 |
История геологического развития
|
|
|
|
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.
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.
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.
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.
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
|
|
|
