Содержание к диссертации
Введение
I. Состояние вопроса .. 8
II. Геологическое строение территории. 18
1. Характеристика структурных и формационных подразделений осадочного чехла 18
2. Тектоническое районирование 21
Ш. Методика исследований 33
ІV. Основные показатели нефтегазоносности нижнефранско-среднедевонских отложений 35
1. Литолого-фапиальный фактор 35
2. Палеотектонический фактор 81
3. Условия формирования нижнедранско-среднедевонских терригенных осадков 100
4. Коллекторские свойства нижнефранско-среднедевонских отложений 155
5. Характеристика экранирующей способности нижнефранских отложений 173
6. Геохимическая характеристика нижнефранско-среднедевонеких терригенных отложений 182
7. Гидрогеологическая характеристика нижнефранско-среднедевонского водоносного комплекса 205
V. Нефтегазоносность нижнефранско-средиедевонеких отложений Тимано-Печорекой провинции и основные направления поисковых геологоразведочных работ 224
1. Характеристика ловушек и залежей углеводородов, условия их формирования 224
2. Перспективы поиска залежей углеводородов в северной части Тимано-Печорекой провинции 242
3. Методика трассирования линий выклинивания и поиска ловушек комбинированного типа 247
Заключение 251
Список литературы 253
Приложения 265
- Характеристика структурных и формационных подразделений осадочного чехла
- Литолого-фапиальный фактор
- Характеристика ловушек и залежей углеводородов, условия их формирования
Введение к работе
Актуальность темы. В число крупных народно-хозяйственных задач, поставленныз ХХУІ съездом КПСС, входит следующее: "Повышен -ными темпами развивать нефтедобывающую промышленность в районах.. и на севере Европейской части страны.... Осуществить меропирия -тия по выявлению месторождений нефти и газа на территории Евро -пейской части СССР". В связи с этим повышается интерес к территории Ненецкого автономного округа Архангельской области, где значительная доля начальных ресурсов углеводородов приходится на среднедевонско - нижнефранские отложения (12 - 15$), а раз -веданность их не превышает Q%. В связи с отсутствием в этом комплексе открытий месторождений в X - XI пятилетках, остро встала проблема оценки перспектив нефтегазоносности и выбора направ -лений геолого - поисковых работ.
Целью работы является определение перспектив нефтегазонос -ности и выбор основных направлений поисков залежей нефти и га -за; изучение геологических условий формирования ловушек неанти -клинального типа в среднедевонско - нижнефранском комплексе.
Достижению поставленных задач способствовало решение следующих вопросов: I- литолого-фациальное изучение разреза, 2- реконструкция условий седиментации в среднедевонско - нижне-ф ранском бассейне осадконакопления, 3- определение границ распространения осадков по площади, 4- анализ палеотектоническо-го развития комплекса, 5- выделение на основе комплексирования сейсмогеологических и литологических параметров зон, благоприятных для поисков ловушек литологического,стратиграфического и комбинированного типов.
Научная новизна. Впервые для северной части Тимано - Печорской нефтегазоносной провинции проведены многоплановые текстур -но - гранулометрические и минералого - аналитические исследова ния, что существенно повысило точность и достоверность палео географических реконструкций.
Изучена история и стадийность катагенеза органического вещества рассматриваемого комплекса в процессе прогрессивного литогене за на базе детальных палеотектонических построений.
На основе применения современной методики историко - геолого -геохимических исследований сформулированы практические критерии нефтегазоносности, повышающие достоверность прогнозирования зон нефтегазонакопления и залежей литологического, стратиграфи ческого и комбинированного типов.
Практическая ценность работы. Результаты исследований свидетельствуют о наличии ловушек лито -логического, стратиграфического и комбинированного типов в изу -чаемом комплексе.
Подтверждена перспективность среднедевонских отложений, выводя -щая их в первоочередной объект геолого-разведочных работ. Выделены зоны, благоприятные для поисков в них залежей нефти и газа.
Изменено представление о распространении осадков комплекса и о характере сочленения Колвинского мегавала и Большеземельского палеосвода.
Выводы,сделаиные в процессе работы над диссертацией, используются в процессе проведения геологоразведочных работ П Г 0 "Архан -гельскгеология".
Апробация работы. Основные положения диссертации были представлены на обсуждение на УІ ( 1979г) и X ( 1983г) конференциях молодых учёных и ас -пирантов геологического факультета Московского университета им. М.В.Ломоносова, на научной конференции, посвященной пяти -десятилетию "Архангельскгеологии" ( 1981г. ), на ряде научно - технических совещаний в ІГГ 0 "Архангельскгеология", в геоло - гических отчётах объединения за 1979 - 83г.г.
Публикации по теме. По теме диссертации опубликовано 8 работ, 2 - в печати.
Фактический материал. Основой диссертационной работы явились результаты исследований автора, основанных на лабораторных анализах каменного материала по скважинам ИГО "Архангельскгеология", "Ухтанефтегазгеология", материалы геофизических исследований в скважинах и материалы сейсморазведочных работ. Всего было выполнено: 815 анализов ми -нералогического состава, 934 - гранулометрического состава, 526 анализов коллекторских свойств, 46 анализов пластовых вод, 35 палеомагнитных замеров, 302 геохимических анализа, 31 определение палеотемператур, 127 описаний пород в больших плоско-параллельных шлифах, 188 фаунистических и споро - пыльцевых опре -делений, 37 термических анализов.
Анализы были выполнены в лабораториях П Г 0 "Архангельскгеология", ВНИГРИ, ВНИГНИ, ИГ и РГИ, ТПО ВНИГРИ и других научных и произ -водственных организациях.
Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объм работы составляет 277стр., 71 рисунок (78 стр. по тексту), 15 таблиц (35 страниц по тексту), список литературы из 87 названий (II стр.), I приложение (13 стр., 50 фотографий).
Диссертация выполнена в П Г 0 "Архангельскгеология" и в Всесоюзном ордена Трудового Красного Знамени нефтяном научно - исследовательском геологоразведочном институте в процессе прохождения автором аспирантуры во ВНИГРИ .
Автор выражает свою глубокую благодарность и признательность доктору геолого-минералогических наук, профессору В.А.Гроссгей му, под руководством которого выполнена работа.
і, В период работы над диссертацией автор пользовался советами и консультациями сотрудников ВНИГРИ: доктора геолого-минералоги -ческих наук Г.Ф.Рожкова,кандидата геолого-минералогических наук, руководителя лаборатории петрографии - Л.П.Гмид, кандидата геолого - минералогических наук 0.В.Бескровной и И.Л.Геращенко, которым автор выражает искреннюю благодарность.
Дружескую помощь и поддержку при работе над диссертацией автор получал от коллег,сотрудников ИГО "Архангельскгеология" :бывшего главного геолога по нефти и газу - Ю.А.Россихина, главного геолога по нефти и газу - В. А. Яралова, начальника геологического отдела объединения - Б.И.Рапопорта, главного геолога тематической экспедиции - С.Н.Горецкого, начальника геофизтческого отряда -В.И.Игуменова идругих сотрудников.
Всем коллегам , оказавшим автору поддержку, автор приносит свою искреннюю благодарность.
Характеристика структурных и формационных подразделений осадочного чехла
У большинства исследователей европейской части СССР сложилось твердое убеждение в том, что ТІШ в течение рифея прошла геосинклинальный этап развития и фундаментом ее являются метаморфи-зованные и дислоцированные образования рифейского или рифейско-раннекембрийского возраста (76).
Геофизические исследования последних лет позволяют рассматривать рифейские отложения как платформенные образования северовосточной окраины Восточно-Европейской платформы или краевой её части - Тимано-Печорской краевой системы. Залегают с резким угловым и стратиграфическим несогласием на кристаллическом фундаменте.
Вендско-нижнекембрийский этаж (позднебайкальекий этап тек-тогенеза). На территории провинции к нему относятся отложения нибельской и седьельской свит. Вендско-нижнекембрийский комплекс представлен красноцветной терригенной группой формаций, залегающих с угловым несогласием на поверхности рифея. Отложения комплекса, по-видимому, распространены в пределах отдельных участков, приуроченных к наиболее прогнутым зонам.
Ордовикско-нижнедевонский структурный этаж (каледонский цикл тектоненеза).
В его составе выделяется нижнеордовикская группа терриген-ных и среднеордовикско-ниЕнедевонская группа терригенно-карбонат-ных формаций. Первая из них представлена преимущественно кварцевыми песчаниками тельпосской и обеизской свит, в верхней части с зеленовато-серыми серицит-глинистыми и кварц-серицит-хлоритовыми сланцами.
Позднекаледонский цикл тектогенеза отмечен отложением карбонатной группы осадков с преимущественным развитием доломито-известковых формаций с прослоями глинистых известняков и глин. Мощности формации изменяются в западном направлении.
Среднедевонско-триасовый структурный этаж (герцинский цикл тектогенеза).
В течение этого цикла образовался ряд структурно-формацион-ных подразделений, отделенных друг от друга перерывами и связанных с определенными этапами тектонического развития региона: среднедевонско-турнейский, визейско-артинский и кунгурско-триасовый подэтажи.
Начало раннегерцинского этапа ознаменовалось отложением преимущественно группы терригенных формаций среднего девона. Возраст подстилающих отложений меняется от рифейского на Тимане до раннедевонского в пределах Предуральского прогиба. В составе среднедевонской надформации выделяются (с запада на восток) песчаная, глинисто-песчаная и песчано-глинйстая формации.
Представлены ритмично-чередующимися песчаниками, алевролитами, глинами, находящимися в зонах развития отдельных формаций в различных соотношениях. На территории Косью-Роговской и Коротаи-хинской впадин развита глинисто-известняковая формация.
Выше залегает нижнефранская группа терригенных, карбонатно-терригенных и карбонатных формаций с увеличением карбонатности с запада на восток.
Семилукско-турнейский подкомплекс характеризуется преиму -щественным развитием карбонатной группы формаций: мергельно-известняковой, доломито-известняковой.
Для среднегерцинского этапа характерно отложение формаций карбонатной группы, отличаясь терригенным осадконакоплением ниж-некаменно уголь ного подкомплекса и ангидрит о-известняковой формации средневизейско-серпуховского возраста. Башкирско-артинский подкомплекс характеризуется устойчивым формационным составом и незначительными колебаниями мощностей.
В позднегерцинский этап происходило накопление формаций карбонатно-терригенной и преобладающей терригенной группы. Этап по особенностям геологического развития подразделяется на ряд подэтапов: кунгурский, позднепермский, раннетриасовый, средне -позднетриасовый. Каждому из подэтапов соответствует свой подкомплекс отложений.
Среднеюрско-верхнека йнозойский структурный этаж (альпий -ский цикл тектогенеза). Его надформации распространены достаточно широко, охватывая большую часть ТІШ. Выделяются следующие надформации: среднеюрская олигомиктовая песчаная, верхнеюрско-неоком -екая серо цветная ал ев рито-глинистая, апт-альбекая угленосная глинисто-песчаная, верхнемеловая кремяисто-терригенная, верхне-кайнозойская песчано-алеврито-глинистая.
Литолого-фапиальный фактор
Корреляционная схема, по которой дается описание разреза, приведена в таблице I, позволяющей сделать переход к другим стратиграфическим схемам сложнокоррелируемого среднего девона.
В северной части провинции впервые среднедевонские отложения были вскрыты опорной Усинской скважиной. При дальнейшем изучении возникли значительные трудности при расчленении разреза в связи с довольно однородным составом слагающих его пород при большой их мощности, плохой сохранности органических остатков и противоречивых палеонтологических и палинологических определениях, сложной истории развития региона.
В пределах рассматриваемой территории среднедевонекие терри-генные отложения не имеют повсеместного распространения, а наиболее широко развиты в пределах Печоро-Ко лвинс кого авлакогена» (Рис.4).
Кроме того, периклинальное окончание Северного Тимана покрыто песчаными осадками среднего девона мощностью до 100-120 м, которые ложатся на протерозойские сланцевые серии.
Это поле выходов среднего девона на дневную поверхность имеет в ширину до 150-200 км и по простиранию 300-400 кмв Толща (надеждинская свита) характеризуется прекрасно выраженными косо-слойчатыми текстурами, иногда крупными, с единообразной ориентировкой с севера на юг.
Максимальные для Тимано-Печорекой провинции мощности среднего девона (1500м и более) при наибольшей стратиграфической полноте вскрыты в пределах Печоро-Кожвинского мегавала и Средне-Печорского поперечного поднятия, где они с несогласием залегают на нижнедевонских карбонатных отложениях.
Поскольку в северной части Печоро-Кожвинского мегавала, расположенной на изучаемой территории, среднедевонские отложения вскрыты только параметрической скважиной 1-Средняя Шапкина (мощность 844 м), здесь приводится краткая характеристика разреза в основном по материалам тематических отчётов (58,75) (аналогично и для южной части Шапкина-Юрьяхинского вала).
Характеристика ловушек и залежей углеводородов, условия их формирования
До открытия залежей нефти и газа в карбонатных отложениях нижнепермско-каменноугольного возраста на Усинском, Вуктыльском, а также на северной группе месторождений, основные разведанные запасы нефти и газа ТІШ были приурочены к нижнефранско-среднеде-вонскому нефтегазоносному комплексу. В настоящее время, несмотря на увеличение доли разведанных и прогнозных запасов, особенно на севере провинции, в мезозойско-пермском терригеныом, верхнедевонском и силурийском карбонатных нефтегазоносных комплексах, главными нефтегазоносными комплексами гю-прежнему остаются нижнепермско-каменноугольный карбонатный и нижнефранско-среднедевонский терри-генный.
Эти два основных комплекса изучены на севере провинции весьма неравномерно (1,2). Практически все разведанные запасы нефти и газа здесь связаны с нижнепермско-каменноугольным комплексом, к которому приурочены залежи на Лаявожском, Василковском, Кумжинском, Ванейвисском, Южно-Шапкинс ком, Ярейюском, Вараядейском, Торав ейском и ряде других месторождений. Поскольку этот комплекс залегает на глубине 1500-2500 м, он оказался экономически весьма рентабельным для подготовки в ускоренные сроки разведанных запасов нефти и газа,
Нижнефранско-среднедевонский терригенный комплекс, в котором в 1967-1975 гг. были выявлены залежи легкой нефти на Усинском, Возейском, Харьягинском, Пашшорско-Верхнегрубешорском месторождениях в центральной части Печорской синеклизы, на севере Тимано-Печорской провинции из-за значительной глубины его залегания (4000-5000 м)слабо изучен, особенно глубоким бурением.
Этот комплекс!осадков слагает региональный нефгегазосборный горизонт мощностью от 0 до 1500 м и контролируется регионально выдержанной нижнефранской покрышкой. Характер строения нижнефран-ско-среднедевонских отложений связан с.чередованием и развитием трансгрессивных и регрессивных циклов в палеобассеине осадконакопления, обусловивших широкое распространение региональных и локальных зон литологического выклинивания и стратиграфического несогласия.
В тех районах, где происходит сокращение мощностей продуктивных отложений до полного выклинивания, наряду со структурными создаются дополнительные условия для формирования залежей УВ в неструктурных седиментогенних, литологически и стратиграфически экранированных ловушках. Они отвечают как фронтальным частям трансгрессивных комплексов, так и зонам стратиграфических и диалогических несогласий на склонах палеосводов и крутых моноклиналей.
В районах, где мощность продуктивной толщи значительна, в нефтегазосборном бассейне формируется несколько самостоятельных резервуаров.
Современное распределение среднедевонского комплекса сложилось к началу франского века и определилось палеотектонической обстановкой, а именно: активными тектоническими подвижками сред-недевонекие осадки были выведены на поверхность и частично или полностью размыты. Максимальные мощности комплекса установлены на Северном и Среднем Тимане, Печоро-Кожвинском и Печоро-Ко лвинс ком авл.акогенах.
В южной части провинции в отложениях среднего девона и нижне-франского подъяруса выявлено значительное число залежей УВ, связанных с ловушками неструктурного типа. Распространению таких ловушек в этом комплексе благоприятствовала палеогеографическая обстановка его образования, выражавшаяся в резких фациальных перестройках, обусловивших литологическую изменчивость разреза: замещение грубо обломочного материала, формировавшегося в прибрежной зоне, более тонкими разностями области глубоководного шельфа.
Во впадинах платформенной части к началу ранней перми на фоне общего воздымания в сторону Тимана вблизи зон выклинивания сформировались залежи УВ (27,50). В дальнейшем, при формировании современного структурного плана в период по зднег ер пинского т ектогенез а, нефть и газ из этих стратиграфически и литологически экранированных залежей заполнили вновь образованные ловушки как структурного, так и комбинированного типа, что характерно и для северных районов провинции.
Нефтегазоносность и характеристика углеводородов нижнефране-ко-среднедевонского комплекса в центральной и южной частях провинции неоднократно освещалась и анализировалась рядом авторов (10,19,27). В таблице (15) приведены данные по некоторым наиболее характерным залежам в изучаемом комплексе.
