Условия формирования и генетические особенности нетрадиционных природных резервуаров промышленных скоплений нефти и газа в осадочно-пор

Российская академия наук

Дагестанский научный центр

ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ

 

 

 

 

 

Научный отчёт по теме: «Условия формирования и генетические особенности нетрадиционных природных резервуаров промышленных скоплений нефти и газа в осадочно-породных бассейнах Восточного Предкавказья» 2004-2008 г.г.

                                                                                     № гос. рег. 01200409197

 

 

 

 

 

 

Директор ИГ ДНЦ РАН,

док. геол.-мин. наук                                                                  В.И. Черкашин

 

 

 

Зав. лаб. региональной геологии

и минерального сырья, к.г-м.н.                                                В.У. Мацапулин

 

Руководители темы, к.г-м.н., с.н.с.                        В.А.Агамов, К.А.Сабанаев                

                                                                                                                                                                                     

Махачкала, 2008

 

 

С О Д Е Р Ж А Н И  Е

	ВВЕДЕНИЕ
1.	Современный уровень изученности проблемы нетрадиционных природных резервуаров в осадочно-породных бассейнах Восточного Предкавказья …………………………………………….
1.1.	Ороген Восточного Предкавказья ………………………………
1.2.	Платформенная часть Восточного Предкавказья ……………….
1.3.	Российский сектор Северного и Среднего Каспия ……………..
2.	Теоретические основы поисков нетрадиционных скоплений УВ в Восточном Предкавказье ……………………………………….
2.1.	Морфологические особенности нетрадиционных ловушек ……
2.1.1.	Геологические предпосылки     поисков возможных нетрадиционных ловушек нефти и газа в пермо-триасовых отложениях …
2.1.2.	Особенности строения региональной зоны выклинивания продуктивной толщи юры и мела Восточного Предкавказья ………
2.1.3.	Перспективы поиска нетрадиционных ловушек  нефти и газа в верхнемеловых отложениях Предгорного Дагестана …………..
2.1.4.	Перспективы поиска неструктурных  ловушек нефти и газа в отложениях чокракского горизонта Предгорного Дагестана …….
2.2.	Литолого-стратиграфические комплексы  с установленными нетрадиционными ловушками ………………………………………
2.2.1.	Триасовый комплекс ………………………………………………
2.2.2.	Юрско-меловой комплекс ………………………………………...
2.2.3.	Олигоцен-нижнемиоценовый комплекс …………………………
2.3.	Рифогенные постройки ……………………………………………
2.4.	Клиноформы в миоценовых отложениях ………………………..
2.5.	Катагенетические ловушки в  отложениях майкопской серии …
2.6.	Палеорусловые типы ловушек …………………………………...
3.	Стратегия поисков нетрадиционных природных резервуаров нефти  и газа в Восточном Предкавказье …………………………
	ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………
	ЛИТЕРАТУРА ……………………………………………………..

 

 

 

 

СПИСОК РИСУНКОВ

 

Рис. 1.1 Схематическая структурно-тектоническая карта южной части Восточного Предкавказья.

Рис. 1.2. Структурная карта по кровле верхнемеловых отложений Предгорного  Дагестана.

Рис. 1.3. Нефтяные и газовые месторождения Равнинного Дагестана.

Рис. 1.4. Схема тектонического районирования  Дагестана и шельфа Каспиия.

Рис. 2.1. Схема распространения тектонических  пластин Предгорного Дагестана.

Рис. 2.2. Схема сопоставления пермо-триасовых отложений Равнинного Дагестана.

Рис. 2.3. Структурная карта по кровле миатлинского горизонта Предгорного  Дагестана.

Рис. 2.4.Региональный геологический профильный разрез по линии Кочубей-Махачкала

Рис. 2.5. Схематическая карта распространения  нетрадиционных типов ловушек бассейна Каспийского моря.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

                                                   

 Сокращение фонда антиклинальных структур, являющихся основными природными резервуарами в которых формировались большинство известных нефтяных и газовых месторождений, обеспечивающие заданный темп нефтегазодобычи в ЮФО и Российской Федерации, выдвинуло необходимость изучения возможности скопления УВ в нетрадиционных ловушках осадочного комплекса. На эту проблему обратили внимание ведущие специалисты России ещё на заре прошлого века. Целенаправленные научные исследования по этой проблеме в Восточном Предкавказье проводились в весьма ограниченных объёмах. В настоящем отчёте суммированы результаты комплексных геолого-геофизических исследований, данные поисково-разведочного и параметрического бурения, материалы изучения керна с использованием фондовых и опубликованных источников, которые позволили установить возможность распространения неструктурных ловушек в исследуемом регионе, основные разновидности которых сводятся к следующему: структурные ограничения различного характера (сбросы, взбросы, чешуи, надвиги и др.); литологическое непостоянство по простиранию, изменчивость пластов-коллекторов (линзы, частое замещение коллекторов глинами и др.); стратиграфические несогласия (срезы, перекрытия в результате размыва и их выклинивание); морфодизъюнктивы; рифогенные постройки; клиноформы; катагенетические ловушки в майкопской серии; палеорусла рек и др.

В отдельный тип неструктурных  ловушек можно отнести несоответствие структурных планов из-за образования некомпенсированных систем, на борту которых формируются биогермные постройки и структуры облекания (триас Восточного Предкавказья), а также тафрогеосинклинали сформированные вследствие тектонической активности гетерогенного складчатого фундамента и плиточного чехла. В них возможно формирование вторичных высокопродуктивных залежей УВ в дезинтегрированных магматических и метаморфических породах фундамента Скифско-Туранской плиты. Все эти формы в той или иной степени отражены в настоящей работе. В основу проведённых исследований были положены современные представления о региональной тектонике Предкавказья, выявленные закономерности размещения залежей нефти и газа в различных геотектонических условиях, обоснование областей распространения тех или иных типов залежей нефти и газа. Рассмотрены основные морфологические особенности нетрадиционных ловушек по стратиграфическим комплексам и геоструктурным элементам Скифско-Туранской плиты (кряж Карпинского, Восточно-Манычский прогиб, Терско-Каспийский прогиб и др.)с охватом  Российского сектора акватории Каспийского моря.  Центральное место из геоструктурных элементов в этой части Каспия  занимает Терско-Каспийский передовой прогиб, Самурско-Песчаномысская и Прикумско-Тюленевская зоны, палеорусло Волги (Средний Каспий) и др. Отдельные положения настоящего отчёта опубликованы в открытой печати в виде научных статей (журнал «Геология нефти и газа», Вестник Российкого университета дружбы народов, в материалах форумов, международных конференций (Актуальные проблемы нефтегазовой геологии, ВНИГРИ, Санкт-Петербург, 2007) и трудах ИГ ДНЦ РАН ( выпуск 51и 52), НК «Роснефть».  Работа выполнена под руковолством к.г-м.н. Агамова В.А., к.г-м.н. Сабанаева К.А.; исполнители по главам: Сабанаев К.А. – введение, гл. 1, 2, 3, заключение; Васильев А.К. – гл. 2.2., 2.3.; Магомедов Ю.М. – гл. 1, 2; Гаджиева Т.Р. - гл. 1, 2, 3; Шульгина Т.А. - сбор материалов, Шевчук С.А. - компьютерная вёрстка, корректировка текста, Магомедов М.К. - сбор материалов.

Действенную помощь по отдельным вопросам оказали заведующий лаборатории региональной геологии и минерального сырья к.г-м.н. Мацапулин В.У. и директор ИГ ДНЦ РАН доктор г-м.н. Черкашин В.И.

 

 

 

 

 

 

 

1. Современный уровень  изученности нетрадиционных природных резервуаров в осадочно-породных бассейнах Восточного Предкавказья

 Поиски и разведка УВ в ловушках нетрадиционного типа является более сложным этапом геологоразведочного процесса. Если объектами исследований на первом этапе были относительно простые структуры (пласты и комплексы с антиклинальным перегибом), то объектами изучения на этом этапе являются сложные геологические образования различного генезиса и морфологических особенностей, требующих сложных геолого-геофизических методов их обнаружения, поэтому поиск и разведка нетрадиционных ловушек осуществляется когда ограничен фонд традиционных ловушек нефти и газа.

Судя по обзору мировой литературы, тенденция увеличения доли добычи нефти и газа из объектов, связанных с нетрадиционными ловушками растёт. Степень геолого-геофизической изученности территории, в том числе прямыми методами – бурением достигает в среднем 100 м/км², что сравнивается с уровнем изученности наиболее разведанных регионов России (Самарская область – 108 м/км²). По мнению специалистов США из залежей нетрадиционного типа в недалёком будущем будет извлекаться около 75 % всей добываемой в мире нефти [1]. Увеличение количества открываемых месторождений неантиклинального типа отмечается в России, Украине, Азербайджане, Канаде, Мексике, Китае и др. странах. В Северо-Китайском нефтегазоносном бассейне 30 % добываемой нефти приходится на долю нетрадиционных ловушек. В Азербайджане, на смежной с Дагестаном территории - Сиазанской  моноклинали, месторождения нефти и газа приурочены, в основном, к неантиклинальным структурам приразрывных трещиноватых зон. В Западном и Центральном Предкавказье в результате взаимодействия науки и производства открыт ряд месторождений УВ, содержащих залежи неантиклинального и комбинированного типов, часть из которых выявлена при поисках залежей на антиклинальных структурах.

Достаточно большой объём исследований ловушек различного типа обусловил возможность создания многочисленных схем общей классификации природных резервуаров, наиболее значительными из которых являются классификации Алексина А.Г., Брода И.О., Еременко Н.А., Мирчинка М.Ф., Успенской Н.Ю., Ратнера В.Я. и др. Из зарубежных авторов следует отметить Вилсона В.Б., Хилди К., Россела В.Л. Анализу наиболее важных классификаций посвящены работы Габриэлянца Г.А. (1973). В связи с многообразией классификацией возникают некоторые вопросы относительно терминологии [2].

Нам представляется применительно  к ловушкам наиболее удачными термины  «традиционная» и «нетрадиционная», поскольку термин «структурная» не совсем точен, так как всякая ловушка предполагает определённую структуру, а термины «антиклинальная» или «неантиклинальная» не совсем корректны когда идёт речь о ловушках смешанного типа. Наиболее приемлемой является классификация Ратнера В.Я. и др. [3], где в качестве главнейшего признака выделяется морфология резервуара,  а в свою очередь каждый тип ловушек делится по генетическим признакам на классы. Первый тип ловушек связан с перегибами кровли резервуаров и включает в себя четыре класса: ловушки пликативных дислокаций при складкообразовании; ловушки биогенных выступов рифогенного генезиса; ловушки эрозионных выступов. Второй тип - ловушки экранов слабопроницаемых пород объединяет различные классы нетрадиционных ловушек, основными из которых являются: ловушки литологических экранов (выклинивание или замещение пород); ловушки дизъюнктивных экранов (экранирование по разрыву); ловушки стратиграфических экранов (экранирование по поверности  несогласия). Кроме того, второй тип объединяет три класса комбинированных ловушек по совокупности тех или иных признаков. Например, комбинированные по литологическому и тектоническому признакам; литологическому и стратиграфическому; тектоническому и стратиграфическому. Третий тип - литологически замкнутые ловушки подразделяются на три класса: ловушки аккумулятивных тел; эрозионно-аккумулятивных тел; ловушки, сформированные  за счёт процессов диагенеза и эпигенеза. Они представляют собой природные резервуары, образованные в результате неравномерного уплотнения осадков, цементации, вторичной трещиноватости, выветривания, растворяющего действия пластовых вод и других геологических процессов.

Таким образом, нетрадиционные ловушки  имеют более широкий спектр разнообразия по морфологии и генезису, но это не значит, что в реальной геологической обстановке и для конкретного региона они встречаются чаще, чем традиционные ловушки. Генетические особенности составляют научную основу прогнозирования зон распространения возможных ловушек нефти и газа, как хорошо изученных, так и в новых регионах, в то время как морфологические особенности имеют прикладное значение и должны учитываться при выборе рационального комплекса поисково-разведочных работ.

В приведённой выше классификации  не нашли отражение природные  резервуары, представляющие собой синклинальный изгиб коллекторской матрицы, и так называемые замкнутые гидродинамические ловушки в виде оползневых глыб (олистолиты). Хотя те и другие нетрадиционные ловушки не имеют сколько-нибудь заметного распространения в различных регионах и нефтедобывающих районах, тем не менее они должны быть объектами изучения в Восточном Предкавказье, поскольку к этому имеются определённые геологические предпосылки. Не исключено, что отмеченная классификация может быть пополнена классами нетрадиционных ловушек в виде: разуплотнённых тектонических пород, и в том числе, глинистых, ранее считавшихся бесперпективными в плане коллекторских резервуаров; оползневых глыб карбонатных пород в глинах депрессионных зон (синклинальные прогибы). Именно в этих ловушках могут быть обнаружены промышленные скопления в передовых прогибах Восточного Кавказа. Следует отметить, что Предкавказье является первым нефтедобывающим районом страны, где установлены залежи УВ, приуроченные к ловушкам неантиклинального типа. К настоящему времени в Предкавказском регионе (Краснодарский, Ставропольский края и Дагестан) открыто более 90 месторождений, содержащих залежи нетрадиционного и комбинированного типов. В Восточном Предкавказье поиски нетрадиционных залежей ведутся в межантиклинальных полях, где закладываются одиночные скважины (южный склон вала Карпинского, Восточно-Манычский прогиб, Прикумская зона поднятий).

Установленные (традиционные и нетрадиционные) и прогнозируемые ловушки тесно увязаны с нефтегазоносными свитами (региональные, локальные) и тектоническими этажами и дифференцированы по структурно-тектоническим зонам (платформенная часть, предгорья, шельф Каспия). Так, нижнесреднеюрский тектонический этаж в Равнинном Дагестане характеризуется регионально нефтегазоносным, содержит нетрадиционные ловушки (XI пачка нижней юры в районе площадей Сухокумской, Ахтынской, Солончаковой, Центральной). Для этого тектонического этажа характерны две разновидности комбинированных залежей: пластово-сводовые литологически экранированные (Южно-Сухокумская, Русский Хутор, Дахадаевская, Мартовская, Майская, Солончаковая и др.) и пластово-сводовые литологически и стратиграфически экранированные (IV) пласт средней юры на Тюбинском месторождении. Для мальм-мелового тектонического этажа характерны региональные зоны выклинивания песчаных толщ и отдельных пластов и пачек в юрских (III и I) и меловых (XII, IX, VIII) отложениях, которые образуют пластово-сводовые ловушки с частичным литологическим экранированием, и связанные с крыльями и периклиналями локальных поднятий [4]. Стратиграфически экранированные ловушки, как правило, регионально распространены в пределах Прикумско-Тюленевского вала. Для юрского терригенного комплекса обнаружение литолого-стратиграфических ловушек связано с зонами выклинивания вверх по восстанию пластов с севера и северо-запада. Для этого же тектонического этажа в верхнемеловых  отложениях нетрадиционные ловушки могут иметь место в моноклиналях, гемиантиклиналях, синклиналях, где развита трещиноватость. В Предгорном Дагестане наиболее вероятна зона нетрадиционных ловушек приурочена к Салтабакской структурной террасе, поднадвигу Главного Дербентского разрыва, Нараттюбинской зоне дислокаций, Гамриозеньскому разлому и др. Для палеоген-миоценового тектонического этажа в олигоцен-миоценовых отложениях установлены нетрадиционные типы ловушек: рукавообразные, литологически экранированные, литолого-стратиграфические, тектонически осложнённые, катагенетические. Прогнозируются: клиноформные, олистолитовые, трещино-жильные, врезные (палеорусловые) – на шельфе Каспия. И наконец, в плиоценовом тектоническом этаже нетрадиционные ловушки в виде останцов карбонатно-терригенных пород верхнемиоценового возраста за счёт срезания плиоценовых слоёв могут быть обнаружены, вероятнее всего, в акватории Каспийского моря (рис.1.1).

Таким образом, комплексная геолого-геофизическая  информация и результаты анализов данных бурения могут служить надёжной основой для решения проблемы нетрадиционных залежей УВ в Восточном Предкавказье.