породы. Индекс продуктивности пород /0Р0 / колеблется в пределах 0.056 - 0.388, увеличиваясь до 0.609кг УВ/т породы.

Содержание и состав ОВ с учетом всех данных показали, что в разрезе в качестве возможно нефтегазоматеринских могли бы быть выделены несколько толщ. К ним относятся визейская,средне-каменноугольная, нижнепермская терригенные толщи, сероцветные нижнетриасовые отложения и нижне-среднеюрские. Гипотетически, можно рассмотреть как нефтегазоматеринские отложения раннепа -леозойско /?/- девонского возраста по аналогии с соседними северным и южным районами Прикаспийской впадины. В пользу участия докаменноугольного комплекса в нефтеобразовании свидетельствует тот факт, что все известные в подсолевом комплексе месторо-вдения и нефтепроявления связаны увеличения.мощностей древних отложений. По методике Ю.И.Корчагиной и О.П.Четвериковой была рассчитана продуктивность визейской толщи для основного источника УВ - Эмбенского прогиба, которая составила для газа -7.4 х Ю12 м3/км2 и нефти,- 6.0 х Ю9 т/км2;

Во втором разделе описывается история формирования очагов нефтегазообразования, которые связываются с прогибами, где нефтематеринские комплексы испытывали наиболее интенсивное погружение и достигали термобарических условий,способствовавших реализации их нефтематеринского потенциала. Для исследуемой территории было рассмотрено 16 сводных разрезов основных тектонических зон, что позволило построить графики погружения или "модели прогрева" по Б.А.Соколову и составить серию схематических карт катагенетической зональности 0В возможно нефтегазома-теринских толщ и модель формирования очагов генерации УВ. Был измерен показатель отражения витринита из образцов керна скважин новых разведочных площадей и учтены имевшиеся ранее данные по этому показателю. Установление палеогеотермических условий проводилось с помощью метода определения палеотемператур, основанного на плотностях палеотепловых потоков, их изменении во

времени, а также на теплопроводности как самих нефтегазопроду-цирующих толщ, так и перекрывающих их отложений /Т.Н.Молодых , 198У.

Анализ особенностей геологического строения и геотермических условий позволил выявить характер катагенетической зональности ОВ возможно нефтегазоматеринских комплексов отложений. Докаменноугольнче породы испытали влияние максимальных температур 130°—22£)°С. К началу каменноугольного периода в наиболее погруженной зоне /Эмбенский перикратонный прогиб/ они уже входят в главнуюзону нефтеобразования /ГЗН/.На большей части территории отложения достигли ГЗН к началу раннепермской эпохи, в Эмбенском прогибе в это время они находились уже на более высоких стадиях катагенеза - МК^ и выше. Нижнекаменяоуго-льные образования испытали влияние температур от 120°до 140°С. ОВ в них находится на стадиях катагенеза МК^-МКд. На основной части района исследований /Остансукский, Екбенский перикратонный прогибы, Тобускенская зона, восточная и центральная части Жаркамысского свода/ породы к началу пермского периода вошли в ГЗН и находились на этапах МК-рШ^. К началу соленакопления катагенетическая преобразованность ОВ отложений большей части Жаркамысского свода соответствует стадии МК^. После формироваг-ния толщи соли и до современного этапа породы этого возраста на всей исследуемой территории находились в ГЗН. Нижнепермские /подсолевые/ отложения Енбекской, Темирской зон, Остансукского прогиба, западного блока Жаркамысского свода после соленакопления оказались в ГЗН и находились на этапе МК^. Начиная с юрского периода и до современного этапа погружались незначительно. Учитывая то, что даже нижнепермские породы на большей части района не достигли стадий преобразования, соответствующих ГЗН, ОВ вышележащих отложений, вероятнее всего, не могло участвовать в процессе генерации в силу его недостаточной зрелости. Это связано с малыми глубинами их погружения и, соответственно, незначительным прогревом. Кроме того, для средйекаменноуголь-ных терригенных отложений и сероцветных триасовых необходимо учитывать их незначительные мощности и локальное распространение последних.

ГЛАВА УП. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЕл

В первом разделе рассматривается значение проведения корреляции в системе "нефть-нефть" и "нефть-03".В качестве основного метода изучения молекулярного состава и строения нефтей был использован газожидкостный хроматографический анализ /ТII/, позволивший выделить и идентифицировать широкий спектр углеводородных соединений от низксыолекулярных /С^-Сд/ до насыщенных полициклических. При интерпретации результатов геохимических материалов были использованы следующие параметры и отношения : пристан/фитан;пристан/гептадекан;фитан/октадекан; / I

^25" С^гадиантан/гопан/Г/; 1ЦГ/£ЦП;коэффициент метаморфизма

/КМСГ31-35 5 к ^31-355^Г31-35Я -стераны/Гл -сте-раныь/Ст/; ч.Ст2д 2 +^Ст<,д п /ЛСт29 и др.

Во втором разделе приведены полученные автором данные и анализируется материал о составе нефтей площадей Жаркамысского свода, Енбекского и Темирского выступов, а также сопредельных областей прогибания восточного борта Прикаспийской впадины.Залежи нефти,как отмечалось ранее, приурочены к разновозрастным и разнофациальным отложениям и находятся в различных термобарических условиях. Проведение генетической типизации таких нефтей представляется важным нфолько в теоретическом, но и практическом смысле. Методом ГЖХ изучались нефти, встреченные в визейских/ТР-Ш/,каменноугольных /КТ-П и КТ-1/,нижнепермских /ТР-1/,пермско-триасовых и юрских отложениях в диапазоне глубин 292. -6140 м. Максимум в распределении н-алканов приурочен к области С15-С20. Однако, в ряде случаев отмечается незначительный подъем на С24-С29. Изменения величины пристан/фитан в пределах разреза укладываются в основном в диапазон 1.02-1.78. Значения 0.95,0.97 отмечаются только в нефтях КТ-1 /Алибекмола/ На графике Кеннена-Кассоу, сопоставления распределения нормальных и изопреноидных алканов средних фракций нефтей, большинство нефтей попадает в область смешанного арконо-алинового типа вещества /ОВ/, отмечается их значительная "зрелость", Для флюидов характерна более высокая концентрация адиантана по сравнению с гопаном /от 1.23 до 1.62/, в том числе и для нефтей из каменноугольных отложений. В работах Ал.А.Петрова и др.

подобное распределение связывалось лишь с пермскими отложениями. Незначительное преобладание адиантана /1.02,1.05/ отмечается в несртях TP-I /Кенкияк/ и пермско-триасовых отложениях /Каратюбе/. Отношение Hr3I_35SAr3I_35R колеблется в пределах от 1.35 до 1.Ь2. В образцах, в том числе и из каменноугольных отложений , встречены перегруппированные стераны. Значения параметров ^т29 1+^т29 П /^'Ст29 и 2л-стераны/1д-стераны колеблются следующим образом: от 3.00 до 5.38 и от 2.45 до 4.39 соответственно, что может указывать на значительную -"зрелость" нефтей под-солевых и, надсолевых отложений. Отмечается увеличение в

залежах верхних этажей /Кенкияк,Урихтау,Алибекмола/, по ^сравнению с показателями в нефтях более глубоких горизонтов, а также на северо-запад района, достигая.максимальных значений/0.93, 0.95/ на площадях Ю.Мортук, Аккудук.что может являться следствием процесса миграции. Наблюдается увеличение легких УВ,обогащенных алканами вверх по разрезу, 1ЦГ/Щ1 меняется от 0.79 до 1.09. На Алибекмоле этот.показатель уменьшается вверх по разрезу от 1.48 /КТ-ÍI/ до 0.85 /КТ-I/, на Жанажоле - от 1.07 до 0.82, на Урихтау - от 1.50 до 0.97, на Кожасае - от 0.99 до 0.84.

Полученный автором аналитический материал по составу и распределению насыщенных углеводородов, а также сведения о физико-химических свойствах,ИК-спектрах,изотопном составе углерода нефтей,палинологические данные, почерпнутые из проведенных ранее исследований, позволяют предполагать, с одной стороны,генетическое родство нефтей подсолевых и надсолевых отложений, а с другой, участие в их генерации ОВ смешанного типа /СК^-СК^/. По всем геохимическим параметрам отмечается высокая степень зрелости нефтей по всему разрезу, что может быть свидетельством генерации компонентов нефтей на ранних этапах развития территории, или просто следствием более позднего вертикального переноса флюидов из нижних горизонтов в верхние.

Заметные различия физико-химических характеристик, группо- . вого состава самих нефтей и углеводородов в.ряде случаев объясняются появлением возможностей воздействия гипергенных факторов / в частности биодеградации /, что особенно четко вадно на площадях Кугсай, Арансаи в яижнепермских подсолевых и на Кен-кияке и Каратюбе в юрских и меловых залежах.

В третьем разделе в целях выяснения генезиса проведено сопоставление данных ГйХ средних фракций нефтей и МН УВ,полученных из ОВ предположительно нефтематеринских подсолевых терригенных отложений. Генетическая корреляция проводилась на базе рассчетных коэффициентов и отношений /пристан/фитан;К ;пристан /гептадекан;фитан/октагекан и др./, диаграммы Кеннена-Кассоу, сопоставления и распределения нормальных и изопреноидных алка-нов. При наибольшая генетическая близость /максимальное отклонение от средних значений не превышает 5-10%/ была отмечена для нефтей всего разреса и ОВ визейских отложений.Однако,не исключено, что на формирование состава УВ могли влиять продукты, генерируемые ОВ и более древних докаменноугольных.что, в частности, реализовано в скопления нефти на юге и севере от изучаемого района.

ГМВА УЫ. ЗОНАЛЬНОСТЬ НЕФТЕГА30НАК0ПЛЕНИЯ. И ПЕРСПЕКТИВА НЬЬТЕГАЗОНОСНОСТИ

В первом разделе приводится характеристика вертикальной и горизонтальной зональности нефтегазоносности. Для оценки перспектив зон нефтегазонакопления выявлены их пространственно-временные соотношения с очагами генерации УВ. Распределение залежей и месторождений Данажольская, Кенкиякская, Кожасайская ЗНГН/ соответствует принципу дифференциального улавливания для времени формирования скоплений. На наш взгляд, можно выделить последовательную цепь ловушек при пластовом давлении ниже давления насыщения. Зона месторождений до второго карбонатного уступа /с востока на запад/ характеризуется образованием нефтегазовых месторождений /1Танажол,Синельниковская,Урихтау, Али-бекмола/. Месторождения, расположенные выше этой ступени /Кен-кияк.Кожасай/, являются нефтяными. Из этого следует, что ловушки, находящиеся в центре зоны генерации первыми на пути миграции флюидов должны быть заполнены газом. Исходя из этой же схемы в сводах Темирского и Енбекского выступов залежи должны быть обводненными, что подтверждается данными испытания скважин.

Процесс формирования месторождений происходил' стадийно и представляется следующим образом. Начиная с каменноугольного

периода предполагаемая нефтегазоматеринская нижнепалеозойско/?/ -девонская толща вошла в ГЗН, и с этого момента ловушки стали заполняться жидкими УВ, а в начале пермского периода,когда эти породы еще более погрузились и прошли ГЗГ, началось образование преимущественно газообразных УВ. Растворяя нефть они заполняли ловушки восточнее второго карбонатного уступа. Вследствие этого в одних и тех же отложениях на востоке встречены нефти меньшей плотности по сравнению с нефтями западных районов.

В надсолевых отложениях в связи с многочисленными нарушениями, многократными размывами, проявлением соляной тектоники , отсутствием высококачественных флюидоупоров происходило дегазирование природных растворов, нефти подвергались изменениям, повышалась их плотность.

Растянутость зон катагенеза ОВ по глубине и низкое современное геотермическое поле значительно снижают критическую нижнюю границу распространения нефтяных залежей. Поэтому на востоке района они могут быть обнаружены на относительно большой глубине. В исследуемом районе условия катагенетического превращения ОВ были достаточно благоприятными для развития процессов не-фтеобразования. Однако, смешанный тип исходного ОВ определил значительную генерацию и эмиграцию гезообразных УВ, что создавало возможность для более активной миграции в паро-газовой фазе.

Второй раздел посвящен проблеме перспектив нефтегазоносно-сти и направлению поисково-разведочных работ. Проведенное автором нефтегеологическое районирование на основе комплекса геолого-геохимических критериев определило объекты для постановки поисково-разведочных работ.

Наиболее перспективным участком является склоны Эмбенского пирикратонного прогиба и восточная часть 1аркамысского свода. Западный блок последнего оценивается как менее перспективный всилу неблагоприятного состава коллекторских толщ, наличия глубоких размывов, что способствовало разрушению ранее сформировавшихся скоплений и затрудняло образование новых.Как земли второй категории оценивается территория Темирского свода, поскольку мощности генерирующих толщ были незначительны, а в зоне генерации, Остансукском'прогибе, в верхней части подсолевого разреза накапливались флишоидные образования. В качестве менее перепек-

ного оценивается район Енбекского выступа, который в ходе геологического развития испытывал постоянные инверсионные движения.

Перспективными направлениями поисково-разведочных работ являются:1-изучение девонских отложений в пределах всех блоков даркамысского свода,^-каменноугольных на западном склоне Эм-бенского прогиба на неизученных бурением поднятиях,перспективных на газ и газоконденсат;3-исследования нижнепермских подсо-левых отложений в приразломных зонах повышенной трещиноватости Наркамысского свода;4-надсолевого комплекса на структурах,расположенных в зонах возможных перетоков УВ из подсолевых отложений, где имеются благоприятные структурные условия.коллекто-рские толщи и флюидоупоры.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ изложены основные результаты проведенных исследований, позволивших сформулировать следующие защищаемые по-ложения:1-генетическофходство нефтей подсолевых и надсолевых залежей,что основано на общности генетических коэффициентов, связанных с распределением индивидуальных алканов бензиновой и средней фракций,а также насыщенных полициклических УВ.Источником нефтей является смешанное арконово-алиновое ОВ,формировавшееся в условиях частой смены морского и континентального режимов "осадконакопления;

2-возможными нефтематеринскими являются нижне-средне-визейская и предположительно нижнепалеозойско/?/-девонская толщи Эмбенского перикратонного прогиба и,в меньшей степени, Остансукского,отвечающих системе погребенных рифтовых прогибов в палеозойскую эру;

3-нефтегеологическое районирование территории, определение основных перспективных направлений и конкретных объектов для постановки поисково-разведочных работ в результате анализа мощности и литологического- состава различных комплексов осадочного чехла, палеотектонических реконструкций по данным бурения и сейсмическим материалам, а также геохимических исследований нефтей и ОВ на основе выявления и дифференциации зон аккумуляции и генерации УВ.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

I.Геолого-геохимические особенности нефтеносности подсолевых отложений Жанажол-Иакатанской зоны восточного борта Прикаспийской впадины. Материалы ХХУ11 Всес.научн.студ.конф., Новосибирск ,1989,с.32-36.

'¿.Связь нефтегазопроявлений с зонами тектонических нарушений восточной части Прикаспийской континентальной окраины. В сб.: Геология и геодинамика нефтегазоносных бассейнов СССР. 1990, с.9ь-101 /соавторы л.^.Волчегурский.С.Б.Кочарьянц.Н.В.Павли-нова/

о.Особенности нефтей ^ркамысского свода восточного борта Прикаспийской впадины - деп. в ВИНИТИ, 1991

4.Основные черты истории развития восточного борта Прикаспийской впадины в палеозойскую эру /до кунгурского века/ - Деп.в ВИНИТИ, 1993

5.Пути повышения эффективности поисково-разведочных работ на надсолевой комплекс Прикаспийской впадины. В сб.¡Состояние нефтепоисковых работ в надсолевых отложениях Прикаспийской впадины и перспективы их развития на 1993-1995 г.г..Актюбинск, Труды КазНИГРИ,1993./В соавторстве с Б.А.Соловьевым,С.Б.Коча-рьянц.О.С.Обрядчиковым.М.Б.Келлер,А.Н.Кондратьевым/

Отпечатано на ротапринте в картлитографии ВНИГНИ Зак..1 , 8.02.53, тир. 100 экз.