Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Геолого-геофизическая изученность северо-западной части южного Каспия 12
ГЛАВА II. Литолого-стратиграфическая характеристика разреза северо-западной части южного Каспия . 22
ГЛАВА III. Тектоническое строение региона 40
ГЛАВА ІV. Корреляция разрезов и литофациальные особенности отложений нижнего отдела продуктивной толщи северо-западной части южного Каспия 57
ГЛАВА У. История геологического развития северо-западной части южного Каспия в период нижнего отдела ПТ. 86
I. Палеогеология северо-западной части Южного Каспия времени отложения нижнего отдела продуктивной толщи 86
II. Характер развития процессов складкообразования и формирования структур северо-западной части Южного Каспия 129
ГЛАВА VІ. Типы залежей, изменения свойств нефтей и пластовых вод нижнего отдела продуктивной толщи .. 157
ГЛАВА VII. Перспективы нефтега30н0сн0сти структур северо-западной части южного Каспия и направление дальнейших поисково-разведочных работ 184
ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ 194
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 200
- Геолого-геофизическая изученность северо-западной части южного Каспия
- Литолого-стратиграфическая характеристика разреза северо-западной части южного Каспия
- Тектоническое строение региона
Введение к работе
Директивами ХХУІ съезда КПСС и XXX съезда Компартии Азербайджана предусмотрено широко развернуть поисково-разведочные работы в шельфовых зонах морей и океанов с целью выявления перспективных месторождений минерального сырья, в частности нефти и природного газа.
В настоящее время удельный вес морской нефти составляет от общего количества добываемой в мире 20%, природного газа около 8%; предполагается, что к 1985 г. на долю морских месторождений будет приходиться 35-40% мировой добычи нефти, соответственно возрастает и добыча природного газа.
В 198I г. из 14 млн. добываемой в Азербайджане нефти на экваториальную часть северо-западного шельфа Южного Каспия приходится более 70%, природного газа - более 85%. С начала разработки на морских месторождениях добыто 240 млн. тонн нефти и 80 млрд. куб. метров природного газа. Все эти данные свидетельствуют о высоких потенциальных возможностях перспективных площадей Южного Каспия.
Одной из высоко перспективных в пределах акватории Южного Каспия является ее северо-западная часть, где длительное время в разработке находится ряд богатых месторождений (б.Дарвина, о.Артема, Гюргяны-море, Южная, о.Жилой, Ази Асланова, Грязевая Сопка, Нефтяные Камни, о.Песчаный, Бахар, Сангачал-море, о.Дуванный, о.Булла и др.) (рис. I). Наряду с ними здесь имеются перспективные площади Шахова-море, Локбатан-море, Карадаг-море и др. и выявленные нами поднятия СЗ Грязевая Сопка, ЮВ Нефтяные Камни, Песча-ный-море, Шахова-Коса. В пределах указанных поднятий наблюдается общая тенденция увеличения мощности продуктивной толщи (среднего плиоцена) в юг-юго-вясточном направлении в сторону центральной части Южно Каспийской впадины. Отмеченное обстоятельство дает ос-
нование предположить наличие в пределах рассматриваемого нами региона новых, до сих пор не расчлененных базисных горизонтов в низах продуктивной толщи.
Вместе с тем литофациальные особенности отложений продуктивной толщи (ПТ) в пределах Восточного Апшерона и Апшеронского архипелага резко отличаются от таковых Западного Апшерона и Южно-Атперон-ской зоны и северной антиклинальной зоны Бакинского архипелага.
Появление новых подошвенных горизонтов в низах ПТ, а также разнохарактерность литолого-фациальных особенностей не позволяли ранее исследователям произвести четкую стратиграфическую корреляцию нижней части ПТ структур антиклинальных зон Центрального и Юго-Западного Апшерона со структурами, расположенными в северозападной части Бакинского архипелага. Много неясностей имелось в определении границы базисных горизонтов нижнего отдела ПТ на поднятиях, развитых в пределах восточной и северо-восточной частей исследуемого региона. Оставалось невыясненным, существует ли под калинской свитой (КаС) еще одна свита ПТ или КаС является базисной свитой ПТ.
Комплексное рассмотрение имеющихся геолого-геофизических материалов может установить при каких палеоструктурных условиях формировались залежи углеводородов среднеплиоценовых отложений, является ли подошвенная свита новой свитой продуктивной толщи или она является нижней частью КаС (за счет увеличения ее мощности).
Целью предлагаемой работы является оценка перспектив нефте-газоносности северо-западной части Южного Каспия на основе изучения литолого-стратиграфических особенностей слагающих разрез отложений нижнего отдела ПТ, его коллекторских свойств, характера изменения мощностей отдельных горизонтов и свит, корреляции этих отложений и палеоструктурных условий нефтегазонакопления в ловушках.
Исходя из поставленной цели определены основные задачи исследования:
Разработка детальной корреляции разрезов нижнего отдела ПТ в пределах северо-западной части Южного Каспия, позволяющей установить наличие нового базисного горизонта ПТ под калинской свитой.
Выяснение некоторого несоответствия структурных планов по верхам среднеплиоцен-четвертичного комплекса отложений и отдельным горизонтам нижнего отдела Среднего плиоцена, позволяющего допускать наличие погребенных поднятий.
Изучение раннесреднеплиоценовой истории развития региона и ее влияния на размещение месторождений нефти и газа.
Прогноз нефтегазоносности северо-западной части Южного Каспия на основе палеоструктурных построений и определение объектов для глубокого бурения.
Научная новизна работы заключается в нижеследующих основных выводах:
В результате сопоставлений и корреляции разрезов нижнего отдела ПТ обосновано наличие нового базисного горизонта ПТ под калинской свитой в пределах морских площадей северо-западной части Южного Каспия.
Впервые построены структурные карты по кровле ПК свиты для северной антиклинальной зоны Бакинского архипелага, для структур Ази Асланова и СЗ Грязевой Сопки. Палеотектонические построения позволили установить, что юго-западные крылья структур Санга-чал-море-о.Булла испытали подъем лишь после НКГ времени и на этих крыльях имеются структурные несоответствия плиоценовых и миоцен-олигоценовых комплексов отложений.
На основе детальной корреляции разрезов нижнего отдела ПТ в пределах отдельных поднятий и в целом антиклинальной зоны, ана-
лиза их палеоструктурного развития впервые обосновано наличие по низам среднего плиоцена южнее поднятия о.Песчаный новой структуры, названной нами Песчаный-море. Кроме того, нами по низам ПТ установлены древние своды СЗ Грязевая Сопка, ЮВ Нефтяные Камни, Шахова Коса, а также уточнено положение и характер развития древних сводов Локбатан-море, Карадаг-море, Шихово-море.
4. На основе палеоструктурных карт, построенных по данным глу
бокого бурения с использованием материалов сейсмических исследований
уточнены границы бассейнов осадконакопления отдельных свит нижнего
отдела ПТ.
Произведена реконструкция истории геологического развития северо-западной части Южного Каспия.
5. Выполненные многочисленные палеотектонические построения
позволили произвести обстоятельный анализ геотектонического разви
тия региона и установить интенсивность роста локальных поднятий.
Практическая ценность работы заключается в том, что в выделяемой
нами новой базисной зыринской свите ПТ, в пределах северо-западной
акватории Южного Каспия можно обнаружить сводовые и литологические
залежи углеводородов. Кроме того, выявленные и уточненные погре
бенные поднятия, помимо практического интереса в смысле поисков
залежей углеводородов, представляют также научный интерес, так как
освещает историю геологического развития бассейна осадконакопления
в начале среднеплиоценового времени. Выделены первоочередные объек
ты для поискового бурения на глубокозалегающую зыринскую свиту и
на выявленные погребенные поднятия.
Отдельные научные выводы диссертации вошли в обобщающие отчеты лаборатории "Геология моря" Института геологии АН Азерб.ССР. Для использования при планировании геолого-поисковых работ в ВПО "Каспморнефтегазпром" переданы следующие результирующие материалы исследования: палеоструктурные карты поднятия Песчаный-море и гео-
лого-геофизический профиль этого поднятия с указанием рекомендуемого места заложения поисковой скважины, что подтверждается соответствующей справкой.
Основные положения диссертации докладывались на конференциях молодых ученых в Институте геологии АН Азерб.ССР в 1972 г., 1974г., на заседании юбилейной научной сессии Института геологии АН Азерб. ССР в 1972 г., на совещании "Нефтегазогеологическое районирование Южно-Каспийской впадины" в Институте геологии АН Азерб.ССР в 1982г.; кроме того, соискатель является соавтором пяти отчетов лаборатории "Геология моря" Института. Автор диссертации, работая продолжительное время в производственных организациях, а затем в научно-исследовательских учреждениях, принимал непосредственное участие в обработке геолого-геофизических материалов по акватории Южного Каспия последующие исследования которого и легли в основу диссертационной работы.
Объем работы 148 страниц машинописного текста сопровождается 25 графическими приложениями и списком литературы из 133 наименований.
В диссертации использованы данные глубокого бурения и промыс-лово-геофизических исследований скважин по разведочным площадям и месторождениям северо-западного шельфа Южного Каспия, результаты проведенных к настоящему времени сейсмических исследований на акватории; геолого-геофизические материалы производственных организаций - ВПО "Каспморнефтегазпром" и ПО "Азнефть", а также многочисленные опубликованные литературные данные.
Автор выражает искренюю благодарность профессору Э.Н.Алихано-ву за научное руководство в процессе подготовки работы. При написании настоящей работы большую помощь автору оказали доктора геол.-минер.наук А.К.Алиев, В.Б.Григорьянц, Н.Ю.Халилов и кандидаты геол. минер.наук К.А.Исмайлов, В.Г.Идрисов, З.А.Буниат-Заде, Н.С.Кастрю-
- II-
лин, А.Я.Кабулова, О.А.Маркарова«Р.Х.Хайрулин.
Автор признателен академику АН Азерб.ССР Ш.Ф.Мехтиеву, ценные советы которого использованы при выполнении данной работы.
Всем указанным лицам автор выражает глубокую благодарность.
Геолого-геофизическая изученность северо-западной части южного Каспия
Исследуемая акватория охватывает весьма перспективную часть Южно-Каспийской впадины, включающую юго-восточную зону Апшеронского архипелага, структуры южного прибрежья Апшеронского полуострова и северную зону Бакинского архипелага (рис. І). В тектоническом отношении в пределы этого региона входят: антиклинальная зона Камни Григоренко - Нефтяные Камни, морское продолжение Фатьмаи-Зых-ской антиклинальной зоны, северная антиклинальная зона Бакинского архипелага (Сангачал-море-о.Булла), а также южные крылья Зыринской Локбатанской и Карадагской складок. На многих структурах акватории выявлены месторождения нефти, конденсата и газа, введенные в промышленную разработку (Ази Асланова, Нефтяные Камни, о.Песчаный, Бахар, Сангачал-море, о.Дуванный, о.Булла и др.), на ряде площадей проводятся поисково-разведочные работы (Локбатан-море и др.).
Геологическое строение и нефтегазоносность рассматриваемого региона в различное время изучали многие исследователи: Г.В.Абих (1844-1879), Я.Шегрен (1892), Н.И.Лебедев (I90I-I902), Д.В.Голу-бятников (1903-1934), П.Е.Воларович (1909), Н.М.Лебедев (1909), М.В.Абрамович (I9I2-I927), И.М.Губкин (1913, 1934), Н.И.Ушейкин (I9I5-I9I7), К.П.Калицкий (I9I6-I92I), С.Р.Зубер (I92H923), С.А.Ковалевский (1926), В.А.Сулин (1926-1933), Б.И.Султанов (1931-1933), С.М.Апресов (1933), А.А.Каладзе (1933), Б.К.Бабазаде, В.А.Горин (1936), М.Ф.Мирчинк (1939), А.К.Алиев (I952-I98I), А.А.Якубов (1940), В.С.Мелик-Пашаев (1945, 1959), В.Е.Хаин (1946), И.И.Потапов (1947, 1950), А.Д.Султанов (1950), Г.П.Там-разян (1952), Ш.Ф.Мехтиев (1952-1982), А.Н.Шарданов (1955), Э.Н.Алиханов (1955-1978), А.А.Али-заде (1957), А.Л.Путкарадзе (1958), К.А.Исмайлов (1961), С.Г.Салаев (1961), Ф.Г.Да Схематическая карта расположения структур: I-банка Дарвина; 2-Северно-Артемовская; 3-Южно-Артемовская; 4-Гюргяны-море; 5-Южная; б-Южная-2; 7-Камни Григоренко; 8-о.Жилой; 9-Ази Асланова; Ю-СЗ Грязевая Сопка; П-Грязевая Сопка; 12-Нефтяные Камни; 13-Нефтяные Камни-2; 14-28 Апреля; 15-Зыря; 1б-Шахова Коса; 17-Карачухур; 18-s-o.Песчаный; 19-Песчаный-море; 20-Бахар; 21-Бухта Илвича; 22-Лок-батан-море; 23-Карадаг-море; 24-Нариианова; 25-Сангачал-море; 26-Дуванный-море; 27-о.Булла; 28 Алят-море; 29 Самедова; 30-Пут,ка-радзе; 31-Булла-море; 32-банка Андреева; 33-Мушвига; 34-Шахово-море.
Первые сведения по геологии Апшеронского и Бакинского архипелагов относятся к середине прошлого века и связаны с именем Г.В.Абиха. Впервые Г.В.Абих (I) отметил геологическое значение подводной "перемычки", пересекающей Каспийское море и связующей полуострова Апшерон и Челекен. Первая тектоническая схема Бакинского архипелага Г.В.Абиха долгое время принималась целым рядом исследований как основа для структурных построений этого района.
Вслед за Г.В.Абихом исследованием геологического строения морских участков занимались Я.Шегрен (1892) и Н.И.Лебедев (1901-1902). Последний дал геологическое описание площадей Нефтяные Камни, о.Артема, о.Жилой и впервые высказал предположение о наличии здесь антиклинальных складок.
Большое значение для детального изучения Бибиэйбата имели труды Д.В.Голубятникова (47, 48), в которых дано описание геологического строения месторождения, приведены результаты геотермических исследований и обоснована необходимость освоения южной морской части Бибиэйбатской брахиантиклинали. Впервые им в разрезе продуктивной толщи Бибиэйбатского района выделено 14 нефтеносных пластов (І-ХІУ).
В 1916 г. острова Бакинского архипелага исследовались К.П. Калицким, детально описавшим их и охарактеризовавшим литологичес-кий состав слагающей их сопочной брекчии. В составе сопочной брею чий им выявлены обломки пород всех отделов третичной системы. В 1921 г. им была высказана мысль о возможной нефтегазоносности структур Бакинского архипелага.
Литолого-стратиграфическая характеристика разреза северо-западной части южного Каспия
Южно-Каспийская впадина представляет собой огромный прогиб внутри Альпийской геосинклинальной области (96, 125, 131). Общая мощность осадочных пород в ней резко возрастает с севера на юг и, по данным ГСЗ, достигает 20 тыс. м и более.
По данным геофизических иследований (37, 43, 13, 126) в пределах Южно-Каспийской впадины развит переходный от океанического к континентальному типуземной коры. Граница отсутствия "гранитного" слоя по ГСЗ проходит южнее о.Жилой.
Общая мощность земной коры в пределах исследуемого региона свыше 45 км. В районе Нефтяных Камней и поднятия им.28 Апреля отмечается подъем поверхности Мохоровичича до 40-38 км. Поверхность "базальтового" слоя круто погружается с северо-востока на юго-запад, образуя южнее острова Жилого крупный чашеобразный прогиб глубиной 30 км (37, 81, 43).
Поверхность мезозойских отложений в исследуемом регионе наиболее приподнята в северо-западной и центральной частях Агаперон-ской нефтегазоносной области. В южной зоне Атперонской нефтегазоносной области и районе Бакинского архипелага эти отложения залегают намного глубже - до 10 км (19, 20).
Из кайнозойских отложений, принимающих участие в геологическом строении изучаемой акватории, бурением вскрыт стратиграфический интервал от четвертичных до эоценовых включительно. Третичные отложения (от плиоцена до эоцена), слагая сводовые участки ряда структур антиклинальных зон - К.Григоренко - Н.Камни и Сангачал-море - о.Дуванный, обнажаются на дне моря.
Стэеднеплиоценовые отложения (продуктивная толща) - являются основным стратиграфическим комплексом, с которым в исследуемом регионе связаны промышленные залежи нефти и газа. В сводовых частях ряда структур, расположенных в пределах антиклинальных зон Камни-Григоренко-Нефтяные Камни, Сангачал-море-о.Булла, эти отложения частично размыты. В районе погруженных поднятий (Зыря, о.Песчаный, Бахар, Южная и др.) ПТ представлена полностью и перекрыта верхнеплиоценовыми и четвертичными отложениями.
По диалогическому составу продуктивная толща (ПТ) резко отличается от покрывающих (акчагыльский ярус) и подстилающих (понти-ческий ярус) отложений. Представлена она чередованием глин, песчанистых глин, глинистых песков и песчаников. Вскрытая мощность ПТ более 5000 м (таблица I, рис. 2).
В пределах Атперонской нефтегазоносной области распространен так называемый "агпперонский" тип литофации ПТ, характеризующийся максимальной песчанистостыо - до 65%. Атперонская литофация распространена почти по всему Атперонскому полуострову (кроме его западной части), Атперонскому архипелагу и восточной части Южно-Агпперонской зоны. В пределах северной части Бакинского архипелага эта фация характерна лишь для нижнего отдела ПТ и низов балахан-ской свиты (УП и У горизонты).
На Западном Атпероне песчанистость уменьшается до 35% (Карадаг, Локбатан и др.) и здесь ПТ имеет не "апшеронский", а "вос-точно-кобыстанский" тип литофации.
Отложения ПТ, разделяющиеся на два отдела (верхний и нижний) имеют широкое распространение в пределах исследуемого региона. Из-за больших глубин залегания в пределах Бакинского архипелага низы его изучены недостаточно. В сводном разрезе ПТ Апшеронского архипелага легко выделяются все известные свиты, на которые разрез этой толщи подразделяется в центральном и восточном Апшероне (рис. 2).
Тектоническое строение региона
Особенности тектонического строения северо-западной части Южного Каспия определяются положением и геологическим развитием его в системе юго-восточного окончания Большого Кавказа и геотектоническим развитием Южно-Каспийской впадины.
Изучению тектоники Большого Кавказа, его юго-восточного окончания и геологическому строению дна Каспийского моря посвящены многочисленные работы. Особенно большой вклад в изучение геологии и тектоники исследуемого нами района внесли Н.И.Андрусов, Д.В.Голубятников, И.М.Губкин, М.Ф.Мирчинк, М.В.Абрамович, В.В.Вебер, В.А.Горин, Ш.Ф.Мехтиев, Э.Н.Алиханов, Б.К.Бабазаде, А.А.Ализаде, А.А.Гагельганц, Ю.Н.Година, А.К.Алиев, В.Е.Хаин, А.Н.Шарданов, В.С.Меликг Пашаев, С.А.Ковалевский, И.И.Потапов, А.Л.Путкарадзе, Ф.М.Багирзаде, Г.П.Тамразян, С.Т.Овнатанов, Б.В.Григорьянц, Я.Л. Маловицкий, В.А.Корнев, Р.М.Гаджиев, И.П.Косминская, Н.В.Пашалы, А.А.Дзабаева, С.Г.Салаев, Ф.Г.Дадашев, К.А.Исмайлов, В.Г.Идрисов, Ф.И.Самедов, З.А.Буниат-заде и др.
Каспийское море, также как и его обрамление, располагается в пределах двух главных тектонических областей - платформенной и геосинклинальной. Исследуемый регион относится к геосинклинальной тектонической области Каспийской впадины.
Южно-Каспийская впадина расположена в пределах альпийского складчатого пояса и граничит на севере по глубинным разломам с эпи-герценской платформой и Терско-Каспийским прогибом. С запада, юго-запада, юга и с востока она окружена горными сооружениями Большого и Малого Кавказа, Талыша, Эльбурса, Копет-Дага, Большого и Малого Балхана. Морская часть Южно-Каспийской впадины в геоморфологическом отношении подразделена на следующие элементы: Апшеронский порог, Бакинский архипелаг, Туркменский шельф, Центральная глубоководная область и Предэльбурсская котловина. Исследуемый регион охватывает два первых геоморфологических элемента и ограниченную между ними Южно-Агшеронскую акваторию (рис. I).
И.М.Губкин (57, 58), М.Ф.Мирчинк (94) и другие исследователи считали, что Апшеронский полуостров является далеким юго-восточным погружением Большого Кавказа. Последующими регионально-геологическими и геофизическими исследованиями было установлено, что продолжение Главного антиклинория Большого Кавказа в море хорошо прослеживается севернее Апшеронского полуострова и через Апшеронский порог связывается с Прибалханской складчатой зоной Туркмении.
Апшеронский порог представляет собоД валообразную возвышенность морского дна, в формировании его рельефа большую роль сыграли тектонические движения и деятельность грязевых вулканов. Рельеф морского дна в пределах Бакинского архипелага также обусловлен тектоническим фактором.
Если материалы МОВ и глубокого бурения в какой-то мере дают нам представление о характере тектоники плиоценовых и антропогенових отложений, то тектоника мезозойского и более глубоких комплексов остаются пока практически невыясненными. Установлено, что отдельным районам Южного Каспия свойственны различная степень дисло-цированнности плиоцен-четвертичных слоев, направление складок и разрывных нарушений. Сильно дислоцированные складки центральной зоны Апшеронского порога осложнены разрывными нарушениями и грязевыми вулканами. Здесь выделяется антиклинальная зона Апшеронского архипелага Камни Григоренко-Нефтяные Камни. К юго-западу от зоны Апшеронского порога субширотное направление складчатости сменяется СЗ-ЮВ и субмеридиональным. Такое направление имеют антиклинальные зоны Южно-Агшеронской акватории и Бакинского архипелага. Простирание складок Бакинского архипелага в южном направлении все более приближается к меридиональному.
В северной части Бакинского архипелага выделяется антиклинальная зона Сангачал-море - Дуванный-море - о.Булла. Продольные линейные разломы структур оперяются поперечными. Поэтому большинство поднятий этой зоны имеют блоковое строение.
Тенденция увеличения дислоцированности плиоцен-четвертичных слоев к области максимального прогибания впадины объясняется активизированным состоянием фундамента в центре впадины. Для Южного Каспия в целом характерны следующие особенности строения: субокеанический тип земной коры (на значительной ее территории земная кора имеет двухчленное строение, а местами мощная мезокайнозойская осадочная толща залегает непосредственно на "гранитном" слое), разделение осадочной толщи на два структурных этажа - слабодисло-цированннй нижний и дислоцированный верхний, блоковое строение фундамента и, как следствие этого различная степень дислоцированности плиоцен-четвертичных слоев в зависимости от подвижности отдельных блоков (99).
