Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Прогноз и условия нефтегазоносности зон развития кор выветривания палеозоя и докембрия

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Прогноз и условия нефтегазоносности зон развития кор выветривания палеозоя и докембрия"

На правах рукописи

МЕЛЬНИКОВ ЕВГЕНИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ПРОГНОЗ И УСЛОВИЯ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЗОН РАЗВИТИЯ КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ ПАЛЕОЗОЯ И ДОКЕМБРИЯ (ТЕРРИТОРИЯ ЦЕНТРАЛЬНОГО И ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ В ПРЕДЕЛАХ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ)

Специальность 25.00.12 — Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Ставрополь 2006

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Северо-Кавказский государственный технический университет».

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, доцент

ВОБЛИКОВ БОРИС ГЕОРГИЕВИЧ

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

БАЖЕНОВА ОЛЬГА КОНСТАНТИНОВНА

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

АНДРЕЕВ ВЛАДИМИР МИХАЙЛОВИЧ

Ведущая организация - ЗАО Научно-производственное предприятие «СЕВКАВГЕОПРОМ» (г. Ессентуки).

Защита диссертации состоится «21» декабря 2006 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.245.02 в Северо-Кавказском государственном техническом университете по адресу: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СевКавГТУ.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять Ученому секретарю диссертационного совета по указанным адресам: 355029, г. Ставрополь, пр. Кулакова, 2. факс: (8652) 94-60-12 e-mail: tagirovstv@ncstu.ru

Автореферат разослан «20» ноября 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук, доцент

Ю. А. Пуля

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время, в условиях значительного сокращения остаточных извлекаемых запасов углеводородного сырья в «старых» нефтегазодобывающих районах юга европейской части Российской Федерации, является очевидной необходимость переориентации геологоразведочных работ (ГРР), с одной стороны, на поиски неструктурных (литологического и стратиграфического классов, гидродинамически экранированных, связанных с зонами деструкции) залежей в отложениях с доказанной промышленной продуктивностью, а с другой - на оценку перспектив нефтегазоносности нижней части разреза осадочного чехла.

Второе направление для исследуемой территории по состоянию изученности глубокопогруженных домезозойских осадочно-породных комплексов в целом соответствует второй стадии регионального этапа ГРР (оценка зон нефтегазонакопления), однако до сих пор остаются нерешенными отдельные задачи первой стадии (прогноз нефтегазоносности). Главная причина этому — необходимость освоения больших глубин современными методами геолого-геофизических исследований и бурением. Следует учитывать, что практическая реализация этого направления приведет к значительному увеличению объемов работ в физическом и стоимостном выражении. В связи с этим особое внимание должно быть уделено обоснованию рационального комплекса ГРР, способного обеспечить решение основных геологических задач с минимальными затратами материальных средств.

В число этих задач входит выделение в исследуемом стратиграфическом интервале разреза природных резервуаров, определение их распространения по площади, оценка емкостно-фильтрационных параметров и характера насыщения пород-коллекторов, а также экранирующих свойств флюидоупоров. Сложные условия залегания этих природных резервуаров требуют совершенствования известных и разработки новых методик обработки и интерпретации имеющейся и вновь получаемой геолого-геофизической информации.

Объектом изучения в данной работе являются коры выветривания пород фундамента палеозойского и докембрийского возраста, из которых на территории Предкавказья в настоящее время получены пока немногочисленные притоки нефти и газа. Одной из главных причин, сдерживающих промышленное освоение этого направления ГРР, являлось отсутствие научно обоснованной модели их нефте газогеологического строения и .закономерностей пространственного распространения в пределах исследуемой территории.

Предлагаемая автором диссертационной работы методика выявления залежей углеводородов (УВ) в корах выветривания, развитых на поверхностях палеозоя и докембрия,

позволит активизировать поиски скоплений углеводородов в этой части разреза осадочного чехла.

Цель работы. Повышение эффективности ГРР на базе комплексной оценки перспектив нефтегазоносности кор выветривания пород палеозоя и докембрия путем детального анализа геолого-геофизических разрезов скважин с привлечением результатов лабораторных исследований кернового материала и временных разрезов.

Основные задачи исследований.

— Обобщение и анализ всей имеющейся нефтегазогеологической информации о корах выветривания на поверхностях палеозойских и докембрийских отложений в Центральном и Восточном Предкавказье (в пределах Ставропольского края).

— Выявление особенностей геологического строения коры выветривания: лито лого-петрографического состава, стратиграфического возраста, площадного распространения и мощности в пределах изучаемой территории.

— Оценка и прогноз емкостно-фильтрационных свойств пород, слагающих коры выветривания на поверхностях палеозоя и докембрия.

— Изучение экранирующих способностей пород, перекрывающих коры выветривания палеозоя и докембрия с целью выявления флюидоупоров.

— Разработка рекомендаций по проведению ГРР с целью поисков залежей нефти и газа в корах выветривания.

Научная новизна.

1. Впервые в регионе проведены обобщение и анализ всей имеющейся в настоящее время геолого-геофизической информации, по результатам которых выделены коры выветривания на поверхностях палеозойских и докембрийских отложений в пределах Ставропольского края.

2. Автором разработана комплексная методика выявления зон развития кор выветривания в нижней части разреза осадочного чехла и фундамента на территории Центрального и Восточного Предкавказья в границах Ставропольского края.

3. Впервые для рассматриваемого региона изучены возможности генерации и миграции УВ в зоны предполагаемого развития кор выветривания.

4. Автором предложен рациональный комплекс ГРР для поисков углеводородных скоплений в корах выветривания, развитых на поверхностях палеозоя и докембрия.

Практическая значимость работы. Использование установленных соискателем особенностей глубинного строения и закономерностей распространения кор выветривания на поверхности палеозоя и докембрия в пределах территории Ставропольского края позволит повысить эффективность ГРР на нефть и газ.

Основные защищаемые положения.

1. Методика выделения коры выветривания в разрезах пробуренных скважин.

2. Зональность распространения кор выветривания на поверхности домезозойских отложений в пределах Ставропольского края.

3. Распространение и литолого-петрографическая характеристика пород-флюидоупоров перекрывающих коры выветривания

4. Рекомендации по проведению ГРР с целью поисков углеводородных скоплений в корах выветривания палеозойского и докембрийского комплексов в пределах Ставропольского края.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные автором, были использованы при планировании ГРР на нефть и газ в пределах Предкавказья (на территории Ставропольского края), в частности при разработки программы пронозирования зон развития кор выветривания с целью выделения перспективных участков в палеозойских отложениях Ставропольского края для ОАО «Роснефть-Ставропольнефтегаз».

Апробация и публикации. Основные положения диссертационной работы представлялись, докладывались и обсуждались на VI, VII, VIII и IX региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь 2002-2005); на международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. К созданию общей теории нефтегазоносности недр» (Москва, МГУ 2002); XXXII, XXXIII, XXXIV научно-технических конференциях по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2002, 2003, 2004 годы (Ставрополь, СевКавГТУ 2002-2004); Седьмой Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Аюуальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа (памяти Б. А. Соколова и В. В. Семеновича) (Москва, МГУ 2004); 2-ой Международной конференции «Нефть и газ юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей» (Геленджик 2005); научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Газовой отрасли — энергию молодых ученых», посвященную 80-летию со дня рождения первого директора СевКавНИПИгаза Н. Р. Акопяна (Ставрополь, СевКавНИПИгаз 2006).

По теме диссертации опубликовано 14 статей и тезисов докладов. В качестве исполнителя и ответственного исполнителя соискатель принимал участие в выполнении трех научно-исследовательских отчетов по изучению нефтегазоносности недр и обоснованию направлений ГРР на нефть и газ на территории Восточного и Центрального Предкавказья.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены результаты полевых работ, в том числе авторских, на естественных разрезах палеозоя, изучения геолого-геофизических разрезов скважин и временных разрезов по сейсмопрофилям, а также

теоретические исследования и практические наработки по вопросу формирования кор выветривания, выполненные автором в период обучения на кафедре геологии нефти и газа СевКавГТУ (1998-2003 г.г.) и аспирантуре СевКавГТУ (2003 - 2006 г.г.).

В процессе работы над диссертацией автором использованы данные сейсмометрических исследований по 32 профилям, результаты лабораторных исследований 987 образцов керна, отобранного в 337 глубоких скважинах, а также материалы промыслово-геофизических и геохимических исследований, выполненных в этих скважинах. Кроме того, в диссертации использованы фондовые материалы научных и производственных организаций (ОАО «НК «Роснефть-Ставропольнефтегаз», ПФ «СевКавНИПИнефть», ДЗАО «Ставропольнефтегаз»-Геолого-поисковая экспедиция», НПГЦ ОАО «НК «Роснефть-Ставропольнефтегаз», Северо-Кавказского РГЦ, ООО «Кавказтрансгаз», ОАО «СевКавНИПИгаз», ОАО «Ставропольнефтегеофизика», ИГиРГИ, МГУ, НИИ ПНТ НП СевКавГТУ), а также многочисленные публикации по исследуемой проблеме.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 167 страницах текста. Работа иллюстрируется 20 рисунками, 3 таблицами, и сопровождается списком использованных источников из 87 наименований.

Автор выражает благодарность научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, доценту, действительному члену (академику) МАМР Вобликову Борису Георгиевичу, а также заведующему кафедрой геологии нефти и газа, кандидату геолого-минералогических наук, доценту, члену-корреспонденту РАТН Ярошенко Анатолию Андреевичу за постоянное внимание, всестороннюю помощь, поддержку и содействие в проведении исследований и сборе фактического материала. Автор выражает признательность за помощь и поддержку при создании работы директору научного центра по геологии и недропользованию ОАО «СевКавНИПИгаз» кандидату геолого-минералогических наук, доценту Гридину Владимиру Алексеевичу.

Автор признателен сотрудникам кафедры геологии нефти и газа СевКавГТУ и научного центра по геологии и недропользованию ОАО «СевКавНИПИгаз» за консультации и советы в период подготовки диссертации.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь и поддержку кандидатам геолого-минералогических наук научных и производственных организаций: П. В. Бигуну, Н. В. Билюге, П. И. Блощицину, И. А. Бурлакову, А. С. Горкушину, М. П. Голованову, 3. В. Стерленко, И. Г. Сазонову, | А. П. Скрипки ну], а также А. П. Козубу, Е. В. Жиденко, Н. А. Переверзевой, А. П. Тимошенко, С. Н. Трофименко.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1 Обзор нефтегазоносности кор выветривания эпигерцииских плит на территории Российской Федерации

В первой главе проводится обзор выявленной нефтегазоностности на поверхности палеозойских отложений эпигерцинских плит на территории России.

В настоящее время в палеозойских отложениях (включающих кору выветривания) Западно-Сибирской плиты выявлено 73 залежи углеводородов, которые объединяются в 61 месторождение. Всего на этих месторождениях пробурено 208 скважин, из которых продуктивными оказались только 79 скважин (или 36%). Большинство залежей нефти и газа палеозойского нефтегазоносного комплекса (включая и кору выветривания) на территории Западно-Сибирской плиты приурочено к зоне контакта мезозойских и палеозойских отложений. Главными факторами формирования таких ловушек являются резко расчлененный эрозионно-тектонический рельеф, образованный в результате индивидуальной эрозии горных пород и дизъюнктивной тектоники, а также несогласное залегание контактирующих отложений. Коллекторами здесь являлись гидротермально или катагенетически измененные породы, а также кора выветривания, развитая на эрозионных выступах.

Оценивая высокие перспективы коры выветривания палеозоя на Западно-Сибирской плите можно сослаться на мнение Л. И. Ровнина, считающего, что «кора выветривания, являясь коллектором в Берусовском и Шаимском ИГР, также может быть коллектором и в любых других районах, залегая в благоприятных условиях».

Признаки нефтегазоностности коры выветривания палеозоя получены и в пределах Предкавказской (Скифской) эпигерцинской плиты.

Так, в Равнинном Дагестане, на глубинах более 4500 м в выветрелых породах палеозоя обнаружены залежи нефти. Породы палеозоя представлены здесь пачкой измененных трещиноватых кварцевых роговиков, образующих Юбилейно-Таловское поднятие. Породы коры выветривания, контактируя с нефтенасыщенными кавернозно-пористыми доломитами нижнего триаса, составляют единый природный резервуар, перекрытый флюидоупорными кремнисто-глинистыми вышележащими отложениями мезозоя.

На территории Азово-Кубанской впадины в скважине № 30 на Тульской площади при бурении в интервале развития коры выветривания на глубине 3539 м наблюдалось раз газирование промывочной жидкости, а в скважине № 9 на Великой площади при забое

3764 м отмечено интенсивное поглощение бурового раствора с последующими газопроявлениями. В скважине № 3 на Фроловской площади (восточный борт Восточно-Кубанской впадины) из коры выветривания гранитов (интервал 1307-1354 м) получен приток воды с углеводородным газом.

Можно утверждать, что в породах фундамента, к которым и относятся коры выветривания, древних платформ могут формироваться трещинные, либо трещинно-поровые коллекторы, как результат тектонической нарушенности и гидротермального минералообразования. Зоны развития подобных коллекторов могут быть встречены на любых, технически доступных глубинах и содержать примышленные скопления УВ и минерализованных вод (Постников, 1996).

Глава 2 Геологическое строение и нефтегазоносность палеозойских и докембрийских отложений

Во второй главе рассматриваются основные черты стратиграфии и тектоники палеозойского и докембрийского комплексов и особенности их геологического развития.

Рассматривая литолого-стратиграфические особенности пород палеозоя и докембрия автор опирался на материалы Г. И. Баранова, И. И. Грекова, А. И. Летавина, А. Ф. Лопатина, Ю. Я. Потапенко, Е. А. Снежко, А. Д. Чегодаева, и др. По их мнению в естественных разрезах палеозоя фаунистически доказаны отложения кембрийской, силурийской, девонской, каменноугольной, пермской систем. Отложения ордовикской системы нигде в разрезах Северного Кавказа не найдены.

Докембрийский комплекс представлен, в основном, сланцами, которые являются продуктами метаморфизма вулканогенных и осадочных пород, а так же метаморфизованными, первично-вулканогенными породами кислого состава. Кембрийская система характеризуется простым и постоянным набором песчаники с прослоями алевролитов. Силурийская система характеризуется разнообразием пород от глинистых сланцев и конгломератов, в нижней части разреза, до туфов и порфиритов в верху.

Девонская система в основании представлена филлитовидными сланцами с подчиненными прослоями алевролитов, песчаников и конгломератов. Породы метаморфизованы. Средняя часть разреза девона в объеме картджурской и пастуховской свит выражена туфогенно-осадочной толщей. В основании верхнего девона, залегают толстослоистые массивные известняки черного и темно-серого цвета, сильно трещиноватые.

Отложения нижнего карбона представлены толщей терригенных пород. Отложения среднего карбона залегают резко несогласно на разновозрастных, более древних породах.

Они отличаются присутствием в нижней части разреза вулканогенных пород кислого состава. Отложения верхнего карбона согласно залегают на среднекаменноугольных или же несогласно перекрывают более древние породы. Они представлены, главным образом, светлыми полимиктовыми конгломератами, песчаниками, алевролитами. Метаморфические изменения в породах верхнего карбона, как и среднего, практически отсутствуют, что резко отличает их от подстилающих, более древних, в том числе среднепалеозойских отложений.

Отложения перми характеризуются широким развитием краноцветных толщ, эффузивов и известняков.

В подавляющем большинстве районов по литологическому составу пермские отложения разделяются на две части: красноцветные терригенные и отчасти эффузивные континентальные образования нижнего отдела и терригенно-карбонатные серо-цветные, типично морские осадки верхней перми.

Как видно, породы палеозоя контактирующие с вышележащими породами мезозойского комплекса представлены в широких литологических пределах, что не может не сказаться на разновидностях кор выветривания образованных на этом контакте.

Особенностью пространственного положения палеозойского комплекса служит то, что он залегает между кристаллическим фундаментом и мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом. На его строении запечатлены с одной стороны морфоструктура протерозойско-архейского комплекса и движения герцинской тектонической эпохи, с другой стороны — геологические процессы, связанные с формированием породных ассоциаций осадочного чехла. Палеозойский комплекс наследует морфоструюуру подстилающего комплекса. Но в палеоповерхности герцинского комплекса запечатлены морфометрические показатели его внутренней структуры. Они не расформировываются в результате последующих геологических процессов вплоть до современных. Особенности тектонического строения герцинского комплекса Предкавказья (в пределах Ставропольского края) рассматриваются в составе частично Предкавказского синклинория и Кавказского антиклинория.

Накопление герцинского комплекса Кавказского антиклинория происходило в геосинклинальных условиях. В результате восходящих тектонических движений, происходивших в среднекаменноугольное время, геосинклинальный прогиб замыкается. В пределах Северо-Предкавказского синклинория происходили сходные тектонические процессы. На рубеже верхнего карбона и перми окончательно были сформированы гранитоидные астенолиты. Их внедрение в земную кору привело к прямой инверсии Северо-Предкавказской геосинклинали с образованием горной страны и многочисленным

внедрением гранитоидных интрузий. Так завершился герцинский цикл тектогенеза на всем Северном Кавказе.

Герцинский цикл тектогенеза занимает время 140 млн. лет.

В триасовое время на разрушенные денудацией герциниды Северо-Предкавказского синклинория были наложены рифтогенные структуры с обратной и последующей прямой инверсией, сопровождаемой вулканизмом. При этом в результате вулканизма, сопровождающего прямую инверсию, накопились огромные толщи вулканогенно-осадочных образований, достигающие толщин 1000 и более метров. Вулканогенные образования, представлены в основном, породами кислого состава.

Глава 3 Методика выделения зон развития палеозойских и докембрийских кор выветривания в разрезах скважин

Методика выявления зон развития кор выветривания, развитых на коренных отложениях палеозойского возраста, в первую очередь определяется особенностями геологического строения разреза скважины, полнотой материала полученного при бурении скважин (керн, комплекс лабораторных анализов, микроскопия, комплекс ГИС, опробование).

Однако, скважины, вскрывшие палеозойские отложения на территории Ставропольского края, были пробурены в разное время, имеют различные технические и технологические особенности; в них использовалось различное оборудование для отбора керна и выполнен разный комплекс промыслово-геофизических исследований, не говоря уже о примененных геофизических приборах и методах интерпретации данных ГИС. Наконец, отбираемый в разные годы керн анализировался на различном оборудовании по разным методикам, в различного рода научно-исследовательских лабораториях разных организаций (ПФ «СевКавНИПИнефть», ОАО «СеКавНИПИгаз», ГТЭ ПО «Ставропольнефтегаз», ИГИРГИ, «Ставропольнефтегаз - Геолого-поисковая экспедиция», МГУ и другие). Но, в общем, методические подходы выделения коры выветривания, независимо от происхождения последней, разделяются на следующие: стратиграфический (геохронологический), полевой литолого-петрографический анализ керна, микроскопический (лабораторный) метод изучения шлифов образцов коры выветривания, промыслово-геофизический анализ.

К первой группе исследуемых показателей — стратиграфических (геохронологических) — относят все несоответствия в разрезах пробуренных скважин в сравнении с существующей полной стратиграфической схемой разреза (МСШ и РСШ)

Северного Кавказа и Предкавказья, т. е., по сути, наличие перерывов в осадконакоплении. В результате проведенного соискателем анализа были выявлены стратиграфические несоответствия. Все они оказались индивидуальными и часто объединяли разрезы нескольких близ расположенных скважин. Так, одним из коротких по продолжительности оказался стратиграфический перерыв продолжительностью в 29,8 млн. лет (отсутствовали отложения нижней перми) обнаруженный в разрезах скважин №№ 2-Алексевская, 12-Арбалинская, 16, 18, 19, 45, 58, 90, 91-Восточных, 13-Величаевской, 1 и 2-Казинских, 25 и 60-Журавских, 1-Краевой, Ю-Озек-Суат, 1-Новоалександровской и других. Абсолютным минимумом продолжительности перерыва (14 млн. лет) обладает разрез скважины № 2-Манычская, где из разреза выпали отложения верхнего карбона. Максимальным по длительности (422,5 млн. лет) перерывом характеризуется разрез скважины № 1-Беломечетская, где из разреза полностью выпадают отложения палеозоя, перми, триаса, юры, неокомского надъяруса и аптского яруса. В этой скважине отложения альба залегают на породах протерозоя. Таким же по продолжительности перерывом обладают разрезы скважин №№ 1-Родиновская и З-Родиновская.

Полевой литолого-петрографический анализ проводился, как правило, участковым геологом и заключался в изучении керна при его отборе в процессе бурения непосредственно на скважине. Зоны коры выветривания различного генезиса были выделены при описании, а в самих образцах четко выделялись интервалы из коры выветривания.

Анализ подобного изучения и описания керна, сделанный в различные годы, позволил выделить намеченные по предыдущим исследованиям интервалы (зоны) присутствия в разрезах коры выветривания.

Минералогический (лабораторный) метод изучения интервалов развития кор выветривания состоял в изучении под микроскопом изготовленных ранее шлифов. Это изучение сопровождалось детальным анализом сделанных микроскопических описаний этих же шлифов, выполненных в различные годы разными исследователями.

Промыслово-геофизический анализ разрезов скважин в интервале развития стратиграфических несогласий показал наилучшие результаты при интерпретации кривых стандартного электрического каротажа, радиоактивного каротажа и кавернометрии. Другие методы промысловой геофизики оказались менее неэффективными. Результаты изучения данных каротажа скважин оказались подтверждающим методом и первоначально были использованы при проверке других описанных выше показателей.

Таким образом, интервалы развития коры выветривания были выделены в разрезах скважин в результате комплексного исследования одновременно по четырем методическим подходам.

Глава 4 Выделение и геологическая характеристика зон развития коры выветривания на поверхности палеозойского н докембрийского комплексов

Применение изложенной выше методики выявлению зон развития коры выветривания-__

палеозоя и докембрия в разрезах пробуренных скважин привело к получению результатов. В стратиграфическом отношении кора выветривания могла образоваться в результате перерыва в осадконакоплении и возникновения континентальной обстановки не только на поверхности докембрия (протерозоя), но и на размытой поверхности верхнего девона, нижнего, среднего-верхнего карбона, нижней и верхней перми. Кора выветривания могла также образоваться на отложениях нижнего-среднего палеозоя (кембрия, силура), плохо выделяемых в разрезах скважин Северо-Предкавказского синклинория и Манычского антиклинория.

Подробно все параметры выделенной коры выветривания показаны в таблице, приведенной в тексте диссертационной работы. Ниже, в автореферате показаны в таблице 1 стратиграфические и промыслово-геофизические параметры выделения зон развития кор выветривания.

Соискателем установлена приуроченность разновозрастной коры выветривания к различным отрезкам геологического времени.

Прогнозируемые зоны развития коры выветривания на территории Центрального и Восточного Кавказа и Предкавказья характеризуются невыдержанностью как в разрезе, так и по площади. Коры выветривания выделяется в стратиграфическом диапазоне протерозой — верхняя пермь. Самые древние породы, участвующие в образовании кор выветривания, находятся в юго-западной части Ставропольского края и на севере Карачаево-Черкесской республики, датируются протерозоем, кора выветривания прогнозируется в разрезах скважин №№ 1,3-Ровненских и 1,2,3-Родниковских.

На геологической карте поверхности коры выветривания наблюдается ярко выраженная зональность в расположении прогнозируемых зон ее развития. В северозападной части Центрального Предкавказья кора выветривания развита на Привольненской площади, на отдельных участках западнее Красногвардейской площади, а также на СевероСтавропольской, Андреевской, Безопасненской, Тахта-Кугультинской, Октябрьской и Ульяновской площадях.

Таблица 1 - Характеристика интервалов прогнозируемой коры выветривания и подстилающих пород по основным геофизическим параметрам, замеренных в скважинах Ставропольского края

Породы, из которых образована кора выветривания Время образования к. в. Уд. эл. сопротивление A8M1N, Ом-м Потенциал спонтанной поляризации ПС,тУ Интенсивность естественного гамма -излучения ПС, у Интенсивность радиационного гамма-излучения НГК, условные единицы

Возраст в верхней части № отложений

Граниты (РЯ-к^мс.-о,) 5- 40 0- 25 1,1-21 0,9- 27

с.-рг,., 18- 100 0- 20 1,3-15 1,6-2,8

Кварциты (С2.,-К,а)-(С,-Р2кт) 2,5 35 4- 120 0 - 26 0 - 21 1 6 6 2,65 2,7

С2_3 -С,

Туфы С,., К,8 С2.з 60 100 0 0 14 14 Ц и

Сланцы кристаллические РЛ- К,а РЯ 8,5-50 40- 125 5-12,5 6- 8 9- 10,5 10,5 17

Метаморфизованные песчаники (С2_,-Р2кт)-(С2_,-К18) 6- 15 10- 12,5 13- 14 1,5 2,3

с2.3 9-25 15- 20 8-15 1,8-3,1

Конгломерато-брекчии (С, - 03)- К,Ьт С.-Э, 5,5 30 20 20 1,8 1,8 1,8 2,6

Песчаники С, К,а1 С2.з 2- 150 8-150 0- 48 0- 40 7- 22 3-13 1,2- 2,6 1,2-2,6

Алевролиты (С2-з" К,а)- (С, - К,а1) 4- 17,5 0 12,5 3 - 20 1,25 1,4

с, 10-75 12,5-20 6 - 18 1,8-4

В южной части Центрального Предкавказья кора выветривания распространена в разрезах скважин на Польской, Надзорннеской, Барсуковской, Первохерсонской, Янкульской, Родниковской, Ровненской, Черкесской, Фроловской и Эрсаконской площадях.

Необходимо отметить, что в пределах изучаемой территории она приурочена к нерасчлененной толще отложений нижнего-среднего палеозоя, нижнему карбону, нерасчлененному среднему-верхнему карбону, верхнему карбону — нижнему девону, нерасчлененному девону, верхнему девону, нижней перми.

Самый молодой возраст пород, участвующих в образовании коры выветривания, имеют осадочные отложения нижней перми. В центральной части Центрального Предкавказья на геологической карте выделяется субмеридиональная зона развития коры выветривания, имеющая заливообразные очертания. Она протягивается с севера на юг через скважины на Ипатовской, Сельской, Кучерлвлинской, Алексеевской, Северо-Мирненской, Южно-Спасской, Благодарненнской, Журавско-Благодарненской, Журавско-Северной, Харьковской, Томузловской, Александровской, Круглолесской, Веселовской, Северо-Нагутской, Кунаковской, Нагутской, Кумской, Лысогорской площадях.

В Восточном Предкавказье, в пределах территории Ставропольского края, с севера на юг выделяются три относительно крупных участка и восемь небольших по площади областей распространения прогнозируемой коры выветривания. Северная — из относительно крупных зон приурочена к скважинам 2 и З-Маныческой, 11-Арбалинской и 1-Развальной. Центральная из относительно крупных, имеющая сложные очертания, выделяется в пределах скважин: 1-Новоалександровской; 7, 1 и 10-Правокумских; 23 и 25-Ачикулакских и 1-Лесной. Самая южная из зон имеет широтную ориентировку и выделяется в районе скважин 2,3,4-Степновских и в скважине 1-Тукуйской.

Небольшие по площади зоны развития коры выветривания приурочены к скважинам 2, 6, 9-Эбелекским; 1-Саджайской; 2 и 4-Байджиновским; 90 и 91-Русский Хутор Центральный; 90 и 91-Восточной площади; 62, 119-Озек-Суаг, 3, 5, 6-Острогорским; 20-Нефтекумской; 2 и З-Озек-Суат Южный; 1-Сарсазенская; 3, 4, 8, 18-Курган-Амур; 1-Филипповской.

Помимо этого на юге Прикумской зоны поднятий, на границе с Ногайской ступенью, прогнозируется зона развития коры выветривания, приуроченная к предполагаемой интрузии гранодиоритов, выявленной по аномалиям магнитного и гравитационного полей.

Анализируя данные о стратиграфическом перерыве на контакте «палеозой-мезозой» и карту мощностей прогнозируемой коры выветривания приходим к выводу, что максимальная мощность коры выветривания находится в скважинах юго-западной части Центрального Предкавказья, на границе с Центральным Кавказом (в рамках административных границ

Ставропольского края и Карачаево-Черкесской республики). Максимальная мощность кора выветривания - 59 м отмечена в разрезе скважины 5-Черкесская. В этой же зоне находится и скважины 2-Черкесская, где мощность коры выветривания предполагается в 27 м, скважина 4-Черкесская, где мощность коры выветривания предполагается в 14 м, скважина 5-Фроловкая, где мощность коры выветривания оценивается в 26 м, скважина 1-Эрсаконская, где мощность коры выветривания предполагаются в 10 м и другие. В подавляющем большинстве скважин прогнозируется относительно небольшие мощности выветривания от 2 до 5 м.

Рассматривая проведенные ранее лабораторные исследования коры выветривания можно с уверенностью сказать, что они были сделаны в незначительном объеме, на примере элювия гранитов в скважинах Черкесской и Фроловской площадей. По данным К. И. Богданова и Г. П. Хотлуева пористость образцов коры выветривания палеозоя изменялась от 2,3 до 15,38 %, проницаемость — от 0,17 до 53,2х10"3 мкм2. Максимальный радиус пор изменялся от 0,95 до 26,8 мкм. Радиус доминирующих пор изменялся от 0,63 до 25 мкм. При этом доминирующие поры составляли 1,5-12 % порового пространства. Доля субкапиллярных пор в объеме порового пространства изменялась от 23,5 до 88 %. В выводах авторов исследований сказано, что в коре выветривания находятся коллектора с удовлетворительными емкостно-фильтрационными свойствами. В 2000 г. В. А. Гвоздецкая (ОАО «Ставропольнефтегеофизика»), проводя переобработку и переинтерпритацию комплекса ГИС, выявила в разрезе скважины 9 на площади Эбелекская над гранитами палеозоя кору выветривания в интервале 4663 — 4674,8 м, 4677,8 - 4680 м, 4682 - 4685 м и 4694 — 4697 м. Однако количественные значения емкостно-фильтрационного пространства не были определены.

По результатам анализа петрографических особенностей коры выветривания нами выделены две разновидности кор выветривания палеозоя и докембрия: обломочная, сформированная на поверхности песчаников, алевролитов, конгломератов, брекчий, кварцитов; геохимическая, образованной на поверхности магматических, метаморфических, осадочных тонко дисперсных (глинистых) пород, которые при взаимодействии с различными гидротермальными растворами могут образовывать минеральные новообразования.

В связи с отсутствием результатов химического анализа второй тип (новообразованной) коры выветривания не рассматривался и говорить о его перспективах стоит только после проведения анализов минералогического состава, по определению химического и др., свойств горных пород и минералов, побывавших в зонах развития коры выветривания, а потом подвергавшихся химическим изменениям во время воздействия горячих гидротермальных растворов, циркулирующих в трещиноватой системе.

Важным для установления нефте газоносности коры выветривания является обоснование вопросов генерации УВ и их миграции.

Во-первых, области генерации УВ, близкие Северной, Южной и Центральной площадям, связаны в пределах хорошо известного Ставропольского газоносного района с уже выявленными очагами генерации создавшими Северо-Ставропольское, Безопасненское, Казино-Грачевское месторождения. Дальняя латеральная миграция из этих зон может осуществляться в сторону увеличения гипсометрических отметок.

Во-вторых, заполнение УВ ловушек в коре выветривания может происходить за счет перетока флюидов из зон глубинной генерации УВ.

Глава 5 Обоснование первоочередных направлений ГРР на отложения кор выветривания в пределах Центрального и Восточного Предкавказья

Несмотря на известные противоречия с классическими критериями нефтегазоносности, определяющим для выделения новых зон нефте газообразования остается структурная зона в виде обособленных структур-ловушек или, в современном понятии, зона пластов, имеющих емкостно-фильтрационное пространство, обусловленное наличием пород-коллекторов, ограниченных со всех сторон флюидоупорами.

Для установления нефтегазоносности коры выветривания палеозоя в рамках проведения геологоразведочных работ на нефть и газ предлагается комплекс мероприятий на трех первоочередных, независимых друг от друга, площадях на территории западной части Центрального Предкавказья. Выбор площадей определяется в первую очередь глубинами проектных скважин и реальными условиями нефтегазоносности.

На первом объекте под ГРР, на площади Северной, которая находится к югу от скважин 1 и 2 на Андреевской площади и севернее газового Безопасненского месторождения, рекомендуется заложение двух, независимых друг от друга, сейсмических профилей. Первый профиль соединяет скважину 2-Андреевская со скважиной 50 Безопасненского месторождения. Второй сейсмический профиль соединяет пробуренную скважину 1 на Южно-Радыковском месторождении со скважиной 1 на Андреевской площади и далее по профилю соединяет эту линию со скважиной 25 на Безопасненском месторождении. После проведения сейсморазведочных работ между ними закладывается по материалам сейсмических исследований параметрическая скважина 1 с проектной глубиной 2 200 м.

В продолжение геологоразведочных работ на Северной площади на поисково-оценочном этапе, на стадии выявления объектов поискового бурения будут заложены 3 независимые поисковые скважины: 1,2,3.

Поисковая скважина 1 закладывается в западной части Северной площади на кору выветривания палеозоя. Проектная глубина скважины составляет 2 200 м. В восточной части площади закладывается поисковая скважина 2 с проектной глубиной 2 500 м. В южной части площади закладывается поисковая скважина 3 с проектной глубиной 2 200 м. При определении глубин проектных скважин были использованы геолого-геофизические материалы по пробуренным ранее скважинам.

На 2 объекте под ГРР, на площади «Южной», которая находится в пределах известных по ранее пробуренным скважинам площадей: Надзорненской, Барсуковской, Ровнинской, Родниковской, Эрсаконской, Черкесской, Фроловской и некоторых других. Здесь профиль протягивается с севера на юг и соединяет пробуренную скважину 30 на Сенгилеевской площади, скважины 1 и 2 на Надзорненской площади, скважину 3 на Эрсаконовской площади, скважины 2 и 4 на Черкесской площади, скважину 3 на Фроловской площади. К сейсмическому профилю 2 будут привязаны поисковые скважины 4, 5, б.

Поисковая скважина 4 будет заложена на сейсмическом профиле в районе пробуренных скважин на Ровненской площади с проектной глубиной 2500 м.

Поисковая скважина 5 будет заложена на южной части профиля в районе пробуренных скважин на Черкесской и Фроловской площадях. Ее проектная глубина 2 300 м будет уточнена после выполнения сейсмических исследований на профиле 2.

Поисковая скважина 6 будет заложена в северной части проектного сейсмического профиля 2 между пробуренными скважинами на Надеждинской и Барсуковской площадях.

На 3 объекте под ГРР, на площади «Центральной», которая находится в пределах известного Северо-Ставропольско-Пелагиадинского газового месторождения, рекомендуется заложение 2 сейсмических профилей. Сейсмический профиль 3 будет соединять ранее пробуренные скважины: 1-Каменнобродская, скважины 200 и 162 на Северо-Ставропольской площади и скважину 1 на Кировской площади.

Сейсмический профиль 4. Его следует заложить в широтном направлении с запада на восток. Он будет соединять скважину 2 на Новотроицкой площади, скважину 162 на СевероСтавропольской площади, скважину 1 на Туголукской площади и скважину 5 на Грачевской площади. После проведения сейсмических исследований к заложению будут рекомендованы поисковые скважины 7 и 8.

Поисковая скважина 7 будет заложена в 1 км севернее пробуренной скважины 162 на Северо-Ставропольском месторождении с проектной глубиной 2 000 м.

Поисковая скважина 8 будет заложена к востоку от скважины 7 около скважин 5 и 11 на Грачевском месторождении. Ее проектная глубина составит 2 ООО м.

Проектные глубины поисковых скважин 7 и 8 будут уточнены после проведения сейсмических исследований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведенных в ходе выполнения диссертационной работы, были сделаны следующие выводы:

1 На поверхностях палеозойского и докембрийского структурно-тектонических комплексов практически на всей территории существует региональное стратиграфическое несогласие, которое связано с перерывом в осадконакоплении и перестройкой структурных планов байкальского, каледонского (?), герцинского и пермо-триасового комплексов.

2 Кора выветривания на поверхности палеозоя и докембрия была сформирована из различных типов пород магматического (граниты, гранодиориты, сиениты), вулканогенно-осадочного (туфопесчаники, туфы), метаморфического (кварциты, сланцы) и осадочного (песчаники, алевролиты, известняки, мергели, доомиты, конгломераты, брекчии, гравелиты, глины) генезиса.

3 Установлены два типа кор выветривания в разрезе рассматриваемой территории: обломочная и химическая. Образование последней связанно с геохимическими процессами под воздействием флюидодинамических потоков.

4 Мощность кор выветривания изменяется в пределах от 1 м до 59 м, однако в большинстве скважин она изменяется от 2 до 10 м, что в принципе сопоставимо с мощностью нефтенасыщенных пластов на открытых месторождениях известных нефтегазоносных провинций России.

5 Кора выветривания на поверхности палеозоя практически на всей территории Центрального и Восточного Предкавказья представляет собой единый природный резервуар массивного или литологически ограниченного типов с перекрывающими ее разновозрастными породами мезозоя.

6 Наилучшими коллекторскими свойствами обладает кора выветривания, сформировавшаяся на поверхности гранитных интрузий и не подвергавшаяся в дальнейшем процессам химического преобразования. На всех участках своего развития в пределах территории Центрального и Восточного Предкавказья достаточно высокими значениями емкостно-фильтрационных параметров характеризуется кора выветривания, образовавшаяся из осадочных пород обломочного происхождения.

7 Сложный характер многократных тектонических перестроек в истории геологического развития рассматриваемой территории определил формирование в корах выветривания преимущественно трещинно-порового, а также порового и трещинного типов коллекторов.

8 При выделении коры выветривания палеозоя в разрезах пробуренных скважин использована комплексная методика, включающая показатели присутствия коры выветривания, полученные четырьмя методическими подходами: геохронологический, полевой литолого-петрографический, лабораторный микроскопический, промыслово-геофизический.

9 На контакте с корой выветривания палеозоя залегают разновозрастные отложения мезозоя (от нижнего триаса до альбского яруса нижнего мела), которые могут являтся породами-флюидоупорами для скоплений УВ в резервуарах кор выветривания.

Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 14 печатных работах:

1 Условия нефтегазоносности глубокопогруженных отложений палеозоя Предкавказья / Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа: Материалы шестой Международной конференции, г. Москва, издательство ГЕОС, 2002 г, Книга 1, с. 113-114. (Соавтор Б. Г. Вобликов).

2 Геохимические особенности глубокопогруженных отложений Восточного Ставрополья / Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Актуальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа (памяти Б. А. Соколова и В. В. Семеновича). Материалы седьмой Международной конференций, г. Москва, издательство ГЕОС, 2004 г. С. 110. (Соавторы Б. Г. Вобликов, 3. В. Стерленко, С. А. Мельников, И. А. Бурлаков).

3 Вертикальные и площадные взаимоотношения литолого-стратиграфических комплексов палеозоя Центрального и Восточного Предкавказья / Материалы XXXII научно-технической конференции по результатам работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2002 год. Том первый. Естественные и точные науки, г. Ставрополь, издательство СевКавГТУ, 2003 г. с. 26-27. (Соавтор Б. Г. Вобликов).

4 Тектоника палеозойского комплекса западной части Ставропольского края / Материалы XXXII научно-технической конференции по результатам работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2002 год. Том первый. Естественные и точные науки, г. Ставрополь, издательство СевКавГТУ, 2003 г. с. 28-29. (Соавторы Б. Г. Вобликов, А. Ф. Лопатин).

5 Геологическое строение и нефтегазоносность пермских отложений на территории Центрального Кавказа и Предкавказья / Материалы IX региональной научно-технической

конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Том первый. Ставрополь, 2005. с. 36 (Соавтор Б. Г. Вобликов).

6 Прогнозирование зон развития коры выветривания на поверхности домезозойских образований Центрального и Восточного Предкавказья / Геология, бурение и разработка газовых и газоконденсатных месторождений: Сборник научных трудов, выпуск 38. г. Ставрополь, издательство РИЦ ОАО «СевКавНИПИгаз», 2003 г. с. 211-218. (Соавтор Б. Г. Вобликов).

7 Массив серпентинитов в долине р. Малка (КБР) / Материалы VII регион, науч.-техн. конф. «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Том 1. г. Ставрополь, изд-во СевКавГТУ, 2003 г. с. 31-32. (Соавторы Б. Г. Вобликов, С. А. Мельников).

8 Тектоника Северо-Предкавказского синклинория в протерозойско-палеозойском комплексе отложений Центрального Предкавказья / Материалы VII регион. науч.-техн. конф. «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки. Том 1. г. Ставрополь, изд-во СевКавГТУ, 2003 г. с. 32-33. (Соавторы Б. Г. В

9 Тектоника палеозойского (герцинского) комплекса западной части Ставропольского края / Материалы VIII региональная научно-техническая конференция «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки, г. Ставрополь, 2004 г. С. 51. (Соавторы Б. Г. Вобликов, А. Ф. Лопатин).

10 Геотектонические объекты палеозойского комплекса Кавказа и Предкавказья / Материалы XXXIII научно-технической конференции по результатам работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003 год. Том первый. Естественные и точные науки, г. Ставрополь, издательство СевКавГТУ, 2004 г. С. 51-53 (Соавторы Б. Г. Вобликов, А. Ф. Лопатин).

И Выделение зон развития коры выветривания в разрезах скважин / Материалы XXXIII научно-технической конференции по результатам работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003 год. Том первый. Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки, г. Ставрополь, 2004 г. С. 50. (Соавтор Б. Г. Вобликов).

12 Нефтегазоносность палеозойского комплекса Центрального .Предкавказья / Материалы XXXIII научно-технической конференции по результатам работ профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2003 год. Том третий.

Естественные и точные науки. Технические и прикладные науки, г. Ставрополь, 2004 г. С. 67. (Соавторы В. В. Дроздов, Ж. М. Редкобородая).

13 Прогноз развития коры выветривания на поверхности палеозойских отложений Центрального и Восточного Предкавказья / Материалы VI региональной научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону». Естественные и точные науки. Часть первая, г. Ставрополь, издательство СевКавГТУ, 2002 г., С. 16 (Соавтор Б. Г. Вобликов).

14 Тектоническое строение и история геологического развития палеозойского комплекса в северной части Ставропольского края и Республики Дагестан / Материалы XXXIV науч.-техн. конференции по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2004 г. Том 1. г. Ставрополь, издательство СевКавГТУ, 2005 г. с. 63-66 (Соавторы Б. Г. Вобликов, А. Ф. Лопатин).

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мельников, Евгений Александрович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Обзор нефтегазоносности кор выветривания эпигерцинских плит на территории Российской

Федерации.1.

Глава 2 Геологическое строение и нефтегазоносность палеозойских и докембрийских отложений.

2.1 Литолого-стратиграфический очерк.

2.2. Тектоника.

2.3 История геологического развития.

Глава 3 Методика выделения зон развития палеозойских и докембрийских кор выветривания в разрезах скважин.

3.1 Методика проведения полевых и лабораторных работ.

3.2 Методика обработки результатов исследований.

3.3 Основы классификации и терминология.

Глава 4 Выделение и геологическая характеристика зон развития коры выветривания на поверхности палеозойского и докембрийского комплексов.

4.1 Геологическая приуроченность кор выветривания.

4.2 Оценка мощностей предполагаемой коры выветривания.

4.3 Петрографические разновидности коры выветривания.

Глава 5 Обоснование ГТР на отложения коры выветривания на территории Центрального и Восточного Предкавказья.

5.1 Геологическая характеристика пород-флюидоупоров.

5.2 Пути миграции и очаги генерации У В в палеозойском комплексе.

5.3 Предлагаемый комплекс ГРР.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогноз и условия нефтегазоносности зон развития кор выветривания палеозоя и докембрия"

Актуальность работы. В настоящее время, в условиях значительного сокращения остаточных извлекаемых запасов углеводородного сырья в «старых» нефтегазодобывающих районах юга европейской части Российской Федерации, является очевидной необходимость переориентации геологоразведочных работ (ГРР), с одной стороны, на поиски неструктурных (литологического и стратиграфического классов, гидродинамически экранированных, связанных с зонами деструкции) залежей в отложениях с доказанной промышленной продуктивностью, а с другой - на оценку перспектив нефтегазоносности нижней части разреза осадочного чехла.

Второе направление для исследуемой территории по состоянию изученности глубокопогружениых домезозойских осадочно-породных комплексов в целом соответствует второй стадии регионального этапа ГРР (оценка зон нефтегазонакопления), однако до сих пор остаются нерешенными отдельные задачи первой стадии (прогноз нефтегазоносности). Главная причина этому - необходимость освоения больших глубин современными методами геолого-геофизических исследований и бурением. Следует учитывать, что практическая реализация этого направления приведет к значительному увеличению объемов работ в физическом и стоимостном выражении. В связи с этим особое внимание должно быть уделено обоснованию рационального комплекса ГРР, способного обеспечить решение основных геологических задач с минимальными затратами материальных средств.

В число этих задач входит выделение в исследуемом стратиграфическом интервале разреза природных резервуаров, определение их распространения по площади, оценка емкостно-фильтрационных параметров и характера насыщения пород-коллекторов, а также экранирующих свойств флюидоупоров. Сложные условия залегания этих природных резервуаров требуют совершенствования известных и разработки новых методик обработки и интерпретации имеющейся и вновь получаемой геолого-геофизической информации.

Объектом изучения в данной работе являются коры выветривания пород фундамента палеозойского и докембрийского возраста, из которых на территории Предкавказья в настоящее время получены пока немногочисленные притоки нефти и газа. Одной из главных причин, сдерживающих промышленное освоение этого направления ГРР, являлось отсутствие научно обоснованной модели их нефтегазогеологического строения и закономерностей пространственного распространения в пределах исследуемой территории.

Предлагаемая автором диссертационной работы методика выявления залежей углеводородов (УВ) в корах выветривания, развитых на поверхностях палеозоя и докембрия, позволит активизировать поиски скоплений углеводородов в этой части разреза осадочного чехла.

Цель работы. Повышение эффективности ГРР на базе комплексной оценки перспектив нефтегазоносности кор выветривания пород палеозоя и докембрия путем детального анализа геолого-геофизических разрезов скважин с привлечением результатов лабораторных исследований кернового материала и временных разрезов.

Основные задачи исследований.

-Обобщение и анализ всей имеющейся нефтегазогеологической информации о корах выветривания на поверхностях палеозойских и докембрийских отложений в Центральном и Восточном Предкавказье (в пределах Ставропольского края).

-Выявление особенностей геологического строения коры выветривания: литолого-петрографического состава, стратиграфического возраста, площадного распространения и мощности в пределах изучаемой территории.

-Оценка и прогноз емкостно-фильтрационных свойств пород, слагающих коры выветривания на поверхностях палеозоя и докембрия.

-Изучение экранирующих способностей пород, перекрывающих коры выветривания палеозоя и докембрия с целью выявления флюидоупоров.

-Разработка рекомендаций по проведению ГРР с целью поисков залежей нефти и газа в корах выветривания.

Научная новизна.

1. Впервые в регионе проведены обобщение и анализ всей имеющейся в настоящее время геолого-геофизической информации, по результатам которых выделены коры выветривания на поверхностях палеозойских и докембрийских отложений в пределах Ставропольского края.

2. Автором разработана комплексная методика выявления зон развития кор выветривания в нижней части разреза осадочного чехла и фундамента на территории Центрального и Восточного Предкавказья в границах Ставропольского края.

3. Впервые для рассматриваемого региона изучены возможности генерации и миграции УВ в зоны предполагаемого развития кор выветривания.

4. Автором предложен рациональный комплекс ГРР для поисков углеводородных скоплений в корах выветривания, развитых на поверхностях палеозоя и докембрия.

Практическая значимость работы. Использование установленных соискателем особенностей глубинного строения и закономерностей распространения кор выветривания на поверхности палеозоя и докембрия в пределах территории Ставропольского края позволит повысить эффективность ГРР на нефть и газ.

Основные защищаемые положения.

1. Методика выделения коры выветривания в разрезах пробуренных скважин.

2. Зональность распространения кор выветривания на поверхности домезозойских отложений в пределах Ставропольского края.

3. Распространение и литолого-петрографическая характеристика пород-флюидоупоров перекрывающих коры выветривания

4. Рекомендации по проведению ГРР с целью поисков углеводородных скоплений в корах выветривания палеозойского и докембрийского комплексов в пределах Ставропольского края.

Реализация результатов работы. Результаты, полученные автором, были использованы при планировании ГРР на нефть и газ в пределах Предкавказья (на территории Ставропольского края), в частности при разработки программы пронозирования зон развития кор выветривания с целью выделения перспективных участков в палеозойских отложениях Ставропольского края для ОАО «Роснефть-Ставропольнефтегаз».

Апробация и публикации. Основные положения диссертационной работы представлялись, докладывались и обсуждались на VI, VII, VIII и IX региональных научно-технических конференциях «Вузовская наука -Северо-Кавказскому региону» (Ставрополь 2002-2005); на международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. К созданию общей теории нефтегазоносности недр» (Москва, МГУ 2002); XXXII, XXXIII, XXXIV научно-технических конференциях по результатам работы профессорско-преподавательского состава, аспирантов и студентов СевКавГТУ за 2002, 2003, 2004 годы (Ставрополь, СевКавГТУ 2002-2004); Седьмой Международной конференции «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Актуальные проблемы геологии и геохимии нефти и газа (памяти Б. А. Соколова и В. В. Семеновича) (Москва, МГУ 2004); 2-ой Международной конференции «Нефть и газ юга России, Черного, Азовского и Каспийского морей» (Геленджик 2005); научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Газовой отрасли - энергию молодых ученых», посвященную 80-летию со дня рождения первого директора СевКавНИПИгаза Н. Р. Акопяна (Ставрополь, СевКавНИПИгаз 2006).

По теме диссертации опубликовано 14 статей и тезисов докладов. В качестве исполнителя и ответственного исполнителя соискатель принимал участие в выполнении трех научно-исследовательских отчетов по изучению нефтегазоносности недр и обоснованию направлений ГРР на нефть и газ на территории Восточного и Центрального Предкавказья.

Фактический материал. В основу диссертационной работы положены результаты полевых работ, в том числе авторских, на естественных разрезах палеозоя, изучения геолого-геофизических разрезов скважин и временных разрезов по сейсмопрофилям, а также теоретические исследования и практические наработки по вопросу формирования кор выветривания, выполненные автором в период обучения на кафедре геологии нефти и газа СевКавГТУ (1998-2003 г.г.) и аспирантуре СевКавГТУ (2003 - 2006 г.г.).

В процессе работы над диссертацией автором использованы данные сейсмометрических исследований по 32 профилям, результаты лабораторных исследований 987 образцов керна, отобранного в 337 глубоких скважинах, а также материалы промыслово-геофизических и геохимических исследований, выполненных в этих скважинах. Кроме того, в диссертации использованы фондовые материалы научных и производственных организаций (ОАО «НК «Роснефть-Ставропольнефтегаз», ПФ «СевКавНИПИнефть», ДЗАО

Ставропольнефтегаз»-Геолого-поисковая экспедиция», НПГЦ ОАО «НК «Роснефть-Ставропольнефтегаз», Северо-Кавказского РГЦ, ООО «Кавказтрансгаз», ОАО «СевКавНИПИгаз», ОАО

Ставропольнефтегеофизика», ИГиРГИ, МГУ, НИИ ПНТ НП СевКавГТУ), а также многочисленные публикации по исследуемой проблеме.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав и заключения, изложенных на 167 страницах текста. Работа иллюстрируется

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Мельников, Евгений Александрович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате исследований, проведенных в ходе выполнения диссертационной работы, были сделаны следующие выводы:

1 На поверхности палеозойского и докембрийского структурно-тектонических комплексов практически на всей территории существует региональное стратиграфическое несогласие, которое связано с перерывом в осадконакоплении и тектонической перестройкой структурных планов байкальского, каледонского (?), герцинского и пермо-триасового комплексов.

2 При выделении коры выветривания палеозоя в разрезах пробуренных скважин была использована комплексная методика, включающая 4 показателя присутствия коры выветривания: геохронологический, полевой литолого-петрографический, лабораторный микроскопический, промыслово-геофизический метод анализа каротажных диаграмм.

3 На контакте с корой выветривания палеозоя залегают разновозрастные отложения мезозоя (от нижнего триаса до альбского яруса нижнего мела).

4 Кора выветривания на поверхности палеозоя и докембрия была сформирована из различных типов пород магматического (граниты, гранодиориты, сиениты), вулканогенно-осадочного (туфопесчаники, туфы), метаморфического (кварциты, сланцы) и осадочного (песчаники, алевролиты, известняки, мергели, доомиты, конгломераты, брекчии, гравелиты, глины) генезиса.

5 Впервые для данного региона установлено, что образовавшаяся кора выветривания состоит из двух разновидностей: обломочной и химической. Образование последней связанно с геохимическими процессами под воздействием циркулирующих флюидодинамических потоков.

6 Мощности коры выветривания по нашим данным изменяются в пределах от 1 м до 59 м, однако в большинстве скважин она изменяется от 2 до 5 м, что в принципе сопоставимо с толщиной нефтенасыщенных пластов, открываемых на новых месторождениях известных нефтегазоносных провинций России.

7 Кора выветривания на поверхности палеозоя практически на всей территории Центрального и Восточного Кавказа и Предкавказья представляет собой единый резервуар (массивного или литологически ограниченного типов) с разновозрастными перекрывающими кору выветривания породами мезозоя.

8 Наилучшими коллекторскими свойствами, по результатам проведенных лабораторных анализов будет обладать кора выветривания, образованная на поверхности гранитных интрузий, не подвергавшаяся в дальнейшем процессам химического новообразования. На всех участках территории Центрального и Восточного Кавказа и Предкавказья хорошими емкостно-фильтрационными свойствами будет обладать кора выветривания, образованная из осадочных пород обломочного происхождения.

9 При прогнозировании нефтегазоносности коры выветривания необходимо учитывать сложный, многократно повторяющийся характер тектонической перестройки, что естественно создает в коре выветривания палеозоя преимущественно трещинно-поровый тип коллектора, который однако не исключает как чисто поровые, так и трещинные типы пород-коллекторов.

11 Ранее отрицалась возможность развития коры выветривания на поверхности глинистых сланцев, потому что не было данных об их геохимическом составе, т. е. как бы искусственно отрицался механизм возможного химического образования коры выветривания. Для решения этой задачи необходима отдельная постановка исследований и проведение лабораторных исследований.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мельников, Евгений Александрович, Ставрополь

1. Алиева Е. Р., Кучерук Е. В., Хорошилова Т. В. Фундамент осадочных бассейнов и его нефтегазоносность. М., 1987. - (Обзор. информ./ВИЭМС. Сер. геол.).

2. Андреев В.М., Ярошенко A.A., Серов A.B. К вопросу о нефтегазогеологическом районировании Восточного Предкавказья // Первая Региональная научно-техническая конференция «Вузовская наука- Северо-Кавказскому региону». Ставрополь, 1997. - С. 7-8.

3. Багринцева К. И., Дмитриевский А. Н. Теоретические основы прогноза зон высокоемких карбонатных коллекторов в разнофациальных отложениях // Осадочные бассейны и нефтегазоносность. М.: Наука, 1989.

4. Бакиров Э.А. Принципы выделения и классификации нефтегазоносных комплексов и покрышек // Губкинские чтения. М.: МИНХ и ГП, 1972. 339 с.

5. Бакиров Э.А., Скибицкая H.A. Роль процессов катагенеза в формировании коллекторских свойств пород на больших глубинах //Труды МИНХ и ГП. Выпуск 123-124.-М.: МИНХ и ГП, 1977. С. 10-21.

6. Баранов Г.И. Геодинамическое развитие Большого Кавказа в палеозое // Основные проблемы геологического изучения и использования недр Северного Кавказа / Мат. 8-й Юбилейной конф. по геол. и ползен. ископаемым. Ессентуки, 1995. - С. 254-255.

7. Белов А. А. Палеозой Кавказа и проблемы Палеотетиса //

8. Геотектоника. 1986.-№3.-С. 81-90.

9. Белова Е. В., Рыжкова СВ. Геолого-геофизические модели нефтегазовых скоплений в палеозойских отложениях Западной Сибири // Геология нефти и газа. -2000.- №4.- С. 25-32.

10. Бигун П. В. К вопросу о механизме формирования емкостных свойств коллекторов газа глубокопогруженных зон //Тезисы докладов VII научно-технической конференции молодых ученых, специалистов, рабочих-новаторов производства. Оха, 1985. - С. 13.

11. Бигун П. В. Особенности пермского вулканизма Северного Кавказ и Предкавказья // Тезисы докладов. Международный конгресс «Пермская система Земного шара», г. Пермь, 5-10 августа 1991г. -Свердловск, УрО АН СССР, 1991. С. 217.

12. Бурштар М. С. Проблемы нефтегазоносности триасовых отложений Северного Кавказа // Геология нефти и газа. 1970. - № 6 - С. 16-18.

13. Веселов К.Е., Михайлов И.Н. Нефть и газ на больших глубинах в породах кристаллического фундамента // Геология нефти и газа, 1994.-№2.-С. 17-21.

14. Вобликов Б. Г., Бигун П. В. Особенности формирования коллекторов и залежей УВ в зависимости от термодинамических условий // Основные проблемы геологического изучения и использование недр

15. Северного Кавказа (Материалы VII Юбилейной конференции по геологии и полезным ископаемым). СК РГЦ, Ессентуки, 1995.

16. Волохин В.С., Волохина Е.С., Горшков В. И. Об особенностях вторичного преобразования пород пермо-карбона Восточного Предкавказья // Докл. АНСССР. Сер. Геол. 1974- т. 219. -№2.-С. 451-453.

17. Геология Большого Кавказа. М.: Недра, 1976. - 263 с.

18. Гинзбург И. И. Типы древних кор выветривания, формы их проявления и классификация. // АНСССР. Региональное развитие кор выветривания в СССР. С. 71-101.

19. Дементьев Л.Ф., Жданов М.А., Кирсанов А.И. Применение математической статистики в нефтегазопромысловой геологии. М.: Недра, 1977.-255 с.

20. Дикенштейн Г. X., Максимов С. П., Иванова Т. Д. Тектоника нефтегазоносных провинций и областей СССР: Справочник. М.: Недра, 1982.-223с.

21. Дорофеева Т. В. Тектоническая трещиноватость горных пород и условия формирования трещинных коллекторов нефти и газа. -Л.: Недра, 1986.-224с.

22. Дубинский А. Я. Схема тектоники фундамента Предкавказья // Геологи СССР. М.: Недра. 1968. - т. IX., ч. I. - С. 577-580.

23. Дубинский А. Я. Особенности развития и строения фундамента Скифской плиты // Сб. Молодые платформы и их нефтегазоносность.-М. Наука, 1975.-С. 145-147.

24. Задоенко А. Н., И. С. Муратаев, О. Б. Дмитриева и др. Перспективы нефтегазоносности палеозойских образований восточной части Западной Сибири // Геология нефти и газа. 2004 г. - №6. - С. 2-11.

25. Жабрев И. П. Глубинные углеводороды биогенного генезиса //Геология нефти и газа. -1994. -№ 9. С.27-28.

26. Жгенти Т. Г. и др. Генезис и коллекторские свойства продуктивных палеозойских пород Дагестана // Геология нефти и газа. -1989. №6. - С.63-66.

27. Журавлев Е. Г., Лапинская Т. А., Рябухин Г. Е. О перспективах нефтегазоносности погребенных кор выветривания фундамента в некоторых районах СССР // Геология нефти и газа. 1972. - № 4. - С. 20-24.

28. Журавлев Е. Г., Лапинская Т. А., Файн Ю. Б. Газонефтеносность коры выветривания фундамента Шаимского района // Геология нефти и газа. 1973 - №6. - С. 9-14.

29. Журавлев Е. Г., Лапинская Т. А. Коллекторские свойства коры выветривания кристаллического фундамента Волго-Уральской газонефтеносной провинции // Литология и полезные ископаемые. 1971 г. -№3. с. 132-139

30. Каждая А. Б., Гуськов О. И. Математические методы в геологии. М.: Недра, 1990. - 251с.

31. Кизевальтер Д. С. Новая стратиграфическая схема среднепалеозойских отложений Северного Кавказа // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1963. -№ 1 - С. 48-54.

32. Коллекторские свойства пород на больших глубинах. //Под ред. Прошлякова Б. К., Холодова В. Н. М.: Наука, 1985. 256с.

33. Коллекторские свойства коры выветривания кристаллического фундамента Волго-Уральской газонефтеносной провинции/ Т. А. Лапинская, Е. Г. Журавлев. Литология и полезные ископаемые. М.: Изд-во АН СССР, № 3 1971 г. с. 132-139.

34. Клаербоут Дж. Ф. Теоретические основы обработки геофизической информации с приложением к разведке нефти. Пер. с англ. -М: Недра, 1981.-304 с.

35. Крылов Н. А. Общие особенности тектоники и нефтегазоносности молодых платформ. М.: Наука, 1971.

36. Курбала Е. J1. Коллекторы нефти и газа в коре выветривания карбонатов. // Геология нефти и газа. 1991. -№1. - С. 29-32.

37. Летавин А. И. Фундамент молодой платформы юга СССР. -М.: Наука, 1980.-127 с.

38. Летавин А. И. Геология фундамента Предкавказья // Геология полезных ископаемых Большого Кавказа. М.: Наука, 1987. - С. 116-123.

39. Летавин А. И., Орел В. Е., Чернышев С. М. и др. Тектоника и нефтегазоносность Северного Кавказа. М.: Наука, 1987. 95с.

40. Летавин А. И., Петренко П. А., Лопатин А. Ф., Стерленко 10. А. и др. К проблеме прогнозной оценки углеводородов в палеозойских отложениях Передового хребта Северного Кавказа и Предкавказья. // Геология нефти и газа. 1995. -№12.

41. Лопатин А. Ф. Герцинские структуры Предкавказья и проблемы их нефтегазоносности. // Советская геология. 1991. - №5. - С. 77-81.

42. Лопатин А. Ф., Копыльцов А. И. Геологическая оценка перспектив нефтегазоносности доюрской толщи Кавминводского выступа. // Основные проблемы геологического изучения и использования недр Северного Кавказа. Ессентуки, 1995. - С. 373-374.

43. Лотиев Б. К., Истратов И. В., Керимов И. А. Палеозойский стратиграфический комплекс Центрального Предкавказья (в связи с оценкой газонефтеносности). // Известия Вузов. Сер. Нефть и газ, Баку, 1983.-С.7-10.

44. Лотиев Б. К., Стерленко Ю. А. и др. Разломная тектоника как главный фактор геоструктурной и газонефтегеологической зональности

45. Северного Кавказа// Изв. Вузов. Нефть и газ. 1981. - № 4. С. - 6-9.

46. Любофеев В. Н., Корнев Г. П., Николаевский А. С. Нефтегазоносность фундамента Скифской плиты в Западном Предкавказье. // Проблемы нефтегазоносности Краснодарского края. -М.: «Недра», 1973. С. 43-51.

47. Марковский Н. И. Палеогеографический прогноз нефтегазоносности. -М.: Недра, 1981.-224с.

48. Маловичко А. К., Достицын В. И., Таруиина О. Л. Детальная гравиразведка на нефть и газ. 2-е изд. перераб. и доп. - М: Недра, 1989. - 224 с.

49. Милановский Е. Е. Новейшая тектоника Кавказа. М.: Недра, 1968.-484 с.

50. Милановский Е. Е. Хаин В. Е. Геологическое строение Кавказа. М.: изд-во МГУ, 1963.

51. Мирчинк М. Ф., Крылов Н. А., Летавин А. И. и др. Основные черты тектоники Предкавказья // Молодые платформы, их тектоника и перспективы нефтегазоносности. М: Наука, 1965.

52. Молодые платформы и их нефтегазоносность. М.: Наука,1975.

53. Молодые платформы, их тектоника и нефтегазоносность. М.: Наука, 1965.

54. Нефтегазоносные провинции СССР /М. А. Алиев, Г. А. Аржевский, Ю. Н. Григоренко и др. М.: Недра, 1983. - 272 с.

55. Нефтяные и газовые месторождения СССР: Справочник. В 2-х книгах./ Под ред. Максимова С.П. Книга вторая. Азиатская часть СССР.1. М.: Недра, 1987,-303 с.

56. Никитин А. А. Теоретические основы обработки геофизической информации: учебник для вузов. М.: Недра, 1986. - 342 с.

57. Осипов М. А. Контракция гранитоидов и эндогенное минералообразование. -М.: Наука, 1974.

58. Обстановки осадконакопления и фации. Т. 2. / Под ред. X. Рединга. М.: Мир, 1990. -380 с.

59. Паффенгольц К. Н. Геологический словарь. Кора выветривания // Издательство «Недра», Москва, 1973. С. 355-356.

60. Полынов Б. Б. Кора выветривания. // Издательство АНСССР, Ленинград, 1934.-240 С.

61. Попков В. И., Рабинович А. А., Туров Н. И. Модель резервуара нефтяной залежи в гранитном массиве. // Геология нефти и газа.- 1986.-№8.-С. 27-31.

62. Попков В. И. Тектоника запада Туранской плиты. М.: ИГиРГИ, 1992.- 148 с.

63. Прозорович Г. Э. Покрышки залежей нефти и газа. М.: Недра, 1972.-120 с.

64. Прошляков Б. К., Гальянова Т. И., Пименов Ю. Г. Коллекторские свойства осадочных пород на больших глубинах. М.: Недра, 198/. -200 с.

65. Расцветаев Л. М., Тверитинова Т. Ю. О сдвиговой природе Тырнаузскоч шовной зоны // Основные проблемы геологического изучения и использования недр Северного Кавказа / Мат. 8-й Юбилейнойконф. по геол. и ползен. ископаемым. Ессентуки, 1995. - С. 281-283.

66. Ровнин Л. И. Перспективы нефтегазоносности Тюменской области. Тр. ЗапСибНИГНИ, вып. 16, М., изд-во «Недра», 1970 г.

67. Соколов Б. А., Корчагина Ю. И., Мирзоев Д. А. и др. Нефтегазообразование и нефтегазонакопление в Восточном Предкавказье. М.: Наука, 1980. - 206 с.

68. Стерленко Ю. А., Лотиев Б. К., Истратов И. В. Глубинные разломы Северного Кавказа и их роль в формировании и размещении залежей углеводородов // Изв. Северо-Кавказ. науч. центра высшей школы. Естественные науки. 1987. -№ 2. - С. 102-106.

69. Стерленко Ю. А., Мосякин Ю. А. Особенности геологического строения и формирования палеозойских и раннепалеозойских отложений Центрального и Восточного Предкавказья в связи с нефтегазоносностью. // Советская геология. №5. - С.121-128.

70. Стратиграфические и литологические залежи нефти и газа, (под редакцией Р. Е. Кинга). М., «Недра», 1975 г. с. 406-416.

71. Страхов В. Н. О состоянии и проблемах геологической интерпретации данных гравитационных и магнитных наблюдений //Разведочная геофизика СССР на рубеже 70-х годов. М., 1974. - С.113-121.

72. Сынгаевский П. Е., Хафизов С. Ф. Формация коры выветривания в осадочном цикле Западно-Сибирского бассейна. // Геология нефти и газа. 11-12.99. С.22.

73. Тектоника Восточного Предкавказья. / А. И. Летавин, Ю. А. Романов, Л. М. Савельева и др. М.: Наука, 1975.

74. Тектоника и нефтегазоносность Северного Кавказа / А. И. Летавин, В. Е. Орел, С. М. Чернышев и др. М.: Наука, 1987. - 93 с.

75. Тектонические критерии нефтегазоносности Предкавказья / А. И. Летавин, С. М. Чернышев, Т. Ф. Шумова и др. // Тектонические критерии нефтегазоносности территории СССР. М.: Картолитография ВНИГРИ, 1980. с. 181-198.

76. Тимофеев Б. В. О возрасте древних осадочных свит Северного Приэльбрусья. //Докл. АН СССР. 1962. - т. 144. № 1. - С. 661-663.

77. Ханин А. А. Породы коллекторы нефти и газа и их изучение. М.: Недра, 1969.-366 с.

78. Холодов В. Н. Постседиментационные преобразования в элизионных бассейнах (на примере Восточного Предкавказья). Тр. ГИН АН СССР. М.: Наука, 1983. - Вып. 372. - 83 с.

79. Шнип О. А. Образование коллекторов в фундаменте нефтегазоносных территорий. // Геология нефти и газа. 1995. - № 6. - С. 35-37.

80. Юдин Г. Т., Мелик-Пашаев Н. В., Томкина А. В. Некоторые особенности размещения разведанных запасов нефти и газа на Северном Кавказе в связи с дальнейшими перспективами разведки на больших глубинах // Нефтегазовая геология и геофизика, 1970. № 1.

81. Юдин Г. Т. Зоны нефтегазонакопления Предкавказья. М.: Наука, 1977.-21 с.

82. Яншин А. Л. Общие особенности строения и развития молодых платформ // Молодые платформы, их тектоника и перспективы нефтегазоносности. М.: Недра, 1965.