Клиноформные тела в палеозойских карбонатных толщах Камско-Кинельской системы прогибов - новый тип поисковых нефтяных объектов в западном Татарстане

ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

КЛИНОФОРМНЫЕ ТЕЛА В ПАЛЕОЗОЙСКИХ КАРБОНАТНЫХ ТОЛЩАХ КАМСКО-КИНЕЛЬСКОЙ СИСТЕМЫ ПРОГИБОВ - НОВЫЙ ТИП ПОИСКОВЫХ НЕФТЯНЫХ ОБЪЕКТОВ В ЗАПАДНОМ ТАТАРСТАНЕ

Н.К.Фортунатова, А.Г.Швец-Тэнэта-Гурий, Р.К.Гумаров

В палеозое Западного Татарстана имеются все условия для формирования залежей нефти — породы-коллекторы, породы-флю-идоупоры и нефтематеринские породы, находящиеся на стадии генерации УВ, что подтверждено данными лабораторных исследований керна четырех параметрических скважин (Трудолюбовская 1001, Кукморская 20010, Алькеевская 33, Кузнечихинская 34), пробуренных в 2000-2003 гг. Палеозойским отложениям этой территории свойственно широкое развитие рифовых и клиноформных тел разного масштаба на бортах Камско-Кинельской системы прогибов, ярко выраженных на региональных сейсмопро-филях. С клиноформными телами в палеозойских отложениях могут быть связаны литологические и структурно-литологические ловушки (Фортунатова Н.К., Швец-Тэнэта-Гу-рий А.Г., Гумаров Р.К. и др., 2005), не обнаруженные при структурных построениях и последующем бурении, так как их строение практически не отражается в вышележащих отложениях и поэтому не учитывалось при заложении скважин.

Клиноформное строение ниж-невизейских терригенных отложений в Камско-Кинельской системе прогибов неоднократно отмечалось многими авторами [1, 2]. Вопрос о наличии клиноформных тел в ниже-

лежащих карбонатных отложениях верхнего девона и турнейского яруса оставался спорным.

Авторы данной статьи считают, что клиноформное строение де-вон-нижнекаменноугольных отложений является характерной отличительной чертой Камско-Кинель-ской системы прогибов в пределах всего региона, в том числе на восточном склоне Бугровско-Пичкас-ского вала и восточном борту Кам-ско-Кинельской системы прогибов, где клиноформы на региональных профилях выделяются с большим трудом. Предлагаются следующие модели их строения.

Верхнедевон-турнейские отложения на бортах Камско-Кинель-ской системы прогибов являются системами подводных карбонатных конусов выноса, образующих серию клиноформных тел, програди-рующих от бортов впадины к центру и чередующихся с глинистыми клиноформами. Источником обломочных карбонатных пород для них послужили "реликтовые формации", характеризующиеся большим числом перерывов на сводах, которым во впадинах соответствуют клиноформные тела на южном и юго-восточном склонах Северо-Та-тарского свода, восточном борту Токмовского свода, восточном и западном склонах Мелекесской впадины.

Предлагаемая седиментологи-ческая модель клиноформ (рис. 1) составлена на основании обработки по новым современным методикам разрезов скважин, расположенных на южном и юго-восточном склонах Северо-Татарского свода, где клиноформные тела широко развиты и вскрыты скважинами в различных седиментационных зонах. При разработке модели скважины располагались по убыванию или возрастанию параметров осадочных тел, таких как процентное отношение генетических типов отложений, стратиграфическое положение рифовых и разновозрастных клиноформных тел, содержание глинистых пластов. Таким образом, модель отражает основные закономерности строения девон-турней-ских отложений не по определенному профилю скважин, а в направлении наибольшей изменчивости параметров, т.е. вкрест простирания седиментационных зон.

Верхнефамен-турнейская толща имеет следующее строение. Над нижне-среднефаменскими рифовыми массивами залегает толща, для которой характерно большое число перерывов, относительно небольшие мощности (30-60 м), преобладание в разрезе горизонтов переотложенных карбонатных пород и небольшое число маломощных (1-2 м) прослоев глинистых пород.

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 1'2006

ГТ!

О

>

о

}о I Гп в н

>

и >

Рис. 1. СЕДИМЕНТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ДЕВОН-КАМЕННОУГОЛЬНЫХ ОТЛОЖЕНИИ ПО НАПРАВЛЕНИЮ МАКСИМАЛЬНОЙ ИЗМЕНЧИВОСГИ СТРУКТУРЫ СЕВЕРО-ТАТАРСКОГО СВОДА И В ЗОНЕ СОЧЛЕНЕНИЯ С КАМСКО-КИНЕЛЬСКОЙ СИСТЕМОЙ ПРОГИБОВ И МЕЛЕКЕССКОЙ ВПАДИНЫ

барьер

ИМ рм- „

Фаменскне конусы выноса

Седиментационные зоны Турнейскиеконусы выноса

щшд*-» оаяцжадд

Кукморская _ I

20010-Приказанская Прмкаэаиская

Северо-Татарский

При казанская Прнказанскал

Мелекесская

У У / У

^-5—

ООО

Л_л_

4

©

1

А

039111. ПК 9С

I

10

Карбонатные отложения: 1 - рифовые, 2-обломочные {рифовых шлейфов, горизонтов переотложения и подводных конусов выноса), 3- плотные известняки и доломиты (склона бассейна и открытого шельфа), 4 - глины, глинистые известняки, мергели (породы-флюидоупоры), 5 - битуминозные известняки, б - песчаники и алевролиты; сейсмические горизонты: 7- отражающие, 8-дополнительные; 9-положение скважин на модели и их номер; 10-положение пересекающих профилей, их номер и номер пикета

©

О ч 3 5 ч О

ш >

а

5 и

я

о

>

и 3

И

В

гя я

Я га

и >

> га

я

га

#

н Я

Я

-I

>

и >

FORMATION AND LOCATION OF OIL AND GAS POOLS

По направлению к центральной части Камско-Кинельской системы прогибов последовательно выделяются четыре карбонатных клиноформных тела — в верхнефаменском подъяру-се и три в турнейском ярусе. Карбонатные клиноформы разделены тремя глинистыми толщами — одна в основании турнейского яруса (предположительно малевский горизонт) и две в средней его части (предположительно основание чере-петского и кизеловского горизонтов). Коллекторы представлены обломочными карбонатными породами с пористостью 6-12 % по данным ГИС. Пласты пород-коллекторов плохо выдержаны по простиранию и образуют линзовидные тела небольшой мощности (до 3-5 м). Содержание пород-коллекторов в турнейских отложениях составляет 10-20 %.

Глинистые пачки в основании клиноформ расслаиваются тонкими прослоями плотных, реже обломочных карбонатных пород. В карбонатных частях клиноформ прослеживаются тонкие (1-2 м) пласты глинистых известняков и аргиллитов.

Седиментологическая модель (см. рис. 1) послужила основой для интерпретации региональных сейсмопрофилей (рис. 2) и составления карты строения верхнеде-вон-турнейского карбонатного комплекса Западного Татарстана (рис. 3). В результате были прослежены зоны развития верхнедевонских рифов и разновозрастных клиноформных тел. Зоны развития верхнефаменских клиноформ окаймляют рифовую систему со стороны центральной части впадины и развиты на восточном борту Токмовского свода, в Казан-ско-Кировском прогибе, на Севе-ро-Татарском своде и восточном склоне Мелекесской впадины. Аккумулятивные тела конусов выноса верхнего фамена, имеющие вы-

пуклую форму и карбонатный состав, многие исследователи принимали за рифовые тела и на этом основании границы верхнедевонской барьерной рифовой системы проводились близко к осевой части Камско-Кинельской системы прогибов [3]. Зоны турнейских клиноформ расположены ближе к центру Камско-Кинельской системы прогибов и проходят по юго-вос-точному склону Северо-Татарско-го свода, западному и восточному бортам и в центральной части Мелекесской впадины. На северо-за-падном борту Камско-Кинельской системы прогибов зоны верхнефа-мен-турнейских клиноформ характеризуются значительной шириной (60-100 км), из них 30-40 км приходятся на турнейские клиноформы и охватывают практически всю территорию Западного Татарстана. На юго-восточном борту со стороны Южно-Татарского свода эти зоны гораздо уже (около 20 км), а ширина зоны развития турнейских клиноформ составляет не более 1-2 км. Такие небольшие клиноформные тела, в частности, установлены к западу от Аканско-го месторождения, где они могут быть самостоятельными объектами в структурно-литологических ловушках для поисков залежей нефти (рис. 4).

Своеобразное клиноформное тело, известное под названием "услонской свиты", установлено в пределах Казанско-Кировского прогиба во франских отложениях. Услонская свита образует мощное (до 186 м) клиноформное тело сложной конфигурации в Казан-ско-Кировском прогибе, выклинивающееся на Токмовском и Севе-ро-Татарском сводах, а также к югу от Казанско-Кировского прогиба по направлению к северному борту Мелекесской впадины (см. рис. 3). Границы распространения свиты на западе и востоке проходят по зо-

нам сочленения с Токмовским и Се-веро-Татарским сводами, а на юге — по южной границе Улеминского вала. Северная граница не установлена и, видимо, область развития свиты уходит на север за пределы Татарстана. Возраст услонской свиты соответствует верхневоронежскому подгоризонту. Верхняя и нижняя границы услонской свиты характеризуются резкими изменениями скоростных характеристик пород и хорошо выделяются на сейсмопрофилях.

Модель глинистого конуса выноса характеризует его строение в сечении вкрест простирания седи-ментационных зон (рис. 5). В услонской свите выделяется несколько пластов песчаников и алевролитов, залегающих среди глин. Наибольшая концентрация пластов песчаников приурочена к верхней части свиты. Эти пласты выдержаны по простиранию и имеют мощность до 3-5 м. В средней и нижней частях свиты песча-но-алевритовые пласты имеют линзовидную форму, часто выклиниваются, маломощны (0,5-1,0 м) и имеют в основном алевритовый состав. Содержание пород-коллек-торов в услонской свите изменяется от 0,05 до 0,15, что характерно для большинства конусов выноса. Карбонатные породы-коллекторы в по-дуслонских отложениях представлены обломочными и детритовыми известняками и являются образованиями карбонатных конусов выноса. Обломочный карбонатный материал поступал со стороны Токмовского свода, и поэтому наибольшее число пластов-коллекторов в данном интервале наблюдается в тех разрезах, где услонская свита имеет сокращенную мощность и залегает в верхней части воронежского горизонта. Форма тела услонской свиты в плане и разрезе также позволяет отнести ее к образованиям подводных конусов выноса.

OIL AND GAS GEOLOGY, 1*2006

Рис. 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЛНОВОЙ КАРТИНЫ В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ КЛИНОФОРМ (А) И МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ КЛИНОФОРМ ПО ЛИНИИ

СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ (Б) НА СЕВЕРО-ТАТАРСКОМ СВОДЕ

т

О

>

О

з:

т $

х х

-1

>

и >

(I) 0209

Щ4Щ11 12

е о

ч

3

5 ч О

ш >

X

X га

я

ч >

и 3 га

Е

га X X га

и >

>

га

*

га 5'

X га

•е

н 5

Я >

и >

Типы отложений: 1 - обломочные карбонатные породы и горизонтов переотложения, 2-карбонатных конусов выноса, 3- плотных карбонатных склона и открытого шельфа, 4 - песчаников, 5 - песчаников, глин и алевролитов, 6 - глинистых пород, 7- глинисто-карбонатных битуминозных; границы: 8 - стратиграфических подразделений, 9- геологических тел, отражающих структуру осадочных комплексов; 10- дополнительные отражающие сейсмические горизонты для картирования клиноформных тел; 11 - отражающие сейсмические горизонты; .^-скважина; 13-поисковые объекты; положение профиля см. на рис. 3

Рис. 3. КАРТА СТРОЕНИЯ ВЕРХНЕДЕВОН-ТУРНЕЙСКОГО КАРБОНАТНОГО КОМПЛЕКСА

9

сл О га О г-о

5

УЕЛ

ЩМ

ВПАДИНА

]з Е34 Е135

¡13 Ш14 Ш\Ь

20 км

Зоны развития отложений: 1 - рифовой системы, 2- тыловых и лагунных, 3 - глинисто-карбонатного конуса выноса услонской свиты, 4 - фаменских подводных конусов выноса (клиноформ), 5- турнейских подводных конусов выноса (клиноформ), 6- депрессионных отложений; генетические типы отложений на колонках: 7- известняки коралловые, водорослевые рифовых массивов, 8- обломочные и органогенно-обломочные карбонатные отложения рифовых шлейфов, 9- известняки и доломиты пелитоморфные, комковатые с раковинным детритом закрытого шельфа и лагун, 10 известняки биоморфно-детритовые и детритовые мелководного открытого шельфа, 11 - обломочные и детритовые известняки и доломиты подводных конусов выноса, 12- известняки детритовые и шламовые глубоководного открытого шельфа, 13 - известняки шламовые пелитоморфные континентального склона, 14 - известняки глинистые, мергели, глины известковистые, 15-известняки глинистые, мергели, глины известковистые, 16-известняки детритовые, оолитовые, обломочные горизонтов переотложения; скважины: 17- глубокого бурения и их номер, 18- на модели (см. рис. 1); 19 - линия сейсмопрофилей; 20 - административные границы Чувашской Республики и Республики Татарстан

м-н

Рис. 4. ХАРАКТЕРИСТИКА ВОЛНОВОЙ КАРТИНЫ В ОБЛАСТИ РАЗВИТИЯ КЛИНОФОРМЫ ПО ЛИНИИ СЕЙСМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ

В РАЙОНЕ АКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

II

ПК

0,5

0,6

Стратиграфический индекс

0,9

1,0

0,7 -

0,8

С,1

Р3*2-3

РР

Положение профиля см. на рис. 3

FORMATION AND LOCATION OF OIL AND GAS POOLS

OJL AND GAS GEOLOGY, 1*2006

ФОРМИРОВАНИЕ И РАЗМЕЩЕНИЕ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА

Клиноформные тела, как это следует из седиментологических моделей, отличаются от рифовых тел по форме залегания и характеру распределения пород-коллекто-ров. Клиноформным карбонатным телам свойственно чередование глинистых и карбонатных пород, обладающих существенно разными пластовыми скоростями, вследствие чего сейсмическая волновая картина в зоне их развития характеризуется четкими, но плохо прослеживаемыми отражениями, образующими картину, сходную с косой слоистостью, не типичную для рифовых тел. Пласты-коллекторы образуют в них сложнопостроен-ные линзы и имеют незначительную мощность отдельных плас-тов-коллекторов (до 3-5 м). Отдельные конусы выноса ориентированы ортогонально к простиранию барьерной рифовой системы.

Экранирующими толщами для залежей в верхнефамен-турней-ских клиноформах являются перекрывающие их косьвинские глины, а также пласты и пачки глинистых пород в основании клиноформ, маломощные глинистые пласты внутри собственно карбонатных конусов, подобно залежам в тур-нейском ярусе на Черемшанском месторождении. Конусы выноса образуют линзовидные тела выпуклой формы, наклоненные в сторону центральной части Кам-ско-Кинельской системы прогибов, соответственно и глинистые пласты потенциальных флюидоу-поров также регионально наклонены в ту же сторону. Поэтому главным условием для образования залежей в клиноформах будет существование локального "обратного" перегиба по подошвам глинистых пластов, направленного

от центра Камско-Кинельской системы прогибов, а также их погружение по латерали по склонам отдельных конусов выноса вдоль зоны развития клиноформ.

В услонской свите и нижележащих отложениях главными факторами для образования залежей нефти будут: наличие песчаных линз в самой свите, обломочных карбонатных отложений под ней, положительных структур в кровле и подошве услонской свиты и зон выклинивания песчаных тел внутри свиты.

Размеры клиноформных тел достигают до 10-20 км в продольном сечении. Разнообразные клино-формы разделены глинистыми пачками или целиком сложены глинистыми отложениями (услонская свита), что дает возможность проследить отражающие границы и картировать их на локальных объектах. Однако картирование строения конусов выноса затруднено тем, что их границы не очень четко выделяются в сейсмическом волновом поле и часто осложнены фоном кратных волн от вышележащих пермских и каменноугольных отложений.

Выводы

1. По бортам Камско-Кинель-ской системы прогибов развиты верхнефамен-турнейские карбонатные конусы выноса, образующие несколько разновозрастных клиноформных тел, последовательно смещающихся от бортов впадины к ее центру. В Казанско-Кировском прогибе в воронежском горизонте присутствует услонская свита, также являющаяся конусом выноса.

2. В конусах выноса в едином разрезе присутствуют карбонатные или песчаные породы-коллек-

торы, глинистые породы (флюидо-упоры) и нефтематеринские породы, находящиеся на стадии генерации УВ.

3. Клиноформные конусы выноса характеризуются сложным строением и линзовидно-пластовым залеганием маломощных пластов пород-коллекторов, существенно отличающихся от строения рифовых систем.

4. Структурные планы основного картируемого отражающего горизонта У и поверхностей клиноформных тел не совпадают.

5. В клиноформных телах возможно образование структурно-ли-тологических и литологических ловушек.

6. Клиноформные тела являются новым типом поисковых объектов, обладающих своими особенностями, и для обнаружения в них залежей нефти необходимы целенаправленное изучение строения и разработка методики картирования и выявления внутренней структуры.

Литература

1. Ермолова Т.Е. Клиноформное строение радаевско-елховских отложений Камско-Кинельской системы прогибов и проблема поиска в них ловушек неантиклинального типа //Геология нефти и газа. — 2005. — № 5.

2. Ларочкина И.А. Перспективы нефтеносности пород елховского горизонта в прогибах Камско-Кинельской системы на территории Татарии / И.А. Ларочкина, С.Ю. Ненароков, Т.В. Шикаро-ва //Геология и освоение ресурсов нефти в Камско-Кинельской системе прогибов. - М.: Наука, 1991.

3. Рифы Урало-Поволжья, их роль в размещении залежей нефти и газа и методика поисков / Ред. М.Ф.Мир-чинк. - М.: Недра, 1974.

©Коллектив авторов, 2006

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА, 1'2006

FORMATION AND LOCATION OF OIL AND GAS POOLS

Clinoform bodies are characterized by alternating clayey and carbonate rocks possessing considerably various formation rates. Seismic wave picture of their development is characterized by distinct but poorly traceable reflections forming a picture similar to diagonal bedding that is not typical for reef zones. Reservoir beds form there complicatedly structured lenses of low thickness (3-5 m).

Along edges of Kama-Kinel trough system there are developed Upper Famennian-Tournaisian carbonate alluvial fans forming several different-aged clinoform bodies successively shifting from trough edges to its center. In Kazan-Kirov trough in Voronezh horizon the Uslon suite is present which is also an alluvial

In alluvial fans in Paleozoic section there are present all conditions for oil pool formation — oil source rocks and impermeable beds at the stage of HC generation that is reliably confirmed by data of laboratory studies of core from four parametric wells.

Clinoform alluvial fans are characterized by complicate structure and lense-bedded occurrence of thin beds of reservoir rocks significantly differed from reef system structure.

The authors suggest that clinoform structure of Devonian-Carboniferous formations is a characteristic distinctive feature of Kama-Kinel trough system within the whole region and also on the eastern slope of Bugrov-Pichkass swell where clinoforms are isolated with great difficulty on regional profiles. The authors propose and describe the models of their structure.

Structural plans of the main mappping reflecting horizon and surfaces of clinoform bodies don't coincide.

In clinoform bodies the formation of structural-lithological and lithological traps is possible.

Clinoform bodies appear to be a new type of exploration plays possessing their own specific features, and for revealing there oil pools it is necessary to carry out the target study of their structure and

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА

www.geo3viform.ru

Цена за 6 выпусков (годовая подписка) в издательстве: РФ - 849,60 р.

СНГ- 1274,40 р. ..

' ! Цены указаны

Дальнее зарубежье - 1486,80 р. с учетом НДС

Заявку Вы можете отправить по факсу: (495) 915-67-24 или по е-тсм1: ¡nfo@geoinform.ru; gng@geoinform.ru

Подписаться на журнал на нашем сайте: www.geoinform.ru

Для получения дополнительной информации обращаться: Теп: (495) 915-67-24, 915-60-86. Факс: (495) 915-67-24

ГПГШ

ЦП ИНФОРММАРК

6 выпусков в год

Издается с 1957 г. ПОДПИСКА

На нашем сайте: www.geoinform.ru

Подписка принимается на любой срок

ИНФОРМАЦИЯ

115172 Москва, ул. Гончарная, 38

ООО "Геоинформмарк"

У

о

OIL AND GAS GEOLOGY, 1'2006