Литогенетическая модель меловых отложений западной части Терско-Каспийского краевого прогиба

Предлагаемая работа является результатом более чем двадцатилетних исследований автора в области литологии, минералогии, биостратиграфии, палеотектоники мезозойского бассейна Восточного Предкавказья Основная часть исследований посвящена развитию и формированию комплекса меловых отложений Терско-Каспийского краевого прогиба (ТККП), а именно, западной его части — Терско-Сун/кенской нефтегазоносной области (ТС ИГО).

Герско-Сунженская НГО является одним из старейших нефтедобывающих районов Северного Кавказа Уже с середины XVIII столетия на Старогрозненском участке осуществлялась колодезная добыча нефти, а в конце XIX века Английской нефтяной компанией «British Petroleum» началось бурение первых нефтяных скважин на нефтеносные песчаные пласты чокракского горизонта на той же Старогрозненской площади С 1922 года начинается планомерная разведка и эксплуатация нефтяных залежей в чокракских отложениях Здесь работали многие геологи, внесшие немалый вклад в изучение проблем геологии, литологии и нефтегазоносности района ГВАбих, Н И Андрусов, Д В Голубятников, В П Ренгартен, Н С Шатский, Д В Дробышев, В Д Голубятников, КПКалицьий, Г П Михайловский, Д С Халтурин, И Г Кузнецов, Т, А Мордвилко, В Н Белоусов, Н С Золотницкий, Н, А Кудрявцев, В М Пац, А И Цатуров, И 10 Успенская, Н Б Вассоевич, В Е Хаин, Е Е Милаиовский, А Г Алексин, IIА Еременко и многие другие.

Новый импульс для постановки геолого-разведочных работ в 'Герско-Сунженской НГО дало открытие в 1956 году нефтяной залежи в отложениях верхнего мела на Карабулак-Ачалукской площади С этого времени начинается комплексное изучение мезозойских отложений западной части Терско-Каспийского краевою прогиба В 1960 году на Карабулак-Ачалукской площади установлена нефтеносность апт-альбеких отложений, а в 1965 году на Малгобек-Вознесеновской площади открыта газоконденсатная залежь в отложениях валанжинского яруса Огромный вклад в изучение отложений мезозоя внесла деятельность Северо-Кавказской комплексной геологической экспедиции под руководством профессора И О Брода Труды этой экспедиции явились научной основой развития геолого-разведочных работ в пределах всего Восточного Предкавказья и в пределах Терско-Сунженской НГО в частности Позже в изучении мезозойского комплекса пород активное участие принимают ученые ИГиРГИ (Н, А Крылов, АИЛетавин, Г Т Юдин, JIM Савельева, Н Г Копылов, ПА Петренко и многие другие), ВНИГНИ (М С Бурштар, А, А Арбатов, А Д Бизнигаев, Ю Н Швембергер и др), ВНИГРИ (В, А Гроссгейм, Е М Смехов, Т В Дорофеева, М X Булач, JI П Гмид и др), Грозненского нефтяного института (В JI Галин, ГДБуторин, С, А Благонравов, М Н Смирнова, Б К Лотиев, В Д Галихин, П П Забаринский, И М Крисюк, Ю П Смирнов, Б Н Васин и др) Коллективом ВНИГРИ под руководством Е М Смехова на примере карбонатных пород верхнею мела была создана уникальная методика, но подсчету трещиноватости карбонатных пород [1, 2, 3], актуальность которой не утрачена и поныне Изучением мезозойских отложений Восточного Предкавказья с начала 70-х годов занимаются ученые МГУ (В В Друщиц, И, А Михайлова, И, А Назаревич и др).

Огромный вклад в изучение мезозойских отложений внесен также местными геологами Здесь необходимо отметить разработки ученых тематической экспедиции Объединения «Грознефть» (IЭГ) ВАТилюпо, В, А Станулиса, М Н Белоусова, Э Е Сайянца, П Г Романова, В, А Хлуднева, С, А Афанасьева и др, благодаря которым получены новые представления о геологическом строении, тектонических и лито-стратиграфических особенностях мезозойских отложений.

С начала 60-х годов активным изучением геологии, тектоники, литологии и стратиграфии мезозоя начинают заниматься в лаборатории региональной геологии ГрозНИИ, а затем — СевКавНИПИнефти Здесь следует отметить работы, А А Хуциева,.

М М Мацкевича, Б Ф Крымова, Л Е Саламатина, II Е Пчелинцева, ППЛысенкова, Ю, А Мосякина, НИ Волгина, Н Е Меркулова, А В Меркулова, В Г Умнова, А И Киселева и многих других С начала 70-х годов дегальной стратиграфией меловых отложений Восточного Предкавказья занимаются АЕСаламатин, Е Ф Фролова-Багреева, П В Ботвинник, Т, А Даниленко, А С Сахаров Ими была создана местная стратиграфическая шкала для отложений юры и мела Изучением литологии мезозойских отложений в это же время занимались К И Смольянинова, Е Ф Лозгачева, Т Л 'Голстова и автор Огромное внимание тектоническому строению региона было уделено в работах ВДТалалаева, а позднее — Н И Кононова, который высказал оригинальный взгляд на тектонику ТККГ1 в связи с новым направлением в науке, получившим признание в мире на рубеже 60-х — 70-х годов — теорией литосферных плит [4] В середине 80-х годов, в связи с возникшим в объединении «Грознефть» «структурным голодом» группой ученых СевКавНИПИнефть II Е Пчелинцевым, Н И Кононовым, А С Сахаровым, П В Ботвинником, Т, А Даниленко и автором впервые была предпринята (на основе детальной биои литокорреляции, литофациального, палеогеографического и палеотектонического анализов) попытка выявления зон развития неструктурных ловушек Результаты исследований изложены в ряде научных отчетов [5, 6, 7] и статей [8, 9] и, кроме того, докладывались на производственных совещаниях объединения «Грознефть» и получили одобрение геологической службы В это же время II В Ботвинником и автором впервые начато электронно-микроскопическое изучение карбонатных пород верхнего и нижнего мела, которое коренным образом изменило представление о генезисе этих отложений Результаты исследований изложены в трудах СевКавНИПИнефть [10] Тогда же была предпринята попытка — с помощью сконструированного Щербаком В Н (Авторское свидетельство № 1 163 207) дополнительного устройства к РЭМ — изучения межформенной первичной пористости в карбонатных коллекторах рассчитывался двухмерный фактор форменной пористости и коэффициент микропористости, а также возможность участия первичной межформенной микропористости в нефтеотдаче пласта в залежах с АВПД, Но результаты этих исследований не удалось сохранить из-за военных действий и поэтому в данной работе о них речь не идет С середины 80-х годов автор начала исследования по трещиноватости карбонатных пород в зонах разуплотнения Результатом исследований является авторское свидетельство № 1 659 651 [11].

К сожалению, работы по этим направлениям были прекращены в результате известных политических и военных событий, имевших место на территории Чеченской республики с 1992 по 2000 год Несмотря на то, что уже к середине 80-х годов вышло несколько диссертационных работ, посвященных литологии и фациальному анализу меловых отложений (И М Крисюк, 1970, К И Смольянинова, 1972, Ю П Смирнов, 1979, 1995 и др), ни в одной из них не рассматривается весь меловой комплекс пород в целом, а также не рассматривается возможность формирования в нем неструктурных ловушек Автор надеется, что проделанный ею труд по обобщению накопленных геологических, литологических, электронно-микроскопических и других видов исследований меловых отложений ТККП послужит делу развития геолого-поисковых и геолого-разведочных работ, как в послевоенной Чечне, так и за ее пределами.

Актуальность работы. Поиски новых месторождений в старых нефтегазоносных районах типа Восточного Предкавказья с хорошо развитой инфраструктурой в настоящее время особенно актуальны Именно теперь, когда вопрос повышения добычи УВ-сырья и открытия новых залежей в старых изученных районах стоит особенно остро, важно более детально рассмотреть перспективы основной нефтегазоносной толщи Терско-Каспийского краевого прогиба (ТККП) В регионе, где фонд структурных ловушек в меловых отложениях практически исчерпан, объектами поиска должны служить ловушки неструктурного типа, которые могут формироваться как в поднадвиговои части Терской и Сунженской антиклинальных зон, так и в зоне выклинивания меловых отложений в платформенной части прогиба Объектом поисков может быть также западная часть акватории Каспия, а именно бортовые зоны Сулакскои впадины, восточная часть которой расположена в пределах акватории Каспийскою моря Достоверность оценки перспектив меловой терригенно-карбонатной толщи, залегающей на глубинах от 4 км до 7 км, зависит от установления характера распространения коллекторов и прогноза их литогенетических свойств Основой такой оценки послужили литолого-фациальный, палеогеографический, секвенсстратиграфический и палеотектонический анализы, а также изучение изменений емкостных и фильтрационных свойств пород под действием процессов эпигенеза и катагенеза Научная оценка перспектив нефтегазоносности по перечисленным литологическим критериям определяет актуальность выполненной работы.

Целью работы являегся создание лiпогенетической модели меловых отложений западной част ТККП и выявления на этой основе зон развития неангиклинальных ловушек УВ.

Основные задачи исследования:

1 Изучение литшогических и литогенетических особенностей меловых отложений микроскопическим и электронно-микроскопическим методами.

2 Изучение особенностей развшия вторичных процессов и их влияния на коллекторе кие и изолирующие свойства пород.

3 Выделение лигомаркеров с целью использования tlx при корреляции разрезов.

4 Детальная корреляция меновых отложений на основе лшологических, биостратиграфических и промыслово-геофизических исследований с выделением структур! io-фадиальных зон.

5 Обоснование стратиграфических несогласий и лшологического выклинивания пород па основе корреляции разрезов.

6 Реконструкция обстановок осадконакопления на основе анализа мощностей и фаций.

7 Применение элементов секвешного анализа для выявления закономерностей формирования резервуаров.

8 Выявление зон, перспективных для развития neai пиклинальных и сложных комбинированных ловушек УВ.

Научная новизна работы:

1 На основе электронно-микроскопических исследований карбонатных пород мела подтвержден их биогенный генезис Определены факторы, атияютцие на формирование их седименгационной пористости.

2 На основе электронно-микроскопического изучения терригеиных пород нижнего мела определены факторы, ачияющие на формирование вторичной пористости.

3 Создана схема лигостратшрафической корреляции разрезов.

4 На основе секвешного анализа выделены системные тракты Определено время низкого и высокого стояния моря.

5 Создана лтгго генетическая модель меловых огложений западной части ТККП.

Практическая значимость работы заключается в выделении зон, благоприятных для формирования неангиклинальных ловушек УВ.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на Всесоюзной выездной сессии ИГиРГИ «Фундаментальные исследования в нефтяной геологии» (Уфа, 1986), в I Всесоюзной школе «Карбонатные формации и условия их образования» (Нальчик, 1987), на XIII Всесоюзном лтггологическом совещании (Ростов-на-Дону, 1990), на научно-практической Международной Конференции «Стратегия развития и освоения сырьевой базы основных энергоносителей России» (Санкт-Петербург, 2004), на 2-й Международной научно-практической конференции «Проблемы нефтегазоносности Черного, Азовского и Каспийского морей» (Геленджик,.

2005) Отдельные положения диссертации наиши отражение в 11 тематических отчетах и проектах СевКавНИПИнефги и в 3 тематических огчега BI1ИГРИ.

Публикации. По теме диссертации имеется 13 публикаций.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 3 частей, 10 глав и заключения общим объемом 160 страниц В работе содержится 42 рисунков, 8 таблиц, и 5 приложений, содержащих фоторисунки основных типов пород, фоторисунки пород в РЭМ, схему сопоставления разрезов, региональный геологический профиль и схему литостратиграфической корреляции Библиография — 75 наименований Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте геологии и минеральных ресурсов Мирового океана (ВНИИОкеангеология) Ведущее предприятие — Российский Государственный Универсгпег Нефш и Газа имени И М Губкина.

Фактический материал. Работа написана по результатам 25-ти летней научно-исследовательской деятельности автора в институте СевКавНИПИнефть ПО «Грознефть» Материалом исследований послужили, прежде всею, собственные геологические и литологические исследования автора, проводимые как в полевых условиях при описании естественных обнажений горных пород, так и в лабораторных условиях при визуальном описании керна и шлама скважин, а также при описании пород в шлифах под поляризационным микроскопом и при исследовании пород в растровом электронном микроскопе (РЭМ) В исследовании части естественных разрезов преимущественно в Осетии, Кабарде и Горном Дагестане автор принимала участие лично Большая часть разрезов в Горной Чечне и Ингушетии описана соратниками автора, А Е Саламатиным, А С Сахаровым, П В Ботвинником, К И Смольяниновой,.

ТАДаниленко, ЕФЛозгачевой Автором исследовано под поляризационным микроскопом 1267 шлифов горных пород по скважинам, пробуренным на территории деятельности объединения «Грознефть» с 1974 по 1990 годы и, кроме того, более 1000 шлифов по ранее пробуренным скважинам (коллекции К И Смольяниновой и Е Ф Лозгачевой) Выполнено около 900 гранулометрических и более 500 иммерсионных анализов по терригенным отложениям нижнего мела Кроме тою, автором использованы материалы по описанию меловых отложений петрографами СевКавНИПИнефти К И Смольяниновой, И К Жлобинской, Е Ф Лозгачевой, Т Л Толстовой и петрографами тематической экспедиции «Грознефти» О П Булгаковой и М В Ваулиной Автором исследовано под электронным микроскопом 123 образца карбонатных пород верхнего мела, валанжинского яруса нижнего мела и терригенных пород аптекою и альбекого ярусов нижнего мела Подсчет коллекторских свойств юрных пород осуществлялся по методике ВНИГРИ с помощью больших шлифов Автором исследовано 576 больших шлифов и проведен подсчет трещиноватости и коллекторских свойств по ним для продуктивных карбонатных и терригенных меловых отложений Подавляющая часть лабораторных исследований выполнялась в институте СевКавНИПИнефть, в лаборатории литологии и стратиграфии, В М Сологтахо и В Г Кожевниковой, а также в лаборатории физики нефтяного пласта под руководством М С Багова Изготовление больших шлифов выполнялось в лаборатории петрографии ВНИГРИ Электронно-микроскопические исследования выполнялись автором совместно с Ботвинником П В и Щербаком В Н в СевКавНИПИнефти Автором были использованы также результаты электронно-микроскопических исследований Р, А Конышевой (ИГиРГИ) и К И Смольяниновой (СевКавНИПИнефть) по отложениям нижнего мела Наряду с собственными исследованиями автором использовалась обширная литологическая и геологическая литература.

В процессе своих, исследований автор пользовалась неоценимой поддержкой своих коллег по работе в СевКавНИПИнефти Т, А Даниленко, П Е Пчелинцева, А С Сахарова,.

А В Меркулова, Н Н Волгина, 3 X Моллаева, И К Жлобинской, И О Игнатьевой, А Н Степанова, 'Г JI Толстовой и др и во ВНИГРИ Л П Гмид, Т Д Шибиной, I* Т Еганьянца, А Р Цатурова, Г С Поповой, Г С Куклис, О, А Андреевой, С И Жарковой, О Ю Аверьяновой, О Ф Слесаренко, Т, А Афанасьевой, Л И Климовой и др, во ВНИИ Океангеология О И Супруненко, К Г Вискуновой, В И Устрицкого, Е С Миролюбовой, Л Л Поляковой, Е Б Суворовой, Т Ю Медведевой и др

Автор выражает особую благодарность Л П Гмид, которая сыграла неоценимую роль в становлении автора на путь литологического изучения мезозойских пород Восточного Предкавказья Огромная помощь, оказанная ею за много лет, когда автор работала еще в СевКавНИПИнефть, и затем, уже в процессе работы во ВНИГРИ, ее многочисленные консультации оказали неоценимое влияние на становление автора как литолога.

Автор выражает благодарность и признательность руководителям работы О И Супруненко, за ту поддержку и помощь, которая была оказана им в наиболее тяжелое и ответственное для автора время работы над диссертацией и Т К Баженовой за настойчивость, с которой она заставила автора обобщить накопленный материал и за тот уровень поддержки и помощи, которые были оказаны ею в процессе работы.

Автор выражает благодарность руководителю подразделения, в котором работает-К Г Вискуновой за понимание, помощь и ценные советы и консультации.

И, наконец, вспоминая своих коллег на более чем двадцатилетнем пути исследований, так или иначе способствовавших выполнению работы, автор с благодарностью обращается к светлой памяти безвременно ушедших от нас крупнейшего специалиста в области стратиграфии мела Восточного Предкавказья Павла Витальевича Ботвинника, талантливого геолога и стратиграфа и Клары Ивановны Смольяниновой, светлой души человека, высококвалифицированного литолога и геолога Совместная работа с П В Ботвинником по меловым отложениям Восточного Предкавказья на протяжении более чем двух десятков лет, ею незаурядная эрудиция, энергия, огромный интерес ко всему новому, что появлялось в геологической, литологической и стратиграфической науке тех лет немало способствовали расширению геологического кругозора автора Увлеченность К И Смольяниновой литологическими исследованиями, умение убедить, не навязывая никому при этом своего мнения, ощущение постоянной доброжелательности и поддержки в процессе работы с ней сыграли не последнюю роль в становлении автора как литолога Неиссякаемый оптимизм и умение с улыбкой переносить все горести и трудности, выпавшие ей в жизни, ее постоянное желание помочь вплоть до ее последних дней являлись своеобразной жизненной и научной планкой для автора Светлая им обоим память'.

Автор выражает признательность Т Ю Медведевой, Г С Куклис, А, А Зуйкову, О, А Андреевой, Е С Миролюбовой, Л Л Поляковой, Е Б Суворовой, С В Александрову, Н, А Александровой за помощь, оказанную ей в оформлении работы.

Основные мшщщиемые па шженши. 1 По результатам проведенной автором лигострати графической корреляции разрезов и анализа мощностей, выявлены региональные и локальные перерывы в осадконакоплении, определены основные этапы меловой седиментации выделены трансгрессивные тракты, конечной фазой которых является высокое стояние моря и регрессивные тракты, конечной фазой которых является низкое стояние моря На этой основе создана лито генетическая модель меловых отложений.

2 По результатам секвенлюго анализа выявлено, что резервуары терригенных комплексов приурочены к конечной фазе регрессивного этапа седиментации — низкому стоянию моря, а резервуары карбонатных комплексов приурочены к конечной фазе трансгрессивного этапа седиментации — высокому стоянию моря.

3 На основе электронно-микроскопического изучения пород установлено, что формирование кремнистого цемента и простоев кремнезема в карбонатных породах является прямым пршнаком конечной стадии регрессивною эгапа карбонатной седиментации Формирование регенерационного кварцевого цемента и карбонатного цемента «пойкилитового» типа в лерригенных породах является косвенным пршнаком низкого стояния моря 4 Резкие различия в величинах седименгационной пористости верхнемеловых карбонатных пород как показали исследования в РЭМ, обусловлены их биогенным генезисом. Кокколиты имеюг монокристаллическое строение раковины и, являясь породообразующими, формируют высокую седиментационную пористость за счег устойчивости монокристаллов к разрушению, ьальцисферулиды имеюг поликристаллическое строение раковины и, соответственно, формируют низкую седиментационную пористость в породе за счет интенсивного разрушения раковин на отдельные довольно мелкие псевдокристаллы.

ЧАСТЬ I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ, НЕФ1ЕГАЗОНОСНОСТЬ И МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ТККП.

Заключение

.

Проведенные автором исследования привели к следующим результатам На основе био и литостратиграфического анализа установлены биои лигомаркеры и создана схема лигостратиграфической корреляции разрезов с выделением региональных и локальных перерывов в осадконакопления На основе литофациальных, седиментологических, палеоэкологических, биостратиграфических исследований и анализа мощностей выявлены основные этапы меловой седиме1ггации и создана лигогенетическая модель меловых отложений Установлено, что в развитии мелового бассейна выделяются девять секвенций 3-его порядка Исходя из анализа мощностей и анализа фациальных условий седиментации, установлена приуроченность терригенных коллекторов к перерывам осадконакопления, а карбонатных коллекторов к высокому стоянию моря На основе микроскопического и электронно-микроскопического анализов выделены основные лито генетические типы пород для каждой свиты меловых огложений Оценено влияние вторичных процессов на формирование коллекторов Выявлено, что доломитизация, кальцишзация и хлоритизация пород положительно штияюг на формирование вторичной пористости Отмечена отрицательная и положительная роли окварцевания пород Оценены перспективы нефтегазоносное&tradeпо лиголошчешш критериям.