Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Общая характеристика строения и нефтегазоносности южно-татарского и красноленинского сводов 11
1.1 Южно-Татарский свод 11
1.2 Красноленинский свод 30
Глава 2 53
Моделирование разломно-блоковых тектонических элементов 53
Глава 3 61
Анализ строения и закономерности формирования восточного борта мелекесской впадины, восточного склона южно-татарского свода и бастрыкского месторождения 61
3.1 Состав фундамента восточного борта Мєлекесской впадины 61
3.2 Состав фундамента восточного склона Южно-Татарского свода 67
3.3 Разломно-блоковая структура фундамента восточного борта Мєлекесской впадины и восточного склона Южно-Татарского свода 70
3.4 Анализ влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла восточного склона Южно - Татарского свода и восточного борта Мєлекесской впадины 78
3.5 Бастрыкское месторождение 93
Глава 4 110
Анализ и закономерности формирования северо восточного участка краснолениского свода и ханты мансийского месторождения 110
4.1 Анализ структурных планов триасовых и юрских отложений северовосточного участка Краснолениского свода
4.2 Сопоставление сейсмогеологических и разломно-блоковых моделей северо-восточного участка Краснолениского свода 116
4.3 Структурно-тектоническое моделирование прифундаментной части разреза и выделение перспективных объектов 125
4.4 Особенности строения и моделирования Ханты-Мансийского месторождения 133
Глава 5 147
Сравнительный анализ строения южно-татарского и красноленинского сводов 147
Основные выводы 157
Список использованных источников
- Красноленинский свод
- Состав фундамента восточного склона Южно-Татарского свода
- Анализ влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла восточного склона Южно - Татарского свода и восточного борта Мєлекесской впадины
- Сопоставление сейсмогеологических и разломно-блоковых моделей северо-восточного участка Краснолениского свода
Введение к работе
Актуальность работы
Постоянное увеличение потребления углеводородного сырья приводит к необходимости с одной стороны, увеличения добычи нефти и газа, с другой - приросту их промышленных запасов. Становится все более актуальной проблема освоения небольших и сложно построенных месторождений. Успешное решение этих задач во многом зависит от совершенствования существующих геологоразведочных работ и промысловых исследований, а также разработки новых методических подходов к выявлению новых объектов поиска нефти и газа и моделированию залежей. В частности, для платформенных областей в основу одного из таких подходов могут быть положены представления об определяющей роли разломно-блоковой динамики в формировании и строении осадочного чехла. Выявление закономерностей строения и распределения залежей, контролируемых разломно-блоковой тектоникой фундамента, представляется актуальной задачей.
Целью работы является анализ роли разломно-блоковой тектоники в строении и нефтегазоносное локальных структур, приуроченных к сводовым поднятиям платформенных областей.
Основные задачи исследования:
выделение разломно-блоковых структур;
разработка методики картирования зон развития коллекторов трещинного типа в фундаменте и осадочном чехле;
разработка приемов моделирования, позволяющих учитывать закономерности эволюции разломно-блоковой тектоники фундамента при геометризации резервуаров в осадочном чехле;
анализ влияния разломно-блоковой тектоники на строение локальных поднятий Южно-Татарского и Краснолениского сводов;
проведение сравнительного анализа разломно-блоковых элементов строения локальных структур.
Научная новизна
- выявлены закономерности развития разломно-блоковых структур и показана их
роль в формировании ловушек нефти и газа;
установлены закономерности пространственного распространения высокопродуктивных зон трещинных и сопряженных с ними типов коллекторов;
предложен способ моделирования зон развития коллекторов трещинного типа;
показана возможность детализации строения залежей на основе представлений о разломно-блоковой тектонике фувдамента без привлечения данных дополнительных дорогостоящих геологоразведочных работ.
Практическая значимость и реализация работы
Разработаны новые методические приемы комплексного анализа геолого-геофизических данных и моделирования залежей нефти и газа на основе представлений о разломно-блоковой структуре фундамента и осадочного чехла.
Выявленные закономерности разломно-блокового строения крупных нефтегазоносных областей платформ позволяют:
повысить достоверность моделей залежей и уточнять характер распределения свойств продуктивных горизонтов в процессе моделирования;
повысить достоверность подсчета запасов нефти и газа в резервуарах с трещинным типом коллектора;
оптимизировать системы разведки и разработки залежей нефти и газа;
осуществлять прирост добычи УВ без привлечения значительных материальных средств.
Полученные результаты позволяют разработать рекомендации по совершенствованию трехмерного геологического и гидродинамического моделирования залежей и открывают новые возможности повышения эффективности геологоразведочных работ.
Основные положения, защищаемые в диссертации
1. Тектонические нарушения высокого ранга фундамента и осадочного чехла
являются единой системой, характеризующейся ранжированностыо и закономерной
пространственной ориентировкой, унаследовано развивающейся и прослеживающейся
до дневной поверхности в виде зон флексурно-разрывных дислокаций.
-
Разломно-блоковая тектоника фундамента и ее структуроформирующее воздействие на строение локальных поднятий осадочного чехла характеризуются общностью свойств в пределах как молодых, так и древних платформ.
-
Использование основных закономерностей разломно-блоковой тектоники позволяет значительно повысить результативность поисков, разведки и достоверность моделирования залежей нефти и газа различного типа.
Апробация работы и публикации
Результаты проведенных исследований неоднократно докладывались на межвузовских студенческих конференциях «Нефть и Газ» (Москва 2000, 2001 гг.); XVII Губкинских чтениях, посвященных 75-летию РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина «Нефтегазовая геологическая паука - XXI век» (Москва, 2004 г); научной конференции аспирантов, молодых преподавателей и сотрудников вузов и научных организаций «Молодежная наука - нефтегазовому комплексу» (Москва 2004 г.); некоторые положения работы опубликованы в сборниках трудов ВНИИ им А.П. Крылова. (Москва 2005, 2006 гг.).
По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ и подготовлено несколько глав научных отчетов.
Структура и объем работы
В основу работы положены результаты комплексных исследований осадочного чехла и залегающего ниже фундамента ряда регионов в пределах Волго-Уральской, Западно-Сибирской платформенных нефтегазоносных провинций. В качестве эталонных объектов выбраны наиболее детально изученные территории Южно-Татарского (ЮТС) и Красноленинского (КС) сводов.
Изучению проблемы геологического строения территории Восточно-Европейской
и Западно-Сибирской платформ в целом и изучению взаимосвязи тектоники с
нефтегазоносностью в частности, посвящено большое количество работ отечественных
ученых: Е.М. Аксенова, В.В. Баранова, В.Г. Базарецкой, Е.Д. Войтовича, В.Н. Воронова,
В.П. Гаврилова, В.И. Громека, А.А. Голова, Ф.Г. Гурари, Е.Г. Журавлева,
Н.В. Короновского, B.C. Князева, И.Х. Кавеева, В.К. Коркунова, А.Э. Конторовича,
Т.А. Лапинской, И.А. Ларочкиной, М.Г. Леонова, Р.Х. Муслимова, Н.В. Неволина,
И.И. Нестерова, И.Н. Плотниковой, Н.А. Плотникова, Е.В. Постникова,
А.В. Постникова, В.П. Степанова, B.C. Суркова, Л.А. Сим, Ф.К. Салманова, В.А. Трофимова, А.Я. Фурсова, В.Е. Хаина, P.O. Хачатряна, О.А. Шнипа, А.Л. Яншина и многих других. При этом остается ряд нерешенных вопросов, касающихся поисков новых залежей нефти и газа, строения и моделирования локальных структур фундамента и осадочного чехла. Одним из перспективных направлений при решении этих задач представляется установление закономерных связей между разломно-блоковой тектоникой фундамента и структурными особенностями осадочного чехла.
Обобщения опубликованных и фондовых материалов по характеристике кристаллического фундамента ЮТС в сочетании с изучением керна глубоких скважин позволили получить достаточно четкие представления о его составе, структурных особенностях и, в частности, разломно-блоковой тектонике.
В процессе проведения структурного анализа фундамента и осадочного чехла удалось обосновать положение разломно-блоковых структур, контролирующих особенности строения осадочного чехла, проследить влияние кристаллического основания на строение вышележащих горизонтов и доказать унаследованность высокой тектонической активности дизъюнктивных дислокаций, активизировавшихся на рифейском и раннепротерозойском этапах развития платформы.
На примере месторождений Южно-Татарского и Красноленинского сводов отрабатывалась методика картирования разломно-блоковых структур, позволившая выделить как перспективные участки для постановки поискового бурения, так и уточнить строение разрабатываемых сложно построенных месторождений.
Работа выполнялась на кафедре литологии Российского государственного университета нефти и газа им. И.М. Губкина в период 2003-2006 гг.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРОЕНИЯ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮЖНО-ТАТАРСКОГО II КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДОВ
Южно-Татарский свод
Южно-Татарский свод (ЮТС) входит в состав структуры более высокого порядка
Татарского свода, являющегося крупнейшим положительным элементом
субмеридионального простирания Волго-Уральской нефтегазоносной провинции и
располагается в се восточной части. Поднятие разделяется Сарайлинским прогибом на
Южно-Татарский и Северо-Татарский своды, вершины и склоны которых разбиты на
ряд приподнятых и опущенных блоков. Абсолютные отметки залегания кровли кристаллического фундамента в сводовой части ЮТС составляют около - 1500 м, далее поверхность фундамента гипсометрически понижается на запад в пределы Мелекесской впадины, на север в пределы Сарайлинского прогиба и в стороігу Бирской седловины и Серноводско-Абдулинского авлакогена на восток [Е.Д. Войтович]. По поверхности докембрийского основания размеры свода составляют 375*200 км, амплитуда поднятия порядка 100 метров.
В основании осадочного чехла Южно-Татарского свода залегают породы докембрийского кристаллического фундамента, с угловым и стратиграфическим несогласием перекрытые терригенно-карбонатными комплексами среднего и верхнего девона, на которых согласно залегают отложения каменноугольной, пермской и четвертичной систем.
В процессе изучения особенностей тектонического строения как исследуемой территории, так и Татарстана в целом, было установлено, что в осадочной толще могут быть выделены циклы осадконакопления, которые взаимосвязаны с этапами повышения тектонической активности, приведшими к некоторым различиям и несоответствиям структурных планов. Анализ структурных поверхностей маркирующих горизонтов палеозоя дал возможность выделить по разрезу до 6 структурно-тектонических комплексов или этажей (СТЭ).
В пределах ЮТС осадочный чехол разнообразен по составу и существенную его часть слагают карбонатные комплексы. Он характеризуется широким этажом нефтегазоносное, поскольку промышленные притоки нефти получены из 24 горизонтов девона, карбона и перми. Вместе с тем, основным объектом эксплуатации являются залежи нефти, сосредоточенные в нижней части осадочного чехла в отложениях терригенного девона.
Красноленкнский свод
Красноленинский свод представляет собой вытянутую с юго-востока на северо-запад мегабрахиантиклиналь (размер 115-165 км, амплитуда по кровле доюрских пород порядка 400-450 м), осложненную несколькими куполовидными поднятиями и разделяющими их прогибами. Свод расположен на юго-западе Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, отделяясь от сопредельных положительных структур того же порядка на севере и северо-востоке - Елизаровским мегапрогибом, на востоке и юго-востоке — Ханты-Мансийской впадиной. На юге, посредством Поттымской седловины, происходит его сочленение с Шаимским мсгавалом, на западе ограничен Яхлинской впадиной, на северо-западе Шеркалинской моноклиналью [B.C. Сурков, И.И. Нестеров].
В геологическом строении Красноленинского свода участвуют различные комплексы пород от докембрийских до современных включительно. В вертикальном разрезе фундамента выделяется два структурно-формационных этажа: нижний и верхний. Нижний этаж (комплекс складчатого основания) представлен метаморфизованными породами докембрия и палеозоя, прорванными интрузиями различного возраста и состава. Верхний структурный этаж, представлен дислоцированными вулканогенно-осадочными образованиями палеозойского возраста [Журавлев Е.Г.].
Осадочный чехол КС по сравнению с ЮТС сложен более молодыми мезо-кайнозойскими образованиями, структурный план которых характеризуется существенной тектонической неоднородностью, обусловленной влиянием сеток разломов различной ориентировки. [Ф.Г. Гурари, И.И. Нестеров]
Промышленные скопления нефти и газа связанны практически со всеми
структурно-тектоническими подразделениями. Залежи выявлены в
слабометаморфизованных породах складчатого фундамента, н вулканогенно-осадочных породах триасового комшіекса и терригенных отложениях осадочного чехла преимущественно юрского возраста, а также в песчаниках викуловскои свиты верхнего мела.
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЛЗЛОМНО-БЛОКОВЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
Системы разломов
Основой для создания методики выделения и картирования разломов служат представления о наличии на Земле специфической, весьма консервативной по местоположению, регматической сети нарушений древнего заложения [В.Е. Хаин, Н.С. Шатский, Д.В. Наливкин др.]. Регулярные сетки флексурно-разрывных зон (ФРЗ) характеризуются рядом особенностей - субпараллельностью входящих в них разломов, регулярностью (эквидистантность) и локсодромной 1-еометрией (локсодрома - линия на сфере, пересекающая все меридианы под одним и тем же углом).
Выделяется до пяти взаимноортогональных систем, причем их азимуты различаются всего на 15-20. Однако в отдельных регионах преобладают, как правило, одна-две системы, а нарушения других простираний выделяются фрагментарно.
Выделение субпараллельных прямолинейных в плане элементов обосновано многочисленными прямыми наблюдениями трещиноватости пород как в обнажениях, так и в керне скважин, причем в ряде случаев возможно прослеживание элементов такого рода на большие расстояния вплоть до разломов, относящихся к классу региональных.
Достаточно уверенно можно сформулировать принципы иерархических соотношений в системах. Как правило, элементы высокого порядка представляют собой не единичное крупное нарушение, а зону наибольшей концентрации кулисообразно расположенных дизъюнктивных дислокаций более низкого ранга и меньшей протяженности. В платформенных областях достаточно протяженные разломы с большой амплитудой смещения блоков в целом редки [В .П. Гаврилов].
В пространственном положении элементов одного ранга прослеживается определенная упорядоченность - эквидистантность, что нередко приводит к обособлению блоков, конфигурация которых имеет облик относительно правильных многоугольников - квадратов, шестиугольников и т.д. При создании дизъюнктивных моделей различных масштабов основные принципы построений детализируются и несколько изменяются. При построениях в масштабах более крупных, чем 1:200 000, кривизной земной поверхности можно пренебречь, что обосновывается применением прямоугольной координатной сетки. При этом модели разломов в плане представляют собой прямолинейные параллельные формы, их положение отвечает осевой части зоны дизъюнктивных дислокаций более низкого ранга, не представляемых на данных моделях. Элементы, образующие парную систему, взаимноортогональны [Е.В. Постников, К.Ф. Сергеев]. В расположении нарушений одного ранга может прослеживаться эквидистантность. Математически модель описывается линейными функциями первого порядка. На породном уровне это может проявляться в развитии трещиноватости и кавернозности, наличия зеркал скольжения, плойчатости, присутствия следов пластического течения в метаморфических и магматических породах, гнейсовидности, сланцеватости и некоторых других текстурных особенностей.
В масштабах, меньших чем 1:200 000, разломы рассматриваемых систем (кроме меридиональных) уже не могут моделироваться строго прямыми линиями, что связано,
прежде всего, с кривизной земной поверхности, а элементы с одинаковыми азимутами простирания при изображении на картах уже не будут и строго параллельными.
Нарушения моделируются не одной линией, а в виде полос с условно обозначенными границами и определяются как ФРЗ, которая в свою очередь определяется совокупностью кулисообразных элементов, трассируемых при более детальных построениях.
Положение разломов в разрезе
В настоящее время наименее разработана проблема пространственного положения плоскостей крупных нарушений. Исследование зон разломов показывает, что в платформенных областях широким распространением пользуются крутопадающие элементы, положение которых не меняется с глубиной, а по сейсмогеологическим данным нередко наблюдается фрагментарный ступенчатый характер их строения. Анализ трещиноватости пород, особенно в фундаменте, свидетельствует о неоднократных и длительных периодах смены направления смещений и напряжений. Одновременно существуют представления о сферичности систем нарушений центрального типа (кольцевые системы нарушений).
Вместе с тем, геофизические материалы и данные бурения показывают, что субгоризонтальные зоны трещиноватости выделяются не только в стратифицированной осадочной оболочке, но прослеживаются в фундаменте, подчеркивая представления о расслоенности литосферы.
На глубинных сейсмогеологических разрезах наблюдаются листрические разломы, субвертикальные в приповерхностной части чехла и выполаживающиеся на границе Мохо или астеносферы.
Методика моделирования разломно-блоковых структур
Основные черты современных систем разломов заложились в конце раннего протерозоя, когда в течение нескольких тектоно-магматических циклов развивалась система тектонически активных зон, из которых наиболее мобильные и ослабленные служили путями внедрения интрузий и источниками активных метасоматических процессов и бластокатаклаза пород. Общая тенденция унаследованности развития этих зон сохранилась вплоть до настоящего времени.
Сопоставление позиции линеаментов, выявленных разными методами, существенно повышает достоверность их картирования, в процессе которого особое внимание уделялось выделению относительно однородных ортогонально-блоковых и концентрических структур, для которых установлена связь со структурами фундамента и перекрывающего осадочного чехла. В условиях отсутствия геолого-петрографических данных о строении кристаллического фундамента и геофизических данных, геоморфологические критерии приобретают решающее значение.
Разработаны приемы выделения и трассирования дизъюнктивных дислокаций по материалам дешифрирования дистанционных съемок. В частности, при разработке схем линеаментов, составленных по данным дешифрирования топографических карт масштаба 1:200 000 и аэрокосмических снимков выделяются прямолинейные субпараллельные и концентрические элементы протяженностью 10-20 км.
Повышение достоверности дешифрирования: и качества линеаментного анализа достигается сопоставлением выделенных структур с результатами трассирования структуроформирующих разломов по данным интерпретации материалов грави-магнитных съемок и зонами высоких градиентов структурных поверхностей, закартированных сейсморазведкой.
Моделирование зон развития трещинных типов коллекторов фундамента и прифундаментных частей осадочного чехла
В различных регионах мира появляется все больше месторождений углеводородов, продуктивность которых обусловлена трещиноватостью пород. Традиционные подходы к моделированию таких объектов не обеспечивают удовлетворительного согласования геолого-промысловой информации, что снижает возможности их прогнозирования, оценки запасов и обоснованность систем разработки.
Проблема моделирования залежей углеводородов в трещиноватых коллекторах связана с тем, что формирование резервуара контролируется, главным образом, не седиментационными факторами и вторичными процессами, определяющими морфологию и пространственное распределение фильтрационно-емкостных свойств традиционных поровых коллекторов, а геодинамическими процессами, развивающимися на более поздних этапах геологической эволюции.
При формировании трещинных коллекторов, седиментационные факторы играют подчиненное значение, но предопределяют способность пород к растрескиванию и сохранению раскрытое трещин в пластовых условиях. Вместе с тем, слоистая неоднородность осадочной толщи часто играет решающую роль в изоляции залежей, поскольку развитие открытой трещинной емкости может быть связано лишь с определенными породами. Так в пластичных глинах и рыхлых алевро-песчаных отложениях трещиноватость не формируется, а в склонных к пластическим деформациям и перекристаллизации соленосных отложениях трещины могут быстро залечиваются.
В массивах магматических и метаморфических пород трещиноватость может иметь сквозной характер, усиливаясь в направлениях структурно-текстурной неоднородности - сланцеватости и гнейсовидности.
Особенности развития геодинамических процессов в различных геотектонических зонах определяют пространственную позицию как отдельных трещин, так и зон их высокой концентрации.
В пределах древних платформ, где на этапе формирования осадочного чехла преобладают субвертикальные напряжения и дислокации, в породах возникают системы вертикальных зон трещинноватости, плановое положение которых контролируется разломно-блоковой структурой фундамента. Связь трещинных зон с разломами определяет «линейно-сетчатый» характер моделей с трещинным типом резервуара.
Таким образом, важнейшими задачами при моделировании залежей в трещиноватых коллекторах являются - моделирование разломов и моделирование ширины зон интенсивной трещиноватости, формирующих пространственное распределение зон высокой и низкой продуктивности.
Скважины с максимальнами начальными дебитами обычно приурочены к приузловым участкам пересечения разломов, конфигурация которых определяется их современным геодинамическим состоянием, причем в секторах растяжения их площадь расширяется, а в секторах сжатия - сокращается.
Неоднородность распространения трещин в массиве горных пород различных типов определяет вероятностный характер распределения фильтрационно-емкостных характеристик и предопределяет возможность получения неожиданных результатов в процессе разбуривания залежи. Анализ дебитов скважин, вскрывших смоделированные зоны высокой трещиноватости и продуктивности, показал, что соотношение высокодебитных и низкодебитных скважин составляет 66% и 34%. В низкопродуктивных зонах, расположенных в относительно ненарушенном состоянии, соотношение высокодебитных и низкодебитных скважин 30% и 70% соответственно.
Разработанные модели линейных зон и узлов наибольшей концентрации трещин могут строиться на разных стадиях изучения объекта и служить основой для оценки и подсчета запасов, а также обоснования схем разработки залежей в трещинных коллекторах.
Региональная геологическая модель резервуара строится на картографической основе масштаба 1:100 000 - 1:200 000, обеспечивает решение задач прогноза нефтеносности и определения направлений детальных геолого-разведочных работ, а также оценки ресурсов по категории С3.
Локальная геологическая модель строится на картографической основе масштаба 1:25000 - 1:50 000, служит основой для размещения разведочных скважин и подсчета запасов по категории С2.
Геолого-промысловая модель составляется на картографической основе масштаба 1:25000 - 1:50 000, редактируется с учетом данных бурения, обеспечивает оценку запасов по категории С! и создание технологической схемы разработки.
Моделирование ширины зон повышенной трещиноватости является более сложной задачей и зависит от геологических особенностей региона, типа вскрываемого разреза, степени изученности, а также объема и качества промысловых данных.
АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ВОСТОЧНОГО БОРТА МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ, ВОСТОЧНОГО СКЛОНА ЮЖНО-ТАТАРСКОГО СВОДА И БАСТРЫКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Анализ строения восточного борта Мелекесской впадины и восточного склона Южно-Татарского свода
На платформенном этапе развития региона происходило формирование дизъюнктивного каркаса, состоящего из ортогональной, нескольких диагональных и кольцевых систем дислокаций, представленных преимущественно субвертикальными разрывами сплошности, разделяющими блоки различной конфигурации, вещественного состава и размера. В рифее оформляются активные тектонические зоны, образованные одной или несколькими системами структуроформирующих разломов, определивших основные черты современной структуры платформы и в значительной степени распределение месторождений углеводородов.
Непосредственно в фундаменте на платформенном этапе его развития протекали относительно низкотемпературные процессы, сопровождавшиеся частичной деструкцией раннедокембрийских образований, а также гипабиссальный магматизм.
Наиболее активно эти процессы проходили в зонах сочленения блоков фундамента, заложившихся в виде обособленных структур на ранних этапах эволюции кристаллического основания. Разновозрастность и интенсивность проявления этих процессов вдоль отдельных нарушений свидетельствует о длительности их существования и унаследованности развития в течение всего докембрия и раннего палеозоя.
Вблизи зон унаследованных разломов тектоническая нарушенность резко усиливается. Появляются трещины, секущие гнейсовидность и сопровождающиеся многочисленными сколами, зеркалами скольжения и тектоническими брекчиями в узлах пересечения разломов различного простирания. При этом керн пород фундамента представляет собой остроугольные обломки, слабо сцементированные вторичными минералами.
К эндогенным образованиям платформенного этапа развития относятся часто встречающиеся в керне скважин продукты гидротермальной деятельности, которые тяготеют к тектонически ослабленным зонам, являющимся путями циркуляции
флюидов. Они представлены прожилками кальцита, хлорита, альбита и минералами эпидот-цошитовой группы. В отдельных случаях встречаются скопления сульфидов. Толщина гидротермальных прожилков, наблюдаемых в керне, обычно невелика и не превышает 1-10 мм. Сопутствующая переработка матрицы пород охватывает более широкие зоны, мощность которых может достигать нескольких десятков метров [Постников Л.П.].
В результате денудации блоки фундамента выводились па дневную поверхность и подвергались интенсивным гипергенным процессам, под воздействием которых формировались коры выветривания. Их тип определяется составом коренных пород, рельефом фундамента и климатическими факторами.
Специфика процессов, протекавших в кристаллическом фундаменте на позднедокембрийском и раннепалеозойском этапах, определяет характер признаков наличия в разрезе разрывных нарушений:
повышенная трещиноватость пород;
сильный катаклаз и брекчирование;
гидротермальная переработка кристаллических образований;
дайки габбро-диабазов и следы вулканической деятельности в осадочном чехле;
значительная мощность линейно-трещинных кор выветривания, развивающихся непосредственно вдоль разломов.
Перечисленные выше особенности строения и тектонической эволюции фундамента характерны как для восточного склона ЮТС, так и для восточного борта Мелекесской впадины. Однако существуют некоторые отличия в интенсивности процессов. Территория восточного борта Мелекесской впадины, по сравнению с территорией восточного склона ЮТС, испытывала несколько меньшую активизацию в рифее, но значительно более интенсивно проявилась в раннем палеозое, что выразилось в проявлениях вулканизма (Ульяновская скв. 566, Нурлатская скв. 20 и др.), формировании Сотниковского и Эштебенькинского выступов фундамента и заложении девонских грабенообразных прогибов.
Если на ранних этапах развития платформы тектонические процессы протекали достаточно интенсивно, то по мере формирования осадочного чехла их активность быстро снижалась, что привело к несовпадениям структурных планов целевых горизонтов и образованию небольших малоамплитудных локальных поднятий, опоискование которых вызывает большие затруднения. В таких условиях, для выявления небольших по площади и амплитуде перспективных структур, особенно актуально применение широкого комплекса исследований.
Структурный анализ
Методика структурного анализа основана на представлениях о неразрывности связей фундамента и осадочного чехла начиная с раннего протерозоя, когда обособленные сегменты платформы были объединены в целостный геоблок. Несмотря на различия состава и степени дислоцированное, фундамент и осадочный чехол древней платформы представляют собой единую постоянно развивающуюся систему. На этапах эволюции платформы движения фундамента играли главную структуроформирующую роль в становлении осадочного чехла.
Унаследованные древние нарушения, заложившиеся на ранних этапах консолидации фундамента, не залечивались, а многократно активизировались и усложнялись в течение всей истории развития. Результатом многократной активизации процессов тектогенеза является сегодня не единичные нарушения, а флексурно-разрывпые зоны (ФРЗ), которые в осадочном чехле уверенно прослеживаются по комплексу геолого-геофизических данных.
Выделение структуроформирующих ФРЗ проводилось на основе анализа состава и структуры фундамента, гравимагнитных, космогеологических и геоморфологических данных.
Для анализа структуры осадочного чехла территории восточного склона ЮТС в качестве репериых поверхностей выбраны рельеф фундамента и структурный план ассельского горизонта перми, информативность которого очень высока в связи с наличием большого количества данных структурного бурения. Однако при учете положения структуроформирующих разломов и закономерностей их влияния на строение осадочного чехла удалось значительно уточнить особенности даже столь хорошо изученного объекта.
В результате было выделено большое количество мелких малоамплитудных (5-15 м) локальных поднятий размерами 1-2x3-5 км, разделенных разветвленной системой неглубоких прогибов, глубина которых на узловых участках пересечения разломов иногда достигает 20 и более метров. Овальные очертания поднятий подчинены простиранию структуроформирующих разломов фундамента. В северной и центральной частях территории преобладают структуры, ориентированные в северо-западном направлении, а в южной - в северо-восточном. Кроме того, для изучения структурного анализа осадочного чехла и нефтегазоносное использовались схемы состава и строения фундамента, а также схема расположения залежей нефти, составленные Татарским геолого-разведочным управлением.
Бастрыкское месторождение. Предпосылки разломно-блокового моделирования
На Бастрыкском месторождении, расположенном на северном склоне ЮТС и включающем три локальных поднятия, разведано 17 залежей нефти с суммарными извлекаемыми запасами 2 млп.т.
На месторождении пробурено 24 поисково-разведочные скважины, из которых только 16 (70%) попали в контур залежей, а из 66 эксплуатационных скважин за контуром оказалось 14 (20%).
Построенная для подсчета запасов стандартная пликативная модель залежи не объясняет причин значительных колебаний гипсометрии водонефтяных разделов по площади структуры. Стремясь сгладить несоответствие между структурными построениями и наблюдаемыми по скважинам изменениями уровней ВНК, авторы модели уменьшили контрастность структуры искусственно, изменив отметки кровли пласта в этих скважинах.
На Репинском поднятии, размеры которого не превышают 2*1,5 км, резкие (до 12-14 м) колебания уровней водонефтяных разделов фиксируются по залежам пластов До (кыновский горизонт), Скз и Сбр (кизеловский и бобриковский горизонты карбона). Изменение гипсометрии контактов, как правило, объясняется воздействием на залежи направленных потоков подземных вод, влиянием литологических факторов, а также ошибками в инклинометрии скважин.
Анализ гипсометрического поведения контактов каждой залежи показывает, что уровень ВНК залежи пласта До, снижается в юго-восточном и юго-западном направлениях. В залежи пласта Скз самая низкая отметка контакта наблюдается в западной части структуры, а в залежи бобриковского горизонта ВНК поднимается с севера на юг. Отсутствие определенной направленности в смещении уровней контактов позволяет исключить гидравлический фактор из списка возможных причин, вызывающих изменение их гипсометрии.
Детальный структурный анализ залежей нефти на месторождениях, где широко применяется кустовое бурение, показал, что ошибки в инклинометрии современных
скважин (с начала 90-х г), достигающие нескольких метров, имеют место в единичных, наиболее искривленных скважинах при значительных удалениях забоя от устья. В большинстве скважин, которые в свою очередь считаются вертикальными, удлинение ствола определяется верно, а погрешности не превышают 1-2м, что также характерно для скважин Репинского поднятия
Если определениям гипсометрии геологических границ по скважинам можно доверять, то колебания уровней водонефтяных разделов свидетельствуют о гидродинамической разобщенности отдельных участков залежей и их резкой структурной неоднородности, обусловленной влиянием малоамплитудных ФРЗ (Рис. 1.).
Разработка разломно-блоковых моделей залежей.
Фундамент Бастрыкского месторождения, как и всего ЮТС, имеет гетерогенную блоковую структуру, сформировавшуюся под влиянием систем разломов, из которых на Репинском поднятии наиболее ярко проявилась диагональная с азимутами 60-150. С карты фундамента масштаба 1:200 000 удалось перенести только одну ФРЗ северозападного простирания, трассируемую по линии скв. 1609, 1602, 1616.
В условиях дефицита информации, отражающей дискретность геологической среды, блоковые модели залежей Репинского поднятия строились по материалам бурения и на основе общих представлений о простирании структуроформирующих систем разломов. Разломно - блоковые модели залежей составлялись по принципам, разработанным и апробированным при решении аналогичных задач на других месторождениях платформенных территорий. Структуроформирующие ФРЗ одного порядка - вертикальны, эквидистантны, прерывисты и субпараллельны. На планах ФРЗ моделируются в виде прямолинейных элементов фиксированного простирания, трассируемых на расстояниях порядка 250 м друг от друга и образующих равномерные взаимоортогональные сетки. В пределах единичных блоков осадочные образования залегают субгоризонтально, а распределение фильтрационно-емкостных параметров в поле нескольких блоков рассматривается как дискретно-линейное.
ПЛАСТ Дп (кыновский горизонт)
В пределах продуктивного пласта выделены 4 залежи, каждая из которых имеет ширину от 200 м до 500 м, соответствующую размеру одного или двух единичных блоков, что подчеркивает эквидистантность экранирующих разломов.
Гидродинамическая разобщенность резервуара возникает при амплитуде экранирующего разлома больше или, по крайней мере, равной эффективной толщине продуктивного пласта.
Для пласта Д0, эффективная толщина которого составляет 4-6 м, нарушение гидродинамических связей наступает в тех случаях, когда амплитуда структуроформирующего нарушения превышает 6-8 м (Рис.1.).
На Репинском поднятии наиболее четко трассируются два взаимоортогональных нарушения, пересекающиеся в 200 м к северу от скв. 1614 и разделяющие структуру на четыре сектора.
Наиболее крупный восточный сектор осложнен тремя разломами с амплитудами 6-8 м, делящими его на четыре структурных блока, содержащих залежи II, III, IV и V. Узкий линейно вытянутый блок III, вскрытый скв. 1616, занимает низкое гипсометрическое положение, что обеспечивает надежное разобщение залежей II, V и ГУ.
Если гипсометрически опущенный блок III имеет чисто нефтяную зону (ЧНЗ), охарактеризованную скв. 1602, то наличие ЧНЗ вполне можно прогнозировать в головных частях соседних относительно приподнятых блоков, не охарактеризованных бурением.
a)
1616 il
6)
__-. _—.—
'' Г н=іб.е : L 6=:0.3
xsx
=]
Рис. I. Южно-Татарский свод. Бастрыкское нефтяное месторождение. Репинское поднятие. Геологический разрез, (а) пликативная модель; (б) разломно - блоковая модель. Терригенные породы - коллекторы, слагающие верхние части тектоноседиментационных циклов (ТСЦ): 1 - нефтенасыщенные; 2 - водонасыщенные; 3 - слабопроницаемые. 4 - разновозрастные глинистые породы. 5 - интервалы опробования в колонне: Н - нефть т/сут, В - м/сут. 6 - конседиментационные структуроформируюшие ФРЗ. Северный сектор опущен на 20-30 м относительно присводовых блоков, очень слабо дифференцирован и полностью обводнен.
В процессе составления разломно-блоковой модели залежи пласта До удалось не только объяснить скачкообразные изменения уровней водонефтяных контактов (ВНК), но и в значительной степени уточнить структурный план кровли пласта.
Согласно стандартной пликативной модели площадь нефтеносности пласта Д0 составляет 1278тыс. м , а средняя нефтенасыщенная толщина оценивается в 2 м. По разломно-блоковой модели пласта площадь нефтеносности I - V блоков мало изменилась (1346 тыс.м2). Средняя нефтенасыщенная толщина возросла до 3.2 м за счет расширения площади прогнозируемых чисто нефтяных зон с тощинами до 5-6 м. В результате по блокам I-V извлекаемые запасы нефти со 102 тыс.т. увеличились до 167 тыс.т., из которых 40тыс.т. приходится на ЧНЗ.
Если структурный прогноз подтвердится и блоки VI и VII будут выявлены, извлекаемые запасы нефти пласта Д0 могут увеличиться еще на 60 тыс.т., из которых почти половина придется на ЧНЗ, а извлекаемые запасы пласта в целом достигнут 216 тыс.т., увеличившись на 112 по сравнению с современной оценкой ОАО «Татнефть».
АНАЛИЗ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ХАНТЫ-МАНСИЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДА
Элементы разломно-блоковой структуры
Моделирование разломно-блоковой структуры месторождений Красноленинского свода проводилось на основе той же методики, которая апробирована на месторождениях ЮТС. В отличие от Волго-Уральской нефтегазоносной провинции основные черты современных систем разломов заложились в конце палеозоя, когда в течение нескольких тектоно-магматических циклов развивалась система тектонически активных зон. Общая тенденция унаследованности развития этих зон сохранилась вплоть до настоящего времени.
Детальное дешифрирование космических снимков и топографических карт, а также карт аномалий силы тяжести и магнитных аномалий позволило откартировать совокупность линеаментов разного ранга, относящихся к различным системам.
Наибольший интерес представляют собой элементы низкого ранга, поскольку при достаточно высокой расчлененности и детальной изученности структурных планов появляется возможность выявления связи относительно мелких его осложнений с разломно-блоковыми элементами.
Среди линеаментов низких рангов могут присутствовать элементы как древнего заложения, так и более молодые по возрасту, связанные с мезо-кайнозойскими этапами геодинамического развития.
На северо-восточном участке КС из ортогональных систем наиболее четко выражена северо-западная (315-317) и ортогональная ей северо-восточная (45-47), особенно хорошо выделяющаяся в центральной части территории. В южной части ориентировка линеаментов существенно меняется - соответственно 326-328 и 56-58. Возможно смена простираний связана с влиянием кольцевой структуры радиусом порядка 4 км, выделяющейся в южной части участка. Спорадически в разных частях территории прослеживаются элементы еще двух диагональных сеток линеаментов, при этом по всей территории достаточно отчетливо выражена меридионально-широтная система линеаментов.
На структурных схемах, построенных по сейсмогеологическим данным, выделяется довольно значительное количество разрывных нарушений, в протяженности, конфигурации и пространственной ориентировке которых устанавливается значительное количество общих черт с линеаментами дневной поверхности. Некоторые
элементы полностью совпадают, многие являются взаимным продолжением или расположены кулисообразно. Эти различия обусловлены, по-видимому, вариациями проявления разломов в разрезе, спецификой выраженности разломов в геоморфологии и неоднозначностью трассирования нарушений по данным сейсморазведки 2Д.
Выделенные сетки разломов и линеаментов рассматриваются в качестве дополняющих друг друга элементов структуры и являются основой для характеристики разломно-блоковой структуры региона.
Сопоставление сейсмогеологических и разломно-блоковых моделей и выделение перспективных объектов
Существующие структурные модели, разработанные для северо-восточного участка КС, достаточно надежны, так как основаны на данных современной сейсморазведки 2Д, проведенной по закономерно расположенной сетке профилей. Наиболее достоверными представляются структурные карты поверхности пласта КЖ2 (верхняя юра), являющейся довольно ярко выраженным репером на временных разрезах. Однако имеющиеся построения представляют собой преимущественно пликативную модель отражающих горизонтов, недостаточно полно учитывающую дизъюнктивные элементы, являющиеся неотъемлемой частью структуры не только фундамента, но и осадочного чехла.
Схема сопоставления структуры доюрского основания с осями флексурно-разрывных зон показывает справедливость большей части закономерностей, установленных при сопоставлении с данными детального линеаментного анализа поверхностей различных продуктивных пластов тюменской свиты.
Выявление разрывных зон требует решения задачи их картирования и моделирования, хотя на современном уровне изученности территории это проблематично, поскольку дизюнктивные дислокации могут быть представлены как единым нарушением, так и серией ступенчатых структур.
Сопоставление результатов, проведенных независимо структурных построений по основным отражающим горизонтам и линеаментного анализа, подтвердили высокую степень соответствия линейных характеристик современного рельефа и структурно-тектонических особенностей разновозрастных поверхностей осадочного чехла и фундамента, что подчеркивает достоверность выполненных построений.
Сочетание линеаментов соответствует разломно-блоковым элементам, связанным со структурой фундамента и являющимися структуроформируюшими для осадочного чехла. Простирание и конфигурация пликативных структур осадочного чехла, в основном, отвечает разломно-блоковому строению фундамента. Амплитуда дислокаций снижается вверх по разрезу, но, судя по данным космо- и топодешифрирования, большая часть нарушений прослеживается до дневной поверхности.
Сопоставление структуры кровли пласта ЮК2 (тюменская свита, средний отдел юрской системы) со схемой линеаментов позволяет выявить элементы упорядоченности в структурном плане.
В ориентировке локальных осложнений - поднятий, впадин, флексур наиболее четко прослеживаются элементы северо-западного направления.
Выдержанность простираний изолиний на отдельных участках отвечает ориентировке нарушений, а морфология локальных поднятий контролируется разломно-блоковыми элементами, размеры которых соответствуют параметрам блоков, вычленяемых разломами. Прослеживание зон структурных осложнений в соответствии с положением разломов позволило объяснить наличие цепочек надблоковых локальных структур, структурных носов и прогибов вдоль зон разломов. Близко расположенные мелкие поднятия представляют собой локальные осложнения крупных структур,
контролирующихся блоками более высокого ранга. Особенно отчетливо прослеживаются цепочки поднятий вдоль разломов северо-западного, северовосточного и широтного простираний.
Проведенный анализ показывает, что в пределах северо-восточной части КС залежи нефти в доюрском комплексе и тюменской свите юры имеют сложную геометрию и контролируются как тектоническими, так и литологическими факторами. Продуктивность домеловых отложений формировалась иод воздействием на осадочный чехол разломно - блоковых структур и связанных с ними зонами повышенной трещиновато сти.
Вверх по разрезу, по мере снижения амплитуды смещения блоков, роль тектонически экранированных залежей снижается. Вместе с тем, контроль распространения песчаных тел флексурно-разломными зонами сохраняется в полной мере.
Терригенные коллекторы тюменской свиты и триаса характеризуются невысокими коллскторскими свойствами и промышленные притоки нефти из этих комплексов обычно не превышают 10 м /с. В некоторых случаях приточность отдельных скважин в несколько раз выше, что можно, в частности, объяснить положением этих скважин в зонах повышенной трещиноватости, существование которых обусловлено активным проявлением разломно-блоковой тектоники фундамента
Для построения принципиальной модели распространения таких зон использовался комплекс геолого-геофизических методов, включающий достаточно плотную сеть профилей сейсморазведки 2D и материалы дешифрирования дистанционных съемок.
На картах отдельных горизонтов выделена система разрывов и дислокаций, которая не нарушает общих представлений о строении данных стратиграфических комплексов. Однако не стоит забывать, что в настоящее время даже при интерпретации данных сейсморазведки 3D можно уверенно говорить только о структуре пластов мощностью свыше 18 метров. Поэтому при сопоставлении схемы линеаментов, выделенных при геоморфологическом анализе, и пространственной ориентировки нарушений, протрассированных при интерпретации сейсмоданных, есть некоторые несогласия. Однако в большинстве случаев они укладываются в единую систему ФРЗ, контролирующую развитие трещинных коллекторов на территории месторождения.
Моделирование ширины зон повышенной трещиноватости проводилось исходя из того, что исследуемая территория в целом имеет низкое значение параметра трещиноватости, которое условно задано на уровне 0,01. В районе оси ФРЗ и, особенно, в узлах пересечения осей различных простираний этот параметр возрастает на два — три порядка и может быть также условно принятым на уровне 10. По этому принципу было проинтерпалировано пространство между осями ФРЗ и составлена схема развития зон повышенной трещиноватости в масштабе 1:100 000.
Далее на структурные карты целевых горизонтов, построенных по данным сейсморазведки и бурения, была наложена схема зон повышенной трещиноватости, что позволило не только оконтурить стандартные ловушки структурного типа, но и наметить в их пределах наиболее вероятное распространение зон повышенной продуктивности (трещиноватости), обусловленных влиянием структуроформирующих ФРЗ.
Моделирование зон повышенной трещиноватости по совокупности признаков позволило выделить узкие (порядка 2 км) протяженные (до 60 км и более) зоны активизации, разделяющие изометричные или вытянутые поля, соответствующие
относительно стабильным блокам. Эти зоны образуют общую разветвленную систему, в которой наиболее отчетливо просматриваются элементы меридионального, северовосточного и северо-западного простирания.
Особенности строения и моделирования Ханты-Мансийского местороиодения.
Обоснование геологической модели Ханты-Мансийского месторождения нефти, выявленного в резервуаре, приуроченном к выступу палеозойского фундамента, представляет особый интерес.
По данным сейсморазведки 3D, детальных гравиметрических работ и бурения восьми разведочных и одной эксплуатационной скважины по кровле палеозойского карбонатного массива оконтурено поднятие, к которому приурочены залежи нефти (Рис.2.). В процессе изучения разреза средствами ГИС, испытаний скважин и по единичным керновым данным было установлено, что продуктивный комплекс представлен слабо метаморфизованными карбонатами, емкостной потенциал которых связан с коллекторами преимущественно трещинного типа.
Высокая плотность нарушений, выделяемых по данным как дистанционных, так и геофизических методов, дает основания полагать, что карбонатный массив является трещиноватым по всей площади его распространения, а зарегистрированные в карбонатных отложениях значения потенциала собственной поляризации предполагают наличие в разрезе проницаемых интервалов, связанных с зонами повышенной трещиноватости. Продуктивные зоны, вероятно, имеют сложную структуру порового пространства, что подтверждает поднятый из скв. 5 пропитанный нефтью образец породы, обладающий трещинно-каверновой емкостью.
Структурный план доюрских образований характеризуется сложной морфологией и наличием густой сетки тектонических нарушений. В восточной части площади направление нарушений преимущественно северо-восточное и совпадает с направлением прогиба, ограничивающего карбонатный массив.
На западе территории нарушения образуют сложнопостроенную сетку, отдельные элементы которой контролируют распространение, а другие секут карбонатное тело. В течение верхнепалеозойского и нижнемезозойского времени карбонатный массив находился в зоне перерыва и подвергался процессам денудации. Поскольку поверхность палеозоя эродирована, то выделенное по данным сейсморазведки количество нарушений минимально, так как по поверхности палеозоя их амплитуда снивелирована эрозией, при этом максимальная плотность нарушений наблюдается в пределах продуктивных блоков.
Дислоцированные карбонатные отложения палеозоя, залегание которых лишь в исключительных случаях может быть субгоризонтальным, под влиянием экзогенных и эндогенных факторов частично дезинтегрировались, что в значительной мере определило формирование в резервуаре различных генетических типов емкости и трещиноватости. В частности, развитие тектонической трещиноватости обусловлено высокой плотностью тектонических нарушений.
Результаты анализа карты толщин отложений, залегающих между отражающими горизонтами Б (баженовская свита) и А (поверхность доюрского основания), показывают, что карбонатный массив представлял собой приподнятый участок палеорельефа, амплитуда которого могла достигать 150 м.
Породы карбонатного массива подверглись глубокому катагенезу и слабому метаморфизму, в результате воздействия которых первичная емкость была "залечена" и ожидать наличия в разрезе высокоемких коллекторов порового типа не приходится.
Коллектор может быть представлен либо трещинным типом, развивающимся в зонах разломов, либо каверново-трещинным, формирующимся по зонам дробления в экзогенных условиях в результате карстования. Коллекторы подобного типа могут также образоваться и в глубинных частях разломных зон, где емкость трещин может резко увеличиваться за счет выщелачивания при активном воздействии термальных процессов.
Рис. 2. Ханты-Мансийское месторождение. Модель карбонатного палеозойского массива по данным 3D сейсморазведки
Процессы выщелачивания проходят в корах выветривания, залегающих выше уровня грунтовых вод, где интенсивнее выщелачиваются наиболее «чистые» карбонатные разности, обладающие первичной пористостью или характеризующиеся трещиноватостью, при этом глинистые разности - неблагоприятны для развития вторичных коллекторов. Пребывание карбонатного массива в экзогенной зоне способствовало формированию в нем площадной коры выветривания, мощность которой соизмерима с амплитудой поднятия и определяется уровнем грунтовых вод, частично повторяющим рельеф.
Исходя из представлений о приуроченности коллекторов карбонатного массива к зонам трещиноватости, формирующимся под влиянием тектонических разломов, был выполнен комплекс исследований по обоснованию и картированию блоковой структуры объекта. По данным сейсморазведки 3D построена серия карт и разрезов, характеризующих структурные особенности карбонатного массива, и проведено дешифрирование топокарт и космоснимка с выделением основных линеаментов. На космическом снимке четко просматриваются границы отдельных блоков, с которыми связаны выявленные и прогнозируемые залежи нефти.
Анализ карт локальных аномалий силы тяжести выявил значительно более плотную систему разломов, которая указывает на практически полную раздробленность массива.
Таким образом, разработанная схема разломно-блокового каркаса месторождения позволяет объяснить разницу в отметках уровней ВНК, вскрытых скважинами в разных
частях месторождения, объяснить разницу в продуктивности монопородного состава отложений, определить приоритетную схему разработки залежи.
Геолого-геофизическая изученность карбонатов палеозоя невелика, однако существуют условия, позволяющие выполнить оценку запасов объемным методом.
Разработка и реализация подобного комплекса мероприятий по изучению карбонатного массива может послужить основой для дальнейшего освоения этого интересного и нетипичного для Западной Сибири объекта.
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРОЕНИЯ ЮЖНО-ТАТАРСКОГО И КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДОВ
При сопоставлении строения Южно-Татарского и Красноленинского сводов устанавливаются как общие черты, так и существенные отличия. (Таблица 1)
Оба свода представляют собой платформенные структуры первого порядка с размерами 375x200 км и 165><115 км соответственно, характеризующиеся наличием гетерогенного фундамента перекрытого довольно мощным осадочным чехлом.
Несмотря на двукратное различие в размерах, структуры имеют схожую форму, которая контролируется структуроформирующими ФРЗ преимущественно диагональной ориентировки.
Если структурный план девонских отложений ЮТС достаточно слабо дифференцирован, а максимальная амплитуда поднятия не превышает 100 м [ХачатрянP.O., ГромекаВ.И., В.С.Губарева], то структура триасового комплекса КС характеризуется значительными перепадами, амплитуда которых достигает 500 м. Учитывая мощность рифей-вендского авлакогенного комплекса, заполняющего грабенообразные прогибы и протягивающегося по периферии ЮТС [Е.М. Аксенов, В.В. Баранов], устанавливаются близкие величины тектонических движений на Восточно-Европейской (ВЕП) и Западно-Сибирской (ЗСП) платформах. Однако если проводить аналогии между авлакогенным комплексом ВЕП и триасовым комплексом ЗСП, различия весьма существенны. Конфигурация и амплитуда ЮТС сохраняется на всех уровнях палеозойского комплекса, а структура КС сохраняет значительную амплитуду только в прифундаментной части разреза и резко выполаживается в основании меловых отложений.
Фундамент
Возраст и состав фундамента ЮТС и КС также имеют существенные отличия.
Фундамент ЮТС представлен глубоко метаморфизованными вулканогенно-осадочными толщами, магматическими комплексами и ультраметагенными гранитоидами архей-раннепротерозойского возраста. Породы сильно дислоцированы и на поздних этапах формирования претерпели интенсивную гидротермальную переработку [Т.А. Лапинская, Л.П. Попова].
Доюрское основание КС сложено магматическими и метаморфизованными образованиями докембрия и палеозоя, перекрытыми раннемезозойскими вулканогенно-осадочными толщами. Степень метаморфизма и дислоцированное комплексов фундамента весьма различна, что затрудняет идентификацию границы фундамент -осадочный чехл.
История формирования фундамента сопоставляемых регионов также складывалась под влиянием существенно различных процессов. Древний докембрийский фундамент ЮТС сформировался в результате нескольких докембрийских тектоно-магматических циклов, а внутренняя структура фундамента КС сложилась в результате проявления нескольких более поздних этапов каледонского и герцинского тектогенеза.
Граница фундамента и осадочного чехла как в пределах ЮТС, так и КС характеризуется стратиграфическим и угловым несогласием.
Фундамент ЮТС, основные черты строения которого сформировались на границе 1,8 млрд. лет, находился в зоне перерыва в осадкопакоплении не менее 200 млн. лет, вплоть до начала формирования рифейских авлакогенных комплексов. Большая часть региона продолжала оставаться в экзогенной зоне еще 150 млн. лет до тех пор, пока вендские и девонскими отложения полностью не перекрыли складчатый фундамент.
В пределах КС стратиграфическое несогласие па границе триасовой и юрской систем имеет значительно меньшие масштабы, поскольку отражает перерыв в несколько десятков, а возможно и первые млн. лет.
Структурное несогласие между фундаментом и осадочным чехлом в пределах ЮТС выражено отчетливо и повсеместно, а в пределах КС, судя по современным сейсмическим материалам, угловое несоответствие ярко проявляется только на приподнятых блоках доюрского основания, при этом в прилегающих прогибах нивелируется. Возможно, длительная денудация фундамента ЮТС привела к существенной нивелировке его поверхности и срезанию площадных и линейных кор выветривания, толщина которых, как правило в сводовой части, не превышает 10 м. [Е.Г. Журавлев, А.В. Постников]
В отличие от ЮТС, рельеф доюрского основания Краснолснинского свода снивелирован незначительно и сохранил унаследованную систему выступов и прогибов, характеризующихся наличием мощных линейных кор выветривания, приуроченных к бортовым частям грабенообразных прогибов.
Следует отметить, что морфология поверхности фундамента является результатом не только процессов денудации, но и следствием структурных перестроек на последующих этапах эволюции. Фундамент ЮТС слабо расчленен и амплитуда структур не превышает несколько десятков метров, тогда как на КС высота выступов фундамента нередко достигает нескольких сотен метров, что указывает на высокую активность геодинамических процессов, протекавших на территории Западно-Сибирской платформы.
Несмотря на различия в возрасте и составе, морфология отдельных структур и блоков фундамента как ЮТС, так и КС, имеет схожие размеры и очертания, сформировавшиеся под влиянием структуроформирующих флексурно-разрывных зон, имеющих совершенно определенные простирания в пределах каждого их рассматриваемых регионов.
На уровне фундамента линейные зоны дислокаций, как правило, вертикальны, но в пределах КС нередко имеют значительные наклоны. В осадочном чехле ФРЗ, представлены субвертикальными разрывами сплошности и флексурами, разделяющими блоки различной конфигурации, литологического состава и размера.
Осадочный чехол
Различия ЮТС и КС проявляются не только в составе и строении фундамента, но и осадочного чехла, толщина которого в пределах ЮТС не превышает 1600 - 1800 м (исключая рифей-вендские отложения), и достигает 3000 м (исключая триасовые отложения) на Красноленинском своде. Возраст чехла в пределах ЮТС позднепалеозойский, в пределах КС - мезокайнозойский.
На протяжении верхнепалеозойского времени территория ЮТС испытывала погружение, которое в конце позднего карбона сменилось регрессией. Инверсия тектонических движений и смена прогибания устойчивым воздыманием, которое продолжается до настоящего времени, сопровождалась перерывами в
осадконакоплении, что, в частности, проявилось в выпадении из разреза мезозойских отложений на большей части свода.
Территория КС испытывала устойчивое прогибание в мезозое, а инверсия тектонических движений наметилась только в конце палеогена, причем амплитуда прогибания КС гораздо выше, чем амплитуда палеозойских погружений ЮТС.
Отмечается различие в типе седиментации двух сравниваемых регионов. В разрезе ЮТС, наряду с пребладающими карбонатными и карбонатно-эвапоритовыми комплексами, присутствуют терригенные образования, а осадочный чехол Красноленинского свода сложен почти исключительно терригенными отложениями, за исключением тонких пластов карбонатных пород в абалакской свите (верхний отдел юрской системы).
Несмотря на очевидные различия в составе и строении осадочного чехла древней и молодой платформ, отмечаются некоторые общие черты в строении сводов, обусловленные влиянием блоковых движений гетерогенного основания, которые многократно активизируясь и усложняясь, влияли на формирование осадочного чехла и морфологию структур, отражаясь, в большей мере в виде пликативных дислокаций.
Размер, форма, и амплитуда локальных структур в пределах ЮТС и КС
определяются морфологическими и динамическими параметрами
структуроформирующих блоков и ограничивающих их флексурно-разрывных зон (ФРЗ). Размер достаточно однородного элементарного блока, варьируется в пределах 300 - 500 м, что подтверждается как результатами комплексной интерпретации дистанционных и геофизических методов, так и материалами бурения, позволяющих картировать разломно-блоковую структуру чехла и входящих в его состав продуктивных горизонтов.
ФРЗ представляют собой конседиментационные структуры с переменной по разрезу амплитудой, зависящей от количества и мощности седиментационных циклов по обе стороны дислокации. В различных по составу толщах одно и тоже нарушение может быть выражено в виде как пликативных, так и дизъюнктивных дислокаций. Зоны характеризуются повышенной трещиноватостью, выраженной в высокой плотности линеаментов, и отличаются максимальными градиентами изменения структурного плана и геофизических полей. К этим линейно-вытянутым зонам, нередко контролирующим ориентированные цепочки локальных поднятий, приурочены различные геохимические аномалии и участки повышенной концентрации свободного водорода и радона [Анисимова О.В.], а также температурные аномалии, обусловленные повышенной вертикальной проницаемостью разреза и резким увеличением эндогенного теплового потока.
Наряду с общими чертами устанавливаются и некоторые отличия. Как положительные, так и отрицательные структуры в пределах ЮТС, в основном имеют амплитуды не превышающие первые десятки метров, в то время как на КС контрастность структур увеличивается до нередко сотни метров, что указывает на более высокую активность тектонических процессов региона КС.
Нефтегазоиоспость
Подавляющее большинство промышленных скоплений нефти и газа в пределах Южно-Татарского и Красноленинского сводов выявлены в осадочном чехле, однако залежи нефти в доюрском основании, также позволяют рассматривать палеозойский фундамент КС в качестве продуктивного нефтегазоносного комплекса.
В доюрском основании КС одним из наиболее перспективных объектов являются палеозойские слабометаморфизованные известняки и доломиты, в которых, наряду с тектонической трещиноватостью, активно развиваются процессы выщелачивания,
масштабы которого значительно превышают аналогичные преобразования в гранитоидах. Определенные перспективы связаваются с верхнепалеозойским вулканогенно-осадочным комплексом, в котором залежи УВ также выявлены на северовосточном участке КС.
До настоящего времени скоплений нефти и газа в породах кристаллического основания ЮТС не выявлено однако по данным керна и ГИС в фундаменте закартированы зоны дезинтсірации, обладающие достаточно высоким коллекторским потенциалом, при опробовании которых неоднократно получали притоки воды и газа. Комплексы фундамент ЮТС могут рассматриваться в качестве потенциально нефтегазоносных. [Муслимов Р.Х., Плотникова И.Н.]
Коллекторы в породах фундамента формируются под воздействием трех основных факторов: тектонической трсщиноватости, процессов выщелачивания и метасоматоза, что позволяет в качестве наиболее благоприятных выделить блоки, сложенные гранитами или кварцеодержащими метаморфическими породами. С одной стороны гранитоиды являются достаточно хрупкими, с другой - способны сохранять жесткий кварцевый каркас, обеспечивающий высокую проницаемость породы и способствующий активному проявлению процессов выщелачивания и гидротермальной переработки, что, в конечном итоге, благоприятствует формированию вторичных поровых коллекторов [Л.М. Ситдикова].
В результате развития гипергенных процессов в прнповерхностой части фундамента формируются коры выветривания, коллекторский потенциал которых во многом зависит от исходного состава пород и тектоники фундамента. Определенные перспективы связаны с площадными корами выветривания, но наибольший интерес представляют участки развития линейных кор, широко распространенные в пределах КС.
Развитие пород-коллекторов в фундаменте определяется тектонической переработкой пород, наиболее активно происходящей в зонах влияния разломов древнего заложения, картирование и моделирование которых требует разработки специфической методики, в основе которой лежат представления о систематизации и ранжированное нарушений.
Нефтегазоносность осадочного чехла ЮТС и КС связана с комплексами пород различного генезиса, накопление которых происходило в континентальных, прибрежно-морских и морских условиях.
Осадочный чехол КС, сложен, в основном, терригенными отложениями, при чем наиболее продуктивными являются отложения нижней части разреза, представленные преимущественно континентальными и прибрежно-морскими фациями юрского возраста.
Осадочный чехол ЮТС отличается большим разнообразием состава слагающих пород, среди которых основной объем приходится на карбонаты. Разрез ЮТС характеризуется более широким диапазоном нефтегазоносное, поскольку промышленные притоки получены из 24 горизонтов девона, карбона и перми. Вместе с тем, основным объектом эксплуатации являются залежи нефти в отложениях терригснного девона, сосредоточенные также как и на КС в нижней части осадочного чехла.
Залежи нефти и газа как на ЮТС, так и на КС имеют различные размеры и контролируются локальными поднятиями, нередко объединенными в структуры более высокого ранга. Наряду со структурно-тектоническими факторами, литолого-фациальная неоднородность пластов-коллекторов, создает довольно прихотливую
конфигурацию залежей, которая нередко осложняется дизъюнктивными дислокациями, подчеркивающими тесную структурную взаимосвязь фундамента и осадочного чехла.
Особенно активно влияние фундамента на осадочный чехол проявляется в нижней части разреза, где отмечается широкое распространение разрывных нарушений, амплитуда которых сокращается с глубиной и разломы преобразуются в пликативпые надразломные флексуры, контролирующие положение, форму локальных структур и структурно-фациальную зональность территории. ФРЗ определяют распределение фильтрационно-емкостных свойств коллекторов и положение газожидкостных разделов.
Сопоставление структурных и литолого-фациальных характеристик ЮТС и КС, не только выявили существенные различия их строения и нефтегазоности, но и установили общие черты и закономерности в структурно-фациальной приуроченности скоплений УВ, предполагающие использование близких подходов и методик геолого-гидродинамического моделирования природных резервуаров, основанных на приципах разломно-блоковой тектоники фундамента.
Таблица 1
Сравнительная характеристика Южно-Татарского и Краснолепииского сводов
1 ЮЖНО-ТАТАРСКИЙ СВОДІ КРАСНОЛЕНИСКИЙ СВОД
Платформенная структура первого порядка
375x200 км
165/<115км
Изочетричная, границы подчиняются простиранию структуроформирующих ФРЗ
Фундамент расчленен на блоки различного порядка и конфигурации,
что обусловлено широким развитием сеток разломов
поверхность фундамента находилась в условиях активной денудации, что привело к образованию на границе с вышележащим чехлом резкого стратшрафического и углового несогласия
300-500 м
Регулярные сетки флексурно-разрывных зон (ФРЗ) характеризуются рядом особенностей субпараллельностью входящих в них разломов, а также регулярностью (эквидистантность) и локсодромной геометрией
Подчиняется ориентировке структуроформирующих ФРЗ, преобладают
диагональные системы
Тип структуры
Размеры структуры
Конфигурация
границы
Амплитуда свода
Возраст и состав пород фундамента
Тектоническое строение фундамента
Граница ундамент-осадочный чехол
Период енудации фундамента
Расчлененность верхности фундамента
Мощность осадочного чехла
Тип седиментации
Морфологические
собенности локальных
структур
Амплитуда локальных структур осадочного чехла
Размер элементарных блоков
Пространствен ная о ментировка блоков
Тип пустотного пространства оллекторов осадочного
чехла
около 100 м
Первично вулканогенно-осадочные, а также магматические и ультрачетагенные структурно-вещественные комплексы архей-раннепротерозойского возраста Породы глубоко метаморфизованы, прорваны интрузиями кислого и основного состава, подверглись интенсивной гидротермальной переработке
представлен древними до кембрийскими комплексами архейской и раннепротерозойской фаз складчатости
С конца раннего протерозоя до среднего девона
Низкая
До 1600-1800м
Преобладает карбонатная седиментация палеозойского возраста
Характеризуются низкой изменчивостью границ
Десятки метров
Поровый, трещинно-порово-кавернозный
400-450 м
Магматические и метаморфизованные образования докембрия и палеозоя, перекрытые ран немезозойскими вулканогенно-осадочными толщами
представлен древними докембрийскими комплексами карельской и байкальской фаз складчатости и более молодыми
палеозойскими
С конца палеозоя до юры
Высокая
Более 3000 м
Терригенная седиментация мезо-кайнозоиского возраста
Характеризуется высокой изменчивостью границ
Поровый
До сотен метров
Результаты проведенных исследований территории Южно-Татарского и Краснолеиинского сводов позволяют сделать следующие выводы:
-
Молодые и древние платформы, имеющие различное строение и историю развития, имеют близкие закономерности формирования осадочного чехла, контролируемого унаследованной разломно-блоковой структурой фундамента.
-
Флексурно-разломные зоны определяют основные черты современной тектоники и контролируют распределение месторождений углеводородов. На этапах формирования платформ происходит становление дизъюнктивного каркаса, состоящего из ортогональной, нескольких диагональных и кольцевых систем дислокаций, представленных преимущественно субвертикальными разрывными нарушениями, разделяющими блоки различной конфигурации, вещественного состава и размера.
-
В геофизических полях флексурно-разломным зонам соответствуют цепочки интенсивных положительных или отрицательных аномалий; участки высоких градиентов магнитного, гравитационного или структурного полей; области резкого сгущения изолиний и смены простираний линейных аномалий, а также смещение их осей.
-
Большая часть как положительных, так и отрицательных замкнутых структурных форм, выделяемых в осадочном чехле, соответствует обособленным блокам, вычленяемым нарушениями различных простираний. Отдельные фрагменты блоков прямо совпадают с космо- и тополинеаментами или разломами, выделенными по сейсмогеологическим данным, что подтверждает тектонический контроль высокой степени унаследованности разломно-блоковых структур, определявших палеогеоморфологические особенности бассейнов седиментации и процессов осадконакопления. Разломно-блоковые элементы не только определяют морфологию структур чехла, но и контролируют границы распространения различных цикло-стратиграфических подразделений и связанные с ними изменения фильтрационно-емкостных свойств пород коллекторов.
-
На основании комплексных исследований структуры некоторых месторождений Южно-Татарского и Краснолеиинского сводов было установлено, что вне зависимости от возраста и типа пород, слагающих как фундамент, так и осадочный чехол, внутренняя структура и свойства разреза сформировались в результате дифференцированных движений тектонических блоков. В пределах блоков осадочные образования залегают субгоризонтально, а пликативные дислокации представлены надразломными флексурами шириной 50-100 м. Выявленные в осадочном чехле блоки, размеры которых часто не превышают нескольких сотен метров, ограничены вертикальными конседиментациониыми флексурно-разломпыми зонами, амплитуда которых меняется по вертикали и зависит от количества и толщины тектоно-седимептационных циклов по обе стороны дислокации.
-
Разработанные разломно-блоковые модели залежей по сравнению со стандартными пликативными реконструкциями полнее отражают структурные особенности реальных природных объектов. Опираясь на представления о мелкоблоковом строении некоторых продуктивных комплексов и ведущей роли малоамплитудных ФРЗ в формировании осадочного чехла в целом, можно объяснить нередко наблюдаемые резкие колебания структурных поверхностей и гипсометрии газожидкостных разделов, а также аномальную обводненность некоторых приподнятых участков структуры.
Красноленинский свод
Восточный склон Южно-Татарского свода отличается сравнительно пологим залеганием отложений девона. Отдельные останцы фундамента (Старо-Тамбовский, Калмурзинский) нивелируются уже старооскольскими.и муллинскими отложениями. Отсутствие здесь четких флексурообразных уступов и прогибов обусловило менее емкие структурные ловушки, чем на западном склоне.
Намечающийся Сакловский структурный уступ и Нуркеевский прогиб выделяют приподнятый участок типа структурного носа, к которому приурочена Сакловская залежь нефти в кыновских отложениях.
На крайнем северо-востоке склона происходит резкое погружение кристаллического фундамента с появлением мощной толщи бавлинских отложений. На восточном борту Мелекесской впадины выделяются Кадеевско-Енорускинская, Аксубаевско-Нурлатская, и Вишнево-Полянская структурные террасы, разделенные Мокшинским и Нурлатским уступами северо-западного простирания.
Разновозрастность сопровождающих уступы прогибов указывает на различное время образования разделяемых ими структурных элементов. Так, структурные зоны восточного борта Мелекесской впадины обособились в муллинское время. Ульяновская и Черемшано-Ямашинская структурные террасы отделились в кыновско-пашийское время, а Ново-Елховско-Акташская - в саргаевское время.
Более дробное и четко выраженное расчленение восточного борта Мелекесской впадины произошло в послеассельское время, по-видимому, в альпийскую фазу тектогенеза, когда образовались Мокшинский и Андреевский прогибы и дополнительные уступы в фундаменте.
Наличие уступов, прогибов и резкая дифференцированность всей западной части Южно-Татарского свода обусловили образование различных по размерам и амплитудам многочисленных структурных ловушек. Наиболее резкие прогибы, ограничивающие структурные формы, явились естественным структурным экраном и создавали благоприятные условия для образования залежей нефти в прибортовых частях террас. Древние локальные выступы фундамента (Эштебенькинский, Сотниковский и др.) и зоны регионального замещения кыновских коллекторов благоприятствовали образованию, по-видимому, литологически экранированных залежей нефти.
Второй структурный этаж Восточный склон Южно-Татарского свода. Осадочная толща осложнена погребенной региональной структурой верхнедевонско-нижнекаменноугольного возраста - Камско-Кинельской системой прогибов. Поэтому в структуре карбонатной толщи девона и выше, вплоть до турнейского яруса включительно, выделяется свои, тектонически самостоятельный комплекс - этаж, с присущими только для него закономерностями. Нижнюю часть второго структурного этажа образуют доманиковые отложения. В основных деталях он несет черты первого структурного этажа.
Формирование в мендымско-верхнефранское время Камско-Кинельской системы прогибов наложило свой отпечаток на структуру карбонатных девонских отложений региона. Влияние их выразилось в переориентации отдельных структур, в появлении структурно-седиментационных новообразований, флексурообразных уступов и т. д. Здесь выделяются следующие положительные тектонические элементы Камско-Кинельской впадины: южная и северная прибортовые зоны, Булдырский, южная и северная части соответственно Удмуртского и Татарского выступов. Разделяются указанные элементы соответствующими частями Актаныш-Чишминского, Нижнекамского, Можгинского и других прогибов, которые более отчетливо отражаются в структуре нижнекаменноугольных отложений.
Наложенные на нее более поздние дислокации обусловили сложное соотношение структурных планов горизонтов этого этажа.
В целом структура отложений кровли второго структурного этажа близка к структуре его подошвы (доманиковый горизонт) - фиксируются те же резко асимметричные структуры второго порядка, только осложненые многочисленными локальными поднятиями, амплитуды которых в большинстве случаев не превышают 30-40 м, иногда достигают 200 м (Варзи-Омгинское поднятие). Они характеризуются куполовидными формами и небольшими размерами (3-4x5-8 км).
Восточный борт Мелекесской впадины, отделяясь от западного склона Баганинской (на юге) и Енорускинской (на севере) флексурами, в свою очередь разделяется Мокшинской флексурой на Кадеевско-Енорускинскую и Аксубаево-Нурлатскую структурные террасы. Андреевским прогибом последняя разделяется на два отдельных участка. Наряду с наличием отмеченных крупных флексур, разделяющих террасы, в пределах последних выделяются более мелкие меридиональные и северовосточные до субширотных флексуры. Они обусловливают ступенчатое погружение слоев в пределах структурных террас в южном и западном направлениях. На Ново-Елховско-Акташской структурной террасе, в отличие от других наблюдается погружение отложений в северном направлении.
На восточном борту Мелекесской впадины выявлено большое количество локальных поднятий имеющих сравнительно небольшие размеры, но амплитуды их достигают до 30-50 м. Третий структурный этаж Рассматривая в целом строение третьего этажа, необходимо отметить сходство в их строении как со вторым, так и с первым структурными этажами. Сходство со вторым структурным этажом заключается в том, что сводовая часть ТС и его склоны имеют террасовидное строение. С другой стороны, структурные поверхности третьего структурного этажа значительно снивелированы и имеют более плавные структурные формы, что напоминает структурный план кровли терригенного девона. Многочисленные локальные поднятия, выделяющиеся по нижележащему этажу или в значительной степени снивелированы, или совсем выполаживаются.
Северный и восточный склоны Южно-Татарского свода характеризуются слабо выраженным террасовидным строением. На северном погружении Южно-Татарского свода доминирующее положение занимает Сакловскии структурный нос, разделяющий структуру на северо-восточный и северный склоны. Намечающиеся структурные террасы северо-восточного склона почти под прямым углом сходятся с северо-западными окончаниями Бакаевской структурной зоной юго-восточного склона Северо-Татарского свода.
Состав фундамента восточного склона Южно-Татарского свода
Палеогеновые отложения широко развиты в пределах Красноленинского района. Они согласно залегают на меловых отложениях и представлены всеми тремя отделами: палеоценовым, эоценовым и олигоценовым. Палеоцен, эоцен и часть олигоцена сложены преимущественно морскими осадками. Породы верхов нижнего, среднего и верхнего олигоцена имеют континентальный генезис. В составе палеогеновых отложений выделяются талицкая, люлинворская, тавдинская, атлымская, новомихайловская и журавская свиты.
Талицкая свита имеет широкое распространение в пределах изучаемого района. Свита разделяется на две подсвиты. Нижняя подсвита представлена темно-серыми, массивными глинами, участками глауконитовыми, с редкими линзами сидеритов и алевритистого материала. В западной части района аргиллиты имеют зеленовато-серую окраску. Породы содержат остатки лингул, рыбный детрит, гнезда глауконита, стяжения пирита, обрывки стеблевидных и нитевидных водорослей. Отложения этой части разреза содержат комплекс фораминифер Ammoscalariafriabilis.
Нижняя часть верхней подсвиты талицкой свиты представлена темно-серыми, почти черными глинами с многочисленными гнездами и линзами, выполненными алевролито-песчаным материалом и редкими прослоями алевролитов. Породы содержат стяжение пирита, глауконита. Верхняя часть подсвиты представлена однородными, тонкоотмученными, иногда опоковидными глинами. Возраст свиты по положению в разрезе принят в объеме палеоцена. Общая толщина талицкой свиты 130-150 м.
Люлинворская свита (эоцен). Породы свиты имеют повсеместное распространение в пределах Красноленинского района. Они согласно залегают на породах талицкой свиты и без следов видимого перерыва перекрываются отложениями тавдинской свиты.
Свита разделена на три подсвиты. Нижняя подсвита представлена опоками и опоковидными глинами серыми, с присыпками кварцево-глауконитового песка в нижней части. В подошве подсвиты часто наблюдается пачка зеленовато-серых кварцево-глауконитовых песчаников. По определениям фораминифер, радиолярий и положению в разрезе возраст подсвиты принимается в объеме раннего и среднего эоцена.
Средняя подсвита сложена диатомитами и диатомовыми глинами светлосерыми, иногда алевритистыми с неровным и полураковистым изломом. Встречаются прослои опоковидных глин. Возраст свиты принимается в объеме низов позднего эоцена.
Породы верхней подсвиты характеризуются зеленовато-серыми и темно-серыми тонкослоистыми диатомовыми глинами. В глинах отмечаются ходы червей, желваки марказита. Встречаются прослои опоковидных глин. Возраст подсвиты условно принят в объеме средней части позднего эоцена. Отложения свиты охарактеризованы фауной фораминифер с Textularia Corinatiformis, радиоляриями, комплексами диатомовых Coscinodisciis. Общая толщина свиты 200-225 м. Тавдинская свита имеет почти повсеместное распространение в пределах Красноленинского района.
Свита сложена толщей голубовато-зеленых и оливково-зеленых пластичных глин с тонкими линзочками светло-серого алевритового материала. Характерны стяжения марказита, иногда отмечаются обломки пелеципод, чешуя рыб. На отдельных участках в подошве свиты встречается пласт глауконитового глинистого песчаника. Характерны стяжения марказита. В отложениях свиты определен комплекс фораминифер Cribroelphidium rischtanium, остракоды, богатая флора диатомовых водорослей и кремниевых жгутиков. По этим данным возраст свиты принимается в объеме верхов позднего эоцена, низов и середины нижнего олигоцена. Верхняя подсвита отличается от нижней более высоким содержанием алевритовых примесей и наличием прослоев песчаников. Возраст нижней подсвиты условно принят в объеме верхов позднего эоцена и низов раннего олигоцена. Возраст верхней подсвиты - середина нижнего олигоцена. Общая толщина тавдинской свиты 120-160 м.
Атлымская свита. Породы свиты залегают на отложениях тавдинской свиты согласно или участками с небольшим перерывом. Свита сложена аллювиальными, аллювиально-озерными и озерными светло-серыми кварц-полевошпатовыми, сахаровидными мелко- и разнозернистыми песками с прослоями зеленых и бурых глин. Мощность свиты 60-80 м. Отложения атлымской свиты содержат отпечатки листьев, споры, пыльцу, семена растений нижне-средне-олигоценового возраста. По этим данным, с учетом положения в разрезе, возраст свиты принят в объеме верхов раннего олигоцена.
Новомихайловская свита. Свита сложена чередованием серых и бурых глин, алевролитов, серых и светло-серых кварцевых и кварц-полевошпатовых песков с прослоями и пластами углей и лигнитов. Породы обогащены растительными остатками, содержат пирит и ярозит. Отложения свиты содержат фауну млекопитающих, отпечатки листьев, споры и пыльцу. Согласно определениям палеонтологических остатков, главным образом по фауне позвоночных, возраст отложений новомихайловской свиты определяется как ранне-среднеолигоценовый. С учетом положения в разрезе возраст свиты принимается в объеме среднего олигоцена. Толщина свиты 50-70 м.
Журавская свита (верхний олигоцен) распространена в восточной части Красноленинского района. Залегает на отложениях новомихайловской свиты и с перерывом перекрывается четвертичными отложениями. Свита представлена серыми и зеленовато-серыми глинистыми алевролитами с прослоями песков и алевритов с включениями глауконита. По диатомовым водорослям и спорово-пылыдевым комплексам с учетом положения в разрезе возраст журавской свиты принят в объеме низов позднего олигоцена. Толщина ее 10-30 м.
Неогеновые отложения на данной территории отсутствуют. Четвертичные отложения несогласно перекрывают различные горизонты палеогеновых пород от журавской свиты на востоке до чеганской свиты на западе.
Четвертичные образования имеют повсеместное распространение. Отложения четвертичного возраста представлены супесями, песками серыми и желтовато-серыми, кварц-полевошпатовыми, с прослоями глин серых, бурых, песчанистых, иногда с включениями вивианита. Встречаются мощные слои торфа, линзы валунных галечников. На севере и востоке изучаемой территории развиты ледниковые отложения, в составе которых встречаются различные по размерам отторженцы. Наиболее крупными из них являются: отторженец эоценовых опоковидных глин в районе г. Ханты-Мансийска и отторженец нижне-среднеолигоценовых пород (новомихайловская и атлымская свиты) в районе пос. Малый Атлым. Размеры отторженцев по площади достигают 3-5 км2 и высотой до 100 м.
Анализ влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла восточного склона Южно - Татарского свода и восточного борта Мєлекесской впадины
Картирование проявлений повышенной рифей-раннепалеозойской тектоно-термальной переработки фундамента по совокупности признаков позволило выделить относительно узкие (1-13 км) и протяженные (до 60 км и более) зоны активизации, разделяющие изометричные или вытянутые поля, соответствующие относительно стабильным блокам (см. рис. 3.3.1, 3.3.2).
Эти зоны образуют общую разветвленную систему, в которой наиболее отчетливо проявлены элементы северо-восточного и северо-западного простирания. Значительно слабее выражены фрагменты меридиональной ориентировки. В узловых зонах развиваются практически площадные изометричные участки переработки. В целом на территории восточного борта Мелекесской впадины отмечается меньшая локализованность процессов переработки по сравнению с восточным склоном ЮТС.
Сопоставление расположения зон с позицией разломов фундамента, трассирующихся по разным методам, указывает на их хорошее совпадение для целого ряда структур. Как правило, осевой части зон рифей-раннепалеозойской переработки соответствует унаследованный разлом раннедокембрийского заложения. Структуры северо-восточного простирания соответствуют складчато-надвиговым элементам архейской складчатости, а элементы северо-западного простирания - позднеархейским зонам переработки гранулитового субстрата, контролирующим локальные проявления калиевого гранитоидного магматизма и метасоматоза, а также бластокатакластические преобразования. Вместе с тем отмечается, что меридиональные структуры, относительно слабо представленные во внутренней структуре фундамента, значительно реже проявляли активность и на рассматриваемом этапе развития. По-видимому, недостаточно активно проявляли себя и кольцевые структуры, выделяющиеся в этом регионе по геофизическим и космогеологическим данным.
Анализ влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла проводился на территории восточного склона ЮТС и восточного борта Мелекесской впадины, довольно хорошо разбуренным. Однако, с установлением нефтеносности этих территорий связан ряд проблем, что, по-видимому, вызвано малой амплитудностью и небольшими размерами локальных поднятий, а также несовпадением структурных планов. В таких районах особенно актуально применение широкого комплекса исследований в целях выявления небольших по площади локальных структур, перспективных на поиски нефти и газа.
Уточнение структурных планов и выделение новых локальных поднятий проводилось на основе разработанной методики учета влияния внутренней структуры фундамента на строение осадочного чехла, апробированной в отдельных тектонических зонах и на локальных объектах Татарстана.
Основой методики являются представления о том, что фундамент и осадочный чехол древней платформы, несмотря на различия состава и степени дислоцированности, представляют собой единую развивающуюся систему, по крайней мере, с раннего протерозоя, когда возможно обособленные сегменты платформы были объединены в целостный геоблок /30/.
Унаследованные древние нарушения, заложившиеся на ранних этапах консолидации фундамента, не залечивались, а многократно активизировались и усложнялись в течение всей последующей истории его развития. На плитных этапах эволюции платформы движения фундамента играли главную структуроформирующую роль в становлении осадочного чехла /31/. Для обоснования выделения флексурно-разломных зон в осадочном чехле, контролирующихся блоковой тектоникой фундамента, разработана методика их выявления по комплексу геолого-геофизических данных.
В соответствии с имевшимся в распоряжении автора фактическим материалом выделение структуроформирующих элементов проводилось на основе анализа состава и структуры фундамента, гравимагнитных, космогеологических и геоморфологических данных, что позволило откартировать систему структуроформирующих нарушений приблизительно одинакового ранга. Выделенные разломы относятся преимущественно к взаимно ортогональным широтно-меридиональной и диагональной системам. Практически все они пересекают рассматриваемую территорию.
Выделенные линии отвечают осям зон наибольшей концентрации нарушений низких рангов. Только такой подход позволяет выявить закономерности в разнообразной сетке разрывных дислокаций разного ранга и их пространственной ориентировке.
При анализе структуры осадочного чехла территории восточного склона Южно-Татарского свода в качестве реперных поверхностей выбраны рельеф фундамента и структурный план ассельского горизонта перми. Информативность последнего очень высока в связи с наличием большого количества данных структурного бурения. При учете положения структуроформирующих разломов и закономерностей их влияния на строение осадочного чехла удалось значительно уточнить особенности даже столь хорошо изученного объекта.
Анализ строения структурного плана ассельского горизонта восточного склона ЮТС (рис. 3.4.1) показывает, что территория восточнее Ромашкинского месторождения весьма расчленена. Выделяется большое количество мелких локальных поднятий размерами 1-2x3-5 км, разделенных разветвленной системой прогибов. Овальные очертания поднятий подчинены простиранию структуроформирующих разломов фундамента. В северной и центральной частях территории преобладают структуры, ориентированные в Рис. 3.4.1 Структурная карта по кровле ассельского яруса восточного склона
Южно-Татарского свода 1 - разломы фундамента; 2 - точки скважин: числитель - № скважин; 3 - продуктивные скважины; 4 - скважины с отмеченным нефтепроявлением; 5 - не продуктивные скважины; 6 -перспективные локальные объекты; 7 - контур Ромашкинского месторождения; 8 -административная граница Татарстана северо-западном направлении, а в южной - в северо-восточном. Поднятия малоамплитудные - 5-15 м. Глубина прогибов аналогична, однако в некоторых участках, приуроченных к узлам пересечения разломов, отмечаются амплитуды более 20 м.
Высокая расчлененность структурного плана показывает, что при картировании фундамента были зафиксированы разломы только наиболее высоких рангов, и позволяет предполагать воздействие элементов более низких порядков тех же простираний.
Поверхность кристаллического фундамента (рис. 3.4.2) расчленена в значительно меньшей степени, что связано либо с недостатком данных бурения, либо с влиянием на вышележащие горизонты седиментационных факторов (рифогенные структуры?).
Трассирование зон тектонических осложнений в соответствии с положением разломов позволило существенно детализировать структурный план и выделить большое число флексурных перегибов, проследить цепочки надблоковых локальных структур и прогибов вдоль зон разломов, наметить ряд перспективных объектов. Их размеры обычно не превышают 2-4 км, что соответствует размерам блоков фундамента, вычленяемых разломами. Однако близко расположенные мелкие поднятия могут представлять собой локальные осложнения более крупных структур. Наиболее обоснованным представляется выделение новых объектов, связанных с уже выявленными поднятиями единым структуроформирующим разломом.
Сопоставление сейсмогеологических и разломно-блоковых моделей северо-восточного участка Краснолениского свода
Для получения более ясной картины строения залежи пласта Д0 построен геологический разрез северо-восточного направления, проходящий перпендикулярно разломам северо-западного простирания (рис. 3.5.4). Залежь I, приуроченная к относительно опущенному блоку, отделена от залежи II разломом амплитудой 7-8 м, вдоль которого нефтенасыщенные песчаники пласта Д0 экранируются непроницаемыми глинистыми породами пашийского горизонта. ВНК залежи I принимается на уровне -1533 м по наименее искривленной скв. 1614.
Отметка кровли пласта в сильно искривленной скв. 1622 корректируется по принимаемому контакту и опускается на один метр. Между скв. 1622 и 1614 прогнозируется слабо приподнятый блок, более ярко прослеживающийся по вышележащим отложениям.
Залежь II с ВНК на уровне -1525,8 м приурочена к центральному наиболее приподнятому блоку, экранированному с северо-востока разломом, положение которого снесено с разломно-блоковой карты фундамента. По этому разлому блок III опущен на 12 м относительно центрального блока, в результате чего положение ВНК залежи III определяется гипсометрией кровли водонасыщенного пласта Ді в приподнятом блоке II и проводится на отметке -1535,6 м. Отметка кровли пласта До в скв. 1616 корректируется по принятому контакту и проводится на уровне -1532,6 м, т.е. на 1,2 м выше отметки, определенной по ГИС.
Залежь IV с ВНК на отметке -1528 м расположена в приподнятом блоке, отделенном 6-7 метровым разломом от блока III.
Каждая из выделенных залежей имеет ширину от 200 м до 500 м, соответствующую размеру одного или двух единичных блоков, что подчеркивает эквидистантность экранирующих разломов.
Для обеспечения гидродинамической разобщенности резервуара амплитуда экранирующего разлома должна быть больше или, по крайней мере, равна эффективной толщине продуктивного пласта.
Южно-Татарский свод. Бастрыкское нефтяное месторождение. Репинское поднятие Пласты Dj, Do. Разломно-блоковая модель. Геологический разрез по линии 1-І. Терригенные породы - коллекторы, слагающие верхние части тектоно-седиментационных циклов (ТСЦ): 1 - нефтенасыщенные; 2 - водонасыщенные; 3 - слабопроницаемые. 4 -разновозрастные глинистые породы. 5 - интервалы опробования в колонне: Н - нефть т/сут, В - м3/сут. 6 - конседиментационные структуроформирующие ФРЗ.
Для пласта До, эффективная толщина которого составляет 4-6 м, нарушение гидродинамических связей наступает, если амплитуда структуроформирующего нарушения превышает 6-8 м.
На Репинском поднятии наиболее четко трассируются два взаимоортогональных нарушения, пересекающиеся в 200м к северу от скв. 1614 и разделяющие структуру на четыре сектора (рис. 3.5.5).
Западный и восточный секторы объединяют относительно приподнятые и наиболее продуктивные блоки, а южный и северный -занимают пониженное положение и содержат значительно меньшие запасы.
Южный сектор представляет собой самостоятельную структуру, приподнятый центр которой расположен к северу и северо-востоку от скв. 1622. Периферия структуры образована серией блоков, опущенных на 1-4 м. и расположенных вдоль экранирующих разломов. Несколько опущенный линейно-вытянутый блок, вскрытый скв. 1614, прослеживается и по вышележащим отложениям.
Наиболее крупный восточный сектор осложнен тремя разломами с амплитудами 6-8 м, делящими его на четыре структурных блока, содержащих залежи II, III, IV и V. Узкий линейно вытянутый блок III, вскрытый скв. 1616, занимает низкое гипсометрическое положение, что обеспечивает надежное разобщение залежей II, V и IV.
Если гипсометрически опущенный блок III имеет чисто нефтяную зону (ЧНЗ), охарактеризованную скв. 1602, то наличие ЧНЗ вполне можно прогнозировать в головных частях соседних относительно приподнятых блоков, не охарактеризованных бурением.
Восточный сектор, гипсометрия которого рассчитана методом схождения, вероятно, разделен на два самостоятельных блока, содержащих водоплавающую залежь VII и залежь VI, имеющую ЧНЗ.
Северный сектор опущен на 20-30 м относительно присводовых блоков, очень слабо дифференцирован и полностью обводнен.
В процессе составления разломно-блоковой модели залежи пласта Д0 удалось не только объяснить скачкообразные изменения уровня ВНК, но и в значительной степени уточнить структурный план кровли пласта.
Спрогнозировано положение наиболее приподнятых блоков, содержащих ЧНЗ, увеличена площадь нефтеносности, возросли средние нефтенасыщенные толщины и объем балансовых запасов нефти.
Согласно стандартной пликативной модели площадь нефтеносности пласта До составляет 1278 тыс. м , а средняя нефтенасыщенная толщина оценивается в 2 м (см. рис. 3.5.1). По разломно-блоковой модели пласта площадь нефтеносности I-V блоков мало изменилась (1346 тыс.м ). Средняя нефтенасыщенная толщина возросла до 3,2 м, за счет расширения площади прогнозируемых чисто нефтяных зон с толщинами до 5-6 м. В результате, по блокам I-V извлекаемые запасы нефти с 102 тыс.т. увеличились до 167 тыс.т., из которых 40 тыс.т. приходится на ЧНЗ.
Если структурный прогноз подтвердится и блоки VI и VII будут выявлены, извлекаемые запасы нефти пласта До могут увеличиться еще на 60 тыс.т., из которых почти половина придется на ЧНЗ, а извлекаемые запасы пласта в целом достигнут 216 тыс.т., увеличившись на 112 по сравнению с современной оценкой ОАО «Татнефти».
Похожие диссертации на Роль разломно-блоковых структур в строении сводовых поднятий платформенных нефтегазоносных областей на примере Южно-Татарского и Красноленинского сводов
