Предуральский прогиб: прогноз скоплений углеводородов в додевонских отложениях

ПРЕДУРАЛЬСКИЙ ПРОГИБ: ПРОГНОЗ СКОПЛЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ В ДОДЕВОНСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Ю.А. Волож, Т.Н. Хераскова, М.П. Антипов, Н.Н. Селезнева

Герцинский Предуральский краевой прогиб - это последний регион в пределах сухопутной части Европейского континента, где еще можно ожидать открытия крупных и гигантских месторождений углеводородов (УВ). Современные оценки ресурсной базы Предуральского прогиба базируются на геологических моделях его строения, составленных по результатам региональных и поисковых работ (рис. 1), выполненных еще в конце прошлого и начале нашего столетия, а потому нуждаются в пересмотре и обновлении на основе новых данных и применения новых геолого-геофизических методов.

Рис. 1. Схема расположения региональных сейсмических профилей1. Римскими цифрами в кружках обозначены сейсмические профили, упоминаемые в тексте: I - Нижнесергинский, II - Михайловский, III - № 7, IV - Южноуральский, V - № 37,

VI - Медногорский

1 В основе - тектоническая карта Европы. Масштаб 1: 2500 000. Под ред. В.Е. Хаина, Ю.Г. Леонова, 1996 г.

При такой переоценке важно учитывать, что освоение неразведанного ресурсного потенциала УВ связано с разведкой нижних горизонтов осадочного чехла (интервал глубин - 5,5-8,0 км). Учитывая большие глубины залегания перспективных толщ, открываемые в них месторождения, чтобы быть экономически рентабельными, должны относиться к категории гигантов и супергигантов, т.е. обладать большой емкостью. Таким требованиям отвечают нетрадиционные ловушки, связанные с геологическими телами седиментационной природы - внутрибассейновыми карбонатными платформами и подводными конусами выноса.

В Предуральском прогибе на интересующих нас глубинах 5-8 км сейсмостратиграфический комплекс карбонатно-терригенного состава, который может содержать подобные объекты, документируется в Юрюзано-Сылвенской депрессии одними авторами как нижнерифейский (калтасинская серия) [1], другими - как верхнерифейский [2, 3], а в Бельско-Актюбинской - как верхнерифейский или даже нижнепалеозойский [4]. Это связано с тем, что под маркирующим сейсмостратиграфи-ческим комплексом верхнего девона, залегающим на всех нижележащих отложениях несогласно. некоторые исследователи видят разное количество сейсмостратиграфических комплексов, разделенных несогласиями, особенно на территории Предуральского прогиба (восточнее Суксунского и Шиханского разломов), где додевонские отложения погружены на большую глубину и вскрыты лишь единичными скважинами. Кроме того, при корреляции разрезов не всегда учитывается возможность изменения полноты разрезов как вкрест, так и по простиранию Предуральского прогиба. В результате в настоящее время созданы сейсмостратиграфические схемы додевонских отложений для Пермского, Башкирского и Оренбургского Приуралья, которые плохо увязываются между собой (рис. 2, 3).

Рис. 2. Схема сопоставления сейсмостратиграфических горизонтов, принятых для Соль-Илецкого клина:

А - по данным Е.Г. Скорняковой, А.И. Титоренко, Б - Башкирского свода [2, 3], В - Бельско-Актюбинской впадины [8] и Г - Юрюзано-Сылвинской впадины [6]. Цифрами в кружках показаны индексы сейсмических горизонтов. Индексами в квадратах обозначен возраст сейсмокомплексов

Рис. 3. Сопоставление сейсмостратиграфических схем, принятых:

А - для Оренбургского Приуралья [15, 4] и Б - Башкирского свода [2]. Цифрами в кружках показаны индексы сейсмических горизонтов. Индексами в квадратах обозначен возраст сейсмокомплексов

Положение Предуральского прогиба в зоне сочленения Восточно-Европейской платформы и Урала определяет сложность его тектонического строения и неоднозначность оценки нефтегазового потенциала. Трудности усугубляются тем, что в позднедокембрийско-раннепалеозойское время эта территория представляла собой внутреннюю часть шельфа пассивной окраины ВосточноЕвропейского континента, где обстановки прибрежной равнины периодически сменялись мелководно-морскими и прибрежно-морскими. Главной особенностью строения таких зон является фациальная изменчивость отложений, обилие перерывов, эрозионных врезов и клиноформное строение, т.е. боковое наращивание разреза [5]. Районы такого типа очень трудны для корреляции разрезов только по данным бурения, особенно в преимущественно терригенных, бедных ископаемыми органическими остатками толщах. Объективные сложности в корреляции неизбежно породили разногласия в трактовке возраста отдельных интервалов разреза. К этому необходимо добавить, что определения радиологического возраста пород (К-Лг-метод) по глаукониту (этот минерал подвержен эпигенетическим преобразованиям) могут быть ошибочными и внести дополнительную путаницу. Мало надежны также определения возраста по микрофитолитам. Кроме того, в имеющихся схемах корреляции практически не учитывается то, что большинство датированных разрезов принадлежит краю Восточно-Европейской платформы. В то время как позднедокембрийские толщи, подстилающие Предуральский краевой прогиб, принадлежат уже длительно развивавшейся и более интенсивно прогибавшейся в течение всего позднего докембрия и раннего палеозоя пассивной кон -тинентальной окраине Восточно-Европейского континента, отличающейся другими особенностями

развития и обстановками седиментации. Так, Е.М. Аксенов с соавторами [6] отмечают, что разрезы рифейских отложений, расположенные на восточном склоне Татарского свода, напрямую не сопоставимы с разрезами приосевой части Камско-Бельского прогиба. Эта пассивная окраина по крайней мере дважды (в машакское время среднего рифея и в конце кембрия-тремадоке) подвергалась процессам деструкции и рифтогенеза и связанной с этим перестройкой структурного плана. В середине венда эта территория испытала воздействие кадомской орогении и складчатости. Видимо, из-за этого отсутствуют отложения верхнего венда восточнее Осинцевско-Красноуфимского выступа в скв. Манчаж-5, Бухаровская-10 и Апутово-18 [1]. На всех имеющихся сейсмостратиграфи-ческих схемах эти процессы крупных структурных перестроек не нашли отражения, а большинство стратиграфов не учитывают в должной мере трудности и опасности корреляции разрезов разных структурно-фациальных зон. В результате в одну и ту же свиту, в стратотипе которой даже определен возраст отложений, оказываются включенными образования совершенно другого состава и практически неизвестного возраста. Примером может служить приютовская свита верхнего ри-фея, выделенная Л.Д. Ожигановой [7] в скв. 740 Шкаповская, пробуренной в 1964 г. в 160 км юго-западнее г. Уфы. Затем приютовская свита была выделена еще в 17 скважинах [8]. При этом, как отмечает Н.Д. Сергеева, «практически в каждой скважине был вскрыт свой разрез приютовской свиты, отличный от других» [8, стр. 123]. Однако, по правилам стратиграфического кодекса, такие объединения неправомерны и неизбежно ведут к стратиграфическим ошибкам.

К этому необходимо добавить, что в полях развития пород, традиционно относимых к докембрию, периодически обнаруживаются остатки палеозойских органических остатков [9, 10, 11, 12]. В частности, имеется сообщение Е.В. Чибриковой о находках в породах шиханской свиты верхнего рифея в скв. 6 Ахмерово и Шиханская-5 силурийско-нижнедевонских растительных микрофосси-лий, типичных для грязнушинской свиты силурийско-раннедевонского возраста Юрюзано-Сылвин-ской впадины Предуральского прогиба [12]. В условиях резкой фациальной изменчивости разрезов, ограниченного числа надежных возрастных датировок, малого количества кернового материала для повышения надежности корреляции разрезов и достоверности оценки их возрастного положения решающее значение приобретают результаты детальной комплексной геолого-геофизической интерпретации материалов сейсмопрофилирования МОГТ.

Авторами в настоящее время исследуется территория Предуральского прогиба на участке между широтами Перми и Актюбинска. Здесь отработана редкая сеть региональных сейсмических профилей (см. рис. 1). Некоторые из них (Нижне-Сергинский, Михайловский, Медногорский, № 37, Шиханский и № 7), в дофранской части разреза осадочного чехла которых присутствуют сейсмокомплексы, включающие перспективные в нефтегазоносном отношении ловушки седиментацион-ного типа (внутрибассейновые карбонатные постройки и проградационные толщи), были рассмотрены на предмет их стратиграфической принадлежности. Необходимость такого анализа была обусловлена, как уже было сказано выше, различной трактовкой одних и тех же карбонатных горизонтов в интервале от раннего рифея до раннего палеозоя [2, 3, 13, 14, 4]. Благодаря этому появилась возможность высказать свою точку зрения на возрастную принадлежность некоторых сейсмокомплексов, выделяемых различными авторами.

Территория профилей Михайловского и Медногорского (см. рис. 1) принадлежит зоне сочленения Восточно-Европейской платформы (восточному склону Осинцевско-Красноуфимского выступа) и Урала (южной части Предуральского прогиба, западной окраине Бельской шельфовой зоны). До наших исследований геологическая интерпретация Михайловского профиля была проведена Ю.В. Казанцевым с соавторами [13], выявившими здесь большую роль дислокаций взбросо-надвигового типа. Ими были также установлены аллохтонные структуры на восточном фланге Предуральского прогиба. Западная - Нижнесергинская структура - сложена карбонатными силурийско-верхнедевонскими породами, подстилаемыми терригенными ордовикскими и рифей-вендскими отложениями. Вся структура тектонически покоится на молассах перми и частично фли-ше среднего карбона.

Додевонская часть разреза на территории профилей в настоящее время бурением изучена слабо из-за большой мощности пермских и мезокайнозойских отложений. Единичные скважины вскрывают верхнепалеозойские франские и каменноугольные отложения. Нижние горизонты разреза изучены весьма фрагментарно, поэтому нет единого мнения о возрасте подфранских отложений.

Наибольший вопрос вызывает правильность отнесения к рифею подфранской части разреза, вскрытого скв. Бухаровская-10 и Манчаж-5, Восточно-Аскинская-1, Леузинская-1. Чаще всего вскрытые здесь под верхнедевонскими отложениями глинисто-карбонатные отложения относят к калтасинской серии нижнего рифея [1, 15, 16] на основании корреляции с разрезами скв. Арлан и Орьебаш, принадлежащими расположенному западнее Осинцевско-Красноуфимскому выступу Камско-Бельского прогиба краевой части Восточно-Европейской платформы. Некоторые исследователи [17] отложения калтасинской серии Камско-Бельского прогиба относят к верхнему рифею на основании находок микрофоссилий в скв. Азино-Пальниковская, расположенной на восточном склоне Татарского свода южнее Ижевска. Между тем, Осинцевско-Красноуфимский выступ, сложенный метаморфическими породами и гранитами, как четко видно на Нижне-Сергинском профиле, по пологому разлому западной вергентности надвинут на край Восточно-Европейской платформы. То есть этот выступ находится в аллохтонном залегании и принадлежность его, а также структур, расположенных восточнее, к Восточно-Европейской платформе и Камско-Бельскому прогибу не очевидна. По своему структурному положению, по аналогии с Печорским бассейном, он сам может быть сложен не архейско-протерозойскими породами, а складчатыми и гранитизированными отложениями рифея, принадлежащими кадомскому складчатому поясу доуралид, возникшему в венде на краю ВосточноЕвропейской платформы. Если это так, то перекрывающие его на востоке отложения должны иметь палеозойский возраст. В таком случае карбонатные отложения, по аналогии с Печорским нефтегазоносным бассейном, могут содержать залежи УВ. Во всяком случае, данные, приведенные в работах В.Н. Пучкова, о ранне-среднепалеозойской Бельской шельфовой зоне Уральского палеоокеана, широком развитии нижнепалеозойских отложений в аллохтонных структурах ЗападноУральской складчатой зоны, позволяют предполагать развитие здесь уже в автохтонном залегании нижнепалеозойско-нижнедевонских отложений (ведь если отложения присутствуют в аллохтоне, то где-то должен быть их автохтон, иначе необходимо признать очень большие горизонтальные перемещения). Кроме того, есть данные о развитии позднеордовикских отложений в Предуральском прогибе. По данным А.В. Ярошенко, в одной из скважин к западу от Башкирского антиклинория вскрыт верхний ордовик, представленный известняками с трилобитами [10]. Образования нижнего девона на восточной окраине Восточно-Европейской платформы на территории Предуральского прогиба известны на Среднем Урале на р. Усьва, на Южном Урале - на р. Кага (песчаники и известняки) [9]. О большой вероятности распространения на рассматриваемой территории верхнеордовикско-нижнедевонских карбонатно-терригенных потенциально нефтегазоносных отложений свидетельствует также анализ данных регионального Нижне-Сергинского сейсмического профиля. Анализ этих данных однозначно показывает, что разрез, вскрытый скв. Бухаровской-10, находится в аллох-тонном залегании и принадлежит Бельской шельфовой зоне, где под верхним девоном повсеместно распространены ордовикско-силурийско-нижнедевонские карбонатно-терригенные отложения. Деформированные отложения рифея-венда (комплекс доуралид) залегает здесь структурно ниже и также находится в аллохтонном залегании. Последний, вероятно, не представляет интереса для поисков залежей УВ. Между тем, Осинцевско-Красноуфимский выступ, сложенный метаморфическими породами и гранитами, на западе ограничен палеозойским Суксунским разломом. На волновой картине профиля отчетливо видно, что рифейские отложения Камско-Бельского прогиба не прослеживаются.

Если обратиться к расположенному южнее сейсмическому профилю 370505, то обнаруживается, что и здесь распространена сходная по структурной позиции мощная немая толща, верхи которой по данным бурения отнесены к верхнему ордовику - нижнему девону. При этом в верхней части разреза дешифрируются несколько карбонатных построек. Если рассматриваемая толща карбонатсодержащих пород действительно имеет не рифейский, а нижнепалеозойский возраст, то она, по аналогии с Тимано-Печорским бассейном, более перспективна для поисков залежей УВ по сравнению с рифейскими, поэтому заслуживает более пристального и детального изучения с применением новейших методик.

Таким образом, ознакомление с результатами интерпретации материалов МОГТ по серии региональных профилей, пересекающих Предуральский прогиб на широте от Тимана на севере до г. Оренбург на юге, показало противоречивость оценки возраста сейсмостратиграфических комплексов дофранского возраста, характеризующихся сходным рисунком и положением в разрезах

(см. рис. 2, 3). Все это требует дополнительного рассмотрения, создания новых корреляционных сейсмостратиграфических схем. Наибольшее противоречие существующих схем заключается в следующем.

1. На профиле Нижне-Сергинский и Михайловский ниже горизонта Д выделяется характерный сейсмокомплекс карбонатного состава с характерным рисунком внутренних отражений. Здесь он датирован [1] калтасинской свитой нижнего рифея. Согласно авторскому варианту корреляции этот комплекс вскрыт скв. Манчаж-5 и на этом основании датирован как нижний рифей. Южнее в башкирском Приуралье на профиле № 1 [14] аналогичный комплекс по привязкам к скв. Леузинская-1 датирован уже верхним рифеем.

2. На профилях № 1 и 7 выше карбонатного комплекса, рассмотренного в п. 1, выделен также весьма характерный сейсмокомплекс терригенного состава значительной мощности. На основании корреляции с разрезами скважин восточного склона Татарского свода он датирован поздним вендом. В то же самое время на профиле № 37, пересекающем профиль № 7 в южной части, тот же самый комплекс, по мнению А.Н. Светлаковой и С.М. Карнаухова с соавторами [15, 4], включает не только отложения венда, но и нижнего палеозоя (см. рис. 3).

3. На профилях Нижне-Сергинский и Михайловский в восточной части, примыкающей к складчатым структурам Урала, на участках, где в автохтоне нижнерифейские карбонатные отложения непосредственно перекрыты верхним девоном, в аллохтонных покровах присутствуют толщи ордовика Бельской зоны, также представленные преимущественно карбонатными отложениями. Возникает вопрос, почему толщи аллохтона отсутствуют в автохтоне? На субширотном профиле скв. Шихан-Стерлитомак-Кулгунино [18] аналогичный сейсмокомплекс вендского возраста залегает резко несогласно на карбонатном, который здесь отнесен авторами к верхнему рифею. Между тем из этого карбонатного комплекса из пород скв. Шихан и Ахметово-6 Е.В. Чибриковой и В.А. Олли [12] были выделены растительные микрофоссилии ордовикского возраста.

Представляется, что все выявленные противоречия не могут быть решены в рамках лицензионных участков. Необходимо создавать комплексные проекты для изучения отдельных нефтегазоносных областей и зон. Эти проекты должны готовиться за счет средств бюджета научными коллективами. Несомненно, одним из путей должна стать разработка конкретных инвестиционных проектов на основе повторной обработки и интерпретации архивных геологических и сейсмических материалов для перспективных зон нефтегазонакопления, а в отдельных случаях для отдельных нефтегазоносных районов. Эти проекты должны выполняться за счет бюджета при долевом участии недропользователей. Долевое участие должно, по мнению авторов, определяться пропорционально ожидаемым приростам ресурсов (запасов) от проведения региональных (поисковых) работ.

Список литературы

1. Белоконь Т.В. Строение и нефтегазоносность рифейско-вендских отложений востока Русской платформы / Т.В. Белоконь, В.И. Горбачев, М.М. Балашова. - Пермь, 2001. - 108 с.

2. Ардашева Т.С. Региональные геофизические исследования Башкортостана / Т.С. Ардашева, Т.В. Беляева, Г.З. Валеев // Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана. Первые Тимергазинские чтения. - Уфа: Тау, 2004а. - С. 148-161.

3. Ардашева Т.С. Структурно-тектоническое строение рифей-вендских отложений вдоль регионального профиля № 3 на территории Башкортостана / Т.С. Ардашева, Т.В. Беляева, Г.З. Валеев // Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана. Первые Тимергазинские чтения. - Уфа: Тау, 2004б. - С. 162-169.

4. Светлакова А.Н. Новые данные о строении южной части Предуральского прогиба по результатам сейсмических работ / А.Н. Светлакова, В.И. Разуваев, Е.Н. Горожанина и др. // Доклады АН. -2008. - Т. 423. - № 4. - С. 502-506.

5. Обстановки осадконакопления и фации / под ред. Х. Рединга. - Т. 2. - М.: Мир, 1990. - 380 с.

6. Аксенов Е.М. Стратиграфия и основные этапы развития верхнепротерозойских палеобассейнов Волго-Уральской провинции / Аксенов Е.М., Баранов В.В., Диденко А.Н. и др. // Стратиграфия, палеонтология и перспективы нефтегазоносности рифея и венда восточной части ВосточноЕвропейской платформы. - Ч.1. - Уфа: ИГ УНЦ РАН, 1999. - С. 3-12.

7. Ожиганова Л.Д. О развитии ордовикских, силурийских и нижнедевонских отложений в башкирской части Предуральского прогиба / Л.Д. Ожиганова, Е.А. Алямкина, Р.Х. Яушев и др. // Геология и нефтеносность Башкирии. - Уфа: ИГ БфАН СССР, 1975. - С. 29-43.

8. Сергеева Н.Д. Приютовская свита верхнего рифея Камско-Бельского авлакогена: строение, состав и минералогические особенности / Н.Д. Сергеева // Геологический сборник: матер. VII Межрегиональной геологической конференции. - Уфа: УНЦ РАН, 2007. - № 6. - С. 122-130.

9. Петров Г.А. Корреляция ордовикско-девонских событий на Уральской и скандинавской окраинах Балтики: геологические и палеомагнитные данные. Литосфера / Г.А. Петров, И.А. Свяжина. -2006. - № 4. - С. 39-46.

10. Пучков В.Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала / В.Н. Пучков. - Уфа: 2000. - 146 с.

11. Чибрикова Е.В. Еще раз о допалеозойских отложениях на Южном Урале и в Приуралье / Е.В. Чибрикова, В. А. Олли // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана: матер. VI Межрегиональной конференции. - Уфа: ИГ УНЦ, 2006. - С. 54-56.

12. Чибрикова Е.В. Новые находки органических остатков в допалеозойских отложениях Урала / Е.В. Чибрикова, В. А. Олли // Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана, Урала и сопредельных территорий: матер. VII Межрегиональной конференции. -Уфа: ИГ УНЦ, 2006. - С. 132-134.

13. Казанцев Ю.В. Предварительная геологическая интерпретация Михайловского сейсмопрофиля / Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, М.А. Камалетдинов и др. // Геология. Известия отделения наук о Земле АН РБаш. - 2005. - № 10. - С. 56-59.

14. Козлов В.И. Строение Стратонов рифея Волго-Уральской области / В.И. Козлов, Н.Д. Сергеева // Геологический сборник. - Уфа: ИГ УНЦ РАН. - 2008. - № 7. - С. 179-192.

15. Карнаухов С.М. Новые направления поисков залежей углеводородов на юге Предуральского прогиба (оренбургский участок) / С.М. Карнаухов, М.А. Политыкина, С.М. Побережский и др. // Матер. XI Координационного геологического совещания ОАО «Газпром». - М.: ИРЦ Газпром, 2006. - С. 78-86.

16. Рифей-вендские отложения Камско-Бельского авлакогена, вскрытые скважиной 1 Восточно-Аскинская / научн. редактор В.Н. Пучков. - СПб.: Недра, 2007. - 136 с.

17. Вейс А.Ф. Микрофоссилии в стратиграфии рифейских отложений Южного Урала (Башкирский мегаантиклинорий) и Приуралья (Камско-Бельский авлакоген) / А.Ф. Вейс, Н.Н. Ларионов, Н.Г. Воробьева и др. // Стратиграфия. Геологическая корреляция. - 2000. - Т. 8. - № 5. - С. 3-28.

18. Скрипий А.А. Структуры растяжения и сжатия в зоне сочленения Южного Урала и ВосточноЕвропейской платформы / А.А. Скрипий, Н.К. Юнусов // Геотектоника. - 1989. - № 6. - С. 62-71.