Условия формирования песчаных тел в чокракских отложениях северного борта западно-кубанского прогиба и их нефтегазоносность
Условия формирования песчаных тел в чокракских отложениях северного борта западно-кубанского прогиба и их нефтегазоносность
формирования
песчаных тел в чокракских отложениях северного борта западно-кубанского прогиба
и их нефтегазоносность
Мятчин Константин Михайлович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Глава 1. История
геолого-геофизического изучения Западного Предкавказья.
Первые
описания месторождений нефти Кубани и Таманского полуострова были выполнены в
60-х годах XIX века академиком Г.В. Абихом, где он излагал первые представления
о геологическом строении указанных районов. Им впервые был установлен третичный
возраст нефтеносных отложений Кавказа и объяснена тектоника его предгорий.
Геологические исследования в то время носили разрозненный характер.
Систематическое
и планомерное изучение рассматриваемой территории, возглавляемое профессором
К.И. Богдановичем, началось в 1906 году, который впервые описал особенности
геологического строения Северо-Западного Кавказа. Им и другими сотрудниками
Геологического комитета России - И.М. Губкиным, С.И. Чарноцким, К.А. Прокоповым
и др. - в период 1906-1915 гг. была произведена сплошная геологическая съёмка
Кубанской нефтеносной области в масштабе 1:42000. Произведён детальный анализ и
выделены конкретные фациальные зоны погребённых дельт и конусов выноса на
склонах;
Огромной
заслугой геологических исследований И.М. Губкина в период 1909-1915 гг.
является то, что он впервые в мире установил новый тип нефтяной залежи
(), связанный с древней береговой линией майкопского
моря.
Значительное
развитие нефтяной промышленности начинается с 1930 года, когда были резко
увеличены объемы геологоразведочных работ. За сравнительно короткий срок (с
1934 по 1939 г.г.) удалось открыть ряд нефтяных месторождений, связанных, в
основном, с залежами в майкопских отложениях: Хадыженское,
Кабардинское, Асфальтовая гора, Широкая балка, Кура-Цеце, Кутаисское, Абузы и
др. Большие успехи этих лет были достигнуты благодаря очень важным
исследованиям Г.А. Хельквиста, А.В. Ульянова, Н.Б. Вассоевича, А.Н. Афанасьева,
Д.И. Гритчина., П.Н.Соколова. С.Т. Коротков разработал методику поисков залежей
нефти в выклинивающихся песчаных горизонтах майкопских отложений. Все
исследования того времени касались только предгорной полосы складок и
моноклинали северного склона. Область равнинной части Краснодарского края
закрыта для прямых геологических наблюдений мощной толщей молодых отложений.
Планомерное
изучение геологического строенияв этой части Кубани начато с 50-х годов, в
начала основным методом изучения являлись сейсмические работы МОВ. Позже
широкое применение получил метод ОГТ. После открытия в 1985 г. газоконденсатных
залежей в чокракских отложениях Прибрежной структуры, сейсмические исследования
МОГТ планомерно проводятся в пределах всей погруженной части и северного борта
ЗКП, с целью поисков складок уплотнения в понтмеотических отложениях и изучения
строения караган-чокракских отложений. К настоящему времени практически вся
площадь покрыта сейсморазведкой 3Д, что дало возможность максимально
детализировать внутреннее строение наиболее продуктивной и перспективной
чокракской толщи.
Глава 2. Краткий
очерк геологического строения района исследования.
В
главе рассмотрены вопросы стратиграфии, тектоники и истории геологического
развития Западного Предкавказья.
2.1. Стратиграфия
В
геологическом разрезе Западно-Кубанского прогиба выделяются два крупных
структурных комплекса: интенсивно дислоцированные породы домезозойского
основания и мезозойско-кайнозойский осадочный чехол.
Мезозойско-кайнозойский
плитный чехол, залегающий на складчатом основании бассейна, начинается в
большинстве случаев со средней юры, а в структурно приподнятых участках - с
различных горизонтов мела и включает полный разрез палеогена, неогена и
антропогена. Залегание пород чехла характеризуется общим наклоном к югу с
увеличением мощностей в том же направлении, вплоть до максимальных в
центральных осевых частях передовых прогибов. Общая мощность чехла в наиболее
глубоких частях Западно-Кубанского передового прогиба превышает 10-12 км. В осевой
части прогиба породы фундамента не вскрыты и предполагаются только по
геофизическим данным.
Средний
миоцен в Западном Предкавказье подразделяется на тарханский, чокракский
(лангский ярус по международной стратиграфической шкале), караганский и
конкский (серравальский ярус по международной стратиграфической шкале) ярусы, а
также на сарматский и мэотический ярусы (тортонский ярус по международной
стратиграфической шкале). Отложения чокракского яруса представляют собой
преимущественно глинистую толщу с прослоями песчаников, алевролитов, мергелей,
известняков и доломитов. Отложения верхнего миоцена и плиоцена представлены
песчано-глинистыми породами понтического, киммерийского и куяльницкого ярусов.
Перекрываются они глинисто-алевритовыми породами и более грубыми образованиями
четвертичной системы.
2.2. Тектоника
Большинство
исследователей рассматривают Предкавказье как молодую Скифскую плиту с
эпигерцинским основанием. По-настоящему консолидированный фундамент,
по-видимому, образован докембрийскими толщами. Между палеозойским
раннегерцинским складчатым основанием и плитным мезозойско-кайнозойским чехлом
на Скифской плат-форме выделяется "промежуточный" или переходный
комплекс позднепалеозойского-раннемезозойского возраста. В него входят: средне-верхнекаменноугольные,
пермские отложения (часто нерасчлененный пермотриас), триасовые и, частично,
отложения самых нижних ярусов нижней юры. В некоторых тектонических зонах эти
отложения имеют характер молассы, в составе пород имеются и вулканиты, прежде
всего в перми и юре.
Район
исследований приурочен к северо-западной части Западно-Кубанского пере-дового
прогиба, который заложился в качестве компенсационного прогиба в олигоцене
перед фронтом растущих горно-складчатых сооружений Северо-Западного Кавказа
[Хаин, 2001 г.]. Северная граница этого субширотного прогиба проводится по
разлому в юрско-меловых отложениях, который четко фиксируется на ряде
субмеридиональных сейсморазведочных профилей. Амплитуда разлома более 1000 м.
Южной границей прогиба с мезозойским складчатым сооружением Кавказа является
шовная зона - Ахтырский глубинный разлом. Восточным ограничением прогиба служит
поперечная структура - Адыгейский выступ. Предположительно, глубина залегания
фундамента Западно-Кубанского передового прогиба свыше 13 000 м.
В
приосевой части передового прогиба, примыкающей к акватории Азовского моря,
расположен Славянско-Рязанский прогиб, совпадающий с наиболее прогнутой частью.
Прогиб дифференцируется на Славянскую и Темрюкскую синклинали и разделяющий их
Славянский выступ.
Непосредственно
Прибрежно-Морозовский нефтегазоносный район расположен в западной, наиболее
погруженной части Славянско-Рязанского прогиба. Структура района
характеризуется развитием пликативно-дизъюнктивных дислокаций. С юга район
ограничен Краснодарско-Анастасиевской полосой высокоамплитудных диапировых
складок. Степень тектонической напряженности по различным комплексам осадочного
чехла в значительной степени упрощается вверх по разрезу.
На
северном борту Западно-Кубанского передового прогиба караган-чокракские
отложения разбиты на серию тектонических блоков, что создает благоприятные
условия для образования экранированных ловушек.
2.3. История геологического
развития
После
сжатия, начавшегося в конце каменноугольного времени в поздней перми
большинство прогибов испытало закрытие, и отложения в них были деформированы. В
раннем триасе закладываются новые тектонические депрессии рифтогенной природы,
на приподнятых блоках формировались кабонатные толщи, по разломам происходили
вулканические излияния. В средней юре происходит общее погружение плиты и
начинается формирование мощного платформенного чехла. Вдоль зон разломов
(Ахтырский, Цыценский и др.), ограничивавших край плиты формировались
рифогенные массивы мощностью в сотни (до 1500) метров.
Общее
воздымание в конце позднеюрской эпохи охватило значительную часть Западного
Предкавказья, но с позднего апта эти районы начинают интенсивно погружаться. В
альбе практически все Предкавказье превратилось в мелководный морской бассейн.
В конце альба и в самом начале сеномана регион испытал эвстатическое понижение
уровня моря и эпейрогеническое поднятие, что выразилось в почти повсеместном
полном или частичном отсутствии отложений верхнего альба. В результате
начавшегося позже нового опускания произошло заложение прогиба, который с
севера ограничивался тектоническим уступом на месте современной Тимашевской
ступени. Наиболее выдержанными (однотипными) условиями формирования отложений
отличается позднетурон-коньяк-сантонское время. Широкое развитие карбонатных
осадков свидетельствуют об обстановках эпиконтинентального тепловодного
бассейна. На рубеже маастрихта и дания регион вторично испытал резкое
эвстатическое понижение уровня моря, что отразилось в повсеместном уменьшении
глубины, размывах отложений и наличии стратиграфических перерывов.
Положительные
складчатые движения в датское время были особенно интенсивны на западе северной
границы бассейна осадконакопления, о чем свидетельствует повышение содержания
алевритиво-песчаного материала в разрезах пород севера Западного Предкавказья.
К югу Западного Предкавказья терригенность разреза постепенно уменьшается.
В
позднем эоцене на Большом Кавказе можно предполагать возникновение поднятий в
виде низкой островной суши, на склонах поднятий отмечается появление
олистостром. В связи с ростом поднятий в олигоцене происходит компенсационное
погружение, закладываются смежные прогибы, в которые втягиваются южные части
платформы. Этот этап является началом формирования передовых прогибов. В
наиболее погруженных зонах этих прогибов в относительно глубоководных условиях
некомпенсированного погружения в олигоцен-раннемиоценовое время происходит
накопление темноцветных глинистых толщ майкопской серии, обогащенных
органическим углеродом. В пределах Западного Предкавказья: глубоководные
условия существовали в погруженной части ЗКП, в районе Тимашевской ступени
накаливались более мелководные отложения. Разделялись эти зоны полосой малых
величин осадконакопления в условиях материкового склона морского дна,
соответствующей в современном тектоническом плане северному борту ЗКП.
К
моменту накопления чокракских отложений позднемайкопский палеобассейн был уже
сформирован, поступление обломочного материала в него усилилось. В тархане и
начале чокрака идет процесс эрозии майкопской поверхности, формируется ряд
каньонов (врезов) субмеридионального и север-северо-восточного направления. Под
влиянием различных склоновых процессов караган-чокракские отложения в пределах
северного борта ЗКП оказались разбитыми на серию блоков, ступенчато погружающихся
с севера на юг и отделяющихся сбросовыми нарушениями (рис. ). В посткараганское
время склон мор-ского дна был практически выровнен осадками,
подводно-оползневые явления завершились. Глубина бассейна постепенно
уменьшалась, и в куяльницкое время на территории Западного Предкавказья
осадконакопление происходило, в основном, в условиях дельт, лиманов и плавней.
2.4. Нефтегазоносность
В
разрезе Предкавказья установлено семь регионально нефтегазоносных комплексов,
отличающихся по геологическому строению, масштабам нефтегазонакопления и
условиям размещения залежей УВ: триасовый, нижне-среднеюрский, нижнемеловой,
верхнемеловой, палеогеновый и неогеновый.
На
северном борту Западно-Кубанского прогиба основным является неогеновый
нефтегазоносный комплекс. Здесь выделяются два этажа газонефтеносности: верхний
- в отложениях понт-меотиса, к которым приурочены залежи газа и
нижний - в отложениях чокрака, с которыми связаны газоконденсатные,
нефтегазоконденсатные и нефтяные месторождения.
Нефтегазоносность
среднего миоцена северного борта ЗКП, а именно чокракских отложений установлена
в 1985 г. открытием Прибрежного нефтегазоконденсатного ме-сторождения. К
настоящему времени также открыты газоконденсатные и нефтяные залежи на
Сладковской, Морозовской, Южно-Морозовской, Западно-Морозовской, Варавенской,
Терноватой, Восточно-Черноерковской, Западно-Беликовской, Западно-Мечетской,
Северо-Рисовой и Чумаковской площадях.
Характерными
особенностями группы месторождений Прибрежно-Морозовского района являются:
аномально высокие пластовые давления (коэффициент аномальности (Кан) =
1,96-2,03); резкая изменчивость коллекторских свойств продуктивных пачек по
площади; неоднозначность характеристики некоторых пластов по ГИС; уникально
высокое, приближающееся к критическому, и различающееся по пачкам
конденсатосодержание; сложное фазовое состояние УВ в залежах; высокое
содержание парафинов в продукции, что в совокупности существенно осложняет как
проведение геологоразведочных работ, так и эксплуатацию месторождений.
Основной
объем запасов УВ на месторождениях Прибрежно-Морозовского района сосредоточен в
IV пачке чокракского комплекса. Притоки из различных пачек чокрака изменяются
от 3 до 200-250 тыс. м3/сут - газа, от 10-15 до 240 м3/сут - конденсата, и от
30 до 205 т/сут - нефти. По данным некоторых исследований (Одинцов Н.И., Бигун
П.В., Микерина Т.Б., Колесниченко В.П.), чокракские отложения имеют достаточный
генерационный потенциал и способны образовать скопления жидких и газообразных
углеводородов. Также не исключается возможность вертикальной миграции
углеводородов из майкопских нефтегазоматеринских толщ в чокрак по разрывным
нарушениям.
Замеренные
пластовые давления в продуктивных пластах чокракских отложений изменяются от
571,9 кгс/см2 до 618,7 кгс/см2 с коэффициентом аномальности 1,96-2,03.
Пластовые температуры на абсолютных отметках середин залежей продуктивных пачек
изменяются от 119oС до 131oС
Глава 3.
Чокракские песчаные коллекторы.
3.1. Методы исследования фациальной обстановки
накопления чокракских отложений и локализации песчаных тел
Чокракский
комплекс отложений северного борта Западно-Кубанского прогиба является сложно
построенной преимущественно глинистой толщей, характеризующейся крайне
неравномерным распределением песчаного материала. Поэтому поиск песчаных тел и
выделение в них ловушек и залежей углеводородов связан со значительными
трудностями.
Геофизические
исследования скважин привлекаются для выделения пластов-коллекторов в
продуктивном интервале разреза, их стратиграфической привязки и определения
фильтрационно-емкостных свойств. Для интерпретации привлекаются только те
методы ГИС, которые решают эти задачи. По данным ГИС определяются: эффективная
толщина, объемная глинистость, пористость, проницаемость и
нефтегазонасыщенность. Чокракские отложения исследуемого района характеризуются
значительной фациальной изменчивостью, как по вертикали, так и по латерали.
Поэтому качественный и результативный поиск пластов-коллекторов и скоплений
углеводородов в них стал возможен только после использования в качестве
основного инструмента сейсморазведки 3Д. Для предварительной оценки возможных
изменений литологии ОГ и их коллекторских свойств, привлекаются динамические
признаки сейсмических записей в виде карт полей сейсмических атрибутов:
амплитуд и частот отражений и пластовых скоростей. Динамическая интерпретация
позволяет производить тонкий анализ литологического состава пород, участвующих
в строении изучаемого объекта. В практическом плане она направлена в первую
очередь на выделение и трассирование продуктивных пластов в выдержанных по
латерали стратиграфических единицах разреза, определение их эффективной
мощности и пористости. В комплексе с фазовой корреляцией, позволяет более точно
определять морфологию различных геологических тел и тем самым раскрывать их
генетическую природу.
После
решения задачи выделения песчаных тел и поиска ловушек по данным ГИС и
сейсморазведки встает вопрос о типе флюида, насыщающего залежь. Для решения
этой задачи привлекается технология высокоразрешающей электроразведки с
измерением параметра вызванной поляризации (ВРЭ-ВП). Основой для разработки
технологии послужили теоретические исследования ВНИИГеофизики, НВ НИИГГ и
СНИИГГиМС конца 80-х - начала 90-х годов, существенно доработанные в ЗАО
|