Одним из главных критериев оценки перспектив нефтегазоносности, как известно, является палеотектонический анализ, позволяющий определить время формирования и особенности развития зон региональных поднятий, большинство из которых обычно представляет собой области нефтегазонакопления. В последние годы на территории бортовых частей Прикаспийской впадины выполнены значительные объемы глубокого бурения и сейсмических исследований различных модификаций, которые позволяют уточнить строение и развитие зон региональных подсолевых поднятий и с этих позиций рассмотреть перспективы ее нефтегазоносности.

Прикаспийская впадина - это глубочайший осадочный бассейн мира, особенности строения подсолевого комплекса которого позволяют на палеозойском этапе развития предположительно относить его к геоструктурам “субокеанического” типа [3, 4]. По северной и западной периферии впадины подсолевой разрез представлен несколькими мощными (до 1000 м и более) мелководными карбонатными толщами верхнего девона - нижней перми, разделенными терригенными сериями ( рис. 1). Вдоль границы впадины здесь установлены три карбонатных уступа: среднефранско-средневизейский, верхневизейско-нижнебашкирский и каширско-артинский; высоты их соответственно составляют 300- 700, 300-500 и 1100-1600 м. На юге и востоке впадины в подсолевом разрезе также выделяются мощные (до 1500 м) разновозрастные карбонатные толщи: в пределах Каратон-Тенгизской зоны поднятий и Астраханского свода - верхнедевонско - нижне - среднекаменноугольная; в разрезах Енбекского выступа фундамента - нижне - среднекаменноугольная (площади Кенкияк и Арансай) и на крайнем востоке впадины - нижне-верхнекаменноугольная (площади Жанажол и Тортколь).

По мнению многих исследователей (А.Л. Яншин, Р.Г. Гарецкий, А.Е. Шлезингер и др.), мощности карбонатных толщ во внутренних частях впадины, по-видимому, резко сокращаются, и здесь их возрастные аналоги сложены темноцветными глинисто-карбонатными относительно глубоководными фациями, мощность которых измеряется десятками, реже - первыми сотнями метров. Мощности терригенных толщ непосредственно за карбонатными уступами обычно резко возрастают (до 1000 м), а далее к центру впадины опять предположительно уменьшаются.

По данным сейсморазведки, осадочный чехол в центральной части впадины, где глубины до поверхности фундамента составляют 20- 23 км, начинается мощными (до 8-10 км) сериями пород, возможно, рифея-венда и нижнего палеозоя (?), которые выклиниваются к ее периферии и лишь на северо-западе прослеживаются в Рязано-Саратовском прогибе [Кунин Н.Я. и др., 1974 г.] (Некоторые исследователи считают, что поверхность фундамента располагается на глубинах 15-16 км.). Мощность вышележащих средне-верхнепалеозойских подсолевых отложений в центральных районах впадины по сейсмическим данным оценивается в 2-3 км, в то время как по ее периферии она достигает 4-5 км благодаря развитию мощных карбонатных толщ (см. рис. 1 ).

С юга и востока центральная, наиболее погруженная, часть впадины (Центральная депрессия) окружена, как известно, крупными окраинными поднятиями, поверхность фундамента в пределах которых залегает на глубинах 7-9 км [Неволин Н.В., 1961 г., Кунин Н.Я. и др., 1974 г.].

Поверхность подсолевого ложа (подошва кунгура) от относительно приподнятых участков Русской плиты полого (до 10-15 м/км) погружается в сторону Прикаспийской впадины. Это моноклинальное опускание повсеместно прерывается резким бортовым уступом, высота которого превышает 1000-1100 м, а местами достигает 1500-1600 м. На востоке и юго-востоке впадины намечается погружение подсолевого ложа в сторону ее внутренних районов, причем окраинные поднятия фундамента по этой поверхности, как правило, не фиксируются.

История образования геоструктуры Прикаспийской впадины в общем виде представляется следующим образом.

В рифейское время, когда единый эпикарельский щит Русской платформы был расколот на крупные глыбы линейными структурами древних авлакогенов, на территории Прикаспийской впадины, вероятно, располагалась система грабенообразных прогибов, имеющих связь друг с другом через центральную депрессию [Соколов В.Л., 1970 г.]. В них формировались мощные серии терригенных и карбонатных пород. В вендский период грабенообразные прогибы, по-видимому, слились в единую Центральную депрессию, где предполагается накопление и нижнепалеозойских осадков.

В герцинский этап тектогенеза на месте Прикаспийской впадины образовался глубоководный бассейн типа современных котловин Черного и Средиземного морей [1].

На этом этапе первое интенсивное кратковременное опускание связывается с доверхнефранским временем; последующие предполагаются в средне- и позднепалеозойские эпохи, когда постепенно расширилась площадь глубоководного бассейна, достигшего максимальных размеров к концу артинского века. Общая величина этих погружений составила 3-5 км. При карбонатном осадконакоплении в глубоководном бассейне отлагались маломощные депрессионные фации, а в бортовых его зонах - достаточно мощные карбонатные толщи. При терригенном осадконакоплении у континентального подножия происходило резкое увеличение мощностей терригенных толщ. Конуса выноса терригенного материала с южной и восточной периферии Прикаспийской впадины, вероятно, могли достаточно далеко проникать в глубь бассейна.

За бровкой континентального склона на шельфе в условиях длительного конседиментационного погружения накапливались относительно мощные серии эпиконтинентальных осадков. По южной и восточной периферии Прикаспийской впадины это погружение имело перикратонную природу, связанную с формированием Уральской геосинклинальной области.

С целью детального изучения истории формирования зон региональных подсолевых поднятий были построены карты мощностей различных стратиграфических подразделений палеозоя, заключенных между регионально прослеживаемыми преломляющими и отражающими горизонтами Ф (поверхность кристаллического фундамента), П₃ (вблизи кровли девона), П₂ (вблизи кровли карбона) и П₁ (поверхность подсолевых отложений). Анализ этих схем показывает, что к началу каменноугольного периода на юге и востоке Прикаспийской впадины изопахитами среднедевонских и частично нижнепалеозойских пород 2 км четко обособилась Северо-Каспийско-Енбекская зона поднятий. В ее пределах выделяются отдельные вершины, где мощность девонских отложений резко сокращается до полного их отсутствия.

На юге впадины к началу карбона в пределах Астраханского свода и частично Каратон-Тенгизской зоны были сформированы региональные поднятия (их размеры около 3300 и 9000 км²), в верхней части разреза которых установлено (Каратон-Тенгизская зона) или прогнозируется (Астраханский свод) наличие карбонатных толщ мощностью не менее 500 м ( рис. 2 ).

Анализ материалов сейсморазведки по северо-восточной части впадины позволяет предположить, что к началу карбона здесь достаточно четко выделяется Карачаганак-Троицкая зона поднятий. На отдельных ее вершинах (Карачаганак) могут быть развиты верхнедевонские карбонатные органогенные толщи мощностью 200-300 м ( рис. 3 ).

На реальность подобного предположения указывает следующее. На Карачаганакском поднятии скв. П-10 в интервале глубин 3910- 4262 м (забой) пройдены светлые органогенные известняки, преимущественно мшанково-водорослевые с обломками кораллов, среди которых встречаются детритовые и перекристаллизованные разности. В целом этот разрез аналогичен нижнепермским разрезам органогенных построек западного борта Предуральского краевого прогиба. На основании фаунистических определений (Н.Б. Гибшман) в карбонатной толще выделены артинский (107 м), сакмарский (120 м) и ассельский (вскрыто 125 м) ярусы. Отличный по литологии и характеризующийся сокращенной мощностью (135 м) разрез нижнепермских пород, залегающих на светлых известняках башкирского яруса, вскрыт скв. П-2 Аксайской. Это - чередование темно-серых битуминозных известняков тонкослоистых и доломитов с мелкими гнездами ангидрита. Палеонтологически охарактеризованы артинский (60 м), сакмарский (50 м) и ассельский (25 м) ярусы. Литолого-фациальные особенности пород и поведение отражающих горизонтов свидетельствуют о том, что в прогибе между Карачаганакским и Аксайским поднятиями развиты бассейновые зарифовые фации, образовавшиеся в первую очередь благодаря процессам карбонатной седиментации. Это опровергает высказываемое Н.И. Форшем и другими исследователями предположение о наличии на этом участке крупного эрозионного вреза. Строение нижележащей толщи прогнозируется по данным сейсморазведки МОГТ. Здесь выделяется несколько отражающих горизонтов, величины пластовых скоростей между которыми указывают на то, что верхнедевонско-каменноугольная часть разреза мощностью около 1700 м сложена практически нацело карбонатными породами с маломощными (до 200 м) пачками терригенных пород, которые по аналогии с сопредельными районами можно отнести к бобриковскому горизонту. Мощная карбонатная толща имеет своеобразную, резко выраженную холмовидную форму, характерную для рифовых массивов. На это указывает поведение отражающих горизонтов П₁, П₂ и П₃. Литологические и структурные особенности Карачаганакского поднятия, а также сравнение его с другими поднятиями подобного строения в северо-западной и северной частях Прикаспийской впадины позволяют рассматривать эту структуру как крупный рифовый массив верхнедевонско-нижнепермского возраста.

Вдоль западного и северного бортов впадины в позднем девоне, вероятно, начал формироваться карбонатный уступ, который можно рассматривать как региональную зону нефтегазонакопления с ловушками, образование которых обусловлено морфологией гребня уступа. Высота его к началу карбона составляла 100-300 м.

На каменноугольном этапе произошла резкая дифференциация структурных форм палеозойских отложений, во многом обусловленная в бортовых зонах впадины интенсивными процессами карбонатной седиментации. К началу перми крупные региональные тектоно-седиментационные поднятия сформировались на Астраханском своде и в Каратон-Тенгизской зоне, где амплитуда поднятий (мощность карбонатной толщи верхнего девона - среднего карбона) составляла около 2 км.

На северо-востоке впадины в каменноугольное время, очевидно, продолжалось формирование органогенных построек в пределах Карачаганак-Троицкой зоны. При этом необходимо подчеркнуть, что амплитуда этих палеоподнятий по поверхности карбона значительно превышает амплитуду по поверхности фундамента, что указывает на их тектоно-седиментационную природу. К началу перми сильная дифференцированность отмечалась и в Северо-Каспийско-Енбекской зоне поднятий, на большей части территории которой прогнозируется разрез каменноугольных отложений, выраженный чередованием терригенных, кремнисто - карбонатно - глинистых (относительно глубоководных) и карбонатных пород [2]. В пределах рассматриваемой зоны поднятий на востоке Прикаспийской впадины в раннекаменноугольную эпоху начинается карбонатная седиментация в сводовой части Енбекского выступа фундамента (на Кенкияк-Арансайском участке) и в пределах восточной погруженной части Жаркамысского выступа фундамента (Жанажол-Торткольском участке). В пределах Жанажольского участка четко фиксируется резкое несоответствие структурных планов по поверхности фундамента и поверхности карбонатных каменноугольных отложений. По каменноугольным карбонатным отложениям амплитуды поднятия указанных зон составляют около 1-1,5 км ( рис. 4 ).

В каменноугольный период вдоль западной и северной периферии впадины продолжалось, как указывалось выше, дальнейшее развитие карбонатных уступов, высота которых к началу перми составила 100-500 м.

Пермский этап характеризовался наиболее интенсивным прогибанием Прикаспийской впадины, причем ему предшествовало общее воздымание бортовых зон, сопровождавшееся региональным перерывом в осадконакоплении и размывом подстилающих отложений. Наиболее резко он проявился на Астраханском своде, Каратон-Тенгизской и Кенкияк-Арансайской зонах поднятий, где из разреза выпадают отложения части среднего, полностью верхнего карбона и, вероятно, низов докунгурской перми. Общая интенсивность предпермского размыва для Астраханского свода и Каратон-Тенгизской зоны оценивается около 300 м или несколько более (Глубоководная модель развития Прикаспийской впадины предполагает, что выпадение из разреза тех или иных толщ может быть обусловлено как субаквальным размывом, так и дефицитом поступающего в бассейн терригенного материала: при этом амплитуда пермского размыва должна быть сокращена вдвое.).

Возможно также, что энергичное погружение Прикаспийской впадины, начиная с позднебашкирского времени превратило Астраханскую, Каратон-Тенгизскую и Кенкияк-Арансайскую зоны неглубокого прогибания с компенсированным карбонатным осадконакоплением в зоны значительного, где образование светлых органогенных карбонатов уже не происходило, а доминировало формирование преимущественно глубоководных осадков сокращенной мощности или протекали процессы рецессии.

В пределах Карачаганак-Троицкой зоны к началу кунгура амплитуда отдельных поднятий благодаря карбонатной седиментации увеличилась примерно на 400 м. К концу артинского века северный и западный карбонатные уступы достигли высоты 1100-1700 м.

Во всех описанных приподнятых зонах Прикаспийской впадины и на ее бортах ловушками для нефти и газа служат в основном морфологически выраженные участки кровли светлых карбонатных пород, прямо или косвенно связанные с органогенными постройками. Так, продуктивные нижнепермские отложения Карачаганакского поднятия сложены мшанково-водорослевыми известняками рифогенных фаций. В разрезах каменноугольных образований восточной бортовой зоны впадины (Жанажол, Тортколь, Кенкияк) широко развиты органогенно-водорослевые кавернозные известняки.

В терригенных породах карбона, разделяющих карбонатные комплексы, могут быть встречены ловушки комбинированного структурно-литологического типа. К их числу относится недавно открытое в Саратовской области Лиманское нефтегазовое месторождение.

На востоке и юго-востоке впадины терригенные нижнепермские отложения “захоронили” структурный план каменноугольных пород и сформировали аккумулятивный преимущественно моноклинальный склон. Поэтому в нижнепермских образованиях здесь также прогнозируются преимущественно комбинированные структурно-литологические ловушки.

В кунгурское время произошло погружение территории Прикаспийской впадины, компенсированное накоплением мощных толщ солей. Палеоструктурные построения показывают, что опускание в кунгурский век в основном изменило гипсометрический уровень тех или иных структурных поверхностей, но морфология зон региональных поднятий (особенно сложенных карбонатными породами) существенных изменений не претерпела.

Общая величина погружения в кунгурское, позднепермское и мезо-кайнозойское время для бортовых зон впадины составила 5-6 км.

Изложенное показывает, что в формировании крупных зон поднятий в подсолевом комплексе значительная, а для отдельных зон - ведущая роль принадлежит процессам карбонатной седиментации. В результате этого к концу каждого из циклов карбонатообразования (среднефранско-средневизейского, поздневизейско-раннебашкирского и каширско-раннепермского) в бортовых зонах впадины были сформированы крупные регионально приподнятые участки, сложенные карбонатными образованиями шельфового типа с органогенными постройками внутри разреза. К началу кунгурского века большинство крупных подсолевых региональных поднятий было сформировано на 85-90 % их современной амплитуды. Этот вывод, основанный на анализе мощностей и фаций подсолевых отложений, хорошо согласуется с распределением по площади комплексов-доминантов (Под комплексом-доминантом мы вслед за Ю.Н. Швембергером и др. [5] рассматриваем доминирующий по скорости осадконакопления в единицу времени структурно-формационный комплекс пород.), характеризующих основные этапы образования платформенного чехла [5]. По проведенным расчетам скорости накопления осадков комплексом-доминантом на юге Прикаспийской впадины (Астраханский свод и Каратон-Тенгизская зона поднятий) является девонско-нижне-среднекаменноугольный, для Жанажол-Торткольской зоны - каменноугольный, для западного и северного бортовых уступов - каменноугольно-нижнепермский [Капустин И.Н. и др., 1980 г.].

Изложенное свидетельствует о древнем (докунгурском) образовании региональных поднятий подсолевого комплекса Прикаспийской впадины, что благоприятствует формированию крупных региональных зон нефтегазонакопления. Этот вывод подтверждается результатами геологоразведочных работ, приведших к открытию в пределах рассматриваемых зон региональных поднятий Карачаганакского, Жанажольского, Кенкиякского, Тажигалинского, Тенгизского и Астраханского месторождений нефти, газа и газоконденсата.

На месторождении Карачаганак, по данным объединения Казнефтегазгеология, скв. П-10 был вскрыт продуктивный нижнепермский горизонт в интервале глубин 3900- 4262 м. Дебиты газа составили 280-615 тыс. м³/сут, конденсата - 210-680 м³/сут. Содержание в газе конденсата плотностью 0,79- 0,8 г/см³ достигает 700-1100 см³/м³. Предполагаемый размер ловушки 15X18 км при амплитуде по кровле нижнепермских отложений до 800 м. Пористость пород-коллекторов в среднем составляет только 14%, часто достигая 18-20%.

Жанажольское месторождение приурочено к карбонатным средне-верхнекаменноугольным отложениям, образующим, по-видимому, рифогенную ловушку размером 6,5Х Х9 км и амплитудой около 200 м. В среднекаменноугольных породах открыта нефтяная залежь высотой около 100 м с ВНК на отметке - 2655 м. Дебиты нефти достигали 250 м³/сут, ее плотность 0,817 г/см³. В верхнекаменноугольных карбонатных породах выявлена газоконденсатная залежь, очевидно, массивного типа с ГНК на глубине 2550 м. Дебиты газа составляли до 220 м³/сут, содержание в газе конденсата - до 200 см³/м³.

Тажигалинское и Тенгизское месторождения приурочены к высокоамплитудным ловушкам рифогенного типа, в которых опробованы лишь самые верхние горизонты нижнекаменноугольного (?) разреза. На месторождении Тажигали дебиты газа из интервала 3790-3812 м, по данным объединения Эмбанефть, составляли около 600 тыс. м³/сут на 12-мм штуцере, нефти - около 50- 70 м³/сут (ее плотность 0,886 г/см³).

На месторождении Тенгиз дебиты нефти из интервала 4051-4081 м составляли около 430 м³/сут, ее плотность 0,817 г/см³.

Описанные месторождения, так же как и Астраханское, связаны с крупным тектоно-седиментационным карбонатным телом. При этом необходимо отметить, что залежи УВ на Кенкиякском (карбон), Астраханском, Тажигалинском и Тенгизском месторождениях приурочены к верхней части толщи карбонатных пород, подвергнувшихся интенсивному размыву. Наличие в подобных условиях залежей УВ свидетельствует об их послекунгурском времени формирования и имеет большое значение для решения общей проблемы генерации, аккумуляции и консервации залежей нефти и газа в подсолевом комплексе Прикаспийской впадины. С позиций изложенного в статье материала наиболее перспективны для поисков крупных скоплений УВ в подсолевых карбонатных отложениях Прикаспийской впадины тектоно-седиментационные зоны Карачаганак-Кобландинская, Жанажол-Торткольская, Енбекско-Кенкиякская, Каратон-Тенгизская и Астраханская, где в 11-ой пятилетке необходимо сконцентрировать основные объемы поисково-разведочных работ.

1. Артюшков Е.В., Шлезингер А.Е., Яншин А.Л. Основные типы и механизм образования структур на литосферных плитах. - Бюлл. МОИП. Отд-ние геологии, вып. 3, 1979, с. 3-13.
2. Зональность развития карбонатных комплексов подсолевых отложений в восточной прибортовой зоне Прикаспийской впадины / Н.Я. Кунин, Л.И. Иогансон, Н.В. Милетенко и др. - Геология нефти и газа, 1979, № 10 , с. 43-47.
3. Особенности строения и развития под- солевого комплекса Прикаспийской впадины /Л.Г. Кирюхин, И.Н. Капустин, В.Н. Копытченко и др. - Труды ВНИГНИ. М., вып. 208, 1978, с. 5-40.
4. Структура палеозойского подсолевого комплекса северо-востока Прикаспийской впадины / А.Л. Яншин, Ю.А. Волож, И.Н. Капустин и др. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1977, № 11, с. 108-120.
5. Швембергер Ю.Н., Алиев И.М., Аванесян М. Г. Скорости осадконакопления и нефтегазоносность чехла платформ. - Изв. высш. учебн. завед. Геол. и разв., 1978, № 11, с. 100-105.

Рис. 1. Схема мощностей подсолевых девонско-нижнепермских отложений Прикаспийской впадины.

Районы распространения карбонатных подсолевых отложений: 1 - верхнедевонских -нижнепермских, 2 - верхнедевонско-каменноугольных, 3 - каменноугольных; 4 - западный и северный бортовые уступы; 5- южная и восточная границы Прикаспийской впадины; 6 - карбонатные каменноугольные уступы; 7 - изопахиты подсолевых девонско-нижнепермских отложений, км; 8 - линии геологических профилей

Рис. 2. Геолого-геофизический профиль через Каратон-Тенгизскую зону поднятий.

Породы: 1 - соли, 2 - терригенные, 3 - карбонатные шельфовых фаций, 4 - карбонатные рифовых фаций, 5 - глинисто-кремнисто-карбонатные депрессионных фаций; залежи: 6 - нефти, 7 - газа, 8 - поверхность докембрийского фундамента; 9 - отражающие горизонты; 10 - разрывные нарушения

Рис. 3. Геолого-геофизический профиль через северную бортовую зону Прикаспийской впадины в районе месторождения Карачаганак.

Усл. обозн. см. на рис. 2

Рис. 4. Геологический профиль по линии Кенкияк - Жанажол.

1 - залежи газоконденсата. Ост. усл. обозн. см. на рис. 2