Условия формирования песчаных тел в чокракских отложениях северного борта западно-кубанского прогиба и их нефтегазоносность
формирования
песчаных тел в чокракских отложениях северного борта западно-кубанского прогиба
и их нефтегазоносность
Мятчин Константин Михайлович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Глава 1. История
геолого-геофизического изучения Западного Предкавказья.
Первые
описания месторождений нефти Кубани и Таманского полуострова были выполнены в
60-х годах XIX века академиком Г.В. Абихом, где он излагал первые представления
о геологическом строении указанных районов. Им впервые был установлен третичный
возраст нефтеносных отложений Кавказа и объяснена тектоника его предгорий.
Геологические исследования в то время носили разрозненный характер.
Систематическое
и планомерное изучение рассматриваемой территории, возглавляемое профессором
К.И. Богдановичем, началось в 1906 году, который впервые описал особенности
геологического строения Северо-Западного Кавказа. Им и другими сотрудниками
Геологического комитета России - И.М. Губкиным, С.И. Чарноцким, К.А. Прокоповым
и др. - в период 1906-1915 гг. была произведена сплошная геологическая съёмка
Кубанской нефтеносной области в масштабе 1:42000. Произведён детальный анализ и
выделены конкретные фациальные зоны погребённых дельт и конусов выноса на
склонах;
Огромной
заслугой геологических исследований И.М. Губкина в период 1909-1915 гг.
является то, что он впервые в мире установил новый тип нефтяной залежи
(<рукавообразный>), связанный с древней береговой линией майкопского
моря.
Значительное
развитие нефтяной промышленности начинается с 1930 года, когда были резко
увеличены объемы геологоразведочных работ. За сравнительно короткий срок (с
1934 по 1939 г.г.) удалось открыть ряд нефтяных месторождений, связанных, в
основном, с <заливообразными> залежами в майкопских отложениях: Хадыженское,
Кабардинское, Асфальтовая гора, Широкая балка, Кура-Цеце, Кутаисское, Абузы и
др. Большие успехи этих лет были достигнуты благодаря очень важным
исследованиям Г.А. Хельквиста, А.В. Ульянова, Н.Б. Вассоевича, А.Н. Афанасьева,
Д.И. Гритчина., П.Н.Соколова. С.Т. Коротков разработал методику поисков залежей
нефти в выклинивающихся песчаных горизонтах майкопских отложений. Все
исследования того времени касались только предгорной полосы складок и
моноклинали северного склона. Область равнинной части Краснодарского края
закрыта для прямых геологических наблюдений мощной толщей молодых отложений.
Планомерное
изучение геологического строенияв этой части Кубани начато с 50-х годов, в
начала основным методом изучения являлись сейсмические работы МОВ. Позже
широкое применение получил метод ОГТ. После открытия в 1985 г. газоконденсатных
залежей в чокракских отложениях Прибрежной структуры, сейсмические исследования
МОГТ планомерно проводятся в пределах всей погруженной части и северного борта
ЗКП, с целью поисков складок уплотнения в понтмеотических отложениях и изучения
строения караган-чокракских отложений. К настоящему времени практически вся
площадь покрыта сейсморазведкой 3Д, что дало возможность максимально
детализировать внутреннее строение наиболее продуктивной и перспективной
чокракской толщи.
Глава 2. Краткий
очерк геологического строения района исследования.
В
главе рассмотрены вопросы стратиграфии, тектоники и истории геологического
развития Западного Предкавказья.
2.1. Стратиграфия
В
геологическом разрезе Западно-Кубанского прогиба выделяются два крупных
структурных комплекса: интенсивно дислоцированные породы домезозойского
основания и мезозойско-кайнозойский осадочный чехол.
Мезозойско-кайнозойский
плитный чехол, залегающий на складчатом основании бассейна, начинается в
большинстве случаев со средней юры, а в структурно приподнятых участках - с
различных горизонтов мела и включает полный разрез палеогена, неогена и
антропогена. Залегание пород чехла характеризуется общим наклоном к югу с
увеличением мощностей в том же направлении, вплоть до максимальных в
центральных осевых частях передовых прогибов. Общая мощность чехла в наиболее
глубоких частях Западно-Кубанского передового прогиба превышает 10-12 км. В осевой
части прогиба породы фундамента не вскрыты и предполагаются только по
геофизическим данным.
Средний
миоцен в Западном Предкавказье подразделяется на тарханский, чокракский
(лангский ярус по международной стратиграфической шкале), караганский и
конкский (серравальский ярус по международной стратиграфической шкале) ярусы, а
также на сарматский и мэотический ярусы (тортонский ярус по международной
стратиграфической шкале). Отложения чокракского яруса представляют собой
преимущественно глинистую толщу с прослоями песчаников, алевролитов, мергелей,
известняков и доломитов. Отложения верхнего миоцена и плиоцена представлены
песчано-глинистыми породами понтического, киммерийского и куяльницкого ярусов.
Перекрываются они глинисто-алевритовыми породами и более грубыми образованиями
четвертичной системы.
2.2. Тектоника
Большинство
исследователей рассматривают Предкавказье как молодую Скифскую плиту с
эпигерцинским основанием. По-настоящему консолидированный фундамент,
по-видимому, образован докембрийскими толщами. Между палеозойским
раннегерцинским складчатым основанием и плитным мезозойско-кайнозойским чехлом
на Скифской плат-форме выделяется "промежуточный" или переходный
комплекс позднепалеозойского-раннемезозойского возраста. В него входят: средне-верхнекаменноугольные,
пермские отложения (часто нерасчлененный пермотриас), триасовые и, частично,
отложения самых нижних ярусов нижней юры. В некоторых тектонических зонах эти
отложения имеют характер молассы, в составе пород имеются и вулканиты, прежде
всего в перми и юре.
Район
исследований приурочен к северо-западной части Западно-Кубанского пере-дового
прогиба, который заложился в качестве компенсационного прогиба в олигоцене
перед фронтом растущих горно-складчатых сооружений Северо-Западного Кавказа
[Хаин, 2001 г.]. Северная граница этого субширотного прогиба проводится по
разлому в юрско-меловых отложениях, который четко фиксируется на ряде
субмеридиональных сейсморазведочных профилей. Амплитуда разлома более 1000 м.
Южной границей прогиба с мезозойским складчатым сооружением Кавказа является
шовная зона - Ахтырский глубинный разлом. Восточным ограничением прогиба служит
поперечная структура - Адыгейский выступ. Предположительно, глубина залегания
фундамента Западно-Кубанского передового прогиба свыше 13 000 м.
В
приосевой части передового прогиба, примыкающей к акватории Азовского моря,
расположен Славянско-Рязанский прогиб, совпадающий с наиболее прогнутой частью.
Прогиб дифференцируется на Славянскую и Темрюкскую синклинали и разделяющий их
Славянский выступ.
Непосредственно
Прибрежно-Морозовский нефтегазоносный район расположен в западной, наиболее
погруженной части Славянско-Рязанского прогиба. Структура района
характеризуется развитием пликативно-дизъюнктивных дислокаций. С юга район
ограничен Краснодарско-Анастасиевской полосой высокоамплитудных диапировых
складок. Степень тектонической напряженности по различным комплексам осадочного
чехла в значительной степени упрощается вверх по разрезу.
На
северном борту Западно-Кубанского передового прогиба караган-чокракские
отложения разбиты на серию тектонических блоков, что создает благоприятные
условия для образования экранированных ловушек.
2.3. История геологического
развития
После
сжатия, начавшегося в конце каменноугольного времени в поздней перми
большинство прогибов испытало закрытие, и отложения в них были деформированы. В
раннем триасе закладываются новые тектонические депрессии рифтогенной природы,
на приподнятых блоках формировались кабонатные толщи, по разломам происходили
вулканические излияния. В средней юре происходит общее погружение плиты и
начинается формирование мощного платформенного чехла. Вдоль зон разломов
(Ахтырский, Цыценский и др.), ограничивавших край плиты формировались
рифогенные массивы мощностью в сотни (до 1500) метров.
Общее
воздымание в конце позднеюрской эпохи охватило значительную часть Западного
Предкавказья, но с позднего апта эти районы начинают интенсивно погружаться. В
альбе практически все Предкавказье превратилось в мелководный морской бассейн.
В конце альба и в самом начале сеномана регион испытал эвстатическое понижение
уровня моря и эпейрогеническое поднятие, что выразилось в почти повсеместном
полном или частичном отсутствии отложений верхнего альба. В результате
начавшегося позже нового опускания произошло заложение прогиба, который с
севера ограничивался тектоническим уступом на месте современной Тимашевской
ступени. Наиболее выдержанными (однотипными) условиями формирования отложений
отличается позднетурон-коньяк-сантонское время. Широкое развитие карбонатных
осадков свидетельствуют об обстановках эпиконтинентального тепловодного
бассейна. На рубеже маастрихта и дания регион вторично испытал резкое
эвстатическое понижение уровня моря, что отразилось в повсеместном уменьшении
глубины, размывах отложений и наличии стратиграфических перерывов.
Положительные
складчатые движения в датское время были особенно интенсивны на западе северной
границы бассейна осадконакопления, о чем свидетельствует повышение содержания
алевритиво-песчаного материала в разрезах пород севера Западного Предкавказья.
К югу Западного Предкавказья терригенность разреза постепенно уменьшается.
В
позднем эоцене на Большом Кавказе можно предполагать возникновение поднятий в
виде низкой островной суши, на склонах поднятий отмечается появление
олистостром. В связи с ростом поднятий в олигоцене происходит компенсационное
погружение, закладываются смежные прогибы, в которые втягиваются южные части
платформы. Этот этап является началом формирования передовых прогибов. В
наиболее погруженных зонах этих прогибов в относительно глубоководных условиях
некомпенсированного погружения в олигоцен-раннемиоценовое время происходит
накопление темноцветных глинистых толщ майкопской серии, обогащенных
органическим углеродом. В пределах Западного Предкавказья: глубоководные
условия существовали в погруженной части ЗКП, в районе Тимашевской ступени
накаливались более мелководные отложения. Разделялись эти зоны полосой малых
величин осадконакопления в условиях материкового склона морского дна,
соответствующей в современном тектоническом плане северному борту ЗКП.
К
моменту накопления чокракских отложений позднемайкопский палеобассейн был уже
сформирован, поступление обломочного материала в него усилилось. В тархане и
начале чокрака идет процесс эрозии майкопской поверхности, формируется ряд
каньонов (врезов) субмеридионального и север-северо-восточного направления. Под
влиянием различных склоновых процессов караган-чокракские отложения в пределах
северного борта ЗКП оказались разбитыми на серию блоков, ступенчато погружающихся
с севера на юг и отделяющихся сбросовыми нарушениями (рис. ). В посткараганское
время склон мор-ского дна был практически выровнен осадками,
подводно-оползневые явления завершились. Глубина бассейна постепенно
уменьшалась, и в куяльницкое время на территории Западного Предкавказья
осадконакопление происходило, в основном, в условиях дельт, лиманов и плавней.
2.4. Нефтегазоносность
В
разрезе Предкавказья установлено семь регионально нефтегазоносных комплексов,
отличающихся по геологическому строению, масштабам нефтегазонакопления и
условиям размещения залежей УВ: триасовый, нижне-среднеюрский, нижнемеловой,
верхнемеловой, палеогеновый и неогеновый.
На
северном борту Западно-Кубанского прогиба основным является неогеновый
нефтегазоносный комплекс. Здесь выделяются два этажа газонефтеносности: верхний
- в отложениях понт-меотиса, к которым приурочены залежи <сухого> газа и
нижний - в отложениях чокрака, с которыми связаны газоконденсатные,
нефтегазоконденсатные и нефтяные месторождения.
Нефтегазоносность
среднего миоцена северного борта ЗКП, а именно чокракских отложений установлена
в 1985 г. открытием Прибрежного нефтегазоконденсатного ме-сторождения. К
настоящему времени также открыты газоконденсатные и нефтяные залежи на
Сладковской, Морозовской, Южно-Морозовской, Западно-Морозовской, Варавенской,
Терноватой, Восточно-Черноерковской, Западно-Беликовской, Западно-Мечетской,
Северо-Рисовой и Чумаковской площадях.
Характерными
особенностями группы месторождений Прибрежно-Морозовского района являются:
аномально высокие пластовые давления (коэффициент аномальности (Кан) =
1,96-2,03); резкая изменчивость коллекторских свойств продуктивных пачек по
площади; неоднозначность характеристики некоторых пластов по ГИС; уникально
высокое, приближающееся к критическому, и различающееся по пачкам
конденсатосодержание; сложное фазовое состояние УВ в залежах; высокое
содержание парафинов в продукции, что в совокупности существенно осложняет как
проведение геологоразведочных работ, так и эксплуатацию месторождений.
Основной
объем запасов УВ на месторождениях Прибрежно-Морозовского района сосредоточен в
IV пачке чокракского комплекса. Притоки из различных пачек чокрака изменяются
от 3 до 200-250 тыс. м3/сут - газа, от 10-15 до 240 м3/сут - конденсата, и от
30 до 205 т/сут - нефти. По данным некоторых исследований (Одинцов Н.И., Бигун
П.В., Микерина Т.Б., Колесниченко В.П.), чокракские отложения имеют достаточный
генерационный потенциал и способны образовать скопления жидких и газообразных
углеводородов. Также не исключается возможность вертикальной миграции
углеводородов из майкопских нефтегазоматеринских толщ в чокрак по разрывным
нарушениям.
Замеренные
пластовые давления в продуктивных пластах чокракских отложений изменяются от
571,9 кгс/см2 до 618,7 кгс/см2 с коэффициентом аномальности 1,96-2,03.
Пластовые температуры на абсолютных отметках середин залежей продуктивных пачек
изменяются от 119oС до 131oС
Глава 3.
Чокракские песчаные коллекторы.
3.1. Методы исследования фациальной обстановки
накопления чокракских отложений и локализации песчаных тел
Чокракский
комплекс отложений северного борта Западно-Кубанского прогиба является сложно
построенной преимущественно глинистой толщей, характеризующейся крайне
неравномерным распределением песчаного материала. Поэтому поиск песчаных тел и
выделение в них ловушек и залежей углеводородов связан со значительными
трудностями.
Геофизические
исследования скважин привлекаются для выделения пластов-коллекторов в
продуктивном интервале разреза, их стратиграфической привязки и определения
фильтрационно-емкостных свойств. Для интерпретации привлекаются только те
методы ГИС, которые решают эти задачи. По данным ГИС определяются: эффективная
толщина, объемная глинистость, пористость, проницаемость и
нефтегазонасыщенность. Чокракские отложения исследуемого района характеризуются
значительной фациальной изменчивостью, как по вертикали, так и по латерали.
Поэтому качественный и результативный поиск пластов-коллекторов и скоплений
углеводородов в них стал возможен только после использования в качестве
основного инструмента сейсморазведки 3Д. Для предварительной оценки возможных
изменений литологии ОГ и их коллекторских свойств, привлекаются динамические
признаки сейсмических записей в виде карт полей сейсмических атрибутов:
амплитуд и частот отражений и пластовых скоростей. Динамическая интерпретация
позволяет производить тонкий анализ литологического состава пород, участвующих
в строении изучаемого объекта. В практическом плане она направлена в первую
очередь на выделение и трассирование продуктивных пластов в выдержанных по
латерали стратиграфических единицах разреза, определение их эффективной
мощности и пористости. В комплексе с фазовой корреляцией, позволяет более точно
определять морфологию различных геологических тел и тем самым раскрывать их
генетическую природу.
После
решения задачи выделения песчаных тел и поиска ловушек по данным ГИС и
сейсморазведки встает вопрос о типе флюида, насыщающего залежь. Для решения
этой задачи привлекается технология высокоразрешающей электроразведки с
измерением параметра вызванной поляризации (ВРЭ-ВП). Основой для разработки
технологии послужили теоретические исследования ВНИИГеофизики, НВ НИИГГ и
СНИИГГиМС конца 80-х - начала 90-х годов, существенно доработанные в ЗАО
<НПЦ <Геонефтегаз>. Основная задача, на которую направлен комплекс
сейсмо-, электроразведки и ГИС - это оценка типа флюида, насыщающего ловушку
УВ, выделенную по данным сейсморазведки и определение контура выявленной залежи
или отдельного ее этажа на основе анализа распределения аномалий вызванной
поляризации и относительной электропроводности пластов-коллекторов.
3.2. Геологическое строение чокракского комплекса
северного борта Западно-Кубанского прогиба Характеристика структур
продуктивных отложений
В
структуре поверхности майкопских отложений отчетливо выделяются впадины и
поднятия, создавшие благоприятные условия для накопления чокракских отложений.
Основные субширотные разрывные нарушения, возникшие при оползании
караган-чокракских блоков, захватывают верхнюю часть майкопских отложений,
однако осложняющие субмеридиональные нарушения здесь редки.
Основной
нефтенасыщенной и нефтеперспективной пачкой в пределах Прибрежно-Морозовского
района является пачка IV чокракского возраста. Кроме этого, она пользуется
наибольшим площадным распространением в пределах исследуемой территории.
Особенности морфологии пачек и распределения песчаного материала, рассмотренные
на примере IV пачки, учитывались при анализе строения и других пачек чокрака.
Разрывные
нарушения оползневого генезиса ориентируются в двух основных направлениях: с
востока на запад и с запад-северо-запада на восток-юго-восток. При этом,
пересекаясь, они образуют несколько крупных блоков - оползневых тел. На
сейсмограммах видно, что при оползании блоков по плоскости разломов песчаные
пласты запечатывались глинистыми отложениями, таким образом создавая
флюидодинамические экраны. Это подтверждается также и показаниями
электроразведки, которая в случае флюидопро-водящего разлома давала бы над ним
положительную аномалию, чего в большинстве случаев не наблюдается.
Наиболее
крупными, монолитными блоками являются Морозовский, Северо-Морозовский и
Варавенский. На севере района субмеридиональными разломами блоки разбиты на
более мелкие оползневые тела. Все эти блоки содержат в себе отдельные
тектонически-экранированные ловушки и поэтому могут представлять
нефтегазоперспективный интерес при наличии в них пачек-коллекторов (рис. 1).
Пачка
IV в Морозовском и Северо-Морозовском блоках образует четыре
тектони-чески-экранированные ловушки: две в центральных частях и две в западных
частях этих блоков. Абсолютные отметки кровли IV пачки в наиболее приподнятых,
южных частях Морозовского блока составляют -2720 - -2790 м, а на
Северо-Морозовском блоке - в диапазоне -2780 - -2810 м. Максимальные отметки
глубин на северных крыльях блоков достигают 2900 м. Протяженность обоих блоков
в поперечнике меняется от 2 до 2,5 км.
Южнее,
в пределах Черноерковской и Западно-Поповской площадей поверхность чокракских
пачек по сравнению с более северными районами Сладковско-Морозовской зоны еще
более осложнена. Здесь на их структуру и стратиграфическую полноту помимо
оползневых явлений воздействовало проявление в верхнем майкопе
криптодиапиризма. Его интенсивность по мере омолаживания песчаных пачек чокрака
ослабевает. Наибольшему влиянию криптодиапиризма подверглась нижняя часть
чокрака.
Широко
развитые разрывные нарушения явились причиной деформации осадочного покрова в
пределах структурных блоков различного масштаба. Наиболее четко по материалам
сейсморазведки 3D выделяется Терноватый блок и его структурное осложнение в
виде Южно-Терноватого блока. В центральной части участка по поверхности
большинства чокракских пачек выделяется Черноерковский блок, а в восточной -
Петровский, отделенный от первого системой субширотных нарушений, которые могут
контролировать нефтегазонакопление. Для чокракских пачек характерно погружение
в южном направлении.
В
южной части площади выделяется двухкупольная складка, разделенная сравнительно
глубоким прогибом. При этом восточный купол имеет изометричную форму и
амплитуда по замыкающей изогипсе -2920 не более 50 м.
Основным
структурным элементом пачки IV Песчаной площади является Песчаная структура -
субширотное, однокупольное линейно вытянутое поднятие, осложненное различной
ориентации разрывными нарушениями с амплитудой смещения синхронных отложений не
более 10-20 м на вершине структуры и 20-50 м на ее крыльях. Абсолютные отметки
кровли IV пачки в своде Песчаной структуры составляют -2927 м. Коллектора в ней
распределены крайне неравномерно.
Структурный
план кровли караганских отложений значительно снивелирован относительно
чокракского комплекса. Караганские отложения меньше заражены разрывными
нарушениями. Практически остались лишь основные разломы.
Особенности
формирования структур в чокракских отложениях
На
северном борту Темрюкской синклинали верхнемайкопско-нижнесарматские отложения
осложнены системой постчокракских сбросов и ротационных ступенчатых блоков
гравитационно-оползневого генезиса. Блоковые дислокации протягиваются вдоль
северного борта прогиба на суше и в Азовском море на 180 км при ширине
сбросовой зоны до 15-20 км. В поперечном сечении зоны дислокаций насчитывается
до 11-13 блоков, ступенчато опущенных с севера на юг и разграниченных
продольными и поперечными сбросами. Характер нарушенности чокракских отложений
был детализирован в процессе работ на основе сейсморазведки 3Д. Простирание
блоков на западе зоны дислокаций субширотное, на востоке - юго-восточное.
Количество блоков в восточном направлении уменьшается, и на западном борту
Славянского выступа выделяется до 2-3 непротяженных блоков. Ширина блоков 0.5-1
км-до 2-3 км, длина до 10 и более км. Амплитуда смещения от первых десятков до
сотен метров.
Конседиментационные
сбросы, формирующие блоковые ступени, от субвертикальных в кровле карагана вниз
по разрезу выполаживаются в верхнемайкопских отложениях до плоскости
напластования пород. В связи с этим блоки при перемещении по разрывным
нарушениям запрокидывались, образуя структуры типа roll-over, причем, чем
больше амплитуда смещения, тем больше угол поворота блоков. Вследствие этого
первоначальные южные падения пород в блоках при небольших амплитудах смещения
выполаживались, а при значительных амплитудах сменялись на северные (рис. 2).
При сползании караган-чокракских блоков верхнемайкопские пластичные глины в их
основании нагнетались в соседние с юга опущенные блоки, которые, кроме того,
испытывали дополнительные тангенциальные усилия сжатия, создаваемые весом
сползающих с севера блоков. В результате этого строение караган-чокракских
отложений в блоках осложнялось (последовательно с юга на север) или небольшими
замкнутыми сводами, ограниченными с двух сторон сбросами, или структурными
выступами. В блоках с небольшой амплитудой смещения, когда первоначальные южные
падения пород только выполаживались, структурные выступы погружались в южном
направлении. При значительной амплитуде смещения, когда падение пород в блоках
менялось на обратное, структурные выступы погружались в северном направлении.
Такие структурные выступы в сочетании с ограничивающими их с юга или севера
разрывными нарушениями являются благоприятными (при наличии коллекторов) для
образования ловушек комбинированного типа.
В
северных 3-4 оползневых блоках из-за небольших (20-40 м) амплитуд смещения
падения пород южные, в остальных, более южных, блоках с амплитудами смещения до
100 м и более падения пород северные.
Перемещающиеся
вниз по склону (по напластованию) пластичные глины верхнего майкопа у подножия
склона морского дна встречали сопротивление горизонтально залегающих пород
этого же возраста и сжимались, формируя антиклинальные складки и
криптодиапировые структуры в осевой части Западно-Кубанского прогиба.
Обстановки накопления и формирования песчаных тел
В
чокракское время осадконакопление в изучаемом районе происходило в условиях
внутреннего шельфа. Поверхность дна к началу чокрака была выровнена, угол ее
наклона составлял 2-2,5о. (Черненко и др). В бассейн осадконакопления
происходил плоскостной смыв терригенного тонкозернистого материала с северной
суши. Питающие речные системы привносили, в основном, песчано-алевритовый
материал. В условиях авандельты на шельфе чокракского моря происходило
формирование песчано-алевритовых отложений, которые характеризуются
руслово-лопастным строением.
Песчаный
материал осаждался в руслах и рукавах, где поток сохранял наибольшую силу. В
разрезе песчаные тела характеризуются линзовидным строением. В поперечном
сечении центральной части Прибрежно-Морозовской авандельты IV пачки чокрака
насчитывается до 7 транзитных каналов переноса грубозернистого материала. Сами
каналы также заполнены песчаниками. Ширина каналов от 600 м до 2,5 км. Южнее
авандельтовые потоки постепенно теряли свою силу, и песчаный материал
распределялся более широко по площади, занимая более обширные пространства.
Конфигурация песчаных русел в северной части территории подтверждает снос
осадков с севера. Описанная обстановка осадконакопления существовала до конца
чокрака. На разрезе видно, что песчаные русла унаследовано развиваются и в вышележащих
чокракских пачках. Необходимо отметить, что в чокракское время осадконакопление
происходило на фоне постоянного дифференцированного тектонического прогибания
территории, что обусловило аномально большие толщины продуктивного комплекса
отложений северного борта Западно-Кубанского прогиба и развитие участков
повышенных толщин отложений.
Источники терригенного материала
Некоторые
аспекты выяснения проблемы транспортировки и осаждения осадочного материала для
чокракских отложений Западного Предкавказья нашли свое отражение в
диссертационных работах последних лет, выполненных В.П. Колесниченко, Н.М.
Галактионовым, С.Л. Прошляковым (1999-2001 гг.). Указанные исследователи,
основываясь на большом количестве геолого-геофизического материала, делают
выводы о преобладании северных и северо-западных источников сноса обломочного
материала в пределах северного борта и погруженной части ЗКП. Северная граница
распространения чокракских отложений проходит в районе Каневско-Березанского
вала, что подтверждается сейсмическими данными. Здесь наблюдается схождение и
конец прослеживания сейсмогоризонтов, отождествляемых с кровлей и подошвой
чокракских отложений.
Северные
источники сноса чокракских осадков подтверждаются литолого-петрофизическими
исследованиями кернового материала из скважин. Породообразующий материал в виде
кварца с различными примесями отражает снос с Русской платформы. Это
подчеркивается также наличием характерных акцессорных минералов - рутила,
циркона, турмалина. Источником обломочного материала, по-видимому, служили
небольшие речные системы, впадавшие в чокракский водоем с севера. Поступающий
материал многократно перемывался и переотлагался под воздействием волновой
активности на мелководье и разносился по шельфу, транспортируясь в более
погруженную часть на юге.
Для
более южных площадей ЗКП, находящихся в осевой части прогиба, можно говорить о
нескольких источниках поступления терригенного материала. Первый - это вынос
песчаников по каналам и руслам авандельты, описанный выше. Второй источник
располагался к югу и юго-востоку от исследуемой площади, где размывались
поднятия росшего Кавказа, а также высокоамплитудные структуры, связанные с
образованием майкопских диапиров с ядрами, сложенными пластичными толщами
майкопа. К одному из них приурочено Анастасиевско-Троицкое месторождение.
Однозначно вопрос об источниках материала пока не решен.
Краткая характеристика продуктивных горизонтов
В
целом, чокракские отложения северного борта Западно-Кубанского прогиба - это
преимущественно глинистая толща, в разрезе которой выделяется до девяти
песчано-алевролитовых пачек.
К
верхнему чокраку, охарактеризованному в кровле смешанной караган-чокракской, а
внизу - верхне-чокракской фауной, отнесены I и II продуктивные пачки. Толщина
верхнего чокрака от 18 до 30 м.
Нижний
чокрак охарактеризован богатым и разнообразным комплексом фораминифер.
Встречена так же спириалисвая фауна, характерная обычно для глубоководных фаций
чокрака (спириалисовые слои). Эта часть разреза, сложенная преимущественно
темно-серыми и зеленовато-серыми глинами, содержит до семи (III-V2)
песчано-алевролитовых пачек толщиной от 10 до 58 м.
III
пачка представлена переслаиванием различных пород алевролитов, песчаников,
мергелей, доломитов и глин. Толщина пачки изменяется от 16 до 32 м.
III1
пачка сложена глинами с прослоями песчаников и алевролитов, в кровле
встречаются слойки мергелей и доломитов. Толщина пачки колеблется от 12 до 36м.
III3
пачка на площади представлена чередованием песчаников, алевролитов и глин. В
разрезе скважин толщина пачки колеблется от 2,8 до 9 м.
IV
пачка наиболее распространена по всей площади. Пачка имеет
алевро-песчано-глинистый состав. По результатам исследования керна песчаники
светло-серые с зеленовато-коричневатым оттенком, светло-серые, мелкозернистые,
иногда с небольшой примесью среднезернистой фракции, в основном некарбонатные и
слабокарбонатные, средне- и слабосцементированные, неслоистые, однородные.
Глины темно-серые, серые, темно-серые с зеленоватым оттенком. Глины темно-серые
и серые алевритистые, некарбонатные, слюдистые, средней крепости,
горизонтальнослоистые. Некоторые прослои карбонатные, плотные, крепкие. В
некоторых прослоях глины доломитизированные. Алевролиты светло-серые с
зеленоватым оттенком и светлосерые. Алевролиты светло-серые с зеленоватым
оттенком кварцевые, слабокарбонатные, среднесцементированные, однородные.
Толщина пачки изменяется от 10 до 53,6 м, а максимальные значения достигают 58
м. В верхней части, на отдельных участках, выделяется пачка IV', содержащая
коллекторы толщиной от 1 до 12 м.
V1
пачка выделена почти повсеместно. Толщина пачки изменяется от 11 до 41 м.
Сложена она песчаниками слоистыми, с тонкими примазками глин.
V2
пачка выделена в ряде скважин с толщиной от 13 до 45 м. Литологически
представлена переслаиванием песчаников, алевролитов, с прослоями сидерита.
Толщина пластов песчаников и алевролитов, являющихся коллекторами гранулярного
типа, от 0,6-0,8 до 3-4 м.
Резервуары и коллекторы в чокракских отложениях
В
изучаемом районе к настоящему времени выявлены ловушки различных типов.
Большинство из них прямо или косвенно связаны с разрывными нарушениями.
В
пределах Прибрежно-Морозовского района выявлены структурные,
структурно-тектонические, структурно-литологические ловушки. Размеры их могут
составлять от 2-5,0 до 2-7 км, высотой от 20 до 120 м. Глубины залегания
ловушек от 2500 до 3100 м.
В
восточной части района караган-чокракские отложения внутри выделенных блоков
раздроблены на более мелкие блоки, что создает условия для формирования ловушек
небольших размеров различного типа. Здесь выявлены ловушки размером 0,5-1,5 км
и 0,5-2 км и высотой от 10 до 50 м. Глубины залегания ловушек от 1 900 до 2
800м.
Коллекторы
чокрака отличаются резкой изменчивостью в площадном распространении. Наиболее
выдержанные песчано-алевролитовые пласты отмечаются в III-IV пачках, они
занимают наибольшие площадные пространства. Песчано-алевролитовые пласты
остальных пачек характеризуются незначительным распространением и имеют форму
линз, часто разорванных тектоническими нарушениями. Кроме того,
песчано-алевролитовые коллекторы по площади и по разрезу сильно различаются по
глинистости, что создает условия для образования литологических и
структурно-литологических ловушек.
Таким
образом, основным типом ловушек являются комбинированные - структурные с
тектоническим и литологическим экранированием.
В
пределах изучаемой территории в отложениях чокрака установлены, согласно
классификации Ханина, пять типов (I-V) терригенных коллекторов, обладающих
различными емкостно-фильтрационными свойствами.
Коллекторы
I класса вскрыты в отдельных скважинах Сладковско-Морозовского участка (по
данным Бигуна П.В.и др.). Для них характерны наиболее высокие максимальные
значения пористости насыщения (от 27,7 до 30,8 %). Данные коллекторы
практически не содержат глинистого цемента (до 2-3 %) и характеризуются
незначительным развитием процесса регенерации кварцевых зерен. Они также
характеризуются низкими значениями остаточной водонасыщенности (5-19,4 %).
Коллекторы
II класса выделены в разрезе скважин Сладковской и Морозовской площадей.
Проницаемость их достигает 516,6-926,37х10-3м2. Пористость составляет
18,2-26,3%. Минимальные значения остаточной водонасыщенности составляют 13,3%.
Представлены мелко- и крупнозернистыми песчаными алевролитами, как правило, с
небольшим (до 5%) содержанием кварц-глинистого цемента, но иногда с некоторой
(до 5-10%) примесью карбонатного цемента. Нередко, совместно с коллекторами I и
II класса, соседствуют такие же песчаники, но с большим (до 30%) количеством
пойкилитового кальцитового цемента, имеющие низкие значения пористости (до
11,9%) и проницаемости (не более 32,2х10-3 мкм2).
Коллекторы
III класса встречены в скважинах на Сладковской и Варавенской площадях. Это
мелкозернистые песчаники с небольшой примесью алевролитового материала и
алевролиты, отличающиеся от описанных выше несколько большим (до 15%)
количеством глинистого цемента. Как правило, в роли цемента выступает
тонкодисперсное глинистое вещество гидрослюдисто-хлоритового состава, реже
отмечается хорошо раскристаллизованный каолинит. Коллекторы этого класса
характеризуются значительным диапазоном открытой пористости (от 15 до 27,8%),
проницаемость составляет 100-300 мД. По сравнению с коллекторами II класса
коллекторы III класса имеют преобладающие поры уменьшенного радиуса. Основную
долю проницаемости в них обеспечивают поры радиусом 6,3-16 мкм, содержание
которых варьирует от 21 до 15,5%.
Коллекторы
IV класса развиты в разрезе скважин Сладковской, Морозовской, Терноватой и
других площадей. Представлены они мелкозернистыми песчаниками с кальцитовым
цементом (до 30%), алевролитами с глинистым цементом (до 10%), иногда с
прослоями глин и заметным влиянием вторичных процессов: каолинизации,
сульфидизации, карбонатизации. Пористость в коллекторах IV класса изменяется от
15,68 до 19,94%, изредка в песчано-алевролитовых разностях этого класса
фиксируются повышенные значе-ния пористости насыщения - 27,63%. Содержания пор
радиусом менее 0,1 мкм достигает 40,6%. Проницаемость имеет значения в пределах
от 96,5-11,04х10-3мкм2. Основную долю проницаемости обеспечивают поры разного
радиуса. Наиболее распространенные в этой группе поры радиусом 6,3-10 мкм,
содержание которых составляет 3-17,7%. Они обеспечивают от 34 до 55,1% всей
проницаемости коллекторов.
Коллекторы
V класса представлены алевролитами или разнозернистыми песчаниками со
значительным (до 30-35 %) количеством глинистого или глинисто-карбонатного
цемента. Максимальные значения пористости насыщения в коллекторах V класса
составляют 16%, минимальные - 11,09%. Проницаемость колеблется от 1,2 до
9,54х10-3мкм2.
Для
природных резервуаров среднемиоценового комплекса флюидоупорами являются мощные
глинистые толщи, развитые в чокраке, карагане и конке. Коллекторы здесь имеют
локальное распространение и надежно изолируются не только по вертикали, но и по
латерали, что обуславливает существование в них АВПД.
Основные закономерности распределения коллекторов
Коллектора
в чокракских отложениях связаны с песчаными линзами, формирующимися при выносе
терригенного материала по каналам, лопастям и рукавам палеоаван-дельты. Поэтому
так называемая пачка - это не синхронный, плащевидный коллектор, а серия
изолированных песчаных линз, образованных на данной территории часто независимо
друг от друга и не одновременно, но в достаточно узком временном диапазоне,
сменяемом углублениями моря и выносом большой массы глинистого материала.
Зональный
прогноз распространения коллекторов в чокракских отложениях осуществлен на
основе комплекса следующих прогнозных признаков: - анализ распределения общих
толщин различных частей чокракского комплекса; - анализ сейсмических атрибутов.
Карты
толщин всего комплекса чокракских отложений и его нижней части, от подошвы
чокрака до кровли пачки IV (до стадии активного оползания) демонстрируют
значительную дифференциацию этих отложений, как между различными оползневыми
блоками, так и внутри каждого отдельного блока.
Ареал
развития высоких амплитуд отражений, характеризующих наличие песчанистых
участков, имеет субмеридиональное простирание, протягиваясь широкими полосами в
восточной, центральной и западной частях участка. Сама конфигурация этих
участков развития максимальных амплитуд отражений подтверждает их генезис как
отложений палеорусла, протягивающегося с север-северо-востока на юг-юго-запад
практически через всю Сладковско-Морозовскую тектоническую зону.
Итогом
зонального прогноза является схема распределения песчаных тел пачки IV. Здесь
показаны контуры рукавов палеоавандельты, внутри которых расположены единые
геологические тела - тонкопереслаивающиеся алевролито-песчаниково-глинистые
пачки. Здесь же отмечены области увеличения песчанистости (и соответственно
пористости) этих пачек (рис. 3).
Песчаные
линзы пачки IV принадлежат трем лопастям: Варавенско-Мечетской на западе,
Морозовско-Терноватой в центральной части участка и Сладковско-Петровской на
востоке территории. В пределах лопастей можно проследить несколько
палеорукавов. Так, Сладковско-Петровской лопасти принадлежат
Сладковско-Морозовский палеорукав, протягивающийся от Сладковского
месторождения через Южно-Сладковский блок до Северо-Морозовского блока и,
южнее, Петровский палеорукав, раздваивающийся к югу. По всей видимости,
изначально эти два палеорукава составляли одно целое.
Далее
на запад, в пределах Морозовско-Терноватой лопасти прослеживается Морозовский
палеорукав, проходящий через Варавенский, Восточно-Варавенский и
раздваивающийся в Северо-Морозовском блоке. Его продолжением служат Терноватый
и Беликовский палеорукава.
В
пределах западной, Варавенско-Мечетской, лопасти, Варавенский рукав в районе
лимана Глубокий разделяется на Западно-Морозовское и Мечетское палеорусла. На
этой же широте отмечаются следы более мелких рукавов, соединявших на короткое
время Западно-Морозовский и Морозовский палеорукава. Южнее, в пределах Песчаной
площади Мечетский палеорукав раздваивается.
Как
видим, все три выделяемых лопасти: Сладковско-Петровская, Морозовско-Терноватая
и Варавенско-Мечетская сливаются на севере участка, что подтверждает единый
источник сноса терригенного материала на севере.
Основные
черты пространственного распределения песчаного материала внутри других пачек
чокрака, в целом, сохраняются. Общность их природы состоит в приуроченности
песчанистых тел - линз к основным, названным выше палеорукавам. Латеральная
миграция потоков, изменение их режимов меняют лишь детали распределения
песчаных линз внутри каждой пачки.
Заключение.
В
результате работ нам удалось создать модели природных резервуаров как
принципиально нового нефтеносного объекта в Западном Предкавказье.
На
основе проведенных исследований и обобщения материала сделаны следующие
основные выводы:
1.
На основании анализа сейсмических материалов проведено детальное сопоставление
разрезов чокракских осадков Прибрежно-Морозовского района и выделены
продуктивные пачки, в т.ч. наиболее распространенная по площади IV продуктивная
алевро-песчаная пачка.
2.
Разработана и применена методика выделения песчаных тел внутри преимущественно
глинистого разреза на основании совместной интерпретации таких сейсмических
атрибутов как амплитуды и частоты отражений, а также пластовых скоростей и
анализа распределения по площади общих толщин отложений различных частей
чокракского комплекса.
3.
Установлено, что чокракские продуктивные отложения формировались в обстановке
внутреннего шельфа (глубины до 50 м). Песчаный материал привносился в бассейн с
севера речными системами и концентрировался в рукавах и протоках авандельты. В
разрезе песчаные тела характеризуются линзовидным строением.
4.
В формировании резервуаров принимали участие широко развитые тектонические
нарушения, связанные с оползневыми процессами на северном борту
Западно-Кубанского прогиба. Песчано-алевролитовые коллекторы по площади и по
разрезу сильно различаются по глинистости, что создает условия для образования
литологических и структурно-литологических ловушек. Таким образом, основным
типом ловушек являются комбинированные - структурные с тектоническим и
литологическим экранированием.
5.
На основании использования технологии высокоразрешающей электроразведки ВРЭ-ВП
в пределах Прибрежно-Морозовского нефтегазоносного района выделены участки,
нефтеносность которых подтверждена бурением, составлена карта перспектив
нефтегазоносности.
На
территории Краснодарского края и прилегающих акваториях Азовского и Черного
морей имеются предпосылки кратного увеличения ресурсов и уровня добычи углеводородов.
По прогнозным оценкам на территории Краснодарского края могут быть разведаны
еще довольно значительные запасы углеводородов, в том числе: в Западной части
(зона Приазовских плавней), на шельфах Азовского и Черного морей. В настоящий
момент специалисты ОАО <Роснефть-Краснодарнефтегаз> основной акцент
делают на поиски в осевой части Западно-Кубанского прогиба. В 2004-05 гг. здесь
проведены сейсморазведочные работы на нескольких площадях и пробурено 3
успешных скважины. Кроме этого, в 80-90 км юго-восточнее Прибрежно-Морозовского
района, на северном борту Славянской синклинали Западно-Кубанского прогиба,
прогнозируется Новотитаровский конус выноса с предполагаемой нефтегазоносностью
чокракских отложений и аналогичным строением целевой толщи.
В работе защищаются следующие положения:
1.
Показано, что накопление песчаного материала происходило в условиях авандельты
на фоне постоянного дифференцированного тектонического прогибания территории,
что обусловило аномально большие толщины чокракских отложений.
2.
Установлено широкое развитие разломной тектоники на северном борту
Западно-Кубанского прогиба и связь большей части дизъюнктивов с оползневыми
явлениями.
3.
Природные резервуары связаны с пластами в дельтовых отложениях, осложненных
разрывными нарушениями. Основным типом ловушек являются комбинированные -
структурные с тектоническим и литологическим экранированием.
4.
Доказана связь нефтяных объектов с наиболее интересными объектами, выделенными
на основании комплексного анализа геолого-геофизических материалов.
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://geo.web.ru/