Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Особенности процесса нефтегазообразования в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях северо-восточной части Волго-Уральской провинции в связи с перспективами нефтегазоносности

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

Автореферат диссертации по теме "Особенности процесса нефтегазообразования в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях северо-восточной части Волго-Уральской провинции в связи с перспективами нефтегазоносности"

РГ6 од

На правах рукописи

Козлова Инна Анатольевна

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА НЕФТЕГА300БРА30ВАНИЯ В ВЕРХНЕДЕВОНСКО-НИЖНЕКАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ВОЛГО-УРАЛЬСКОЙ ПРОВИНЦИИ В СВЯЗИ С ПЕРСПЕКТИВАМИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ

04.00.17 -теология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Пермь - 1996

Работа выполнена на кафедре геологии нефти и газа Пермского государственного технического университета

Научные руководители: - доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.И.Галкин

Пермский государственный технический университет

- доктор геолого-минералогических наук

Т.В.Белоконь

КамНИИКИГС

Официальные оппоненты:- доктор геолого-минерагогических наук,

В.М.Проворов

КамНИИКИГС

- кандидат геолого-минералогических наук

М.Э.Мерсон

ОАО ПермНИПИнефть

Ведущее предприятие: - Горный институт УрО РАН

Защита состоится 1996г. в/^часов

на заседании диссертационного совета К 063.66.05 в Пермском государственном техническом университете по адресу 614600, г.Пермь, ГСП-45, Комсомольский проспект,29а. С диссертацией мсяшо ознакомиться в библиотеке 11ГТУ Автореферат раяосдан 1С05г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета,

кандидат геолого-минералогических

наук, доцент В.П. Наборщиков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На северо-востоке Волго-Уральской нефтегазоносной провинции определяющая роль в размещении основных зон генерации и аккумуляции углеводородов принадлежит Камско-Ки-нельской системе впадин (ККСВ). Высокая степень изученности данной территории с помощью классических приемов, геолого-геофизических исследований и бурения не позволяют здесь надеяться на новые крупные открытия. В связи с этим актуальное значение приобретает проблема поиска зон возможного нефтегазообразования и свя-заных с ними зон нефтегазонакопления на сопредельных с ККСВ территориях при использовании новых методик и критериев. Одним из таких методов является историко-генетического моделирование, позволяющее на основе реконструкции истории геологического развития осадочного комплекса и геолого-геохимических данных определить глубинно-температурно-временное положение отдельных зон генерации УВ в зависимости от темпа погружения пород и на основе этого прогнозировать динамику нефтегазообразования, фазовое состояние УВ и оценить перспективы нефтегазоносности. В этом плане наиболее важное значение имеет исследование территорий развития Камс-ко-Вятской системы впадин (КВСВ) и Уткинско-Серебрянской впадины, формировавшихся в едином геотектоническом цикле.с ККСВ.

Цель и задачи исследования. Целью работы является разработка историко-генетических критериев оценки перспектив нефтегазоносности и районирование отложений верхнедевонско-нижнекаменноугольного комплекса северо-восточной части Волго-Уральской провинции по степени нефтегазоперспективности.

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

1) обоснование роли ККСВ, Пономаревской впадины (КВСВ) и Уткинско-Серебрянской впадины в формировании очагов генерации в франско-фаменско-турнейских отложениях;

2) создание историко-генетических моделей эволюции погружения, палеотемпературной и катагенетической зональности в нефтегазома-теринских породах (НГМП) верхнедевонско-нижнекаменноугольного возраста;

3) выявление закономерностей распределения историко-генетичес-ких критериев (условия образования НГМП, их мощность и литологи-

ческий состав, глубина погружения, обогащенность рассеянным органическим веществом (РОВ), генетический тип РОВ, палеотеыпература, время ее воздействия и суммарный импульс тепла (СИТ), накопленный породами в процессе погружения и др.) в пределах верхнедевонс-ко-нижнекаменноугольного комплекса северо-востока Волго-Уральской провинции;

4) анализ влияния комплекса историко-генетических критериев на процессы генерации и изменение фазового состояния УВ на примере освоенных районов ККСВ;

5} оценка генерационной способности верхнедевонско-нижнекамен-ноугольных нефтегазоматеринских толщ и прогноз фазового состояния УВ в относительно слабо изученных Пономаревской и Уткинско-Сереб-рянской впадинах.

Научная новизна и практическая ценность.

1. Впервые для исследуемой территории, на основе разработанной автором программы, проведено моделирование процессов погружения, реконструкция катагенетической зональности франско-фаменско-тур-нейских толщ и получены дополнительные температурно-временные критерии, характеризующие генерационную способность НГМП в изучаемых впадинах.

2. Обоснована новая палеотемпературная зональность для верхне-девонско-нижнекаменноугольного комплекса, позволившая воссоздать температурную историю нефтегазообразования на территории развития Камско-Кинельской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин.

3. На основании комплексного параметра СИТ, учитывающего влияние двух факторов, палеотемпературы и времени ее воздействия, выполнена оценка степени преобразованное™ ОВ НГМП северо-востока Волго-Уральской провинции в процессе погружения.

4. Впервые для северо-восточной части Волго-Уральской провинции показана важная роль геологического времени, как фактора, влияющего па динамику кефтегазооиравивания.

5. Впервые составлены карты поэтапного прохождения верхнеде-вонско-нижнекаменноугольными нефтегазоматеринскими толщами последовательных этапов нефтегазообразования и выделены локальные зоны с различной степенью интенсивности генерационного потенциала исследуемых отложений в Камско-Кинельской, Пономаревской и Уткинс-ко-Серебрянской впадинах.

Защищаемые положения:

1. Палеотемпературная зональность в отложениях верхнеде-вонско-нижнекаменноугольного комплекса и ее эволюция во времени в период формирования осадочного чехла северо-восточной части Волго-Уральской провинции.

2. Историко-генетические модели нефтегааообразования в НГМП франско-фаменско-турнейского возраста Камско-Ки-нельской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин.

3. Закономерности изменения температурно-временных факторов катагенеза и их влияние на процессы нефтегазо-генерации в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях тектоно-седиментационных впадин сеперо-восточной части Волго-Уральской провинции.

4. Перспективы нефтегазоносности районов развития Камс-ко-Кинельской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин -по комплексу историко-генетических критериев.

Практическая значимость основных положений и выводов, сформулированных в данной работе, заключается в том, что они позволяют более обосновано подходить к прогнозу зон возможной генерации и аккумуляции УВ в относительно изученной Камско-Кинельской системе впадин и в слабо изученных Пономаревской и Уткинско-Сереб-рянской впадинах с использованием дополнительно разработанных критериев, а также при планировании геолого-разведочных работ.

Разработана методическая база применения историко-генетичес-кого метода для оценки перспектив нефтегазоносности северо-востока Волго-Уральской провинции.

Реализация работы. Результаты исследований вошли в научные отчеты КамНШКИГС и ПермНИПИнефть (1994,1995) и кафедры геологии нефти и газа Пермского государственного технического университета (1992,1993) в качестве комплекса факторов для оценки перспектив нефтегазообразования для территории Пермского Прикамья и других регионов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Всероссийских научно-технических конференциях (Москва 1995, Екатеринбург 1995), на ежегодных научно-технических конференциях по результатам научно-исследовательских работ Пермского государственного технического университета и

Пермского государственного университета, на проблемных семинарах в КамНИИКИГС. Всего по результатам исследований опубликовано 8 работ.

Исходный материал. В основу данной работы положен значительный объём фактического материала по истории геологического развития, особенностям формирования НГМП для территории северо-востока Волго-Уральской провинции. Использованы фондовые материалы КамНИИКИГС, ПермНИПИнефть и многочисленные публикации. Автором изучено более 100 разрезов скважин в бортовых, депрессионных и сводовых частях тектоно-седиментационных впадин. Для анализа фактического материала использовались методы математической статистики с применением IBM PC.

Объём работы и её структура. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 116 страницах машинописного текста, содержит 41 иллюстрацию, 16 таблиц. Список литературы включает 106 наименований. Разработка основных проблем диссертации была начата автором в процессе выполнения научно-исследовательских работ на кафедре геологии нефти и газа и развернута главным образом в процессе обучения в очной аспирантуре Пермского государственного технического университета в период с 1993 по 1995гг.

Автор признателен профессорам ПГТУ О.А.Щербакову, С.А.Шихо-ву, кандидатам геол.-мин.наук Н.А.Лядовой, М.Г.Фрик, В.И.Дурники-ну за проявленный интерес к результатам исследований и консультации по ряду вопросов. Автор также благодарит кандидатов геол.-мин. наук Т.В.Фофанову, В.И.Пахомова, внимательно просмотревшим рукопись диссертации и сделавшим ряд полезных замечаний.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе "Роль Камско-Кинельской системы впадин в генерации и аккумуляции нефти в северной части Волго-Уральской провинции" на основании анализа работ И.Х.Абрикосова, С.А.Винниковс-кого, Ю.И.Кузнецова, А.В.Кутукова, В.А.Лобова, О.М.Мкртчяна, В.М.Новоселицкого, М.Ф.Мирчинка, В.М.Проворова, Л.В.Шаронова, О.А.Щербакова, С.А.Шихова и других исследователей рассматривается история геологического развития Камско-Кинельской системы впадин и подобных ей тектоно-седиментационных структур - Пономареве-

кой впадины КВСВ и Уткинско-Серебрянской впадины, развитие которых происходило в едином геотектоническом цикле на территории позднедевонско-турнейского палеошельфа.

Формировавшиеся в результате дифференцированного характера вертикальных тектонических движений и особенностей седиментации в морских условиях изучаемые палеовпадины характеризуются во многом схожими чертами развития. Приуроченность Камско-Кинельской и Уткинско-Серебрянской впадин к относительно глубоководной, а По-номаревской - к относительно мелководной частям палеошельфа, обусловили и некоторые отличия геологического строения и нефтега-зоматеринского потенциала.

В результате изучения условий формирования франско-фаменс-ко-турнейского НМ комплекса в изучаемых палеовпадинах, по данным К.Ф.Родионовой, С.П.Максимова, Е.С.Ларской, Ю.И.Корчагиной, С.Г.Неручева, И.Г.Калачниковой, В.А.Чахмахчева, А.З.Кобловой, Л.В.Шаронова, В.И.Внутских, Л.В.Кутукова, Т.В.Белоконь, В.М.Про-ворова, М.Г.Фрик и др., установлены благоприятные условия для накопления органического вещества (ОВ) в количестве, достаточном для нефтегазогенерации (ККСВ - до 20%, Пономаревская - до 57. и в УСВ - до 1.9%) и развитие миграционных процессов в НГМП, что свидетельствует о нефтегазообразовательном процессе в верхнедевонс-ко-нижнекаменноугольных отложениях.

Анализ уже известных геологических и историко-генетических факторов, оказывающих влияние на интенсивность процессов нефтегазогенерации (наличие в разрезе и условия образования нефтегазома-теринских толщ, их мощность и литологический состав, глубина погружения, генетический тип и достаточная степень обогащенности органическим веществом), показал, что исследуемые отложения на территории развития Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин, хотя и в меньших масштабах, тоже могли являться очагами генерации и обусловливать появление зон аккумуляции УВ.

Во второй главе "Историко-генетический метод оценки нефтега-зообразования и особенности его применения в северной части Вол-го-Уральской провинции" определена геологическая основа и методические приемы проведенного моделирования, представлен алгоритм разработанной автором программы для построения историко-генетических моделей. Выполнены работы по адаптации метода применительно к изучаемой территории.

Существующая в настоящее время на территории северной частя Волго-Уральской провинции палеотемпературная зональность изучена Г.С.Калмыковым в 1971-1977гг. по отражающей способности витринита в терригенных отложениях франского, визейского и арчинского ярусов. Современные битуминологические исследования ОВ верхнедевонс-ко-нижнекаменноугольных отложений свидетельствуют о несколько меньших палеотемпературах, Существовавших на момент их максимального погружения. Кроме того, недостатками метода являются невозможность наблюдения изменений палеотемператур во времени, определение лишь максимальных значений, испытанных породами и ограниченное распространение терригенных угольных включений, необходимых для определения отражающей способности витринита.

ДЛя реконструкции условий катагенеза, впервые для северо-востока Волго-Уральской провинции, автором был применен исто-рико-генетический метод, основной принцип которого заключается в восстановлении эпейрогенических кривых погружения отложений и последовательного прохождения ими в течение геологической истории различных температурных, а следовательно, и катагенетических зон (Вассоевич Н.Б., Лопатин Н.В., Соколов Б.А., Польстер Л.А. и др.).

Степень катагенеза определялась с помощью величины СИТ, представляющей собой произведение времени пребывания пород в каждом температурном интервале на температурный коэффициент скорости реакции углефикации: СИТ= Ее (Тп)*ап, где Тп - время, проведенное осадками в температурном интервале; «п - температурный коэффициент скорости реакции углефикации.

Для математической и графической обработки данных при построении историко-генетических моделей эволюции погружения верхне-девонско-нижнекаменноугольных толщ автором была составлена программа для IBM PC, с использованием которой было проанализировано более 100 разрезов скважин в бортовых, депрессионных и сводовых частях рассматриваемых впадин.

Третья глава "Историко-генетические модели эволюции погружения, палеотемпературной и катагенетической зональности верхнеде-вонско-нижнекаменноугольных отложений Камско-Кинельской, Понома-ревской и Уткинско-Серебрянской впадин".

В Камско-Кинельской системе впадин, по данным проведенных исследований,установлена существенная дифференциация факторов катагенеза (палеояенпераяура, геологическое время) в изучаемых

верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях, развитых в платформенной части и на территории Предуральского прогиба. С одной стороны, большая глубина залегания НГМП в прогибе (1900-2400м) обеспечила и их больший прогрев (до 110-130"С), а с другой - значительное погружение этих толщ со скоростью в среднем 28.5 м/млн.лет повлекло за собой несколько меньшее время пребывания их в ГЗН (10-45 млн.лет). На платформе верхнедевонско-нижнекаменноугольные отложения на глубине 1700-2000М имели палеотемпературы 90-120"С и находились в ГЗН 40-60 млн.лет. Скорость осадконакоп-ления составила в среднем 20.3 м/млн.лет.

Уровень преобразования ОВ во впадинах, приуроченных к прогибу, соответствует катагенезу МК3-МК4 (СИТ=28-50 у.е.), на платформе - МК2-МК3 (СИТ=18-26 у.е.). Следует отметить, что вследствие высоких скоростей погружения НГМП в прогибе в главную зону нефтеобразования входили на протяжении московского века среднека-менноугольной эпохи - уфимского века позднепермской эпохи не только породы исследуемого верхнедевонско-нижнекаменноугольного комплекса, но и вышележащие вигейские и башкирские отложения, тогда как на платформе реализовать свой нефтематеринский потенциал с позднекаменноугольной эпохи до ассельского века раннеперм-ской эпохи смогли лишь карбонатные отложения франского яруса, фа-менские и реже турнейские отложения.

В Пономаревской впадине исследуемые НГМП характеризовались незначительными глубинами погружения (1400-1800м) и палеотемпера-турами 75-90"С, а также небольшой скоростью осадкокакопления (15м/млн.лет) и минимальным временем пребывания в ГЗН, что привело к самому позднему из всех изучаемых впадин времени вступления в ГЗН - в артинский век раннепермской и татарский век позднепермской эпох. Степень преобразования ОВ соответствует уровню катагенеза ПК3-МК1. Данные условия являлись вполне достаточными для достижения начальных стадий генерации нефтяных углеводородов.

Уткинско-Серебрянская впадина отличается значительными глубинами залегания (-3200;-2500м) и максимальными палеотемпература-ми (1б5-220"С). Для подошвы верхнедевонско-нижнекаменноугольного комплекса УСВ установлено самое раннее время вступления в ГЗН -визейский век раннекаыенноугольной эпохи - позднекаменноугольная эпоха. Высокие темпы погружения (34.8 м/млн.лет), быстрое прохождение (до 22млн.лет) всех этапов ГЗН и вступление в ГЗГ с поздне-

каменноугольной эпохи до ассельского века раннепермской. Преобра-зованность ОВ НГМП Уткинско-Серебрянской впадины самая высокая среди всех изучаемых впадин - МК4-5-АК (СИТ- 80-130 у.е.).

Приведенные примеры реконструкции процессов катагенеза в рассматриваемых нефтегазоыатеринских отложениях Камско-Кинель-ской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин позволили автору получить новые данные по эволюции палеотемператур в процессе погружения, стратиграфической и глубинной приуроченности ГЗН, длительности пребывания НМ толщ в ГЗН. Анализ полученных данных свидетельствует о различных по степени интенсивности процессах нефтегазообразования в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях (Белоконь Т.В., Козлова И.А., 1994).

В четвертой главе "Геолого-статистическое обоснование влияния историко-генетических факторов на процесс нефтегазообразования в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях Камско-Ки-нельской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин" на основе математических методов анализируются критерии, определяющие развитие нефтегазогенерационных процессов.

1. Для всей территории исследования установлено закономерное повышение значений палеотемператур с'запада на восток и юго-восток с увеличением глубины залегания исследуемых толщ, что подтверждается коэффициентами корреляции г между палеотемпературами и глубиной погружения толщ: в целом на территории Предуральского прогиба г=0.94 и на платформе г=0.79. Для Камско-Кинельской системы впадин зависимость между этими величинами определяется г=0.67, в Пономаревской впадине г равен 0.96, а в Уткинско-Серебрянской впадине теснота связей между этими величинами характеризуется наиболее высоким коэффициентом корреляции-г=0.98.

2. Для верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложений Камско-Кинельской, Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин установлена укаслсдссапкссть современного температурного режима от палеотемпературного. Наиболее справедливо это утверждение для отложений впадин, расположенных в Предуральском. прогибе (Яйвенс-ко-Вишерской, Добряно-Кизеловской и Калининской впадин г соответственно равно 0.86, 0.71, 0.73; УСВ - 0.97. При продвижении к платформе связи между палео- и современными температурами несколько ослабляются (Шалымская - г=0.69, Сарапульская - г=0.63).

Впервые для исследуемой территории автором было проанализи-

ровано распределение геологического времени пребывания в ГЗН, как фактора,оказывающего влияние на преобразование СБ нефтегазомате-ринских толщ.

1. В целом для всей территории северо-восточной части Вол-го-Уральской провинции автором диссертации установлено, что увеличение времени пребывания НГМП в ГЗН наблюдается с востока и юго-востока на запад в направлении обратном возрастанию палеотем-ператур.

2. Для исследуемых отложений Камско-Кинельской системы впадин установлено значительное различие длительности пребывания в ГЗН как по площади, так и по разрезу. Наибольшим временем пребывания в ГЗН (40- бОмлн.лет) характеризуются отложения подошвы верхнедевонско-нижнекаменноугольного комплекса платформенных впадин, тогда как аналогичные толщи Предуральского прогиба находились в ГЗН 10-45 млн.лет. Для отложений кровли изучаемого комплекса, наоборот, большим временем пребывания в ГЗН отличаются толщи, приуроченные к впадинам прогиба (19-22 млн.лет), и меньшим, залегающие на платформе (5-10 млн.лет).

3. Вследствие выявленных выше особенностей геологического развития минимальным временем пребывания в ГЗН характеризуются изучаемые отложения Пономаревской впадины (5-28 млн.лет для подошвы и 1-9 млн.лет для кровли) и Уткинско-Серебрянской (4-29 млн.лет - подошва и 10-22 млн.лет - кровля).

Впервые для северо-восточной части Волго-Уральской провинции автором диссертационной работы для определения уровня катаге-нетического преобразования органического вещества верхнедевонс-ко-нияшекаменноугольных отложений был применен комплексный параметр СИТ. Величина сушмарвого импульса тепла, полученного породами в процессе погружения, определяется совместным влиянием двух рассмотренных выше факторов - палеотемпературой и длительностью ее воздействия на РОВ. Как показали проведенные исследования, степень воздействия двух составляющих факторов на величину СИТ в изучаемых впадинах разная.

1. Признаваемая большинством исследователей определяющая роль температурного фактора (р1) в процессе катагенеза НГМП подтверждается полученными значениями коэффициента корреляции между максимальными рЬ и СИТ для Камско-Кинель ской (в среднем), Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин, равного 0.65, 0.96 и 0.85 соответственно.

Исследования позволили выяснить различную степень влияния фактора геологического времени (Т) на величину СИТ. Полученные коэффициенты корреляции между Т и СИТ для ККСВ, Пономаревской впадины КВСВ и Уткинско-Серебрянской впадины составили соответственно: 0.64» 0.69, 0.24.

Выполненный корреляционный анализ показал, что преобразование РОВ верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложений, развитых на территории Предуральского прогиба, происходило, главным образом, под воздействием палеотеыпературного фактора (величина коэффициента корреляции между pt и СИТ для Яйвенско-Вишерской и Доб-ряно-Кизеловской впадин равны 0.85 и 0.81, величина г между Т и СИТ - 0.65 и 0.5). Во франско-фаменско-турнейских отложениях платформенных впадин (Калининской, Шалымской и Можгинско-Сара-пульской) полученные значения коэффициента корреляции между величинами р1 и СИТ равные 0.67, 0.63, 0.31; и между Т и СИТ - 0.68, 0.77, 0.85, свидетельствуют о значительном влиянии фактора геологического времени наряду с воздействием палеотемпературы. Наиболее весомо это влияние для исследуемых отложений Шалымской и Мож-гинско-Сарапульской впадин, находившихся в ГЗН максимальное время (до 60 млн.лет). Следует отметить, что именно к этим впадинам приурочены крупные зоны нефтегазонакопления.

Теснота анализируемых корреляционных связей между р^ Т и СИТ в Пономаревской впадине говорит об определяющем воздействии палеотемпературного фактора (г=0.8б) на преобразованность ОВ. Хотя, по аналогии с платформенными впадинами Камско-Кинельской системы, нельзя полностью отрицать и роли геологического времени (г=0.69).

Для верхнедевонско-нижнекаменноугольных толщ Уткинско-Серебрянской впадины степень катагенетического преобразования ОВ определялась только влиянием высоких палеотемператур (г=0.85). Длительность пребывания НГМП в ГЗН была незначительной вследствие высоких скоростей погружения, и не оказывала влияния на величину СИТ (г=0.24).

Полученные с помощью изучения статистических связей между палеотемпературами, геологическим временем и величиной СИТ расчетные модели позволяют оценить уровень катагенеза подошвы изучаемого комплекса пород для каждой изучаемой впадины. При этом для

Калининской, Шалымской и Можгинско-Сарапульской впадин Камско-Кинельской системы включение фактора геологического времени в общую модель СИТ (Ет) является вполне оправданным: Ет=-0.02рЬ+1.71Г-51.72; Ет=0.45р1+0.15Т-34.1; Ет-0.29рЬ+0.37Т-28. Для Яйвенско-Вишерской, Добряно-Кизеловской впадин ККСВ, Понома-ревской и Уткинско-Серебрянской впадин уровень катагенеза исследуемых верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложений определялся в основном влиянием палеотемпературного фактора: Ес=0.11р1>36.2; Ет=0.1р1-16.7; Ет=0.43рЬ-28.7; Ес=1.89р1-198.5.

2. Анализ распределения комплексного параметра СИТ позволил выделить в разрезе франско-фаменско-турнейского комплекса отложений зоны с различной степенью преобразованное™ ОВ. Для территории ККСВ установлен сходный диапазон изменения условий катагенеза для подошвы и кровли - от ПКз до МК4. При этом в подошве рассматриваемых толщ установлен уровень катагенеза МК2-МК4 (Ет=12-70 усл.ед.), а в кровле - ПК3-МК1 (Ег=6-12 усл.ед.).

На территории развития Пономаревской впадины подошва верхнедевонских отложений находилась на градациях катагенеза ПК3-МК2 (Ет=6-24 усл.ед.), а кровля на протяжении всей истории погружения находилась на стадиях протокатагенеза (£с=1-б усл.ед.). Из этого следует, что с наибольшей вероятностью могли реализовать свой нефтематеринский потенциал саргаевские НГМП с высоким содержанием ОВ, залегающие в подошве исследуемого комплекса.

Величина СИТ, полученного НГМП Уткинско-Серебрянской впадины, характеризуется высокими значениями как в подошве, так и в кровле отложений. При этом в половине всех изучаемых районов НГМП находились в условиях катагенеза МК4-МК5 (Ет=40-100 усл.ед.). В остальных - степень преобразованное™ ОВ отвечает градации катагенеза МК5-АК1 (>100 усл.ед.).

3. Оказалось, что изменение условий катагенеза (величины СИТ), существенно влияет на свойства и состав генерируемых углеводородов. В качестве примера, автором были рассмотрены зависимости между СИТ, плотностью нижнекаменноугольных нефтей Камс-ко-Кинельской системы впадин и содержанием в нефтях металлокомп-лексов порфирино -. именуемых часто "геотермометрами". Величина коэффициента корреляции минус 0.64 между СИТ и плотностью нефтей объясняет факт существования' более легких нефтей на территории Предуральского прогиба, где изучаемые толщи находились в условиях

катагенеза МК3-МК4 (Ет>40 усл.ед.). Корреляционная связь между СИТ и содержанием в'нефтях металлопорфиринов (г—0.65) свидетельствует о разрушительном влиянии стадий катагенеза выше МКз на структуру порфиринов на территории Предуральского прогиба.

Полученные данные свидетельствуют о широком изменении условий процесса нефтегазогенерацш; в верхнедевонско-нижнекаменноу-гольных отложениях относительно изученной ККСВ, существовании достаточных для генерации нефтяных УВ условий в Пономаревской впадине и газообразных УВ в области развития Уткинско-Серебрянс-кой впадины.

В пятой главе "Перспективы поиска новых зон нефтегазообразо-вания и связанных с ними зон нефтегазонакопления на территории северо-восточной части Волго-Уральской провинции" анализируется поэтапное вступление в ГЗН верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложений изучаемых впадин и перспективы нефтегазоносности на базе комплекса историко-генетических критериев.

На основании изменения палеотемпературного фактора, этапнос-ти генерации УВ и последовательности заполнения ловушек были составлена карты генерационной зональности во франско-фаменско-тур-нейских отложениях на конец визейского и башкирского веков нижне- среднекаменноугольной эпох, позднекаменноугольной, раннеперм-ской и позднепермской эпох. Анализ полученных карт показывает, что в конце визейского века раннекаменноугольной эпохи благоприятные условия для начала генерации УВ (ПК3-МК1-2) во франско-фа-менско-турнейских НМ породах наступили в Уткинско-Серебрянской впадине, расположенной на юго-востоке территории. Вследствие относительно раннего вступления нефтегазоматеринских толщ в ГЗН и их дальнейшего длительного погружения (более 300 млн.лет) образовавшиеся на этой стадии УВ, вероятно, в большей степени были рассеяны.

К концу башкирского века среднекаменноугольной эпохи в зону начальных условий генерации УВ (ПК3-МК1) попали НГМП восточных районов Яйвенско-Вишерской и Добряно-Кизеловской впадин ККСВ. Северо-западная часть УС впадины характеризовалась вступлением изучаемого комплекса отложений в ГЗН (МК1-МК2), а юго-восточная пребывала в условиях завершения основного этапа нефтеобразования - МК2-МК3. Сформировавшиеся на этом этапе генерации УВ могли заполнять ловушки, уже существующие ко времени

проявления ГЗН в турнейских, визейоких, московских и башкирских отложениях.

На конец позднекаменноугольной эпохи верхнедевонско-нижнека-менноугольные толщи, развитые на территории всех платформенных впадин Камско-Кинельской системы, за исключением Можгинской и частично Сарапульской, находились на начальных стадиях нефтеобра-зования - ПК3-МК1. Условий наиболее интенсивной генерации УВ, отвечающей ГЗН, достигли отложения, развитые в восточных районах Яйвенско-Вишерской, Добряно-Кизеловской и частично Калининской впадин. ОВ НГМП изучаемого комплекса отложений в северо-западной части Уткинско-Серебрянской впадины к этому времени было преобразовано до катагенеза градаций МК3-МК4, что отвечает стадии завершения основного этапа нефтеобразования и начала среднекатагенети-ческого газообразования. Аналогичные отложения в восточных районах впадины впервые достигли условий интенсивного газообразования

- ГЗГ (МК4-МК5). Образовавшиеся жидкие и газообразные УВ заполняли ловушки в породах ранне-, средне- и позднекаменноугольного возраста, сформировавшиеся к этому времени.

На конец раннепермской эпохи на территории платформенных впадин ККСВ франско-фаменско-турнойские НГМП достигли условий ГЗН

- МК1-МК2. Отложения северо-западного борта Можгинской, Сарапульской и частично Шалымской впадин находились в зоне катагенеза не выше МК1. В восточных районах впадин ККСВ, расположенных в прогибе, исследуемые отложения характеризовались развитием в них условий завершения нефтеобразования и начала среднекатагенетического газообразования - МК3-МК4. На всей территории развития данных отложений в УСВ преобразование ОВ соответствовало условиям ГЗГ (катагенезу МК4-МК5). В раннепермскую эпоху впервые исследуемый комплекс пород достиг начальных условий нефтеобразования (ПК3-МК1) на территории юго-восточного борта Пономаревской впадины, где могло происходить при благоприятных геологических условиях заполнение ловушек среднекаменноуголъного возраста генерируемыми УВ.

На конец основного этапа осадконакопления в позднепермскую эпоху на изучаемой территории верхнедевонско-нижнекаменноугольный комплекс пород в ККСВ в общем характеризовался развитием следующих генерационных зон: начала генерации (МК1) - Можгинская, частично Сарапульская; главной зоны нефтеобразования (МК1-МК2) - Са-

рапульская, Шалымская, западная часть Калининской, участки Яй-венско-Вишерской и Добряно-Кизеловской, примыкающие к платформе; завершения основного этапа нефтеобразования и начала среднеката-генетического газообразования (МК3-МК4) - восточные районы Яй-венско-Вишерской и Добряно-Кизеловской впадин.

В Пономаревской впадине исследуемые отложения находились в основном в зоне начальных этапов нефтеобразования - (ПК2-3-МК1). На юго-восточном борту, в подошве рассматриваемых отложений, существовали локальные участки с условиями катагенеза МКг.

Изучаемые отложения УСВ находились в двух генерационных зонах: северо-западный борт в условиях ГЗГ (МК4-МК4-5), а юго-восточный - в условиях высокотемпературного каталитического газообразования (МК5-АК).

Для территории Камско-Кинельской системы впадин установлена генерационная неоднородность исследуемого комплекса отложений вследствие распространения различных по интенсивности зон нефте-газообразования: нефтяной и газоконденсатонефтяной.

Для первой характерно наличие двух подзон, отвечающих этапам начального и интенсивного нефтеобразования. Установленные для первой подзоны факторы катагенеза (палеотемпературы -75-90"С, время пребывания НМ толщ в ГЗН - 15-50 млн.лет, величина СИТ -3-16 усл.ед.) обеспечивали формирование относительно тяжелых (890-940 кг/м3), высокосернистых (3-4%), высокосмолистых (22-27%) нефтей на территории юго-восточного борта Можгинской и Сарапуль-ской впадин. Характерные для второй подзоны показатели (рЬ-90-110"С, Т- 45-60 млн.лет, СИТ-15-30 усл.ед.) способствовали образованию нефтей средней плотности (880-860 кг/м ) в пределах северо-западного борта Сарапульской, Шалымской и Калининской впадин.

Газоконденсатонефтяная генерационная зона установлена на территории Яйвенско-Бишерской и Дооряно-кизеловскои впадин. При этом на западных участках этих впадин, где отмечается развитие условий катагенеза :р1-100-120"С, Т-20-45 млн.лет, СИТ- 24-40 усл.ед., свидетельствующих о конечном этапе основного нефтеобразования, развиты относительно легкие (850-830 кг/м3) нефти. Более жесткие условия генерации в восточных районах этих впадин (ри20-140"С, Т- 20-40 млн.лет, СИТ- 40-70 усл.ед.), отвечающие этапу завершения нефтеобразования, вызвали формирование в газо-

конденсатной подзоне нефтей низких плотностей и нефтеконденсатов.

Территория развития Пономаревской впадины по комплексу разработанных в диссертации историко-генетических критериев и вследствие некоторого сходства состава ОВ и битумоидов с соответствующими в Сарапульской впадине является перспективной на обнаружение здесь залежей нефти,близких по генезису и свойствам к распространенным на юго-восточном борту Сарапульской и Можгинской впадин. Основные перспективы обнаружения залежей нефти связаны с юго-восточным бортом Пономаревской впадины. Наиболее вероятными стратиграфическими подразделениями являются отложения среднека-менноугольного возраста. Это подтверждается открытием залежи нефти в башкирских отложениях на Афанасьевской структуре, приуроченной к юго-восточной бортовой части КВСВ на границе Пермской и Кировской областей.

Верхнедевонско-нижнекаменноугольный комплекс отложений, развитый на территории Уткинско-Серебрянской впадины, характеризуется более жесткими температурно-временными условиями катагенеза. По комплексу историко-генетических факторов на этой территории впервые выделено две зоны генерации газов: 1)зона интенсивного газообразования на северо-западе с следующим распределением тем-пературно-временных критериев: р1> 140-180"С, Т до 25 млн.лет, СИТ 70-100 у.е.; 2)зона высокотемпературного или термокаталитического газообразования (р1:->200"С, Т-10-25 млн.лет,СИТ>100у.е.) на востоке и юго-востоке, в пределах которых распространены единичные газоконденсатные и газовые залежи.

В результате разработанного комплекса температурно-временных критериев, полученных на основании проведенного историко-генети-ческого моделирования, в совокупности с геолого-геохимическими данными по распределению и составу 0В, на территории развития Пономаревской впадины КВСВ и Уткинско-Серебрянской впадины были выделены зоны,перспективные для поисков нефти и газа.

Выявленная генерационная зональность в отложениях верхнеде-вонско-нижнекаменноугольного нефтегазоматеринского комплекса и проанализированные в данной работе историко-генетические критерии позволили дифференцировать на прогнозной карте зоны с различной степенью интенсивности как процессов нефтеобразования, так и газообразования, которые в значительной степени соответствуют распределению фазового состояния УВ в уже открытых месторождениях

Каыско-Кинельской системы впадин, что подтверждает правильность данного методологического подхода и позволяет оценить перспективы нефтегазоносности в районах значительно менее изученных Понома-ревской и Уткинско-Серебрянской впадинах.

Основные научные и практические результаты диссертационной

работы заключаются в следующем:

1.На основании анализа истории геологического развития и данных по распределению и составу ОВ палеозойских отложений северо-востока Волго-Уральской провинции получено подтверждение, что не только относительно изученные впадины ККСВ, но и формировавшиеся одновременно малоизученные Пономаревская впадина КВСВ и Ут-кинско-Серебрянская впадина могут быть очагами генерации УВ в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях. Показана необходимость применения историко-генетического метода для решения вопроса о динамике нефтегазообразования в НГМП данных впадин для оценки перспектив нефтегазоносности.

2.С помощью историко-генетического моделирования разработаны температурно-временные критерии (палеотемпература, геологическое время и СИТ) применительно для северо-востока Волго-Уральской провинции.

3. Построены карты поэтапного вступления верхнедевонско-нижнекаменноугольных толщ в зоны нефтегазообразования, позволяющие определить на протяжении всей геологической истории время генерации, а следовательно и время аккумуляции УВ и охарактеризовать возможность заполнения всех сформированных к каждому из этапов ловушек.

4. Статистически обоснована связь полученных температур-но-временных критериев с динамикой процессов нефтегазогенерации в верхнедевонско-нижнекаменноугольных толщах,.свойствами и составом УВ в ЗшшлЗХ, позволяющая осуществлять прогноз нефтегазоносности и фазового состояния флюидов.

5. Установлена новая падеотемпературная и катагенетическая зональность в верхнедевонско-нижнекаменноугольных отложениях, их эволюция во времени и связь с геотектоническими процессами развития территории и с современным температурным режимом.

6. Проведено районирование изучаемой территории и составлена прогнозная-схематическая карта перспектив нефтегазоносности по комплексу разработанных критериев, позволяющая выделить в районах

развития Пономаревской и Уткинско-Серебрянской впадин перспективные зоны для поисков УВ разного фазового состояния, а также дифференцировать ККСВ по динамике процессов нефтегазообразования и выявить факторы, обусловливающие ее неоднородность по перспективам нефтегазоносности.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Некоторые вопросы изучения скоростных неоднородностей разреза с целью выявления нефтеперспективных объектов в каменноугольных отложениях // Тез. докл.научн.-техн.конф. Пермь: 1993. с.45-46. (в соавторстве с Шиховым С.А.).

2. Особенности формирования залежей нефти Шалымской впадины на основе ' историко-генетических построений. Деп. в ВИНИТИ, М2341-В94 Пермь,1994 (в соавторстве с Белоконь Т.В.).

3. Графический метод определения палеотемператур //Информационный листок N328-94 ЦНТИ. Пермь, 1994.

4. Палеотемпературы нижневизейских отложений севера Вол-го-Уральской провинции// Геологическое изучение и использование недр. Информ.сб. выпуск 3. Москва: 1995. с.3-9.(в соавторстве с Белоконь Т.В., Галкиным В.И.).

5. Историко-генетическая реконструкция процессов нефтегазообразования// Результаты бурения и исследования Тюменской сверхглубокой скважины: Тез. докл. научн.-техн. сов. Пермь,1995. с.72-73 (в соавторстве с Белоконь Т.В., Сиротенко О.И.).

6. Палеотемпературы нижнекаменноугольных отложений Пермского Прикамья// Тез. докл.научн.-техн.конф. Пермь: 1994. (в соавторстве с Белоконь Т.В., Галкин В.И.).

7. Палеотемпературы девонско-турнейской карбонатной толщи в зоне развития ККСВ// Тез. научн.-техн. конф. Пермь:1995.

8. Уткинско-Серебрянская впадина - прогноз зон генерации УВ по комплексу температурно-временных факторов катагенеза// Седи-ментогенез и литогенез осадочных образований. Тез. литол.сов. Екатеринбург:1996.

Сдано в печать 17.04.96 г. Формат 60x84/16. Объем 1,25 п.л. Тираж 100. Заказ 1015. Ротапринт ПГТУ.