Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Условия формирования пород-коллекторов в палеогеновых отложениях впадины Дунин

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Условия формирования пород-коллекторов в палеогеновых отложениях впадины Дунин"

На правах рукописи

Чэнь Сяоцзюнь

УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРОД-КОЛЛЕКТОРОВ В ПАЛЕОГЕНОВЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВПАДИНЫ ДУНИН (БАССЕЙН БОХАЙСКОГО ЗАЛИВА, КНР)

Специальность 25.00.12 - геология, поиски и разведка

горючих ископаемых

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 2007 0030Т02Т8

003070278

Работа выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых Московского государственного университета им M В Ломоносова

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Конюхов Александр Иванович

Официальные оппоненты

доктор геолого-минералогических, профессор

Жемчугова Валентина Алексеевна доктор геолого-минералогических наук, профессор

Лимонов Анатолий Федорович

Ведущая организация

Всероссийский научно-исследовательский институт зарубежной геологии («ВНИИЗарубежгеология»)

Защита диссертации состоится «25» мая 2007 г в 14 час 30 мин на заседании диссертационного совета Д 501 001 40 при Московском государственном университете им MB Ломоносова, на геологическом факультете, ауд 6<?8.

По адресу 119991, Российская Федерация, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ им M В Ломоносова, геологический факультет

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ, сектор А, 6 этаж

Автореферат разослан «_24_» апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

КАРНЮШИНАЕЕ

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Изучение геологического строения, литологического состава и фильтр ационно-емкостных свойств палеогеновых отложений впадины Дунин, самой богатой по запасам нефти в бассейне Бохайского залива, является актуальной проблемой, так как выявление генезиса и особенностей распространения пород, способных вмещать скопления углеводородов (УВ), позволит уточнить перспективы открытия новых их залежей в других впадинах этого бассейна и, кроме того, поможет выявить закономерности развития впадин рифтового происхождения, которые в последнее время стали объектами поисков и разведки нефти и газа на Дальнем Востоке России Активное прогибание в бассейне Бохайского залива, начавшееся в раннем эоцене и вызванное подвижками вдоль крупного разлома Тан Лу, привело к возникновению нескольких десятков озерных водоемов, в которых накапливались преимущественно терригенные отложения. Во впадине Дунин в течение палеогена и неогена сформировалась толща осадков мощностью более 7 ООО м Уникальное сочетание в разрезе нефтематеринских отложений, пород-коллекторов и флюидоупоров предопределило большое количество открытых здесь скоплений нефти, запасы которой превышают 2 млрд т Ежегодный прирост запасов составляет 30-50 млн т

Цель работы заключается в выявлении закономерностей формирования пород - коллекторов в различных структурно-тектонических зонах, а именно в центральной депрессии впадины Дунин и прилегающих к ней северном крутом и южном пологом бортовых частях, и на этой основе прогнозирование перспектив открытия новых скоплений УВ в этой и соседних впадинах бассейна Бохайского залива.

Задачи, которые решались в процессе выполнения данной работы 1. Выделение различных лиголого-фациальных комплексов палеогеновых отложений, а имнно пролювиальных конусов выноса, фан-дельт, речных дельт, глубоководных конусов выноса, сложенных турбидитами и флаксо-турбидитами,

2. Выявление закономерностей изменения вещественного состава обломочных пород в различных структурно-тектонических зонах и на разных уровнях в разрезе палеогена,

3 Уточнение путей переноса и распространения обломочного материала, которым образованы песчаные коллекторы в наиболее продуктивных районах впадины,

4. Построение литолого-фациальных карт для различных отрезков эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтеносных комплексов в исследованном регионе,

5 Изучение коллеторских свойств обломочных пород в различных стркутрно-теюгоничских зонах и на этой основе уточнение перспектив открытия новых скоплений нефти и газа во впадине Дунин

Работа выполнена по материалам собственных исследований автора, проведенных в лаборатории коллекторов Шандунского отделения китайской нефтяной компании СИНОПЕК, в процессе которых им было изучено более 1000 образцов керна

Научная повизна полученных результатов заключается в следующем

1 Изучен минеральный состав и гранулометрия обломочных пород, накапливавшихся в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин Это позволило установить, что песчаники, относящиеся к грауваккам, аккумулировались в составе пролювиальных конусов выноса и фан-дельт, а также в основании крутого и пологого склонов впадины, тогда как песчаники преимущественно аркозового состава отлагались в речных дельтах и в минивпадинах центральной депрессии,

2 Построены палеогеографические карты для различных эпох эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтегазоносных комплексов, включающих отложения с нефтематеринскими свойствами, породы-коллекторы и флюидоупоры,

3 Показано, что источником обломочного материала, поступавшего в подводные конусы выноса в бортовых зонах впадины, были фан-дельты и,

возможно, пролювиальные конусы выноса, тогда как материал, накапливавшийся в центральной депрессии, поступал из речных дельт, формировавшихся в восточном секторе впадины и постепенно проградировавших к ее центру,

4 Наилучшими фильтрационно-емкостными свойствами характеризуются песчаные тела в составе фан-дельт в районе северного крутого борта, а также песчаники, выполняющие крупные русла подводного конуса выноса в основании южного, пологого склона Песчаные тела в составе конусов выноса, сформировавшихся в центральной депрессии и в основании северного крутого склона впадины, отличаются низкими фильтрационно-емкостными свойствами

Публикации и апробация работы. Основные результаты работы изложены в материалах Международной конференции «Новые идеи в геологии», проведенной в апреле 2007 г. в Российском геолого-разведочном университете (РГГРУ)

Теоретическая и практическая значимость. Проведенные исследования позволили уточнить литологический состав и гранулометрию обломочных пород палеогенового возраста, выявить генетические связи между образованиями в глубоководных конусах выноса, формировавшихся в эоцене в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин, с одной стороны, речными дельтами и фан-дельтами, с другой Показано, что песчаные тела, играющие роль коллекторов нефти в центральной депрессии, образовались в подводных руслах конусов выноса за счет материала, поступавшего из речных дельт, располагавшихся в восточной части озерного водоема Более мелкие подводные конусы выноса питались обломочным материалом, который сносился с озерного мелководья при размыве фан-дельт, приустьевых баров и штормовых гряд Изучение фильтрационно-емкостных свойств песчаных коллекторов позволило выявить зоны распространения песчаных тел с различными коллекторскими свойствами, что в свою очередь сделало возможным разработать рекомендации по проведению дальнейших разведочных работ на нефть и газ во впадине Дунин

Структура н объем работы Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 60 наименований, включает 44 иллюстрации и 2 таблицы Объем текста -103 стр

Благодарности. Автор сердечно благодарен своему научному руководителю вне д.г-м.н А И Конюхову за постоянную помощь в работе над диссертацией Выношу признательность проф Ю К Бурлину за ценные советы, а также всему коллективу кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых Геологического факультета МГУ за поддержку, оказанную при написании данной работы

Материалы, которые легли в основу диссертации, изучались и анализировались при поддержке и помощи сотрудников Шандунского отделения китайской нефтяной компании СИНОПЕК. Ци Сюня, Ван Дахуа, Ван Цзюйфэна, Фу Пин, Ван Цзяня и Цюй Яньтао, которым автор выражает свою глубокую признательность Автор также благодарит своего преподавателя Н.Н Беляеву за помощь в освоении русского языка и ценные советы, которыми он пользовался в течение трех лет обучения на кафедре русского языка для иностранных учащихся естественных факультетов МГУ.

Защищаемые положения:

1 В палеогеновых отложениях впадины Дунин выделено несколько литолого-фациалышх комплексов, аккумуляция которых происходила в различных обстановках озерного водоема Это пролювиальные конусы выноса, фан-дельты, речные дельты, прибрежные и мелководные валы, а также глубоководные фены Показано, что конусы выноса, формировавшиеся в основании северного и южного подводных склонов, сложены материалом, поступавшим из отложений фан-дельт и пролювиальных конусов выноса, тогда как аналогичные образования в центральной котловине - материалом, перемытым из речных дельт и песчаных валов на мелководье

2 Песчаники и гравелиты, к которым приурочено большинство залежей нефти и газа в регионе, принадлежат к типу поровых, реже порово-трещинных коллекторов В бортовых частях впадины они представлены преимущественно граувакками, в центральной котловине - граувакковыми аркозами и аркозами

Показано, что наиболее высокими коллекторскими свойствами обладают песчаники и гравелиты в отложениях фан-дельт и крупных русел в составе конусов выноса, сформировавшихся на их продолжении в основании пологого подводного склона

3 Углеводороды, продуцированные горючими сланцами и глинами эоценового возраста в микровпадинах центральной депрессии, заполнили большую часть линзовидных песчаных тел в составе глубоководных конусов выноса. Они также мигрировали по разломам и вдоль поверхностей несогласия в бортовые зоны, где попадали в ловушки антиклинального, литологического и стратиграфического типов Детальное изучение подводных конусов выноса и путей миграции УВ позволит в будущем увеличить разведанные запасы нефти и газа во впадине Дунин

Глава 1. История геологического изучения впадины Дунин

В истории геологических исследований, проводившихся во впадине, можно выделить несколько этапов На первом этапе, начало которого следует отнести к середине 50-ых годов прошлого столетия, во впадине была проведена гравиметрическая и магнитометрическая съемка и начато бурение нескольких скважин В результате было установлено, что впадина Дунин выполнена мощной толщей отложений третичного возраста, хотя проявлений нефти и газа не было зафиксировано В 1961 г в процессе бурения скважины Хуа 8 были получены первые промышленные притоки нефти В следующем году из палеогеновых отложений яруса Шахэцзе были зафиксированы притоки нефти с дебитом 555 т/сут Второй этап включает период с 1964 г по 1980 г., в течение которого основные работы были направлены на разведку месторождений в антиклинальных зонах В эти годы проводились детальные сейсмические работы и было пробурено много скважин, что позволило уточнить тектоническое строение впадины, состав и размещение на площади основных нефтегазоносных комплексов С этим периодом связано открытие нескольких крупных месторождений УВ

Начиная с 1981 г основные усилия были направлены на поиски литологически и стратиграфически экранированных залежей нефти, приуроченных к центральному разломному поясу, а также к северному и южному бортам впадины

К концу 2003 г во впадине Дунин были открыты 36 месторождения нефти и газа В настоящее время разведанные запасы нефти составляют 2 07 млрд т

Глава 2. Геологическое строение впадины Дунин Впадина Дунин, расположенная на Шандунском полуострове, является наиболее богатой в отношении углеводородных ресурсов частью бассейна Бохайского залива, который находится в восточной части Китайско-Корейского континентального блока Он граничит с горно-складчатым сооружением Яныпань и Тайханшань, а также поднятиями Цзяоляо (Лудун и Ляодун) и Луси и вытянут в субмеридиональном направлении более чем на 700 км вдоль левостороннего сдвига Тан Лу Его ширина достигает 400 км, а площадь -220 000 км2 Фундамент образован породами архея и раннего протерозоя

2.1. Стратиграфия отложений. В районе впадины Дунин присутствуют отложения нижнего и верхнего палеозоя Нижний палеозой представлен породами кембрия, нижнего и среднего ордовика общей мощностью около 1400 м, залегающими на больших глубинах Породы силурийского возраста, а также девона и нижней части карбона отсутствуют. В составе верхнего палеозоя известны породы среднего и верхнего карбона, а также нижней перми. Все эти образования были вскрыты бурением в пределах выступов фундамента, главным образом на их склонах, так как в сводах они чаще всего размыты В палеозойских разрезах широко представлены карбонатные породы- известняки, доломиты и мергели, встречающиеся вместе с аргиллитами, реже алевролитами и песчаниками

Во впадине Дунин отсутствуют триасовые отложения, но породы юрского и мелового возраста распространены достаточно широко. Нижне- и среднеюрские отложения были вскрыты бурением только в восточном секторе впадины, где они

представлены терригеннымн образованиями, аргиллитами, песчаниками и углистыми сланцами, иногда с прослоями угля. Верхнеюрские и нижнемеловые породы встречаются почти повсеместно, тогда как верхнемеловые известны только в западных районах впадины. В подошве мелового разреза находится толща серо-цветных андезитов (более 240 м мощности), включающая горизонты песчаников и глинистых пород с фиолетовой и красной окраской Среднюю часть разреза образуют серые андезиты, содержащие прослои фиолетовых глинистых пород и серовато-зеленых туфов Выше они замещаются глинами и глинистыми алевролитами мощностью до 70 м В основании разреза верхнего мела находятся гравелит, гравелистые песчаники, песчаники и глины с характерной для них пестрой окраской Мощность толщи достигает 270 м. Выше они сменяются аргиллитами и гипсоносными глинами, для которых характерна фиолетовая и бурая окраска (мощность до 120 м)

Кайнозойские образования представлены породами палеогеновой и неогеновой систем, которые покоятся на мезозойских отложениях с региональным и угловым несогласием Во впадине Дунин они распространены повсеместно, а их мощность достигает 7 ООО м От центра впадины к бортовым частям она постепенно уменьшается, причем в сводах погребенных поднятий иногда до первых метров

В разрезе кайнозоя по палеонтологическим и литологическим данным выделяются пять ярусов Снизу вверху это Кундянь, Шахэцзе, Дунин, Гуантао и Минхуачжэнь Палеогеновая система включает отложения трех ярусов Кундянь, Шахэцзе и Дунин Ярус Кундянь (палеоцен - ранний эоцен) сложен серыми глинистыми породами и углисто-глинистыми сланцами с прослоями алевролитов, а также переслаиванием буровато-красных глин и алевритовых глин с песчаниками и алевролитами Отложения Шахэдзе (эоцен - нижний олигоцен) имеют огромную мощность и покоятся с несогласием на подстилающих породах Кундянь В составе этой группы, согласно литолого-палеонтолошческим данным, выделяются четыре толщи Шасы, Шасань, Шаэр и Шаи

В основании толщи Шасы (свита Шасыся) присутствуют глинистые и карбонатно-глинистые породы с прослоями доломитов, гипсоносных глин и ангидритов В средней части преобладают известковые глины и доломиты, сменяющиеся переслаиванием глинистых пород и алевролитов с гипсоносными глинами и солями. Цвет пород варьирует от фиолетового до красного В верхах разреза (свита Шасышан) распространены синевато-серые глины с прослоями горючих сланцев, известняков и глинистых доломитов В центральной депрессии присутствуют эвапориты, мощность которых может достигать нескольких сотен м

Толща Шасань (средний эоцен - нижняя часть верхнего эоцена) образована серыми и темно-серыми глинистыми породами, которые лежат несогласно на отложениях Шасы и включают прослои песчаников, горючих сланцев и углисто-глинистых сланцев Мощности отложений, которые выделяются в составе свигг Шасанься, Шасаньчжун и Шасаньшан, меняются в пределах от 700 до 1000 м В разрезах свиты Шасанься преобладают горючие сланцы, окрашенные в буровато-желтый и коричневый цвета и содержащие прослои темно-серых глин и песчаников Свита Шасаньчжун представлена серыми и темно-серыми глинами с массивной текстурой и тонкими прослоями алевролитов Мощность пород колеблется от 0 до 500 м В составе толщи Шасаньшан преобладают массивные алевролиты На востоке впадины они прослоены серыми глинами и углисто-глинистыми сланцами, которые в западном направлении замещаются серыми и темно-серыми глинистыми породами с прослоями песчаников Мощность толщи 300-500 м

В составе толщи Шаэр (верхний эоцен-нижний олигоцен) выделяются две свиты Шаэрся и Шаэршан В нижней половине наблюдается переслаивание серовато-зеленных глинистых пород, песчаников и гравелистых песчаников с включениями пород углисто-глинистого состава Выше помимо серых и зеленоватых глин в разрезе появляются глинистые породы с фиолетово-красной окраской Они содержат прослои песчаников и гравелистых песчаников Мощность толщи меняется от 0 до 300 м.

В подошве свиты Шаи (нижний олигоцен) лежат серые и темно-серые глины с прослоями песчанистых известняков, доломитов и песчаников. Среднюю часть разреза образуют серые глины с прослоями биоморфных, водорослевых и оолитовых известняков, а также доломитов В кровле присутствуют серые и коричневые глины, содержащие прослои известковых песчаников и алевролитов Мощность толщи варьирует от 100 до 300 м

Отложения яруса Дунин (верхний олигоцен) представлены переслаиванием зеленовато-серых, серых и фиолетово-красных глин с горизонтами песчаников и гравелитов Мощность отложений - 0-800 м

В нижней части разреза неогена преобладают граведистые песчаники, серые и беловато-серые, с массивной текстурой и прослоями глин и алевролитов, сменяющиеся выше переслаиванием песчаников, алевролитов и песчанистых глин, окраска которых меняется от серо-зеленой до фиолетово-красной Отложения представлены глинами и алевролитами Разрез включает тонкие прослои морских осадков Мощность отложений - от 1000 до 2200 м Разрез четвертичных отложений сложен терригенными образованиями Их мощность может достигать 450 м

2.2. Тектоническое строение региона. Бассейн Бохайского залива образован многочисленными крупными и мелкими блоками земной коры, погруженными вдоль крупных разломов на разную глубину Активизация подвижек по этим разломам в эоцене сопровождалась формированием грабенов и полуграбенов Среди отрицательных структур в районе Бохайского залива самыми крупными являются впадины Ляохэ, Бочжун, Хуанхуа, Цзиян, Цзичжун и др Они разделены поднятиями Мощность коры в пределах бассейна Бохайского залива составляет 28—32 км в сравнении с 34—40 км в обрамляющих его районах, то есть сокращена на 5—10 км

Выше перечисленные впадины представляют собой систему наклоненных блоков, приуроченных к конседиментационным разломам Вдоль погруженных крыльев наиболее крупных из них возникли мини-впадины, являвшиеся депоценграми аккумуляции осадков, в основном глубоководных На площади

200 ООО км2 насчитывается 80 таких мини-впадин Самая крупная из них занимает площадь в 8 800 км2, самая маленькая - 750 км2 Амплитуда погружений в пределах этих мини-впадин могла достигать 6 - 9 км

Общая площадь суббассейна Цзиян, в пределах которого помимо впадины Дунин находятся еще три впадины- Хунминь, Чжаньхуа и Чэчжэнь, составляет 26,2 тыс км2 Впадина Дунин протягивается на 90 км в субширотном направлении Ее ширина достигает 65 км, площадь - 5.700 км2, а северным и южным обрамлением служат выступы фундамента Чэньцзячжуан и Люси В структуре впадины Дунин выделяются неглубоко погруженные периферийные зоны и собственно впадина с крутым северным и пологим южным бортами В восточной ее половине находятся три мини-впадины Нючжуан, Лицзинь и Миньфэн, в западной одна, Босин Центральную часть впадины пересекает крупный пояс разломов, который протягивается на 60 км в СВ - направлении При ширине 12 км он занимает площадь в 600 км2. С ним связаны погребенные соляные купола, что подтверждается бурением, в процессе которого были подняты образцы гипса и каменной соли

Северный борт образовался вдоль крупных конседиментационных разломов, поверхность которых погружается под углами 15-30° на юг Его ширина не превышает 15 км В палеогеновое время здесь находился подводный склон, который имел ступенчатое строение и был осложнен каньонами Южный борт представляет собой моноклиналь, слабо наклоненную к центру впадины под углом 5—10° Он осложнен антиклинальными структурами, а в палеотектоническом плане играл роль пологого склона, о чем свидетельствует присутствие подводных каньонов и русел, врезанных в толщи эоценовых осадков

К числу основных разрывных нарушений, корни которых уходят глубоко в фундамент, принадлежат пограничные разломы, разделяющие впадину и окружающие ее палеоподнятия В большинстве своем это конседиментационные разломы - сбросы субмеридионального и субширотного простирания, которые прослеживаются на расстояние до нескольких десятков км Для них характерна

амплитуда перемещений до 10 километров и длительные периоды активности Самым крупным разломом, определяющим северную границу впадины Дунин, является листрический разлом Чэннань С подвижками по этому разлому связано ее развитие в юрско-меловое время и в палеогене. К тому же типу нарушений принадлежат разломы Гаоцин, Пиннань и Шисун, являющийся основным в пределах пологого южного борта

2.3. История геологического развития. Огромная роль в формировании бассейна Бохайского залива принадлежит разлому Тан Лу, который представляет собой долго живущую систему сдвигов В мезозое по этому разлому происходили левосторонние перемещения, в ходе которых Китайско-Корейский континентальный блок был надвинут на Южно-Китайскую платформу [Милановский,1991] Начавшись в триасовое время (яншанская фаза), сдвиговые перемещения прекратились лишь в конце юры, когда Шандунский выступ стал зоной дифференциальных блоковых подвижек, протекавших на фоне общего поднятия, которое сопровождалось локальными растяжениями. В приразломных впадинах в это время накапливались грубо- и тонкозернистые осадки преимущественно аллювиального и озерного генезиса (до нескольких км мощностью) Одновременно происходили трещинные излияния субщелочных магм (щелочные базальты и трахиандезиты). Масштабы перемещений по разлому Тан Лун в мезозое оцениваются от 120-200 до 530 км

В меловой период Тан Лу не был активным Основные тектонические процессы происходили восточнее впадины Дунин, в районе грабена Цзишу, который был заполнен толщами андез ито-баз альтовых и трахитовых лав и туфов Реактивация системы Тан Лу произошла в начале палеогена, когда этот разлом трансформировался в правосторонний сдвиг В процессе начавшихся перемещений восточная половина Китайско-Корейского блока испытала поднятие и денудацию В начале эоцена из-за растяжений в земной коре и погружения отдельных блоков фундамента произошло обособление зоны Бохайского залива от окружавших поднятий, завершившееся формированием этого крупного континентального рифтового бассейна Фундамент был разбит на

и

множество отдельных блоков, наклоненных в разные стороны и погружавшихся вдоль крупных разломов, через которые проникали магматические расплавы щелочного состава. Возникшие прогибы стали заполняться озерными осадками

Начало правосторонних смещений вдоль разлома Тан Лу совпадает как с ранней фазой орогении в Гималаях, вызванной коллизионными процессами, так и с изменением движения Тихоокеанской плита. Чем были вызваны погружения и рифгинг в пределах бассейна Бохайского залива, остается не совсем ясным. В качестве наиболее приемлемых механизмов могут рассматриваться апвеллинг в астеносфере или растяжения в литосфере (Liu, 1987, Ye et al, 1985), с которыми обычно связаны процессы активного и пассивного рифтогенеза В неогене бассейн был полностью заполнен осадками, среди которых преобладали аллювиальные образования

Глава 3. Литология палеогеновых отложений

Хотя осадочный чехол во впадине Дунин включает отложения палеозойского, мезозойского, кайнозойского и четвертичного возраста, повсеместно развиты только породы палеогена и неогена В основном это терригенные отложения, конгломераты, гравелиты, песчаники, алевролиты и аргиллиты (глины), а также смешанные и промежуточные разности. Карбонатные породы распространены только в разрезе палеоцена, нижнего эоцена и нижнего олигоцена, причем в конце палеоцена и нижнем эоцене они ассоциируют с эвапоритами - гипсами и каменной солью

Терригенные породы. Конгломераты и гравелиты широко распространены преимущественно в районе северного борта впадины Дунин, вблизи источников сноса Путь переноса терригенного материала здесь был очень коротким, поэтому в составе пород преобладают угловатые и слабо окатанные обломки, главным образом, эффузивных пород, гранитов и ангидрита, которые, как зерна кварца и полевых шпатов, отличаются плохой сортировкой.

Песчаники присутствуют в различных секторах впадины Дунин и представлены гравелистыми, крупно-, средне-, мелко- и разнозернистыми, а

также алевритовыми и алевритистыми разностями Они сложены преимущественно зернами и обломками полуокатанной и угловатой формы, плохо или слабо отсортированными, с размерами от 0,12 до 1-2 мм.. Содержание кварца обычно меньше 50%; в то время как полевые шпаты составляют от 14% до 50% (среднее 25,7%), а обломки пород - от 10% до 55% (среднее 39,3%). В песчаниках встречаются различные типы цемента, в основном, базальный, контактово-поровый или поровый, с точечными или точечно-линейными контактами между зернами Состав цемента глинистый или карбонатный Глинистый цемент образован преимущественно гидрослюдами, а его содержание варьирует от 5 до 16% от объема породы В составе карбонатного цемента могут присутствовать кальцит, доломит, железистый кальцит и железистый доломит, содержание которых колеблется в пределах от 6-10%, местами достигает 20%

Анализ треугольной диаграммы показывает, что состав песчаников заметно меняется при переходе из одного сектора впадины Дунин в другие Наименее «зрелые» разности, а именно кварц-полевошпатовые граувакки, концентрируются в северной прибортовой части впадины, тогда как песчаники, накапливавшиеся в пределах южного пологого склона, принадлежат в основном к полевошпатово-кварцевым грауваккам Наиболее «зрелым» составом характеризуются песчаные породы, отложенные гравитационными потоками в центральной депрессии. В большинстве своем они относятся к граувакковым аркозам, некоторые же разности к аркозам

Алевролиты и глины распространены в зонах, находящихся на удалении от основных источников сноса По составу и структурным особенностям алевролиты близки к песчаникам Среди них выделяются песчанистые, глинистые и доломитовые разности В составе эоценовых глин по данным дифрактометрического анализа преимущественное распространение получили смешанослойные смектит-иллиты, с которыми ассоциируют смектит, иллит, реже хлорит и каолинит В глинах позднеэоценового и раннеолигоценового возраста (эпохи Шаи и Шаэр) преобладают смекгиты и смешанослойные минералы

иллит-смектитового ряда Второстепенную роль играют гидрослюды, каолинит и хлорит.

В разрезах среднего и верхнего эоцена, развитых в центральной депрессии, широко распространены горючие сланцы с содержанием Сорг от 1,7 до 11% (в среднем 5 %) Они рассматриваются большинством исследователей в качестве нефтематеринских отложений

Карбонатные породы, представленные биогермными, биоморфно-детритовыми, детритовыми и оолитовыми известняками, а также мергелями и доломитами, присутствуют главным образом в отложениях палеоцена и нижнего эоцена (вместе с эвапоритами) В нижнем олигоцене они представлены детритовыми, водорослевыми и оолитовыми разностями

Глава 4. Литолого-фацпальные комплексы кайнозойских отложений н обстановки их аккумуляции

В кайнозойских разрезах впадины Дунин выделяются шесть крупных литолого-фациальных комплексов Это пролювиальные конусы выноса, веерообразные дельты (фан-дельты), системы подводных разветвленных русел на мелководье (прибрежные подводные конусы выноса), речные дельты, прибрежные песчаные валы и глубоководные конусы выноса, сложенные турбидитами и другими образованиями гравитационного генезиса Отложения пролювиальных конусов выноса и веерообразных дельт или фан-дельт накапливались в краевых частях впадины на границе с палеоподнятиями Веерообразные дельты образуются, когда часть пролювиального конуса выноса спускается в озеро

Масштабные погружения в исследованном районе начались в палеоцене, в течение которого сформировалась толща Кундянь, сложенная в нижней части пестро-цветными граувакками, которые выше сменяются глинистыми породами и гипсами. В генетическом плане они представляют речной аллювий, отложения пролювиальных конусов выноса и озерного мелководья, накапливавшиеся в условиях господства аридного климата

В подошве разреза пород нижнего эоцена (толща Шасыся, ES41), накапливавшихся в период активизации процессов рифтогенеза, преобладают известняки и доломиты На востоке центральной депрессии они включают пласты и пачки ангидритов и каменной соли, общая мощность которых местами достигает 400 и даже 600 м В других районах карбонатные породы сменяются глинами (аргиллитами) темно-серого и коричневого цвета, которые переслаиваются с известняками, песчаниками и горючими сланцами. Присутствие больших количеств вкраплений пирита в пластах этих отложений, которые рассматриваются в качестве нефтематеринских, указывает на то, что циркуляция вод в бассейне была весьма ограниченной, а на дне господствовали восстановительные условия Судя по составу фаунистических осадков, описываемые осадки накапливались в условиях аридного климата [Yuan, Qui, 2001] Активизация подвижек по разломам привели во второй половине раннего эоцена к масштабному обновлению палеорельефа, которое сопровождалось широким распространением веерообразных дельт Вблизи палеоподнятий стали накапливаться гравелиты и песчаники

В конце эпохи Шасышан (начало среднего эоцена, Es42) процессы рифтогенеза усилились, объемы поступавшей в озеро воды возросли и площадь озера заметно возросли В центральном и северном секторах впадины, где установились лагунные условия, происходила аккумуляция эвапоритов, а также тонкозернистых терригенных осадков, обогащенных ОВ и способных генерировать УВ В восточной периферии водоема накапливались песчаные отложения в составе аккумулятивных гряд и баров, в то время как на севере, вблизи источников сноса обломочного материала, появились веерообразные дельты. В некоторых районах, на удалении от источников сноса продолжался рост небольших биогермных построек

Усиление подвижек по пограничным разломам в конце эпохи Шасышан сопровождалось образованием подводных склонов, а в их пределах подводных каньонов и конусов выноса разного типа, сложенных осадками гравитационного генезиса Песчаники, накапливавшиеся в раннем и начале среднего эоцена,

представлены преимущественно кварц-полевошпатовыми и полевошпатово-кварцевыми граувакками Граувакковые аркозы встречаются в составе прибрежных баров и других аккумулятивных форм

Масштабные опускания земной коры продолжались на протяжении большей части среднего эоцена (эпоха Шасань) В центральной части водоема возникла глубоководная котловина, где погружение не компенсировалось накоплением осадков Это время характеризовалось наибольшим разнообразием седименгационных обстановок В разрезах отложений этого возраста были выделены отложения веерообразных и речных дельт, различных подводных конусов выноса Суммарная мощность пород меняется в пределах от 700 до 1000 м В устьях подводных каньонов, прорезавших подводные склоны, происходило формирование глубоководных конусов выноса, сложенных песчаниками и гравелистыми песчаниками гравитационного генезиса В их составе преобладают фрагменты пород, 30-50%, тогда как на полевые шпаты и кварц приходится от 20 до 30% В центральной депрессии широкое распространение получили комплексы флаксо-турбидитов, в которых турбидиты находятся вместе с оползшими массами осадков Эти образования выполняют древние подводные русла и представлены переслаиванием алевролитов и мелкозернистых песчаников. В краевых частях этих русел они замещаются алевролитами и алевритовыми глинами Распределение частиц по гранулометрическим фракциям в песчаниках этого типа почти идентично таковому в песчаниках речных дельт и насыпных валов на мелководье Это свидетельствует о том, что материал, которым сложены флаксо-турбидиты, поступал непосредственно из речной дельты. В то же время песчаники из конусов выноса у подножия подводных склонов генетически связаны с отложениями в составе фан-дельт

В конце среднего эоцена (эпоха Шасаньчжун, Евз2) речные дельты стали трать значительную роль Они постепенно выдвигались к центру центральной депрессии. Песчаники, сформировавшиеся во фронтальной части речных дельт, демонстрируют довольно высокую степень сортировки, а основная масса частиц песчаной размерности концентрируется в интервале от 0,25 до 0,1 мм.

Линзовидные песчаные тела флаксо-турбидитов, сформировавшиеся перед фронтом речной дельты, являются одним из важнейших типов коллекторов, вмещающих скопления нефти и газа в центральной депрессии. В первой половине эпохи Шасань основной депоцентр накопления осадков находился в восточном ее части, в микровпадине Нючжуан. Характер распределения частиц по гранулометрическим фракциям в дельтовых отложения, накапливавшихся в восточной периферии впадины, и во флаксо-турбидитах подводного конуса выноса Нючжуан, практически идентичен, что свидетельствует генетическую связь между теми и другими

В эпоху Шасаныпан тонкозернистые осадки, глины и глинистые алевролиты получили наибольшее распространение. В горизонты этих отложений внедряются линзовидные прослои песчаников и алевролитов, выполняющих подводные русла конусов выноса. С этим временем связано постепенное угасание процессов рифтогенеза, происходившее на фоне увеличения объемов выпадавших атмосферных осадков. В конце эоцена и начале олигоцена преимущественное распространение получили аллювиальные отложения, а в раннем олигоцене (эпоха Шаи) в периферийных районах впадины снова стали накапливаться карбонатные отложения, представленные биоморфными, детритовыми, водорослевыми и оолитовыми известняками

В большинстве районов впадины Дунин разрезы палеогеновых пород характеризуются циклическим строением и присутствием отложений с коллекгорскими, нефтематеринскими и экранирующими свойствами В этом нашло отражение совокупное влияние тектонических, климатических и эвстатических факторов

Глава 5. Нефтегазоносные комплексы в палеогеновых отложениях впадине Дунин

Нефтематеринские отложения В качестве основных нефтематеринских комплексов в палеогеновой части разреза впадины Дунин рассматриваются среднеэоценовые глины в составе толщи Шасышан (Ев^), а также горючие

сланцы и глины среднего и верхнего эоцена в разрезе толщи Шасань (ES31 и ES32) Содержание СорГ колеблется в пределах 2-5% в глинах и 5-19% в горючих сланцах. По составу кероген принадлежит к I или II типам Помимо водорослевых остатков в глинах и сланцах фиксируются аморфный сапропелевый материал. Вместе они составляют 80-100% в составе ОВ Мощность пород с высокими и хорошими нефтегенерационными свойствами возрастает в центральной депрессии впадины Дунин, Прогибание здесь носило устойчивый характер, что благоприятствовало сохранению ОВ, а в дальнейшем генерации большого количества УВ. Очаги их генерации в настоящее время приурочены к микровпадинам центральной депрессии По данным Цзинь Чжицзюня [2007], глины и горючие сланцы среднего и верхнего эоцена генерировали большую часть УВ (97,3%), которые сконцентрированы в месторождениях нефти, открытых во впадине Дунин

Исследование химического состава пород в толщах Шасышан, Шасанься и Шасаньчжун (Es,»2, ES31 и ES32), способных генерировать УВ, показало, что они накапливались в водной среде с разной соленостью Так, отложения в составе толщи Шасышан образовались в условиях повышенной солености вод и некомпенсированного прогибания Соответствующие образования из нижних подразделений свиты Шасанься - в условиях перехода от водоема с высокой соленостью к пресноводному озеру и компенсированного прогибания Наконец, глинистые породы и горючие сланцы из разреза толщи Шасаньчжун - в пресноводном водоеме [Li, Xiao, 1988]

В настоящее время нефтематеринские отложения залегают в центральной депрессии на глубину 3400-3800 м. Значения отражательной способности витринита колеблются в них между 0,6 и 0,8%. При этом большинство горизонтов горючих сланцев из верхней части толщи Шасышан (ES42), принадлежащих к нефтематеринским породам высокого класса, в настоящее время находятся на пике генерации нефтяных УВ (Ro превышает 0,9%) Породы среднеэоценового возраста (Шасанься, Es3') залегают на глубинах более 3000 м и характеризуются значениями Ro около 0,67% Они также могут быть отнесены к

высококачественным нефтематерннскнм образованиям. Содержания Сорг в темно-серых алевритовых глинах из разреза толщи Шасаньчжун (Евз2) колеблется от ОД до 2,1 %, в большинстве образцов - от 0,2 до 1,2 % Так как главной составляющей ОВ являются остатки высшей растительности, кероген нефтематеринских пород в данном случае принадлежит к типам II2 и Ш Индекс УВ-генерации обычно здесь ниже 190 мг/г Глубины, на которые погружены эти нефтематеринские отложения, не превышают 2.800 м, а значения отражательной способности витринита обычно достигают лишь 0,4% В большинстве своем эти образования еще находятся на стадии протокатагенеза

Сопоставление параметров нефтематеринских пород с составом нефтей из разных месторождений, открытых во впадине Дунин, свидетельствует о том, что основными источниками УВ являлись темноцветные глины и горючие сланцы из разрезов среднего эоцена (Еб42 и Ебз')

Породы-коллекторы. Основными коллекторами во впадине Дунин являются песчаники, представленные преимущественно средне- и мелкозернистыми разностями с цементом порового типа Как было показано в гл. 3, по составу это граувакки, граувакковые аркозы и аркозы Содержание кварца в них меняется от 35 до 60% (среднее 46%), полевых пшатов - от 25 до 40% (среднее 32%), обломков пород - от 10 до 33% (среднее 23%) В цементе преобладают глинистый материал (среднее содержание 11%) и кальцит (среднее содержание 8,2%) По мере увеличения концентрации цементирующего материала значения пористости и проницаемости заметно снижаются Их ухудшению способствует также разрастание регенерационных каемок вокруг кварцевых зерен, следствием чего является закупорка поровых каналов.

Месторождение Нючжуан является типичным по строению, составу и свойствам коллекторов для центральной депрессии, где сосредоточено большинство из открытых к настоящему времени скоплений нефти Согласно статистическим данным, коллекторы в районе этого месторождения представлены песчаниками в составе линзовидных тел субширотного простирания Протяженность наиболее крупных из них варьирует от 1,5 до 4 км

(среднее 2,3 км) при ширине 0,6-2,6 км (среднее 1,28 км) и площадью от 1 до 6 км2 (среднее 2,23 км2) Глубина залегания песчаных коллекторов обычно составляет 2800-3200 м, максимальная их мощность не превышает 30 м. В большинстве своем толщина отдельных песчаных пластов значительно ниже, причем в 1фовле и подошве они граничат с глинистыми породами

Песчаные коллекторы в центральной депрессии в целом характеризуются не очень высокими фильтрационно-емкостными свойствами. Согласно статистическим данным, средняя пористость песчаников, эксплуатируемых на площади Нючжуан, не превышает 15,2% Значения же проницаемости сильно варьируют от 0,018 до 5000 мкм2 При этом у половины образцов она была ниже 5-10"3 мкм2 Следует отметить, что между значениями проницаемости и пористости часто наблюдается прямая зависимость

Основным видом коллектора в пределах северного крутого впадины являются гравелиты и песчаники в составе древних фан-дельт Они хорошо изучены в районе Чжэнцзя, где находится одноименное месторождение нефти В фациальном отношении в разрезе верхнего эоцена здесь выделяются фации прибрежной равнины, подводных разветвленных русел, а также приустьевых баров, сложенных преимущественно песчаниками, конгломератами и гравелистыми песчаниками

Коллекгорские свойства в отложениях разветвленных русел и устьевых баров заметно различны Первые в основном представлены серыми или буровато-черными разнозернистыми гравелистыми песчаниками, сложенными обломками пород (45-55%) при довольно низком содержании кварца (22-30%) Размер обломков, которые характеризуются угловатой формой и плохой сортировкой, колеблется от 2 до 4 мм при максимальных размерах 8 мм. Цемент в описываемых породах - поровый, базальный, контакты между зернами точечные При этом пористость пород-коллекторов очень высокая, от 25% до 30% Значения проницаемости меняются в широких пределах 201-1400 10'3 мкм2. Описываемые породы принадлежат к типу хороших коллекторов

Песчаные валы в устьях ветвящихся русел образованы разнозернистыми песчаниками Содержание обломков пород меняется в них в широких пределах от 24% до 43% при содержании кварца 26-36% Окатанность зерен и обломков, имеющих в основном угловатую форму, очень слабая, также как и степень сортировки Цемент в породах - поровый, контакты между зернами - точечные При содержании цемента от 1 до 8% величина пористости коллекторов колеблется от 28% до 30%, а проницаемости в пределах 400-1200-10"3мкм2 Таким образом, несмотря на короткое расстояние, на которое перемещался обломочный материал, сложенные им гравелиты и песчаники обладают хорошими коллекторскими свойствами

Среди месторождений нефти, открытых в районе южного и восточного пологих бортов впадины Дунин, самым крупным является месторождение Лянцзялоу, площадь которого составляет 180 км2. Здесь продуктивны песчаники в составе толщи Шасань и Шаэр, которые по составу относятся к полевошпатово-кварцевым грауваккам Содержание кварца в них меняется от 28 до 57% (среднее 44%), полевых шпатов от 20 до 35% (среднее 29%), обломков пород около 26% при максимальных значениях более 50% Зерна и обломки плохо окатаны, коэффициент сортировки обычно составляет 1,5 - 2,0, медианный размер зерен около 0,5 мм. Тип цемента - поровый, контактовый В его составе преобладает глинистый материал, до 6,2%, и кальцит - 2,7 %

Таким образом, роль основных коллекторов для залежей нефти и газа в палеогеновых отложениях впадины Дунин являются обломочные породы песчаники, гравелиты и алевролиты, формировавшиеся в различных седиментационных обстановках. Эти породы принадлежат к типу поровых, реже порово-трещинных коллекторов с пленочным или базальным цементом, в составе которого преобладает глинистый материал и карбонаты Наиболее высокими коллекторскими свойствами обладают песчаники и гравелиты в составе фан-дельт и подводных конусов выноса

В подводных конусах выноса наиболее высокой пористостью и проницаемостью обладают песчаники в составе тел, выполняющих подводные

каньоны и крупные русла в составе конусов, сформировавшихся в среднем эоцене в основании пологого южного склона впадины В северном секторе впадины отличными коллекторскими свойствами характеризуются отложения распределительных русел в средней части фан-дельт и приустьевых баров Несмотря на низкую степень зрелости обломочного материала, слабую окатанность и сортировку зерен и обломков, пористость песчаников здесь может достигать 28-30%, а проницаемость от 400 до 1200 10'3мкм2.

Нефтегазоносные комплексы н типы ловушек Для впадины Дунин характерно не только большое количество интервалов, включающих нефтематеринские образования и породы с коллекторскими свойствами, но также многочисленные пути миграции УВ и разнообразие ловушек. В соответствие с основными структурно - тектоническими зонами можно выделить три различные области аккумуляции, в пределах крутого борта впадины, центральной депрессии и пологого ее борта (Wang, Qian, 1992) Наибольшие доказанные запасы нефти и газа сосредоточены в районе крутого, северного борта впадины, более 40% На центральную депрессию и пологий борт приходится 26,8 и 28,5% от объема всех запасов соответственно

Как упоминалось выше, в депрессиях центральной котловины были вскрыты бурением преимущественно отложения глубоководных конусов выноса, среди которых помимо турбидитов широко распространены оползшие массы осадков и комплексы обвальных образований (флаксо-турбидиты) Их формирование было обусловлено выдвижением речных дельт к краю прибрежной отмели и эродирующим действием мутьевых течений на окружавшие подводные русла валы, что приводило к их обрушению Многие линзовидные песчаные тела внедрялись в толщи глинистых гемипелагических осадков. Эти тела разбиты разломами и зачастую не сообщаются между собой, что благоприятствовало формированию литологически экранированных залежей нефти Там же, где более древние комплексы гравитационных осадков контактируют с горизонтами песчаников, сформировавшихся позднее, происходила миграция УВ из нижних коллекторских горизонтов в расположенные выше

Цитологически экранированные залежи УВ обнаружены и в пределах северного борта впадины, преимущественно в отложениях фан-дельт и расположенных в основании древнего подводного склона гравитационных образованиях Помимо них здесь известны залежи в стратиграфических ловушках, приуроченных к поверхностям несогласия, а также залежи в структурных ловушках с элементами литологического экранирования Для северо-западного сектора впадины Дунин характерно большое разнообразие открытых здесь типов месторождений. Наиболее крупные залежи нефти в ловушках литологического и стратиграфического типа были открыты в районе южного борта впадины, в зонах Лянцзялоу и Далуху

Следует отметить, что многие залежи нефти в бортовых частях впадины приурочены к поверхностям несогласия, разделяющим крупные комплексы палеогеновых отложений Несогласия были связаны с действием мутьевых и других гравитационных течений, активизация которых была вызвана подвижками по основным системам разломов Поверхности несогласия часто становились каналами миграции УВ, что благоприятствовало формированию скоплений УВ как в бортовых, так и периферийных частях впадины.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Впадина Дунин является одной из богатейших рифтовых впадин не только в бассейне Бохайского залива, но и во всем Тихоокеанском регионе Этому способствовали унаследованный характер геологического развития, а также оптимальное сочетание нефтематеринских отложений, пород-коллекторов и флюидоупоров, замещающих друг друга как на площади, так и в разрезе Разнообразие литолого-фациального состава эоценовых и олигоценовых осадков, сформировавших мощные комплексы пролювиальных, дельтовых, фан-дельтовых и глубоководных образований гемипелагического и гравитационного генезиса (в составе разнообразных конусов выноса), предопределило широкое распространение пластов песчаников и гравелитов, которые заполнялись УВ, мигрировавшими из горизонтов горючих сланцев и глин, обогащенных ОВ. Потоки УВ, поднимавшихся по восстанию пластов и вдоль многочисленных

разломов, заполнили не только антиклинальные структуры, но также ловушки стратиграфического и литолошческого типов При этом роль основных коллекторских горизонтов сыграли песчаники в составе отложений фан-дельт и глубоководных конусов выноса Детальное изучение этих образований позволит в будущем увеличить запасы УВ, разведанные к настоящему времени во впадине Дунин.

Список научных работ по теме диссертации

1. Литолого-фациальные типы, коллекгорские свойства и нефтегазоносность палеогеновых отложений впадины Дунин, бассейн Бохайского залива (совместно с А И Конюховым) Материалы VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». М: ФГУП ГНЦ РФ - ВНИИгеосистем 2007 Т 2 С. 116-120.

2. Фильтрационно-емкостные свойства палеогеновых коллекторов во впадине Дунин (бассейн Бохайского залива)//Вестник Мое ун-та Сер 4 Геология 2007 №4 С. 57-61.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж IОС экз Заказ № /л

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Чэнь Сяоцзюнь

Введение.

Глава 1. История геологического изучения впадины Дунин.

Глава 2. Геологическое строение региона.

2.1. Стратиграфия отложений.

2.1.1. Архей и нижний протерозой.

2.1.2. Палеозойская группа.:.

2.1.3. Мезозойская группа.

2.1.4. Кайнозойская группа.

2.1.4.1. Палеогеновая система.

2.1.4.2. Неогеновая система.

2.1.4.3. Четвертичная система.

2.2. Тектоническое строение региона.

2.2.1. Тектоническое строение бассейна Бохайского залива.

2.2.2. Тектоническое строение впадины Дунин.

2.2.2.1. Северная и южная бортовые зоны.

2.2.2.2. Центральная депрессия.

2.2.2.3. Основные системы разломов.

2.2.2.4. Поверхности несогласия и их тектоническое значение.

2.3. История геологического развития.

ГЛАВА 3. Литологическая характеристика пород.

3.1 .Терригенные кластические породы.

3.2. Глинистые породы.

3.3. Карбонатные породы.

3.4. Эвапориты.

ГЛАВА 4. Литолого-фациальные комплексы кайнозойских отложений и обстановки их аккумуляции.

4.1. Основные литолого-фациальные комплексы палеогеновых отложений.

4.1.1. Пролювиальные конусы выноса.

4.1.2. Веерообразные дельты (фан-дельты) и прибрежные подводные конусы выноса (системы разветвленных русел на мелководье).

4.1.3. Песчаные валы на мелководье.

4.1.4. Речные дельты.

4.1.5. Подводные каньоны.

4.1.6. Глубоководные конусы выноса.

4.1.6.1. Глубоководные гравитационные образования в основании крутого склона.

4.1.6.2. Глубоководные конусы выноса на пологих склонах.

4.1.6.3. Комплексы отложений флуксо-турбидитного генезиса.

4.2. Палеогеография впадины Дунин на разных этапах ее развития в палеогене.

4.2.1. Эпоха Кундянь (палеоцен - ранний эоцен, Ек).

4.2.2. Эпоха Шасы (ранний эоцен - начало среднего эоцена, ES4).

4.2.3. Эпоха Шасанься-Шасаньчжун (средний и поздний эоцен, ES3).

4.2.4. Эпоха Шасаньшан - Шаэрся (поздний эоцен. ES3 - Es2).

4.2.5. Эпоха Шаэршан-Дунин (ранний и поздний олигоцен, ES2 - Ed).

4.3. Факторы,определявшие процессы седиментации в палеогеновом озерном водоеме.

Глава 5. Нефтегазоносные системы в кайнозойских отложениях впадины

Дунин.

5.1. Нефтегазоматеринские отложения.

5.2. Фильтрационно-емкостные свойства коллекторов.

5.2.1. Центральная депрессия.

5.2.2. Фильтрационно-емкостные свойства коллекторов в пределах северного, крутого борта.

5.2.3. Свойства пород-коллекторов в районе южного, пологого борта.

5.3. Особенности размещения залежей нефти и газа.

5.3.1. Центральная депрессия.

5.3.2. Зона крутого борта впадины.

5.3.3. Зона пологого борта впадины.

5.3.4. Кольцевой характер распределения залежей.

5.4. Перспективы нефтегазоносности.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Условия формирования пород-коллекторов в палеогеновых отложениях впадины Дунин"

Актуальность работы. Изучение геологического строения, литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств палеогеновых отложений впадины Дунин, самой богатой по запасам нефти в бассейне Бохайского залива, является актуальной проблемой, так как выявление генезиса и особенностей распространения пород, способных вмещать скопления углеводородов (УВ), позволит уточнить перспективы открытия новых их залежей в других впадинах этого бассейна и, кроме того, поможет выявить закономерности развития впадин рифтового происхождения, которые в последнее время стали объектами поисков и разведки нефти и газа на Дальнем Востоке России. Активное прогибание в бассейне Бохайского залива, начавшееся в раннем эоцене и вызванное подвижками вдоль крупного разлома Тан Jly, привело к возникновению нескольких десятков озерных водоемов, в которых накапливались преимущественно терригенные отложения. Во впадине Дунин в течение палеогена и неогена сформировалась толща осадков мощностью более 7.000 м. Уникальное сочетание в разрезе нефтематеринских отложений, пород-коллекторов и флюидоупоров предопределило большое количество открытых здесь скоплений нефти, запасы которой превышают 2 млрд т. Ежегодный прирост запасов составляет 30-50 млн т.

Цель работы заключается в выявлении закономерностей формирования пород - коллекторов в различных структурно-тектонических зонах, а именно в центральной депрессии впадины Дунин и прилегающих к ней северном крутом и южном пологом бортовых частях, и на этой основе прогнозирование перспектив открытия новых скоплений УВ в этой и соседних впадинах бассейна Бохайского залива.

Задачи, которые решались в процессе выполнения данной работы:

1. Выделение различных литолого-фациальных комплексов палеогеновых отложений, а имрно пролювиальных конусов выноса, фан-дельт, fe речных дельт, глубоководных конусов выноса, сложенных турбидитами и флаксо-турбидитами;

2. Выявление закономерностей изменения вещественного состава обломочных пород в различных структурно-тектонических зонах и на разных уровнях в разрезе палеогена;

3. Уточнение путей переноса и распространения обломочного материала, которым образованы песчаные коллекторы в наиболее продуктивных районах впадины;

4. Построение литолого-фациальных карт для различных отрезков эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтеносных комплексов в исследованном регионе;

5. Изучение коллрхорских свойств обломочных пород в различных

К» стр%трэно-тектоничских зонах и на этой основе уточнение перспектив открытия новых скоплений нефти и газа во впадине Дунин.

Работа выполнена по материалам собственных исследований автора, проведенных в лаборатории коллекторов Шандунского отделения китайской нефтяной компании СИНОПЕК, в процессе которых им было изучено более 1000 образцов керна.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Изучен минеральный состав и гранулометрия обломочных пород, накапливавшихся в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин. Это позволило установить, что песчаники, относящиеся к грауваккам, аккумулировались в составе пролювиальных конусов выноса и фан-дельт, а также в основании крутого и пологого склонов впадины, тогда как песчаники преимущественно аркозового состава отлагались в речных дельтах и в минивпадинах центральной депрессии;

2. Построены палеогеографические карты для различных эпох эоцена, с которыми было связано формирование основных нефтегазоносных комплексов, включающих отложения с нефтематеринскими свойствами, породы-коллекторы и флюидоупоры;

3. Показано, что источником обломочного материала, поступавшего в подводные конусы выноса в бортовых зонах впадины, были фан-дельты и, возможно, пролювиальные конусы выноса, тогда как материал, накапливавшийся в центральной депрессии, поступал из речных дельт, формировавшихся в восточном секторе впадины и постепенно проградировавших к ее центру;

4. Наилучшими фильтрационно-емкостными свойствами характеризуются песчаные тела в составе фан-дельт в районе северного крутого борта, а также песчаники, выполняющие крупные русла подводного конуса выноса в основании южного, пологого склона. Песчаные тела в составе конусов выноса, сформировавшихся в центральной депрессии и в основании северного крутого склона впадины, отличаются низкими фильтрационно-емкостными свойствами.

Публикации и апробация работы. Основные результаты работы изложены в материалах Международной конференции «Новые идеи в геологии», проведенной в апреле 2007 г. в Российском геолош-разведочном университете (РГГРУ).

Теоретическая и практическая значимость. Проведенные исследования позволили уточнить литологический состав и гранулометрию обломочных пород палеогенового возраста, выявить генетические связи между образованиями в глубоководных конусах выноса, формировавшихся в эоцене в различных структурно-тектонических зонах впадины Дунин, с одной стороны, речными дельтами и фан-дельтами, с другой. Показано, что песчаные тела, играющие роль коллекторов нефти в центральной депрессии, образовались в подводных руслах конусов выноса за счет материала, поступавшего из речных дельт, располагавшихся в восточной части озерного водоема. Более мелкие подводные конусы выноса питались обломочным материалом, который сносился с озерного мелководья при размыве фан-дельт, приустьевых баров и штормовых гряд. Изучение фильтрационно-емкостных свойств песчаных коллекторов позволило выявить зоны распространения песчаных тел с различными коллекгорскими свойствами, что в свою очередь сделало возможным разработать рекомендации по проведению дальнейших разведочных работ на нефть и газ во впадине Дунин.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 60 наименований, включает 44 иллюстрации и 2 таблицы. Объем текста -103 стр.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Чэнь Сяоцзюнь

Выводы:

1. Развитие седиментационных процессов контролировалось особенностями тектонической эволюции, следствием чего стало разнообразие седиментационных систем, получивших распространение в палеогене.

2. Аккумуляция большого количества пластов осадков, обогащенных ОВ, предопределила высокий уровень генерации УВ во впадине. Нефтяные залежи сформировались в ловушках разного типа на разных стратиграфических уровнях разреза.

3. Жидкие УВ продуцировались глинами и горючими сланцами в глубинных очагах и мигрировали в краевые зоны, где попадая в ловушки, подвергались биодеградации. Это предопределило зональное, кольцеобразное размещение УВ во впадине: легкие нефти в центральной ее части, тяжелые - в краевых зонах, газовые залежи в областях, граничащих с палеоподнятиями.

Заключение

Впадина Дунин является одной из богатейших рифтовых впадин не только в бассейне Бохайского залива, но и во всем Тихоокеанском регионе. Этому способствовали унаследованный характер геологического развития, а также оптимальное сочетание нефтематеринских отложений, пород-коллекторов и флюидоупоров, замещающих друг друг как на площади, так и в разрезе. Разнообразие литолого-фациального состава эоценовых и олигоценовых осадков, сформировавших мощные комплексы пролювиальных, дельтовых, фан-дельтовых и глубоководных образований гемипелагического и гравитационного генезиса (в составе разнообразных конусов выноса), предопределило широкое распространение пластов песчаников и гравелитов с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами, которые заполнялись УВ, мигрировавшими из смежных с ними пачек горючих сланцев и глин, обогащенных ОВ. Потоки УВ, поднимавшихся по восстанию пластов и вдоль многочисленных разломов, заполнили не только антиклинальные структуры, но также ловушки страцрафического и литологического типов. При этом роль основных коллекторских горизонтов сыграли песчаники, аккумулировавшиеся в распределительных руслах глубоководных конусов выноса эоценового возраста. Детальное изучение этих подводных фенов позволит в будущем увеличить запасы УВ, разведанные к настоящему времени во впадине Дунин.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Чэнь Сяоцзюнь, Москва

1. Баженова O.K., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.И. Геология и геохимия нефти и газа. М.: Издательство МГУ. 2004.412 с.

2. Бурлин Ю.К., Конюхов А.И., Карнюшина Е.Е. Литология нефтегазоносных толщ. М.: "Недра", 1992. 282 с.

3. Варнавский В.Г., Жаров А.Э., Кириллова Г.Л. и др. Геология и нефтегазоносность Охотско-Шантарского осадочного бассейна. Владивосток: ДВО РАН. 2002. 148 с.

4. Высоцкий И.В., Оленин В.Б., Высоцкий В.И. Нефтегазоносные бассейны зарубежных стран. М.: Недра. 1981.479 с.

5. Геодекян А.А., Забанбарк А., Конюхов А.И. Тектонические и литологические проблемы нефтегазоносности континентальных окраин. М.: "Наука". 1998.175 с.

6. Кириллова Г.Л., Жаров А.Э. Кайнозойские нефтегазоносные бассейны Танлу-Охотской и Хоккайдо-Сахалинской сдвиго-раздвиговых систем Материалы 7-й Международно конференции "Новые идеи в геологии нефти и газа". М.: "ГЕОС". 2005. С. 204-207

7. Лимонов А.Ф., Бурлин Ю.К. Строение, развитие и нефтегазоносность бассейна Бохай (КНР) // Геология нефти и газа. 1988. № 10. С. 53-57.

8. Милановский Е.Е. Основные этапы рифтогенеза на территории Китая. М.: Изд-во МГУ. 1991.148 с.

9. Цзинь Чжицзюнь. Механизм образования залежей УВ и закономерности распределения средних и крупных нефтегазовых месторождений Китая. Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук. Москва .2006.360с.

10. Шванов В.Н. Петрография песчаных пород. Л., 1987.269 с.

11. Allen, М.В., D.I. McDonald, X. Zhao et al. Early Cenozoic two-phase extension and late Cenozoic thermal subsidence and inversion of the Bohai basin, Northern

12. China // Marine and Pertroleum Geology. 1997. V.14, N 7-8. P. 951-972.

13. Cha Ming. Oil and gas secondary migration and accumulation in rift basin. Beijing: Geology Press. 1997.125 p.

14. Chen Buke, He Jianjun, J. D. Pigott. A discussion on evolution mechanism of the tertiary Dongying depression, East China // Journal of Chendu University of Technology. 2000. V. 27. No. 4. P. 359-367.

15. Feng Youliang. Study of palaeogene sequence stratigraphy in Dongying sag // Earth Science. 1999. V. 4. N 6. P.634-643.

16. Feng Youliang. Study of character reservoir, condition formation and accumulation oil and gas in Dongying sag // Shengli Geology Science Institute. 1993. 122 p.

17. Feng Zengzhao. Sedimentology. Beijing. China Petroleum Industry Press. 1993. 326 p.

18. Fort X., Brun J.-P., Chauvel F. Salt tectonics on the Angolan margin // Bull AAPG 2004. V. 87. n 11. P. 1523-1544.

19. Fu Jinping, Zheng Herong, Sun Honglei. Relation between tectonic characteristic and reservoir formation condition in Dongying sag // Compound Oil and Gas Field. 1995. V. 6. N2. P. 5-11.

20. Fu Jinping. Effect tectonic condition on reservoir formation in Jiyang depression // Shengli Geology Science Institute. 1995.65 p.

21. Hao Yunqing, Bian Xuemei, Wang Deping, Li Peizhen, Li Baoli. Discuss on sedimentary environment of the dark mudstone intervals of Kongdian formation from well Wang 46,.Dongying sag. Geology Science Institute Shengli Oilfield. 2005.

22. Hong Zhihua. Geochemistry character of Palaeogene source rock in Jiyang depression// Geochemistry. 1983. V. 1. P. 25-29.

23. Hong Zhihua. Genetic potential of depression Dongying. Collection ofgeochemistry disquisition // Geology Press. 1987. P. 35-40.

24. Jolivet, L., P.Davy, and P. Cobbold. Right-lateral shear along the northwest Pacific margin and the India-Eurasia collision. Tectonics, 1990, v.9, No.6. PI409-1419.

25. Jin Qiang, Wang Rui, Zhu Guangyou, Zang Yi, Rong Qihong. The lacustrine Liangjialou fan in the Dongying depression, Eastern China: deep-water reservoir sandstones in a non-marine rift basin // Journal of Petroleum Geology. 2005. V. 28. N4. P. 397-412.

26. Jin Qiang, Wang Weifen, Zhu Guangyhou, Rong Qihong. A deep water reservoir of the sub-lacustrine fan in Dongying depression, China // AAPG International Conference, Barcelona. Spain, 2003. P. 21-24.

27. Liao Yongsheng. Application of С isotohe to study generating hydrocarbon. Collection of geochemistry disquisition // Geology Press. 1987. P. 123-128.

28. Li Pilong. Oil and gas distribution patterns in Dongying depression, Bohai Bay Basin // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2004. V. 41. P. 57-66.

29. Li Pilong. Reservoir formation and oil/gas distribution patterns in Dongying depression. Beijing. Petroleum Industry Press. 2000.135 p.

30. Li Sitian, Xie Xinong, et.al. Studies on sedimentology, structure and hydrocarbon accumulation of Tertiary Dongying depression. China Geology University and Shengli Geology Science Institute. 2000.298 p.

31. Li Sumei, Pang Xiongqi, Li Maowen, Jin Zhijun. Geochemistry of petroleum systems in the NiuZhuang south slope of Bohai bay basin part 1: source rock characterization // Organic Geochemistry. 2003. V. 34. P. 389 - 412.

32. Liu X., Wang Y., Wang В., He L. Wang, and H. Chen. Part I: Offshore Bohai // In: Z.Gong et al., eds. Bohai, Yellow sea and Eastern China Sea. Beijing, Petroleum Industry Press. 1987. P. 258.

33. Northrup, C.J., L.H. Royden, and B.C. Burchfiel. Motion of the Pacific plate relative to Eurasia and its potential relation to Cenozoic extension along the eastern margin of Eurasia. Geology, 1995, v.23, No. 8, P. 719-722.

34. Pang Xiongqi, Li Sumei, Jin Zhijun, Bai Guoping. Quantitative assessment of hydrocarbon expulsion of petroleum systems in the Niuzhuang sag, Bohai bay basin, east China //Acta Geologica Sinica. 2004. V. 78. N.3. P. 615-625.

35. Qiu Yinan, Xue Shuhao. Technical evaluate on collector oil and gas. Beijing. China Petroleum Industry Press. 1994.201 p.

36. Shu Huagui, Sun Hongzhi. New kind of ostracoda in Paleogene formation, Jiyang depression // Paleontology Transaction. 1985 V. 4. P. 46-51.

37. Shuai Defu, Wang Binghai et.al. Petroleum geology of China. Beijing // China Petroleum Industry Press. 1993. V. 6.518 p.

38. Wang Binghai, Qian Kai. Geology research and exploration practice in the Shengli petroleum province. Shandong. Petroleum University Press. 1992.357 p.

39. Wang Duanping, Song Guoqi. Collection of exploitation and exploration disquisition in the Shengli petroleum province. Petroleum University Press. 2001. 328 p.

40. Wang Ning. Study of lithologic reservoir formation condition, oil and gas accumulation and exploration potential. Shengli Geology Science Institute. 1996.78 p.

41. Wang Shangwen, Zhang Wanxuan, Zhang Houfu, Tan Shidan. Petroleum geology of China. Beijing. China Petroleum Industry Press. 1994.470 p.

42. Wang Tao. Geology of reservoir oil and gas in rift basin, eastern China. Beijing. China Petroleum Industry Press. 1997.196 p.

43. Wang X. et al. Tan-Lu fault zone. Beijing. Geological Publishing House. 2001. 374 p.

44. Xie X., С. M. Bethke, S. Li, X. Liu, H. Zheng. Overpressure and petroleum generation and accumulation in the Dongying depression of the Bohaiwan basin // China. Geofluids. 2001. V. 1, P. 257-271.

45. Xu Jinli. Disscusion of Palaeogene alga and their living space in Dongying sag. Collection of paleontology disquisition, Shandong. Ocean and Sea Press. 1986.1. P. 127-132.

46. Yan Huo. The alluvial fan, fan-delta and sublacustrine fan of Paleogene age within Liaohe rift, Liaoning province, China// Sedimentary geology. 1990. V.68. P. 75-85.

47. Yao Yimin. Application technology SEM to study structure of octrocoda. Collection of disquisition, Association Paleontology China. Anhui Science and Technology Press, 1986. P. 125-131.

48. Yao Yimin, Xiang Weida, Xia Yurong. Turbidite in Shahejie group Oligocene formation, Dongying sag // Petroleum Transaction. 1985. V. 1. P. 32-37.

49. Yuan Jing, Qin Ke. Characteristics of evaporate generated in deep water of Sha-4 member in Dongying sag // Journal of University of Petroleum, China. Vol. 25 N.l. 2001. P. 9-11.

50. Zeng Jianhui, Zheng Herong, Wang Ning. Dynamics characteristics of lithologic reservoir formation in Dongying sag // Oil and Gas Geology. 1998 V. 19. N 4.1. P. 326-329.

51. Zhang Linye, Li Xuetian. Contributing factor of natural gas in shallow formation, Jiyang depression. Petroleum exploration and exploition, 1990. N 1. P.56-61.

52. Zhang Houfu, et.al. Petroleum geology. Beijing. China Petroleum Industry Press. 1999.345 p.

53. Zheng Herong, Huang Yongling, Feng Youliang. Abnormal formation pressure and reservoir formation in Dongying sag // Petroleum Exploration and Exploitation. 2004. V. 27. N.4. P.53-59.

54. Zhou Guangjia. Study of organic matter in Oligocene formation, Jiyang depression. Geology of oil and gas. 1984(2). P. 13-16.

55. Zhou Zili. New progress in study diagenesis // Message Geochemistry of Mineral and Rock. 1984. V. 1. P. 26-31.

56. Zhou Zili, L« Zhengmou. Diagenesis of Tertiary terrigenous clastic rock an estimate reservoir formation // Science Earth-Transaction ,Wuhai Geology Institute. 1987. V.3. P. 35-39.