Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геологическое строение 9-57
1.1 Стратиграфия 10-31
1.2 Современная структура 32-42
1.3 Нефтегазоносность 40-57
1.3.1 Нефтегазогеологическое районирование 45-53
1.3.2 Характеристика коллекторских горизонтов 54-57
Глава 2. Роль геохимических методов в оценке перспектив нефтегазоносности 58-72
2.1 Понятие о нефтематеринском потенциале 58-63
2.2 Методы определения нефтематеринского потенциала 64-72
Глава 3. Геохимическая характеристика нефтематеринских толщ 73-114
3.1 Юрские отложения 73-95
3.2 Меловые отложения 96-114
Глава 4. Условия формирования нефтематеринского потенциала 115-127
Глава 5. Условия реализации нефтематеринского потенциала 128-148
5.1. Геотермический режим 129-132
5.2. Распределение зон катагенеза 133-140
5.3 Расчет эмиграции жидких углеводородов. 141-148
Заключение 149-151
Список литературы
- Нефтегазоносность
- Методы определения нефтематеринского потенциала
- Меловые отложения
- Распределение зон катагенеза
Введение к работе
Актуальность: Территория Западного Предкавказья, в пределах которого
выделяют Азово-Кубанский и частично Восточно - Черноморский
нефтегазоносные бассейны, административно приурочена к Краснодарскому
краю. Это один из крупнейших нефтегазоносных регионов нашей страны, где
поисковые работы на нефть и газ ведутся с конца XIX века и на протяжении
всего XX века. На современном этапе большая часть месторождений утратили
свою рентабельность. Поэтому поиски новых месторождений в старых
нефтедобывающих районах, с хорошо развитой инфраструктурой в настоящее
время особенно актуальны. Объектами поиска могут быть залежи в
глубокопогруженных, менее изученных мезозойских отложениях, как в пределах
континентальной части, так и в Азовском и Черном морях. Наличие
месторождений нефти и газа в юрских, меловых отложениях, а так же
полученные притоки нефти и газа на большей части территории, позволяют
рассматривать их, как перспективные. Большой интерес представляют толщи
верхне-юрского и мелового терригено - карбонатного комплекса,
обнажающегося в пределах южного склона Большого Кавказа и предположительно слагающих нижнюю часть разреза вала Шатского в Черном море.
В Западном Предкавказье были выполнены наибоее ранние работы по изучению нефтематеринских свит. Геохимические исследования органического вещества (ОВ) пород и нефтей мезозойских отложений проводились многими исследователями (А.Я. Архипов, Т.А Ботнева, Болотов Е.Н., А.Н.Бочкарев, Н.Б. Вассоевич, А.А. Геодекян, Д.В. Жабрев, С.Т.Коротков, Ю.И. Корчагина, Е.С. Ларская, Т.Б. Микерина, Г.П. Парпарова, Л.А. Польстер, С.А. Пунанова, В.И. Ручнов, В.Н.Сергеева, С.А Сидоренко, Скарятин В.Д., Б.А.Соколов, Н.М.Страхов, Н.П. Фадеева, В.А. Чахмачев и др.). По южному склону Кавказа геохимические исследования с применением современных методов, включающих пиролиз, газожидкостную хроматографию и хроматомасс-спектрометрию, проводятся впервые.
Цель работы: Основная цель данной работы - определение основных геохимических параметров нефтематеринских пород юрских и меловых отложений Западного Предкавказья с использованием современных геохимических методов, а так же условий формирования их нефтематеринского потенциала (НМЛ) и его реализации.
В работе проведена сравнительная оценка перспектив нефтегазоносности по критериям генерации. Для осуществления поставленной цели необходимо было
решить следующие задачи:
«ОС НАЛ) ИОНАЛЬНА^.'
БИБЛИОТЕКА I
1. Определить характер распределения основных геохимических параметров
(Сорг, ХБА, р\ генетического потенциала, УВ состава битумоидов, включая
биомаркеры);
2. Рассмотреть условия формирования нефтематеринского потенциала и
реконструировать палеогеографические и геохимические обстановки
седиментации.
3. Определить уровень катагенетической зрелости выделенных
нефтематеринских толщ; восстановить условия и время реализацчи
нефтематеринского потенциала.
4. Дать качественную и количественную оценку перспектив нефтегазоносное
по критериям генерации УВ.
Научная новизна работы: На основании комплексного изучения юрских и меловых отложений, а также меловых нефтей Западного Предкавказья проведена сравнительная оценка НМП ОВ и пород разных стратиграфических подразделений юры и мела в различных районах Западного Предкавказья. Установлено, что в верхнеюрских и верхнемеловых отложениях есть нефтематеринские (НМ) породы, которые ранее не выделялись - наиболее повышенный потенциал свойственен локально распределенным толщам титона и сеномана.
Накопление осадков в разных районах происходило в нормальном морском бассейне, с преимущественно водорослевым ОВ и с различной примесью континентального органического материала, что подтверждается характером распределения алкановых и полициклических УВ масляной фракции ОВ. Основным продуцентом в морях был фитопланктон, в меньшей степени фитобентос. Максимальное влияние суши отмечено в ОВ среднеюрских отложений Кавказа (разрез р. Мзымта, Адлер, Красная Поляна) и в северной части Восточно-Кубанской впадины (Константиновская площадь). Неустойчивая динамика вод и сложная морфология дна бассейна обусловили формирование разнообразных окислительно-восстановительных обстановок в осадке и, как следствие, большой диапазон диагенетических потерь ОВ. Результатом этого является крайне неравномерный (пятнистый) характер распределения ОВ и генерационного потенциала в пределах одновозрастных НМ горизонтов. Так, например, для одних и тех же литотипов пород выделены локальные участки в титонских и сеноманских отложениях, в которых значения Сорг и генетического потенциала отличаются на порядок и выше. Региональные особенности геологического развития региона в большей степени предопределили характер накопления ОВ, вследствии чего глобальные эпохи углеродистого накопления (конец титона и Oceanic Anoxic Events-2), приуроченнное к концу сеномана
проявились локально; они фиксируется главным образом в пределах южного склона Кавказа.
Юрские нефтематеринские отложения преобразованы до уровня не менее чем среднего мезокатагенеза (МК2-МК3), большая их часть уже прошла главную зону нефтеобразования (ГЗН) и в основном реализовала свой НМЛ на жидкие УВ; меловые (альбские) отложения находятся на уровне не ниже МК| что подтверждается данными органической геохимии и значениями отражательной способности (ОС) витринита. Преобладающие низкие значения водородного индекса НК100 мгУВ/гСорг, установленные в юрских и меловых НМ отложениях, характеризуют остаточный потенциал ОВ, который изначально был значительно выше в 2-5 раз. Стерановые показатели зрелости, хорошо согласующиеся с данными пиролиза и с ОС витринита, также указывают на достаточную преобразованность рассматриваемых отложений. Наиболее высокая степень зрелости ОВ, отвечающая главной фазе газообразования, отмечается для нижнесреднеюрских (Кавказ) и среднеюрских отложений (Хадыженский район).
В подавляющем большинстве нижнемеловые отложения отнесены к категории нефтепроизводящих с повышенным нефтегазоматеринским потенциалом, а нижне-среднеюрские, к категории нефтепроизводивших. В количественном отношении наибольший вклад в генерации жидких УВ внесли юрские и меловые отложения осевой части Индоло-Кубанского прогиба и Восточно-Кубанской впадины.
Практическая значимость: В работе проведена сравнительная оценка НМЛ ОВ и выявлено, что наиболее высокий потенциал свойственен линзам титона и сеномана, распространенным локально. Показано, что в большинстве нижнемеловые отложения отнесены к категории нефтепроизводящих, а нижне-среднеюрские - к категории нефтепроизводивших; оценены масштабы генерации жидких УВ юрскими и меловыми отложениями Западного Предкавказья. Установлено генетическое сходство меловых нефтей с материнской толщей нижнего мела.
Апробация работы: Основные положения диссертации изложены в трех статьях и 3 тезисах, а также доложены на третьей Всероссийской студенческой конференции в. (г. Саратов 2002 г), Ломоносовские чтения (г. Москва, МГУ 2003 г.), на конференции молодых ученых (г. Москва, ГИН 2004 г).
Фактический материал: Автором были отобраны образцы из обнажений юры и мела южного склона Кавказа, использован каменный материал, непосредственно, отобранный в кернохранилище Ахтырского НГДУ (Краснодарский край, п. Ахтырский), а так же образцы керна, любезно предоставленные зав. кафедрой исторической геологии МГУ Никишшшм
Анатолием Михайловичем и зав. отделом региональной геологии
НИПИОкеангеофизика (Краснодарский край, г. Геленджик) Мейснером Леонидом Борисовичем.
Объектами аналитических исследований явились менее распространенные темноцветные разности пород, которые были отобраны из скважин, вскрывших мезозой в пределах Восточно - Кубанской впадины, Адыгейского выступа, Западно-Кубанского и Керченско - Таманского прогибов, а также из обнажений Западного Предкавказья и Западного Кавказа (рис.1). Были выполнены определения содержаний Сорг - 70 образцов и ТОС - 111 образцов, пиролиз пород по методу Рок-Эвал -111 образцов, химико-битумологический анализ (горячая и холодная экстракция -37образцов), хроматогафический анализ - 37 образцов, хроматомасс-спектрометрия - 20 образцов. Большая часть анализов выполнена в лабораториях кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых. Пиролиз пород проведен в ООО «Недра» (г. Ярославль) научным сотрудником Д.Л.Кузьминым и во ВНИГНИ (г. Москва) Хроматомасс - спектрометрические исследования выполнены в МГУ (руководитель - старший научный сотрудник кандидат геолого-минералогических наук Абля Э.А) и в Институте геологии Коми филиала Уральского отделения РАН старшим научным сотрудником Д.А. Бушневым.
Объем и структура работы: Диссертация общим объемом 145 страницы состоит из введения, 5 глав и заключения, содержит 32 рисунка, 16 таблиц. Список литературы содержит 88 наименований. Диссертация выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ.
Нефтегазоносность
Юрская система представлена всеми тремя отделами. Отложения юры широко развиты в пределах Скифской плиты и южной части Кавказа, тогда как на остальной части они изучены слабо по причине глубокого залегания. Интервалы залегания подошвы среднеюрских отложений в различных районах варьируют в широком диапазоне. В восточной части Адыгейского выступа - от 1000 до 3900 м; вдоль северо-восточного борта Восточно-Кубанской впадины глубины залегания изменяются от 4450 м (Ново -Владимировская) до 2800м (Советская площадь), уменьшаясь до 800 - 900 м в юго-восточном направлении (Урупская площадь). Максимальные глубины залегания в пределах ВКВ - 5000 - 5500 м отмечаются для западного борта (Юбилейная, Тенгизская площади) (Ростовцев, 1967).
Нижний отдел (h ) Нижний отдел представлен синемюрским, плинсбахским и тоарским ярусами. (Ростовцев, 1967). Отложения нижнего отдела распространены в пределах Скифской платформы и южного склона Кавказа. На территории ЗКП и Керченско-Таманского прогиба они не вскрыты: по геофизическим данным глубины залегания подошвы вдоль бортов достигают 8000 м, а по направлению к Керченско-Таманскому прогибу увеличиваются до 12000 м; предположительно они представлены терригенными отложениями с суммарной мощностью от 1,5 до 3,5 км. (Объяснительная записка к стратиграфии, 1973).
Синемюрский ярус (JjS) Данные образования несогласно залегают на породах фундамента и отложениях триаса. На южном склоне Западного Кавказа (район Туапсе) породы выходят на дневную поверхность и выделяются в хумаринскую свиту. В подошве залегает базальный горизонт, состоящий из конгломератов, разнозернистых песчаников с линзами ожелезненных конгломератов, выше следуют темноцветные песчаники, аргиллиты с карбонатными конкрециями и линзами сидеритезированных . и органогенно-обломочных известняков (правобережье р. Малой Лабы). Далее в долине левого берега реки Пшиш разрез сокращается, и образования выклиниваются на правом берегу. Фауна: Echynoceras decilvis, Microderoceras birchi Sow, Oxynoticeras Oxynotum Quenst. Мощность от 300 м (долина р. Малая Лаба) до 530 м (долина р. Мзышты).
На территории Восточно-Кубанской впадины рассматриваемые отложения вскрыты в нескольких частях. На ряде площадей северо-восточного борта - Армавирская, Ловлинская, Соколовская, Советская, Трехсельская и др., отложения представлены гравелитами и разнозернистыми песчаниками, сменяющихся вверх по разрезу на аргиллиты и алевролиты с включениями растительного детрита. В пределах южного борта разрез представлен терригенными образованиями - песчаниками, аргиллитами и алевролитами. (Фроловская, Черкесская и Урупская площади. Мощность от 34 м (Трехсельская пл., скв. 2) до 744 м (Фроловская пл., скв. 1).
Плипсбахский ярус (Jjpl)
Отложения данного возраста присутствуют только в обнажениях южного склона Кавказа (междуречье Белая и Лаба) и выделяются в чубинскую свиту (Ростовцев, 1967). Разрез представлен последовательно залегающими гравеллитами, конгломератами, органогенно-обломочными криноидными известняками, алевролитами с прослоями темных сидеритовых аргиллитов, массивными песчаниками - горизонт «Ахызырта» (Робинсоном, 1932) Западнее, в междуречье рек Малой Лабы и Урупа, горизонт не прослеживается, далее в междуречье реки Теберды выклинивается. Фауна: Amaltheus subnodosus Young. et bird, Tropidoceras ellipticum sow, Tobtusum Futterer. Мощность 851 м.
Тоарский ярус (Jji1) Образования выходят на поверхность в пределах северного склона Кавказа и вскрываются скважинами на территории Скифской платформы (Адыгейский выступ и ВКВ)
В разрезах Кавказа в нижней части залегает базальный горизонт конгломератов, состоящий из валунов, гальки, кварца и крупнозернистого песчаника, на нем последовательно залегают криноидные известняки с песчаной галькой, темноцветные аргиллиты, алевролиты и песчаники, с редкими прослоями ракушечных известняков; в толще присутствуют вулканогенные породы (бассейн рек Большой Зеленчук - Малка).
На территории Адыгейского выступа в нижней части залегает базальный горизонт конгломератов, выше - светло-серые мелкозернистые песчаники, сменяющиеся вверх по разрезу на аргиллиты с прослоями сидеритов (долина реки Ходзь, станица Баговская, скв. К - 5,7 Майкопская площадь).
В пределах Восточно-Кубанской впадины - это толща плотных аргиллитоподобных глин, (Советская площадь). Фауна:Сгаттосегаз et thoarsense crb., Dactyloceras, Harpoceras Serpentinum Rein, Hildoceras bifrons Brug. Значения мощности варьируют в широких диапазонах: от 1,5м (естественные выходы) - 51м (Советская пл., скв. 11) до 220 м (станица Баговская, скв. К - 5). Нижний и средний отделы (нерасчлененные) (Jj3 - J21). Данные отложения представлены плинсбах - тоар - ааленскими образованиями. В пределах Кавказского складчатого сооружения данные отложения выходят на поверхность только в пределах южного склона Кавказа и скважинами не вскрыты. В основании разреза залегает базальный горизонт конгломератов, выше которого следует однородная пачка темных глинистых сланцев, далее, в кровле залегают песчаники с алевролитами (левый берег р. Пшехи). Восточнее левобережья в нижней части разреза залегают алевролиты с песчаниками, с редкими прослоями темно- серых мергелей, местами с конкрециями сидеритов, которые прорваны многочисленными интрузиями. В верхней части находится толща вулканогенных пород - порфиритов, андезитов, туфов, туфобрекчий и туфоконгломератов, возраст которых датируется тоаром. (Живаго, 1960) Фауна: Phylloceras anonymum Haas., Trodidoceras masseanum d orb. Мощность от 240 м до 1500 м.
В пределах Восточно-Кубанской впадины отложения распространены шире и вскрываются скважинами в пределах восточного борта. Разрез начинается пачкой базальных конгломератов, на которых залегает толща темных слюдистых аргиллитов с отдельными прослоями песчаников, алевролитов и линз органогенно-обломочных известняков (Армавирская, Южно - Советская, Советская площади.) Фауна: Hildoceras sublursoni Fuc, Grammoceros thouarsense okb., Umbilicata Bickm. Максимальная мощность - 420 м (Армавирская скв. 50).
Средний отдел От) Отложения среднего отдела распространены более широко, чем нижнеюрские. Они несогласно залегают на породах фундамента, триаса и нижней юры, и представлены ааленским, байоским, батским, келловейским ярусами.
Ааленский ярус (J&) Образования ааленского возраста вскрываются скважинами только в пределах Скифской платформы. В пределах Восточно-Кубанской впадины отложения выделяются в джигиатскую свиту. По литологическому составу это аргиллиты. Они распространены неравномерно и севернее Невыномысского разлома не прослеживаются. На территории Каневско-Березанского вала они представлены аргиллитами с прослоями кварцевых и сидеритовых алевролитов. Мощность от 500 до 1000 м.
Методы определения нефтематеринского потенциала
В сводовой части поднятия в базальных песчаниках и алевролитах апт и альба, а также в подстилающих их трещиноватых породах триаса, слагающих общий резервуар, заключена газоконденсатная залежь высотой 120м. На восточной переклинали структуры залежь окаймлена оторочкой нефти. Газовые залежи пластово-сводового типа (Южморгеология, 2000 г).
Некрасовская зона газонакопления. Соответствует группе малоамплитудных структур, приуроченных к наиболее погруженным частям Каневско -Березанского вала. Мощность осадочного чехла здесь максимальна - до 3,5 км. Продуктивный горизонт апт, альб водонасыщен. Месторождения многопластовые. Наиболее типичным является Некрасовское месторождение, которое представляет собой брахиантиклиналь субмеридионального простирания с размерами по нижнемеловым отложениям 11,5x6 км и амплитудой около 70 м (рис 76). Газоносны четыре песчанистых пачки аптского яруса на глубинах 3220 - 3500 м. Залежи пластово-сводовые, литологически экранированные. Общий этаж газоносности 136 м. Содержание конденсата 37,5 г/см3.
Тимашевская зона газонакопления расположена в западной части Тимашевской ступени. Газоносны песчаники альба. Размеры по продуктивным альбским отложениям 2x1 км, амплитуда 40 - 45 м (м. Суворовское). Глубина залегания кровли коллекторских горизонтов до 900 м.
Восточно-Кубанский ГНР приурочен к Восточно-Кубанской впадине и отличается мощным осадочным выполнением до 8 км за счет юрских отложений, значительную часть которых составляют эвапоритовые отложения. В пределах ГНР сосредоточено две зоны газонефтенакопления.
Темиргоевско — Кузнецовская зона газонефтенакопления. В структурном плане приурочена к наиболее погруженной части впадины. Антиклинали разноамплитудные и разноразмерные.
Наиболее высокоамплитудными являются Кошехабльская и Кузнецовская структуры -5x14 и 9x4 км, амплитуды 150-220 м, к которым приурочены Кошехабльское и Кузнецовское месторождения. Продуктивными являются рифогенные известняки верхней и песчаники средней юры в интервалах глубин 3,9-5 км. Месторождения многопластовые, залежи пластово-сводовые. Залежи в основном газоконденсатные. Одна нефтяная залежь приурочена к оксфордским известнякам.
Ловлинско — Южно - Советская зона газонефтенакопления. Зона расположена в пределах северного борта впадины и характеризуется отсутствием красноцветно-соленосных осадков юры. Типы залежей пластово-сводовые и литолого-стратиграфические. Месторождения многопластовые. Газоносны песчаники юры в пределах Ловлинской, Советской, Южно - Советской, Северо-Вознесенской, Ново - Алексеевской, Лабинской структур. Газонефтеносны песчаники, залегающие в кровли юрского разреза (Северо-Вознесенская, Южно -Советская площади). Наиболее крупное по своим промышленным запасам газонефтяное Южно - Советское месторождение (рис. 8).
Майкопский ГР. Район приурочен к одноименному тектоническому выступу. Осадочный разрез сложен неоген - меловыми породами. Газоконденсатные залежи приурочены к Майкопской и Северо - Кужорской структурам (Майкопское, Кужорское месторождения), газовые - к Северо-Тульскому поднятию (Тульское месторождение). Для неокома характерны повышенные мощности и дифференциация. Самой крупной структурой является Майкопская (рис.9). Ее размеры 11x4,2 км, высота 180 м. Залежи пластово-сводовые. Продуктивные верхнемеловые залегают в интервалах глубин 1700-2670 м. Нижнемеловые апт - неокомские газоконденсатные песчаники залегают в интервалах глубин 1900-2670 м, верхнемеловые газосодержащие известняки -в интервалах глубин 1700-1870 м.
Западно-Кубанская НГО. На территории области расположен один нефтегазоносный район - ИГР южного борта прогиба, в котором нефтегазоносность установлена в юрских и меловых отложениях. НГР южного борта прогиба тектонически приурочен к складчатому борту Западно-Кубанского прогиба. Продуктивны отложения от неогена до средней юры включительно. В его пределах выделяется Хадыженская зона нефтегазонакопления. Зона приурочена к Хадыженской карбонатной кордильере. Месторождения многопластовые. Продуктивны юрские карбонаты и меловые песчаники (рис 10). Юрские известняки газоконденсатны в пределах Хадыженского и Южно-Хадыженского и газоносны в пределах Самурского и Ширванского месторождений. Интервал залегания продуктивных горизонтов -2750 - 4936 м. Нижнемеловые неокомские песчаники газоносны в пределах Самурского, Ширвано- Безводненского, Мирная Балка, Краснодагестанского месторождений. Интервалы залегания - 1200-2500 м, залежи структурно -литологического типа. Аптские песчаники промышленно нефтегазоносными являются в пределах месторождения Мирная Балка, которое представляет собой гребневидную складку, сложенную нижне- и верхнемеловыми породами. Общая мощность - 200м, амплитуда - 600 м, размер по верхнемеловым отложениям 36 км2. Месторждение трехпластовое.
Керченско - Таманская нефтегазоносная область (Российский сектор). Керченско - Таманская нефтегазоносная область приурочена к Керченско -Таманскому прогибу. В пределах НТО залежи в мезозойских отложениях установлены только в Таманском НГР, который соответствует зоне Северо-Таманского вала. Вскрытая мощность мезо - кайнозойского чехла более 5,5 км В наиболее приподнятой северо-западной части вала расположено Фонталовское газовое месторождение. Залежь характеризуется небольшими размерами и приурочена к верхнемеловому комплексу. Газоносны кампан-маастрихтские глинистые известняки, залегающие в интервале 4000 - 4040 м (Бурлин, Орел, 2001) (рис 11).
Восточно-Черноморский НГБ В пределах Западного Предкавказья на территории Восточно-Черноморского НГБ сосредоточены небольшие месторождения нефти и газа (Дообское, Прасковеевское и др.). Продуктивными являются только меловые отложения.
Прасковеевское месторождение. В пределах месторождения выявлена одна газовая залежь в готеривских отложениях. Тип залежи литологический.
Продуктивный горизонт залегает на глубине 1000 - 1200 м. Эффективная мощность - 21 м, пористость - 10% , дебиты - 5 тыс. м3/сут. Запасы по категории Сі - 200 млн.м3.
Дообское месторождение. В структурном плане месторождение представляет собой ассиметрично построенную антиклинальную складку. Коллекторами служат известняки, залегающие в интервале 770- 820 м. Запасы газа в сеноманских отложениях - 5 млрд.м3, прогнозные запасы в нижнемеловых отложениях Дообской структуры в 6 млрд.м3 ( Южморгеология, 2000 г).
Меловые отложения
ГЗН подтверждается значениями Тмах пиролиза - 445 - 453С (рис. 12). В келловеиских темноцветных аргиллитах и глинистых песчано-алевролитовых разностях, вскрытых скважинами в пределах Хадыженского нефтегазоносного района (интервалы 4300 - 5050 м), относящегося к юго-восточной части складчатого борта Западно-Кубанского прогиба, основные геохимические показатели литотипов сходны и не высоки: в аргиллитах Сорг. -0,4 - 0,9%, величина генетического потенциала (S1+S2) - 0,2 мг УВ/ г породы, HI - 44 - 78 мг УВ/гСорг, ХБА - 0,002 - 0,004 % , р =1 - 2,4%; в глинистых песчаниках и алевролитах Сорг. - 0,3 - 0,8 %, (Sj+S = 0,2 мг УВ/ г породы, HI -104 - 110 мг УВ/г, содержание битумоида ХБА - 0,002-0,003 %, значения битумоидного коэффициента р = 2 - 5%. Величины параметров, а также характер битумоидных текстур в люменоскопе, указывают на остаточный характер битумоида и значительную выработанность керогена. Степень преобразованности их отвечает MIQ, Тмах - 485 С, что хорошо согласуется с данными ОС витринита - Ra = 9,2 -9,5 %, т.е. келловейским отложениям Хадыженского района характерна более высокая преобразованность по сравнению с среднеюрскими отложениями южного склона Кавказа.
В пределах Адыгейского выступа (площадь Лесная интервалы 2847 - 3045 м) в байоских и батских глинах содержания Сорг 0,6 - 0,8 %, значения генетического потенциала (Si+S2) - 0,7 - 0,9мг УВ/г породы, HI - 82 мгУВ/гСорг, ХБА - 0,005 - 0,04 %, Р = 1 - 1,6 %, что указывает на невысокий потенциал отложений, находящихся в середине ГЗН - МК2 (Ra = 7,5 до 8,5 %) (рис.13), а также, видимо, на значительную долю гумусовых компонентов. Для более преобразованных однотипных литотипов Каневско - Березанского вала (Северо-Ладожская площадь, 4044 - 4111 м), Сорг. от 0,6 до 1 %, значения генетического потенциала (Si+S2) - 0,7 - 0,8 мг УВ/г породы, HI - 72 мг УВ/г, ХБА - 0,002 - 0,006 %, р = 0,6 - 4,8 %, Ra = 9,5 % (рис 15). Очевидно исходный потенциал данных отложений, вышедших из ГЗН был выше, по сравнению с более южными областями платформенного борта.
Адыгейский выступ аргиллит Лесная 2300 h C14-C37 Clg, C26 0,3 0,6 0,4 0,3 в песчаниках Сорг - 1,9 - 2,5%, ХБА - 0,156 - 0,56%, 0=1-11% (площади Баракаевская, Тульская, Южно - Советская, Березанско - Некрасовская). В песчаниках содержания Сорг выше, что очевидно, является результатом примеси терригенного ОВ. По данным ОС витринита Ra =7,3 - 8,1%, данные отложения находятся в градации катагенеза МК2.з. Судя по повышенным значениям битумоидного коэффициента Р, потенциал их не полностью реализован.
Содержания Сорг, значения генетического потенциала и др. рассмотренные геохимические показатели свидетельствуют о пониженном исходном потенциале келловейских отложений Скифской плиты по сравнению с байос -батскими.
В среднеюрских, байоских и батских разностях складчатого борта идентифицируются н-алканы от Сю до С37 (рис 16 а). Характерно двумодальное распределение УВ с максимумами как на четных - Cjg (основной максимумом), С24 (второстепенный) [Ci8/ С28 =1,7; С27/ Ci7= 0,6; Pr/Ph - 0,3]; и С)2 (основной), так и на нечетных С27 (Второстепенный) [Ci8/C28 =0,3; C27/Ci7= 0,1; Pr/Ph - 1). Алкановые коэффициенты зрелости: Ki =0,3; Pr/nCi7=0,2-0,4; Ph/nCi8= 0,3-0,5 указывают на значительную преобразованность ОВ, отвечающую завершению ГЗН.
В келловейских глинах Хадыженского района Западно-Кубанского прогиба присутствуют алканы ряда Ci4-C32. Характерно как одномодальное с максимумом на четных - Cjg (Pr/Ph - 0,7), так и двухмодальное с максимумами на нечетных - C2i и С29 (Pr/Ph - 1,2) (табл.3).
Отношение Ki =0,2 и 0,5; Pr/nCi7=0,2 и 0,6; Ph/nCi8= 0,1 и 0,5 характерно отложениям стадий MIQ и МК3 соответственно. По данным коэффициентам, келловейские отложения находятся в ГЗН, что несколько не согласовывается с данными ОС витринита и замерами Ттах пиролиза.
В однотипных породах платформенного борта присутствуют н - алканы ряда Си - С37 характерно как одномодальное с максимумом на Ci8, так и двумодальное с максимумами на Q8 и С22. (рис 14 б). Отмечается невысокий нафтеновый фон. В батских отложениях (площадь Лесная), по сравнению с келловейскими (Константиновская площадь) отмечается более высокие концентрации четных н-алканов - Кнеч = 0,6 и относительно пониженные величины отношения пристана к фитану (Pr/Ph-0,6) (табл.3), что указывает на морскую природу исходного ОВ, причем с минимальной примесью терригенного ОВ.
На Скифской плите геохимические исследования проводились для отложений Восточно-Кубанской впадины (Рыбасовская, Константиновская площади, 4050- 4836 м) и Каневско - Березанского вала (Березанско -Некрасовская площадь, 3491 - 4336 м). В глинах и аргиллитах этих площадей значения Сорг. изменяются от 0,3 до 1,5 %. На территории южной части Восточно-Кубанской впадины концентрации ОВ в глинах выше: Сорг- 1,3 - 1,5% (скв. Рыбасовская 1, 4050 - 4097 м). Величины генетического потенциала и водородного индекса невысокие: (Si+S2) - 0,5 - 0,8 мг УВ/ г породы, Ш-76 - 87 мг УВ/гСорг, содержание ХБА - 0,058-0,079%, р-3,7 6 % (рис 15). Данные показатели хорошо согласуются с ОС витринита Ra = 8,7 - 8,8 %, указывающие на завершение ГЗН.
Распределение зон катагенеза
Нефтематеринский потенциал породы - это способность генерировать газовые и жидкие углеводороды при наступлении соответствующих геологических условий. Он зависит от качества и количества содержащихся в породе ОВ, Чем больше ОВ захороняется в осадке и чем лучше его качество, т.е., чем больше в нем сапропелевой составляющей (тип керогена I, II), тем выше их нефтематеринский потенциал пород. На интенсивность накопления, сохранность ОВ и условия формирования нефтематеринского потенциала оказывают влияние многочисленные факторы, важнейшими из которых являются: первоначальная биопродуктивность, скорость осадконакопления, глубина бассейна седиментации, окислительно-восстановительный потенциал среды и гранулометрический состав самих осадков (Успенский, 1970, Страхов, 1971; Романкевич, 1970; Скопинцев, 1971). Безусловно, важнейшее влияние на накопление ОВ в осадках оказывает состав продуцентов и численность биопродуцентов. Согласно приведенным данным в гл. З, в юрских отложениях повсеместно преобладает морское ОВ.
Согласно характеру распределения алкановых и полициклических УВ накопление юрских и меловых отложений происходило в условиях морского бассейна. Основной питающей провинцией являлись территории Ростовского выступа и Каневско - Березанской системы поднятий.
В начале юрского периода область морского бассейна простиралась от современной территории Кавказа до Западно-Кубанского прогиба, включая области Адыгейского выступа и Восточно-Кубанской впадины. Зона максимальных глубин соответствовала линии современного расположения площадей Тульская - Баракаевская - Спокойненская (Туголесов, 1985).
Осадконакопление происходило в гумидном климате, в условиях развивающейся трансгрессии, когда были накоплены преимущественно терригенные толщи, характеризующиеся ритмичным строением и определенными литолого-фациальными особенностями: грубообломочные и песчаные образования тяготеют к нижним частям разреза, в то время как глинистые осадки - к верхним. В результате в ране - и среднеюрские эпохи образовалась мощная толща осадков; в современных разрезах она достигает 3-3,2 км.
Геохимическая обстановка в ране-среднеюрскую эпоху была непостоянной - от окислительной до восстановительной, что способствовало образованию разнообразных минералогических ассоциаций - пирита, лимонита и мелких конкреций сидерита. Накопление верхнетоарских глинистых толщ происходило в условиях спокойного открытого моря. Их относительная глубоководность подтверждается распределением стеранов в ОВ, с некоторым преобладанием холестана в ОВ нижне-среднеюрских отложений (южный склон Кавказа). Большие глубины, отсутствие аэрации в иловых частях бассейна при наличии ОВ обусловили создание восстановительной геохимической обстановки. Наиболее благоприятные условия для накопления и сохранения ОВ в данный период отмечаются для современных областей южного склона Кавказа и Восточно-Кубанской впадины. Здесь были образованы мощные глинистые толщи. В тоар - ааленских, достаточно преобразованных отложениях южного склона Кавказа Сорг до 1,6-2%, (Si+S2) - до 1,8 мгУВ/г породы, величина остаточного потенциала значительная и указывает на высокий исходный потенциал. Отношения Pr/Ph - 0,3 -1,3 в них подтверждает, что они накопились в непостоянных обстановках осадконакопления. Благоприятные условия осадконакопления в данный период имели место в северо-восточной и юго-восточной частях Восточно-Кубанской впадины - Сорг. = 2,3 до 3%, Fe пир/Сорг =1,2 (Лабинская, Фроловская площади) (Болотов, 1977), (рис. 28а). Таким образом, в ране-среднеюрскую эпохи существовали условия для формирования нефтематеринских толщ.
Раннебайосское время знаменует новый этап в осадконакоплении. Накопившиеся ранее сравнительно мощные глинистые толщи на большей части рассматриваемой территории участками сменяются карбонатными, а на крайнем западе грубообломочными осадками. В позднем байосе трансгрессия заметно расширилась, и в поздне байоский и келловейский века на описываемой территории стали отлагаться песчано-алевролитовые и глинистые отложения глубоководного генезиса.
Геохимическая обстановка так же была непостоянной, что выразилось в вариации значений отношений при стана к фитану (Pr/Ph) от 0,1-1,2 в ОВ среднеюрских отложений данного региона. На более раннем этапе - в байосе и бате благоприятные условия осадконакопления имели место в южной части Каневско - Березанского вала, в келловейский век - в пределах юго-западной части Восточно-Кубанской впадины, где отмечаются наиболее повышенные значения Сорг = 2,5%, для изученного юрского разреза (Южно - Советская площадь) (рис. 28 б).
Восточно-Кубанской впадины и Западно-Кубанского прогиба, область максимума осадконакопления стала отвечать линии Ярославская - Отрадная. Устойчивыми источниками сноса с востока являлось Ставропольское поднятие, а с юга Кавказский остров. Начиная с конца титона, в условиях морского бассейна в пределах региона были сформированы глинистые отложения. Их формирование коррелируется с проявлением Океанического бескислородного события -1 титона (Oceanic Anoxic Events, Найдин и др., 1994), фиксируемого во многих частях планеты. Например, к данному событию приурочено накопление нефтематеринской толщи баженовской свиты Западно- Сибирского НГБ, горючих сланцев Североморского НГБ и др.
В пределах Западного Предкавказья это событие проявилось эпизодично, так как неустойчивая динамика вод и сложная морфология дна бассейна обусловили формирование разнообразных окислительно-восстановительных обстановок в осадке и, как следствие, большой диапазон диагенетических потерь. Это отразилось в неравномерном (пятнистом) характере распределения ОВ и генерационного потенциала в титонских отложениях Западного Предкавказья. Наиболее лучше данное событие фиксируется в пределах южного склона Кавказа (р. Мзымта, Адлер) (табл.8 б). Образование данных высокопотенциальных толщ приурочено к локальным впадинам в шельфовой части или континентального склона, а периодически возникающие обстановки дефицита кислорода способствовали лучшей сохранности ОВ. Здесь в восстановительных условиях осадконакопления сформировались породы с высокими значениями генерационного потенциала. В других областях Западного Предкавказья данное событие фиксируется в меньшей степени, например, в пределах южной части Западно-Кубанского прогиба (Хадыженский район, Сорг-2,3%) и южной части Восточно-Кубанской впадины (Южно-Советская площадь, Сорг -2,7%), где были накоплены толщи с менее высокими значениями генерационного потенциала, что очевидно, является следствием менее восстановительных обстановок (табл.8а),(рис.28 в).
