Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Особенности распределения потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза в надсолевом комплексе отложений территории Астраханского Прикаспия

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Особенности распределения потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза в надсолевом комплексе отложений территории Астраханского Прикаспия"

005009785

Я

МИШАНИН СЕРГЕЙ ИГОРЕВИЧ

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК УВ, ГЕНЕТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ С ПРОЦЕССАМИ ГАЛОКИНЕЗА В НАДСОЛЕВОМ КОМПЛЕКСЕ ОТЛОЖЕНИЙ ТЕРРИТОРИИ АСТРАХАНСКОГО ПРИКАСПИЯ

Специальность 25.00.12 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых

месторождений

■ 1 С 023

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Ставрополь - 2012

005009785

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный технический университет» (ФГБОУ ВПО «АГТУ»)

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор геол.-минерал. наук, профессор по кафедре «Геология нефти и газа»

Гольчикова Надежда Николаевна Астраханский государственный

технический университет

доктор геол.-минерал. наук, доцент по

кафедре «Геология нефти и газа»

Вобликов Борис Георгиевич Северо-Кавказский государственный

технический университет

кандидат геол.-минерал. наук Алексеев Андрей Германович начальник геологического отдела ОАО «ЛУКОИЛ-Нижневолжскнефть»

Открытое акционерное общество «Волгограднефтегеофизика» Петровское управление геофизических работ

Защита диссертации состоится «02» марта 2012 года в 10.00 часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д212.245.02 при Северо-Кавказском государственном техническом

университете по адресу: 355028, г. Ставрополь, пр-т Кулакова, д. 2, ауд. 804Н.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевероКавказского государственного технического университета.

Автореферат разослан «______» января 2012 г.

Объявление о защите диссертации и автореферат размещены на официальном сайте СевКавГТУ http://www.ncstu.ru и в «Электронной базе диссертаций и авторефератов» на официальном сайте Высшей

аттестационной комиссии при Министерстве образования и науки РФ http://vak.ed.gov.ni.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять ученому секретарю диссертационного Совета по указанному адресу.

Факс: 8 (8652) 94-60-12: E-mail: tagirovst@ncstu.ru

Ученый секретарь

доктор геолого-минерал. наук, доцент

В.А. Гридин

Актуальность проблемы. Прикаспийская впадина относится к числу важнейших нефтегазоносных регионов на юге России. В ее пределах, в палеозойских отложениях открыты крупные месторождения УВ. Имеются предпосылки для обнаружения новых нефтегазоносных объектов. Большим потенциалом нефтегазоносности обладают и мезо-кайнозойские отложения. В надсолевом комплексе открыт ряд нефтяных и газовых месторождений. К триасовым отложениям приурочен ряд газовых месторождений: Бугринское, Шаджинское, и др. В породах среднеюрского возраста открыто несколько месторождений (Верблюжье, Бешкульское и др.), во многих скважинах отмечены нефте- и газопроявления (Разночиновская, Тинаская и др.). Притоки газа из песчаников отложений нижнемелового возраста установлены на Халганской площади. В верхнемеловых отложениях зафиксированы газопроявления на Халганской площади, скв.9. Фонтан нефти и газа получен из скв. 9 Верблюжьей площади. Это свидетельствует о том, что потенциал нефтегазоносности надсолевого комплекса отложений не раскрыт полностью и существует возможность дальнейших открытий. Расположенные в них залежи нефти и газа при сравнительно небольших размерах выгодно отличаются от подсолевых меньшими глубинами залегания, низким содержанием кислых компонентов в составе УВ, отсутствием сложных термобарических условий, что делает их привлекательными для изучения и освоения.

Однако, выявление в надсолевой толще новых ловушек УВ сопряжено с определенными трудностями, снижающими эффективность геолого-разведочных работ. Это обусловлено: значительным разнообразием геометрических размеров, глубиной залегания, типов ловушек, литологического состава и стратиграфического диапозона пород коллекторов. На сегодняшний день коэффициент успешности невысок.

Повысить эффективность ГРР при поиске потенциальных ловушек УВ в надсолевом комплексе отложений возможно при выработке рациональных комплексов геолого-геофизических исследований. При этом следует руководствоваться особенностями строения геологической среды, типом поисковых объектов, строением потенциальных ловушек УВ, свойствами коллектора и другими параметрами.

В свою очередь, вышеперечисленные факторы определяются как условиями осадконакопления, так и тектоникой района исследования, прежде всего обусловленной галокинезом.

Таким образом, проведение научно-исследовательских работ, направленных на изучение особенностей галокинеза и установление его роли в формировании и размещении ловушек разного типа в пределах Астраханского Прикаспия имеет важное и актуальное значение. Полученные данные могут быть рекомендованы организациям, осуществляющим поисково-разведочные работы в пределах территории исследования, для оптимизации геолого-разведочных работ.

Цель работы заключалась в определении областей развития потенциальных ловушек УВ в пределах территории Астраханского Прикаспия, генетически связанных с процессами перераспределения соляных масс и региональной нефтегазоносностыо, на основе построения и последующего анализа геологической модели галокинеза.

В соответствие с поставленной целью решались следующие задачи:

- классификация ловушек УВ, выявленных в пределах надсолевого комплекса отложений территории исследования, на основе их пространственно-структурной приуроченности к морфогенетическим скоплениям соли и элементам строения соляных куполов;

- анализ межкупольного пространства, выделенных межхупольных зон, по признаку их количественного заполнения отложениями различного стратиграфического диапазона;

- построение геологической модели галокинеза в пределах территории Астраханского Прикаспия и последующее выявление взаимосвязей особенностей строения соляных структур, условий седиментации и характера тектонических движений,

- выявление закономерностей пространственного размещения скоплений УВ в пределах надсолевого комплекса отложений;

- определение условий и механизмов формирования ловушек УВ межсолевого типа в пределах северо-восточной периферии территории Астраханского свода;

- определение областей развития потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами соляного тектогенеза.

Научная новизна

- Впервые для территории Астраханского Прикаспия построена геологическая модель основных этапов галокинеза;

- установлено, что область распространения ловушек УВ межсолевого типа в пределах северо-восточной периферии территории Астраханского свода сосредоточена только в зоне локального палеонаклона по кровле среднетриасовых отложений;

- процессы галокенеза, протекающие в пределах территории, соответствующей северо-восточной части Астраханского свода, обусловлены существованием локального палеонаклона (5-7°) по кровле среднетриасовых отложений ориентированного в северном направлении. В сочетании с другими факторами (изостатическим и тектоническим) это привело к формированию галогенных покрышек для потенциальных ловушек УВ среднетриасового возраста;

- впервые построена галокинетическая реконструкция формирования ловушек межсолевого типа (на примере Кордонной структуры), детально рассмотрены механизмы и условия формирования объектов подобного типа;

- определены перспективные участки развития потенциальных ловушек УВ в надсолевом комплексе отложений, генетически связанных с процессами галокинеза.

Методы исследований. При выполнении работы использовались методы мощностей, сравнительного анализа и обобщения, компьютерного моделирования, математической статистики.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 25.00.12 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений, пункту 1. В разделе «Области исследований» содержание диссертации соответствует пункту 1, подпункту 1.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты авторских исследований позволили районировать размещение ловушек УВ по типам и стратиграфической приуроченности в надсолевом комплексе отложений Астраханского Прикаспия. Эти данные могут быть использованы организациями, осуществляющими

исследовательские и поисково-разведочные работы в пределах территории исследования для выработки рационального комплекса ГРР.

Фактический материал

В процессе работы над диссертацией автором использован и проанализирован большой объем опубликованной литературы, фондовых материалов Астраханского территориального фонда геологической информации ФГУ ТФН по Астраханской области, инженерно-технического центра ОАО Газпром добыча Астрахань. Изучены результаты полевых геофизических исследований, данные глубокого поискового, разведочного, эксплуатационного, а также структурного и картировочного бурения. Проанализированы многочисленные сейсмические разрезы и структурные карты.

Работа выполнена на основании исследований автора, проведенных во время обучения в аспирантуре Астраханского государственного технического университета на кафедре геологии нефти и газа.

В основу диссертации положены результаты теоретических и практических исследований автора, обобщения имеющейся геологогеофизической информации.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту

1. Особенности формирования и морфогенетического распределения соляных структур, на основе построения и последующего анализа геологической модели галокинеза Астраханского Прикаспия;

2. Распределение ловушек УВ межсолевого типа в пределах территории Астраханского Прикаспия обусловлено:

- наличием локального палеонаклона по кровле среднетриасовых отложений в пределах территории северо-восточной периферии Астраханского свода и его засклоновой части;

- особенностями распределения соляных масс во второй половине триасового периода.

3. Прогнозная схема формирования потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались на научных конференциях: профессорско-преподавательского состава АГТУ (2007-2010 гг.); Восьмая

всероссийская конференция молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности», Москва, РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина 2009 г. По результатам конференции, доклад на тему «Условия и механизмы формирования ловушек межсолевого типа в пределах Астраханского Прикаспия» был удостоен I-ой премии по секции «Геология, поиск и разведка газовых и газоконденсатных месторождений»; XVIII Губкинские чтения «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России: Наука и образование», Москва, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина 2009 г., I Научно-практическая конференция «Новейшие технологии освоения месторождений углеводородного сырья и обеспечение безопасности экосистем Каспийского шельфа», Астрахань, АГТУ 2010 г.

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в 9 работах, из них 2 статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов кандидатских диссертаций.

Структура н объем работы. Диссертация изложена на 176 страницах, состоит из 5 глав, списка литературы из 67 наименований; содержит 69 рисунков, 11 таблиц.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю, д.г-м.н., профессору H.H. Гольчиковой за поддержку и помощь при работе над диссертацией. За консультации в период работы над диссертацией автор благодарит к.т.н., доцента, главного геофизика Астраханской геофизической экспедиции В.В. Пыхалова, к.г-м.н., главного геолога Астраханской геофизической экспедиции Бродского А.Я., к.г-м.н., доцента Захарчука В.А. Автор признателен сотрудникам кафедры геологии нефти и газа, в особенности к.г-м.н., доценту Кудинову В.В., к.г-м.н., Калашник Ж.В, к.г-м.н., профессору Масленникову А.И., к.г-м.н., доценту Калягину С.М.

Основное содержание работы

1-ое защищаемое положение: Особенности формирования и морфогенетического распределения соляных структур на основе построения и последующего анализа геологической модели галокинеза Астраханского Прикаспия

В настоящее время па территории Астраханского Прикаспия выявлено большое разнообразие соляных структур различных морфогенетических классов. Изучение истории формирования и особенностей развития соляных структур позволяет дать прогноз образования потенциальных ловушек УВ в надсолевом комплексе отложений. Одним из методов изучения истории галокинеза является геологическое моделирование, основанное на выявлении взаимосвязей особенностей строения соляных структур, условий седиментации и характера тектонических движений.

Моделирование процессов галокинеза в пределах территории Астраханского Прикаспия производилось на основе анализа результатов физического моделирования (Gee, 1997 и др., Vendeville 2005, Gaullier и Vendeville 2005). Исходными данными для построения геологической модели галокинеза явились: структурные карты по кровле башкирских, кунгурских, верхнепермских, триасовых отложений; карты мощностей верхнепермских, триасовых, юрских, меловых отложений; геолого-геофизические разрезы; результаты поискового, разведочного бурения.

Факторами, определяющими зарождение, локализацию и дальнейшее развитие соляных тел во времени являются:

1. Геостатический. Различие геостатической нагрузки (колебания мощности и плотности перекрывающих горных пород по площади), в ходе поступления обломочного материала со стороны основных источников сноса и его продвижение в пределах крупных конусов выноса;

2. Тектонический. Влияние тангенциальных напряжений. В качестве примеров можно привести тангенциальные напряжения сжатия со стороны кряжа Карпинского (герцинская складчатость).

3. Наличие наклона подстилающей поверхности. Общий тренд и величина наклона земной поверхности в пределах территории исследования.

Для исследования влияния геостатического фактора на процесс формирования соляных диапиров Астраханского Прикаспия автором были построены карты мощностей основных крупных стратиграфических интервалов, слагающих современные межсолевые мульды, расчитаны объёмы, скорость осадконакопления. На основании этих данных были построены авторские модели формирования соляных тел в различные

геологические интервалы времени (позднепермский, триасовый, юрский, меловой, палеогеновый, неогеновый этапы) под влиянием геостатической нагрузки.

В процессе моделирования получены следующие данные:

1. Схемы строения кунгурского соляного массива к завершению: позднепермской, триасовой, меловой, юрской, палеогеновой эпох;

2. Реконструкция формирования соляных покровов и соляных карнизов (на примере Кордонной структуры);

3. Схема формирования потенциальных ловушек УВ различных типов, генетически связанных с процессами галокинеза в пределах над солевого комплекса отложений Астраханского Прикаспия.

Рассмотрим основные особенности формирования и морфогенетического распределения соляных структур в рамках отдельных этапов геологического моделирования.

1. Пермская эпоха

К началу кунгурского времени, территория Астраханского Прикаспия представляла собой закрытый солеродный бассейн. Формирование соленосных отложений контролировалось гипсометрическим уровнем докунгурских отложений. К концу кунгурского века - времени завершения соленакопления, рассматриваемая территория представляла собой сравнительно ровную поверхность. Накопление соленосных пород привело к формированию единого соляного массива, охватывающего всю территорию исследования.

В позднепермское время основным источником сноса терригенного материала являлся кряж Карпинского и территория Каракульско-Смушковской зоны поднятий (КСЗП). Интенсивное накопление мощных толщ верхнепермских отложений, привели к горизонтальному перераспределению галогенных осадков. В результате чего, соленосные отложения постепенно выжимались из южной части рассматриваемой территории в северо-восточном направлении. В связи с этим, несколько севернее территории Каракульского вала (скв. 16 Ю-А - 2 Долг. - 1 Вол. - 2 Вол.), прослеживаются участки, где кунгурские соленосные отложения были полностью отжаты. Однако, в южной части территории исследования на глубинах менее 1500 м можно наблюдать «не отжатые» соляные структуры

(Высоковская, Геологическая). Предполагается, что в пределах таких структур в верхнепермское время существовала зона повышенного давления, которая препятствовала дальнейшему продвижению соляных масс в северовосточном направлении. Формирование области повышенного давления может быть обусловлено существованием в ее пределах внутрикоровых диапиров. Дальнейшее поступление обломочного материала вглубь рассматриваемой территории привело к формированию в пределах северной и северо-восточной периферии территории Астраханского свода протяженного соляного массива, рост которого сопровождался денудацией верхнепермских отложений.

2. Триасовая эпоха

С наступлением триасового периода осадочный материал по-прежнему продолжал поступать со стороны кряжа Карпинского и территории КСЗП, продвигаясь в северо-восточном направлении. К раннетриасовому времени активность соляного тектогенеза в пределах южной части Астраханского свода была незначительной. Поступление осадочного материала вглубь территории Астраханского свода привело к дальнейшей дифференциации первичного соляного массива на отдельные мульды: Царынскую, Воложковская, Владимирская, Пойменная и др. а также формированию сопряженных с ними соляных массивов. Ашулукско-Тамбовского, Владимирско-Песчаный, Лебяжинско-Коьогюбинского др. Продвижение триасовых конусов выноса в сторону северо-восточной периферии Астраханского свода, привело к перекрытию триасовыми отложениями верхнепермского приповерхностного соляного массива. В его пределах развивались: Кордонная, Саркызская и Ашулукско-Георгиевская и др. мульды. В пределах восточной периферии Астраханского свода зарождаются депоцентры осадконакопления Хошеутовской, Ахтубинской, Аксарайской мульд.

Среднетриасовая эпоха ознаменовалась усилением нисходящих движений, что привело к формированию в пределах северной периферии исследуемой территории регионального наклона, ориентированного в сторону погружения морского бассейна. При таких условиях развивались сложные системы соляных покровов, образующихся в результате развития соляных языков. Результаты бурения скважин 1,10 Хараб., 1-Корд.,

подтвердили наличие ассиметричных пластов переотложенной соли в пределах северной зоны. Галогенная формация здесь, как правило, перекрывает отложения среднетриасового возраста.

Южная область, напротив, характеризовалась относительно выровненным рельефом. В этом случае для соляных масс не существовало преобладающего направления роста и растекания, при достижении ими уровня нейтральной плавучести.

По сравнению с предыдущим, позднепермским этапом, область наибольшей активности триасового этапа галокинеза смещается в северном направлении.

3. Юрская эпоха

Начало юрского периода ознаменовалось резкой сменой обстановки осадконакопления. Основным источником обломочного материала являлась юго-восточная часть Русской платформы. Снос происходил в сторону Бахтемирского и Узеньского прогибов (междуречье рек Урал и Волга). Накопление толщи перекрывающих юрских отложений, способствовало дальнейшей дифференциации первичного кунгурского соляного массива. Это проявилось в увеличение площади, занимаемой соляными мульдами и росту сопряженных с ними соляных массивов. Однако, интенсивность процессов перераспределения соляных масс заметно снизилась по сравнению с предшествующим этапом. Анализ распределения суммарных мощностей юрских отложений, выполняющих межкупольные зоны показывает, что на их долю приходится всего от 8 до 18 % от общей мощности осадочных пород. Область наибольшей активности смещается в северном направлении, так в пределах Сухондинской мульды на долю юрских отложений приходится более 36%.

4. Меловая эпоха

Анализ распределения суммарных мощностей меловых отложений показывает, что в течение всей меловой эпохи продолжалась дальнейшая дифференциация первичного кунгурского соляного массива.

Наибольшая мощность меловых отложений в общем разрезе осадочных пород, выполняющих межкупольное пространство, наблюдается в восточной части территории Астраханского свода; Сары-Сорская мульда - 60 %, Имашевская мульда -58%, Ахтубинская мульда -41%.

В сравнении с юрской эпохой активность перераспределения соляных масс, переместилась на северо-восток исследуемой территории, и протекала значительно интенсивнее.

Также следует отметить, что к концу мелового периода, значительное количество соляных мульд (Царынская, Пойменная, Хошеутовская, Кордонная, и др.) завершили свое развитие.

5. Палеогеновая эпоха

В палеогеновый этап в отдельных областях территории исследования по-прежнему продолжалась дифференциация первичного соляного массива (Аксарайская, Нежданная и др.). Это подтверждается распределением суммарных мощностей палеогеновых отложений.

К завершению палеогеновой эпохи большинство соляных структур практически полностью исчерпали свой потенциал роста. Распределение соляных структур приобретает современное положение (за исключением отдельных участков неогеновой активности).

Развитие соляных структур, в пределах рассматриваемой территории на протяжении позднеплиоцен-чегвертичного времени продолжалось, но степень интенсивности была незначительной. В настоящее время продолжают свое развитие следующие соляные купола: Харабалинский, Западно-Кордонный, Северо-Кордонный, Саркызский, Хоктинский, Вольненский и др.

В результате моделирования выделены основные особенности формирования и морфогенетического распределения соляных структур:

1. Развитие солянокупольных структур в пределах территории исследования носит непрерывно-прерывистый характер.

2. По степени завершения интенсивного этапа формирования соляных структур, выделяется следующая зональность:

- в пределах южной, юго-западной периферии Астраханского свода, преобладают соляные структуры позднепермской активизации. Характерно формирование протяженных межкупольных зон, осложненных структурами типа «щиты черепах», и сопряженных с ними соляных массивов и отдельных диапиров;

-в пределах центральной и северной части территории Астраханского свода, в основном, преобладают структуры триасовой активизации.

Характерны скрытопрорванные соляные купола. На севере прослеживаются соляные карнизы, соляные покровы:

- восточная периферия Астраханского свода характеризуется структурами меловой, палеоген-неогеновой активности, представленные преимущественно прорванными соляными куполами.

3. Современное распределение соляных структур Астраханского Прикаспия вызвано как фактором геостатическим, так и периодически действовавшими тангенциальными напряжениями и влиянием наклона подстилающей поверхности. Это подтверждается:

- концентрацией соляных структур над внутрикоровыми мульдами;

- соляные покровы прослеживаются только в пределах области регионального наклона;

- нарушением стратиграфической последовательности в заполнении осадочным материалом межкупольного пространства в пределах юговосточной части территории исследования.

2-ое защищаемое положение: Распределение ловушек УВ

межсолевого типа в пределах территории Астраханского Прикаспия обусловлено: - наличием локального палеонаклона по кровле

среднетриасовых отложений в пределах территории северо-восточной периферии Астраханского свода и его засклоновой части; -особенностями распределения соляных масс во второй половине триасового периода.

Характерной особенностью строения соляных диапиров в пределах северо-восточной периферии Астраханского свода, а также его северовосточной засклоновой части является наличие пластов переотложенной соли. Сейсмические исследования, проводившиеся Астраханской геофизической экспедицией с 1985 по 1989 г., выявили на Харабалинском участке и расположенном севернее Кордонном куполе внутрисолевые толщи. Дальнейшее глубокое бурение подтвердило наличие соляных карнизов в пределах Георгиевской мульды и на Касьяновском соляном куполе. Соляные покровы прослежены на Кордонной, Харабалинской и Прибаскунчакской площадях. Отложения, залегающие под толщей переотложенной соли, как

правило, имеют среднетриасовый возраст. Ловушки, генетически связанные с подобными соляными объектами, относятся к типу межсолевых.

История поиска и разведки залежей углеводородов свидетельствует о высоких нефтегазовых перспективах объектов подобного типа:

- Казахстанская часть Прикаспийской впадины (Каменское газоконденсатное месторождение, Южно-Гремячинское нефтяное месторождение);

- Восточная Сибирь (Берямбинское газовое месторождение);

- Северная часть Мексиканского залива (нефтяное месторождение Микки);

- Южный Оман, (нефтяное месторождение Атель).

Эта факты свидетельствуют о необходимости планомерного изучения межсолевых объектов, а именно: выявления механизмов формирования, области распространения, времени заложения, путей миграции УВ, возраста заполнения.

Изучению геологического строения, а также определению перспектив нефтегазоносности ловушек подобного типа в пределах территории Астраханского Прикаспия практически не уделялось внимания. В связи с этим данные объекты остаются недостаточно изученными сейсмическими исследованиями и бурением.

Единственная скважина была пробурена в начале 90-х годов в пределах Кордонной площади с целью выяснения природы и перспектив нефтегазоносности ловушек межсолевого типа.

Кордонная структура выделяется по отражающему горизонту Т2ап, стратифицируемому как среднетриасовый. Объект бурения представляет собой небольшую куполовидную складку, осложняющую моноклиналь, ограниченную межсолевой мульдой, крутопогружающуюся к северо-западу. Размеры структуры по ограничивающей изогипсе минус 3600 м. составляют 6,5 х3,5 км. Амплитуда поднятия - более 400 м. В результате бурения в интервале 3350 - 3370 м., из карбонатных отложений среднетриасового возраста был получен приток воды с высоким содержанием гипохлорита натрия.

Отсутствие промышленной залежи, технологий проводки скважин в столь сложных геологических условиях, неясность природы возникновения и

заполнения ловушек подобного типа, последовавший позднее экономический кризис - резко снизили интерес к опоискованию объектов подобного типа.

При этом следует отметить, что при бурении в пределах северовосточной периферии Астраханского свода глубоких, параметрических скважин, направленных на подсолевые объекты, из межсолевых отложений среднего триаса были получены прямые признаки нефтегазоносности.

Так, в ходе бурения скв. 1 Прибаскунчакская на отметке 3 904 м была выявлена пачка нефтеносных известняков среднего триаса мощностью порядка 1 ООО м. Подобный разрез установлен и в скв. 1 Харабалинская, расположенной на северо-восточной периферии Астраханского свода, где под километровым слоем галогенных образовании на глубине 3 271 м были получены прямые признаки нефтегазоносности.

Рассмотрим условия и механизмы формирования подобных объектов

на примере Кордонной структуры.

В пределах территории Астраханского Прикаспия формирование карбонатных отложений среднетриасового возраста происходило в условиях мелководно-морского бассейна. Наиболее глубоководная его часть была приурочена к северной части рассматриваемой территории.

Для территории соответствующей северо-восточной присклоновой и засклоновой части Астраханского свода характерны следующие морфологические особенности геологического строения триасовых отложений:

- наличие регионального наклона по кровле среднетриасовых отложений в сторону погружения морского бассейна — в направлении к Центральной Прикаспийской депрессии;

- достижение соляными массами к началу среднетриасового периода уровня «нейтральной плавучести».

При вышеупомянутых условиях, развитие соляных структур происходило под влиянием всех трех факторов, определяющих механизмы галокинеза Астраханского Прикаспия: изостатического, тектонического, геоморфологического (регионального наклона).

В пределах северо-восточной части территории Астраханского свода накопление соленосных отложений происходило в условиях ступенеобразного рельефа, слегка сглаженного толщей ассельско-артинских

отложений. Согласно произведенным расчетам, мощность соленосных отложений в пределах исследуемого региона составляла не менее 3 км, а распределение объема в таких условиях происходило неравномерно.

В позднепермскую эпоху в пределах исследуемой территории установился континентальный режим седиментации. Продукты разрушения кряжа Карпинского накапливались в предгорной области, а также в пределах крупных конусов выноса.

Продвижение осадочных отложений со стороны предполагаемого конуса выноса в условиях «ступенеобразного» основания приводит к формированию вдоль одной из ступеней обширной антиклинальной соляной структуры. Наличие «ступени» послужило барьером, препятствующим дальнейшему горизонтальному перемещению соляных масс. Произошло снижение скорости бокового течения. Скорость вертикального перемещения, напротив - усилилась. В результате, в позднепермское время формируется протяженный соляной массив, рост которого сопровождался денудацией перекрывающих отложений.

Область отсутствия отложений позднепермского возраста хорошо прослеживается на структурных картах по кровле соответствующих отложений.

С наступлением раннетриасовой эпохи направление поступления осадочного материала сменилось на северо-восточное. Основным источником сноса по-прежнему являлся кряж Карпинского. Продвижение мощной толщи триасовых отложений перекрывает соляной массив. Неравномерная геостатическая нагрузка и плотностная инверсия приводят к его дифференциации на отдельные мульды: Саркызская, Кордонная и сопряженные с ними соляные диапиры, которые достигают к концу раннетриасового времени уровня нейтральной поверхности.

При таких условиях соляные диапиры развиваются по пассивному механизму в сложные системы соляных покровов, которые образуются в результате слияния отдельных соляных языков. Продолжительное поступление осадочного материала со стороны крупных конусов выноса в сторону погружения морского бассейна привело к выжиманию соляных масс. Растекающиеся соляные языки, сползали под действием гравитационных сил в северо-восточном направлении. Наличие достаточного соленосного

потенциала привело к продолжительному росту и дальнейшему слиянию отдельных соляных языков, с образованием к концу среднего триаса единого соляного покрова. Дополнительный импульс со стороны горизонтальных сил сжатия (индосинийская складчастость) — ускорил процессы пластичного перераспределения соляных масс.

Таким образом, в результате проведенных исследований установлено,

что:

- область распространения ловушек УВ межсолевого типа в пределах северо-восточной периферии территории Астраханского свода сосредоточена только в зоне локального палеонаклона по кровле среднетриасовых отложений;

- процессы галокепеза, протекающие в пределах территории, соответствующей северо-восточной части Астраханского свода, обусловлены существованием локального палеонаклона (5-7°) по кровле среднетриасовых отложений ориентированного в северном направлении. В сочетании с другими факторами (изостатическим и тектоническим) это привело к формированию галогенных покрышек для потенциальных ловушек УВ среднетриасового возраста;

- тектонический фактор мог способствовать увеличению трещиноватости в карбонатных (терригенно-карбонатных) среднетриасовых отложениях, а также образования окон в подстилающей галогенной формации для поступления флюидов из подсолевых отложений;

- неполное экранирование ловушек межсолевого типа по падению пластов обеспечивает возможность заполнения углеводородами со стороны подсолевого комплекса в результате вертикальной миграции в тех участках, где толщина галогенной формации минимальна (первая сотня метров).

3-е защищаемое положение: Прогнозная схема формирования потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза

Разработанная схема позволяет рекомендовать первоочередные объекты для постановки поисково-разведочных работ в мезокайнозойских отложениях Астраханского Прикаспия; выработать оптимальные способы опоискования ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза.

Территория Астраханского Прикаспия характеризуется высокой активностью процессов галокинеза, что привело к формированию широкого спектра ловушек различных классов и типов (табл.1).

Распределение ловушек УВ принимает следующие соотношения:

- большинство ловушек приурочено к контактам крутых склонов соляных куполов с межкупольными зонами (Е.1) - частота встречаемости составляет 16%; (Воропевская, Верблюжья, Касаткинская);

- ловушки типов Б.2.,В.1.,Д.2., Е.2.,3.2., Н.1. имеют равную частоту встречаемости по 10,5 %;

- ловушки типов В.2., Д.1., М., Н.2. имеют равную частоту встречаемости - по 5%.

Изучение результатов геологического моделирования позволяет выполнить прогноз формирования потенциальных ловушек УВ различного типа. В пределах территории исследования выделяется несколько областей развития потенциальных ловушек УВ, приуроченных к отложениям: триасового, юрского и мелового возраста. Формирование такой зональности напрямую связано с особенностями соляной тектоники, а также историей геологического развития региона.

Зона1

Зона I располагается в пределах южной части рассматриваемой территории (рис.1). Области оттока соляных масс представлены преимущественно отложениями верхнепермского возраста (>70%), на долю триасовых отложений приходится в среднем 7%, 1-5%, К-18%. Характерна высокая степень активности галокинетических процессов, протекающих в верхнепермское время. Так к завершению позднепермской эпохи, соляные структуры, расположенные в пределах скважин: 16-Южно-Астраханская, 2-Долгожданная, 2-Воложковская, уже исчерпали свой «потенциал роста» отжав соляные массы в смежные участки. В связи с этим, активность соляного тектогенеза в зоне II на протяжении последующих эпох, была незначительной.

Табл.1 - Типы и классы выявленных ловушек УВ Астраханского Прикаспия и прилегающих территорий____________________________________________________

фзр-ы <шяи$погихто Экмзпы стрэаяя кугкгюв (класс лавушж) Тшливушж Лсвушлс щплфидакй 1кфгатпаюаюаис Всгзрсг ШЖ1 Хт йШ

Сатвыгкуткш Б. 1 1х$х^вэ галс купав. ЫТаяаичоски 1^виося(гаэа»г мхторзкю«с) 1у

ЭшадоОоозаш а^юуга (1|хм.Ш1снньс 1Г»ПЛ«Нефш) Т, 1СТЭ

0«! (гаиаадмьй) й Сярьлааджа»« куоа ВЛ.ГЬ.'токап)-ра Чтоэ£юя(га**се кеаороккие, 1ЕШга'(ьньй б*к) Ъ гг; "13

1-Ктаяшкм (цмок кфш) Т: гг.

ВДТекижши Хмванэая разовое ькстсрмдемг} К гг.тэ

ГЬр«|Ч»м (пцэфрйшй) Д ПщТКрИ^ЕЙкуЮ)!» Д1. Ми1Ш4) панах) шпура 0^йкийя(шфшке мапсращениг) Ъ УС

Д11 Ъз г,и ятасга*мхки '13'8Е1НрСВЯ*Е>Б> мребаш Всрслоил (пфяке мсс?К|«ш»с) К щтэ

Ов.6 Веерная (пртж нфм) Ъ гг; та

1<£ушуа>л (П£И$ГШЙ»Й) Е1Ькш1акги1фупл ДОМОДЮКВС КЕМХрХШЪМ* XKe.it £ 1. З^е^иадиьсаатыо Нсришвззд (гашв мЕСГСриогне) т, гш (СО

ИгрблкмалОсфяюе МХЛСрИДЯС) гг;лэ

Цуяплнаая (гашя захк.) Т1 щ;в

Е2.Тааавнх*я эцивфдапьс Ссвжявх(гасеое штоосиаа-вс) Т1 ГХ ЛЭ (СО

Ка&иапаая (ифгегахвап эю»ь) ъ пс,лэ

Вну1рвлтъю ст$юсгаш-го 3. Мэихисньс ЗЛЛпХУШНХЫ! ?фЙ9^'СКИ*ЬЕ Ом. 14<ср.тм«я(грпск нефти) ъ ю

Ска. Я^йаасунекоая ОрПСКЙв)ли) Т; ЛЭ

Гкда^йиьй М Ппешюшгезы о гш кармам* ссдаьк ГГ}ИШО«В Си. 1.10ХрзбалтсмЕ (пригскгюфаф ъ ЛЭ

Мжсрвдше 1Т&ЯГИВ М Маисуишыищипй Ш. Ашиткш пя «иго кануна Шдалнаая (газовое МХ7ТрИС»ЭЛе) ъ

Ов. ^Аарахшая (грешки нефпихноспи подмъмШС) } ПС

112 Тсюсияаэм '»ртмраынны; СЬкрЯОшжнхш (гсооеое милоревди»*5) Т| ъ п; ТЭ

Примечание. Типы залежей: П - пластовая, С - сводовая, ПС -пластово-сводовая, ТЭ - текгонически-экранированная, ЛЭ - литологически экранированная, СС— структурно-стратиграфическая.

19

Это могло привести к формированию широкого спектра потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами соляной тектоники. Однако, данные отложения характеризуются слабым развитием или полным отсутствием пород коллекторов. Также следует отметить, что в пределах территории Астраханско-Калмыцкого Прикаспия, промышленные скопления углеводородов в пределах верхнепермских отложений отсутствуют. По этой причине возможность обнаружения потенциальных ловушек УВ верхнепермского возраста, оценивается как крайне низкая.

С наступлением триасовой эпохи, в пределах Зоны I произошло затухание активности процессов галокинеза. Другой характерной особенностью данной зоны, является отсутствие отложений триасового возраста в пределах большей части ее территории. Исходя из этого, перспективы формирования потенциальных ловушек УВ триасового возраста в пределах Зоны I оцениваются как крайне низкие.

Отметим, что в пределах южной части рассматриваемой зоны, во вскрытых бурением подсолевых коллекторах получены притоки газоконденсата с примесью тяжёлых УВ (скважина 6 - южно-Астраханская). Нефтепроявления выявлены в юрских отложениях: скв. 6 - Веерная, (Д.2), скв. 30 Астраханская (Н.1). Исходя из этого возможно формирование потенциальных ловушек УВ в пределах погребенных, тектонически экранированных поднятий, а также в пределах антиклиналей полного контура межкупольных поднятий.

В пределах Каракульско-Смушковской зоны поднятий нефтепроявления отмечались на Тинакской, Петровской и Джакуевской площадях. Формирование потенциальных ловушек УВ в пределах КСЗП возможно, однако их происхождение не связано с галокинезом.

Зона II

Протягивается широкой полосой через территорию Астраханского свода в субширотном направлении. В пределах большей части зоны II, наблюдается резкое сокращение мощности верхнепермских отложений. В западной части в среднем до 16% (Бугринская мульда). На долю триасовых отложений - 25%, юрских 10%, меловых 17%, палеогеновых 13%. Здесь выявлены газовые месторождения, приуроченные к отложениям нижнетриасового возраста: Воропаевское (Е.1), Бугринское (Б.2) и др.

В пределах остальной части зоны мульды выполнены триасовыми отложениями (> 60%), 1-18%, К-22%, Р£-(9-14%).

На протяжении триасового времени, в пределах исследуемой территории, имели место процессы активного перераспределения соляных масс. Наиболее интенсивно соляные массы выжимались в пределах восточной и северо-западной периферии территории Астраханского свода.

Межгрядовые участки и мульды, обрамленные соляными грядами, могут включать в себя наиболее объемные ловушки различного типа. Наиболее перспективными следует считать участки, обращенные открытой (не замкнутой соляной грядой) частью в направлении глубоко погруженных зон. Одним из вероятных путей миграции углеводородов, поступающих из глубинных отложений, является их движение вдоль соляных гряд, скапливаясь в структурных формах, связанных с соляными куполами, расположенными на путях миграции.

Развитие в течение триасового времени северной части Лебяжинско-Коктюбинского и Ашулукско-Тамбовского соляных массивов и сопряженных с ними межкупольных зон, а таюке хорошие коллекторские свойства ветлужских и баскунчакских пластов и надежных покрышек, создают благоприятные условия для формирования потенциальных ловушек УВ нижнетриасового возраста, генетически связанных с соляными куполами и соляными массивами:

- надсводовых, непрерванных, ТЭ ловушек (Б.2);

- приуроченных к контакту крутых уступов куполов с межкупольными зонами, экранированные солью (Е.1) и ТЭ (Е.2) (рис.1).

Накопление толщи перекрывающих, юрских отложений, способствовало дальнейшей дифференциации первичного кунгурского соляного массива. Это проявилось в увеличении площади, занимаемой соляными мульдами и росте сопряженных с ними соляных массивов и отдельных соляных диапиров.

В пределах центральной части территории зоны II, залежи нефти и газа могли быть разрушены солянокупольной тектоникой, которая проявилась здесь очень активно. Кроме того, среднеюрские отложения залегают здесь на незначительных глубинах, т.е. находятся в неблагоприятных для формирования УВ термобарических условиях. Таким

образом, перспективы формирования потенциальных ловушек УВ юрского возраста, оцениваются здесь как малоперспективные. Продуктивные ловушки УВ юрского возраста в пределах данной области не выявлены.

Важно отметить, что в пределах восточной периферии зоны II, наблюдается увеличение мощности меловых отложений >40% (Т - 25 %, ] -15 %). Важной особенностью данной территории является значительное содержание палеогеновых отложений (>20%). В Аксарайской мульде доля паяегоеновых отложений возрастает до 46%.

В пределах западной периферии зоны П, выявлена самостоятельная мульда, где распределение толщин мезокайнозойских отложений равномерно: триасовые - 35%, юрские - 33%, меловые - 32%.

Отложения нижнемелового возраста широко распространены в пределах исследуемой территории и отсутствуют лишь на сводах высоких соляных гряд и куполов. В пределах зоны II выявлено газовое месторождение

- Халганское, ловушка (В.2). Результаты палеотектонического анализа, проведенного Н.И.Ворониным указывают на то, что залежи нижнемелового возраста будут вторичными.

Таким образом, образование потенциальных залежей нефти и газа в отложениях нижнемелового возраста, прогнозируется в западной и восточной периферии Зоны II, а их формирование обусловлено, в основном, перетоком углеводородов из нижележащих отложений. При этом процессы солянокупольной тектоники будут оказывать значительное влияние на их размещение. Наличие в зоне соляных куполов большого числа разрывных нарушений могло привести к перетоку флюидов из среднеюрских и подсолевых отложений, образованию тектонически-экранированных ловушек.

Высокоперспективным участком является Шаджинско-Верблюжий участок, расположенный в пределах Сарпинского прогиба. Для данной территории характерны: хорошие коллекторские свойства пород

коллекторов, выдержанные мощности коллекторов и покрышек нижнемеловых отложений, а также наличие обширных межкупольных мульд с глубиной залегания нижнемеловых отложений до -1500 м и более.

В пределах центральной части зоны II происходил размыв пород покрышек. По этой причине она оценивается как малоперспекгивная.

Зона1П

Зона расположена в пределах северной и северо-восточной периферии Астраханского свода. Для западной периферии характерно высокое содержание верхнепермских отложений >70%. Как упоминалось ранее, данные отложения характеризуются слабым развитием или полным отсутствием пород коллекторов. По этой причине возможность обнаружения потенциальных ловушек УВ верхнепермского возраста, оценивается как крайне низкая.

В пределах центральной части, напротив, выделяется широкая полоса, в пределах которой, верхнепермские отложения полностью отсутствуют. Отсутствие данных отложений, связано с формированием крупного соляного массива, достигшего к концу верхнепермского времени уровня поверхности. Мезо-кайнозойские отложения в среднем представлены в следующих соотношениях: Т > 60%, 1 - 12%, К - 28%, Р§ - (9 - 18%).

Поступление триасовых отложений в сторону северо-восточной периферии Астраханского свода, привело к формированию неравномерной геостатической нагрузки, и как следствие - зарождению мульд. В триасовое время развивались: Кордонная, Саркызская, Ашулукско-Георгиевская и др. мульды. В пределах восточной периферии территории Астраханского свода зарождаются депоцентры осадконакопления Хошеутовской, Ахтубинской,

Аксарайской мульд.

К среднетриасовому времени, ряд соляных структур южной периферии Зоны 111 достигли уровня, близкого к нейтральной плавучести.

Важной отличительной особенностью данной зоны является наличие регионального наклона и крутого склона, просуществовавшего вплоть до позднетриасового времени, что привело к формированию соляных карнизов и соляных покровов. Галогенная формация здесь, как правило, перекрывает отложения среднетриасового возраста.

В соответствие с результатами геологического моделирования, в этой зоне имели место процессы активного оттока соляных масс. Следует отметить, что южнее Вольненской мульды выделяется территория, пределах которой мощность соленосных отложений сокращается до десятков метров, что способствует вертикальному перетоку УВ из под солевого комплекса.

Перспективы формирования потенциальных ловушек УВ триасового возраста в пределах этой зоны оцениваются, как высокие.

Прогнозируется формирование потенциальных ловушек следующих

типов:

- надсводовых, непрорванных, ТЭ ловушек (Б.2);

- приуроченных к контакту крутых уступов куполов с межкупольными зонами, экранированные солью (Е.1) и ТЭ (рис.1).

В пределах северной части территории исследования выделяется область благоприятная для формирования ловушек подкарнизного, а также межсолевого типа. Возможность поступления углеводородов из подсолевых отложений, наличие карбонатных коллекторов, экранированных соляными карнизами и соляными покровами, а также вероятность образования УВ, сингенетичных вмещающим осадкам, позволяют достаточно высоко оценивать перспективы нефтегазоносности среднетриасового комплекса.

Формирование толщи юрско-меловых отложений привело к дальнейшей дифференциации первичного соляного массива. В это время развиваются: северная часть Ашулукско-Тамбовского, Лебяжинско-

Коктюбинского соляные массивы; и сопряженные с ними межкупольные зоны: Саркызская, Кордонная, Хошуетовская, др. Следует отметить, что аналогично Зоне П, в пределах восточной части Зоны Ш выделяется область, для которой характерно увеличение интенсивности процессов галокинеза, протекающих в меловое время.

Формирование потенциальных ловушек УВ мелового возраста предполагается в пределах западной периферии Зоны П1. Прогнозируются следующие типы ловушек:

- приуроченные к контакту крутых уступов соляных куполов с межкупольными зонами (Е.1);

- экранированные солью и тектонически экранированные (Е.2);

- приуроченные к межкупольным поднятиям (Н.1.Н.2).

Таким образом, на основании проведенных автором исследований можно спрогнозировать следующие зоны формирования потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза:

Зона I. Располагается в пределах южной части рассматриваемой территории. Основные перспективы связываются с отложениями

среднеюрского возраста. Возможно формирование потенциальных ловушек УВ:

- в пределах погребенных, ТЭ поднятий (Д.2);

- в пределах антиклиналей межкупольных поднятий (Н.1).

Зона II. Протягивается широкой полосой через территорию Астраханского свода в субяшротном направлении. Перспективны отложения нижнетриасового возраста, в пределах западной периферии зоны П. Возможно формирование потенциальных ловушек УВ.

- надсводовых, непрорванных, ТЭ ловушек (Б.2);

- приуроченных к контакту крутых уступов куполов с

межкупольными зонами, экранированные солью (Е.1) и ТЭ (Е.2).

В пределах западной и восточной периферии зоны П. Возможно формирование потенциальных ловушек УВ мелового возраста:

- надсводовых, скрытопрорванных, ТЭ ловушек (В.2);

- приуроченных к контакту крутых уступов куполов с

межкупольными зонами, экранированные солью (Е.1) и ТЭ (Е.2).

Зона III расположена в пределах северной и северо-восточной периферии Астраханского свода. Перспективны отложения нижнетриасового возраста в пределах восточной периферии зоны III. Прогнозируется формирование потенциальных ловушек следующих типов:

- надсводовых, непрорванных, ТЭ ловушек (Б.2);

- приуроченных к контакту крутых уступов куполов с

межкупольными зонами, экранированные солью (Е.1) и ТЭ (Е.2).

Отложения среднетриасового возраста оцениваются как высокоперспективные в пределах области развития соляных покровов и соляных карнизов зоны Ш.

Отложения мелового возраста оцениваются, как высокоперспективные в пределах западной и северной периферии зоны III. Формирование потенциальных ловушек УВ мелового возраста предполагается в пределах западной периферии Зоны III. Прогнозируются следующие типы ловушек:

- приуроченные к контакту крутых уступов соляных куполов с

межкупольными зонами (Е.1);

- экранированные солью и тектонически экранированные (Е.2);

- приуроченные к межкупольным поднятиям (Н.1,Н.2).

Полученные данные могут быть рекомендованы организациям, осуществляющим поисково-разведочные работы в пределах территории исследования, для оптимизации геолого-разведочных работ.

Заключение

1. В результате геологического моделирования выделена определенная зональность формирования соляных структур по степени завершения интенсивного этапа формирования. Геостатическии фактор, периодические воздействия тангенциальных напряжений, а также наклон подстилающей поверхности определили современное распределение соляных структур Астраханского Прикаспия.

2. Область распространения ловушек УВ межсолевого типа в пределах территории Астраханского Прикаспия, сосредоточена только в пределах северо-восточной части и контролируется территорией, занимаемой северо-восточной периферией Астраханского свода. Существование локального палеонаклона (5 — 7°) по кровле среднетриасовых отложений ориентированного в северном направлении, в совокупности с проявлением изостотического и тектонического факторов привели к формированию в пределах территории, соответствующей северо-восточной части Астраханского свода галогенных покрышек для потенциальных ловушек УВ среднетриасового возраста.

3. На основе результатов геологического моделирования выполнен прогноз формирования потенциальных ловушек УВ различного типа. В пределах территории Астраханского Прикаспия, выделено несколько областей развития потенциальных ловушек УВ, приуроченных к отложениям: триасового, юрского и мелового возраста. Формирование такой зональности напрямую связано с особенностями соляной тектоники, а также историей геологического развития региона.

Условные обозначения:

соляные мульды

а - Кордонная 6 - Вопьненскзя 8 - аиулукско-Георгиевска» г - Сйркыэская ц - Цлрынскан е - Владимирская ж - Пойменная

з • Воложковская

и - Се|югпанковская к - Ахтубинская л - Ахсарайская м • Южная и - Харбинская о - Нежданная л - Сиры Сорсквя Соляные массивы

Рис.1. Особенности формирования зон потенциальных ловушек УВ в пределах надсолевого комплекса отложений территории Астраханского Прикаспия: а - перспективные области ловушек триасового возраста; б - юрского возраста; в —

мелового возраста

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК для опубликования основных результатов кандидатских диссертаций:

1. Мишанин, С.И. Условия и механизмы формирования ловушек межсолевого типа в пределах Астраханского Прикаспия // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Серия: Естественные науки. 2010. №3. С. 100- 103 (автора 0,35 п.л.).

2. Мишанин С.И. Особенности формирования потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза, в надсолевых отложениях Астраханско-Калмыцкого Прикаспия // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. 2011, №2 (Соавтор Гольчикова H.H.) (автора 0,30 п.л.).

Статьи в сборниках научных трудов, материалах конференций:

3.Мишанин С.И. Основные вопросы современной соляной тектоники / Наука: Поиск-2008: сб. науч. Ст.: в 2 т. Астрахан. гос. техн. ун-т. - Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. - С.260 -262 (автора0,14 п.л.).

4. Мишанин С.И. Типы ловушек надсолевого комплекса Астраханского Прикаспия // Вестник Астраханского государственного технического университета, №6(47), 2008. - Астрахань : АГТУ. С. 102-107 (автора 0,18 п.л.).

5. Мишанин С.И. Условия и механизмы формирования ловушек межсолевого типа в пределах Астраханского Прикаспия // Тезисы докладов Восьмой всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности» ОАО «Газпром», РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, - Москва, 2009. (автора 0,05 п.л.).

6. Мишанин С.И. Особенности распределения ловушек УВ надсолевого и внутрисолевого комплексов в пределах Астраханского Прикаспия и сопредельных территорий // Недра Поволжья и Прикаспия. Выпуск 60, ноябрь, 2009. Нижнее-Волжский научно-исследовательский институт геологии и геофизики. (Соавтор Пыхалов В.В.) (автора 0,30 п.л.).

7. Мишанин С.И. Особенности распределения ловушек УВ надсолевого и внутрисолевого комплексов в пределах Астраханского Прикаспия и сопредельных территорий // Тезисы докладов. XV11I Губкинские чтения. Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России: наука и образование, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, - Москва, 2009 (автора 0,12 п.л.).

8. Мишанин С.И. Зональность распределения межкупольных мульд, в зависимости от стратиграфической приуроченности выполняющих их пород // Вестник астраханского государственного технического университета, №1 (48), 2009. - Астрахань: АГТУ. С. 67-70. (автора 0,18 п.л.).

9. Мишанин С.И. Классификация и особенности распределения ловушек УВ в пределах Астраханского Прикаспия и прилегающих территорий // Вестник астраханского государственного технического университета, №1(48), 2009. -Астрахань: АГТУ. С. 70 - 74. (автора 0,17 п.л.).

Подписано в печать 25.01.12 г. Тираж 80 экз. Заказ № 67 Типография ФГБОУ ВПО «АГТУ», тел. 61-45-23 г. Асграхань, Татищева 16ж.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мишанин, Сергей Игоревич, Астрахань

61 12-4/77

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Астраханский государственный технический университет»

(ФГБОУ ВПО «АГТУ»)

Мишанин Сергей Игоревич

ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ ЛОВУШЕК УВ, ГЕНЕТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫХ С ПРОЦЕССАМИ ГАЛОКИНЕЗА В НАДСОЛЕВОМ КОМПЛЕКСЕ ОТЛОЖЕНИЙ ТЕРРИТОРИИ АСТРАХАНСКОГО ПРИКАСПИЯ

Специальность: 25.00.12 - геология, поиски и разведка

нефтяных и газовых месторождений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель

доктор геолого-минералогических

наук, профессор

Гольчикова Надежда Николаевна

Астрахань, 2011

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 11

Глава 1. ИСТОРИЯ ИЗУЧЕННОСТИ СОЛЕНОСНОГО И 17 НАДСОЛЕВОГО КОМПЛЕКСА ОТЛОЖЕНИЙ ТЕРРИТОРИИ АСТРАХАНСКОГО ПРИКАСПИЯ

Глава 2. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И 25

НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА

2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза 25

2.1.1. Под солевой комплекс отложений 25

2.1.2. Соленосный комплекс отложений 29

2.1.3. Надсолевой комплекс отложений 32

2.2. Тектоника 43

2.3. Нефтегазоносность 51

Глава 3. МЕХАНИЗМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СОЛЯНЫХ 58 СТРУКТУР И СОПРЯЖЕННЫХ С НИМИ ЛОВУШЕК УВ

I-ый генетический класс структур (солянокуполъные 62 поднятия и межкупольные прогибы)

Соляные поднятия (структуры нагнетания) 63

Межкупольные прогибы (области оттока соли и 76 аккумуляции осадков)

II-ой генетический класс структур (горизонтальное 83 сжатие)

III генетический класс (вертикальное сжатие) 87

IVгенетический класс структур (структуры растяжения) 91 Глава 4. ИСТОРИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ 104 НАДСОЛЕВОГО КОМПЛЕКСА ОТЛОЖЕНИЙ, В СВЯЗИ С ОСОБЕННОСТЯМИ ГАЛОКИНЕЗА

Условия и особенности формирования кунгурской галогенной 112 формации.

Особенности пластичного перераспределения соляных 113

масс в ходе герцинского тектонического цикла

Особенности пластичного перераспределения соляных 122

масс в ходе Киммерийского тектонического цикла:

Триасовый период 122

Юрский период 135

Меловой период 140

Особенности пластичного перераспределения соляных 145

масс в ходе альпийского тектонического цикла:

Глава 5. ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ 152

НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ НАДСОЛЕВОГО И

ВНУТРИСОЛЕВОГО КОМПЛЕКСА ОТЛОЖЕНИЙ

АСТРАХАНСКОГО ПРИКАСПИЯ НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА

ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ГАЛОКИНЕЗА

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 170

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 171

СПИСОК РИСУНКОВ

№ Название рисунка № рис.

1 Геолого-геофизическая изученность территории Астраханского Прикаспия сейсмическими методами и бурением 1.1

2 Обзорно-тектоническая карта территории исследования 2.1

3 Схема строения кровли консолидированной коры Астраханского свода 2.2

4 Структурная схема по кровле П2 (визейско-башкирского сейсмокомплекса - С2Ь) 2.3

5 Тектоническая схема территории Астраханского Прикаспия 2.4

6 Основные тектонические элементы соленосного комплекса отложений в пределах территории Астраханского Прикаспия 2.5

7 Предполагаемый механизм формирования соляных структур 3.1

8 Инверсия плотности в земной коре 3.2

9 (а) - структурная карта по кровле баскунчакских отложений; (б) - геологический профиль по линии I-I; (в) - сводный геологический разрез продуктивной толщи Чапаевского газового месторождения. 3.3

10 (а) - структурная карта по подошве юрских отложений, (б,в) - геологические профили по линиям I-I и II-I, (г) - сводный геологический разрез продуктивной толщи Верблюжьего нефтяного месторождения. 3.4

11 Воропаевская структура. Схематичный геолого-геофизический разрез ловушки УВ, приуроченной к контакту крутых уступов соляных куполов (прикупольные). 3.5

12 Образование соляного карниза в случае достижения диапиром уровня нейтральной плавучести (при отсутствии 3.6

бокового сопротивления пород).

13 Образование соляного карниза в случае наличичия пласта осадочных пород с высокой прочностью, препятствующего достижению уровня нейтральной плавучести 3.7

14 Схематичный геолого-геофизический разрез Харабалинской структуры 3.8

15 Образование соляного покрова в результате слияния отдельных соляных языков 3.9

16 Схема строения соляного покрова Кавир (центральный Иран). Кровля соляного покрова соответствует современной поверхности эрозии. Вмещающие горные породы опущены для наглядности. 3.10

17 Кордонная структура. Геофизический разрез 3.11

18 Схема развития соляного диапира во времени, со стадии соляной подушки до стадии соляной линзы, с вероятным отрывом от питающего слоя. (По Питерсену К., Лерче И.) 3.12

19 Схема развития солянокупольных поднятий во времени 3.13

20 Активная компенсационная мульда, первичная 3.14

21 Активная компенсационная мульда, проградационная 3.15

22 Вторичные компенсационные мульды 3.16

23 Вторичные соляные купола и соляные подушки 3.17

24 Пассивное межкупольное поднятие с остаточным соляным ядром 3.18

25 Пассивное межкупольное поднятие типа «щит черепахи» 3.19

26 (а) - структурная карта по кровле ветлужских отложений, геологический профиль по линии I-I; (б) сводный геологический разрез; (в) - литолого-стратиграфическая характеристика продуктивной толщи Шаджинского 3.20

газового месторождения.

27 Пассивные депрессии 3.21

28 Развитие межкупольных прогибов во времени 3.22

29 Соляные бассейны, приуроченные к зонам компрессионных деформаций. 3.23

30 Тектоника областей сжатия 3.24

31 Развитие соляной структуры в условиях горизонтального сжатия. 3.25

32 Взаимосвязь 1-го и П-го генетических классов 3.26

33 Развитие соляных структур, при проградации (в случае плоской поверхности фундамента) 3.27

34 Эволюция соляных структур при проградации (в случае ступенеобразной поверхности фундамента) 3.28

35 Выжимание соляных масс, в результате роста внутрикорового диапира. 3.29

36 Развитие внутрикоровых диапиров в пределах территории исследования 3.30

37 Схема развития соляных структур в результате воздействия вертикальной нагрузки. 3.31

38 Три типа проникновения соляных диапиров в перекрывающие породы; 3.32

39 Условия, необходимые для проникновения соляных масс сквозь хрупкие перекрывающие горные породы согласно механизму активного диапиризма. 3.33

40 Схема развития соляных структур, зародившихся в условиях регионального растяжения, согласно последовательности: реактивный-активный-пассивный диапиризм. 3.34

41 Изменение плотности соли с глубиной в сравнении с другими осадочными породами. 3.35

42 Генетические классы соляных структур 3.36

43 Гистограмма распределения частоты встречаемости ловушек УВ Астраханского Прикаспия по их приуроченности к классам и типам морфоструктурных форм соляных тел. 3.37

44 Схематическая литолого-палеогеографическая карта позднепермской эпохи: 4.1

45 Геологический разрез по профилю I-I; 4.2а

46 Формирование зоны повышенных напряжений 4.26

47 Схема, иллюстрирующая формирование области повышенного давления, в пределах зоны развития внутрикоровых диапиров. 4.3

48 Особенности галокинеза, протекающего в позднепермское время 4.4

49 Общая схема особенностей галокинеза к концу герцинского тектонического цикла 4.5

50 Схематическая литолого-палеогеографическая карта баскунчакского века нижнетриасового времени. 4.6

51 Схематическая литолого-палеогеографическая карта среднетриасовой эпохи 4.7

52 Распределение разновозрастных триасовых отложений к завершению триасовой эпохи 4.8

53 Геолого-геофизический разрез по линии 16 ЮжноАстраханская - 2-Володаровская. 4.9

54 Особенности галокинеза, протекающего в нижне-среднетриасовое время 4.10

55 Формирование триасовых мульд в пределах северовосточного приповерхностного соляного массива 4.11

56 Область регионального наклона, существовавшая на протяжении средне- и позднетриасового времени в пределах 4.12

северной части территории исследования

57 Схема формирования пластов переотложенной соли в пределах северо-восточной периферии Астраханского свода. 4.13

58 Особенности перераспределения соляных масс в течение юрского этапа 4.14

59 Перекрытие соляных покровов юрскими отложениями в пределах Кордонной мульды 4.15

60 Особенности перераспределения соляных масс в течение меловой эпохи 4.16

61 Особенности перераспределения соляных масс в течение палеогеновой эпохи 4.17

62 Область современной активности процессов перераспределения соляных масс 4.18

63 Расположение соляных диапиров и куполов в пределах территории Астраханского Прикаспия 4.19

64 Зональность распределения межкупольных мульд, в зависимости от стратиграфической приуроченности выполняющих их пород 4.20

65 Северо-Шаджинское газовое месторождение, а - литолого-стратиграфическая характеристика продуктивной толщи; б - геолого-геофизический разрез; в - структурная карта по кровле отложений индского яруса. 5.1

66 Гистограмма распределения частоты встречаемости ловушек УВ нижнетриасового возраста Астраханского Прикаспия по их приуроченности к классам и типам морфоструктурных форм соляных тел. 5.2

67 а - особенности геологического строения надсводовых, непрерванных, тектонически экранированных ловушек 5.3

(Бугоринское нефтяное месторождение); б - приуроченных к контакту крутых уступов куполов с межкупольными зонами, экранированные солью (Никольская структура)

68 Области развития потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами галокинеза, приуроченных к отложениям: триасового, юрского и мелового возраста 5.3

69 Гистограмма распределения частоты встречаемости ловушек УВ нижнетриасового возраста Астраханского Прикаспия по их приуроченности к классам и типам морфоструктурных форм соляных тел. 5.4

СПИСОК ТАБЛИЦ

№ Название таблицы № табл.

2.1 Характеристика нефтяных месторождений в надсолевых отложениях юго-западной части Прикаспийской впадины 1

2.2 Характеристика газовых месторождений в надсолевых отложениях юго-западной части Прикаспийской впадины 2

3.1 Классификация соляных структур в зависимости от преобладающего механизма формирования 3

3.2 Типы дисгармоничных структур 4

3.3 Типы соляных куполов, в зависимости от степени дислоцированности надсолевых пород 5

3.4 Типы и классы выявленных ловушек УВ надсводового, периферийного и прикупольного классов в пределах территории исследования 6

3.5 Эволюция солянокупольных поднятий во времени 7

3.6 Классификация межкупольных прогибов в зависимости от механизмов образования 8

3.7. Типы и классы выявленных ловушек УВ Астраханского Прикаспия и прилегающих территорий 9

4.1 Доля отдельных стратиграфических горизонтов, в общем объеме горных пород, выполняющих межкупольное пространство. 10

5.1 Типы и классы выявленных ловушек УВ Астраханского Прикаспия и прилегающих территорий 11

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Прикаспийская впадина относится к числу важнейших нефтегазоносных регионов на юге России. В ее пределах, в палеозойских отложениях открыты крупные месторождения УВ. Имеются предпосылки для обнаружения новых нефтегазоносных объектов. Большим потенциалом нефтегазоносности обладают и мезо-кайнозойские отложения. В надсолевом комплексе открыт ряд нефтяных и газовых месторождений. К триасовым отложениям приурочен ряд газовых месторождений: Бугринское, Шаджинское, Чапаевское и др. Продуктивными являются песчаники нижнего триаса. Генезис УВ многими исследователями связывается с вертикальной и

и о тл

латеральной миграциеи их из подсолевых горизонтов. В породах среднеюрского возраста открыто несколько месторождений (Верблюжье, Бешкульское и др.), и во многих скважинах отмечены нефте- и газопроявления (Разночиновская, Тинакская и др.). Притоки газа из песчаников отложений нижнемелового возраста установлены на Халганской площади. В верхнемеловых отложениях зафиксированы газопроявления на Халганской площади (скв.9). Фонтан нефти и газа получен из скв. 9 Верблюжьей площади. Это свидетельствует о том, что потенциал нефтегазоносности надсолевого комплекса отложений не раскрыт полностью и существует возможность дальнейших открытий. Расположенные в них залежи нефти и газа при сравнительно небольших размерах выгодно отличаются от подсолевых меньшими глубинами залегания, низким содержанием кислых компонентов в составе УВ, отсутствием сложных термобарических условий, что делает их привлекательными для изучения и освоения.

Однако выявление в надсолевой толще новых ловушек УВ сопряжено с определенными трудностями, снижающими эффективность геологоразведочных работ. Это обусловлено: значительным разнообразием геометрических размеров, глубиной залегания, типов ловушек,

литологического состава и стратиграфического диапазона пород

11

коллекторов. На сегодняшний день коэффициент успешности невысок. В среднем лишь каждая десятая скважина в надсолевом комплексе является продуктивной.

Повысить эффективность ГРР при поиске потенциальных ловушек УВ в надсолевом комплексе отложений возможно при выработке рациональных комплексов геолого-геофизических исследований. При этом следует руководствоваться особенностями строения геологической среды, типом поисковых объектов, строением потенциальных ловушек УВ, свойствами коллектора и другими параметрами.

В свою очередь, вышеперечисленные факторы определяются как условиями осадконакопления, так и тектоникой района исследования, прежде всего обусловленной галокинезом.

Таким образом, проведение научно-исследовательских работ, направленных на изучение особенностей галокинеза и установление его роли в формировании и размещении ловушек разного типа в пределах Астраханского Прикаспия имеет важное и актуальное значение. Полученные данные могут быть рекомендованы организациям, осуществляющим поисково-разведочные работы в пределах территории исследования, для оптимизации геолого-разведочных работ.

Цель работы заключалась в определении областей развития потенциальных ловушек УВ в пределах территории Астраханского Прикаспия, генетически связанных с процессами перераспределения соляных масс и региональной нефтегазоносностью, на основе построения и последующего анализа геологической модели галокинеза.

В соответствие с поставленной целью решались следующие задачи: - классификация ловушек УВ, выявленных в пределах надсолевого комплекса отложений территории исследования, на основе их пространственно-структурной приуроченности к морфогенетическим скоплениям соли и элементам строения соляных куполов;

- анализ межкупольного пространства, выделенных межкупольных зон, по признаку их количественного заполнения отложениями различного стратиграфического диапазона;

- построение геологической модели галокинеза в пределах территории Астраханского Прикаспия и последующее выявление взаимосвязей особенностей строения соляных структур, условий седиментации и характера тектонических движений.

выявление закономерностей пространственного размещения скоплений У В в пределах над солевого комплекса отложений;

- определение условий и механизмов формирования ловушек УВ межсолевого типа в пределах северо-восточной периферии территории Астраханского свода;

- определение областей развития потенциальных ловушек УВ, генетически связанных с процессами соляного тектогенеза.

Научная новизна.

- впервые для территории Астраханского Прикаспия построена геологическая модель основных этапов галокинеза.

установлено, что область распространения ловушек УВ межсолевого типа в пределах северо-восточной периферии территории Астраханского свода сосредоточена только в зоне локального палеонаклона по кровле среднетриасовых отложений;

- процессы галокенеза, протекающие в пределах территории, соответствующей северо-восточной части Астраханского свода, обусловлены существованием локального палеонаклона (5-7°) по кровле среднетриасовых отложений ориентированного в северном направлении. В сочетании с другими факторами (изостатическим и тектоническим) это привело к формированию галогенных покрышек для потенциальных ловушек УВ среднетриасового возраста.

- впервые построена галокинетическая реконструкция формирования ловушек межсолевого типа (на примере Кордонной структуры), детально рассмотрены механизмы и условия формирования объектов подобного типа;

- определены перспективные участки развития потенциальных ловушек УВ в надсолевом комплексе отложений, генетически связанных с процессами галокинеза.

Методы исследований. При выполнении работы использовались методы мощностей, сравнительного анализа и обобщения, компьютерного моделирования, математической статистики.

Соответствие диссертации паспорту специальности

Диссертационная работа соответствует паспорту специальности 25.00.12 - геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений, пункту 1. В разделе «Области исследований» содержание диссертации соответствует пункту 1, подпункту 1.

Практическая значимость и реализация результатов исследований. Результаты авторских исследований позво�