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.
III2 пачка представлена прослоями песчаников мелкозернистых, алевролитов с тонкими слойками доломитов. Толщина пачки изменяется от 21 до 49 м.
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.
|
