Структурно-тектонічні особливості геологічної будови родовищ, які приурочені до передгірських прогинів та між гірських западин

Території передгірських прогинів та міжгірських западин є одними з найстаріших районів нафтової промиловості.  Для таких областей характерна висока роздрібленість порід, максимальна рухомість, значна проникність, різка диференціація будови земної кори і верхньої мантії.

Крайові прогини, які відділяють платформи від складчастих областей, займають проміжне положення між ними і несуть певний відбиток будови як одних, так і других. Крайові прогини переважно ділять на дві частини. Зовнішній борт, що прилягає до платформи та сформований на її основі, у своїй будові відображає багато рис, характерних для неї. Це і наявність  пологих складок, малої кількості тектонічних порушень, невеликої інтенсивності тектонічних рухів і т.п. Внутрішній борт, що приляає до складчастої області, характеризується інтенсивною дислокованістю із значним впливом горизонтальних тектонічних рухів, родовища здебільшого пов’язані з чітко вираженими структурними формами; переважають порушені лінійно витягнуті та брахиантиклінальні складки, часто з підгорнутими крилами, де містяться тектонічно-екрановані поклади (рисунок 4.1), в межах родовищ мають місце прояви глинистого і соляного діапіризму та грязьового вулканізму, соляної тектоніки, наявність переважно теригенного розрізу, часто в родовищах зустрічаються аномально високі пластові тиски і т. п

1-насуви; 2-нафтовий горизонт; 3-нафтогазовий поклад

Рисунок 4.1 – Поперечний геологічний розріз Долинського і  Північнодолинського  родовищ

 

Будова передових і переклінальних прогинів достатньо складна і відрізняється чітко вираженою повздовжньою і поперечною зональністю. Найбільш погружені частини прогинів часто розділені поперечними підняттями, основу яких складають краєві масиви.

Для таких територій характерна наявність структурних поверхів, озділених поверхнями неузгоджень. Формування відносно молодих по віку відкладів проходило в умовах сформованого рельєфу значно девніших порід.Рраніше сформовані стуктуи перекривались молодини, новими відкладами і разом з ними заново піддавались дії тектонічних напруг. За умов якщо в розрізі переважають відклади одного складу, наприклад переважно теригенні, здебільшого амплітуди стуктур і їх ускладнення із зглибиною зростають.

Зональність будови таких областей є наслідком зональності тектонічних рухів, осадконакопичення та інших геологічних процесів. Значна зміна геологічних умов є причиною того, що фізичні параметри одновікових відкладів, які розташовані на різній або на одній глибині але в різних зонах, суттєво відрізняються. Інколи границі поділу фізичних властивостей  мають літологічний характер і дають уяву щодо зміни літолого-фаціальних умов. Зміна щільності осадових порід і швидкості поширення в них пружних хвиль знаходяться в значній залежності не тільки від літологічного складу і глибини залягання але й від інтенсивності прояву динамометаморфізму. Так, наприклад палеогенові відклади Внутрішньої зони Передкарпатського прогину, які витримали сильну дію альпійської складчастості, досить сильно ущільнені і характеризуються підвищеною сейсмічною швидкістю; в зонах глибинних дислокацій прослідковуються полосові мінімуми щільності та швидкості. Перечислені особливості знаходять своє яскраве вираження в геофізичних полях.

Важливим є те, що краєві зони складчатих областей характеризуються максимальною товщиною осадових порід (більше 10км) і по мірі вдосконалення глибокого і надглибокого буріння інтерес до цих районів максимального накопичення осадових порід буде зростати. Нормальна міжзернова пористість відкладів існує і на глибинах понад 5км так і поритсість яка пов’язана із системою тріщин.

Результати буріння надглибоких свердловин у межах передгірських прогинів у різних регіонах світу свідчать про доцільність пошуків нафти і газу в глибокозанурених горизонтах, але, нажаль, на сьогодні уявлення про умови їх залягання поки що обмежені і перенесення досвіду пошуково-розвідувальних робіт з верхніх горизонтів не завжди є оправданим.

Бурінням окремих надглибоких свердловин встановлено, що на глибинах понад 5 км в осадовому розрізі можуть існувати породи-колектори і покришки, а також сприятливі пастки для формування скупчень нафти і газу. Що стосується геохімічної та гідрогеологічної обстановок на великих глибинах, то вони, як правило, є сприятливими для існування вуглеводневих покладів. Говорячи про породи-колектори, слід відзначити, що на великих глибинах практичне значення мають лише пласти-колектори відносно великої товщини, а тонкі прошарки внаслідок процесів вторинної цементації втрачають свої колекторські властивості.

Як показали теоретичні та експериментальні дослідження нижня межа промислової нафтоносності може опускатись до глибин 8–9 км. До того ж на цих глибинах руйнівному впливу температур на рідкі вуглеводні сильно протидіє тиск. На фоні загального зниження нафтоносності з глибиною в глибинних зонах розповсюджена широка гама покладів з різними кількісними співвідношеннями нафти, газу і конденсату.

Слід також відмітити, що на великих глибинах в умовах аномально високих температур і тисків можливе існування сильно газонасичених пластових вод, з яких газ може вільно виділятися, якщо тиск насичення буде більше пластового тиску. Такими ділянками можуть бути високоамплітудні підняття, зони стратиграфічної незгідності та літологічних виклинювань (наприклад Медведівська площа в Передкавказзі, де газонасиченість досягає 9065 см³/л при пластовому тиску більше
70 МПа).

При вивченні великих глибин перш за все необхідно орієнтуватися на пастки антиклінального (склепінного) типу, а інші типи пасток (літологічні, стратиграфічні) вивчати супутньо з ними.

Вивчення та підготовку до буріння глибокозанурених об’єктів (структур) доцільно проводити сейсморозвідкою – методами РНП та ЗГТ, підвищуючи їх результативність за рахунок ущільнення мережі профілів та системи спостережень, групування вибухів і сейсмоприймачів. Поряд з цим доцільним є застосування високоточної гравіметрії та електророзвідки методом ЗСБ (встановлення в ближній зоні).

Важливим є буріння надглибоких параметричних свердловин для виявлення перспективних глибинних горизонтів, встановлення у розрізі порід-колекторів і отримання фізичних параметрів, які необхідні для якісної інтерпретації та прив’язки геофізичних даних.

Пошукові свердловини можуть закладатися як одиночні, так і групові. Одиночні – у склепінних частинах складок, групові – на профілях. Розвідувальні свердловини доцільно заміняти на випереджувальні експлуатаційні за рахунок введення покладів в пробну експлуатацію.

При освоєнні великих глибин виникають проблеми як методичного, так і технічного характеру, зокрема:

– якісне проведення ГДС набором сучасних ефективних методів;

– використання для дослідження свердловин термобаростійкої апаратури, багатопараметрових приладів, кабелів в антикорозійному виконанні тощо;

– якісна підготовка свердловин до ГДС і проведення їх в мінімально короткі строки після розкриття пластів;

– розкриття продуктивних горизонтів на високоякісних промивних розчинах;

– буріння з герметизованим устям, тобто на рівновазі між тиском стовпа бурового розчину та пластовим тиском.

Дотримування цих прийомів направлено на підвищення ефективності надглибокого буріння.

Досвід показує, що пошуки нафти на великих глибинах передусім слід проводити на тих структурах, у розрізі яких уже виявлені поклади із урахуванням співвідношень структурних планів верхніх і нижніх горизонтів осадового чохла.

Аналіз пошукових робіт на великих глибинах показав, що близько половини площ виводяться з буріння з негативними результатами внаслідок низької якості і значної латеральної мінливості порід-колекторів. Тому вивчення літолого-фаціальних особливостей порід, прогноз властивостей і поширення колекторів на великих глибинах має першочергове значення для підвищення ефективності пошуково-розвідувальних робіт, зменшення витрат на розвідку та видобуток запасів.

Раціональні системи розташування свердловин, що розроблені для середніх глибин, є прийнятними і для великих глибин. З точки зору економії обсягів робіт найбільш раціональною потрібно вважати одиночну систему закладання свердловин, при якій кожна наступна свердловина закладена після завершення буріння та дослідження попередньої. Успішність пошукового і розвідувального буріння при залежному закладанні свердловин збільшується приблизно вдвічі у порівнянні з їх незалежним закладанням. Однак терміни робіт і підготовки родовищ до розробки різко збільшуються.

Для зменшення витрат і підвищення ефективності освоєння глибокозанурених покладів необхідне максимально можливе суміщення розвідки та розробки. Необхідно також широко впроваджувати детальні сейсморозвідку і електророзвідку, які проводяться в комплексі з пошуковим і розвідувальним бурінням на родовищах та довели високу ефективність.

Для досліджуваних областей характерна наявність декількох структурних поверхів, які розділені поверхнями стратиграфічних неузгоджень. Осадконакопичення більш молодих відкладів проходило в умовах розчленованого рельєфу поверхні більш древніх порід. Раніше сформовані структурни перекривались новими відкладами і разом з ними знову піддавались дії тектонічних рухів. Часткова відповідність структур, яка виражена по різних горизонтах, пояснюється тим, що верхні структури створені останніми по движками які одночасно і затронули і нижні товщі, до цього уже дислоковані. Встановлена слідуцюча закономірність що якщо в розрізі переважають відклади одного складу наприклад переважно теригенні, здебільшого амплітуди структур до деякої глибини зростають.

В якості прикладу може вважатись Кавказький переклінальний прогин, де відносно більш пологі підняття пліоценових відкладів неузгоджено залягають і узгоджені з більш крупними і частково розмитими структурами міоцену і олігоцену. Така ж картина спостерігається в басейні Маракаібо (Венесуелла), де порівняно пологі складки відкладів міоцен-олігоценової товщі перекривають різко виражені і складні складки більш древніших еоцен-палеоценових порід.

При наявності  в розрізі товщ, різко відмінних за фізичними параметрами (теригенні та карбонатні породи) структури більш неподатливих порід частіше побудовані більш простіше. Так, у внутрішній зоні Месопотамського краєвого прогину, до якого приурочені унікальні родовища не тільке Ірану, але й світу, значна товща карбонатних порід утворюють прості складки з простими нескладненими склепіннями, а залягаючи вище теригенні і соленосні породи, сильно дислоковані і розірвані насувами. У самих нижніх горизонтах перед гірських і між гірських прогинів багато антиклінальних структур здебільшого виполохуються.

Родовища нафти і газу приурочені здебільшого до складно побудованих складок. У ряді випадків поклади які пов’язані не з антиклінальними структурами, а з моноклінально залягаючи ми колекторами які зрізані ерозією і неузгоджено перекриті іншими відкладами. Також встановлено багато родовищ поблизу розломів без фактичного зв’язку із складками.

У більшості випадків локальні структури групуються в лінійно витягнуті зони. Простягання таких зон здебільшого співпадає з основним простяганням складчастості або визначається напрямком крупних розломів. В межах лінійних зон складки розміщені кулісовидно або безпосередньо продовжують одна іншу.

Що ж по відношенню до розміру і форми структур то вони досить різноманітні.  Нерідко зустрічаються складки значної протяжності: Окарем (Туркменія)-80; Зін (Західний Пакистан)-140; Кірку (Північний Ірак)-96; Кітчанські складки (Передверхояння)-60-80км та інші. Широко поширені антикліналі які мають розмір (8-15)´(3-5)км. Амплітуда структур змінюється в межах від 1000-2000м (челеке, Небіт-Даг на заході Туркменії) до декількох десятків метрів. Найбільш часто ведуться пошуки структур з амплітудою 100-300м.

Зазвичай складки асметричні, кути падіння крил яких змінюються від 5-10 до 70-80⁰.

Найбільш характерна особливість складок- порушеність розломами. Лінійні зони, в яких групуються складки, дуже часто приурочені до крупних розломів фундамента які в свою чергу розсікають значну частину осадових утворень.Розриви меншої протяжності розділяють здебільшого складки на окремі блоки. Амплітуда вертикального переміщення по розривах досягає сотень метрів.

4.2   Раціональний комплекс геолого-геофізичних досліджень платформних територій передгірських прогинів та міжгірських западин

Пошуки таких структур здійснюються з допомогою геологічної зйомки, геофізичних методів і структурного буріння.

В умовах, коли територія пошуків вивчена слабо і відзначається доброю відслоненістю, важливу роль відіграє геологічна зйомка масштабу 1:50000. Геофізичні методи використовуються в допомогу геологічної зйомки. Електророзвідкою, гравірозвідкою і в меншій мірі сейсморозвідкою уточнюються спірні питання, прослідковуються закриті поверхневими відкладами частини структур.

При недостаній відслоненості території роль геофізичних методів значно зростає, особливо якщо встановлено неспівпадіння струкрних планів по різних горизонтах. Невідповідність структурних планів перешкоджає ефективному використанню структурного буріння на неглибокі горизонти. Примінення геофізичних методів сприяє чіткій вираженістю структур, значною їх амплітудою.

Передгірські райони відрізняються складним, рельєфом місцевості. Такий рельєф перешкоджає робиванню довгих прямолінійних профілів спостережень. При виконанні високоточних гравірозвідувальних робіт виникає потреба введення топографічної поправки, яка враховувала б вплив рельєфу.

Значний небажаний вплив при проведенні геофізичних робіт (особливо сейсморозвідки) визивають значні товщі галечників, конгломератів, брекчій, глибоке залягання ґрунтових вод.

Непостійність фізичних параметрів одновікових відкладів пояснюється зміною фаціального складу порід, неоднаковою дією тектонічних напруг, різною глибиною залягання. В залежності від глибини по різному проявляється ущільненість порід, змінюється мінералізація пластових вод, які насичують породи і відповідно електрична проводимість. Суттєво змінюється і сумарна товщина, та розслоювання поверхневих відкладів і розподіл фізичних параметрів. Характерні для таких районів моласові і флішеві відклади також неоднорідні.

Зміна фізичних параметрів осадових відкладів є причиною того, що геометричні поверхні, які відповідають постійним значенням щільності, швидкості і питомого електричного опору, не повністю співпадають з поверхнею геологічних горизонтів особливо в зонах дроблення поширення тектонічних порушень.

Наявність горизонтального градієнта фізичних властивостей затрудняє інтерпретацію матеріалів, побудову розрізів, структурних карт та інших геологічних документів. Інколи горизонтальний градієнт фізичних властивостей перевищує вертикальний поблизу значних структурно-фаціальних границь.

 Про те одночасне використання електророзвідки та гравірозвідки підвищує надійність геологічних заключень, дозволяє більш впевнено судити про положення, простягання та розміри виявлених піднять. Однак ефективність гравірозвідки і електророзвідки становиться недостатньою при пошуках структур на значній глибині. У такому випадку пошуки піднять, перспективних на нафту і газ, здійснюються сейсморозвідкою. При цьому сейсмічні профілі розподіляють таким чином, щоб пересікти найбільш інтересні зони, які були встановлені гравірозвідкою та електоророзвідкою.

В районах з різко пересіченим рельєфом денної поверхні і дуже складними глибинними умовами знайшла широке примінення методика масових просторових сейсмічних зондувань. Розміщуючи сейсмоприймачі на невеликих за площею але зручних для проведення робіт площадках і змінюючи місцезнаходження пунктів взриву, вдається визначати просторове положення значного числа відбиваючих елементів. Щільність спостережень у таких випадках при рекогнастировочних зйомках сягає 3-4 зондувань на 1км², а число елементарних площадок, кожній з яких відповідає свій вектор падіння- 20-30 на  1км².

Для трасування диз’юнктивно порушених складок використовуються основні методи сейсморозвідки: МВХ, КМГВ. Наявність і місцезнаходження порушень встановлюються по характерному затуханню пружних хвиль, для яких зона порушень є екраном-поглинальником.

У випадку коли геологічна будова верхнього структурного поверху більш складна, чим геологічна будова нижнього поверху, а останній в свою чергу представляє собою значно більший розвідувальний інтерес, тоді використовують такі методи досліджень, які дають необхідну інформацію про головні особливості розрізу, і попутньо осереднюючи і згладжуючи не потрібні деталі. Так наприклад, в складчастих областях Ірану, де глибокі горизонти представлені високопродуктивними асмарійськими вапняками перекриті складно побудованими поверхневими складками, успішно приміняється сейсморозвідка з допомогою переломлених хвиль. Переломляюча границя яка співпадає з покрівлею вапняків і ангідритів, дозволяє таким чином вивчати нижній структурний поверх, не враховуючи всіх деталей будови верхнього поверху.Досить часто успішне вирішення задачі досягається з приміненням сейсморозвідки з параметричним бурінням.

Місцезнаходження і горизонтальні розміри міжгірських впадин добре прослідковуються за геоморфологічними і геологічними даними. Глибинна будова впадин вивчається геофізичними методами всукупності з бурінням. Так як і для іних геоструктурних зон, для сучасного стану міжгірських впадин характерно наявністю структурних поверхів. Фундамент здебільшого складений сильно дислокованими породами, перекривають проміжні поверхи, які розділені границями неузгоджень. В будові проміжних поверхів часто важливу роль відіграють ефузивні відклади. Неметаморфізовані породи чохла можуть бути представлені як морськими так і континентальними фаціями.

Загальна товщина відкладів, які перекривають фундамент, змінюється в широких межах від декількох сотень метрів до 15км.

Між породами фундаментуі вищезалягаючими відкладами зазвичай існує чітка диференціація по фізичних властивостях: щільності, швидкості поширення пружних коливань, електричному опору.

Беручи до уваги значний досвід проведення гавірозвідувальних робіт в нафтогазоносних районах складчастих областей, можна зобити висновок про те, що антиклінальні структури значної амплітуди майже завжди знаходять відображення в аномаліях сили тяжіння, про те форма, інтенсивність і навіть знак аномалій залежить від багатьох комплексно діючих еологічних факторів. Відмінність в співвідношеннях аномалій і структур пояд з іншими важливими даними використовується для виішення питання про ґенезу структур.

Електорозвідувальні роботи масштау 1:50000-1:25000 частіше за все виконують у комплексі з гравірозвідувальними роботами. Це в свою чергу  значног підвищує надійність геологічних висновків, дозволяє впевненіше судити про положення структур, їх поширення, встановити розмір виявлених піднять.  

 

Питання для самоперевірки

1 Перелічіть відомі Вам осадові басейни нафтогазоносність яких пов‘язана з передгірськими прогинами та міжгірськими западинами

2 Схарактеризуйте закономірності розподілу нафтогазоносності передгірських прогинів та міжгірських западин.

3 Наведіть раціональний комплекс геолого-геофізичних досліджень нафтогазоносних територій передгірських прогинів та міжгірських западин.

 

 

 

Лекція 5