Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Литология и перспективы нефтегазоносности отложений терригенно-карбонатного и карбонатного комплексов девона в районах северного обрамления Прикаспийской впадины

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

Автореферат диссертации по теме "Литология и перспективы нефтегазоносности отложений терригенно-карбонатного и карбонатного комплексов девона в районах северного обрамления Прикаспийской впадины"

Тб

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М. В. Ломоносова

Геологический факультет Кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых

ЧАН АНЬ ХАО

Литология и перспективы нефтегазоносное™ отложений терригенно-карбонатного и карбонатного комплексов девона в районах северного обрамления Прикаспийской впадины

Специальность: 04.00.17 - Геология, поиски и разведка

• нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ Диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 1998

Работа выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

ведущий научный сотрудник А. И. Кошохов

Официальные оппоненты: - доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.Д. Скарятин (Российский университет дружбы народов) кандидат геолого-минералогических наук доцент A.B. Ярошенко (Российский университет нефти и газа им. И.М. Губкина) Ведущее предприятие - Всероссийский Нучно-Исследовательский

Институт" Зарубежгеология"

Защита состоится 11 декабря 1998 года в 14"30 часов на заседании диссертационного совета Д 053.05.64 по геологии, поискам и разведке нефтяных и газовых месторождений, месторождений твердых горючих ископаемых и литологии при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: ГЗ, МГУ, ауд. № 829. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, зона А, 6 этаж. Автореферат разослан 10 ноября 1998 г. Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук - Н.В. Пронина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность работы: Прикаспийская впадина и ее обрамление представляют собой один из наиболее перспективных на нефть и газ районов в России. В пределах впадины и ее обрамления, открыты крупнейшие по запасам месторождения углеводородов (УВ): Оренбургское, Астраханское, Тенгизское и Карачаганакское. К настоящему времени, в связи со значительной разведанностыо верхних частей палеозойского разреза южных районов Волго-Уральской антеклизы в ближайшие годы в качестве объектов, могущих восполнить разведанные запасы УВ, рассматриваются залежи в отложениях девонского возраста, залегающие на глубинах от 4 до 8 км. Результаты бурения глубоких скважин в южной части Бузулукской впадины доказали высокую перспективность этого направления поисков. В последние годы здесь были открыты Вишневское, Западно-Вншневское, Конновское, Зайкинское, Росташинское, Давыдовское и др. месторождения, связанные с терригенно-карбонатными и терригешшми отложениями эмско-эйфельского и живетско-нижнефранского комплексов.

Цель работы заключается в построении детальных литолого-фациальных схем размещения средне- и верхнедевонских отложений северного обрамления Прикаспийской впадины с выделением на этой основе зон, в которых карбонатные породы могут служить хорошими коллекторами для залежей нефти и газа (крупнозернистые биоморфно-детритусовые, рифовые, оолитовые известняки, легко подверженные доломитизации в недрах, доломиты).

Другими направлениями могут стать поиски региональных зон выклинивания и срезания, к которым могут быть приурочены крупные месторождения нефти и газа. На основе полученных данных построена карта

перспектив нефтегазоносное™ эйфельских и средне-верхнефранско-фаменских терригенно-карбонатных и карбонатных образований, что может помочь в выборе новых направлений геолого-разведочных и поисковых работ в исследованном регионе. *' ■

Основные задачи исследования: В соответствии с поставленной целью в работе решаются следующие задачи:

1. Детально изучение литологического состава средневерхнедевонских терригенно-карбонатных карбонатных отложений.

2. Составление литолого-фациальных карт для бийского и афонинского горизонтов эйфельского яруса среднего девона, нижне- и верхнефранского подъярусов и фаменского яруса верхнего девона.

3. Выявление новых зон, перспективных для поисков залежей нефти и газа в выше перечисленных комплексах отложений.

Научная новизна работы заключается в конкретных результатах исследований и выводах, полученных при решении поставленных задач:

1. Уточнены литолого-фациальные характеристики бийских, афонинских, нижне- и верхнефранских, и фаменских отложений.

2. Воссозданы обстановки накопления осадков в девонское время в пределах северного обрамления Прикаспийской впадины, с выделением зон, в которых карбонатные породы могут служить хорошими коллекторами для залежей нефти и газа.

3. Впервые установлено местоположение древних лагун и приливно-отливных отмелей, а также вдольбереговых баров и подводных намывных гряд, окаймлявших их со стороны моря.

4. Показано, что в среднедевонскую эпоху к северу от современной Прикаспийской впадины располагался морской залив, глубоко вдававшийся в

сушу, в периферийных частях которого находились приливно-отливные отмели и лагуны, защищенные со стороны моря вдольбереговыми барами, рифами и биогермными постройками. На этих отмелях и в лагунах накапливались пеллетовые карбонатные осадки и специфические глинисто-карбонатные и глинистые илы с высоким содержанием органического вещества (доманикоидные отложения). Трансгрессии моря распространялись с юга из района Прикаспийской впадины. После тектонической перестройки на рубеже раннего и среднего франа трансгрессия моря стала распространяться с востока из Палеоуральского океана.

5. Проведена оценка перспектив нефтегазоносное™ терригенно-карбонатного и карбонатного комплексов девона в северной бортовой части Прикаспийской впадины.

Практическая значимость: Результаты исследований могут быть использованы для повышения эффективности геолого-разведочпых и поисковых работ с целью открытия новых залежей нефти и газа в терригенно-карбонатных и карбонатных отложениях девонского возраста в районах северного обрамления Прикаспийской впадины.

Апробация работы: Основные положения диссертации изложены в трех опубликованных работах. Кроме того, они были доложены на Ломоносовских чтениях, проводившихся в МГУ в 1997 и 1998 гг. и на 60 сессии ЕАСЕ, состоявшейся в г. Лейпциге в июле 1998г.

Фактический материал. Работа базируется на.

- детальном описании более 100 шлифов;

- результатах исследования 10 наиболее интересных образцов в поле электронного сканирующего микроскопа;

определении минерального состава в 15 образцах дифракгометрическим методом;

- определении коллекгорских свойств в 34 образцах;

анализе данных бурения скважин (Уральскнефтегазгеология, Нижневолжскгеология) и сопоставлении литолого-геологических разрезов, вскрытых на нескольких площадях.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух частей с шестью главами, заключения и защищаемых положений. Во введении приведены общая характеристика работы, ее цель, задачи, актуальность, практическое значение и апробация.

Диссертация выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ. Автор выражает благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук А.И. Конюхову, научному сотруднику Н.И. Коробовой, профессору Ю.К. Бурлину, ведущему научному сотрудник)- Е.Е. Карнюшиной и доценту C.B. Фролову за оказанную помощь и поддержку в проведении исследований.

Часть первая Геологическое строение северного обрамления

Прикаспийской впадины.

Глава 1. Стратиграфия

Отложения верхнего протерозоя (рифей, венд) формируют промежуточный комплекс, характерный для рифтового этапа развития Русской платформы, и заполняют узкие локальные гребеннообразные впадины, например Пачелмский авлакоген.

В основании палеозойского разреза залегают терригенные отложения ордовикского и силурийско-раннедевонского возраста, распространение которых носит локальный характер.

В разрезе девона выделяются три комплекса: терригенно-карбонатный эмско-эйфельский; карбонатно-терригенный живет-нижнефранский и верхдий карбонатный, включающий отложения позднего франа - фамена. Породы, слагающие эти комплексы, распространены неравномерно.

Отложения нижнего подъяруса эйфельского яруса присутствуют повсеместно и обычно залегают согласно на породах вязовского горизонта (нижний девон). Это терригенно-карбонатные породы койвенского и карбонатные породы бийского горизонтов. Мощность отложения койвенского горизонта меняется от 0 до 15 м, мощность бийского горизонта - от 0 до 110 м. Отложения афонинской свиты (верхнего эйфеля) представлены карбонатной и глинисто-карбонатной фациями. В них выделяются несколько самостоятельных цикдитов, которые имеют определенное положение в разрезах. Это морсовский, мосоловский и черноярский горизонты. Мощность морсовского горизонта колеблется от И до 110м, мощность мосоловского горизонта - от 12 до 107м, мощность черпоярского горизонта - от 0 до 150м.

Живетский ярус сложен преимущественно породами терригенного состава мощностью до 250.

В составе франского яруса выделяется нижний, средний и верхний подъярусы. В разрезе нижнефранского подъяруса преобладают терригенные и карбонатно-терригенные разности. Средний и верхний подразделения франского яруса сложены преимущественно карбонатными образованиями, хотя в отдельных районах в составе саргаевского и доманикового горизонтов зафиксировано присутствие ангидритов и доманикитов. Среднефранские отложения выклиниваются в пределах Пугачевского и Соль-Илецкого сводов. Их мощность колеблется от 8 до 60 м. Терригенные породы позднефранского

возраста были пройдены при бурении на Кашинской площади. Отложения данного возраста выклиниваются на склонах Пугачевского и Соль-Илецкого сводов. Максимальной мощности они достигают 200 м наТепловской площади. (200 м.).

В разрезе венчающих девона фаменских отложений развиты преимущественно карбонатные образования: известняки и доломиты. В отдельных районах также встречаются доманикиты.Толща вышележащих турнейских отложений, сложена также известняками (мощность 20-310м).

Верхняя часть осадочного чехла образована преимущественно карбонатными породами каменноугольного и нижнепермского возраста (мощность до 3500м), а также терригенными, карбонатными, и сульфатно-галогенными породами верхней перми (мощность 2500 -3000). Локальное развитие получили также мезозойские отложения (триасовой, юрской и меловой систем), которые представлены красноцветными терригенными образованиями (мощность - 1068 м и более), а также осадки плиоценового и четвертичног о возраста (мощность от 8 до 20 м).

Глава II. Особенности тектонического строения.

Особенности тектонического строения северной бортовой зоны Прикаспийской впадины отражены в работах Г.Н. Алексеева, В.А. Бененсона, Р.Г. Гарецкого, В.И. Кайдалова, Л.Г. Кирюхина, A.A. Ковалева, П.Н. Кропоткина, Т.В. Макарова, Е.Л. Меламуд, В.А. Москвича, Н.В. Неволина, Ю.В. Новицкого, A.B. Малышева, Н.Г. Подкорытова, М.И. Тарханова, и др.

В современном структурном плане описываемый район находится в области сочленения крупных элементов Восточно-Европейской платформы: Волго-Уральской антеклизы, Пачелмского аклакогена и Прикаспийской

впадины. Основными структурными элементами, определяющими строение северного обрамления Прикаспийской впадины являются Пугачевский свод, Оренбургский свод, разделенный Сакмарским палеопрогибом на Восточно-Оренбургское и Соль-Илецкое поднятия, южная часть Бузулукской впадины, Камелик-Чаганская система дислокаций, Перелюбско-Рубежинский прогиб.

Поверхность фундамента и нижних структурных этажей имеет блоковое строение и в современном структурном плане ступенчато погружается в сторону Центрально-Прикаспийской депрессии, причем разломы, ограничивающие блоки, как правило, не затрагивают нижнекаменноугольные и вышележащие отложения, где им соответствуют флексуры. Наиболее сложное строение имеет среднедевонско-нижнефранский структурный этаж (нижнегерцинский структурный этаж по Гарецкому и др., 1990). Образования этого возраста, как правило, выделяются в качестве единого нефтегазоносного комплекса. Их сейсмогеологическая характеристика весьма отлична от таковой перекрывающих отложений. Среднедевонско-нижнефранский комплекс характеризуется блоковой структурой и интенсивной раздробленностью, в чем видят отражение рельефа поверхности фундамента. Его мощность достигает 600-700 м.

В пределах северного обрамления выделяются до семи-восьми ступеней-блоков, кровля которых последовательно погружается к югу от отметок -3700 до-5000 м по серии разломов, причем амплитуда перемещений возрастает с севера на юг от 100 до 500 м и достигает 1000 м на границе с Рубежииским прогибом. К ступеням приурочены вытянутые в валы цепочки локальных приразломных поднятий, часто осложненных органогенными постройками среднедевонского возраста.

На юге, Рубежинский прогиб граничит с Карповско-Тепловским валом и несколькими приподнятыми блоками, занимающими в современном структурном плане относительно высокое гипсометрическое положение. Мощность среднедевонских отложений сокращается до 250-300 м. Помимо Карповско-Тепловского вала здесь выделяются Дарьинское, Рожковское, Чинаревское и Кошинское блоковые поднятия. В пределах собственно Прикаспийской впадины выделяется Карачаганакский блок, который, по мнению ряда авторов также является выступом фундамента (Неволин, 1993).

Согласно Меламуду, в строении северного обрамления проявляется поперечная зональность, в соответствие с которой выделяются четыре меридиональных блока: Вишневский, Зайкинско-Росташинский, Ливкинско-Царевский, Лебяжинско-Акъярский.

В верхнедевонско-нижнекаменноугольном структурном этаже сохраняются черты регионального структурного плана, сложившегося на предыдущем этапе. Здесь также выделяются Жигулевско-Пугачевский свод, Восточно-Оренбургское и Соль-Илецкое сводовые поднятия и обширная Бузулукская внадина.

Глава 3. История геологического развития

В рифейское время восточная окраина Восточно-Европейской платформы неоднократно подвергалась тектонической активизации, что сопровождалось развитием систем внутриконтинентальных рифтов (Пачелмского, Мезенского и др.). Их реликты существуют до сих пор в виде протяженных грабенов, заполненных терригенными отложениями, преимущественно песчаниками, алевролитами и гравелитами с прослоями глин. Эти пестроцветные или красноцветные образования имели преимущественно делювиально-пролювиальный, реже озерный или морской

генезис. В Бузулукской впадине и других районах вдоль северного обрамления Прикаспийской впадины рифейские отложения представлены терригенными пестроцветами, главным образом, алевролитами и аргиллитами континентального генезиса. Точный возраст этих образований не определен, также как и их мощность. Однако их облик свидетельствует о наземных условиях, господствовавших в позднем протерозое и венде.

В раннем палеозое на того-восточной окраине ВосточноЕвропейской платформы сформировалось крупное поднятие - Сакмарская суша, занимавшая обширное пространство между современной долиной р. Волга и Уральским хребтом. В начале девонского периода площадь Сакмарской суши стала постепенно сокращаться. В змский век морские воды проникли в южную часть Бузулукской впадины.

С течением времени береговая линия отступала все далее на север. В раннезйфельское время она уже располагалась севернее Зайкинской и Гаршинской площадей, протягиваясь субширотно от Пугачевского свода до Восточно-Оренбургского поднятия. Вдоль нее на обширной материковой отмели происходило накопление карбонатных и карбонатно-терригенных осадков, на отдельных уровнях в значительной степени обогащенных органическом веществом. Сокращение площади суши сопровождалось постепенным замещением терригенных осадков на карбонатные. На отдельных участках материковой отмели в позднем эйфеле сформировались биогенные постройки высотой от нескольких до 30-70 м.

В живете благодаря усилившейся эрозии в бассейн в большом количестве стал поступать терригенный кластический материал. На всем протяжении материковой отмели, от Пугачевского до Соль-Илецкого

поднятий, вновь накапливались терригенные, главным образом песчаные осадки.

Примерно те же условия существовали и в раннефранское время, хотя интенсивность выноса терригенного материала сократилась. Блоковые подвижки, произошедшие на рубеже ранне- и позднефранских эпох, привели к размыву отложений раннефранского, живетского и частично эйфельского возраста. Наиболее существенный размыв фиксируется в районах Первосоветской и Чинаревской площадей, а также на восточном склоне Пугачевскою свода.

Позднефранская эпоха была отмечена аккумуляцией обогащенных органическим веществом отложений, в основном кремнистых и глинистых известняков. В начале фаменского века на рассматриваемой территории установились стабильные условия, выразившиеся в постепенном медленном прогибании, которое охватило как Бузулукскую впадину, так и соседние районы. Повсеместно накапливались карбонатные осадки, лишь на короткое время замещавшиеся глинистыми разностями. С фаменским временем связано формирование позднепалеозойской карбонатной платформы, завершение которой относится к раннепермской эпохе.

Часть вторая. Литология средне- и верхнедевонских отложений и их

нефтегазоносность. Глава 4. Основные типы пород.

Средне-позднедевонские отложения северного обрамления Прикаспийской впадины представлены породами карбонатного и терригенного состава. Терригенные породы преобладают в среднедевонской части разрезах, тогда как карбонатные отложения характерны для верхнего девона.

Карбонатные породы. В разрезах девонских отложений северной ирибортовой части Прикаспийской впадины карбонатные образования составляют более 50% разреза. Они втречаются на разных стратиграфических уровнях, в возрастном диапазоне от среднего девона до верхов фамена, и были описаны на разных гипсометрических уровнях. Наиболее распространены следующие типы карбонатных пород:

I. Известняки

I .Органогенные (биогенные): а) биоморфно-детритусовые,

б) де1ритусовые.

2.Биохемогенные: а) пеллетовые, б) мелко-микрокомковатые (водорослевые).

3.Хемогетше: а) оолитовые и псевдооолитовые,

4.Перекристаллизованные а) микрокристаллические б) яснокристаллические

5.Глинисто-кремнистые и углеродистые известняки (доманикиты и доманикоидные образования)

II. Доломиты, представленные главным образом вторичными разностями

Биогенные известняки: Образования этого типа встречаются чаще других в разрезе средне- верхнедевонских отложений.

Биоморфно-детритусовые известняки широко распространенны в отложениях эйфельского, средне- верхнефранского и фаменского ярусов. Чаще всего они сложены обломками раковин брахиопод, тентикулитов и члениками криноидей. Более или менее целые раковины обычно заполнены карбонатным микритом и рассеянными битумовдами. Основная масса породы микро или мелкозернистая, имеет коричневатый и буро-коричневый

цвет за счет присутствия органического материала. Размеры форменных компонентов от 0,1 до 2 мм. Среди аутигенных образований встречаются вторичный доломит и пирит, неравномерно рассеянные в основной массе (по данным дифрактометрического анализа содержание пирита колеблется от 0,8% до 3-4%).

Детритусовые известняки широко развиты в разрезах ЮжноПервомайской, Перелюбской, Карачаганакской, Весенней и Кузябаевской площадей. Здесь они представлены мелкозернистыми и крупнозернистыми разностями, с неяснослоистой текстурой и сложены мелкими обломками раковинного материала и карбонатным микритом, в котором встречаются псевдооолиты. Форменные остатки составляют 30-40% породы и представлены фрагментами раковин брахиопод и остракод, обломками члеников криноидей и раковинами фораминифер. Основная масса сложена тонко-мелкозернистым кальцитом, с включением глинисто-битуминозных компонентов (содержание битумоида - до 5-10%).

Биохемогенные известняки Среди известняков биохемогенного тина в средне- верхнедевонских отложениях распространены две разновидности: пеллетовые и мелкокомковатые (водорослевые).

Пеллетовые известняки были описаны в разрезах Весенней площади, где они представлены темно-серыми, микритовыми углеродисто-глинистыми разностями (до 15%), включающими псевдооолиты. На отдельных участках порода перекристаллизована до яснозернистого известняка. Форменные компоненты составляют 20-40% породы. Обычно это тонкостенные раковины остракод, обломки створок пелеципод и микросферы. Среди аутигенных минералов наибольшим распространением пользуется

пирит, который заполняет камеры раковин и нередко развивается по углеродисто- глинистому материалу, встречаясь в виде глобул и их скоплений.

Описываемые породы были вскрыты также на Карачаганакской (скв. 2) и Чинаревской (скв. П9) площадях. Здесь в разрезе отложений фаменского возраста Карачаганакской площади распространены пеллетовые, опесчаненные известняки, участками пиритизированные с псевдооолитами. На отдельных участках встречается терригенная примесь в виде зерен кварца и обломков пород.

Мелкокомковатые (водорослевые) известняки были описаны в породах койвенского горизонта в скв. 2 Карачаганакской площади. Содержание органогенных обломков, представленных фрагментами раковин двустворок и тептикулитов, не превышает 10%. Комковатый облик породы обусловлен неоднородной текстурой, в которой скопления мелкозернистого кальцита перемежаются с агрегатами углеродисто- глинистого материала.

Хемогенныс известняки Породы данного типа были пройдены бурением на Кузябаевской площади в отложениях койвенского горизонта нижнеэйфельского подъяруса. Это оолитовые известняки, с глинисто-карбонатным цементом, который подвергся поздиейшеей доломитизации (до 20%) и пиритизации. В соседнем районе (Весенняя площадь) в морсовском горизонте верхнеэйфельского подьяруса в известняках распространены лептохлоритовые оолиты, сцементированные тонкокристаллическим сидеритом (размер кристаллов 0,02-0,05 мм).

Типичные псевдооолитовые известняки распространены в отложениях фаменского возраста на Карачаганакской площади. Это мелкокрупнозернистые доломитизированные образования, неравномерно

перекристаллизованные в диа- и катагенезе. Размер псевдооолитов колеблется от 0,1 до 0,5 мм.

Перекристаллизованные известняки Микрокристаллические известняки были описаны в разрезах Кузябаевской, Перелюбской, Западно-Вишневской, Южно-Первомайской площадей. Обычно это тонко-мелкозернистые, слабоглинистые образования, со следами окремнения и сульфатизации (5%). Такие породы, как правило, характеризуются массивной текстурой. Основная масса в них представлена микрокристаллическим кальцитом (размер кристаллитов от 0,001 до 0,004 мм). В породах встречается аутогенный халцедон и ангидрит.

.Яснокристаллические известняки были встречены в отложениях фаменского яруса на Январцевской площади. Основная масса породы сложена яснокристаллическим кальцитом с размерами кристаллитов до 1,5 мм. В шлифах видны фантомы раковин моллюсков, а также обломков криноидей и мшанок. На электронных микрофотографиях можно видеть крупные кристаллы кальцита, на отдельных участках замещенные доломитом.

Глинисто-кремнистые и углеродистые известняки (доманикиты и доманикоидные образования) В пределах северного обрамления Прикаспийской впадины, и в частности в Перелюбско-Рубежинском прогибе эти образования распространены по всему разрезу девона, но особенно широко в эйфельских отложениях, где ими сложены целые горизонты и пачки на Карачаганакской и Чинаревской площадях. Породы данного тина характеризуются, как правило, трех или четырехкомпонентным минеральным составом, а также повышенным содержанием Сорг (1-5%). Терригенный материал встречается в примеси, иногда его содержание достигает 15%. Чаще всего это зерна кварца,

реже полевого шпага алевритовой размерности. Карбонаты (кальцит, доломит) составляют в этих породах от 12 до 80%. Аутогенный свободный кремнезем (не связанный в алюмосиликатах) присутствует в разных количествах (от 0 до 35%), чаще всего в образцах из разрезов Карачаганакской площади. В шлифах можно видеть хорошо сохранившиеся кремневые раковины радиолярий, В разрезе Чинаревской и Весенней площадей описываемые образования имеют более глинистый состав, причем глинистая фракция сложена, как правило, иллитом и каолинитом. На Карачаганакской площади иллит также играет значительную роль (15-38% объема породы), а доля каолинита меняется от 5 до 20%.

Доломиты. В северной прибортовой зоне Прикаспийской впадины доломиты отмечались в различных стратиграфических комплексах девона. Это вторичные доломиты, мелко-крупнозернистые с элементами реликтовой органогенной струюуры, фантомами обломков криноидей, в значительной степени доломитизированных. Доломитизация привела к формированию значительной вторичной пористости. Часть крупных пор обычно заполнена битумоидами.

Глава 5. Литолого-фациальные особенности размещения средне-верхнедевонских терригенно-карбонатных и карбонатных отложений.

В эмское и раннеэйфельское время на изученной территории сформировался терригенно-карбонатный комплекс отложений, в основании которого залегают песчаники петрокласто-кварцевого состава, очень слабо сортированные, что свидетельствует о незначительном переносе исходного терригенного материала.

С начала эйфельского времени пески и алевриты заместились карбонатными осадками, получившими широкое распространение в бийское

время. Анализ полученных данных показал, что в это время здесь располагался обширный морской залив субмеридиального простирания. На западе он граничил с Пугачевским поднятием, на востоке - с Соль-Илецким выступом Восточно-Оренбургского свода. Вдоль склонов этих поднятий располагались пршшвно-отливные площадки, впоследствии и обширные лагуны, где накапливались преимущественно пеллетовые и биоморфно-детритусовые карбонатные осадки с псевдооолитами, а также доманикоидные илы, зачастую прослоенные песчанистыми и глинистыми отложениями. От воздействия морских волн их защищали подводные аккумулятивные валы, сложенные детритусовыми и оолитовыми карбонатными песками, а также органогенные постройки. В осевой части залива накапливались более тонкие разиости осадков: мелкодетритусовые карбонатные и глинисто-карбонатные илы, сменявшиеся в разрезе тонкими карбонатными и глинистыми илами. Последние получали особенно широкое распространение в эпохи повышенного стояния уровня моря.

В начале афонинского времени трансгрессия моря продвинулась далеко на север и северо-запад, захватив большую часть Бузулукской впадины. Однако Пугачевский свод и Соль-Илецкий выступ продолжали возвышаться над морскими водами. Благодаря этому морской бассейн сохранял очертания залива, глубоко вдававшегося в сушу. Спектр седиментационных обстановок существенно не изменился, хотя в некоторых из них стали формироваться осадки иного состава. Вероятно, это было связано с изменениями гидродинамики среды в заливе. Тонкие частицы не фиксировались в донных осадках, так как течения уносили их на юг в сторону находившегося там обширного шельфа. В открытой части залива аккумулировался в основном терригенный алевритовый и песчаный материал,

а также карбонатный детрит, мобилизованный при разрушении рифовых построек и вдольбереговых баров. Приливно-отливная отмель в районе Карачаганакского блока в афонинское время существенно расширилась, распространившись в сторону Чинаревского блока. От воздействия штормовых волн и придонных течений ее защищали подводные намывные валы. В пределах самой приливно-отливной отмели продолжали накапливаться глинистые и карбонатно- глинистые илы, обогащенные органическим материалом.

На восточной периферии Пугачевского свода также образовалась обширная приливно-отливная отмель, защищенная со стороны моря подводными намывными грядами. Эти гряды (Кузябаевская и Перелюбская площади) были сложены карбонатными биоморфно-детритусовыми и оолитовыми (псевдооолитовыми) песками, которые часто перемывались морскими волнами.

Самым важным элементом палеогеографии афонинского морского бассейна были рифовые постройки и биогермы, широкой полосой протягивавшиеся от вершины залива к его центру (Вишневское и Зайкинское поднятия) и далее на северо-восток (Гаршинская площадь). По данным бурением это довольно крупные, высотой от 30 до 70 м сооружения, сложенные скелетными остовами рифостроителей, водорослевыми известняками и различными биоморфно-детритусовыми образованиями. За полосой рифов, вероятно, существовала обширная приливно-отливная отмель, в пределах которой накапливались алевритово-глинистые и биоморфно-детритусовые илы, прослоями обогащенные органическим веществом (доманикоидные осадки).

В конце эйфельского века (черноярское время) благодаря резкому повышению уровня моря, биогермные постройки перестали развиваться, а приливно-отливные отмели были затоплены. На всей площади исследованного района накапливались мелкозернистые карбонатные и глинистые илы.

Живетский век характеризовался преимущественно терригенной седиментацией, рассмотрение которой не входит в задачи данной диссертационной работы. Отметим только, что залив сохранил и в это время свои очертания, хотя центральную и северную его части занимала крупная речная дельта.

Наиболее сложное строение имеет верхний карбонатный комплекс, включающий отложения франа и фамена. В раннефранское время палеогеографическая ситуация резко изменилась. Морские трансгрессии стали распространяться с востока, где в это время находился Палеоуральский океан. Об этом говорит замещение в восточном направлении массивных песчаников и алевролитов пачками переслаивания песчаников и глин, а этих последних известняками и глинами.

Крупные тектонические перестройки, произошедшие на рубеже раннего и среднего, а затем среднего и позднего франа, привели к поднятию Камелик-Чаганской ступени, а также соседних с ней Чинаревского и Карачаганакского блоков и Карповско-Тепловского вала. В результате произошел размыв нижнефранских и большей части живетских отложений. Анализ нижнефранских отложений там, где они сохранились, показывает, что существовавший здесь морской бассейн оставался по-прежнему мелководным. Прибрежные фации были распространены в западней части региона, где они представлены терригенными песчано-алевритовыми

осадками, возникшими вероятно, в результате перемыва живетских дельтовых и авандельтовых образований в процессе трансгрессии моря.

Новые трансгрессии в среднем, а затем и позднем фране затронули главным образом районы, выделенные в качестве Перелюбско-Рубежинского прогиба, а также более северные территории. В среднефранскую эпоху на юго-восточном склоне Пугачевского свода возникла осолоненная лагуна, в которой на протяжении семилукско-саргаевского времени накапливались гипсы и ангидриты. Довольно мощная пачка этих солей была пройдена при бурении на Первомайской и Перелюбской площадях. Другая лагуна образовалась к западу от Соль-Илецкого выступа. Однако аккумулированные здесь осадки частично были размыты в процессе крупной тектонической перестройки, происшедшей на рубеже среднего и позднего франа. Фации открытого моря были представлены биоморфно-детритусовыми и детртусовыми карбонатными илами, которые впоследствии в диа- и катагенезе подверглись доломитизации.

В позднефранскую эпоху в описываемых выше лагунах накапливались карбонатные биоморфно-детритусовые и терригенные песчаные осадки, прослоенные алевритовыми илами. В открытой части морского бассейна получили распространение биоморфно-детритусовые и детритусовые илы, повергшиеся в зоне катагенеза значительной доломитизации.

Близкая к франскому времени картина размещений различных фаций осадков сохранялась в ранне- и среднефаменское время, когда море постепенно захватило всю территорию и только в присводовой части Пугачевского свода временами сохранялись континентальные условия.

Глава 6. Перспективы нефтегазоносности средне- и верхнедевонских терригенно-карбонатных и карбонатных отложений.

В районах северного обрамления Прикаспийской впадины продуктивны палеозойские отложения. Здесь выделено несколько нефтегазоносных комплексов. Диапазон нефтегазоносности охватывает почти весь разрез осадочного чехла от девонских до пермских отложений. Промышленные запасы нефти и газа в рифее и венде пока не обнаружены.

Основными нефтегазоносными комплексами пород на рассматриваемой территории помимо отложений девонского возраста являются окско-башкирский карбонатный, средне-верхне-каменноугольный карбонатный, нижнепермский и верхнепермский карбонатный. В составе девона можно выделить терригенно-карбонатный эйфельский, преимущественно терригенный живетско-нижнефранский и карбонатный среднефранско-фаменский комплексы. В данной работе мы рассматриваем терригенно-карбонатный и карбонатный комплексы эйфельского и франско-фаменского возраста.

В течение последних 15 лет в девонских отложениях были открыты многочисленные крупные и мелкие месторождения (Зайкинское, Росташинское, Вишневское, Конновское, Давыдовское и другие).

Проведенный нами анализ профильных разрезов и литолого-фациальных карт позволил по-новому подойти к оценке перспектива нефтегазоносности территории. При недостатке фонда антиклинальных структур основной интерес здесь могут представлять зоны выклинивания и срезания нижнефранСких, жмветских и эйфельских отложений, которые находятся в районах регионального предсреднефранского размыва, наиболее ярко проявившегося на Пугачевском своде, на границе между Перелюбско-

Рубежинским прогибом, с одной стороны, и Карповско-Тепловским валом и Чинаревским блоком, с другой. Новые залежи углеводородов могут быть также открыты в погребенных телах аккумулятивного генезиса, которые сложены относительно крупнозернистыми детритусовыми и оолитовыми карбонатными образованиями, подвергшимися доломитизации в катагенезе. Благодаря возникновению вторичной пористости они могут служить хорошими коллекторами для залежей нефти и газа. Немалый интерес представляют органогенные постройки, сформировавшиеся в бийское время в районах, прилегающих к юго-восточной части Чинаревского поднятияи и в афонинское время в Зайкинско-Гаршинской зоне.

Определенный интерес представляют также органогенные постройки, формировавшиеся в фаменский век к югу от Пугачевского свода.

Заключение. В результате выполненных исследований удалось уточнить состав карбонатных пород, их положение в разрезах различных площадей. Были построены серии литолого-фациальных карт для различных интервалов среднего и верхнего девона, в частности, для бийского и афонинского горизонтов эйфельского яруса, нижне- и средне-верхнефранского подъярусов и фаменского яруса. Было уставлено, что в эйфельском веке в пределах северного обрамления Прикаспийской впадины находился морской залив, глубоко вдававшийся в сушу. В периферийных частях этого залива в течении долгого времени существовали приливно-отливные отмели и лагуны, защищенные со стороны моря вдольбереговыми барами и органогенными постройками. Морские трансгрессии распространялись в северном направлении из района Прикаспийской впадины.

В позднедевонское время трансгрессии стали продвигаться с востока, где находился Палеоуральский океан. Об этом свидетельствует

постепенное утонение нижнефранских отложений с запада на восток и замещение терригенных песчаников и алевролитов глинами и микритовыми известняками. На рубеже раннего и среднего франа произошла крупная тектоническая перестройка, вследствие которой ряд тектонических блоков оказались приподнятыми, а отложения живетского и раннефранского возраста были частично или полностью размыты.

В средне и позднефранское время на исследованной территории располагался мелководно-морской бассейн, в южной периферии которого образовались две лагуны, одна находилась в районе Карачаганакского блока, а другая в районе Первосоветской площади. Здесь накапливались соленосные осадки:гипсы и ангидриты.

Близкая картина сохранилась в начале фаменского века, когда в лагунных обстановках аккумулировались палыгорскитовые глины. К середине фамена морские воды покрыли всю территорию. Здесь установились условия, характерные для приглубого открытого шельфа.

Проведенные исследования позволяют уточнить перспективы нефтегазоносности терригенно-карбонатного и карбонатного комплексов девона в северной бортовой части Прикаспийской впадины. Районами наиболее перспективными в отношении поисков новых залежей нефти и газа следует считать зоны регионального выклинивания и срезания эйфельских, живетских и нижнефранских отложений, а также погребенные вдольбереговые бары и органогенные постройки, сформировавшиеся в эйфельское и позднефранско-фаменское время.

Защищаемые положения: 1. Благодаря проведенным литолого-палеогеографическим исследованиям установлено, что в эйфельское и живетское время в пределах

северного обрамления Прикаспийской впадины существовал общий морской залив, в периферийных частях которого располагались крупные лагуны и приливно-отливные отмели. Со стороны моря, они были защищены органогенными постройками и вдольбереговыми аккумулятивными барами. В живетский век последние были погребены осадками выдвинувшейся в сторону моря крупной речной дельты, которая отступила на северо-восток в раннефранское время. В среднем и позднем фране, а также первой половине фаменского века вблизи склонов древних поднятий (Пугачевского и Соль-Илецкого сводов) вновь возникли лагуны. Они просутцествовапи вплоть до середины фамена.

2. Лагунные фации в эйфельский век были представлены углеродистыми карбонатно-глинистыми и алевритово-глинистыми илами, относящимися к доманикитам и доманикоидам. В среднем фране лагуны были осолененными и в них формировались гипсы и ангидриты, которые в фамене заместились палыгорскитовыми глинами. Вдольбереговые бары и подводные валы, защищавшие лагуны со стороны моря, были сложены в эйфельское время карбонатными биоморфно-детритусовыми осадками и оолитовыми песками, а во фране намывными песчаными грядами, на месте которых в первую половину фамена локально стали формироваться рифовые постройки.

3. Перспективы нефтегазоносности девонских (эйфельских и франско-фаменских) отложений в настоящее время связаны с поисками погребенных аккумулятивных тел и органогенных построек. Кроме того, значительной интерес представляют зоны регионального выклинивания и срезания эйфельских, живетских и нижнефранских отложений на склонах крупных погребенных поднятий, прежде всего Пугачевского свода, где могут быть

обнаружены стратиграфические и литологические экранированные залежи нефти и газа.

Список опубликованных работ по теме диссертации:

1. Типы коллекторов в терригенных и карбонатных комплексах палеозоя прибортовых частей Прикаспийской впадины,- Ежегодная научная конференция " Ломоносовские чтения". Изд. МГУ, 1996 (соавторы Е.Е. Карнюшина, А.И. Конюхов, Н.И. Коробова и др.)

2. Неантиклинальные ловушки в девонских отложениях Волго-Уральской антеклизы - Ежегодная научная конференция " Ломоносовские чтения". Изд. МГУ, 1998 (соавторы C.B. Фролов, Е.Е. Карнюшина, А.И. Конюхов, Н.И. Коробова и др.)

3. Devonian history and paleogeography of the northern margin of the Precaspian basin-EAGE 60th Conference and Technical Exhibition-Leipzig, Germany, 1998 (соавторы A. I. Konyukhov, S. V. Frolov)