Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методы прогнозирования разрезов продуктивной Верхнеюрской карбонатной толщи по строению перекрывающей эвапоритовой формации

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

Автореферат диссертации по теме "Методы прогнозирования разрезов продуктивной Верхнеюрской карбонатной толщи по строению перекрывающей эвапоритовой формации"

Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт

РГ 6 од

1 8 СЕН 12а5 На правах рукописи

УДК 553.98.041:552.54:551.762 (575.16)

ГОРЮНОВ ЕВГЕНИЙ ЮРЬЕВИЧ

МЕТОДЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРЕЗОВ ПРОДУКТИВНОЙ ВЕРХНЕЮРСКОЙ КАРБОНАТНОЙ ТОЩИ ПО СТРОЕНИЮ ПЕРЕКРЫВ МОЩЕЙ ЗВАП0РИТ0В0Й ФОРМАЦИИ (на примере Денгизкульского района Амударьинской впадины)

04.00.17 -геология, поиски й разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 1995 г.

Раоота выполнена во Всероссийском научно-исследовательском геологическом нефтяном институте (ВНИГНИ)

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор геолого-минералогических наук, профессор В. Д. Ильин,

доктор геолого-минералогических наук

Н. К. Фортунатова

доктор геол. -мин. наук, чл. -кор.

РАЕН, профессор

А. Н. Золотов ' '

кандидат геолого-миноралогических наук

А. Б. Чепелюгин

Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов

Защита диссертации состоится /О 1995 года в

ЛГ часов на заседании диссертационного совета Л 071.05.01 при Всероссийском научно-исследовательском геологическом нефтяном институте (ВНИГНИ) по Адресу: 105819 Москва, шоссе Энтузиастов, 36.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИГНИ. Автореферат разослан "//"______1995 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат геолого-минералогических наук

Т.Д. Иванова

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ

В последние годы возрастает роль карбонатных отложений, как объектов поисков в них залежей нефти и газа. Опыт геологоразведочных работ показывает, что из большого многообразия карбонатных пород-коллекторов на первый план выдвигаются породы рифового генезиса, характеризующиеся наибольшими емкостными свойствами, что обусловливает при наличии ловушки формирование крупных, высокодебитных залежей нефти и газа. В связи с этим поиски и разведка погребенных рифов - важнейшее направлением поисково-разведочных работ. Рифовые массивы часто перекрыты эвапоритовыми отложениями, слагающими мощные ангидрито-соляные толщи. Такая последовательность отложений в разрезе наблюдается в Амударьинской синеклизе, Предуральском прогибе. Прикаспийской впадине, и отражает ход естественной эволюции осадочных бассейнов в определенных климатических и геодинамических обстановках. Наличие мощных перекрывающих соляно-ангидритовых толщ, с одной стороны, создает благоприятную обстановку для формирования и сохранения скоплений углеводородов, но с другой - крайне осложняет изучение подсолевых карбонатных отложений, в том числе и методами сейсморазведки. Вследствие этого значительная часть поисковых и разведочных скважин (до 50-60%) попадает в нерифовые участки и оказывается непродуктивной, что приводит к снижению эффективности поисковых и разведочных работ. Таким образом, .вопросы пространственных взаимоотношений карбонатных и эвапоритовых тел имеют не только теоретический интерес, но и большое практическое значение. В качестве эталонного объекта для решения указанных вопросов выбран Денгиз-кульский район Амударьинского бассейна, так как наряду с хорошей геологической изученностью и доказанной высокой нефтегазо-носностью (на территории района открыто и разведано более 33 месторождений углеводородов, в том числе крупные - Денгизкуль, Уртабулак, Култак, Зеварды, Кокдумалак и др.) здесь наблюдается большое разнообразие карбонатных морфоструктур - барьерные рифовые системы, одиночные рифы, подводные палеоподнятия и др., находящихся в сложных пространственных соотношениях с пе-

рекрывающими эвапоритами.

' ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Основная цель исследований заключается в разработке, на примере Денгизкульского газонефтеносного района, методов прогнозирования высокоемких ловушек в рифогенных карбонатных отложениях на основе использования особенностей строения перекрывающей- эвапоритовой формации.

В соответствии с поставленной целью в работе решены следующие основные задачи:

выявлены корреляционные связи между литолого-фациальными особенностями карбонатной толщи, морфологией ее поверхности и особенностями строения перекрывающих эвапоритов;

установлены факторы, контролировавшие процессы седименто-генеза на основных этапах эвалоритонакопления;

в разрезах ангидрито-соляной толщи выделены седиментаци-онные циклы нескольких порядков;

установлены особенности эвапоритовой седиментации в условиях резкорасчлененного рифогенного рельефа, выделены зоны мелководного и глубоководного эвалоритонакопления;

изучены и описаны особенности проявления соляной тектоники во взаимодействии с погребенными морфологическими неодно-родностями подстилающих отложений;

показано широкое развитие в районе структурно-литологи-ческих ловушек и приуроченность к ним значительного числа месторождений, относимых ранее к изолированным одиночным рифовым постройкам.

в центральной части района выделен и закартирован участок барьерной системы, образующей единую Умид-Пирназарскую карбонатную плиту, объединившую, считавшиеся ранее разрозненными, рифовые массивы Южные Кемачи, Кенджа, Южные Зекры, Марковское, Пирназар, Умид, Крук.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ

Научная новизна работы заключается в следующем: обоснованы критерии типизации эвапоритовых разрезов по

признакам, характеризующим палеогеографические условия их формирования. на основе которых выделены мелководный тип, формировавшийся в пределах карбонатного шельфа и рифового плато одиночных рифов, и глубоководный, свойственный для.депрессион-ной части бассейна;

уточнено положение барьерной рифовой системы и одиночных рифов в Денгизкульском районе;

выделены и описаны специфичные для эвапоритовых толщ образования: ангидритовые валы и ангидрито-соляные линзы, .развитые на склонах морфологически выраженных карбонатных поднятий, показаны их поисковое значение и влияние на интерпретацию сейсмических разрезов на конкретных разведочных площадях;

показано широкое развитие в районе ловушек структурно-ли-тологического типа и приуроченность к ним значительного числа месторождений, а также рассмотрены литолого-фациальные и тектонические условия формирования ловушек;

выявлены некоторые закономерности локализации участков рапопроявления в общей структуре соляно-ангидритовой толщи.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ Проведенные исследования выявили устойчивые корреляционные связи строения эвапоритовой толщи и морфологии кровли подстилающей карбонатной формации. Это позволило разработать способы прогнозирования положения продуктивных участков, связанных с барьерной системой и морфологически выраженными поднятиями в депрессионной части бассейна - одиночными рифами, контуритами, конусами выноса и т.д.

На основе разработанных методов выявлено 10 участков, перспективных для поисков в них ловушек, а также разработаны рекомендации по обоснованию размещения поисковых скважин на площадях Изганча, Южный Шуртан, Сарыкум. Кроме того, результаты исследований вошли в пять отчетов ВНИГНИ 1989 - 1994 г. и были приняты ПГО "Узбекнефтегазгеология", РАО "Газпром", Комитетом РФ по геологии и использованию недр.

. АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные положения диссертации изложены в 8 опубликованных работах и пяти фондовых отчетах.. Работа была представлена на международных конференциях в Страсбурге (апрель 1993 г.) и Калгари (август 1993 г.). Работа докладывалась на I Вссросг сийском литологическом совещании "Современные проблемы литологии" (Новороссийск, 1994 г.), на V Международном Всероссийском солевом совещании "Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов (Санкт-Петербург, 1994 rj.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ

Работа основана на изучении и интерпретации данных поис-. ково-разведочного бурения и сейсмических работ ПГО "Узбекнеф-тегазгеология" и ПО "Узбекгеофизика". Автором проведены полевые описания разрезов карбонатной формации около 200 скважин. Проанализированы материалы ГИС около 1600 глубоких скважин, пробуренных к настоящему времени в Амударьинском бассейне, и более 600 скважин пройденных непосредственно в исследуемом районе. Заново, с учетом влияния соляной тектоники, проинтерпретированы 130 сейсмические разреза М0ГТ.

В ходе работы широко использовались возможности современной вычислительной техники. В основу построений легла созданная автором электронная база данных, содержащая информацию о стратиграфических разбивках разрезов всего массива глубоких скважин, опираясь на которую построены структурные карты и карты мощностей литологических горизонтов.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, шести глав и выводов, изложенных на 166 с. машинописного текста и иллюстрирована 32 рисунками и 15 таблицами. Список литературы содержит 105 наименований.

Во введений приведены общая характеристика работы, ее цели, задачи, актуальность, практическая ценность и апробация.

В главе 1 даны основные сведения о геологическом строении и нефтегазоносности Денгизкульского района.

Глава 2 посвящена описанию геологического строения и морфологии кровли верхнеюрской карбонатной формации.

В главе 3 приведены основные черты строения верхнеюрской эвапоритовой формации Амударьинского бассейна и более подробно рассмотрено строение эвапоритовой формации на территории Ден-гизкульского района.

В главе 4 рассмотрены особенности проявления соляной тектоники в областях развития рифовых комплексов.

Глава 5 посвящена основным типам ловушек, развитых в районе. В главе 6 изложены два метода прогнозирования рифовых комплексов по особенностям строения эвапоритовой толщи.

Работа выполнена в отделе стратиграфических и литологи-ческих исследований ВНИГНИ под руководством докторов геолого-минералогических наук В. Д. Ильина, и Н.К. Фортунатовой, которым автор выражает глубокую признательность. Автор благодарит Ю. П. Казанского, В. И. Копнина, К. Н. Кравченко, Е. С. Jlapc-кую, В.И. Седлецкого, Б.А. Соловьева, B.C. Шеина, Т.Д. Иванову, О.В. Иванову, К.О. Соборнова, А. Г. Швец-Тэнэта-Гурия, В.Н. Румакина, В. А. Дороднова за консультации, практические советы, замечания, высказанные в процессе работы над диссертацией а также Т.С. Коновалову за помощь, оказанную при выполнении графических работ.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

В диссертационной работе защищаются следующие 4 основные положения:

I. Генетические различия строения эвапоритовой формации в шельфовой и депрессионной областях седиментационного бассейна, заключающиеся в сокращенной мощности и пластовом строении нижнего седиментационного макроцикла эвапоритовой толщи в шельфо-вой области и преимущественно клиноформном в депрессионной.

Работами Н.Х. Алимухамедова, К.Н. Аманниязова, М. X. Арифджанова, Т. Л. Бабаджанова, Н.В. Бсзносова, В. И. Вето, В. Ф. Докунихина, А. Г. Ибрагимова, В. Д. Ильина, В. В. Корсуня, И. Г. Михеева, Т. И. Убайходжаева, Н.К. Фортунатовой, С. Т. Хусанова, А.Г. и др. установлено широкое развитие рифовых комплексов в

верхнеюрской карбонатной формации Амударьинской синеклизы Иследования, проведенные в последние десятилетия Н.В. Безносовым, В. Д. Ильиным, А. Г. Ибрагимовым, В. В. Корсунем, Н.К. Фортунатовой позволили обосновать наличие единой барьерной рифовой системы среднеоксфордского возраста, распространенной как в узбекской, так и в туркменской частях бассейна.

Сформированная на заключительной стадии рифообразования в среднем оксфорде барьерная рифовая система разделила две пале-огеоморфологические области: шельфовую - мелководную и депрес-сионную - относительно глубоководную,' перед фронтом барьерной системы. За пределами района барьерная система прослеживается на восток до площади Шуртан и далее, обнажаясь в Кугитангском хребте /Атлас карбонатных пород ..., 1981/. На западе, в туркменской части бассейна барьерная система обрамляет с северо-востока, востока и юго-востока Учаджинский свод и трассируется в районе площади Яшлар. В пределах исследуемого района карбонатный шельф развит в северной и северо-западной части, депрессионная зона - в южной и юго восточной. Перепады палеог-лубин между областями достигали 240 м.

Проведенная палеореконструкция показала, что рельеф карбонатной поверхности в пределах выделенных областей существенно различается. Так, поверхность карбонатного палеошельфа была относительно выровнена и малоконтрастна, отмечаются лишь широкие и пологие поднятия амплитудой до 50 - 100 м. Характерным морфологическим элементом карбонатной платформы также яв-ляетсй система поперечных межрифовых каналов, протягивающихся от тыловой части барьерной системы к нижнему перегибу внешнего склона. Каналы выражены понижением (до 50-100 м) карбонатного палеорельефа и увеличенной мощностью перекрывающих эвалорито-вых отложений. Они расчленяют барьерную систему на серию блоков, которые играют роль латеральных ограничителей залежей углеводородов, так как последние локализуются, как правило, в пределах отдельных блоков. Подобные каналы наблюдаются на восточном и западном-флангах месторождения Уртабулак, северном обрамлении площади Денгизкуль Северный. Каналы разделяют залежи: Крук и Западный Крук; Крук и Кемачи Южные; Кенджа и Зекры

Южные; Умид н Джарчи.

В депрессионнон части бассейна рельеф более сложный. Здесь выделяются одиночные рифы, подводные палеоподнятия, отделенные от карбонатного шельфа системой относительно глубоководных долин.

Анализ взаимоотношений между карбонатной и эвапоритовой формациями свидетельствует, что смена карбонатонакопления отложением эвапоритовых осадков не сопровождалась существенной структурной перестройкой рельефа.

Перекрывающая карбонатные отложения кимеридж-титонская эвапоритовая формация в региональном плане играет роль толщи компенсации, нивелируя сложный рельеф карбонатной кровли. В полных разрезах формация сложена двумя седиментационными макроциклами - нижним и верхним. В основании каждого из них раз- виты горизонты ангидритов, вверх по разрезу сменяемые солями. .. Каждый из макроциклов, в свою очередь, состоит из циклов более мелкого порядка. В геолого-разведочной практике элементы макроциклов получили наименования (сни^у вверх): нижний ангидрит, нижняя соль (нижний макроцикл), средний ангидрит, верхняя соль (верхний макроцикл). Венчает эвапоритовый разрез горизонт верхних ангидритов.

Исследования показали, что строение отложений нижнего макроцикла контролировалось преимущественно морфологией кровли подстилающей карбонатной толщи.

В отличие от нижнего, верхний макроцикл является относительно завершенным так как в его составе развиты прослои калийных солей. Мощность макроцикла закономерно увеличивается с севера на юг в соответствии с обцич трендом погружения осадочных комплексов. Одновременно с ростом общей мощности макроцикла закономерно возрастает количество и мощность прослоев калийных солей. Таким образом, строение верхнего макрсцикла и его суммарная мощность определялись преимущественно интенсивностью конседиментационных тектонических прогибаний.

В строении конкретных ра?рогов нижнего макроцикла эвапоритовой толщи нашли отражение пллеобатимстрические условия эвапоритонакопления.

В ходе исследований были изучены разрезы более 600 глубоких скважин, пробуренных на территории района и более 1000 за его пределами. В целом, в пределах карбонатного шельфа и плато одиночных рифов строение нижнего и верхнего макроциклов носит пластовый характер, что выражается в хорошей коррелируемости литологических горизонтов на значительных расстояниях. Мощность горизонтов нижних ангидритов и нижних солей здесь достаточно выдержана и не превышает 25-30 и 50 -100 м соответственно.

В депрессионной части бассейна наблюдаются резкие колебания мощностей нижнего макроцикла и слагающих его горизонтов.

Нижние ангидриты представлены преимущественно серыми и светло-серыми разностями. Мощность горизонта варьирует - от 30

- 50 до 150 - 200 м, составляя в среднем 102 м. На фоне общего увеличения мощности, отмечаются' участки с сокращенной и аномально увеличенной мощностью. Полоса участков с сокращенной мощностью (до 70-30 м) отчетливо прослеживается вдоль зоны рифовых подножий. Увеличение мощности (до 120-170 м) горизонта наблюдается в пределах надсклоновых ангидритовых валов, в устьях межрифовых каналов, над склонами и сводами подводных палеоподнятий и карбонатных конусов выноса.

Горизонт нижних солей в депрессионной части бассейна также испытывает значительные вариации мощностей от 150 до 400 м.

Максимальные значения наблюдаются в пределах надсклоновых ангидрито-соляных линз, образующих пологие антиклинальные структуры над склонами морфологически выраженных палеоподнятий. На участках удаленных от склонов морфологически выраженных поднятий строение нижнего макроцикла приобретает более выдержанный пластовый характер.

Абстрагируясь от индивидуальных особенностей, можно выделить два крупных типа эвапоритовых разрезов нижнего макроцикла

- мелководный, сформированный над карбонатным шельфом и рифовыми 'плато одиночных рифов, и глубоководный, формировавшийся в депрессионйой области бассейна.

Для относительно мелководного типа характерно:

сокращенная (до 10 - -30 м), выдержанная мощность пачки

нижнего ангидрита;

сокращенная (до 50 - 100 м), выдержанная мощность пачки нижних солей;

слоистый, пластовы.й характер залегания как верхних так, и нижних частей эвапоритового разреза, выдержанность мощностей литологических горизонтов на значительных (десятки километров) площадях;

увеличенная (до 450-600 м) мощность карбонатного разреза, мелководный характер карбонатных отложений, представленных либо биогермными отложениями, либо сульфатно-карбонатными отложениями тыловой области барьерной системы. Глубоководный тип отличают:

линзовидный, клиноформный характер залегания отложений нижнего макроцикла;

увеличенная (до 200 м) мощность горизонта нижнего ангидрита и изменение его мощности на относительно небольших расстояниях;

увеличенная (до 400 м) мощность толщи нижних солей и широкая вариация ее значений.

сокращенная до 250 м мощность подстилающих карбонатов, представленных относительно глубоководными отложениями - шламовыми и доломитистыми известняками; спонголитами, пелитоморф-ными известняками со спикулами кремневых губок, радиоляриями, кальцисферами;

обязательное присутствие в кровле карбонатного разреза -пачки "черных сланцев"

На склонах барьерной системы и одиночных рифовых массивов наблюдаются резкие переходы от одного типа разреза к другому.

Выявленные закономерности строения нижнего цикла и морфологии барьерной системы позволили провести картирование барьерной системы и одиночных рифов.

Наличие единой барьерной системы признано многими геологами, исследующими данный район. Но вопрос о ее пространствен-ной-.конфигурации по сей день является дискуссионным. Предлагались "различные геологические методы 'картирования рифогенных отложений и барьерной системы. На начальных этапах исследова-

ний, большое значение предавалось тектоническому фактору. Так, барьерная система на северном борту Амударьинского бассейна прогнозировалась (М.М.Грачевский, 1974) вдоль глубинных разломов, контролирующих флексурные перегибы Бухарской и Чарджоусс-кой тектонических ступеней.

В дальнейшем, наряду с геофизическими, разрабатывались геологические методы картирования рифогенных комплексов по различным признакам как внутреннего строения карбонатной формации, так и закономерностям ее взаимоотношений с перекрывающей и подстилающей толщами. Так, для этой цели были использованы закономерности в пространственном распределении мощностей "черных сланцев" (А.Г. Ибрагимов, В.Д. Ильин), венчающих карбонатные разрезы в депрессионных частях бассейна. Выполнялись палеофациальные построения (В. И. Вето, А. Г. Швец-Тэнэто-Гурий, Н.К. Фортунатова и др.), Н.К. Фортунатовой разработан метод типизации карбонатных разрезов и их картирование. Г. М. Беляковой (1980) предложены рекомендации по прогнозированию рифогенных комплексов по строению перекрывающей эвапоритовой толщи. В. Д. Ильиным (1968 - 1988) разработаны способы использования особенностей строения нижних ангидритов, нижних солей, калиеносных интервалов для прогнозирования и уточнения границ рифовых массивов.

Автором для выявления пространственного положения барьерной системы использованы два способа. Первый оснозан на морфологической выраженности в палеорельефе рифовых сооружений, второй - на закономерностях строения литологических горизонтов нижнего эвапоритового макроцикла - нижнего ангидрита и нижних солей.

В первом способе верхняя бровка барьерной системы картируется по изменению характера типа палеорельефа и резкому нарастанию градиента изогипс карбонатной поверхности на палеост-руктурных картах.

Во втором способе бровка картируется по резкому нарастанию мощности горизонта нижнего ангидрита с изопахиты 30 м, конфигурация которой, таким образом, отражает ее пространственное положение.

- 11 -

Сопоставление конфигураций, полученных двумя способами обнаруживает их близкое сходство, что свидетельствует о корректности применения данных способов.

Полученная таким образом конфигурация барьерной системы имеет довольно сложное пространственное очертание (рис. 1). Различие данной конфигурации от предложенных ранее (Л.Г. Чер-кашина и др., 1983, А.Т.Ибрагимов, 1980, 1984), заключается в том, что рифовые массивы Крук, Западный Крук, Умид, Джарчи, Пирназар, Южные Кемачи, Конжа и Южные Зекры, выделяемые ранее как обособленные тела, объединяются в рамках единой карбонатной плиты, получившей название Унид-Пирназарской.

Правомерность такого объединения подтверждается повсеместным развитием б пределах плиты рифогенных отложений и низкими, близкими к гидростатическим, пластовыми давлениями в залежах этих площадей характерными для залежей в ловушках барьерной системы.

II. Особенности проявления соляной тектоники над склонами морфологически выраженных карбонатных поднятий, заключающиеся в развитии здесь седиментационно-постседиментационных ангидри-то-соляных линз.

Определенное влияние на строение эвапоритовой толщи Аму-дарьинского бассейна оказали процессы, связанные с соляной тектоникой, которые в различных частях бассейна проявились в разных формах.

Ведущим фактором галокинеза в Амударьинском бассейне является тектоническое напряжение осадочной толщи, которое обусловливает региональный характер проявлений соляной тектоники. Областью наиболее яркого проявления соляного диапиризма, по данным 0. Тажитдинова (1970), является территория, непосредственно примыкающая к горст-антиклинальной зоне Юго-Западного Гиссара, где описаны соляные штоки, прорывающие нижне- и верхнемеловые отложения.

Второй зоной, где отмечаются мощные тангенциальные напряжения является Рспстек-Келифская зона (Гарецкий Р. Г. и др.,

Рис. 1 Прогнозна карта лерсвсжтютх цкфогешсмх яо»утн«

Состав«.! Е.Ю. Горюнов

1-3 - зоны развили»

отложенпй-

1 - рифогснного комплекса барьерноЛ системы,

2 - депрессисжиого карСснзтного комплекса,

3 - тылового карбонатного комплекса,

4-6 • месторождения, локализованные » пределах барьерной рифовой системы (4): * - Ургабуляк,

2 - Северный Денгизкуяь,

3 - Восточный Деягизкуль,

4 - Чегара,

5 • Метеяжан.

6 - Западный Крук, 1 • Крук,

$ -Умяя, 9 • Джарчи, Ю- Марковское, II* Пнрнаэар,

12- Юхные Зехры,

13- Кенджа,

14- Южяые Кемачи,

15- Матонет,

16- Дпвалкяк,

17- Сарыкум, 15- Арнгмэ,

19- Памук,

20- Шода, Восточный Карим,

22- Карим,

23- Северный Мубарек, 24. Южный Мубарек одиночных рпфов

25- Северный Уртабулак.

26- Зеварды,

27- Кокзумпак. 2Я- Алан,

29- Южный Памук.

30- Расылкудук,

полволн ых палеополн*тий (б)-ЗЬ Сардоб,

32- Капали,

33- Новый Алан,

34- Култак

7 • пг гнознруемыс персткктчпные .юн* ш» ч.

ГО

1964), которая протягивается с юго-востока на северо-запад более чем на 150 км и представляет собой в геодинамичёском отношении долгоживущую шовную зону между двумя тектоническими блоками (Геология и геодинамика..., 1986). Соляная тектоника проявилась здесь в формировании крупномасштабных соляных крипто-диапировых и диапировых массивов - Шальгеричбаба, Мартовский, Репетекский, Утемергенский.

Вопрос о наличии проявлений соляной тектоники в' западной, равнинной части изучаемой территории не получил достаточного освещения. Широко распространено мнение о пластовом залегании соляных отложений. Однако, как показали наши исследования, на территории района развиты своеобразные образования, являющиеся одной из форм проявлений соляной тектоники.

При детальном изучении разрезов эвапоритовой толщи отмечено, что в значительном числе скважин, расположенных в пределах склонов рифовых массивов, наблюдается аномальное увеличение мощности нижней ангидрито-соляной пачки. Аномальность заключается в избыточной компенсации депрессионного погружения кровли карбонатов и образовании по кровле нижних солей инверсионных положительных форм.

Так, над северным склоном рифа Кокдумалак, в районе скв. N 7 мощность пачки нижней соляной толщи аномально увеличена до 210 м, при этом ее кровля образует антиклинальную структуру, превышение свода которой составляет около 70 м. Подобные, но более пологие структуры, наблюдаются над южным и восточным склонами рифа. Наблюдения показали, что аномальные раздувы мощностей характерны для склонов практически всех рифовых массивов, как одиночных, так и входящих в состав барьерной рифовой системы: Восточный и Северный Денгизкуль, Джарчи, Южные Зекры, Истмок, Южные Кемачи, Кокдумалак, Крук, Пирназар, Умид, Уртабулак и др.

Таким образом, в изучаемом районе в отложениях нижнего макроцикла широко распространенны соляные образования с аномальной мощностью пачки нижних солей. Подобные образования получили название "ангидрито-соляных линз", поскольку сложены преимущественно галитом с отдельными пластами и пропластками

ангидритов, имеют выпуклую форму кровли в разрезе и линзовид-ное внутреннее строение. В поперечном сечении они представляют собой пологие, слабо-выпуклые поднятия, образующие локальные положительные структуры по кровле нижних солей. Ангидрито-со-ляные линзы развиты как на склонах рифовых массивов так и склонах карбонатных поднятий иной геологической природы - подводных палооподнятий, конусов выноса.

Высота сводовой части антиклинальных структур, образованных ангидрито-соляными линзами, достигает 100-150 м, ширина варьирует от 1 до 3-4 км.

Ангидрито-соляные линзы находят отражение на сейсмических разрезах, где они выглядят как отчетливо выраженные по отражающему горизонту Т-4, приуроченному к горизонту средних ангидритов, положительные структуры со сложным линзовидным внутреннем строением.. Здесь преобладают наклонные, плоховыдержанные отражающие площадки, образующие в совокупности косые и сигмо-идные формы отражений. В целом сейсмическая картина ангидри-то-соляных линз весьма схожа с сейсмической записью в рифоген-ных комплексах. Это обстоятельство в ряде случаев было причиной некорректной геологической интерпретации и ошибок при планировании точек заложения поисковых и разведочных скважин (скв. 6 Северный Уртабулак, скв. 1, 2, 3, 4 Омад и др.). Морфологическая выраженность ангидрито-соляных линз в виде локальных антиклинальных структур, своды которых смещены относительно рифовых тел, а также принятая в прежние годы в геолого-разведочной практике стандартная методика поисков месторождений, ориентированная на поиск антиклинальных, структур, приводила к бурению значительного числа пустых скважин, оказавшихся за границами рифового тела и, следовательно, вне контура залежи. Число пустых скважин достигало 50-60/. от общего числа пробуренных.

Природа ангидрито-соляных линз достаточно сложна и несет в себе черты двойственности, которая выражается в том, что в их строении отмечаются как пероично-седиментационные признаки, так и признаки постседиментационных наложенных деформаций, вызванных соляной тектоникой.

- 15 -

О содиментационной природе линз свидетельствует их влияние на строение перекрывающего горизонта средних ангидритов. Так, над сводами ангидрито-соляных линз наблюдается сокращение в 1,5 - 2 раза мощности горизонта и выпадение из его разреза соляных пластов. Напротив, в зоне выклинивания линз мощность горизонта средних ангидритов возрастает и увеличивается число соляных прослоев (до 4-6) и их мощность.

Признаком постседиментационных деформаций' является конформная пликативная дислоцированность всей вышележащей мел -палеоген - неогеновой толщи над сводами ангидрито-соляных линз, причем кровля подстилающих карбонатов при этом остается, как правило, недислоцированной.

Совокупность подобных наблюдений на многих структурах позволила классифицировать это явление как проявление соляной тектоники, получившей развитие в период неоген-четвертичной тектонической активизации региона.

Формирование ангидрито-соляных линз представляется двухс-тадийным процессом, в котором на первой стадии - глубоководного эвалоритонакопления на склонах поднятий формируются седи-ментационные линзы ангидритов и солей. На второй стадии - га-локинеза происходит перераспределение соляных масс в первую очередь в пределах соляных седиментационных линз, чему способствуют мощная однородная соляная толща, заключенная в линзах, и наличие уклонов в подстилающем ложе на склонах поднятий. Амплитуда и морфологическая выраженность линз при этом возрастают.

Таким образом, ангидрито-соляные линзы представляют собой образования, закономерно развивающиеся на склонах морфологически выраженных поднятий на определенном этапе эволюции эва-поритоого бассейна, имеющие двойственную седиментационно-гало-кинетическую природу. Поскольку они преимущественно локализованы над склонами поднятий, они могут служить поисковым признаком для обнаружения последних.

Другая форма соляной тектоники - локальные раздутия мощности верхних солей. Она более характерна для туркменской части бассейна, где возрастают мощности как самих верхних солей

так и перекрывающих их отложений, что вызывает возрастание общей статической нагрузки на соли. Такие образования отмечены на площадях Пиркудук, Бешир и др. Проявления галокинеза этого типа отличаются от надсклоновых ангидрито-соляных линз тем, что они развиваются в толще верхних солей и приурочены, как правило, к сводовым .частям постседиментационных тектонических поднятий.

Подобные формы галокинеза широко освещены в литературе (A.A. Иванов, 1960, B.C. Конищев, 1980) как тела "подушечной" стадии. Их обнаружение и дешифрирование имеют важное, значение при планировании бурения в районах их развития так как с ними, в ряде случаев, связаны рапопроявления. Причем, по данным С.Н. Алехина (1985), самые интенсивные рапопроявления вскрываются на своде таких структур, менее интенсивные - на крыльях, в отличие от рапопроявлений в солях в прогибах над межрифовыми участками ( В. Д. Ильин, и др. 1978).

III. Основным типом ловушек, локализованных в пределах барьерной системы, являются ловушки структурно-литологического типа. К ним приурочено значительное число месторождений, относимых ранее к изолированным одиночным рифовым постройкам. Ведущую роль в их формировании играли постседиментационные тектонические дислокации.

Открытые на' территории района месторождения приурочены к ловушкам различного строения и генезиса. Проведенный анализ позволил выделить две группы ловушек, различающиеся по их положению относительно барьерной рифовой системы. К первой группе относятся ловушки, локализованные в пределах карбонатной платформы, охватывающей барьерную рифовую систему и ее тыловую область, к второй - локализованные в карбонатных морфострукту-рах, развитых в депрессионной части бассейна. В пределах каждой из групп выделяются несколько типов ловушек.

Месторождения, развитые в пределах карбонатной платформы, локализуются в ловушках двух типов: структурных (антиклинальных) и комбинированных (структурно-литологических).

Структурные ловушки связаны с брахиантиклинальными склад-

- 17 - .

нами, выраженными по всему разрезу осадочного чехла. К ним в пределах района приурочены месторождения Метеджан, Кончи, Гавана, Дивалкак и др.

Структурно-литологические ловушки приурочены к барьерной системе и локализованы вблизи ее внешнего края.

Ловушки, развитые в депрессионной части бассейна подразделяются на три типа. К первому относятся морфологические ловушки, связанные с одиночными рифами. К ним приурочены месторождения Зеварды, Кокдумалак, Алан, Южный Памук, Северный Ур-табулак. К второму - ловушки, тяготеющие к конседиментационным нерифовым подводным палеоподнятиям (Култак, Новый Алан и др.). Третий тип ловушек развит в седиментационных карбонатных конусах выноса и контуритах (Южный Алан и др.). I

Разведанные запасы углеводородов сосредоточены преимущественно в ловушках двух типов - структурнр-литологических, приуроченных к внешнему краю барьерной системы, и связанных с одиночными рифами.

В соответствии с предложенной автором новой конфигурацией барьерной рифовой системы, ряд месторождений района, ранее относимых к одиночным рифам (Умид, Пирназар, Марковское,^ Южные Кемачи и др) и содержащих свыше трети выявленных запасов углеводородов, оказались сосредоточены в пределах барьерной системы (рис. 1). Месторождения локализуются вдоль расчлененного края карбонатного шельфа и приурочены к ловушкам структур-но-литологического типа.

Структурно-литологические ловушки представляют собой ас-симметричные поднятия, одно из крыльев которых образовано се-диментационным склоном барьерной системы, другое, является тектонически деформированной поверхностью рифового плато. Деформации, как правило, вызваны постседиментационными прогибами наложенными на тыловую область барьерной системы.

Таким образом, разнонаправленность ссдиментационного склона барьерной системы и падения крыла наложенной тектонической структуры создает условия для формирования ловушки, так как в этом случае в тыловой области образуется критическая седловина, обеспечивающая сохранение залежи.

- 18 -

Такое строение ловушек наблюдается на площадях Арнияз, Сарыкум. Восточный и Северный Денгизкуль, Уртабулак. Наложенный на центральную часть Умид-Пирназарской плиты постседимен-тационный прогиб вызвал образование на поднятых краях плиты ряда залежей - Умид, Джарчи, Марковское - на юго-западном, Ке-мачи Южные, Кенджа, Зекры Южные, Пирназар на северо-восточном, расположенных симметрично относительно оси прогиба (рис. 2).

Процесс формирования структурно-литологических ловушек протекал в три стадии. На первой, в оксфордское время формировались рифогенные отложения, характеризующиеся наличием первичного значительного порово-кавернозного пространства. На второй, в кимеридже, в результате регионального эвапоритона-копления была образована слабопроницаемая ангидритс-соляная толща, играющая роль регионального флюидоупора. На третьей стадии за счет структурной перестройки в эпоху неоген-четвертичной активизации территории в пределах барьерной системы возникали участки, структурно и гидродинамически изолированные от окружающих площадей, которые и послужили структурно-литоло-гическими ловушками для мигрирующих углеводородов.

В связи с прогнозируемым развитием верхнеюрской барьерной рифовой системы в туркменской части Амударьинского бассейна можно предполагать широкое распространение перспективных ловушек описываемого типа.

Ловушки этого типа широко развиты в рифовых отложениях многих осадочных бассейнов. На территории России они отмечены в бортовых зонах Камско-Кинельской системы некомпенсированных прогибов, в • северной и западной бортовых зонах Прикаспийской впадины. К ловушкам этого же типа приурочены нефтяные месторождения Волго-Уральской провинции.

Для ловушек в одиночных рифах характерны изометрическая форма в плане, ограниченная площадь (до 30 40 км2), большая высота и весьма крутые (до 30°) седиментационные склоны. Неф-тегазоносность, как правило, охватывает массив на всю его высоту. Залежи преимущественно массивные и отличаются аномально высокими пластовыми давлениями.

Теологический ржзрез через Умнд-Пирназарсхую илигу

С0СТА1ИЛ ГОРЮМО» С. M

иё.шплл ■ \»»ш»»нш1м»тыЛ ! ИtM ё*$яим/Н*ЫШ I'tlH ' '_I-

/MiMM tien-f~ ■■ i

j •.' * I ШмЛт^ёш MMM#WI |*f«| JUn»+*i

50Д Ьмяннл jmjm !*♦*! Шш

******* шыыиттч* влНсяжв У J\ ft, I—*—I 0* аЪ^яёцш* ß***$*m9ß*t I.Я Л

ш

Рис. 2 Геологический разрез через Умид-Пирназарсхую нлиту

IV. Методы прогнозирования рифовых комплексов по особенностям строения эвапоритовой толщи

IV.1. Метод прогноза перспективных участков в пределах развития барьерной рифовой системы

• Прогнозирование новых структурно-литологических ловушек сводится к решению трех задач:

выявлению пространственной конфигурации барьерной системы;

определению характера и положения зон постседиментацион-ных дислокаций;

выявлению участков их благоприятного пространственного сочетания.

0 примененных автором методах картирования барьерной системы было сказано выше.

Индикатором постседиментационных дислокаций являются структурные деформации горизонта верхнего ангидрита, так как он формировался на заключительном этапе развития бассейна в условиях выровненного рельефа, и, следовательно, структурная карта по кровле верхнего ангидрита отражает характер и масштаб наложенных постседиментационных дислокаций.

Сопоставление карт конфигурации барьерной рифовой системы и постседиментационных дислокаций, позволяет выявить наличие зон наложенных прогибов в тыловой части барьерной системы, которые предопределяют развитие в краевой части системы струк-турно-литологических ловушек. Такой подход позволил выявить закономерности локализации месторождений района, расположенных в пределах барьерной системы (Уртабулак, Денгизкуль, Умид, Джарчи, Марковское, Памук и др.) и прогнозировать наличие ловушек на новых участках. Всего выделено шесть новых участков, суммарной площадью 35 км2:

1-й участок - восточнее площади Матонат;

2-й участок - на северном крыле площади Западный Крук;

3-й участок - севернее площади Южные Зекры;

4-й участок - в северной части площади Сарыкум;

-215-й участок"- в южной части площади Шода:

6-й участок - южнее площади Карим Восточный.

По предварительным оценкам потенциальные запасы выделенных участков составляют 125 млн т углеводородов.

IV.2. Метод поисков участков, перспективных на обнаружение одиночных рифов по строению нижней секции эвапоритового разреза.

Данный метод основан на приуроченности соляных линз к склонам карбонатных морфоструктур. Линзы характеризуются увеличенной мощностью отложений нижнего цикла и сокращенной мощностью горизонта средних ангидритов на их сводах.

Для идентификации линз использовались коэффициенты изменчивости мощностей нижнего ангидрита (К1) и нижних солей (К2), рассчитываемые как отношение их мощностей к мощности среднего ангидрита в разрезе конкретной скважины и функция (Г), рассчитываемая как произведение данных коэффициентов. Значение коэффициентов К1, К2 и минимальны (от 0,1 до 0,5) над рифовым плато одиночных рифов и барьерной системы. По мере движения в депрессионную часть бассейна их значения возрастают. В пределах ангидритовых линз значения коэффициентов достигают максимальных величин (до 4-5) а в зонах рифовых подножий вновь убывают (до 1,0). График функции Р имеет более контрастный характер. Минимальные значения (1,0 - 1,5) функция принимает в пределах рифового плато, резко возрастая (до 20-25) в пределах ангидрито-соляных линз. При движении в сторону рифового подножия значения функции резко убывают и достигают минимума (до 2-3) в осевой части подножия. Сопряжение экстремумов функции служат устойчивым признаком склонов, являясь их индикатором. Второй максимум, но более плавный отмечается над палеоподняти-ями.

На построенной карте площадного распределения функции Р зоны аномальных значений приурочены к склонам известных рифовых массивов, а также отмечаются на 4 участках, где рифовые отложения еще не обнаружены. Такими участками являются: 1 -

- 22 - .

Западное Зеварды; 2 - Башбулак; 3 - Байширин; 4 - Чистон. Наибольший интерес представляет аномалия в районе .скв. 3 Западные Зеварды, которая как предполагается, расположена в непосредственной близости от склона рифового массива, о чем свидетельствуют образцы керна из горизонта нижних ангидритов, где наблюдаются крутые (до 30-35 0 к углы наклона карбонатных прослоев. Наличие здесь рифового тела подтверждается также сейсмическими материалами.

вывода

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

. 1. УслАвия формирования и строение отложений нижнего макроцикла эвапоритовой толщи определялись унаследованным палео-рельефом, сформированным на предыдущем этапе в результате интенсивных процессов рифообразования. Формирование верхнего макроцикла контролировалось интенсивностью конседиментационных тектонических прогибаний.

2. Особенности строения эвапоритовой толщи над различными карбонатными морфоструктурами позволяют прогнозировать разрезы подсолевой карбонатной толщи и ее емкостные свойства.

.3. Показано широкое развитие и высокая перспективность ловушек структурно-литологического типа, к которым приурочено значительное число открытых месторождений.

4. На основе выявленных закономерностей разработана методика, позволяющая прогнозировать наличие перспективных ловушек в пределах развития отложений барьерной рифовой системы. Выявлены и закартированы 6 перспективных участков суммарной площадью около 35 км2, где прогнозируются ловушки нефти и газа.

5. Показана возможность применения разработанной методики в других районах Амударьинского'бассейна, в том числе на территории Туркменистана, а также в нефтегазоносных бассейнах на территории России (Прикаспийская впадина, Предуральский прогиб и др.), содержащих продуктивные рифовые комплексы.

6. Рассмотрены закономерности строения, условия формирования и локализации ангидрито-соляных линз. Выявлена их двойс-

твенная - седиментационно-галокинетическая природа. Показана необходимость учета этого явления при геологической интерпретации сейсмических разрезов в областях развития рифовых массивов и карбонатных палеоподнятий.

7. Разработана методика прогнозирования одиночных рифовых массивов и карбонатных палеоподнятий, применение которой позволило определить положение двух одиночных рифов и двух подводных палеоподнятий, перспективных на нефть и газ.

На основании выполненных исследований в работе защищаются следующие положения:,

I. Генетические различия строения эвапоритовой формации в шельфовой и депрессионной областях седиментационного бассейна, заключающиеся в сокращенной мощности и пластовом строении нижнего седиментационного макроцикла эвапоритовой толщи в шельфовой области и преимущественно клиноформном в депрессионной.

II. Особенности проявления соляной тектоники над склонами карбонатных морфологически выраженных поднятий, заключающиеся в развитии здесь седиментационно-постседиментационных ангидри-то-соляных линз.

III. Основным типом ловушек, локализованных в пределах барьерной системы, являются ловушки структурно-литологического типа. К ним приурочено значительное число месторождений, отно'-симых ранее к изолированным одиночным"рифовым постройкам. Ведущую роль в их формировании играли постседиментационные тектонические дислокации.

IV. Методы прогнозирования рифовых комплексов по особенностям строения эвапоритовой толщи:'

IV.1. Метод-прогноза перспективных участков в ' пределах развития барьерной рифовой системы;

IV. 2. Метод поисков участков, перспективных на обнаружение одиночных рифов по строению нижней секции эвапоритового разреза. .

- 24 -

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. A.C. 1495736 СССР. "Дистанционный способ поисков структур, перспективных на месторождения нефти и газа" БИКИ. -1989. - N 27. - С. 190. Приоритет от 28 мая 1987 г. (Совместно с Г.Н. Алексеевым, Л.Ф. Волчегурским, В.В. Козловым, A.A. Ромашовым, Л. А. Ронжиным).

2. Сравнительная характеристика строения верхнеюрских карбонатных отложений рифовых систем Узбекистана: Тез. докладов VII Всесоюзного симпозиума по ископаемым кораллам и рифам. Свердловск, 1991. - С. 50-52. (Совместно с А. Г. Швец-Тэнэ-та-Гурием).

3. Использование особенностей строения верхнеюрской эва-поритовой толщи для прогнозирования рифовых комплексов Западного Узбекистана// Геология нефти и газа. 1994. #5. - С. 20-29. (Совместно с В.Д. Ильиным).

4. Методика оценки .нефтегазоносности в пределах развития барьерной рифовой системы на примере Денгизкульского района Амударьинского бассейна (Узбекистан)// Геология нефти и газа. 1994. #11: - С. 12-20. (Совместно с В.Д. Ильиным).

5. Условия формирования верхнеюрской эвалоритовой формации Амударьинского бассейна и использование особенностей ее строения для прогноза нефтегазоносности подстилающей карбонатной толщи: Тез. докладов V Международного Всероссийского солевого совещания "Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов". - Санкт-Петербург,

1994. - С. 59. (Совместно с В.Д. Ильиным).

6. Условия формирования верхнеюрской эвалоритовой формации Амударьинского бассейна и использование особенностей ее строения для прогноза нефтегазоносности подстилающей карбонатной толщи: Доклады V Международного Всероссийского солевого совещания "Проблемы формирования и освоения месторождений полезных ископаемых солеродных бассейнов". - Санкт-Петербург,

1995. (В печати, совместно с В.Д. Ильиным).

7. Conditions of formation of upper Jurassic evaporites in Western Uzbekistan. In book: Carboniferous to Jurassic Pangea. Calgary, Alberta. - Canada, 1993. P. 147. (Совместно с

В. Д. Ильиным).

8. Use structure features of evaporite formation, overling reef carbcnifercns formation for oil and gas perspektive reef morfostructures prcdicti. In book// An Official Jornal of the European Union of Geosciencos. - 19ЭЗ. N 1, Vol. 5 P. 662. (Совместно с В.Д. Ильиным).

Отпечатано на ротапринте в картолитогрэфии ВНИГНИ Зак. 25, 19.06.У5г.-, тир. 100 экз.