Содержание к диссертации
Введение
1. ЛИТОЛОГО-СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КОР
РЕЛЯЦИЯ РАЗРЕЗОВ ВЕНДА 7
1.1. К истории изучения стратиграфии венда 7
1.2. Стратиграфия и литология вендских отложений 10
1.3. Корреляция разрезов 21
2. ФАЦИИ, ПАЛЕОГЕОГРАФИЯ И УСЛОВИЯ ОСАДКОНАКОПЛЕНИЯ 29
2.1 . Характеристика фаций вендских осадков 29
2.2.Палеогеография и условия осадконакопления вендских отложений 33
3. ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ГИДРОХИМИЯ ВЕНДА 38
4. ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВЕНДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 42
4.1. Строение байкибашевской свиты по П-му отражающему горизонту 42
4.2. Строение поверхности вендских отложений 48
5. КОЛЛЕКТОРА И ПОКРЫШКИ ВЕНДСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ 55
6. ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕНДА... 87
6.1 Геохимия и пиролитическая характеристика органического вещества 87
6.2. Нефте-, газо- и битумопроявления 122
6.3. Оценка перспектив нефтегазоносности 131
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ 142
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 145
- К истории изучения стратиграфии венда
- Характеристика фаций вендских осадков
- ГИДРОГЕОЛОГИЯ И ГИДРОХИМИЯ ВЕНДА
Введение к работе
Актуальность темы. Длительная разработка нефтяных месторождений Республики Башкортостан привела к заметному истощению углеводородного потенциала палеозойской части осадочного чехла. В этих условиях первоочередной задачей становится выявление перспектив отложений, дающих возможность открытия в них новых запасов нефти и газа. К числу таких отложений относятся вендские, имеющие широкое развитие и большие мощности. Их нефтегазоносность изучена недостаточно. Но наличие вендских отложений в осадочном чехле платформы позволяет прогнозировать скопления нефти и газа в них. О перспективности вендских отложений, помимо общепринятого признания их нефтеобразующей роли, свидетельствует наличие нефтепроявлений и получение промышленных притоков нефти на ряде площадей Удмуртии, Республики Башкортостан, Пермского края и Восточной Сибири.
Цель диссертационной работы заключается в научном обосновании перспектив нефтегазоносности и выборе основных направлений проведения геологоразведочных работ (ГРР) в вендском осадочном разрезе отложений платформенного Башкортостана.
Основные задачи исследований
1. Анализ фациальных и палеогеографических условий формирования вендских отложений.
2. Изучение закономерностей тектонического строения платформенного Башкортостана по П-му отражающему горизонту и поверхности вендского комплекса пород.
3. Детализация гидрогеологии и гидрохимии венда.
4. Определение фильтрационно-емкостных и изолирующих свойств пород венда.
5. Исследование геохимических и пиролитических характеристик органического вещества для оценки нефтегенерационного потенциала венда.
6. Районирование платформенного Башкортостана по степени перспективности венда для выбора первоочередных направлений ГРР на нефть и газ.
Методы исследований Поставленные в диссертации задачи решались путем сбора, анализа и обобщения обширного фондового геолого-геофизического материала по 15 параметрическим и более тысячи поисково-разведочным скважинам, вскрывшим отложения венда на глубину от 1,0 до 1569 м. Проанализирован и обобщен вещественный состав пород, изученных петрографическим методом Т.В. Ивановой. Для палеогеографических реконструкций применялись минералогогеохимические индикаторы: коэффициент зрелости, алюмокремниевый и щелочной модули, оксидный, железистый, марганцевый показатели и малые элементы. Использовалось также соотношение калиевых и натриево-кальциевых полевых шпатов в алевропесчаных породах, которое является опосредованным показателем палеоклимата. Фильтрационно-емкостные свойства изучались на основании результатов исследований кернового материала, испытаний скважин и ГИС; изолирующие свойства пород - рентгено-структурными и петрографическими исследованиями. Собраны и обобщены данные по нефте-газо- и битумопроявлениям, испытанию скважин, проанализированы результаты исследований пиролиза образцов пород методом Rock-Eval (58 анализов).
Научная новизна
1. Впервые для платформенного Башкортостана построена детальная карта по поверхности вендских отложений, показавшая тождественность структурных поверхностей венда и нефтегазоносных комплексов девона и карбона.
2. Впервые с использованием рентгено-структурного анализа в аргиллитах венда изучаемой территории установлено широкое развитие ассоциаций глинистых минералов, определяющих изолирующие свойства пород.
3. Впервые установлена пиролитическая характеристика генетических типов нефтегазопроизводящих пород вендского комплекса осадков.
4. Проведено районирование платформенного Башкортостана по степени нефтегазоперспективности вендских отложений.
Основные защищаемые положения
1. Результаты изучения в разрезе венда пород-покрышек и породколлекторов, которые в ассоциации с благоприятными структурными дислокациями способны аккумулировать и сохранять залежи УВ.
2. Результаты изучения катагенетической преобразованности глинистых пород и органического вещества нефтегазогенерирующих толщ.
3. Проведение районирования платформенного Башкортостана по степени перспективности для рационального выбора направлений и размещения объемов ГРР. Практическая значимость и реализация результатов работ Рентгеноструктурные исследования, приведенные в диссертационной работе, вслед за петрографическим изучением, позволили автору инструментально обосновать наличие в вендских отложениях пород-покрышек. Породыколлекторы, кроме ранее установленной качественной характеристики, получили своё генетическое обоснование. Результаты исследований, полученные в процессе подготовки диссертационной работы, использованы при составлении государственной Программы на проведение научно-исследовательских и производственных работ по теме «Изучение додевонской осадочной толщи платформенного Башкортостана и обоснование перспектив ее нефтегазоносное™» на 2000-2005г.г.
Апробация работы Основные положения диссертации докладывались на Всероссийских и региональных конференциях в г. Уфе (2002, 2003, 2006), г. Тюмени (2003), г. Бугульме (2003, доклад удостоен диплома и памятной медали).
Публикации. Результаты исследований опубликованы в 11 научных статьях, в том числе 2 - в изданиях, рекомендованных ВАК. В работах, написанных в соавторстве, соискателю принадлежат постановка задач, анализ и обобщение результатов исследований.
Автором был обработан и прокоррелирован геолого-геофизический материал по более тысячи поисково-разведочных и параметрических скважин платформенной части Башкортостана.
Полученные данные использовались при построении схемы тектонического районирования вендского комплекса, схематической геологической карты со снятыми палеозойскими отложениями, карт мощностей, схем сопоставления разрезов скважин, структурных карт по подошве байкибашевской свиты (II отражающий горизонт) и по поверхности венда, схемы распространения породпокрышек над 6 пластами - коллекторами вендского комплекса и других графических материалов. Отдельные рисунки выполнялись с использованием материалов других авторов или построены совместными усилиями.
Использованы первичные геохимические материалы, полученные Н.П. Егоровой, Т.В. Ивановой и О.Д. Илеменовой, фондовые источники ООО «Башнефть-Геопроект».
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения, общим объемом 156 страниц, в том числе 30 рисунков и 17 таблиц. Список использованных источников включает 112 наименований.
Автор считает своим долгом выразить глубокую благодарность д.г.-м.н., профессору Е.В. Лозину, д.г.-м.н. К.С. Баймухаметову, к.г.-м.н. Н.П. Егоровой, Т.В. Ивановой, О.Д. Илеменовой, В.И. Козлову, А.И. Ларичеву, В.Г. Изотову, Л.М. Ситдиковой, Н.С. Гатиятуллину, В.В. Баранову и др. за ценные советы и практические замечания. Автор признателен В.А. Федорченко, Н.Б. Амельченко, Г.И. Косьяненко, М.В. Васильеву и другим сотрудникам отдела ВМСБ ООО «Башнефть-Геопроект» за поддержку и помощь.
Особую благодарность автор выражает руководителю, доктору геологоминералогических наук, профессору Р.Х. Масагутову за постановку темы, постоянное внимание к работе и поддержку.
class1 ЛИТОЛОГО-СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КОР
РЕЛЯЦИЯ РАЗРЕЗОВ ВЕНДА class1
К истории изучения стратиграфии венда
На протяжении всего времени начиная с 1945 года до настоящего времени, в изучении вендских отложений главным был и остается вопрос их стратификации и корреляции [34, 65]. От его решения зависит правильность тектонических, палеогеографических и других представлений о рассматриваемых отложениях. Эволюция становления и развития стратиграфической схемы этих отложений на протяжении всей их истории изучения происходила в постоянном сопоставлении вскрываемых платформенных разрезов с разрезами древних толщ Южного Урала, для которого в 40-е годы степень изученности была уже достаточно высокой [72]. У различных геологов точка зрения на эту проблему далеко не всегда была однозначной и нередко являлась предметом дискуссий. Тем не менее, по мере накопления фактических данных всевозможных методов исследований платформенных и уральских разрезов к началу 80-х годов стала возможной довольно уверенная их корреляция [4].
На первом этапе изучения вендских отложения (1945-1960 гг.) геологи располагали только литологическими данными при проведении их стратиграфического расчленения. Ведущая роль в изучении литологии и выработке их стратиграфической схемы принадлежала в это время К. Р. Тимергазину. В 1954 году Е.В. Чибриковой [106] в вендских отложениях были обнаружены примитивные виды спор, сходные со спорами из древних свит западного склона Южного Урала и она приходит к выводу о том, что вендские отложения имеют возраст не моложе нижнего кембрия, скорее даже более древний. Л.Ф. Солонцов [87], основываясь на данные определения спор, относит верхневедские отложения к нижнему кембрию. К.Р. Тимергазин в монографии, вышедшей в 1959 г. [94], предложил новую стратиграфическую схему, рассмотрел условия залегания, палеогеографию и перспективы нефтегазоносности додевонских, в том числе вендских отложений. Положив в основу цикличность осадконакопления, он в составе вендской системе (верхнебавлинской свиты) выделил - каировскую и шкаповскую серии.
Второй период изучения стратиграфии охватывает 1961-1980 годы [4, 37, 86, 105, 106]. Для этого периода характерно комплексное изучение древних осадочных толщ.
В 1963 г. К.Р. Тимергазин [95], используя новые геохронологические данные, уточнил разрез вендских отложений и подтвердил выделение каировской и шкаповской свит.
С 1980 года начался третий этап в изучении стратиграфии венда, продолжающийся до настоящего времени. К началу этого этапа официальной стратиграфической схемы составлено не было, поэтому появилась необходимость ее разработки и которая была создана в 1981 году [79] .
На Всероссийском совещании «Стратиграфия, палеонтология и перспективы нефтегазоносности рифея и венда восточной части Восточно-Европейской платформы», которое проходило 7-11.07.1999г. в Уфе, для территории платформенного Башкортостана схема, практически без изменений, была принята Межведомственным стратиграфическим комитетом России 28.01.2000г. (рис. 1) утверждена как унифицированная для венда Волго-Уральской области [92].
Ниже, согласно названной схеме вендских отложений, приводится литоло-го-стратиграфическое описание пород Сарапульско-Яныбаевской (Камбарско-Тастубской) седловины и Шкапово-Шиханской (Байкибашевско-Колгановской) впадины платформенного Башкортостана.
Характеристика фаций вендских осадков
Диссертантом, на основе ранних работ (М.И. Гарань, 1960; O.K. Едренки-на, 1971; Т.В. Иванова, 1970, 1973, 1999, 2002; М.М. Алиев, 1977; Е.В. Лозин, 1997, Р.Х. Масагутов, 1997, 2002; Ю.В. Андреев, 2001 и др.), собственного анализа и обобщения новых данных бурения, по литологическому составу осадочных пород, слагающих разрез венда, их текстурно-структурным особенностям и характеристике петрохимических показателей, существенно детализованы представления о фациальных типах осадков: прибрежно-континентальных (имеют ограниченное развитие в составе байкибашевской свиты), прибрежно-морских и мелководно-морских [29].
1. Прибрежно-контгтенталъный тип представлен грубозернистыми и разнозернистыми, массивными, неравномерно глинистыми, ожелезненными, иногда неясно косослоистыми песчаниками, содержащими прослои гравелитов и конгломератов. Состав этих пород полимиктовый. Они обнаруживают в своем составе обломки пород фундамента: кварца, полевых шпатов, биотита, хлорита, иногда — повышенное количество аллотигенных темных рудных минералов. Полевые шпаты представлены в основном плагиоклазами. Микроклин встречается реже, вторичными процессами не изменен. Песчаники этого типа характеризуются невысоким содержанием кремнезема, повышенным - глинозема и окисного железа. Этот тип песчаников имеют ограниченное развитие только в составе байкибашевской свиты. Для них установлено максимальное значение алюмо-кремниевого модуля и коэффициента зрелости (табл. 2.1).
Аргиллиты этого типа неясно косослоистые, неравномерно ожелезненные, с присутствием угловатых и угловато-полуокатанных зерен кварца и полевых шпатов, сильно слюдистые (биотит), имеют каолинито-железистый состав основной массы, характеризуются самым высоким значением алюмо-кремниевого модуля и коэффициента зрелости (табл. 2.1).
2. Прибрезіспо-морской man в составе вендских отложений представляют песчаники светлоокрашенные (светло-серые, зеленовато-серые, розовато-серые). Они имеют полевошпато-кварцевый состав, удовлетворительную сортировку обломочного материала. Преобладают мелко- и среднезернистые, иногда мелкогравийные разности. Песчаники этого типа характеризуются низким содержанием глинистого материала в цементе, обломочные зерна иногда цементируются карбонатом (в основном кальцитом). Слоистость преобладает полого-волнистая, реже косоволнистая. Последняя сформировалась в прибрежной части моря при наличии волнений и небольших течений. Характер слоистости нередко прерывистый, либо линзовидный. Эти песчаники характеризуются самым высоким содержанием кремнезема и низким - глинозема, обеих форм железа, магния, кальция, натрия. Для них установлен минимальный для рассматриваемых пород всех фациальных типов алюмо-кремниевый модуль и максимальное значение оксидного (железистого) модуля (табл. 2.2). Алевролиты этого .фациального-типа имеют полевошпато-кварцевый,- реже кварцево полевошпатовый состав, низкое содержание глинистого материала. Они часто переслаиваются с аргиллитами, имеющими гидрослюдистый состав основной массы, в той или иной степени обнаруживающими примесь алевро-мелкопсаммитового материала. Среди них установлены как зеленовато-серые, так и коричневато-бурые разности, содержащие повышенное количество окисного железа. Для аргиллитов этого типа установлено повышенное содержание кремнезема и пониженное - глинозема, сравнительное низкое - натрия. Аргиллиты и алевролиты часто образуют тонкое переслаивание. Слоистость часто волнистая, параллельная и непараллельная.
Гидрогеология и гидрохимия венда
Согласно Б.И. Лерман (1970) пластовые воды венда входят в состав рифей - венд - нижнепалеозойского гидрогеологического цикла. В гидрогеологическом отношении по вендскому структурному этажу платформенная часть Башкортостана приурочена к приосевой зоне Камско-Бельского бассейна и лишь незначительная по площади часть района - к Серноводско-Абдулинскому бассейну. Камско-Бельский артезианский бассейн представляет собой обширную впадину северо-западного простирания, близкого к меридиональному. Он ограничивается на западе Южно-Татарским, на севере Коми-Пермяцким сводами, а с востока Краснокамско-Полазненским, Кунгурским и Красноуфимским выступами (Валеев, 1978, Лозин, 2002). Кристаллическое ложе Камско-Бельской впадины постепенно погружается от Коми-Пермяцкого свода в юго-восточном направлении [19]. В пределах Байкибашевско-Колгановской впадины наиболее минерализованными и метаморфизованными являются воды Кушкульского месторождения, занимающие наиболее высокое гипсометрическое положение. Минерализация их составляет от 290 до 295 г/л, показатель метаморфизации от 0,43 до 0,46 %-экв. В западном и юго-западном направлениях минерализация вод постепенно снижается до 267 г/л. Снижаются в этом направлении и показатели метаморфизации вод (Лозин, Масагутов, Иванова, 2003). Повышение метаморфизации вод происходит вверх по разрезу. Содержание кальция в байкибашевской свите составляет 20,2-20,9 %-экв, а в салихов- ской свите - 24,6 %. Величина г— в байкибашевской свите - 0,48-0,49, а в са- лиховской - 0,45. Вверх по разрезу увеличивается и содержание брома до 1690 мг/л в водах салиховской и байкибашевской свит. В этом же направлении уве- Са личивается величина отношения -—,-а также содержание иода и аммония. Сульфатность вод салиховской свиты близка к насыщающей, а в водах байкибашевской свиты концентрация сульфат-иона составляет 20 % от насыщающей, что по всей вероятности отражает уменьшение сульфатности пород вниз по разрезу. Показатели воднорастворенных газов в водах байкибашевской свиты близки и по величине газонасыщенности (212-220 см /л), и по составу. Основным компонентом их является азот, составляющий 81-84 % объема газа. УВ часть представлена в основном метаном. Содержание его изменяется от 13,4 до 15,3%, на долю его гомологов приходится лишь 0,31-0,41%. Упругость газа не превышает 53-70 ат. при среднем пластовом давлении 226 ат. Воды салиховской свиты по составу газа близки к терригенному девону. Содержание азота в них снижается до 62-69%, повышается доля метана, составляющего 29-31%о, увеличивается содержание его гомологов до 1,0-1,34%. Общая газонасыщенность повышается вверх по разрезу. Если в салиховской свите она составляет 230 см /л, что близко к газонасыщенности вод верхнего рифея и байкибашевской свиты, то в терригенном девоне она увеличивается до 314 см /л, соответственно повышается и упругость газа с 8,9 до 115 ат., но во всех горизонтах она ниже насыщающей в 2-4 раза. Газонасыщенность фильтрата бурового раствора, полученного в скв. 1 Кипчак из песчаников салиховской свиты, составила 800 см /л. Состав его оказался идентичным составу водорастворенного газа кожайской подсвиты при-ютовской свиты верхнего рифея и байкибашевской свиты венда. Увеличивается лишь содержание этана и пропана, а общая сумма гомологов метана, как и в салиховской свите Кушкульской площади, превышает 1,5 %. Роль гидрохимических аномалий как показателя нефтеносности в научной литературе рассматривалась неоднократно. Наибольшего внимания в этом плане заслуживают работы Н.П. Егоровой [18, 20, 21], В.А. Кротовой [42, 43], Б.В. Озолина [68, 69, 70, 71], имеющие непосредственное отношение к исследуемому району. Гидрохимические особенности пластовых вод вендских отложений на рас сматриваемой территории изучены неравномерно как по площади, так и по раз резу (Лозин, Масагутов, Иванова, 2003). Опробованию были подвергнуты 11 объектов в 8 скважинах (42, 103 Кушкульские, 20 Игровская, 21, 39 Четырман-ские, 47 Тепляковская, 69 Татышлинская и 4 Уржумовская), размещенных в различных структурно-тектонических зонах, но главным образом на севере платформенного Башкортостана. В скв. 103 Кушкульская при опробовании песчаников байкибашевской свиты в инт. 2353-2388м был получен приток минерализованной воды дебитом 96 мЗ/с. Плотность воды 1,20 г/см3, общая минерализация 820 мг-экв/100 г или 273 г/л, содержание сульфатов 0,09 мг-экв./100г, кальция 20,9 %-экв, г— - 0,48. Приведенные данные свидетельствуют о сходстве вод байкибашевской свиты с водами верхнего рифея. Они так же, как и последние, относятся к высокоминерализованным метаморфизованным рассолам хлоркальциевого типа. Таким образом, для пластовых вод байкибашевской свиты сохраняется та же направленность в изменении минерализации и метаморфизации вод, что и в нижележащих водоносных горизонтах рифейских отложений.
Похожие диссертации на Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности вендских отложений платформенного Башкортостана
