К оглавлению журнала

 

УДК 553.98.041(47042)

© В.П. Степанов, Л.П. Павлова, Н.Г. Абдуллин, 1990

Тектоническое строение и перспективы нефтеносности Улеминского вала

В.П. СТЕПАНОВ, Л.П. ПАВЛОВА, Н.Г. АБДУЛЛИН(ТатНИПИнефть)

Открытие нефтяных месторождений в Ульяновской области [2, 3, 5] позволило вновь поднять вопрос о перспективе Улеминского вала, расположенного в западной части Татарской АССР в зоне сочленения западного и северного бортов Мелекесской впадины и Серноводско-Абдулинского авлакогена. О возможности выявления залежей нефти в девонских и каменноугольных отложениях свидетельствует наличие в пермских отложениях битумов Сюкеевского месторождения.

Тектоническое строение Улеминского вала изучено по небольшому количеству глубоких скважин и материалам региональных геофизических работ. По данным электроразведки методом становления электромагнитного поля в дальней зоне источника (ЗСДЗ) и наземной магнитной съемки составлена карта поверхности кристаллического фундамента масштаба 1:100000 (рис. 1, а). На рис. 1, а видно, что поверхность фундамента характеризуется сильно расчлененным рельефом. Так, на западе выделяется восточный склон Токмовского свода, оконтуренный изогипсой – 1700 м, в центральной части – серия прогибов северо-западного и субширотного простирания с абсолютными отметками –1832ё1850 м, на востоке – Сюкеевский грабенообразный прогиб, состоящий из отдельных впадин с абсолютными глубинами –1910ё–1930 м.

Глубоко врезанные в фундамент грабенообразные прогибы разделяют горстовидные поднятия на отдельные зоны, одной из которых является Атрясско-Сюкеевская прослеживающаяся параллельно Сюкеевскому прогибу. Это валообразное поднятие, трассирующееся по линии между скв. 423 Свияжской и скв. 4 Камско-Устьинской площадей, состоит из четырех локальных структур. На одной из структур (Сюкёевской), оконтуренной по данным ЗСДЗ изогипсой – 1870 м и характеризующейся амплитудой по северо-восточному крылу около 40 м, планируется бурение параметрической скважины.

Западнее Атрясско-Сюкеевской зоны выделяются отдельные поднятия диагонального направления с северо-запада на юго-восток, создающие блоковый каркас Улеминского вала по пермским отложениям. К северу и югу от этих террас прослеживаются субширотные прогибы с глубиной 1820–1850 м, придающие Улеминской зоне поднятий форму ступенчато погружающегося на юго-восток (в центральной части – субширотно) террасовидного структурного носа. Ступенчатое погружение Апастовской и Улеминской террас обусловлено резким опусканием отдельных блоков фундамента по разломам субмеридионального простирания. Последние выделяются по магнитным аномалиям и подтверждаются вещественным составом и петрофизической ассоциацией пород, характерными для дизъюнктивных нарушений фундамента. Так, разлом по линии скв. 4 и 7 Улеминской площади прослеживается по катаклазированному габбро-амфиболиту, гранитизированному и катаклазированному метадиориту и увеличенной мощности коры выветривания (до 7 м).

Разлом, проходящий по западному борту Сюкеевского прогиба, фиксируется бластокатаклазитом по биотитовому плагиогнейсу (скв. 4 Камско-Устьинская).

Образование грабенообразных прогибов происходило при растяжении или раздвигании блоков фундамента, в связи с чем породы на участках скважин интенсивно раздроблены и метасоматически изменены под влиянием магматических расплавов. Здесь развиты метадиориты по габброиду (скв. 3 Улеминская), биотит-роговообманковые плагиогнейсы и амфиболиты с их мигматитами (скв. 6 Улеминская), двупироксеновые гнейсы участками раздроблены, переходят в чарнокиты (скв. 420 Свияжская); в субширотных разломах встречены милониты (скв. 424 Свияжская).

Незначительное количество пробуренных скважин не позволяет составить структурную карту по кровле терригенных отложений девона (кыновский горизонт). Однако данные бурения показывают, что своды кыновских поднятий смещаются относительно куполов блоков фундамента, а суммарная мощность пашийских и кыновских отложений возрастает в сторону грабенообразных прогибов от 100 (скв. 420 Свияжская) до 152 м (скв. 4 Камско-Устьинская) и от 97 (скв. 3 Улеминская) до 127 м (скв. 5 Улеминская). Таким образом, прогибы фундамента терригенными отложениями девона либо компенсируются, либо нивелируются.

По кровле заволжского горизонта (рис. 1, б) происходит дальнейшая перестройка структурного плана в связи с образованием в центральной части участка северной (Улеминской) ветви Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП), или Буинского прогиба, впервые выявленного И.А. Антроповым как северо-западная ветвь Усть-Черемшанского прогиба, протягивающаяся из Ульяновской области на с. Тетюши – г. Буинск и далее на территорию Чувашской АССР, а затем, по данным Р.Б. Давыдова и В.А. Новичкова, в северо-западном направлении в Горьковскую область, где выделена по разрезу скв. 3 Усольцево-Горьковская ветвь. Здесь вскрыт разрез визейских отложений, отличающийся от синхронных образований в соседних скважинах, подобный ранее описанному (М.Ф. Мирчинк, Р.О. Хачатрян и др., 1965 г.) для прибортовых зон ККСП.

В Буинском прогибе сокращается мощность карбонатных фаменских отложений от 442 (скв. 420 Свияжская) до 109 м (скв. 4 Карлинская), а в разрезе появляются елховские или радаевские образования Малиновского надгоризонта мощностью соответственно 3 (скв. 4 Карлинская) и 37 м (скв. 424 Свияжская). Границы Буинского прогиба генетически связаны с формирующими его борта разломами субмеридионального и северо-западного простираний. В его прибортовых зонах развиты одиночные рифовые постройки (пиннаклы), выделяемые в карбонатных фаменских образованиях по их увеличенной мощности и аналогичные структурам-спутникам Ульяновской области, где открыто девять нефтяных месторождений (Зимницкое, Чердаклинское, Калмаюрское, Кондаковское, Филипповское, Южно-Филипповское, Восточное, Вишенское и Западное). На западном борту прогиба располагаются Бурнашевский, Улеминский и др., а на восточном – Атрясский, Сюкеевский, Камско-Устьинский и другие пиннаклы.

Бобриковские отложения нивелируют западины рельефа заволжского горизонта, а местами и малиновского надгоризонта. Их увеличенные мощности наблюдаются в пределах северной ветви Буинского прогиба, достигая в скв. 424 37 м, скв. 5–28, скв. 4–34. На отдельных приподнятых участках (скв. 3,6 Улеминские, 4 Камско-Устьинская) бобриковские отложения полностью выклиниваются. Кроме того, устанавливается закономерность сокращения и выклинивания бобриковских отложений к своду локальных поднятий: скв. 2–24 м, скв. 1 –12, скв. 3–0. На рис. 1, б скв. 3 пробурена в контуре Улеминского фаменского пиннакла, но не в его сводовой части. Подобное наблюдается и на Атрясском поднятии, где мощность бобриковского горизонта также сокращается в сторону его свода (скв. 420 Свияжская). Так, в скв. 424 она составляет 13 м, скв. 420–16, скв. 423–25. Сокращение мощности бобриковских отложений на южном крыле Атрясского пиннакла до 13 м компенсируется наличием в разрезе скв. 424 радаевских отложений толщиной 37 м.

По кровле ассельского яруса (рис. 1, в) прослеживается валообразное Улеминское поднятие дугообразной формы с крутыми юго-восточным и южным крыльями. Амплитуда крутого крыла достигает 70 м. Локально Улеминский вал оконтуривается стратоизогипсой –90 м и состоит из Апастовского, Улеминского, Атрясского, Сюкеевского и Камско-Устьинского поднятий со страто-изогипсами соответственно 70, –70, –75, –80, –50 м. К северо-востоку от Улеминского поднятия располагается Бурнашевское, оконтуренное изогипсой –70 м. Оно перпендикулярно сочленяется с Улеминским валом и характеризуется северо-восточным простиранием, подчеркивающим направление погребенной ветви Буинского прогиба ККСП. Единый по пермским отложениям Улеминский вал в нижних горизонтах разреза осадочного чехла гетерогенен по своему строению и состоит из двух валообразных структурных зон: в западной части Апастовско-Улеминско-Бурнашевской и Атрясско-Сюкеевской и восточной (рис. 1, а, б).

Сопоставление структурных карт по отдельным горизонтам осадочного чехла и фундамента позволяет выявить особенности соотношения структурных планов. Вверх по разрезу от фундамента в палеозойских отложениях появляются новые тектонические элементы в результате разнонаправленных движений блоков.

Апастовско-Улеминская зона рифогенных поднятий в позднем девоне и раннем карбоне наследует план каркаса кристаллического фундамента. Бурнашевское же поднятие, по-видимому, рифогенного генезиса располагается над прогибом в фундаменте и является бескорневым. Атрясская структура возникла на склоне выступа фундамента, а Сюкеевская развивалась над его блоком. По кровле ассельского яруса локальные поднятия Улеминского вала соответствуют местонахождению пиннаклов заволжского горизонта и наследуют структуру нижележащих слоев.

Детальный анализ соотношения сводов в плане показал их миграцию по отношению друг к другу. Так, купольная часть Атрясского выступа располагается в 1,5 км северо-восточнее скв. 423 и оконтуривается, по данным ЗСДЗ, изогипсой – 1860 м. По кыновскому горизонту свод смещается относительно выступа фундамента к юго-юго-западу на 1,5 км и выявлен скв. 423 на абсолютной отметке –1629 м. По заволжскому горизонту купол смещен относительно кыновской структуры к юго-юго-западу на 2 км и установлен бурением скв. 420 на абсолютной отметке –914 м. По кровле ассельского яруса свод располагается к юго-юго-западу на 1,5 км от заволжского поднятия. Суммарная амплитуда смещения свода ассельской структуры относительно купольной части выступа фундамента составляет около 6 км. Своды же Улеминского поднятия по отдельные горизонтам осадочного чехла смещены на восток на 10 км.

Приведенные факты свидетельствуют о том, что миграция сводов Атрясского выступа относительно блока фундамента с северо-востока на юго-запад происходит по дизъюнктивной листрической поверхности (рис. 2). Вдоль нее горизонтально-взбросовые движения Атрясско-Сюкеевского блока образовали купольную часть по фундаменту в 1,5 км к северо-востоку от скв. 423. В тыловой же части этих структур возникли складки и прогибы растяжения, чему способствовали тектонические подвижки в период альпийского тектогенеза, которые изменили структурный план фундамента и палеозойских образований. Смещение сводов осуществлялось при движении блоков фундамента вдоль субмеридиональных разломов с образованием купола. На этот факт обратил внимание Б.В. Селивановский (1952 г.), показавший перестройку древнего структурного плана южного окончания Вятского вала и его осложнение молодыми субширотными киммерийскими структурами. О горизонтально-взбросовых движениях блоков фундамента свидетельствует вскрытая скв. 424 среди архейских пироксеновых гнейсов 30-метровая милонитовая толща, которая, по Б.С. Ситдикову (1972 г.), обусловлена скольжением и перемещением пород вдоль разлома с пологим тектоническим контактом. Милониты, как правило, образуются при разрывных нарушениях в зонах дробления, особенно по плоскостям надвигов и взбросов. Подобное наблюдается и в Ульяновском Заволжье с закономерным смещением сводов локальных поднятий в вышележащих отложениях относительно нижележащих в направлении регионального погружения и увеличения мощности осадочного чехла [5].

Миграция структурных планов, флексурный перегиб слоев пермских отложений, а также тыловые складки и прогибы растяжения свидетельствуют о взбросо-надвиговой природе Атрясско-Сюкеевской и Апастовско-Улеминской ветвей Улеминского вала. Однако движение блоков, сместивших своды отдельных горизонтов осадочного чехла, происходило на восток от склона Токмовского свода [2]. Анализ показал, что Атрясская структура испытала левосторонний сдвиг и тангенциально-ротационные подвижки своей северо-западной части. Поэтому ее северо-западная часть характеризуется большим смещением планов по отдельным горизонтам. Сюкеевская структура, располагавшаяся в центральной части Атрясско-Сюкеевской ветви Улеминского вала, не испытала смещения, что является благоприятным для заложения здесь параметрической скважины, поскольку Сюкеевская структура, по-видимому, представляет собой антиклинальную ловушку.

Перспективы нефтеносности Улеминского вала и его Атрясско-Сюкеевского блока необходимо связывать с генерацией нефти и газа в Серноводско-Абдулинском авлакогене, где еще в рифее и позднее в опущенных блоках в условиях ограниченной циркуляции вод, по-видимому, накапливались мощные глинистые толщи, богатые ОВ, которые благодаря быстрому захоронению и погружению на большую глубину уже на рифтовой стадии развития авлакогена использовали свой нефтегазоматеринский потенциал для формирования скоплений УВ. Ускорению и интенсификации нефтегазообразования способствовал также повышенный тепловой поток в рифтовых (авлакогенных) зонах [4]. Образовавшиеся УВ эмигрировали по разломам, несогласиям и узким грабенообразным прогибам на север, в Татарию и Ульяновскую область, и на юг, в Куйбышевскую, образуя залежи в гипсометрических вышерасположенных отложениях и, возможно, выветрелых и трещиноватых породах фундамента. Например, положение структурных поднятий и месторождений нефти в Ульяновской области в региональном плане связано с зоной развития тяжелых нефтей Сергиевского нефтеносного района Куйбышевской области [5].

Открытие залежей в девонских отложениях Лабитовской структуры в Ульяновском Заволжье указывает также на возможность генерации нефти в Серноводско-Абдулинском авлакогене. Наличие в кыновских образованиях тяжелой нефти плотностью 0,928 г/см3 свидетельствует о ее аккумуляции вблизи очага нефтеобразования. Тектоническая расчлененность блоков фундамента и фациальная невыдержанность осадочных отложений способствовали, по-видимому, и вертикальной миграции. Тангенциально-взбросовые скольжения структурных поверхностей по листрическим разломам в послепермекое время способствовали выжиманию УВ вверх вплоть до верхнепермских пород и образованию битумной жидкой нефти, которая оказалась в песчаниках казанских отложений Сюкеевского месторождения битума и даже в закрытых полостях кремнисто-доломитовых конкреций. Обычно структурные скважины вскрывают эту жидкую нефть вблизи зон разломов и трещиноватых крутых крыльев флексур (см. рис. 1, в).

В Ульяновской области вертикальная миграция на ряде поднятий (Восточно-Филипповское, Южно-Филипповское, Безымянное) подтверждается наличием остаточного нефтенасыщения в кровле башкирских и верейских пластов, а также широким развитием следов миграции нефти в вышележащих отложениях каширского, подольского, мячковского горизонтов [5]. В результате вертикальной миграции образовались тяжелые, вязкие нефти плотностью 0,954–0,963 г/см3, вязкостью в пластовых условиях 59,7 мПа·с в турнейских отложениях Филипповской группы месторождений и плотностью 0,945 г/см3 (скв. 27 Лабитовская) в нижней части семилукских образований.

Таким образом, на Улеминском валу могут быть открыты нефтяные залежи в девоне, карбоне. Предполагать это можно по результатам высокоточной гравиметрической съемки, интерпретированным по методике оконтуривания залежей нефти и газа (И.Н. Михайлов, 1983 г.), по графикам аномалий силы тяжести, имеющим нарушения “гладкости” поля, и наличию в них отрицательных локальных минимумов, связанных с возможным нефтесодержанием коллектора. Такие минимумы, полученные над Бурнашевской и Сюкеевской структурами, отмечались и над Лабитовским поднятием.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Воронин В.П., Степанов В.П., Гольштейн Б.Л. Геофизическое изучение кристаллического фундамента Татарии // Изд-во Казанского гос. ун-та.– 1982.
  2. Геология и оценка перспектив нефтеносности западных районов Урало-Волжской области // Под ред. В.И. Троепольского.– Изд-во Казанского гос. ун-та.– 1983.
  3. Иванова М.Б. Рифогенные структуры-спутники как основной объект поисков нефти в Ульяновской области //В кн.: Геология и нефтегазоносность Восточно-Европейской платформы.– М.: ВНИГНИ.– 1984.– С. 64–70.
  4. Лысак С.В. Тепловой поток континентальных рифтовых зон.– Новосибирск: Наука.– 1988.
  5. Новые данные по нефтеносности палеозойских отложений Ульяновского Заволжья / В.П. Кокурников, Э.З. Бадамшин, Н.П. Горячев, В.М. Смелков // Геология нефти и газа.–1987.– № 6.– С. 13–16.

Abstract

Tectonic framework of the Uleminsky arch is considered and its petroleum prospects are substantiated. These prospects are mostly associated with the possibility oil and gas generation in Sernovodsk-Abdulino avlacogen where during the Riphean and later conditions for forming petroleum source beds potential were created. The formation of pools of oil near its generation source is indicated by discovering heavy oils in the Kynovsky sediments of the Ulyanovsk-Volga region.

Рис. 1. Структурная карта Улеминского вала по поверхности фундамента (а), по кровле заволжского горизонта (б) и ассельского яруса (в):

1 – поднятия; 2 – прогибы; 3 – скважины (зачерненные – с проявлениями битума); 4 – разломы; 5 – разломы, формирующие Буинский прогиб ККСП; 6 – изогипсы, м; структуры: I – Сюкеевская, II – Атрясская, III – Бурнашевская, IV – Улеминская, V – Апастовская; прогибы: VI – Свияжский, VII – Сюкеевский

Рис. 2. Геологический разрез Улеминского вала:

1 – известняки, 2 – алевролиты, 3 – аргиллиты, 4 – песчаники, 5 – дизъюнктивные нарушения, б – зона тектонической трещиноватости, 7 – битумопроявления, 8 – рифогенная структура, 9 – предполагаемая залежь, 10 – проектная скважина