К оглавлению журнала

 

УДК 553.98

© Б.П. Кабышев, 1994

ПРИНЦИП КРУПНОМАСШТАБНОГО НЕФТЕГЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНИРОВАНИЯ ПО ВОЗРАСТУ ДОМИНИРУЮЩЕГО ПО ЗАПАСАМ ПРОДУКТИВНОГО КОМПЛЕКСА

Б.П. КАБЫШЕВ (УкрГГРИ)

Принцип крупномасштабного нефтегеологического районирования по возрасту доминирующего по запасам продуктивного комплекса базируется на следующих положениях.

1. Закономерность концентрации наибольшей части запасов нефти и газа многопластовых месторождений в одном комплексе и даже в одном горизонте, которые рекомендуется называть доминирующими по запасам. К ним целесообразно относить такие комплексы и горизонты, которые содержат более 50% (в реальных условиях чаще 70-100%) запасов УВ от общих по месторождению.

2. Группировка месторождений с одновозрастными доминирующими по запасам комплексами в определенные зоны.

3. Закономерное расположение на территории нефтегазоносного бассейна зон разновозрастных доминирующих по запасам комплексов.

Этот принцип в отличие от других ориентирован на прогноз более крупных по размерам скоплений нефти и газа. Не следует смешивать его с созвучным по названию принципом тектонического районирования по возрасту доминирующих по мощности комплексов, в которых, как считают Г.Х. Дикенштейн и другие [I], содержатся основные запасы нефти и газа. Однако этот вывод, по мнению автора данной статьи, справедлив и для крупных интервалов разреза (мегакомплексов). Для менее мощных толщ (отдельных продуктивных комплексов), анализ которых необходим при крупномасштабном районировании, он требует корректировки.

Рассмотрим вопрос о закономерностях концентрации запасов УВ по разрезу: для территории Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) - по фактическому материалу, а для других регионов - по опубликованным данным. В ДДВ открыто 210 месторождений нефти и газа, имеющих более 700 залежей, которые приурочены к восьми продуктивным комплексам в весьма широком стратиграфическом интервале - от докембрийского фундамента и девона до юры. Однако, за исключением четырех месторождений (Качановское, Рыбальское, Сахалинское и Восточно-Новоселовское), все остальные локализованы в доминирующих по запасам продуктивных комплексах (рис. 1), а 71 % имеют доминирующие залежи. Характерно, что доминирующие по запасам залежи чаще развиты на крупных месторождениях (91% от общего их числа, чем на средних (61%) и мелких (67%).

Наиболее часто преобладают по запасам комплексы, содержащие наибольшие разведанные и начальные ресурсы в регионе. Для крупных и средних месторождений - это нижнепермско-верхнекаменноугольный (22,3% от всех месторождений этой градации), серпуховский (16%), верхневизейский (42%) и турнейско-нижневизей-ский (14%) комплексы. Значительно реже в этом качестве выступает среднекарбоновый (6%). Другие комплексы не содержат крупных скоплений УВ. На мелких месторождениях доминирующими по запасам чаще являются верхневизейский (36,5% месторождений), серпуховским (20,9%), среднекаменноугольный (17,4%), турнейско-нижневизейский (15,6%), реже нижнепермско-верхнекаменноугольный (7%), мезозойский (1,7%) и девонский (0,9%) комплексы. Для одноименных месторождений доминирующие по запасам залежи всегда находятся в пределах доминирующих по запасам комплексов.

В доминирующих комплексах содержится 89,1% запасов УВ от общих по региону, причем эта доля снижается от крупных (90,2%) к средним (89%) и мелким (81,1%) месторождениям. Это еще раз подчеркивает вывод, что концентрация запасов по разрезу повышается с увеличением размеров месторождений.

В других нефтегазоносных регионах установлено [В.Ф. Никонов (1975), 5], что в большинстве крупных и гигантских месторождениях мира основные запасы нефти и газа сосредоточены в одной залежи и соответственно одном продуктивном комплексе. Нет полных данных об этой закономерности для мелких и средних по запасам месторождений, однако есть основание считать, что и у этой категории месторождений наблюдается концентрация наибольшей части запасов в узком интервале разреза - по крайней мере, в одном доминирующем по запасам комплексе. Отсюда вытекает общий вывод о том, что в нефтегазоносных регионах миру существует общая (глобальная) закономерность размещения запасов УВ по стратиграфическому разрезу многопластовых месторождений - сосредоточение основной части их в доминирующих по запасам продуктивных комплексах. Она присуща всем категориям месторождений, однако крупные характеризуются большей степенью концентрации запасов по разрезу, чем мелкие.

По вопросу о причинах (факторах) концентрации УВ в доминирующих по запасам комплексах существуют различные представления. Наиболее детально изучавшие данную проблему И.И. Нестеров и другие указывают на три главных фактора, влияющих на концентрацию запасов в основных, как они их называют, комплексах: мощность продуктивной толщи, глубина ее залегания и наличие региональных перерывов, причем для первых двух признаков характерна прямая связь с запасами, а третьего - обратная [5]. В этом перечне отсутствует такой признак, как наличие в разрезе региональных флюидоупоров, который многими исследователями считается основным в распределении залежей нефти и газа по разрезу. И.И. Нестеров и другие при определении причин концентрации запасов в доминирующих комплексах исходят из позиции о сингенетичности основных скоплений вмещающим толщам. Между тем, несомненным является факт наличия во многих регионах немалого количества месторождений, в том числе и крупных, с залежами во вторичном залегании, для которых причины концентрации запасов по разрезу существенно другие, чем у сингенетичных скоплений.

Представительным регионом для анализа указанных причин является ДДВ. Здесь согласно геолого-математической модели формирования месторождений [2] три продуктивных комплекса нижнего карбона, генерирующие УВ, содержат преимущественно сингенетичные залежи, а скопления в нижней перми - верхнем карбоне, в том числе наиболее крупные по размерам (Шебелинское, Западно-Крестищенское, Гнединцевское, Леляковское и др.), находятся во вторичном залегании. В этих двух типах комплексов на запасы УВ и соответственно концентрацию их по разрезу оказали влияние разные причины (факторы).

Детальный анализ этого вопроса показал, что в генерирующих толщах наблюдается прямая корреляционная связь запасов с геологическими признаками, характеризующими условия генерации УВ (мощность, глубина, температура, степень катагенеза комплекса) и сохранности (класс покрышек, газонасыщенность вод). Однако наибольшие запасы на месторождениях связаны с немаксимальными значениями этих признаков (кроме классов покрышек). При превышении определенных значений указанных геологических признаков запасы УВ не увеличиваются, а чаще даже уменьшаются. Именно такие зависимости получены для восточной субобласти ДДВ в отличие от западной, где наблюдаются четкие и прямые корреляционные связи.

Следовательно, концентрация запасов в доминирующих комплексах для сингенетичных залежей объясняется оптимальным сочетанием условий генерации и сохранности скоплений УВ. Превышение же оптимальных значений (в том числе мощности, глубокое залегание комплекса) ведет к уменьшению запасов и даже исчезновению промышленной нефтегазоносности, например, в крайней юго-восточной части ДДВ, что объясняется погружением отложений в зону апокатагенеза с жесткими термобарическими условиями, определяющими перемещение УВ в верхние горизонты.

Для вторичных скоплений концентрация запасов в доминирующих комплексах вызвана благоприятным сочетанием условий сохранности (в первую очередь наличием в разрезе региональных флюидоупоров, особенно соленосных) и миграции (жесткие термобарические условия в нижних генерирующих толщах, крупноамплитудные нарушенные сбросами структуры). Определенное влияние оказывают также перерывы в осадконакоплении, которые в генерирующих продуктивных комплексах обусловливают снижение запасов, а в принимающих нередко наоборот - увеличение их за счет усиления вертикальной миграции УВ в эти периоды [2, 4].

Охарактеризованные процессы формирования месторождений контролировали закономерное размещение залежей УВ по площади и разрезу с концентрацией наибольшей части запасов в доминирующих комплексах. В разных стратиграфических толщах оптимальные условия для такой концентрации возникали в различных зонах (районах) нефтегазоносного бассейна, что обусловило возможность районирования региона по возрасту доминирующих по запасам УВ продуктивных комплексов. Автор данной статьи впервые выполнил такое районирование для территории ДДВ (рис. 2). В основу составления карты положены фактические данные о размещении начальных геологических запасов УВ в разных комплексах и зонах ДДВ, на отдельных слабоизученных участках границы доминирующих по запасам комплексов разного возраста приведены с учетом указанных зависимостей запасов УВ от значений геологических параметров.

К выделенным зонам (районам) развития доминирующих по запасам комплексов разного возраста приурочено абсолютное большинство открытых в ДДВ месторождений. Отклонения от полученной зональности наблюдаются лишь для двух небольших групп месторождений. В первой (Гнединцевское, Леляковское, Краснопоповское, Качановское, Перещепинское, Пролетарское, Южно-Афанасьевское месторождения) наибольшие запасы УВ находятся стратиграфически выше доминирующего комплекса. В соответствии с геолого-математической моделью формирования месторождений в ДДВ [2] структурные ловушки этих месторождений по своим морфологическим параметрам (крупноамплитудность, нарушенность сбросами, наличие несогласий и др.) благоприятны для вертикального перераспределения УВ по разрезу, и верхние залежи в них заведомо вторичные образования (Качановское, Гнединцевское, Леляковское, Краснопоповское месторождения) или с весьма высокой степенью достоверности (Перещипинское, Пролетарское, Южно-Афанасьевское месторождения). Следовательно, эта группа месторождений в силу специфических условий формирования не подлежит территориальному районированию. Этот вывод не распространяется на месторождения в нижнепермско-верхнекаменноугольном комплексе Машевско-Шебелинского района, также имеющие вторичную природу. Последняя здесь обусловлена не только локальным фактором (амплитудой структур, нарушенностью сбросами, приштоковым положением залежей), но и зональным - жесткие термобарические условия в основных генерирующих толщах района (нижний и средний карбон) способствовали формированию АВПД и соответственно вертикальному перемещению огромных масс газообразных УВ вверх до региональной соленосной покрышки, даже независимо от морфологических параметров структур.

Во второй группе месторождений (Светличное, Озерянское, Николаевское, Салогубское), расположенных в зоне верхневизейского доминирующего комплекса, запасы находятся в турне-нижневизейских отложениях, в .пределах слабых ловушек. Отклонение данных месторождений от общей закономерности является несущественным фактором, так как они очень мелкие. Кроме того, не исключено, что непродуктивность их по верхнему визе обусловлена отсутствием ловушек по этому комплексу.

На карте районирования ДДВ (см. рис. 2) видно, что территориальное расположение доминирующих по запасам комплексов разного возраста достаточно упорядоченное и закономерное: от наиболее погруженной центральной части бассейна ДДВ к периферии возраст доминирующего комплекса становится все более древним. В самой погруженной (по верхнепалеозойским отложениям) части ДДВ выделяется Чутово-Шебелинский газоносный район, в котором основные запасы связаны с нижнепермско-верхнекаменноугольными отложениями. От него в северо-западном и юго-восточном направлениях вдоль простирания ДДВ находится район со среднекаменноугольным доминирующим комплексом (Полтавско-Боровской газоносный), далее в северо-западном направлении - серпуховским (Абазовско-Безлюдовский нефтегазоносный), верхневизейским (Сребненско-Северолуганский нефтегазоносный), турнейско-нижневизейским (Монастырищенско-Нынивский нефтеносный) и девонским (Черниговский перспективный) доминирующими комплексами.

Подобная закономерность расположения доминирующих по запасам комплексом (омоложение в сторону центральной части нефтегазоносного бассейна), но только по размещению запасов уникально крупных месторождений, установлена И.И. Нестеровым и другие [5] для бассейна Персидского залива, Галоф-Коста, Волго-Уральской области. Западной Сибири.

Следует отметить, что на отдельных участках прибортовых зон ДДВ (см. рис. 2) есть небольшие отклонения от основной закономерности, которые на севере связаны с особенностями геологического строения районов (наличием в разрезе отложений определенного возраста), а не с закономерностями размещения залежей разного возраста. Когда говорилось об основной закономерности размещения доминирующих по запасам комплексов в разных регионах мира, то имелось в виду, что все комплексы развиты везде по территории региона (хотя и в разных мощностях), а вот доминирующими по запасам в разных районах являются только отдельные из них. Здесь же в ДДВ мы столкнулись с примером неповсеместного развития отдельных комплексов, в частности на большей части бортов отсутствуют девонские и турне-нижневизейские отложения. Вследствие этого на некоторых участках прибортовых зон происходит нарушение основной закономерности: наиболее древние доминирующие по запасам комплексы (Тимофеевский и Шевченковский участки с турнейско-нижневизейским доминирующим комплексом в северной прибортовой зоне) не являются периферийными.

В южной прибортовой зоне востока ДДВ наблюдается более существенное отклонение от основной закономерности. Южнее Полтавско-Боровского района, где основные запасы сосредоточены в среднем карбоне, расположен Мачехско-Руденковский нефтегазоносный район с турне-нижневизейским доминирующим комплексом, который южнее незакономерно сменяется верхневизейским (Зачепиловско-Пролетарский район). В восточной части южной прибортовой зоны среднекарбоновый доминирующий по запасам комплекс к югу сменяется верхневизейским (Близнецовский перспективный район), далее - турнейско-нижневизейским (Рясковско-Богатойский газоносный район), а затем незакономерно - серпуховский (Новоселовско-Левенцовский нефтегазоносный район).

Причина отклонения от основной закономерности здесь иная, чем в северной зоне. Приуроченность основных запасов УВ в периферийных районах к отложениям более молодого возраста, т.е. стратиграфически выше, чем в смежных более погруженных районах, объясняется, по нашему мнению, большим влиянием фактора вторичности скоплений - переформированием залежей на поздних этапах развития региона. Известно, что южная прибортовая зона ДДВ подвергалась наибольшим инверсионным тектоническим движениям в предтриасовый и предпалеогеновый перерывы, что и способствовало вертикальному и латеральному перемещению УВ в более высокие горизонты в гипсометрически повышенные участки.

Следует отметить, что все без исключения отклонения в размещении доминирующих по запасам комплексов ДДВ отпадут, если три нижнекаменноугольных комплекса рассматривать как единый мегакомплекс. Тогда в наиболее погруженном Чутово-Шебелинском районе нижнепермско-верхнекаменноугольный доминирующий комплекс будет обрамляться среднекаменноугольным, а на всей остальной периферийной части ДДВ, кроме переходной зоны к Донбассу, доминирующим будет нижнекаменноугольный комплекс. Следовательно, размещение наибольшей части запасов нефти и газа по разрезу и территории ДДВ подчиняется достаточно строгой закономерности - по разрезу они сосредоточены в определенных (доминирующих) комплексах, возраст которых омолаживается от периферии к центру нефтегазоносного бассейна.

Охарактеризованная карта районирования ДДВ по возрасту доминирующего по залам комплекса (см. рис. 2) составлена в основном по фактическим материалам о запасах УВ с учетом изменения в слабоизученных зонах геологических признаков, влияющих на концентрацию запасов. Для слабоизученных регионов, где нет таких данных, подобную карту можно составить на основе анализа в смежных или сходных регионах корреляционных связей запасов УВ с геологическими признаками, определяющими модель нефтегазоносности продуктивных комплексов в зонах доминирующих запасов УВ. Но это уже самостоятельная задача, требующая специального рассмотрения.

Принцип нефтегеологического районирования по возрасту доминирующего по запасам комплекса не является альтернативным другим подходам. Составленные на его основе карты дают целенаправленную информацию о размещении наибольшей части запасов нефти и газа в регионе. По ним для любой точки территории региона можно определить, в каких отложениях будут концентрироваться наибольшие запасы и значительные по размерам скопления УВ. Такие карты характеризуют закономерности размещения не всех 100% месторождений и залежей, а лишь объектов, содержащих около 90% запасов, однако дают информацию, которую не давали карты, составленные на основе других принципов районирования.

Карта нефтегеологического районирования ДДВ по принципу доминирующего по запасам комплекса позволяет конкретизировать прогноз и поиск значительных по размерам скоплений УВ, направлять усилия на конкретные для каждого участка продуктивные комплексы и даже горизонты. Ее рекомендуется использовать при выборе первоочередных объектов поискового бурения, а также участков для детальных сейсморазведочных работ по подготовке ловушек к бурению. Приоритетными являются структуры и ловушки, выявленные, подготовленные или прогнозируемые в отложениях того продуктивного комплекса, который на карте показан как доминирующий по запасам. Ловушки, выделенные на этом участке в других стратиграфических толщах, менее перспективны: содержат небольшие запасы УВ или вообще непродуктивны.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гарецкий Р.Г., Айзберг Р.Е. Опыт тектонического районирования территории Белоруссии и смежных областей // Сов. геология. - 1975. - № 5. - С. 55-68.
  2. Геолого-математическая модель формирования и размещения залежей нефти и газа в Днепровско-Донецкой впадине / В.А. Витенко, Б.Д. Гончаренко, Б.П. Кабышев и др. - М.: Недра, 1985.
  3. Дикенштейн Г.Х., Швембергер Ю.Н., Алиев И.М. Теоретические предпосылки построения тектонических карт нефтегазоносных территорий // Сов. геология. - 1978. -№ 6. - С. 138-143.
  4. Кабышев Б.П. Палеотектонические исследования и нефтегазоносность в авлакогенных областях. - М.: Недра, 1987.
  5. Нестеров И.И., Потеряева В.В., Салманов Ф.К. Закономерности распределения крупных месторождений нефти и газа в земной коре. - М.: Недра, 1975.

ABSTRACT

The new principle of large -scale zonation for oil and gas bearing regions is substantiated. It is based on identification of productive complexes, which dominate by reserves (which contain more, then 50% of initial geological hydrocarbon reserves from total field reserves). The principle is based on following: 1. the main part of multi-bed Fields reserves is concentrated in one complex and even in one pool; 2. fields with the same dominating complexes are grouping in certain zones; 3. dominating complexes of different age are located in a regular way.

The map of oil and gas geological zonation for Dnieper-Donetsk depression, made according to a principle of a complex, dominated by reserves, allows to concretize the forecast and prospecting of considerable pools, to direct efforts to concrete productive complexes and even horizonts at every area. The map is recommended to be used for choose of prospecting drilling urgent objects as well as of areas for detailed siesmic survey aimed at traps preparation for drilling. Prerared and forecasted traps in the productive horizont, which is shown at the map as a dominated one, are preferable. Traps, revealed at this area in other stratigraphic formations are less perspective, they contain small hydrocarbon reserves or are not productive.

РИС. 1. ДОЛЯ НАЧАЛЬНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ УВ В ДОМИНИРУЮЩИХ ПО ЗАПАСАМ КОМПЛЕКСАХ ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЫ.

Размеры скоплений УВ: 1 - крупные; 2 - средние; 3 - мелкие

РИС. 2. КАРТА РАЙОНИРОВАНИЯ ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЫ ПО ВОЗРАСТУ ДОМИНИРУЮЩЕГО ПО ЗАПАСАМ ПРОДУКТИВНОГО КОМПЛЕКСА:

1-6 - возраст доминирующего комплекса: 1 - раннепермский - позднекаменноугольный, 2 - среднекаменноугольный, 3 - серпуховский, 4 - поздневизейский, 5 - турне-поздневизейский, 6 - девонский; месторождения: 7 - нефтяные, 8 - газоконденсатные, 9 - газовые; границы: 10 - Днепровского грабена, 11 - доминирующих комплексов разного возраста, 12 - Кошелевсхого выступа. Нефтегазоносные зоны (районы): I - Чутово-Шебелинская, П - Полтавско-Боровская, Ш - Абазовско-Безлюдовская, IV - Сребненско-Северолуганская, V - Монастырищенская, VI - Черниговская, VII - Яблуновская, VIII - Тимофесвская, IX -Зачепиловско-Кременовская, Х - Мачекско-Руденковская, XI - Близнецовская, ХП - Рясковско-Богатойская, ХШ - Новоселковско-Левенцовская, XIV - Шевченковская. Месторождения: 1 - Глинско-Розбышевское, 2 - Ефремовское. 3 -- Западно-Крестищенскос, 4 - Шебелинское, 5 - Яблуновское, 6 - Абазовское, 7 - Анастасьевское, 8 - Гнединцевское, 9 - Качановское, 10 - Котелевское, 11 - Леляковское, 12 - Опошнянское, 13 - Рыбальское, 14 - Тимофеевское