Сложноэкранированные залежи углеводородов в нижнепермских отложениях юго-восточного склона Русской платформы

Утопленников В.К., Драбкина А.Д.


Институт проблем нефти и газа РАН

Материалы бурения, геолого-геофизических исследований нижнепермских отложений свидетельствуют, что юго-восточный склон Восточно-Европейской платформы в пределах Волго-Уральской нефтегазоносной провинции является высокоперспективным на выявление и вовлечение в разработку новых крупных ресурсов нефти в отложениях верхней части разреза, приуроченных к нижнепермской рифогенно-карбонатно-сульфатной формации, в которой наблюдается субмеридиональная и субширотная фациально-структурная зональность и выявлены сложноэкранированные ловушки.
Резкое удорожание работ в глубокозалегающих отложениях и обусловленное этим уменьшение объемов геологоразведочных работ приводит к сокращению темпов прироста запасов нефти и газа. Одновременно происходит истощение разрабатываемых месторождений Волго-Уральской провинции, что приводит к падению добычи углеводородов (УВ).
Снижение темпов падения и стабилизация добычи нефти и газа возможны при условии коренной реорганизации всех видов работ, связанных с поисками, разведкой и разработкой залежей нефти
и газа, включая открытие и вовлечение в разработку новых сложнопостроенных нетрадиционных нефтегазоносных комплексов, в том числе и в верхней части разреза на глубинах до 1 000 м,
в нижнепермском фациально-структурном этаже [1, 2], с привлечением в этот сегмент
инвестиций и инновационных возможностей малых и средних компаний.
Анализ результатов геолого-геофизических исследований нижнепермских отложений свидетельствует, что юго-восточный склон Восточно-Европейской платформы в пределах Башкортостана, Татарстана, Оренбургской и Самарской областей и всей Волго-Уральской нефтегазоносной провинции является высокоперспективной в нефтегазоносном отношении территорией. Перспективна, но слабо изучена верхняя часть разреза, приуроченная к нижнепермской рифогенно-карбонатно-сульфатной формации (рис. 1). В ее составе выделяются: ассельский, сакмарский, артинский и кунгурский ярусы, представленные сложнопостроенными карбонатно-эвапоритовыми и соленосными отложениями [1, 5, 6].
Рис. 1. Сводный геологический разрез нижнепермских отложений юго-востока Русской платформы [1]
1 — суглинки;
2 — глина;
3 — алевролит;
4 — песчаник;
5 — мергель;
6 — доломит оолитовый;
7 — известняк;
8 — ангидрит;
9 — гипс;
10 — доломит, известняк трещиноватый;
11 — гипс заглинизированный; 12 — фациальное замещение;
13 — астреевидные кораллы;
14 — фазулиниды; 15 — прочие остатки фауны;
16 — продуктивные пласты;
17 — слабые нефтепроявления; 18 — поверхность маркирующего горизонта;
19 — поверхность размыва
В предыдущие годы петрофизические исследования в нижнепермских отложениях проводились
в незначительном объеме, не разработана методика оценки подсчетных параметров. Все это объясняется скептическим отношением к промышленной оценке установленных нефтепроявлений в нижнепермских отложениях платформенной части Башкортостана, Татарстана и Оренбургской области из-за ряда неудач при испытании и пробной эксплуатации в основном структурных скважин. Это объясняется также тем, что открытие большого количества крупных высокодебитных нефтяных месторождений в отложениях девона и карбона — Ромашкинского, Туймазинского, Бавлинского, Шкаповского, Серафимовского и других — на долгие годы отвлекло внимание геологов и геофизиков от детального исследования промышленной нефтегазоносности нижнепермских отложений.
Коллекторами нефти и газа в нижнепермских отложениях являются шельфовые и рифогенные пористо-кавернозно-трещиноватые органогенно-обломочные доломиты и известняки [1, 2]. Покрышками служат ангидриты, гипсы и каменные соли, преобладающие в разрезе кунгурского яруса. Наиболее надежным флюидоупором являются отложения соленосной и подсоленосной толщ кунгурского яруса, увеличение мощности которых происходит в юго-восточном направлении
с образованием крупных соляных валов.
На территории юго-запада Башкортостана, востока Татарстана и Оренбургской области установлена региональная нефтенасыщенность доломитов кунгурского яруса (пласты Р0, Р1, Р2, Р3, Р4), доломитов и известняков артинского (пласт Р5), сакмарского (пласт Р6) и ассельского ярусов.
Анализ материалов показал, что нижнепермские отложения обладают сильной изменчивостью литологического состава пластов-коллекторов и характера пустотного пространства, связанного с эпигенетическими преобразованиями коллекторов, поэтому требуется целенаправленный подход при выборе методики и технологий геологоразведочных работ, вскрытия, исследований таких объектов и ввода их в эксплуатацию.
Установлено, что сложнопостроенные порово-трещиноватые карбонатные нижнепермские отложения платформенной части Башкортостана и Татарстана отличаются рядом особенностей: относительно высокой пористостью, низкой проницаемостью, резкой фациальной неоднородностью по вертикали и латерали, сульфатизацией пород [1, 2, 5].
По мнению А.А. Бакирова [3], формирование и размещение регионально нефтегазоносных территорий и зон нефтегазонакопления в литосфере обуславливается совокупностью целого ряда факторов, основными из которых являются:
  • литолого-фациальные условия накопления осадков;
  • геотектоническое строение и палеотектонические условия развития территории;
  • условия, обеспечивающие сохранность образовавшихся залежей и зон регионального нефтегазонакопления.
Особенностью развития литофаций и формирования мощностей нижнепермских отложений юго-восточного склона Русской платформы является субмеридиональная ориентировка фациальных зон, обусловленная образованием Предуральского передового прогиба между горными сооружениями Урала и Русской платформы и субширотная ориентировка блоков,
контролируемая трансформными
разломами (рис. 2) [1, 4].
Рис. 2. Структурная карта по кровле нижнепермских отложений [2]
1–5 — зоны нижнепермских локальных структур; отображение погребенных грабенообразных прогибов;
6 — конседи-ментационных;
8 — постедимен-тационных;
7 — отображение зон горстовидных поднятий;
9–11 — границы палеозойских структур;
12 — пермские валы
В пределах платформы литофациальная обстановка контролировалась шельфовым характером осадконакопления с относительно резкой изменчивостью мощностей и фациального состава пород на коротких расстояниях, связанных с рифообразованием и палеотектоникой.
Развитие большого количества органогенных построек типа биостромов и биогермов привело
к группированию их в сложные системы, контролируемые региональными тектоническими процессами.
К числу литофациально-тектонических факторов, контролирующих формирование залежей нефти
и газа, относится распространение региональных геоструктурных элементов, благоприятных для формирования соответствующих литофациальных зон и разнотипных нефтегазоносных ловушек:
на платформах — сводовых поднятий, мегавалов, впадин и авлакогенов, осложненных ловушками рифового типа; в предгорных прогибах — антиклинальных продольных и поперечных тектонически экранированных структурных зон, рифовых, фациально-изменчивых комплексов и т.д.
Исследования геологических закономерностей размещения скоплений нефти и газа в значительной степени основываются на анализе процессов региональной тектоники.
Формирование структурного регионального плана нефтеносных территорий связано, прежде всего, с развитием структуры кристаллического фундамента платформенных переходных и складчатых областей, а также с формированием дизъюнктивных нарушений и зон стратиграфических несогласий, обусловленных горизонтальными и вертикальными движениями земной
коры [1, 4, 5, 6].
Наиболее детальная карта рельефа консолидированного фундамента востока Восточно-Европейской платформы по данным грави-, магнито- и сейсморазведки построена
И.С. Огариновым [4], который на ее основе выполнил нефтегеологическое районирование рассматриваемой территории (рис. 3).
Рис. 3. Карта рельефа фундамента востока Русской плиты и западного склона Южного Урала
(Огаринов И.С. и др., 1980 г.)
1 — архейские срединные массивы, переработанные в карельских складчатых системах; 2 — области карельской складчатости; 3 — области байкальской складчатости;
4 — области герцинской складчатости; 5 — карельские краевые массивы, переработанные байкальской складчатостью; 6 — байкальские краевые массивы, переработанные герцинской складчатостью;
7 — изогипсы поверхности дорифейского фундамента; 8 — изогипсы поверхности байкальского фундамента (миогеосинклинальные формации); 9 — изогипсы преломляющего сейсмического горизонта, соответствующего поверхности байкальского фундамента; 10 — изогипсы поверхности кристаллического фундамента зоны Соль-Илецкого блока; 11 — изогипсы подошвы палеозойских геосинклинальных образований в Магнитогорском мегасинклинории; 12 — граница между предполагаемыми мио- и эвгеосинклинальными образованиями байкалид; 13 — контуры выхода по поверхности Тараташского архейско-древнепротерозойского блока; 14 — современная западная граница складчатого Урала;
15 — конформная система продольных разломов — главный Уральский разлом: а) по геологическим,
б) по геофизическим данным; 16 — трансформная система субширотных разломов: перикратонный шов;
17 — глубинные разломы ивтакрустальные; 18 — глубинные разломы мезокрустальные; 19 — проектные сейсмические профили (а), скважины (б)
Тектоническое строение нижнепермских отложений наиболее детально изучено по материалам структурного бурения по маркирующему горизонту реперу К4, приуроченному к нижней части кунгурского яруса и кровле артинского и сакмарского ярусов [1, 2].
Нижнепермские отложения имеют сложное тектоническое строение и литофациальный состав, которые в значительной степени унаследованы от нижележащих этажей. И в то же время имеется множество структурных осложнений, обусловленных внутренней структурой. В целом нижнепермские пласты, так же как и нижележащие, характеризуются региональным, но более пологим погружением в юго-восточном направлении, с градиентом 2–3 м/км и с более резкими уступами в зонах региональных разломов. По данным структурных построений (рис. 2) выделяются все крупные тектонические элементы, установленные в карбоне и девоне: Серафимовско-Балтаевский, Ермекеевский валы субширотного простирания, Шкаповско-Знаменская, Тарказинско-Чегодаевская, Большекинельская и другие структурные зоны северо-западного простирания [2].
Формирование субширотных валообразных зон, по мнению авторов, было связано с формированием субширотной трансформной, по отношению к Уралу, системой разломов, наиболее крупной из которых является Шкаповско-Белебеевско-Знаменская трансформная структурно-фациальная зона. В нее входят Шкаповское, Знаменское, Городецкое, Тарасовское, Яновское, Бахтинское, Сухореченское и др. поднятия. Зона приурочена к крупному погребенному выступу фундамента и является, по-видимому, частью крупной валообразной зоны юго-востока
Татарского свода, простирающейся в юго-восточном и северо-западном направлениях.
Структуры вышеуказанных зон пересекаются протяженными узкими региональными прогибами северо-восточного простирания, в большинстве случаев являющимися отражением девонских грабено-образных прогибов, сопряженных на востоке с валообразными антиклинальными поднятиями, контролируемыми разломами субмеридионального простирания.

ИТОГИ
Выполненный анализ геолого-геофизических материалов свидетельствует о региональной нефтегазоносности отложений всех стратиграфических подразделений нижней перми на юго-востоке Русской платформы. Нефтегазопроявления установлены по всему разрезу от кунгурского до ассельского яруса при широком площадном распространении.
Прогнозируются открытия нефтегазовых скоплений в резервуарах комбинированного типа в нижнепермских отложениях.
ВЫВОДЫ
Выполненные исследования позволили уточнить закономерности формирования сложноэкранированных залежей углеводородов в нижнепермских отложениях юго-восточного склона Русской платформы:
  • фациальная зональность нижнепермских отложений связана с развитием Предуральского краевого прогиба и системой авлакогенов субширотного простирания, формирование которых контролировалось, в свою очередь, трансформной и конформной системами разломов, секущих Урал и Русскую платформу с юго-востока на северо-запад;
  • наиболее крупные и высокоамплитудные структуры связаны с субширотными структурными зонами, контролируемыми трансформными разломами, а также грабенообразными прогибами и горстовидными зонами, имеющими субмеридиональное простирание, обусловленное развитием конформной системы разломов;
  • конформные структурные зоны, обусловленные образованием грабенообразных прогибов и горстовидных зон, сформировавшихся за счет сил растяжения и сжатия Уральской зоны складчатости, пересекают субширотные зоны, осложняя их строение, и формируют сложноэкранированные ловушки углеводородов, в том числе и в верхней части разреза;
  • сохранность залежей в нижнепермских отложениях обеспечивается сульфатно-галогенным флюидоупором кунгурского яруса;
  • перспективы открытия мелких и средних залежей нефти и газа сложноэкранированного типа в нижнепермских отложениях связаны с пересечением субширотных структурно-фациальных зон с субмеридиональными, где за счет большой активности тектонических процессов происходят вертикальная и горизонтальная миграция углеводородов, обеспечивающая заполнение сложноэкранированных ловушек.
ЛИТЕРАТУРА
1. Утопленников В.К., Самигуллин Х.К., Антонов К.В. и др. Нижнепермский
нефтегазоносный комплекс
платформенной части юго-запада
Башкортостана. М.: Академии горных
наук, 2000. 271 с.
2. Лозин Е.В. Геология и нефтегазоносность
Башкортостана. Уфа: БашНИПИнефть,
2015. 704 с.
3. Бакиров А.А. Геологические основы
прогнозирования нефтегазоносности
недр. М.: Недра, 1973. 325 с.
4. Огаринов И.С. Строение и районирование
земной коры Южного Урала. М.: Наука,
1973. 85 с.
5. Хисамов Р.С., Гатиятуллин Н.С.,
Сухов К.А., Ахметшин А.З. Выделение
нефтеперспективных участков
в нижнепермском комплексе западного
склона Южно-Татарского свода //
Георесурсы. 2015. № 1. С. 54–61.
6. Хисамов Р.С., Екименко В.А.,
Добровольская Ж.К., Марковская Т.В.
Изучение верхней части разреза
осадочного чехла и поиск
высокозалегающих залежей сверхвязкой
нефти сейсморазведочными работами
МОГТ-2D на территории Республики
Татарстан // Георесурсы. 2016. Т. 18. № 4.
Ч. 2. С. 300–305.
Утопленников В.К., Драбкина А.Д.

Институт проблем нефти и газа РАН

vutoplennikov@ipng.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Выполнен комплексный анализ структурных построений по результатам бурения структурно-поисковых и поисково-разведочных скважин. Проведены исследования геолого-литологических
и петрофизических факторов локализации скоплений нефти и газа
в нижнепермских резервуарах.
рифовая формация, нефтегазоносная провинция, фациальный состав, флюидоупоры
Утопленников В.К., Драбкина А.Д. Сложноэкранированные залежи углеводородов в нижнепермских отложениях юго-восточного склона Русской платформы // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 3.
С. 41–45. DOI: 10.24412/2076-6785-2022-3-41-45
23.03.2022
УДК 553.98(571.1)
DOI: 10.24412/2076-6785-2022-3-41-45

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88