К оглавлению

УДК 553.982:553.078:551.734(470.56)

Палеотектонические закономерности размещения нефтяных залежей в терригенных отложениях девона Южного Урало-Поволжья

И.Г. ГАССАНОВА, Г.А. КАЛЕДА (ВНИГНИ), Г.В. МАКАРОВ (Оренбурггеология)

В последние два десятилетия все больше и больше внимания уделяется палеотектоническим и палеогеографическим закономерностям размещения залежей нефти [1-4]. Опыт показывает, что в каждой нефтегазоносной провинции имеются свои конкретные закономерности размещения залежей нефти и газа по разрезу и в пространстве, которые становятся ясными на определенной стадии нефтегеологического изучения регионов и впоследствии могут быть использованы при определении наиболее эффективных направлений поисково-разведочных работ.

Одним из основных промышленно нефтесодержащих и перспективных комплексов Южного Урало-Поволжья является терригенный девон, включающий отложения эйфельского и живетского ярусов, пашийский и кыновский горизонты нижнефранского подъяруса. К настоящему времени на рассматриваемой территории в этих отложениях открыто около 150 месторождений.

Анализ мощности и литолого-фациальных особенностей отложений дробных стратиграфических подразделений среднего девона и нижнефранского подъяруса показал, что в течение времени их накопления структурный план территории дважды существенно менялся - в эйфельском и в живетском-нижнефранском веках. К концу последнего (саргаевское время) на рассматриваемой территории основными палеоструктурами были ( рис. 1 ): Радаевская и Бузулукская палеовпадины, разделяющее их Центральное палеоподнятие, Восточно-Оренбургское палеоподнятие, юго-западный склон Башкирского палеосвода, Соль-Илецкий палеосвод, Покровская вершина Жигулевско-Пугачевского палеосвода. В пределах двух последних палеоструктур отложения упомянутой части разреза девона отсутствуют.

Рассматриваемый среднедевонско-нижнефранский комплекс сложен терригенными и карбонатными породами, соотношение которых в отдельных частях территории различно и обусловлено палеогеографическим и палеоструктурным положением того или иного района. В региональном плане отмечается увеличение общей карбонатности и уменьшение зернистости отложений в южном и юго-восточном направлениях.

Отложения нижнего члена разреза - эйфельского яруса (койвенский, бийский, и афонинский горизонты), трансгрессивно залегающего на породах архея и верхнего протерозоя, представлены внизу пачкой терригенных, преимущественно песчаных пород (пласт-коллектор ДV), перекрытых толщей известняков. Общая мощность яруса колеблется от нуля до 300 м. Воробьевский, ардатовский и муллинский горизонты живетского яруса залегают ритмично, причем каждому крупному ритму соответствует один из указанных горизонтов, разрезы отложений которых построены идентично: пачка алеврито-песчаных пород, содержащая пласты-коллекторы (ДIV, ДIII, ДII), сменяется вверх по разрезу алеврито-глинистой пачкой с прослоями известняков. Песчаный пласт муллинского горизонта (ДII), широко распространенный в центральных и северных районах Урало-Поволжья, на большей части рассматриваемой территории замещается глинистыми, на юго-востоке - карбонатными породами. Общая мощность живетских отложений достигает 150 м. Пашийский горизонт нижнефранского подъяруса в наиболее типичных разрезах представлен одной пачкой алеврито-песчаных пород, перекрытых пачкой алеврито-глинистых или двумя пачками проницаемых алеврито-песчаных пород, разделенных непроницаемой глинисто-алевритовой перемычкой. С юга на север число песчаных пластов увеличивается. По принятой индексации (В отдельных районах, где в разрезе пашийского горизонта появляются дополнительные пласты, применяется буквенная индексация, как например, на Ромашкинском месторождении - Д, Д и т.д. ) песчаные пласты коллекторы объединяются в пласт ДI. Мощность горизонта варьирует от нуля до 100 м. Вышележащие кыновские и саргаевские отложения, представленные преимущественно карбонатно-глинистыми породами, являются региональной покрышкой среднедевонско-нижнефранского нефтеносного комплекса.

Анализ мощности, литологического состава и строения кыновско-сараевской региональной покрышки выявил соответствие структурно-фациальной ее зональности с зональностью размещения залежей нефти по разрезу эйфельско-нижнефранского нефтеносного комплекса. Разрез кыновско-саргаевской покрышки на рассматриваемой территории представлен двумя резко различными литологическими комплексами, нижним - терригенным (кыновским) и верхним - карбонатным или глинисто-карбонатным (кыновско-саргаевским). В пределах Южного Урало-Поволжья мощность первого из них меняется незначительно, а второго - существенно.

Рассмотрим кратко характер кыновско-саргаевских отложений и распределение нефтеносности в пределах структурно-фациальных зон и соответствующих им упомянутых выше палеоструктур, существовавших к концу накопления осадков эйфельско-нижнефранских отложений.

Радаевская палеовпадина характеризуется максимальной мощностью кыновско-саргаевских отложений, превышающей 350 м, преимущественно карбонатно-глинистым составом на большей части территории и глинистым в западной ее части, широким распространением битуминозных пород доманикового типа в разрезе верхнего комплекса, присутствием в нижнем комплексе (кыновском горизонте) алеврито-песчаных пород-коллекторов. В подстилающих кыновско-саргаевские пашийском и ардатовском горизонтах терригенные породы-коллекторы распространены повсеместно ( рис. 2 ). На подавляющем большинстве структур в Радаевской палеовпадине вскрыт весь разрез терригенной толщи девона, однако ни на одной из них залежей нефти в дофранских отложениях не обнаружено (табл. 1). 65 % выявленных залежей нефти сосредоточено в пашийском горизонте, 35 % - в кыновских отложениях.

Таким образом, нефтяные залежи на рассматриваемой территории приурочены только к верхним пластам-коллекторам терригенного девонского комплекса (месторождения Елоховское, Боголюбовское, Жигулевское, Новозапрудненское, Алкаевское и др.). Как правило, ловушки здесь обычно заполнены до шарнира. Высоты залежей колеблются от 10 до 94 м, но обычно составляют 20-25 м. Структурный план терригенного девона унаследованный. В настоящее время кровля кыновско-саргаевских отложений залегает на глубинах 1500- 2500 м.

Бузулукская палеовпадина отличается от Радаевской незначительной мощностью (до 40 м) кыновско-саргаевских отложений, обусловленной, по-видимому, неполной компенсацией осадками и отсутствием в разрезе кыновского горизонта алеврито-песчаных коллекторов. Состав кыновско-саргаевских отложений в пределах рассматриваемой палеовпадины карбонатно-глинистый. В подстилающих кыновско-саргаевскую толщу отложениях алеврито-песчаные коллекторы получили наибольшее распространение в пашийском, ардатовском и койвенском горизонтах и на самом севере - в муллинском. Кроме того, в отложениях воробьевского горизонта алеврито-песчаные коллекторы располагаются узкой полосой вдоль западного склона палеовпадины (см. рис. 2 ) - на территории, наиболее близко расположенной к источнику сноса терригенного материала, находившегося в пределах Жигулевско-Пугачевского и Татарского палеосводов.

Таким образом, в Бузулукской палеовпадине распространены терригенные пласты-коллекторы, ДI, ДIII, ДIV, ДV, а на севере и пласт ДII. Однако залежи нефти на рассматриваемой территории присутствуют лишь в пашийском горизонте. При этом все месторождения на территории палеовпадины однопластовые, высоты залежей невелики и большей частью не превышают 10 м, что объясняется малоамплитудностью распространенных здесь поднятий. Коэффициент заполнения ловушек варьирует от 0,5 до 0,9, но большей частью достаточно высок и равен 0,9 [Коврижкин В. С, 1978 г.]. Глубина залегания кровли кыновско-саргаевских отложений на данной территории колеблется от 2000 м на севере до 5000 м на юге.

В пределах Центрального палеоподнятия (см. рис. 1 , рис. 2 ), разделяющего Радаевскую и Бузулукскую палеовпадины, мощность кыновско-саргаевских отложений в связи с изменением мощности верхней части разреза при относительной выдержанности нижней значительно варьирует. Изменяется и литологический состав толщи с запада на восток, при этом нижний комплекс становится более глинистым, а верхний более карбонатным. Общая мощность кыновско-саргаевских образований здесь колеблется от 30 до 90 м. Алеврито-песчаные пласты-коллекторы, залегающие под кыновско-саргаевской покрышкой, распространены на большей части территории в кыновском, пашийском, ардатовском, воробьевском горизонтах, а также в эйфельском ярусе, т.е. в тех же отложениях, что и в палеовпадинах. Вместе с тем в отличие от нее нефтяные залежи здесь выявлены во всех пластах эйфельско-нижнефранского разреза. При этом 75 % залежей сосредоточены в верхних пластах-коллекторах (пласты Д0 и Д1). Верхние ловушки здесь так же, как и в Радаевской палеовпадине, заполнены до шарнира (М.И. Зейдельсон, С.Я. Вайнбаум и др., 1973). Высоты залежей на этой территории колеблются от 6 до 100 м. Глубина залегания кровли кыновско-саргаевских отложений меняется от менее 2000 м на севере до 4000 м на юге.

Восточно-Оренбургское палеоподнятие характеризуется значительной карбонатностью разреза кыновско-саргаевских отложений, связанной с широким распространением в них органогенных построек типа биогермов, соответствующих времени образования нижнего кыновского известняка и частично времени накопления залегающей выше глинистой пачки (см. рис. 2 ). Мощность кыновско-саргаевских отложений на рассматриваемой территории составляет 49-58 м. Терригенные пласты-коллекторы здесь распространены в пашийском, ардатовском и койвенском горизонтах. Кроме того, в отложениях эйфельского яруса и кыновского горизонта выделяются пачки пористых и кавернозных доломитов, насыщенных нефтью (Колганская площадь). Таким образом, на рассматриваемой территории аналогично Центральному палеоподнятию отмечается широкий диапазон нефтеносности от эйфельских до кыновских отложений, при этом коллекторами являются как терригенные, так и карбонатные породы.

На юго-западном склоне Башкирского палеосвода разрез кыновско-саргаевских отложений представлен карбонатно-глинистыми и карбонатно-алеврито-глинистыми образованиями и только на самой крайней юго-западной части склона сильно возрастает карбонатность нижнего терригенного комплекса, связанного с региональным изменением литолого-фациального состава кыновских отложений на востоке и юго-востоке Урало-Поволжья, обусловленного существованием здесь более открытой части морского бассейна. Мощность кыновско-саргаевских отложений на указанной территории составляет 22-38 м. Алеврито-песчаные породы-коллекторы распространены во всей толще терригенного девона - в эйфельском ярусе, воробьевском, ардатовском, муллинском горизонтах живетского яруса, в пашийском и кыновском горизонтах франского яруса. Здесь нефтеносность выявлена также во всех горизонтах терригенного девона.

Таким образом, имеющийся фактический материал позволяет установить следующие эмпирические закономерности в распределении залежей нефти в отложениях эйфельско-нижнефранского комплекса южной части Волго-Уральской провинции:

  1. палеоподнятия и палеовпадины характеризуются различным стратиграфическим интервалом нефтеносности;
  2. в пределах палеоподнятий нефтеносен весь разрез эйфельско-нижнефранских отложений;
  3. в пределах палеовпадин нефтеносны лишь терригенные отложения нижнефранского подъяруса, несмотря на наличие здесь в отложениях среднего девона коллекторов (см. таблицу , рис. 2 );
  4. 4) в Радаевской палеовпадине нефтеносны кыновские и пашийские отложения, в Бузулукской - только пашийские.

Первые три эмпирические закономерности пока еще не могут быть однозначно объяснены - необходим дальнейший геолого-исторический анализ условий формирования залежей нефти в Южном Урало-Поволжье и, прежде всего, данные о сравнительной истории развития локальных структур, расположенных в палеовпадинах и на палеоподнятиях, т.е. о разновозрастности ловушек, точнее, более раннем появлении последних на палеоподнятиях и более позднем в палеовпадинах. Объяснить эти закономерности особенностями разреза не представляется возможным, так как пласты-коллекторы в среднем девоне распространены как в палеовпадинах, так и на палеоподнятиях. Четвертая из установленных закономерностей объясняется наличием пластов-коллекторов в кыновских отложениях в Радаевской палеовпадине и отсутствием их в более удаленной от областей питания Бузулукской.

Присутствие зон с разным спектром нефтеносности в эйфельско-нижнефранских отложениях при известных характеристиках коллекторов и покрышек следует учитывать при выборе направлений работ на нефть и подсчете прогнозных запасов в южных районах Урало-Поволжья. Это позволит рассчитывать на выявление основных залежей в определенных стратиграфических интервалах. В Радаевской и Бузулукской палеовпадинах предлагается на малоамплитудных поднятиях не углублять скважины в малоперспективные отложения живетского и эйфельского ярусов, а на смежных с ними палеоподнятиях проводить поисковые работы, охватывающие весь эйфельско-нижнефранский разрез девона. Сокращение глубин скважин в Радаевской и Бузулукской палеовпадинах позволит направить сэкономленные средства на дополнительное разбуривание нижнефранских отложений на тех же территориях либо на вскрытие всего разреза эйфельско-нижнефранских отложений девона на территориях смежных палеоподнятий. Однако на высокоамплитудных поднятиях Бузулукской палеовпадины рекомендуется первыми поисковыми скважинами вскрывать . полный разрез девона, что позволит выяснить причины селективного нефтенакопления в эйфельско-нижнефранском комплексе отложений на различных участках Южного Урало-Поволжья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Бакиров А.А. Геологические основы прогнозирования нефтегазоносности недр. М., Недра, 1973.
  2. Гассанова И.Г. Палеогеографические и палеоструктурные предпосылки поисков неантиклинальных ловушек нефти в пашийских и кыновских отложениях Урало-Поволжья. – Труды ВНИГНИ. М., 1975, вып. 173, с. 68-92.
  3. Закономерности размещения и условия формирования залежей нефти и газа Волго-Уральской области. Т. V. Куйбышевское Поволжье / С.Я. Вайнбаум, М.И. Зейдельсон, Н.А. Копрова и др. М., Недра, 1973.
  4. Марковский Н.И. Палеогеографические основы поисков нефти и газа. М., Недра, 1973.

Поступила 28/XII 1981 г.

Таблица

Распределение залежей нефти в эйфельско-нижнефранском нефтеносном комплексе по палеоструктурам

Название палеоструктур

Горизонт

Эйфельский ярус

Кыновский

Пашийский

Муллинский

Ардатовский

Воробьевский

Количество месторождений

Присутствие

Количество месторождений

Присутствие

Количество месторождений

Присутствие

Количество месторождений

Присутствие

Количество месторождений

Присутствие

Количество месторождений

Присутствие

пласта-коллектора

залежи нефти

пласта-коллектора

залежи нефти

пласта-коллектора

залежи нефти

пласта-коллектора

залежи нефти

пласта-коллектора

залежи нефти

пласта-коллектора

залежи нефти

Впадины

Радаевская

16

13

8

16

16

14

16

4

Отс.

16

15

Отс.

15

15

Отс.

1

1

Отс.

Бузулукская

19

2

Отсутствуют

19

19

19

19

2

То же

17

17

То же

17

3

То же

16

16

То же

Поднятия

Центральное

34

16

9

34

34

28

34

5

33

32

12

30

28

5

17

14

2

Восточно-Оренбургское

8

1

1*

8

8

8

8

Отсутствуют

8

8

5

8

Отсутствуют

8

8

3*

* Учтены залежи в карбонатных коллекторах.

Рис. 1. Схематическая карта размещения залежей нефти по палеоструктурам в терригенных отложениях девона Южного Урало-Поволжья.

Залежи нефти в горизонте: 1 - кыновском, 2 -пашийском, 3 - муллинском, 4 - ардатовском, 5 - воробьевском; 6 - то же, в эйфельском ярусе; 7 - палеовпадины; 8 - изопахиты кыновско-саргаевских отложений; 9 - палеоподнятия; 10 - области отсутствия нижнефранских отложений; 11 - современная глубина залегания кровли нижнефранского подъяруса. Палеовпадины: I - Радаевская, II - Бузулукская; палеосводы и их элементы: III - Покровская вершина Жигулевско-Пугачевского палеосвода, IV - юго-западный склон Башкирского палеосвода; V - Соль-Илецкий палеосвод; палеоподнятия: VI - Центральное, VII - Восточно-Оренбургское

Рис. 2. Схематический литологический палеопрофиль эйфельско-нижнефранских отложений по линии Ульяновск-Юртаево.

1 - алеврито-песчаные пласты-коллекторы эйфельско-нижнефранских отложений; 2 - преимущественно карбонатные породы эйфельского яруса; 3 - алеврито-глинистые породы воробьевского горизонта живетского яруса; 4 - алеврито-глинистые и карбонатные породы ардатовского горизонта живетского яруса; 5 - алеврито-глинистые и карбонатные породы муллинского горизонта живетского яруса, 6 - глинисто-алевритовые породы пашийского горизонта нижнефранского подъяруса; 7 - глинистые и глинисто-карбонатные породы кыновского и саргаевского горизонтов нижнефранского подъяруса; 8 - осадочные породы верхнего протерозоя; 9 - кристаллические породы архея. Палеоструктуры: I - Радаевская впадина, II - Центральное поднятие, III - Безулукская впадина, IV - Восточно-Оренбургское поднятие