Введение к работе
Актуальность темы. Проблема промышленной пефтегазоносности кристаллического фундамента (КФ) и перекрывающего его докембрийского осадочного (промежуточного) комплекса (ПК) осадочно-породных бассейнов приобрела в последние годы важное научно-практическое значение. Большая актуальность этой проблемы обусловлена целым рядом причин, главная из которых - тенденция нарастающего истощения запасов углеводородного сырья (УВС), прежде всего месторождений нефти, приуроченных к осадочному чехлу. Мировая практика, особенно последних лет, показывает, что с КФ осадочных бассейнов связаны весьма крупные залежи нефти и газа в различных регионах мира. Блестящие открытия последнего десятилетия уникальных залежей нефти, приуроченных к гранитоидным образованиям фундамента в бассейнах Южно-Китайского моря (Кыулонгский, Южно-Коншонский), Восточно-Европейской платформы - Днепровско-Донецкая впадина (ДЦВ), Прикаспийского (месторождение Оймаша) и других, указывают на то, что фундамент осадочных бассейнов характеризуется региональной нефтегазоноспостью и представляет собой принципиально новый этаж промышленной нефтегазоносности, обладающий весьма значительной ресурсной базой. Следовательно, наиболее эффективным способом решения проблемы оценки, нефтегазоносного потенциала КФ и ПК является разработка принципиально новых теоретических и практических концепций, а также методов и способов освоения крупных ресурсов углеводородов (УВ), сосредоточенных в пределах этих нетрадиционных источников УВС.
Комплексные научные исследования, осуществленные в рамках представленной докторской диссертации, направлены на решение этой важной и крайне актуальной проблемы в Волго-Уральском и других регионах Восточно-Европейской платформы (ВЕП).
Теория и практика поисков и разведки залежей УВ, которыми руководствовались ранее и ориентируются вплоть до настоящего временя, реализуются- на основе общепринятой в отечественной и, особенно, зарубежной практике осадочно-миграционной * теории (ОМТ) нафтидогенеза-нефтегазонакопления применительно к объектам осадочного чехла.
По этой теории, КФ осадочных бассейнов отводится лишь роль нижнего ограничения распространения нефтегазоносных комплексов.
По мнению многих сторонников ОМТ, поисковые работы на нефть и газ в фундаменте бесперспективны в своем абсолютном большинстве.
В то же время текущая динамика прироста запасов углеводородного сырья
практически во > всех нефтегазодобывающих регионах мира имеет четко выраженную
Г ГОС. НАЦИОНАЛЬНА» .
I БИВЛИОТМА !
тенденцию к снижению этой величины. На фоне устойчивого истощения УВС осадочного чехла нефтегазоносньж бассейнов (НГБ), обнаружение принципиально новьж, крупньж дополнительньк его источников, является весьма актуальной и жизненно важной проблемой. К числу нетрадиционньж ресурсов УВ относятся скопления нефти и газа в образованиях докембрийского промежуточного комплекса и кристаллического фундамента. Поиски и разведка промышленньж скоплений УВ в указанньж выше комплексах длительное время сдерживались устоявшимися представлениями об отсутствии или резко «узурпированном» содержании в них остатков органического вещества (ОВ) и, как следствие, практическим отсутствием в них нефтегазогенерирующих толщ. Однако литологические и органохимические исследования докембрийских комплексов позволили относить время формирования дофанерозойских формаций как мегаэтап с периодическим накоплением формаций, обогащенных OB (А.В. Сидоренко, 1970, 1978; СвА Сидоренко, 1991; Лопатин, 1983). Тем не менее, промышленная нефтегазоносность разновозрастного, в том числе докембрийского кристаллического фундамента, установлена в пределах 54 нефтегазоносньж бассейнов мира. Активные нефтегазопроявления разнообразного характера отмечались в процессе глубокого и сверхглубокого бурения во многих бассейнах ВЕП, что дает основание констатировать региональный характер нефтегазоносности КФ в их пределах.
Все это заставляет внести существенные коррективы в традиционные представления об источниках (очагах) генерации УВ и закономерностях процессов нефтегазонакопления.
Открытие крупньж нефтяньж залежей в рифейских карбонатах Юрубченско-Тохомской зоны Восточно-Сибирского НГБ, уникальных залежей нефти в гранитоидах фундамента в пределах Кыулонгского бассейна (Южный Вьетнам), залежей нефти, газа и конденсата в докембрийском кристаллическом фундаменте на северном борту ДДВ и, наконец, активные нефтегазопроявления в пределах Ухта-Ижемского вала (Гимано-Печорский НГБ) позволяют рассматривать исследования нефтегазоносности докембрия древних и кристаллического фундамента молодьж платформ в качестве приоритетного современного направления геологии нефти и газа.
Чрезвычайная сложность проблемы и нерешенность целого ряда принципиальных вопросов выражаются в первую очередь в отсутствии достаточпо аргументированного обоснования условий и механизма формирования залежей УВ в КФ, источников или очагов генерации УВ, стадийности и механизма заполнения резервуаров, оценки роли в масштабов геоднпамическнх и флюидодинамических процессов, а также влияния катагенетического фактора на скорость и темпы нафтидогенерации и нефтегазонакопления.
При рассмотрении характера временной > и пространственной связи процессов нафтидогенеза-нефтегазонакопления очень важным является исследование основных причин
возникновения и эволюции зон разуплотнения и деструкции (пустотного пространства) в недрах кристаллического фундамента, являющихся следствием проявления различных гипогенных факторов.
Таким образом, актуальность выполненного исследования, заключается в теоретическом обосновании, и практической реализации концепции нафтидогенеза-нефтегазонакопления в кристаллическом фундаменте и докембрийском промежуточном комплексе осадочных бассейнов одной из наиболее изученных на территории бывшего Советского Союза крупнейшей надпорядковой структуры - Восточно-Европейской платформы с привлечением соответствующих материалов по другим нефтегазонефтеносным регионам.
Цель работы заключается в разработке методологии и оптимальных критериев оцепки перспектив нефтегазоносностн докембрийского кристаллического фупдамента и промежуточного комплекса осадочного чехла на основе эволюционно-генетического и геодинамического моделирования осадочных бассейнов Восточно-Европейской платформы.
Осповные задачи:
-
Тектоническое и нефтегеологическое районирование докембрийских комплексов Восточно-Европейской платформы в пределах седиментационных бассейнов.
-
Выделение и обоснование источников и основных очагов генерации УВ в докембрийских образованиях и оценка условий временной и пространственной связи процессов нафтидогенеза-нефтегазонакопления в кристаллическом, фундаменте и промежуточном комплексе чехла.
-
Выявление структуры и качественной категории природных резервуаров (коллекторов и экранирующих толщ) в разрезах КФ и ПК, а также условий и механизма формирования пустотного пространства в докембрийском осадочном комплексе и кристаллическом фундаменте.
-
Определение условий, механизма и динамики формирования УВ скоплений верхнепротерозойских и архейско-нижнепротерозойских образований в бассейнах ВЕП.
-
Оценка перспектив' нефтегазоносностн рифейско-вендского осадочного комплекса и кристаллического фундамента Волго-Уральского и других бассейнов ВЕП на основе моделирования флюидодинамических систем, обуславливающих тесную синхронизацию процессов нафтидогенеза.
-
Определение приоритетных направлений поисково-разведочных работ на нефть и газ в докембрийском осадочном комплексе и кристаллическом фундаменте Волго-Уральского и других НГБ Восточно-Европейской платформы
Научная новизна представленной работы включает в себя следующие положения:
- разработаны новые методы и принципы оценки перспектив нефтегазоносности
верхнепротерозойских осадочных отложений и архейско-нижнепротерозойских
кристаллических образований осадочных бассейнов ВЕЛ;
- выявлена цикличность формирования доманикоидных отложений, включая
дофанерозойскую историю исследуемого района, обеспечивающую в сочетании с широким
глубинным и временным диапазоном катагенеза многофазное функционирование
нафтидогеперирующих систем;
- установлена тесная пространственно-временная связь процессов нефтегазогенерации
и нефтегазонакопления как результат взаимодействия различных нафтидогенерирующих
комплексов и глубинного аллогенеза (сейсмоакустика, геоэнергетика, гидротермальная
деятельность и т.д.). с тенденцией многофазного проявления в ходе геологической
эволюции;
на примере строения кристаллического фундамента ряда бассейнов ВЕП, в частности, Волго-Уральского НГБ, отмечено широкое развитие зон разуплотнения и дезинтеграции (пустотного пространства) за счет геодинамических напряжений и других галогенных факторов;
впервые с позиции взаимодействия и единства геодинамических факторов и флюидодинамических процессов рассмотрена проблема нефтегазоносности кристаллического и осадочного докембрийских комплексов Волго-Уральского и других НГБ Восточно-Европейской платформы.
Практическая значимость работы состоит в научном обосновании перспектив пефтегазопосности дофанерозойских рифейско-вендских комплексов и кристаллического фундамента седиментациоьшых бассейнов ВЕП.
Следует, подчеркнуть, что практические рекомендации по направлениям региональных и поисково-разведочных работ на нефть и газ в Волго-Уральском бассейне и, в частности, в пределах Южно-Татарского свода с учетом результатов исследований автора в течение 1991-2002 гг., переданы и эффективно используются в различных производственных организациях. Они представлены также в проектах геологоразведочных работ в Республике Татарстан (РТ) и сопредельньж ей регионах, в обосновании, сверхглубокой скважины № 20009 Ново-Елховской, параметрических и глубоких опорных скважин на - востоке и на юго-востоке Татарстана на рифей-вендские отложения и на кристаллический фундамент.
По инициативе и при участии автора диссертации в РТ был создан геодинамический полигон на территории Ромашкинского месторождения, не имеющий аналогов в России, и начато создание на базе глубоких скважин геолабораторий с их включением в состав
геообсерваторий. Разработана и осуществляется программа восстановления стволов ранее пробуренных сверхглубоких скважин с целью изучения в динамике новейших движений и изменения флюидонасыщения. Работы, проведенные в 1999-2001 г.г., позволили обосновать новые параметрические скважины на нераспределенных, землях с целью изучения нефтегазоносности как традиционно осадочньж толщ палеозоя, так и осадочного докембрия и кристаллического фундамента по Российской программе.
Материалы исследований автора, по сути, отражают завершение регионального этапа исследований осадочньж бассейнов ВЕП, в особенности Волго-Уральского, с оценкой его ресурсной базы и обоснованием приоритетных направлений геологоразведочных работ, в том числе на КФ и ПК.
Защищаемые положения:
1. Направленность эволюции, характер геодипамики и флюидодинамического режима
- важнейшие факторы формирования и размещения залежей нефти и газа в кристаллическом
фундаменте и в докембрийском осадочном комплексе седиментационяых бассейнов ВЕП.
-
Кристаллические, образования фундамента и осадочный; комплекс верхпего протерозоя НГБ ВЕП обладают всеми необходимыми геолого-геохимическими и гео-флюидодинамичсскими предпосылками промышленной нефтегазоносности..
-
На основе геодииамического и флюидодинамического подхода к проблеме нефтегазоносности докембрийских (осадочньж и кристаллических) комплексов в их составе выделяется ряд нафтидогенерирующих систем, обеспечивающих под влиянием тектоно-термальньж процессов синхронно протекающую генерацию и аккумуляцию УВ.
-
Промышленные залежи УВ прогнозируются как в верхней части рифейско-вендского осадочного комплекса, обладающего благоприятными геолого-геохимическими предпосылками и оптимальным сочетанием коллекторов и экранирующих толщ, так и в образованиях кристаллического фундамента в субгоризонтальньж зонах разуплотнения, прослеживающихся на глубинах 5-7 и более км (Татарский свод и др.).
Фактический материал, составляющий основу представленной работы, получен, проанализирован и обобщен автором в период 1991-2003 гл\ Он включает фактологические данные личньж исследований и наблюдений, автора, а также обширный- материал, полученный в процессе работ и исследований ряда производственных организаций и научных учреждений, осуществляющих геологоразведочные работы на территории Восточно-Европейской платформы. Кроме того, в диссертационной работе отражены публикации и фондовые материалы, касающиеся рассматриваемой проблемы, различных научных институтов и центров: ВНИГРИ; ВНИГНИ, ИГиРГИ, ТАТНИПИНЕФТЬ, МГУ и т.д.
Апробация работы.. Результаты исследований автора по теме диссертации многократно докладывались на рабочих совещаниях акционерного общества «Татнефть», коллегиях Министерства экологии и природных ресурсов РТ, Международных и Российских конференциях и симпозиумах; доклад был представлен на 30-ом Международном Геологическом конгрессе в Китае (Пекин, август, 1996 г.), 3 доклада - на 31-ом Конгрессе в Бразилии (Рио-де-Жанейро, август, 2000 г).
Основой диссертационной работы явились монографии: «Докембрий Восточно-Европейской платформы: геология и пефтегазоносность» (2002 г.) и «Геология и нефтегазоносность докембрийских комплексов Восточно-Европейской платформы» (2003 г.). Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав основного текста и заключения, общим объемом 151 стр., 33 внутритекстовых рисунков и 2 таблиц. Список использованных источников включает 162 наименования отечественной и зарубежной литературы по теме выполненной работы.
В процессе работы над диссертацией многие ее положения обсуждались с ведущими учеными Татарстана (РХ Муслимов, В.Г. Изотов, И.Х. Кавеев, И.Н. Плотникова), Москвы (Е.Б. Грунис, Э.М. Халимов, А.А. Плотников), Санкт-Петербурга (М.Д. Белонин, В.Н. Макаревич), Беларуси (Р.Г. Гарецкий, Р.Е. Айзберг), Украины (А.Е. Лукин), которым автор выражает искреннюю признательность за конструктивную критику, внимание и поддержку.