Перспективы нефтегазоносности палеозоя Северо-Западного Прикаспия

ТЕХНИЧЕСКИЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

УДК 551.73;553.98.044

Н. В. Дегтярёва

ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ПАЛЕОЗОЯ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО ПРИКАСПИЯ

N. V. Degtyareva

PROSPECTS OF OIL-AND-GAS CONTENT OF PALEOZOIC NORTH WEST CASPIAN SEA

Имеющиеся геолого-геофизические и геохимические данные свидетельствуют о потенциальных возможностях недр Северо-Западного Прикаспия относительно открытия новых месторождений углеводородного сырья. По современным оценкам, около половины начальных суммарных ресурсов углеводородов составляет неразведанная их часть в девонском и каменноугольном комплексах. Значительные ресурсы связаны с подсолевыми отложениями Астраханского свода. Около 75 % начальных суммарных ресурсов находится в распределенном фонде недр, вместе с тем остальная часть - 25 % - представляет практический интерес с точки зрения дальнейшего освоения. По результатам комлексного изучения геологогеофизических и геохимических исследований палеозойских разрезов Северо-Западного Прикаспия приведена оценка перспективности нефтегазоносности палеозоя.

Ключевые слова: палеозой, девонско-каменноугольный комплекс, нефтегазоносность, Северо-Западный Прикаспий, Астраханский свод, геохимический фактор, термобарический фактор, гидродинамический фактор, палеотемпература, пластовое давление, люминесцент-но-битуминологические исследования.

Available geologic-geophysical and geochemical data achieved by scientists show the potential resources at the North West Caspian Sea region in regard of raw hydrocarbons new field discovery.

In accordance with contemporary evaluation, about half of ultimate potential resources for hydrocarbon are their unexplored part at the Devonian and carbonous zones. Significant resources are connected with subsalt deposits of Astrakhan anticlinal fold. About 75 % of ultimate potential resources are in distributed subsurface resources, where the rest part (25 %) has a practical interest for future development. Based on the integrated study for geologic-geophysical and geochemical survey of the Paleozoic cuts of North West Caspian Sea region there was made an evaluation of oil-and-gas content prospectively.

Key words: paleozoic, devonian and carbonous zones, oil-and-gas content, North West Caspian Sea region, Astrakhan anticlinal fold, geochemical effect, thermobaric effect, hydro-dynamic factor, paleotemperature, formation pressure, fluorescent and bitumen survey.

Введение

Перспективы нефтегазоносности палеозойских отложений Северо-Западного Прикаспия подтверждаются новыми геолого-геофизическими, геохимическими материалами и открытием многочисленных скоплений углеводородов (УВ) в подсолевом мегакомплексе, например на Таба-ковской, Правобережной, Заволжской, Володаровской, Джакуевской, Николаевской, Еленовской площадях [1]. В связи с новыми положительными результатами интерес к изучению подсолевого мегакомплекса не угасает. Это обусловлено рядом положительных факторов. Наиболее значимыми являются геохимический, гидродинамический, термобарический.

Геохимические показатели нефтегазоносности

Главными нефтегазопроизводящими породами в подсолевых продуктивных комплексах являются терригенные и карбонатные. Исследования этих комплексов в пределах СевероЗападного Прикаспия указывают на хорошие геохимические показатели.

Подсолевой девонско-каменноугольный комплекс содержит большое количество органических веществ, пропитан флюидами в виде углеводородных газов (в основном СЩ), сероводорода, радона, гелия. Выявлены продукты деструкции нефти - высокометаморфизированные твёрдые битумы, преимущественно сапропелевого и гумусовосапропелевого типов, которые составляют более 90 % нерастворимого в соляной кислоте (HCl) остатка [2].

Данные люминесцентно-битуминологических исследований каменноугольных образований указывают на способность соответствующего типа пород генерировать УВ при благоприятных термобарических условиях. По всему скрытому разрезу каменноугольных отложений отмечено содержание хлороформенного битумоида (ХБ) от 0,02 %, при этом максимальные значения концентрации ХБ фиксировались в среднекаменноугольных образованиях (от 0,08 до 0,235 %). Концентрации спиртобензольного битумоида (СББ) в отложениях нижнего карбона находятся в пределах от 0,0025 до 0,02 %. Наиболее высокие концентрации СББ отмечены на глубине 4270 м (скв. Долгожданная 2) - 0,64 %. Концентрации остальных органических веществ составляют: гу-миновых кислот - 0,000156-0,02 %, органического углерода - 0,34-0,93 [3].

Отложения нижней перми изучены на Пионерском, Светлошаринском, Ширяевском и Долгожданном поднятиях. Содержание ХБ - 0,156-0,235 %, СББ - 0,04 %, гуминового вещества -

0,000156 %, органического углерода - 0,42-2,09 % [1].

По результатам геохимических исследований кернов скважин Володарская 2 и Девонская 2 установлены нефтепроизводящие и нефтематеринские породы, что объясняет формирование залежей УВ за счёт вертикально восходящей миграции флюидов и миграции из сопредельных территорий. Определены границы между главной зоной нефтеобразования и главной зоной газообразования. Нижняя граница существования жидких углеводородов установлена на глубинах 5600-5700 м [4].

Термобарические и гидродинамические показатели

К гидродинамическим критериям нефтегазоносности относятся показатели процессов водообмена, скорость движения подземных вод, гидрогеологическая закрытость недр, пластовое давление и температура.

Гидродинамические особенности девонско-каменноугольного комплекса определяются элизионным гидродинамическим режимом, при котором водообмен обусловливается непрерывными процессами эмиграции вод из центральной части Прикаспийской впадины к бортовым дислокациям, где происходит их скрытая разгрузка. Центральная часть Прикаспийской впадины является областью питания элизионных вод, где поровое давление сопоставимо с гидростатическим, что и является причиной миграции высоконапорных (пережатых) флюидов нефти, газа и воды к резервуарам периферии впадины [4].

Внутри флюидосистемы подсолевого этажа пластовое давление изменяется в соответствии с аномальными гидростатическими градиентами, что, по сути, является показателем высокой концентрации УВ в ловушках. Коэффициенты аномальности пластового давления изменяются в пределах от 1,00 до 2,03 [5].

Численные значения аномально высокого пластового давления в девонско-каменноугольном комплексе характеризует степень гидрогеологической закрытости недр и благоприятные условия формирования залежей газа, газоконденсата и нефти [5]. С возрастанием глубины пластовое давление увеличивается.

Так, в скв. 5 Астраханская пластовое давление (около 4100 м) составляет 61,7 МПа, а в скв. 1 на глубине 4755 м - 68,7 МПа [6].

Одним из основных факторов генерации УВ из нефтегазоматеринских толщ является палеотемпература. По мнению некоторых исследователей (И. И. Аммосов, В. И. Горшков), промышленная нефтегазоносность осадочных отложений встречается при палеотемпературе до 200 °С. Отложения, в которых палеотемпература поднималась выше 200 °С, находятся в «мертвой» зоне (некрозоне). Высокомолекулярные жидкие УВ при температуре больше 200 °С считаются

неустойчивыми. В этой зоне содержатся лишь газообразные УВ, но ремиграция нефти в трещинные коллекторы остывших блоков возможна. Основные запасы жидких УВ отмечают в диапазоне 95-175 °С. Главная зона газообразования совпадает с палеотемпературой 160-220 °С [7].

Значения температуры находятся в прямой зависимости от пластового давления, т. е. чем выше давление, тем больше должна быть температура, при которой могут протекать процессы катагенеза (рис.). Так, на рисунке приведена зависимость значений палеотемпературы от коэффициента аномальности пластовых давлений. Здесь же выделена область термобарических условий тектонического элемента Северо-Западного Прикаспия - Астраханского свода. По данным современных температур условно нанесены залежи первичных конденсатов. Шкалы современных и палеотемператур совмещены в [8].

Зоны газонефтегенерации на Астраханском своде и в пределах Прикаспийской впадины;

Астраханский карбонатный массив, 2008 г.: 1 - нефть; 2 - газ; 3 - первичный конденсат;

4 - вторичный газоконденсат; 5 - область термобарических условий генерации в пределах Астраханского карбонатного массива в целом и для отдельных его частей и различных стратиграфических комплексов: а - башкирско-визейского на юге; б - башкирско-визейского на юго-западе; в - башкирско-визейского на западе; г - среднедевонско-франского

Значения пластовой температуры среднекаменноугольных отложений Астраханского свода изменяются от 101 до 128 °С, палеотемпературы - от 120 до 140 °С. Коэффициент аномальности пластового давления находится в пределах 1,6—1,7 [8]. Эти термобарические показатели отвечают этапу среднего катагенеза генерации УВ.

В нижнекаменноугольно-девонской толще значения пластовой температуры составляют 110-180 °С, палеотемпературы - от 145 до 175 °С [8, 9]. Значения палеотемпературы свидетельствуют о том, что девонские отложения находились в главной зоне нефтеобразования, в некоторых более погружённых частях они вошли в главную зону газообразования, где активно протекали процессы газообразования [1].

Такие геотермические условия тесно связаны с литофациальным, литологическим составом пород. Наименьшее удельное сопротивление и наибольшую теплопроводность имеют плотные карбонатные породы - известняки, доломиты, соли. Высокой теплопроводностью обладают пористые известняки, песчаники, сланцы. Мощная толща галогенных пород непосредственно влияет на распределение теплового потока. Наличие соленосной покрышки кунгурского яруса, обладающей избыточной теплопроводностью и изолирующей способностью, способствует быстрому прохождению теплового потока через соляные тела, а терригенные породы являются своего рода экраном для теплового потока [10].

Выводы

Таким образом, вышеперечисленные геохимические, термобарические, гидродинамические показатели подтверждают перспективы нефтегазоносности палеозоя Северо-Западного Прикаспия и дают обоснование дальнейшего проведения геолого-разведочных работ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Воронин Н. И. Особенности геологического строения и нефтегазоносность юго-западной части Прикаспийской впадины: учеб. пособие / Н. И. Воронин. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2009. 168 с.

2. Серебряков О. И. Гидрогеохимические особенности девонских нефтегазоносных отложений северного обрамления Каспия / О. И. Серебряков, Л. Ф. Ушивцева, О. А. Серебрякова, Я. Л. Алмамедов оглы // Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 2. С. 90-101.

3. Гольчикова Н. Н. Оценка состояния природной среды Северо-Западного Прикаспия: моногр. / Н. Н. Гольчикова. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2005. 148 с.

4. Ушивцева Л. Ф. Геолого-гидрогеохимические показатели нефтегазоносности девонско-каменноугольных отложений Астраханского свода / Л. Ф. Ушивцева // Геология, география и глобальная энергия. 2007. № 1. С. 73-76.

5. Антипов М. П. Астраханский карбонатный массив: строение и нефтегазоносность: моногр. / М. П. Антипов, Ю. А. Волож, А. Н. Дмитриевский, Т. Н. Хераскова. М.: Науч. мир, 2008. 221 с.

6. Эльмаадави Х. Г. Геолого-геохимические исследования нефтегазогенерационного потенциала палеозойских отложений Астраханского свода юго-западной части Прикаспийской впадины: автореф. дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Ставрополь, 2013.

7. Волкова Т. П. Палеотермоглубинная зональность подсолевых отложений юго-восточного борта Прикаспийской впадины. URL: http://geolib.ru/OilGasGeo/1989/05/Stat/stat06.html.

8. Эльмаадави Х. Г. Генерация нефтематеринских пород Астраханского свода / Х. Г. Эльмаадави // Геология, география и глобальная энергия. 2012. № 1. С. 28-35.

9. Пыхалов В. В. Геодинамическая модель формирования земной коры и осадочного чехла Астраханского свода и её значение для оценки фильтрационно-ёмкостных свойств карбонатных отложений по данным геофизических методов / В. В. Пыхалов. Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. 151 с.

10. Ильченко В. П. Нефтегазовая гидрогеология подсолевых отложений Прикаспийской впадины / В. П. Ильченко; под ред. E. B. Стадника. М.: Недра, 1998. 288 с.

REFERENCES

1. Voronin N. I. Osobennosti geologicheskogo stroeniia i neftegazonosnost’ iugo-zapadnoi chasti Pri-kaspiiskoi vpadiny [Specific characteristics of the geological composition and oil-and-gas content of the South Wets part of the Near-Caspian cavern]. Astrakhan, Izd-vo AGTU, 2009. 168 p.

2. Serebriakov O. I., Ushivtseva L. F., Serebriakova O. A., Almamedov Ia. L. ogly. Gidrogeokhimicheskie osobennosti devonskikh neftegazonosnykh otlozhenii severnogo obramleniia [Hydro-chemical characteristics of Devonian oil-and-gas sediments of Northern margins]. Geologiia, geografiia i global'naia energiia, 2012, no. 2, pp. 90-101.

3. Gol'chikova N. N. Otsenka sostoianiia prirodnoi sredy Severo-Zapadnogo Prikaspiia [Evaluation of the state of natural environment of North West Near-Caspian]. Astrakhan, Izd-vo AGTU, 2005. 148 p.

4. Ushivtseva L. F. Geologo-gidrogeokhimicheskie pokazateli neftegazonosnosti devonsko-kamennougol'nykh otlozhenii Astrakhanskogo svoda [Geologic-hydrogeochemical parameters of oil-and-gas content of Devonian and carbonous zones of the Astrakhan region]. Geologiia, geografiia i global’naia energiia, 2007, no. 1, pp. 73-76.

5. Antipov M. P., Volozh Iu. A., Dmitrievskii A. N., Kheraskova T. N. Astrakhanskii karbonatnyi massiv: stroenie i neftegazonosnost’ [Astrakhan carbonic massive: construction and oil-and-gas content]. Moscow, Nauchnyi mir Publ., 2008. 221 p.

6. El'maadavi Kh. G. Geologo-geokhimicheskie issledovaniia neftegazogeneratsionnogo potentsiala paleozo-iskikh otlozhenii Astrakhanskogo svoda iugo-zapadnoi chasti Prikaspiiskoi vpadiny. Avtoreferat dis. kand. geol.-

mineral. nauk [Geologic-geochemical studies of oil and gas generating potential of Paleozoic sediments of the Astrakhan high in the South West part of the Near-Caspian cavern. Abstract of dis. cand. geol.-miner. sci.]. Stavropol, 2013.

7. Volkova T. P. Paleotermoglubinnaia zonal'nost' podsolevykh otlozhenii iugo-vostochnogo borta Pri-kaspiiskoi vpadiny [Paleothermal deep zones of subsurface sediments of the South West part of the Near-Caspian cavern]. Available at: http://geolib.ru/OilGasGeo/1989/05/Stat/stat06.html.

8. El'maadavi Kh. G. Generatsiia neftematerinskikh porod Astrakhanskogo svoda [Generation of oil source rocks of the Astrakhan high]. Geologiia, geografiia i global'naia energiia, 2012, no. 1, pp. 28-35.

9. Pykhalov V. V. Geodinamicheskaia model’ formirovaniia zemnoi kory i osadochnogo chekhla Astrakhanskogo svoda i ee znachenie dlia otsenki fil’tratsionno-emkostnykh svoistv karbonatnykh otlozhenii po dannym geofizicheskikh metodov [Geodynamic model of formation of crust and sedimentary cover of the Astrakhan high and its significance for evaluation of filtrating storage capacities of carbonous sediments by data of geophysical methods]. Astrakhan: Izd-vo AGTU, 2008. 151 p.

10. Il'chenko V. P. Neftegazovaia gidrogeologiia podsolevykh otlozhenii Prikaspiiskoi vpadiny [Oil and gas hydrogeology of subsalt sediments in the Near-Caspian carven]. Pod redaktsiei E. V. Stadnika. Moscow, Nedra Publ., 1998. 288 p.

Статья поступила в редакцию 02.04.2014, в окончательном варианте - 29.05.2014

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Дегтярёва Наталья Васильевна - Астраханский государственный технический университет; аспирант кафедры «Геология нефти и газа»; dnv2020@mail.ru.

Degtyareva Natalya Vasilievna - Astrakhan State Technical University; Postgraduate Student of the Department "Geology of Oil and Gas"; dnv2020@mail.ru.