Литофациальный анализ и перспективы нефтеносности майкопской свиты западного Азербайджана и восточной Грузии
А.В. МАМЕДОВ
Майкопские отложения западного Азербайджана и восточной Грузии являлись объектом исследования многих геологов [1-9, 11-13]. Однако наиболее детально с применением структурно-картировочного и глубокого бурения указанные отложения изучались в Кировабадском и притбилисском районах, где были выявлены малодебитные залежи. В пределах остальной территории, заключенной между указанными районами, отложения майкопской свиты почти не изучены, тогда как на ней рассматриваемые отложения изобилуют эффективными нефтегазопроявлениями и представляют значительный интерес для поисков в них залежей нефти и газа.
Это обстоятельство побудило нас к обобщению всего существующего материала и анализу его с точки зрения оценки перспектив нефтеносности майкопских отложений этой обширной области. В основу собранного материала легли полевые геологические исследования автора (1951-1956 гг.) в пределах западного Азербайджана и восточной Грузии (междуречье Куры и Иори).
В результате проведенных геологических исследований были выявлены литофациальные особенности майкопской свиты в соответствии с геологическим строением области и размещением залежей нефти и нефтегазопроявлений.
Кроме того, для выявления закономерностей битумообразования и геохимической среды минеральной массы, в которой было законсервировано исходное органическое вещество, нами проводились лабораторные исследования, изучались вопросы распределения и характер органических веществ в породах майкопской свиты и физико-химические константы pH и Eh.
Ряд образцов по отдельным площадям и горизонтам исследовался на содержание органического углерода в лаборатории геохимии нефтяных месторождений Института геологии АН Аз. ССР. При этом мы исходили из положения, неоднократно высказанного многими исследователями, о том, что величина Сорг пород, если битумы в последних принадлежат к нефтяному ряду, служит одним из основных критериев для диагностики нефтепроизводящих свит.
Таким образом, перспективы нефтеносности майкопской свиты указанной области оценивались в совокупности условий, определяющих возможность процессов нефтеобразования и формирования скоплений нефти.
Анализ полученных данных и сопоставление их с картой фаций и мощностей майкопской свиты показали, что между мощностями и фациями отложений Майкопа и их нефтеносностью существует тесная зависимость, которая выражается в их зональности, что следует связывать с определенным тектоническим режимом при осадконакоплении. Распределение фаций и мощностей майкопской свиты показывает, что различные участки рассматриваемой области на данном этапе испытывали колебательные движения различной интенсивности. На фоне общего погружения Куринской впадины наиболее интенсивно прогибались Южно-Кахетинская зона и обширная полоса, протягивающаяся от Караязы через Джейранчельскую равнину до Аракса. Именно в этих двух зонах фиксируется максимальная мощность майкопской свиты - 2500-3500 м. Между указанными зонами от Тбилиси до Дуздага отмечается минимальная мощность майкопской свиты, не превышающая 1500-2000 м.
Поскольку мощности осадочных образований являются выражением определенного геотектонического режима, зоны максимальных мощностей могут рассматриваться как прогибы, а зоны минимальных мощностей, расположенные между зонами наибольших мощностей, как поднятия. В соответствии с этим в пределах рассматриваемой области могут быть выделены Южно-Кахетинский и Караяз-Джейранчельский прогибы и Прииорское или Чатминское поднятия.
Таким образом, внешне единый морской бассейн Майкопа разделяется широким прииорским подводным тектоническим барьером на северный и южный прогибы. Наличие подводного барьера, являющегося, по-видимому, восточным подводным погружением триалетской складчатой системы, отразилось и на характере осадконакопления. В результате этого отмечается значительное фациальное различие между осадками, накопившимися к северу и к югу от этого барьера.
В южной бортовой полосе бассейна майкопские отложения представлены глинами и разнозернистыми, полимиктово-туфогенными, плохо отсортированными песчаниками с прослоями мергелей, вулканических пеплов и конгломератов.
В пределах северо-западной части Караяз - Джейранчель - Нафталанского прогиба указанные отложения переходят в глинистую литофацию, прослеживающуюся до Кировабадского района, к востоку от которого литофациальный характер этих отложений резко меняется. В обнажениях и разрезах скважин, пробуренных на площадях Нафталан, Казанбулаг, Борсунлы, Мирбашир, Аджидере, майкопская свита содержит значительное количество песчаников, гравелитов и конгломератов.
На юго-востоке, за р. Тертер, майкоп вновь становится однообразно глинистым. В полосе северного борта бассейна майкопская свита представлена песчаниками, гравелитами и конгломератами, состоящими из обломков меловых и юрских пород южного склона Большого Кавказа. В южном направлении эти отложения постепенно обогащаются глинами; это позволяет предполагать, что в наиболее южных районах, отстоящих от источника питания на значительном расстоянии, а именно в Южно-Кахетинском прогибе, указанные отложения будут представлены преимущественно глинами.
В районах, расположенных в западной части Прииорского древнего поднятия (Норио-Марткоби, Патардзеули, Сацхениси, Малхазовка, Архашенсу, Туратапа) майкопские отложения содержат значительное количество песчаников. К востоку от указанных районов майкопская свита в виде отдельных пятен обнажается в ядре Алачыгской, Яйлачыгской, Армудлинской и Чобандагской антиклиналей и представленасвоим верхним глинистым отделом. Такое положение сильно затрудняет суждение о литофациальных особенностях этой свиты в пределах восточной части прииорской зоны. Однако наличие здесь весьма импозантных нефтегазопроявлений, генетически связанных с майкопской свитой, и развитие песчаных образований в западной части прииорской зоны и в Кировабадском районе, расположенном на юго-востоке, дают основание полагать, что и на территории между указанными районами также формировались песчаные образования в майкопское время и особенно в первую его половину.
Таким образом, в пределах зон максимального прогибания накапливались преимущественно глинистые образования, а в зонах наименьших мощностей, окаймляющих прогибы, песчано-глинистые (см. рисунок). Исключения из этого правила объясняются влиянием других местных факторов. Так, например, в пределах площадей Мирбашир, Нафталан, Казанбулаг и Аджидере, где фиксируются наибольшие мощности, майкопская свита содержит значительное количество песчаников, гравелитов и конгломератов. На этом участке наблюдаются также изменения литологического состава - отдельные прослои, резко выклиниваясь по простиранию, замещаются осадками иного состава. Такая пестрая картина в распределении литофаций майкопской свиты обусловлена влиянием расположенной здесь древней речной артерии, примерно совпадающей с руслом современного Карачая (А.Г. Алиев, Э.А. Даидбекова, А.Л. Путкарадзе, В.Е. Хаин и А.Н. Шарданов). Определенная закономерность фиксируется и в размещении залежей нефти и нефтегазопроявлений. Если на карту фаций и мощностей майкопской свиты нанести все установленные залежи нефти и нефтегазопроявления, связанные с этими отложениями, то в пространственном размещении их весьма ярко проявляются определенные закономерности.
Все известные ныне залежи нефти и нефтегазопроявления располагаются в зоне развития песчано-глинистых пород, которая, начиная от района Норио-Марткоби, непрерывной полосой тянется вдоль р. Иори до Кировабадской нефтеносной области. К югу и северу от этой полосы майкопские отложения постепенно замещаются глинами и теряют признаки нефтеносности. Влияние литологического фактора на нефтенасыщенность пород отмечается и в пределах указанной выше зоны нефтегазонакопления, и особенно ярко оно выражено в Кировабадском районе. В пределах площадей Нафталан, Мирбашир, Казанбулаг и Аджидере один и тот же песчаный горизонт в зависимости от литологического состава в отдельных частях структур обнаруживает различную насыщенность.
В связи с этим залежи нефти, приуроченные к таким горизонтам, не имеют площадного распространения, и форма залежей определяется чисто литологическими факторами. Зависимость степени нефтенасыщенности пород от их литологического состава отражается также и на характере нефтегазопроявлений. Так, например, по мере продвижения от западной части прииорской зоны в юго-восточном направлении отмечается явное уменьшение интенсивности нефтегазопроявлений, приуроченных к майкопской свите, что связано с уменьшением песчанистости пород Майкопа в указанном направлении. Итак, между степенью нефтеносности майкопских отложений и их фаций и мощностью существует тесная связь, позволяющая выявить зоны, благоприятные для нефтеобразования, и наметить возможные продолжения уже установленных зон нефтегазонакопления.
С этой точки зрения заслуживают внимания также и результаты исследования органических веществ пород майкопа, которые указывают на интенсивный процесс битумообразования в этих породах. Однако изменения литофаций и содержания органических веществ пород Майкопа по площади указывают, что процесс битумообразования не везде происходил с одинаковой интенсивностью и в благоприятных геохимических и палеогеографических условиях для нефтеобразования. Наиболее битуминозные породы развиты в пределах прииорской зоны и в Кировабадском районе. В майкопских отложениях указанных районов содержание органического углерода колеблется в пределах 0,3-2%. К северу и югу от этой полосы значение органического углерода в майкопских отложениях равно 0,2-1,5%. Определенная закономерность проявляется также в распределении геохимических фаций. Судя по содержанию в тяжелой фракции сингенетичного пирита, а также по значениям показателей pH и Eh, в различных частях бассейна осадконакопления существовали различные геохимические условия. В южной прибрежной полосе майкопского бассейна господствовала окислительная среда, что, помимо отсутствия здесь в осадках пирита, подтверждается наличием в породах значительного количества гидроокислов железа. По направлению к северу от этой полосы отложения Майкопа обогащаются сингенетичным пиритом, что свойственно морским бассейнам, зараженным в придонной части сероводородом.
Характер литофаций майкопских отложений, размещения залежей нефти и нефтегазопроявлений, связанные с этими отложениями, геохимическая обстановка осадконакопления, а также результаты исследования органических веществ пород в целом показывают, что в рассматриваемом отрезке геологического времени наиболее благоприятные условия для накопления органических веществ и преобразования их в нефть и газ существовали в зоне развития песчано-глинистых пород, т. е. в полосе, протягивающейся от притбилисского района до Кировабадской нефтеносной области. Именно здесь геотектонический режим обусловил переслаивание обогащенных органическим веществом и сингенетичным пиритом пелитов и пород-коллекторов для накопления нефти и газа.
О сингенетичной нефтеносности майкопской свиты данной зоны свидетельствует также наличие в Кировабадской области линзовидных нефтеносных песчаников и песков. Они приурочены к глинистым пачкам, залегающим в спокойных тектонических условиях. Это обстоятельство не позволяет связывать нефтенасыщенность отмеченных выше песчаных прослоев с нижележащим источником питания, а указывает на их первичную нефтеносность.
Об этом свидетельствует также и другой факт. В разрезе майкопской Свиты Норио-Марткоби наблюдается нормальное переслаивание пустых коллекторов с нефтеносными горизонтами.
Если бы здесь имела место миграция нефти из нижележащих источников, то в разрезе майкопской свиты указанного района мы не наблюдали бы чередования продуктивных горизонтов с совершенно пустыми коллекторами.
В пределах Джейранчельской зоны и в зоне Южно-Кахетинского прогиба Майкоп представлен в основном глинами и характеризуется относительно незначительным содержанием битумов (0,0006-0,02%), что является показателем неблагоприятных условий для образования и формирования промышленных залежей нефти.
По существующим представлениям [10] нефтематеринской свитой терригенного типа (в геосинклинальных областях) можно считать отложения, содержащие рассеянное органическое вещество не менее 0,02-0,03% при наличии других благоприятных геохимических и литофациальных условий.
Установление предельных значений количества рассеянного органического вещества, характеризующего данный комплекс отложений как, возможно, нефтематеринский, является очень важным вопросом геологии нефти и требует дальнейшего разрешения.
Благоприятными в отношении образования залежей нефти могут оказаться также отложения Майкопа в пределах полосы, примыкающей к северному источнику питания, т. е. на южном подножье Горной Кахетии.
Исходя из изложенного выше фактического материала, мы считаем правильным направить главное усилие геологоразведочных организаций в будущем в первую очередь на поиски залежей нефти в майкопских отложениях в пределах полосы, протягивающейся от района Норио до Кировабадской нефтеносной зоны, где рассматриваемые отложения представлены чередованием песчаных и глинистых пород и характеризуются регионально выдержанной нефтеносностью.
Касаясь тектонических условий залегания майкопской свиты данной зоны, следует отметить, что крупные закрытые антиклинальные складки, широко развитые здесь, несмотря на их опрокинутость и разорванность нарушениями, могут являться благоприятными ловушками для скопления нефти и сохранения ее залежей.
В этом отношении наиболее перспективными структурами в пределах отмеченной зоны могут оказаться Дуздагская, Чобандагская, Молладагская (О перспективности майкопской свиты Чобаидагской и Молладагской площадей указывалось ранее в работах М.Г. Агабекова, С.А. Аствацатурова и А.В. Мамедова.) антиклинали на территории западного Азербайджана и Армудлинская, Алачыгская, Яйлачыгская, Арамдаринская, Малхазовская, Туратапинская, Удабнинская и Сацхенисская в пределах территории восточной Грузии.
В случае выявления промышленной нефтеносности майкопской свиты на указанных площадях должны быть подвергнуты разведке и остальные структуры данной зоны, а также те структуры Южной Кахетии, где майкопские отложения представлены чередованием глин и песчаников и залегают на доступной ныне для бурения глубине.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агабеков М.Г. и Аствацатуров С.А. Междуречье Куры и Иори, Геология Азербайджана (месторождения нефти и газа). Изд. АН Азерб. ССР, 1954.
2. Алиев А.Г. и Даидбекова Э.А. Петрография майкопских отложений Азербайджана. Изд. АН Азерб. ССР, 1952.
3. Ализаде А.А. Майкопская свита Азербайджана и ее нефтеносность. Азнефтеиздат, 1945.
4. Булейшвили Д.А. Оценка перспектив нефтеносности третичных отложений Восточной Грузии. Геология нефти, 1957, № 10.
5. Баренцев М.И. Стратиграфия и нефтеносность отложений майкопской свиты центральной и восточной Грузии. Сов. геол., № 1, 1941.
6. Вассоевич Н.Б. Нефтепроявления в окрестностях селений Уджармо, Мухровань, Сацхениси, Марткоби и Норио. Тр. НИГРИ, сер. «Б», вып. 34, 1932.
7. Мамедов А.В. Перспективы нефтегазоносности миоцен-олигоценовых отложений междуречья Куры и Иоры (западный Азербайджан). АНХ, № 10, 1956.
8. Мамедов А.В. Распределение органических веществ в неогеновых отложениях междуречья Куры и Иоры. Изв. АН Азерб. ССР, № 3, 1958.
9. Маркевич В.П. Некоторые закономерности в распределении нефтегазопроявлений на территории восточной Грузии. Материалы по геологии и нефтеносности Грузии. Изд. АН СССР, 1956.
10. Происхождение нефти. Сб. статей под, редакцией М. Ф. Мирчинка, А. А. Бакирова и др. Гостоптехиздат, 1955.
11. Пуцилло В.Г., Миронов С.И. и Воробьева С.И. Битумы, битуминозные породы и нефти восточных и западных районов Грузинской ССР. Материалы по геологии и нефтеносности Грузии. Изд. АН СССР, 1956.
12. Саркисян С.Г. и Шаповалова Г.А. Петрография майкопских и сарматских отложений восточной Грузии и палеогеография времени их образования. Изд. АН СССР, 1952.
13. Хаин В. Е. и Аствацатуров С.А. Кировабадская область. Геология Азербайджана (месторождения нефти и газа). Изд. АН Азерб. ССР, 1954.
Институт геологии АН Азерб. ССР
Рисунок Схематическая карта фаций и мощностей майкопской свиты западного Азербайджана и восточной Грузии.
1- песчаники, конгломераты с прослоями глин; 2- глины с прослоями конгломератов и песчаников; 3 - глины с редкими прослоями песчаников; 4 - чередование глин и песчаников; 5 - суша; 6 - нефтегазопроявление; 7 - нефтяные залежи; 8 -линии равных мощностей; 9 - границы литофациальных комплектов.