Введение к работе
Актуальность проблемы. Горнодобывающим отраслям промышленности свойственно неравномерное развитие. Бывают периоды подъема и спада, за которым вновь начинается подъем. Это, как известно, связано с глубиной познания недр, появлением новых геологических концепций, внедрением новой техники в поиски, разведку и добычу минерального сырья, экономическими и другими причинами.
Бурный рост разведочных работ и добычи нефти в СССР в 30-70 годы, если брать только геологические причины, основывался на антиклинальной теории залегания месторождений нефти и газа и разработанном на её базе очень эффективном структурном методе картирования осадочных толщ воплощенном в первое время в геолого-структурной съемке, а затем в структурном бурении и сейсморазведке. В настоящее время в связи со значительным исчерпанием месторождений в крупных антиклинальных структурах разрабатываются новые методы поисков залежей в разнообразных ловушках неантиклинального типа, которые составляют большинство в осадочном чехле. По свидетельству М.В.Кирсанова и И.А.Денцкевича (15, с.З), проводившим анализ более 600 нефтяных и нефтегазовых объектов в Оренбургской и Самарской областях, только 28% ловушек и залежей имеют структурный пликатив-но-дизъюнктивный генезис, а остальные обусловлены многообразными формами рельефа, образующими разные сочетания литоло-гических, стратиграфических и комбинированных ловушек. В ОАО «Самаранефтегаз» также считают, что до 60% ловушек УВ в регионе будут иметь неструктурный характер.
Среди открываемых в последние годы месторождений и залежей из числа неантиклинальных, превалируют ловушки, образованные погребенными формами рельефа. Открываются они, чаще попутно, случайно, но имеются примеры целенаправленного открытия крупных рифогенных массивов и одиночных рифов в Пермской области.
В этой связи совершенно своевременно еще в 1969 году был поставлен вопрос о систематических (планомерных) палеогеомор-фологических исследованиях нефтегазоносных территорий (М.В.Проничева, 1973). Вопрос этот обсуждался в печати, неоднократно на совещаниях, создана методика таких исследований и они ведутся, но совершенно недостаточно в сравнении с их возможностями решения практических задач как по объему, так и по охвату регионов и комплексов осадков, особенно древних - палеозойских и рифейско-вендских.
Можно назвать три причины медленного их внедрения. Длившуюся довольно долго неясность путей их применения к глу-бокозалегающим продуктивным толщам, слабо или неравномерно освещенным глубоким бурением даже в наиболее освоенных районах; недооценку палеогеоморфологических исследований, когда в качестве единственного метода признается сейсморазведка и очень широкую трактовку в нефтепоисковой практике термина
«структура», которым нередко обозначают не только тектонические деформации, но и практически все неровности эрозионного и биогенного рельефа («поднятия»). Это затрудняет классификацию поисковых объектов и познание основных закономерностей развития и размещения месторождений нефти и газа.
Однако на территории Российской Федерации большинство провинций находится в стадии высокой и средней разведанное с далеко еще не освоенными потенциальными ресурсами нефти и газа. Большое количество пробуренных и бурящихся поисково-разведочных и эксплуатационных скважин, сгруппированных кустообразно является благоприятным фактором для внедрения па-леогеоморфологических исследований в нефгегазопоисковую практику. Основываясь на этом выводе мною разработана и частично внедрена методика выявления и изучения погребенных рельефов для районов высокой и средней разведанности, т.е. тех районов, где она будет наиболее эффективной, поскольку в таких районах и регионах накоплена значительно большая информация о строении недр, чем в новых, менее изученных. Выявление же погребенных рельефов будет способствовать более полному раскрытию закономерностей размещения месторождений и «нацеливанию» сейсморазведки на поисковые объекты в региональном, зональном и локальном плане в определенных горизонтах осадочного чехла плиты. Поскольку методика создавалась на материалах в основном одной, Самарской, области, желательна была её основательная проверка с расширением территории и временного диапазона.
Объект исследования. Объектом исследования явилась па-леогеоморфология древних толщ юго-востока Русской плиты, точнее, наиболее глубоких, нефтегазоносных комплексов земель Оренбургской и Самарской областей.
Цель и задачи исследований. Цель исследования - выяснение возможности и путей применения палеогеоморфологических методов при поисках месторождений нефти и газа в древнейших осадочных толщах региона, т.е. в девонских и нижнекаменно-угольньгх отложениях и корах выветривания пород фундамента.
Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
а) рельефо- и структурообразование в свете ведущих геотекто
нических концепций применительно к масштабу исследований
1:200000;
б) зависимость процессов рельефообразования от изменения
текгонических режимов;
в) уточнение возраста и роли додевонского пенеплена в фор
мировании погребенного рельефа;
г) выявление эпох континентальных перерывов в истории гео
лого-геоморфологического развития и характера рельефообразова
ния в эти эпохи;
д) изучение строения погребенного ордовикско-девонского
шельфа;
е) выяснение роли погребенного рельефа в формировании и
размещении месторождений и залежей нефти и газа;
ж) классификация ловушек, образуемых формами погребенного
рельефа;
з) палеогеоморфологическое обоснование приоритетных на
правлений геологоразведочных работ в регионе, включая новые
направления.
Методы исследований и фактический материал. Стоявшие
перед автором задачи решались геоморфологическими и палеогео-
морфологическими методами с привлечением, как это и преду
смотрено методикой, палеогеографических, палео- и неотектони
ческих, литологических, палеонтологических, стратиграфических,
лито-фациальных методов на базе изучения промыслово-
геофизических характеристик, результатов опробования и описа
ния керна по пробуренным на территории 3 тысячам поисковых,
разведочных, опорных, параметрических и эксплуатационных
скважин и специально пробуренных для данных исследований бо
лее 300 картировочных исследовательских скважин. При палеотек-
тонических исследованиях широко применялись методы: построе
ния эпейрогенических кривых и определения темпа прогибания
кристаллического фундамента. В работе использованы материалы
документации скважин ОАО «Оренбургнефть»,
«Оренбурггеология» и «Самаранефтегаз», а также нескольких скважин Уральской области и глубоких параметрических скважин Татарстана и Башкортостана.
Научная новизна. 1. Для выявления погребенного в осадочном чехле платформы рельефа, определяющего размещение нефтегазоносных объектов, разработана и успешно применена методика палеогеоморфологических исследований для районов высокой и средней разведанное. Методика предусматривает перекрестное сечение геолого-геоморфологическими разрезами всего изучаемого (или его части) нефтегазоносного региона по латерали и на всю толщину осадочного чехла, что позволяет выявить все поверхности стратиграфического несогласия, обнаружить перерывы в осадко-накоплении, как арену континентального, а в случае биогенных процессов - и субаквального рельефообразования. На основе такой сети разрезов в Самарской области установлено 20 этажей погребенного рельефа, из них 17 - в продуктивной части чехла. В Оренбургской области в интервале рифей-турне выявлено 10 таких этажей, по всем построены палеогеоморфологические и прогнозные карты.
2. Для определения типов и форм рельефа приняты данные детальной разведки и разработки месторождений углеводородного сырья. Именно на площади месторождения, где плотность скважин, включая эксплуатационные, весьма высока, (расстояния между скважинами иногда достигают 300 м), а скважины располага-
6 ются кустообразно, можно получить довольно отчетливое представление о рельефе, снять параметры форм для интерполяции их на смежные территории между месторождениями и экстраполяции на перспективные зоны.
-
По генезису экзогенных и биогенных поверхностей можно достаточно четко представить набор ловушек для нефти и газа, их типы, выбрать первоочередные поверхности и районы для построения палеогеоморфологических и прогнозных карт разных масштабов на нефть и газ, используя разрезы как опорные и дополняя их данными по скважинам, расположенным между профилями.
-
Методика имеет целью изучения общего хода совместного развития тектонического процесса и рельефообразования, выявление закономерности размещения тектонических структур, форм древнего экзогенного и биогенного рельефа и их генезиса, т.е. одновременно (параллельно) выявление и распознавание как тектонических структур, так и древних форм рельефа всех порядков.
-
Обоснована полезность и необходимость четкого различения в нефтегазопоисковой практике тектонических структур и погребенных форм рельефа, как ловушек нефти и газа.
-
Рассмотрен вопрос формирования и захоронения денудационных и денудационно-тектонических останцов.
-
Прослежена история палеогеоморфологического развития юго-востока Русской плиты (Оренбургской области) от рифея до турне и южной части Волжско-Камской антеклизы от рифея до среднего девона. Выделены следующие этапы развития погребенного рельефа: поздне-протерозойский - среднедевонский, ранне-среднедевонский, позднедевонский - раннекаменноугольный.
-
Уточнен возраст «додевонского» пенеплена и прослежена история его развития и преобразования.
9. Составлены палеогеоморфологические карты в масштабах
1:200000 и 1:1000000 в количестве 10 ед.
-
Произведен анализ нефтегазоносности в связи с погребенными рельефами. Составлены палеогеоморфологические прогнозные карты в количестве 8 ед.
-
На основе анализа геологического и геоморфологического развития региона намечены новые направления поисков нефти.
Практическая ценность и реализация результатов исследований в промышленности
Создана методика выявления и изучения погребенных рельефов для районов высокой и средней разведанности, которая прошла апробацию при детальных палеогеоморфологических исследованиях в Оренбургской области с 1990 года по настоящее время. Были составлены не только палеогеоморфологические, но и палеогеоморфологические прогнозные карты с выделением региональных зон, типов ловушек, образованных погребенными рельефами в кровле фундамента, в терригенных и карбонатных отложениях де-
вона и раннего карбона. Карты составлены в обеспечивающем планирование и проведение геолого-поисковых работ масштабе 1:200000.
Специальными исследованиями по геологическому и математическому моделированию, проведенными В.Ф.Хлудневым и диссертантом в 1993-1994 г.г., доказана возможность выявления практически всех указанных типов ловушек современными сейсмическими методами, в некоторых случаях комплексированием сейсморазведки МОГТ с бурением.
Итоги палеогеоморфологических исследований в Оренбургской области подводились на научно-технических советах Волжского отделения ИГ и РГИ, производственного объединения «Оренбургнефть» и Комитета природных ресурсов по Оренбургской области в 1992, 1995 и 1997 годах. Последним было принято решение об издании результатов проведенных исследований в виде монографии.
Результаты исследований производственными объединениями Оренбуржья приняты к реализации и реализуются на стадии геолого-поисковых работ. Усилились геолого-поисковые и поисково-разведочных работы в районе раннедевонского-ардатовского эро-зионно-тектонического желоба (Рубежинского прогиба), где в процессе исследований установлено несколько эрозионных циклов древних рек и многократное переслаивание аллювиальных отложений с морскими.
Имеется небольшой опыт внедрения предложенной методики и на стадии поисково-разведочного бурения (месторождение Севе-ро-Максимовское в Самарской области), где при проведении исследовательских работ подтвердился прогноз нефтеносности первой поисковой скважины и успешно обосновано бурение первой разведочной скважины.
В работе намечены пути к решению задачи поисков нефти и газа на нетрадиционных для Оренбуржья направлениях: в корах выветривания, рифейско-вендских и ордовикских отложениях и в области складчатого Урала.
Структура и объем работы. Диссертация представляет собой монографию, изданную по тематическому плану Российской Академии наук издательством «Наука» в 1999 году, и состоящую из двух частей: часть I текст 172 с. формата 70x100Ш6 объемом 13,6 уч.изд.листов и часть II - альбом из 18 цветных палеогеоморфологических и прогнозных карт масштаба 1:1000000 и 12 региональных разрезов к ним. Общий объем монографии определен в 28,5 изд.листов.