Навигация
Оценка перспектив нефтегазоносности южной части Белгородской области
25860
знаков
0
таблиц
3
изображения
Фролов А.П., к.г.-м.н.
ФГУП ВИОГЕМ, Белгород, Россия
Изложены результаты выполненного автором литолого-фациального и структурно-морфологического анализа осадочного чехла на сочленении Воронежской антеклизы и Днепровско-Донецкой впадины. На основе полученных результатов дан прогноз нефтегазоносности изученной территории. Выделено три перспективных участка – Грайворонский, Муромский и Белянский.
Актуальность тематики определяется географической близостью открытых на территории Украины месторождений (70-80 км). Поэтому выявление месторождений нефти и газа в Белгородской области и на их основе создание собственной базы углеводородных (УВ) ресурсов представляет несомненный практический интерес.
По прогнозам украинских геологов-нефтяников на севере Харьковской области неразведанные ресурсы газа оцениваются в 800 млрд.куб.м. На этой же территории - северный борт Днепровско-Донецкой впадины (ДДВ) помимо уже разведанных месторождений сейсмическими работами выявлено более 40 перспективных для поисков нефти и газа геологических структур.
На рис.1 отражено распределение неразведанных ресурсов УВ в стратиграфическом разрезе ДДВ и докембрийском фундаменте. Эту информацию по соседнему региону следует считать основополагающей и оптимистичной, т.к. на стратиграфический диапазон рассматриваемой территории (от нижневизейского подъяруса до московского яруса) формально приходится более 75 % потенциальных ресурсов в ДДВ.
Вопрос о нефтегазоносности осадочного чехла южных окраин Белгородской области был актуален ещё в 60-е годы прошлого столетия. Эту проблему пытались решить в Грайворонском районе, где по данным сейсмических работ методами МОВ и КМПВ была установлена флексура. Бурение запланированной там скважины так и не состоялось
Работы проведены в юго-западной части Белгородской области в зоне сочленения юго-западного склона Воронежской антеклизы и Днепровско-Донецкой впадины с целью выявления геологических предпосылок для оценки перспектив нефтегазоносности. Задачи решались исходя из существующих теоретических предпосылок наличия на территории скоплений углеводородов. За основу взята общепризнанная в мире осадочно-миграционная теория происхождения нефти. Названная теория базируется на трёх основных постулатах: генерация, миграция и аккумуляция (консервация) углеводородов.
Генерация подразумевает наличие определённой концентрации рассеянного органического вещества (РОВ) в осадочных горных породах и прохождения этими породами соответствующих термобарических условий за длительный период времени (а именно, определённой стадии метакатагенеза – МК2). Вполне объяснимо, что на данной территории в связи с новизной поставленной задачи исследования по такой тематике не проводились. С известной долей условности можно утверждать, что в соответствии с названной теорией нефтегенерирующие толщи в ДДВ находятся на глубинах более 2-х км (и это при наличии комплекса прочих благоприятных условий, в т.ч.геотермических – более 1400 !). Хотя известны другие примеры, так в Калининградской области промышленные залежи нефти в отложениях кембрия сформировались за счёт собственных источников на глубинах около 1200 м при палеотемпературах не выше 800С.
С позиций осадочно-миграционной теории происхождения нефти изучены геологические, геофизические и гидрогеологические материалы.
Образования осадочного чехла залегают в виде моноклинали, которая с резким угловым и стратиграфическим несогласием перекрывает кристаллический фундамент. Располагаясь на юго-западном склоне Воронежской антеклизы (ВА), она полого погружается в сторону ДДВ и в своём развитии тесно связана с последней.
Осадочный чехол представлен отложениями каменноугольной, пермской, триасовой, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. Мощность чехла в юго-западном направлении возрастает от 450 до 1400 м.
Каменноугольная система представлена терригенно-карбонатной толщей отложений нижнего и среднего отделов. Суммарная мощность их от 100-200 м на северо-востоке, до 1000 м на юго-западе. С угловым несогласием они перекрывается глинистыми породами юрского возраста подошва которых условно принимается как обширный потенциальный региональный экран-изолятор для мигрирующих УВ.
Отложения, перекрывающие здесь кристаллический фундамент, в категорию нефтематеринских не попадают хотя бы из-за незначительной их погруженности. Таким образом, всерьёз можно рассматривать только факторы благоприятные для миграции УВ с юго-запада и последующей их аккумуляции. Следовательно, с позиций осадочно-миграционной теории речь может идти только о вторичных залежах УВ, и поисковый интерес следует сосредоточить на выявлении возможных путей миграции флюидов и выявлении потенциальных ловушек.
Несмотря на длительную историческую дискуссионность вопроса генезиса залежей в кристаллическом субстрате необходимо считаться с фактом наличия скоплений УВ в разуплотненных породах фундамента вблизи района работ (Хухрянская, Юльевская и др. площади). Известны многочисленные примеры из мировой нефтяной практики, свидетельствующие о наличии залежей в геологической ситуации сходной с нашей. Наиболее близкий аналог - это группа из 9 небольших месторождений в коре выветривания фундамента в центральном Техасе (США). Здесь докембрийский фундамент, сложенный трещиноватыми кварцитами, залегает на глубине 500-800 м и на его поверхности выделяется широкая полоса эродированных останцов высотой 30-170 м. На склонах останцов выклиниваются отложения кембрия и ордовика, а сверху эти толщи и вершины останцов несогласно перекрываются единым комплексом пенсильванской свиты. Таким образом объектами поисков должны быть высокоподнятые и нарушенные разломами блоки фундамента в пределах крупных платформенных структур типа Воронежской антеклизы. Отсутствие общепринятых методик усугубляется крайне противоречивыми данными по коллекторским свойствам пород, слагающих докембрийское ложе и латеритную кору, покрывающую его. Поэтому при работе было решенио, не углубляясь в теоретические разработки ограничиться констатацией имеющегося материала по фундаменту с позиций, прикладного значения для поисковых целей. Это в первую очередь: а) ёмкостно-фильтрационные свойства (плотностные по геофизике); б) выявление зон концентрации тектонических нарушений, как потенциальных путей миграции УВ; в) изучение рельефа кровли субстрата для прогнозирования антиклинальных ловушек (в т.ч. унаследованных осадочным чехлом).
Исходный материал собирался и анализировался по трём основным направлениям: данные бурения, гидрогеологические наблюдения и геофизическая информация. Выполнялась также интерпретация дистанционной основы и атмолитогеохимическое профильное опробование.
Был создан банк данных стратиграфических разбивок скважин с высокой детальностью расчленения палеозойских отложений. На этой информационной базе выполнялись литолого-фациальные и структурные построения. Проведена корреляция каменноугольных отложений района с таковыми на близлежащей территории Украины. Сделан анализ этих материалов на предмет принципиальных отличий и сходства. Наиболее существенной на этой стадии является попытка протрассировать и увязать в геологических профилях северо-восточного направления картину возможной латеральной и вертикальной миграции. Эти материалы в комплекте с геологической картой домезозойских отложений и картой изопахит карбона стали основой всех последующих построений.
Детальная литолого-фациальная картина по каждому из горизонтов выглядит достатосно пёстро, поэтому целесообразнеее прибегнуть к некоторой генерализации учитывая значительную территорию (10 тыс.кв.км) и начальную стадию работ.
Для комплексного прогноза условно выделено по структурным, фациальным и другим геологическим особенностям (условиям седиментагенеза) четыре перспективных объекта поисков, которые близки к принятым в ДДВ продуктивным комплексам::
1) Породы кристаллического фундамента и коры выветривания. Явно самостоятельный поисковый объект по генетическому признаку.
2) Отложения бобриковского, тульского, алексинского и михайловского горизонтов нижнего карбона. На востоке территории к ним добавляются турнейские отложения. Комплекс характеризуется почти идеальным унаследованием структурных форм фундамента и крайней неоднородностью состава. Именно здесь отмечено максимальное количество проявлений битуминозности. Отложения характеризуются участками размыва и присутствием делювиальных кластогенных фаций.
3) Отложения венёвского, тарусского, стешевского и протвинского горизонтов нижнего карбона. Для комплекса характерны преимущественно карбонатный спектр отложений и довольно спокойная тектоническая обстановка – пологая моноклиналь.
4) Образования среднего отдела каменноугольной системы - башкирского и московского ярусов. Характеризуется наличием терригенных фаций и непосредственно срезается региональным юрским глинистым экраном. Присутствует только в приграничных с Украиной районах, что само по себе увеличивает его перспективы.
Каждый из комплексов оценивался по трём основным параметрам: 1) как потенциальный коллектор; 2) открытости к возможным путям миграции УВ; 3) наличию возможных ловушек.
Дилемма «коллектор-неколлектор» решалась с позиций ожидаемого его типа. В карбонатных разностях возможен преимущественно кавернозный его характер. Образцы керна серпуховского возраста подтверждают это. Однако, из-за крайне неравномерной системы незначительных пустот, особых надежд на этот интервал разреза (комплекс 3) возлагать не следует.
Более првлекательными выглядят терригенные разности 2-го и 4-го комплексов. Кластогенный характер отложений 2-го комплекса говорит о возможном наличии здесь коллекторов порового, трещинного и гранулярного типов. Распределение ёмкостей здесь неравномерное и контролируется палеообстановкой того времени.
Среднекаменноугольный комплекс (4-й) весьма перспективен на коллектора порового типа, так как содержит значительное количество песчанистых разностей. Однако залегает достаточно высоко по разрезу, что снижает шансы на его продуктивность.
Для оценки открытости к возможным путям миграции УВ и возможных типов ловушек был сделан структурно-морфологический анализ. По каждому из горизонтов отстраивался комплект из трёх карт, а именно: гипсометрия кровли, тренд кровли и карта остатков тренда. Затем расчитывался коэффициент корреляции между отметками кровли горизонта по скважинам и поверхностью тренда в скважинах. При значении коэффициента корреляции более 0,8 карта остатков тренда считалась корректной.
Существенные сложности вызывает вопрос наличия экрана над выявленными структурами. Если для 4-го и, частично для 3-го комплексов его роль играют юрские глины, то с 1-м и 2-м комплексами вопрос значительно труднее. Области разгрузки отложений серпуховского, башкирского и московского ярусов картируются под юрским глинистым экраном достаточно уверенно в региональном плане.
Отношение к карбонатным толщам 3-го комплекса двоякое. Следует допускать возможную экранирующую функцию этих пород.
Наибольшие проблемы вызывает оценка 1-го и 2-го комплексов. Задача оценки коры, как независимого поискового объекта требует проведения специализированных работ. Результаты литолого-фациального и структурно-морфологического анализа сводятся к следующему:
1. Наиболее перспективными в нефтегазоносном отношении являются отложения 2-го (объединённого вместе с 1-м) и 4-го комплексов;
2. Ловушки в породах визейского возраста и кристаллического фундамента (с корой выветривания) при наличии карбонатного экрана 3-го комплекса предположительно структурного и антиклинального типа, заполненные с юго-запада;
3. Перспективы третьего комплекса, вероятно, низкие из-за однородной его карбонатности и спокойного моноклинального залегания;
4. Среднекаменноугольный комплекс (башкирский и московский ярусы) высокоперспективен благодаря своему терригенному составу, хорошему экрану и может содержать антиклинальные и стратиграфические ловушки выклинивания (рис.2) на значительной территории юго-запада Белгородской области.
Гидрогеологические данные привлекались прежде всего в качестве косвенных поисковых критериев на нефть и газ (химизм подземных вод), а также для оценки коллекторских свойств пород по данным откачек из скважин. Особый интерес представляли зоны затруднённого водообмена. Гидрохимические показатели, как правило, имеют региональные колебания и их не следует слишком оптимистично оценивать в традиционном поисковом смысле. Из числа общих гидрогеологических условий артезианских бассейнов, благоприятными в отношении нефтегазоносности являются удаленность от областей инфильтрации, погруженность водоносных горизонтов, хорошая их закрытость, малые градиенты напоров. Особенно следует отметить в числе благоприятных показателей отжимной режим водонапорных систем, который способствует первичной миграции рассеянных углеводородов из глинистых нефтематеринских пород в коллекторы. Среди палеогидрогеологических условий благоприятным показателем является сохранение седиментогенных или древних инфильтрогенных вод. В этих случаях есть большая уверенность, что залежи нефти и газа сохранились от разрушения. На рассматриваемой территории в водоносных горизонтах палеозоя и фундамента перечисленные показатели выявлены в основном в юго-западной части.
Тяжелые гомологи метана в составе водорастворённого газа, в особенности пропан и бутан, поступают в воду из нефти и широко распространены только в водах нефтеносных районов. Для областей, где отсутствуют нефтегазоносные отложения, водорастворимые газы представлены почти нацело азотом, а газосодержание вод редко превышает 100см3/л. Отсутствие же кислорода в составе водорастворенных газов считается благоприятным признаком, так как при наличии кислорода углеводороды разрушаются , переходя в углекислый газ и воду. На изучаемой территории определения состава водорастворимого газа проводились в скважинах, которые бурились для поисков минеральных вод (скв. 921Г г.Белгород, скв. 1028 п.Маслова Пристань).
Главными минеральными солями, растворенными в хлор-кальциевых водах., являются: хлористый натрий, хлориды кальция и магния. Суммарным показателем является содержание ионов хлора. В хлор-кальциевых водах значение коэффициента rNa/rCl должно быть меньше единицы, а отношение rCl – rNa / rMg , больше единицы. Такие условия наблюдаются на юге-юго-западе территории, где глубина залегания нижнекаменноугольной толщи превышает 600-700 м и выделяется зона хлоридных натриевых вод. Соленость этих вод достигает 26,7 г/л.
Среди перечисленных информативных гидрогеологических показателей нефтегазоносности на рассматриваемой территории имеют место следующие: незначительное содержание или отсутствие в подземных водах сульфатов; хлоридный, натриево-кальциевый и гидрокарбонатный натриевый тип вод; повышенное содержание гидрокарбонатов в хлоридных водах; повышенная минерализация; высокая концентрация аммония, иода, брома, бора; удаленное расположение перспективых площадей от областей инфильтрационного питания; расположение перспективных пластов в пределах нижних гидродинамических зон, мощность которых весьма значительна; высокая степень гидрогеологической закрытости недр; небольшие гидравлические уклоны.
Построена серия карт распределения этих показателей. Наиболее перспективными являются участки в районе скв. № 10В п.Муром, в районе скв. №№ 1028, 1111Г п. Маслова Пристань и юго-западная часть территории Белгородской области.
Привлечение материалов геофизических исследований позволяет рассмотреть территорию работ в составе единой глубинной физико-геологической модели всего региона нефтегазоносной провинции и ее ближайшего обрамления, а также обосновывается возможностями геофизических методов в решении ряда конкретных задач:
1. Картирование зон повышенной проницаемости в докембрийском кристаллическом фундаменте и осадочном чехле, благоприятных для миграции УВ.
2. Картирование структурно-тектонических и петрофизических контактов различных геологических образований, экранирующих пути миграции УВ и способствующих их аккумуляции в структурно-тектонических и литологических ловушках осадочного чехла и докембрия.
Похожие работы
... уже имеющегося потенциала экономических связей с развивающимися странами нужна научно обоснованная стратегическая линия, подкрепляемая конкретными практическими шагами по ее реализации. IV. Экономико-географическая характеристика экономических районов России Россия представляет собой самый обширный регион всей Евразии и единственную федерацию в рамках СНГ, поэтому региональный анализ ее ...
... и целлюлозно-бумажная промышленность 3,0%; промышленность строительных материалов 2,9%; стекольная и фарфорофаянсовая промышленность 0,7%; легкая промышленность 33,5%; пищевая промышленность 14,8%; мукомольно-крупяная промышленность 1,9%. Билет №5 1. Городское и сельское население. Типы поселений. Функции городов. Обычно выделяют два основных типа поселений – городское и сельское. Соотношение ...
0 комментариев