Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Зональность нефте- и газонакопления в подсолевых отложениях бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северо-восточного обрамления

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Трунова, Марина Ивановна

Введение

Глава 1 Геотектоника Прикаспийской мегасинеклизы и юго- 6 восточной части Волго-Уральской антеклизы

1.1 Структура мегасинеклизы и сопредельных районов

1.2 Геотектоническое районирование мегасинеклизы и юго- 12 восточной части антеклизы

1.3 Геофизическая изученность территории Прикаспийской 25 мегасинеклизы и юго-восточного окончания Волго-Уральской антеклизы

Глава 2 Литолого-стратиграфическая характеристика подсолевых отложений

Глава 3 Регионально-нефтегазоносные комплексы подсолевых 44 палеозойских отложений

3.1 Прикаспийская мегасинеклиза

3.2 Волго-Уральская антеклиза

Глава 4 Зоны нефтегазонакопления в подсолевых отложениях

4.1 Коллекторские свойства подсолевых отЛожений

4.2 Характеристика выявленных месторождений нефти и газа 68 исследуемой территории

Глава 5 Фазовая зональность углеводородов подсолевых 93 отложений бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточного обрамления

5.1 Термобарический режим

5.2 Пространственная зональность углеводородов

5.3 Раздельный прогноз зон нефте- и газонакопления в 129 глубокозалегающих пластах нижней перми карбона и девона в бортовых частях Прикаспийской мегасинеклизы и ее северовосточного обрамления

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Зональность нефте- и газонакопления в подсолевых отложениях бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северо-восточного обрамления"

Актуальность работы. Район исследований включает бортовые части Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточное обрамление (юг Оренбургской области). В пределах границ России по классификации ВНИИГаза (2000) выделяются два района: Уральский и Поволжский. Промышленная нефтегазоносность связана в основном с подсолевыми отложениями палеозоя и сосредоточена в 8 регионально-нефтегазоносных комплексах.

Уральский регион объединяет Приуралье и российское северовосточное обрамление Прикаспийской мегасинеклизы. Потенциальные ресурсы газа данного района оценены в 3,6 трлн. м3 и разведаны на 60 %. Практически все ресурсы представлены сероводородосодержащим газом.

Поволжский район расположен в пределах Прикаспийской мегасинеклизы и ее обрамления. Здесь выявлено нефтяных месторождений - 430, газовых - 45, газонефтяных - 34, газоконденсатных - 13, газоконденсатнонефтяных - 32. Начальные суммарные ресурсы газа о оцениваются в 10,2 трлн. м , 60 % из которых приурочены к глубокопогруженным отложениям карбона и девона. На больших глубинах свыше 5 км ожидается открытие нефтяных и нефтегазоконденсатных залежей в карбоне, девоне и даже нижней перми.

Практически все ресурсы газа высокосернистые и содержат H2S (до 37 %) и СО2 (до 20 %), образование которых произошло за счет сульфатов соленосных пород, в результате нисходящей миграции флюидов. Специфический состав газа ограничивает возможный объем его добычи. Выработанность начальных суммарных ресурсов составляет 29,7 %. Увеличение добычи возможно за счет нефти и газа с меньшим содержанием кислых продуктов. На возможность открытия в глубокопогруженных подсолевых отложениях бессернистых углеводородов указывают установленные притоки нефти и газа. Так, на площадях Упрямовская и Ерусланская (западный борт мегасинеклизы) нефть не содержит сероводород.

Эффективность поисково-разведочных работ на нефть и газ в сверхглубоких горизонтах возможна лишь на основе научно-обоснованного определения первоочередных объектов, которое базируется на фазовой зональности УВ и выделения в разрезе и пространстве зон преимущественно нефте - и газонакопления. Поэтому одной из основных актуальных проблем в бортовых частях Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточного обрамления является раздельное прогнозирование нефтеносности и газоносности глубоких недр.

Цель исследований. Выявление основных закономерностей формирования вертикальной и пространственной фазовой зональности углеводородов в пределах бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточного обрамления на основе комплекса изучения геотектонических и термобарических условий нефтегазообразования с целью дифференцированной прогнозной оценки перспектив нефте - и газоносности глубокопогруженных комплексов. Задачи исследований.

1. Изучение геотектонического строения и развития Прикаспийской мегасинеклизы и юго-восточной части Волго-Уральской антеклизы.

2.Выявление особенностей строения осадочного чехла.

3. Анализ коллекторов подсолевых карбонатных и терригенных отложений.

4.Исследование влияние мощных толщ соли на термобарический режим мегасинеклизы и антеклизы.

5. Разработка критериев выделения и прогнозирования фазово-различных зонУВ.

6. Раздельный прогноз зон нефти и газоконденсата в глубокозалегающих подсолевых отложениях нижней перми, карбона и девона.

Научная новизна выполненных исследований. Исследования, выполненные автором, позволили:

• Изучить вертикальную и пространственную фазовую зональность углеводородов бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточного обрамления.

• Представить схемы размещения в пространстве и разрезе фазово-различных зон и этапы их формирования.

• Обеспечить научно-обоснованное прогнозирование бессернистых углеводородов в глубоких недрах Прикаспийской мегасинеклизы. Фактический материал

Диссертация выполнена на кафедре теоретических основ поисков и разведки нефти и газа Российского Государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина.

Работа базируется на материалах, собранных автором в фондах ВНИГНИ, ВолгоУралНИПИгаза, ВолгоградНИПИнефти, а также на исследованиях "Лаборатории по освоению нефтегазовых ресурсов Прикаспийской впадины" кафедры теоретических основ поисков и разведки нефти и газа, в которых автор принимал непосредственное участие.

Практическая ценность работы. Реализация научно-обоснованных выводов по разработке критериев выделения и прогнозирования зон нефти, газа и газоконденсата в глубоко залегающих подсолевых отложениях нижней перми, карбона и девона позволит в значительной степени повысить эффективность поисково-разведочных работ на нефть и газ в сверхглубоких горизонтах.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, заключения и 5 глав, общим объемом страниц печатного текста,

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Трунова, Марина Ивановна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплекс геолого-геохимических и термобарических параметров, полученных при изучении геологического строения и истории развития Прикаспийской мегасинеклизы и сочлененной с ней Волго-Уральской антеклизы, позволил произвести прогноз фазовой зональности углеводородов в глубокозалегающих подсолевых палеозойских отложениях. Основные выводы сводятся к следующему:

1. Фазовая зональность углеводородов, ее процесс становления от палео к современной определился уникальным строением Прикаспийской мегасинеклизы и сопредельных территорий. Это, в первую очередь, глубокое залегание фундамента (до 22 км), мощная толща соли (до 5 км), разделившая осадочный чехол на надсолевой и подсолевой мегаструктурные этажи, и, наконец нисходящая миграция УВ в подсолевом комплексе от отложений нижней перми к карбону и девону.

Глубокое погружение фундамента определило образование относительно низкого термального режима в осадочном чехле. Во времени мощные толщи соли способствовали значительному охлаждению недр, в связи с чем палеотемпературы резко упали, - на 40 - 50°С.

Мощные толщи соли также предопределили образование сверхгидростатических пластовых давлений, которые возникают непосредственно под солью на глубине 3,9 - 4,0 км и достигают здесь максимальных значений (Кс - 1,5-2,0). Вниз по разрезу Кс линейно уменьшаются, иногда приближаясь к нормально-гидростатическим давлениям. Падение коэффициентов сверхгидростатичности пластовых двавлений связано с постепенно затухающей нисходящей миграцией УВ. Благодаря возникновению сверхгидростатичности в нефтегазовых палео-зонах происходил процесс растворения нефти в сжатом газе - образование вторичных газоконденсатов, широко развитых в мегасинеклизе и юго-восточной части антеклизы.

141

2. Прогноз фазовой зональности УВ в глубокозалегающих отложениях нижней перми, девона и карбона отражен на соответствующих картах, которые включают только изученные бортовые части мегасинеклизы, а также юг Бузулукской впадины и Соль-Илецкий выступ.

Широким развитием в пределах указанных регионов пользуются главным образом нефтяные и газоконденсатно-нефтяные зоны.

Прогнозные зоны до глубин 4-6 км будут в основном содержать жидкие УВ, ниже по разрезу ожидаются первичные газоконденсаты и высокотемпературный газ. Граница перехода жидких УВ в газообразные в изученных зонах находится на различных гипсометрических уровнях (4,2; 4,5; 5,0; 5.5; 6,0 км).

3. Практически все ресурсы газа в изучаемом регионе высокосернистые и содержат - H2S до 37% и С02 до 20%, что позволяет использовать их главным образом в качестве крупных источников получения серы и углекислого сырья для химической промышленности. Образование неуглеводородных газов (H2S и С02) произошло за счет сульфатов соленосных пород. Вниз по разрезу на больших глубинах (около 6 км) в углеводородных скоплениях, удаленных от соленосной толщи, количество кислых газов уменьшается и даже полностью исчезает, что, по-видимому, связано с затухающей нисходящей миграцией флюидов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Трунова, Марина Ивановна, Москва

1. Айзенштадт Г.Е. Прикаспийская нефтегазоносная провинция -достижения и перспективы./ Геология нефти и газа. 1987. №11. С.1-6.

2. Айтиева Н.Т. Особенности разреза подсолевого комплекса Каратон-Тенгизской и Астраханской зон нефтегазонакопления //Геология нефти и газа. 1983. № 10. С. 16-20.

3. Багринцева К.И., Белозерова Г.Е. Особенности строения пустотного пространства карбонатных коллекторов палеозоя Прикаспийской впадины. В кн.: Коллекторские свойства пород на больших глубинах. М.: Наука, 1985.

4. Багринцева К.И., Белозерова Г.Е. Типы и свойства коллекторов в подсолевых отложениях Прикаспийской синеклизы / Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов. М.: Наука, 1987.

5. В.П. Перепеличенко, Г.П. Косачук. Освоение ресурсов Прикаспийской впадины / Газовая промышленность. 1998. - № 8. -34 -36.

6. Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области- Оренбург: Оренбургское книжное издательство, 1997 272 с.

7. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности солянокупольных бассейнов материков по геофизическим данным / Н.В. Неволин, Н.Я. Кунин, А.П. Андреев и др. М., Недра. 1977.

8. Геология и геодинамика нефтегазоносных территорий юга СССР /B.C. Шейн, Т.Н. Куницкая, К.Н. Кравченко и др. -М: Недра, 1986. 232 с.- Труды ВНИГНИ. Вып. 225.

9. Геология и геохимия нефти и газа: Учеб. Для вузов / А.А. Бакиров, М.В. Бордовская, В.И. Ермолкин и др. -М.: Недра, 1993. 288 с.

10. Геология и нефтегазоносность подсолевых отложений Прикаспийской впадины / Ю.А. Иванов, А.А. Голов, Л.Г. Кирюхин и др. М., Недра, 1977.

11. Геология и нефтегазоносность юго-востока Прикаспийской синеклизы (Западный Казахстан)/В.С. Мильничук, М.И. Тарханов, Н.Б. Гибшман и др. Алма-Ата: Наука, 1988. - 184 с.

12. Геохимические особенности нефтегазоносности Прикаспийской впадины: Труды института. Вып. 251./ Под ред. К.В. Фомкина М.: Недра, 1985. - 265 с. (Всесоюзный научно-исследовательский геологоразведочный нефтяной институт).

13. Геохимия и перспективы нефтегазоносности палеозойских отложений западного обрамления Прикаспия/ С.А. Пунанова, В.А. Чахмахчев, М.С. Зонн, З.Г. Агафонова/ Геология нефти и газа, 1996, № 3, с. 37-43.

14. Геохимия нефти подсолевых отложений западного обрамления Прикаспия/ С.А. Пунанова, В.А. Чахмахчев, З.Г. Агафонова и др./ Геология нефти и газа, 1997, № 7, с. 27-35.

15. Глубинная структура Прикаспийской мегасинеклизы главный фактор формирования и размещения зон нефтегазонакопления/ С.Е. Чакабаев, Т.Н. Джумагалиев, Э.С. Воцалевский и др. - М.: Недра, 1984. С.32-38. (Тр. МИНХиГП. Вып.176).

16. Дикенштейн Г.Х., Максимов С.П., Иванова Т.Д. Тектоника нефтегазоносных провинций и областей СССР. М., Недра, 1982.

17. Ермолкин В.И., Сорокова Е.И., Бобылева А.А. Формирование углеводородных скоплений в подсолевом комплексе Прикаспийской впадины / Советская геология, 1989. № 3, с. 31-40.20.3олотов А.Н. Тектоника и нефтегазоносность древних толщ. М., Недра, 1982. 240 с.

18. Ильинская В.В. Генетическая связь углеводородов органического вещества пород и нефтей. М.: Недра, 1985. - 160 с.

19. Историко-генетический метод оценки перспектив нефтегазоносности / JI.A. Польстер, Ю.А. Висковский, В.А. Николаенко и др. М.: Недра, 1984.- 199 с.

20. Котровский В.В. Геотермические условия образования и размещения залежей углеводородов в осадочном чехле Прикаспийской впадины. -Саратов: СГУ, 1986.- 155 с.

21. Краткая энциклопедия нефтегазовой геологии, М.: Изд-во Академии горных наук, 1998. 576 е.: ил. ISBN 5-7892-0034-6

22. Крылов Н.А., Авров В.П., Голубева З.В. Геологическая модель подсолевого комплекса Прикаспийской впадины и нефтегазоносность./Геология нефти и газа. 1994. № 6.

23. Мурзагалиев Д.М. Рифтовые структуры обрамления Прикаспийской синеклизы ./Геология нефти и газа. 1993. № 10.

24. Намиот А.Ю. Фазовое равновесие и добыча нефти. М.: Недра, 1976. - 183 с.

25. Неволин Н.В. Тектоника и нефтегазоносность Прикаспийской впадины в свете геофизических данных/ Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов/ М.: Наука, 1987.

26. Неволин Н.В. Тектоническая природа и нефтегазоносность Прикаспийской впадины //Сов. Геология. 1985. № 6. С. 86-95.

27. Нефтегазоносность подсолевых отложений /А.А. Аксенов, Б. Д. Гончаренко, М.К. Калинко и др. М.: Недра, 1985. - 205 с.

28. Нефтяные и газовые месторождения СССР. Справочник в двух книгах / Под ред. С.П. Максимова. Книга первая. Европейская часть СССР. -М.: Недра, 1987.- 358 с.

29. Перспективы нефтегазоносности Волгоградского Заволжья / А.А. Аксенов, А.А. Новиков, Л.Х. Багов, В.Н. Михалькова/ Геология нефти и газа, 1993, № 1.

30. Перспективы открытия залежей нефти и газа нетрадиционного типа на юге Оренбургской области / В.П. Гаврилов, Н.Б. Гибшман, П.И. Дворецкий и др. -М.: ОАО "Издательство "Недра", 1998. 229 е.: ил. -ISBN 5-247-03793-6

31. Политыкина М.А. Формирование коллекторов в подсолевых карбонатных отложениях Прикаспийской синеклизы и ее обрамления /Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов. М.: Наука, 1987.

32. Тектоническая карта нефтегазоносных территорий (провинций и областей) СССР. Масштаб 1: 2 500 000 / Гл. ред. В.В. Семенович. -Мингео, Миннефтепром и Мингазпром СССР, 1983.

33. Теоретические основы и методы поисков и разведки скоплений нефти и газа: Учеб. для вузов. 3-е изд., доп. и перераб. // А.А.Бакиров, Э.А. Бакиров, B.C. Мелик-Пашаев и др.; Под ред. А.А. Бакирова. - М.: Высшая школа, 1987.-384 с.

34. Туранов В.А., Самсонов Ю.В., Трунова М.И. Особенности распространения залежей нефти и газа в Оренбургской области.

35. Тезисы Юбилейной научной конференции к 70 летию РГУ нефти и газа, апрель 2000, г. Москва.

36. Чакабаев С.Е., Акишев Т.А., Курманов С.К., Лэсак Н.А. Сейсмические исследования Прикаспийской синеклизы на территории Казахской ССР/ Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов/М.: Наука, 1987.

37. Чакабаев С.Е., Булекбаев З.Е., Воцалевский Э.С и др. Зоны нефтегазонакопления подсолевого комплекса Прикаспийской впадины/ Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов/ М.: Наука, 1987.

38. Шпильман И.А., Шпильман С.И., Ярошенко А.В. Соотношение структур фундамента и осадочного чехла в зоне сочленения Прикаспийской синеклизы и Волго-Уральской антеклизы.//Советская геология. 1984. № 12. С. 5-15.

39. Щеглов В.Б., Югай Т.А., Клюев В.И. Карбонатные породы-коллекторы Карачаганакского газоконденсатного месторождения. В кн.: Коллекторские свойства пород на больших глубинах. М.: Наука, 1985.

40. Яншин. А.Л., Шлезингер А.Е. Геологическая модель формирования Прикаспийской впадины (проблемы и суждения) / Нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов. М.: Наука, 1987.

41. Прогноз нефтегазоносности юго-востока Прикаспийской синеклизы / М.С. Арабаджи, Р.С. Безбородов, А.В. Бухарови др. М.: Недра, 1993 -160 с.

42. Самсонов Ю.В., Туранов В.А., Трунова М.И. Прогноз нефте и газоносности Оренбургской области на основе фазовой зональности углеводородов. Тезисы Юбилейной научной конференции к 70-летию РГУ нефти и газа апрель 2000, г. Москва.

43. Соловьев Б.А. Этапы эволюции и нефтегазоносность осадочного чехла Прикаспийской впадины .//Теология нефти и газа. 1992. № 8.

44. Соловьев Б.А., Подкорытов Н.Г., Левшунова С.П. и др. Зональный прогноз нефтегазоносности девонского (эмско-нижнефранского) комплекса юга Оренбургской области.//Геология нефти и газа. 1998. № 5. С. 21-29.

45. Сырьевая база и добыча газа в России в XXI веке / А.И. Гриценко, В.А. Пономарев, Н.А. Крылов и др. М.: ООО "Недра-Бизнесцентр", 2000. - 148 е.: ил. - ISBN 5-8365-0000-0.

46. Тектоника и нефтегазоносность бортовых зон Прикаспийской синеклизы. /Г.Ж. Жолтаев, З.Е. Булекбаев. Алма-Ата.: Казахстан, 1975 г. - 205 с.1. Рукописные работы:

47. Анализ пространственной приурооченности УВ разного фазового состояния и раздельный прогноз зон нефте- и газонакопления в Оренбургской области. Москва. 1996.Научно-технический отчет.

48. Бакиров Э.А., Африкян А.Н., Едренкин С.С. Отчет по теме: Изучение геологического строения Прикаспийской мегасинеюшзы с целью выбора оптимальных направлений поисково-разведочных работ и повышение их эффективности, г. Москва. 1987.

49. Бакиров Э.А., Харахашьян Э.В. Отчет по теме 20-89. Разработка объемной геолого-физической модели продуктивной толщи месторождения Тенгиз с целью получения исходных данных для оптимизации разведки и разработки, г. Москва. 1989.

50. СПИСОК ГРАФИЧЕСКИХ ПРИЛОЖЕНИЙ

51. Рис. 1.1 Схема тектонического и нефтегазоносного районирования Прикаспийской мегасинеклизы и ее северо-восточного обрамления.

52. Рис. 1.2 Структурная схема поверхности фундамента.

53. Табл. 1.1 Основные геоструктурные элементы бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы в подсолевых комплексах.

54. Рис. 1.3 Структурная карта Прикаспийской мегасинеклизы по отражающему горизонту П2.

55. Рис.2.1 Прикаспийский кунгурский солеродный бассейн.

56. Рис.2.2 Схема структурно-фациального районирования подсолевого комплекса.

57. Рис.2.3 Типовые литолого-стратиграфические разрезы подсолевых палеозойских отложений бортовых зон Прикаспийской мегасинеклизы.

58. Рис.2.4 Сводный литолого-стратиграфический разрез подсолевых палеозойских отложений южного склона Волго-Уральской антеклизы.

59. Табл.3.1 Нефтегазоносность литолого-стратиграфических подсолевых комплексов в пределах крупных геоструктурных элементов бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы.

60. Табл.4.1 Выявленные месторождения нефти и газа в подсолевых отложениях Прикаспийской мегасинеклизы.

61. Табл.4.2 Содержание H2S в газе месторождений и площадей Прикаспийской мегасинеклизы.

62. Рис.4.1 Нефтегазоносное месторождение Карачаганак.

63. Табл.4.3 Характеристика структуры порового пространства карбонатных пород месторождения Карачаганак.

64. Рис.4.2 Оренбургское газоконденсатное месторождение.

65. Рис.4.3 Кенкиякское нефтяное месторождение.

66. Рис.4.4 Нефтегазоконденсатное месторождение Жанажол.

67. Рис.4.5 Месторождение Тортай.

68. Рис.4.6 Месторождение Тенгиз.

69. Рис.4.7 Астраханское газоконденсатное месторождение.

70. Рис.4.8 Лободинское газовое месторождение.

71. Рис.5.1 Модель генетической фазовой зональности углеводородов (по В.И. Ермолкину иЕ.И. Сороковой).

72. Рис5.2 Кривые изменения температур с глубиной в геотермических зонах Прикаспийской мегасинеклизы.

73. Рис.5.3 График изменения пластовых температур с глубиной в юго-восточной части Волго-Уральской антеклизы.

74. Рис.5.4 График изменения сверхгидростатических пластовых давлений в подсолевых отложениях Прикаспийской мегасинеклизы.

75. Рис. 5.5 График изменения сверхгидростатических пластовых давлений в подсолевых отложениях Прикаспийской мегасинеклизы.

76. Рис.5.6 Схема образования сверхгидростатических пластовых давлений в подсолевых отложениях юго-восточной прибортовой зоны Прикаспия.

77. Рис.5.7 Схема образования сверхгидростатических пластовых давлений в подсолевых отложениях Волго-Уральской антеклизы.

78. Рис.5.8 Схема палеозональности углеводородов в отложениях нижней перми и карбона бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северо-восточного обрамления.

79. Рис.5.9 Схема современной зональности углеводородов в подсолевых отложениях нижней перми, среднего и верхнего девона бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северо-восточного обрамления.

80. Табл.5.1 Сверхгидростатичность пластовых давлений месторождения Тенгиз.

81. Рис.5.10 Характеристика ёмкостно-фильтрационных свойств коллектора подсолевых отложений месторождения Тенгиз.150

82. Рис.5.11 Схема строения западного борта Прикаспийской мегасинеклизы.

83. Рис. 5.12 Геологический профильный разрез Оренбургского газоконденсатного месторождения.

84. Рис.5.13 Диаграмма фазовых состояний углеводородной системы в условиях сверхгидростатических пластовых давлений в зависимости от Тпл Кс.

85. Табл.5.2 Запасы нефти, газа и газоконденсата в регионально-нефтегазоносных комплексах Оренбургской области на 01.01.94г.

86. Рис.5.14 Схема раздельного прогноза зон нефтеносности и газоносности в подсолевых отложениях нижней перми, карбона и девона бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северовосточного обрамления.

87. Рис.5.15 Вертикальная фазовая зональность углеводородов подсолевых отложений бортовых частей Прикаспийской мегасинеклизы и её северо-восточного обрамления.