Особенности геолого-тектонического строения и поиски зон возможного скопления углеводородов в кристаллическом фундаменте территории Татарстана Назипов, Анвар Камилович

Введение к работе

АКТУАЛЬНОСТЬ. Татарстан является одним их наиболее старых и богатых регионов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Здесь доказана промышленная нефтеносность 26-ти и перспективная - 6-ти стратиграфических.горизонтов, открыто 87 нефтяных месторождений, объединяющих более 2250-ти залежей. Накопленная добыча нефти составила более 2,6 млрд. тонн.

Однако, крупные нефтяные месторождения региона находятся в поздней стадии разработки, а 82% из общего числа находящихся на балансе АО "Татнефть" месторождений, относится к мелким с извлекаемыми запасами менее 10 млн. тонн. Средние запасы одной залежи, выявляемой в течение последних пяти лет не превышают 200-250 тыс. тонн. Постоянно ухудшается структура остаточных запасов. Высокая опоискованность начальных потенциальных ресурсе^ осадочного чехла, достигшая 92%, обуславливает постоянное нарастание дефицита ресурсов для потребностей нефтедобычи. За последнее десятилетие темп прироста новых запасов составил всего 58% от темпов добычи нефти.

Очевидно, что в условиях созданной в республике мощной инфраструктуры, мощностей по добыче, подготовке и переработке нефти, сильной научной базы, возникает проблема поиска новых нетрадиционных источников углеводородного сырья, одним из которых, несомненно, является кристаллический фундамент.

В пользу перспективности и целесообразности поиска залежей нефти и газа в нетрадиционных объектах, какими являются магматические и метаморфические комплексы фундамента, говорят сделанные в последние годы открытия промышленной нефтегазоносности фундамента различных осадочных бассейнов. К числу месторождений, запасы которых частично или полностью связаны с кристаллическими породами, относятся: Луджила-Нафора-Амаль в Ливии, Пис-Ривер в Канаде, Хьюго-тон-Панхендл и Уилмингтон в США, Ля-Пас и Мара в Венесуэле, Кармополис в Бразилии и др.

Известны крупные скопления углеводородов в кристаллических породах на шельфе Вьетнама (Белый Тигр). Промышленные месторождения нефти открыты в породах фундамента Днепрово-Донецкой впадины (Хухрянское, Юльевское и др.), в гранитоидах Казахстана (Оймаша), нефтепроявления отмечены в коре выветривания архейско-протерозойского возраста в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы Сибирской платформы.

Установленная связь нефтеносности осадочного чехла и кристаллического основания во многих регионах мира, несомненно, говорит о том, что такая связь должна быть обнаружена и на территории Татарстана, в пределах супергигантского Ромашюшского нефтяного месторождения.

Обоснованием постановки подобных работ послужило также и получение в последние годы новых данных о расслоенное земной коры и мантии, широком развитии низкоскоростных сильно электропроводящих зон (волноводов) в породах кристаллического основания континентальных областей, связанных между собой вертикальными зонами высокой трещиноватости, которые привели к созданию геофизических моделей глубинного флюидомассопереноса, как проявления процессов общей дегазации Земли.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Выявление условий формирования и закономерностей распределения потенциальных коллекторов и покрышек в кристаллическом фундаменте и обоснование методики выбора перспективных объектов для поисков нефти и газа.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. 1. Изучение геолого-тектонического строения и детализация петрографического состава и петрофизиче-ских особенностей кристаллических образований докембрия в пределах Татарстана.

1. Восстановление гсолого-геофизического разреза кристаллического фундамента по материалам бурения глубоких и сверхглубоких скважин с целью выявления закономерностей распределения потенциальных коллекторов и покрышек.

2. Комплексный анализ геолого-геофизических, геохимических и гидрогеологических данных, доказывающий, что докембрииские породы кристаллического фундамента являются местом возможной аккумуляции нефти и газа и должны рассматриваться в качестве самостоятельного поискового объекта.

4. Обоснование основных направлений поисково-разведочных работ на нефть
и газ в фундаменте и выбор местоположения первоочередных скважин глубокого
поискового бурения на докембрииские объекты.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. Основой для выполнения диссертации послужили материалы научно-практических исследованиий, как лично полученные автором, так собранные и обобщенные им. В частности, изучены геолого-геофизические материалы 2-х сверхглубоких и более 200 глубоких скважин востока Татарстана и прилегающих территорий. Исследованы результаты 524 газохромато-графических анализов газов по 153 глубинным. пробам бурового раствора из 2-х сверхглубоких и 5-ти глубоких скважин.

Использованы материалы высокоточных аэромагнитной и гравиметрической съемок, сейсморазведки МОГТ, данные радиогеохимических и аэрогеохимических работ, а также результаты сейсмической локации бокового обзора. Обобщены результаты гидрогеологических исследований вод кристаллического фундамента, проводившиеся в течение 20-ти лет.

Керновый и шламовый материал сверхглубоких и глубоких скважин собирался и обобщался на протяжении 10-ти лет. В основу обработки керна были положены исследования пород в прозрачных шлифах (более 2000 шт.). Для более детальной характеристики пород использовались результаты следующих анализов и измерений: химический - 64, количественно-спектральный - 190, спектральный - 225, нейтронный - 68, нейтронно-активационный - 148, специальный на ртуть - 228, специальный на золото - 166, тепловые свойства - 84, плотность и пористость - 1471, магнитная восприимчивость - 1725, акустические свойства - 92, С _орг - 53.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. 1. Впервые в сверхглубоком бурении в условиях низкой охарактеризованное разреза керном достоверно восстановлен геолого-петрографический разрез кристаллического фундамента на базе комплексного изучения керна, шлама и ГИС.

3. На основе комплексного анализа результатов изучения каменного материала и геофизических исследований в скв. 20009-Новоелховской разработана методика геолого-петрографической дифференциации разреза и выделения в нем разуплотненных зон.

4. Установлены условия формирования и закономерности распределения потенциальных зон-коллекторов и покрышек в разрезе докембрийского комплекса. На основе анализа материалов бурения глубоких и сверхглубоких скважин показано, что трещиноватость и: степень разуплотнения кристаллических пород, а также их битумонасыщенность и газонасыщенность увеличиваются с глубиной.

5. Установлено, что докембрииские кристаллические образования на территории Татарстана являются самостоятельным объектом для поиска скоплений углеводородов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИССЛЕДОВАНИЮ. Оценка перспектив нефтегазоносносги кристаллических пород докембрийского фундамента яв-

ляется комплексной и, следовательно, требует привлечения широкого круга методов исследований.

1. Структурно-тектонический анализ геодинамических особенностей развития востока Татарстана в архсйско-протерозойское время базируется на изучении рельефа поверхности погруженного докембрийского фундамента, анализе его петрографического состава, обобщений результатов аэромагнитных исследований при использовании данных сейсмического профилирования.

2. Минералого-петрографический анализ магматических и метаморфических пород основывается на применении комплекса методов: макро- и микроисследования пород по керну и шламу, определение их плотности, пористости, магнитной восприимчивости, тепловых и фильтрационно-емкостных свойств.

3. Геохимические особенности распределения породообразующих и малых элементов (К, U, Th), содержание С _opr, состав и количество битумоидов, характеристика первичных и вторичных газово-жидких, жидко-газовых и газовых включений изучались в кристаллических породах и минералах фундамента с применением химического, спектрального, атомно-эмиссионного, нейтронно*активационного, би-туминологиче'ского анализов, газо-жидкостной хроматографии, термобарогеохимии, масс-спектрометрии.

4. Характер распределения зон-коллекторов по площади и разрезу фундамента и их флюидонасыщенность изучались на основе анализа результатов сейсморазведки МОГТ и сейсмической локации бокового обзора, комплекса ГИС, промы-слово-геофизяческих исследований, включая опробование пласта на трубах (ОПТ) и опробование пласта па кабе-тс (ОПК), а также по данным геолого-тсхнологических исследований (ГТИ) сверхглубоких и глубоких скважины в процессе их бурения.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ. 1. Составлен сводный геолого-геофизический разрез по скважине 20009-Новоелховской на основании детальной проработки и интерпретации методов ГИС (1:200) в интервале глубин залегания кристаллического фундамента (1803,5-5809 м). Детально увязаны показания методов ГИС с данными геологического, петрографического, петрофизического и геохимического изучения керна и шлама.

2. Разработана единая схема основных типов пород разреза кристаллического фундамента и выполнена расшифровка их распределения по интервалам, пачкам и толщам, что явилось основой для определения первичной природы разреза, выявления структуры толщ и тектонических нарушений, изучения глубинного строения докембрийского комплекса, выявления зон коллекторов и покрышек.

3. Разработана методика привязки шлама к глубине в условиях бурения сверхглубокой скважины сплошным забоем с ограниченным отбором керна, которая выполнена на основе гидродинамических расчетов и комплекса анализов минерало-го-петрографического состава кристаллических пород в скв.20009-Новоелховской.

4. Разработаны основные направления дальнейших поисковых работ на
нефть и газ в породах кристаллического основания Южно-Татарского свода. Опре
делен выбор первоочередных объектов для глубокого поискового бурения.

5. Обосновано местоположение глубоких поисковых скважины на Осином и Бастрыкском объектах. Для Осиного объекта составлен проект бурения и выполнен его геологический контроль.

6. Выявлены основные типы трещиноватых разуплотненных зон кристаллического комплекса, которые могут служить потенциальными аккумуляторами нефти и газа, подтверждено их наличие в толще фундамента новыми методами сейсмических исследований.

1. Комплекс геолого-тектонических и петрографических признаков отражает геодинамическую активность территории Татарстана, выраженную в обособлении положительных и отрицательных структур в фундаменте, широком развитии разрывных нарушений различного порядка, что сказалось на особенностях состава и строения вскрытых частей разрезов кристаллического основания.

2. Наиболее мощные и проницаемые зоны потенциальных коллекторов в основном приурочены к породам болыдечеремшанской серии, зонам стратиграфических границ и контакам толщ. Мощность и частота встречаемости коллекторов нарастают с глубиной.

3. Разуплотненные участки в фундаменте, характеризующиеся повышенной степенью газо-, водо- и битумонасыщенности, являются самостоятельными объектами поиска углеводородных скоплений.

4. Методические основы выявления и подготовки перспективных объектов
для заложения поисковых скважин на кристаллический фундамент.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные исследования автора использованы в обосновании заложения глубоких поисковых скважин на докембрийский фундамент Уратьминской разведочной площади и Бастрыкского месторождения, в выборе перспективных объектов испытания и опробования в разрезе кристаллического фундамента, вскрытого скв.20009-Новоелховской.

Отдельные положения и выводы по материалам диссертации докладывались на Международных (С.-Петербург, 1992, 1995, Санта-Фе, США, 1994, Будапешт, Венгрия, 1994 ), Всероссийских ( Москва, 1994, 1996, 1997, Пермь, 1995, С.Петербург, 1996 ) симпозиумах и конференциях, ежегодных научно-технических конференциях ( Альметьевск, 1989, 1991, 1994, 1995 тг. ) и геологических совещаниях, проводимых АО"Татнефть".

Акционерное общество "Татнефть". По теме диссертации опубликованы одна монография и 31 статья.

В работе учтены результаты работ сотрудников Казанской геологической экспедиции и АО'Татнефть", в том числе Р.Х.Муслимова.іНазиповой Е.АІ Искан-дерова Д.Б., Плотникова Н.А., Плотниковой И.Н., Святкиной Т.А., Степанова В.П.

Наряду со специалистами и учеными АО"Татнефть" плодотворно занимались изучением кристаллического фундамента Татарстана исследователи ГАНГ им.И.М.Губкина, КГУ, ИГ УНЦ РАН, ВНИИГеоистем, ВНИГРИ, ИМГРЭ, ИГ и РГИ, АО"Татнефтегеофизика". Наибольшее значение представляют работы Богдановой СВ., Готтих Р.П.,1 Данукалова Н.Ф-1 Данукалова КН., Изотова ВТ., Казанцевой Т.Т., Камалетдинова М.А., Кременецкого А.А., Кудрявцева Н.А., Лапинской Т.А., Писоцкого Б.И., Поповой Л.П., Постникова А.В., Ситдикова Б.С, Трофимова В.А., Хайретдинова Р.Ш., Черникова А.П., Чиркина И.А., Юсупова Б.М.

Автор' благодарит своих научных руководителей - Р.Х.Муслимова и М.Д.Белонина за неоценимую помощь, поддержку и содействие в работе.

Автор глубоко признателен своим учителям - Р.Х.Муслимову, Э.И.Сулейманову, Н.С.Гагиятуллину. За существенные и содержательные советы, консультации при написании работы автор приносит глубокую благодарность Н.С.Гагиятуллину, Р.П.Готтих, В.Г.Изотову, И.А.Ларочкиной, И.Н.Плотниковой, В.А.Трофимову, И.А.Чиркину.