CC BY
422
УДК 55(262.81)
Ю.Б. Силантьев
Особенности геологического строения и нефтегазоносности северо-западной части Каспийского моря
В настоящее время нефтегазовый потенциал северо-западной части Каспийского моря находится на начальной (регионально-рекогносцировочной) стадии изучения строения и нефтегазоносности. В значительной мере низкая региональная геологическая изученность обусловлена приуроченностью к «белой» зоне предельного мелководья, в пределах которой проведение обычной сейсморазведки затруднено. Аналогичные трудности характерны и для акватории Северного Каспия, где выявлены уникальные скопления углеводородов (УВ) зоны Кашаган. В непосредственной близости от этой акватории находится группа перспективных объектов Джамбай-Море, Джамбай Южный и др., большая часть которых относится к акваториальной части территории Казахстана [1].
В тектоническом плане северо-западный сектор Каспийского моря (СЗСКМ) находится в зоне сочленения двух гетерогенных мегаструктур: древней Русской платформы (Прикаспийская впадина) и эпигерцинской Скифско-Туранской плиты (кряж Карпинского и Восточно-Манычский прогиб) [2].
В гравимагнитных полях СЗСКМ является зоной перехода от Северо-Каспийского гравитационного максимума, связанного с «базальтификацией» земной коры в районе Астрахано-Южно-Эмбенского перикратонного прогиба, к Среднекаспийской области зональных минимумов. Особенность магнитного поля этой территории - наличие субширотной зональности, обусловленной ее приуроченностью к зоне сочленения регионального геомагнитного максимума Скифско-Туранской плиты и регионального геомагнитного минимума Южно-Прикаспийско-Северо-Устюртского мегаблока [3].
Сейсмологическое районирование СЗСКМ характеризуется наличием двух зон: Северной и Южной. В пределах Северной зоны, связанной с Северо-Каспийским (Прикаспийским) центром седиментации, наиболее уверенно выделяются отражающие горизонты I и V - поверхности мела и юры (подошвы мела) соответственно. Менее уверенно прослеживаются отраженные волны от горизонтов II и IV, отождествляемые с поверхностью аптских и доюрских образований соответственно.
Во временном разрезе Южной зоны (акватория Среднего Каспия) выделяются до 15 отражающих поверхностей, основные из которых приурочены к кровле палеогена (I), подошвенным частям сенон-турона (II), альба (Ша), неокома (Шис), бат-байоса (IV), поверхности доюрских отложений (V) и размытой поверхности палеозоя (VI) [4].
Большая часть картируемых горизонтов приурочена к поверхностям региональных и зональных стратиграфических перерывов, что осложняет их хронологическую прослеживаемость (стратиграфическую корреляцию).
Район северо-западного сектора Каспийского моря находится в транзитной зоне, в тектоническом плане связанной с областью сочленения разновозрастных платформ: докембрийской Восточно-Европейской и эпипалеозойской Скифско-Туранской, выделяющейся в зоне транспрессивного влияния области альпийского орогонеза. Это обусловливает гетерогенный характер структуры фундамента и осадочного чехла рассматриваемой акватории, в том числе указывает на наличие древнего (Прикаспийского) автохтона кряжа Карпинского под аллохтоном Скифской плиты.
Ключевые слова:
Каспийское море,
геофизические
поля,
малые
месторождения
газа,
катагенез ОВ, риски.
Keywords:
Caspian Sea, geophysical fields, little gas fields, organics katagenesis, risks.
Восточно-Европейская платформа, точнее ее нижнепалеозойско-рифейский комплекс, формирует автохтонный комплекс кряжа Карпинского, в том числе его северной части - Каракульско-Смушковской зоны дислокаций. По данным Ю.А. Воложа и др. (1996 и 1997 гг.), В.Е. Зиньковского (1985 г.) и др., автохтонный комплекс древней платформы простирается до широты г. Лагань (бывший Каспийский), формируя Астрахано-Каспийский сегмент пе-рикратонного опускания древней платформы. На рис. 1 предложен вариант тектонической схемы северо-западного сектора Каспийского моря.
Обособляемые зоной поперечных разломов северная и южная части участка корреспондируются с районированием гравимагнитных полей. Выделяются две зоны прогибания -Лаганская и Маныч-Дарчинская. Если вторая корреспондируется с зоной Кумо-Манычского прогиба по верхней части осадочного чехла, то первая трансформируется по верхним горизонтам в системы антиклинальных поднятий -Промысловско-Ракушечную и примыкающую к ней Камышанско-Лаганскую [3].
Тектоностиль СЗСКМ обусловлен наличием доплитного и плитного комплексов. Тектонический стиль доплитного комплекса, вклю-
чающий тафрогенный комплекс доюрских образований Скифско-Туранской платформы, характеризуется значительной блоковой дис-лоцированностью, определенной системами геодинамически активных нарушений в доальпийское время: ортогональной и диагональной, контролирующих пространственную динамику Северо-Каспийского сегмента бассейнов Тетис (Палеотетис, частично Мидтетис). Тектонико-седиментационный стиль плитного комплекса имеет меньшую структурно-морфологическую дифференциацию. Ряд доплитных структур испытали инверсию. Так, большая часть Укат-ненского поднятия (частью которого являлся Ракушечный вал) трансформировалась в часть Северо-Каспийской депрессии, точнее в Зюдевский прогиб. Это указывает на неотектоническую перестройку осадочных бассейнов (на этапе Мидтетиса) Северного и Среднего Каспия.
По опорным поверхностям мезо-кайно-зойских отложений складчато-блоковая тектоника фундамента (и тафрогенного комплекса) трансформируется в менее дифференцированные структурные планы, степень расчленения которых ослабевает вверх по разрезу от доюрских до палеоген-четвертичных пород [1, 2, 3].
Рис. 1. Северо-западный сектор Каспийского моря. Тектоническая схема (ООО «Газпром ВНИИГАЗ», 2003 г.)
Рис. 2. Северо-западный сектор Каспийского моря. Структурная карта поверхности нижнемеловых отложений
На рис. 2 представлена структурная схема поверхности раннего мела (вариант 1996 г.).
Как видно, гипсометрическое строение СЗСКМ по этому горизонту характеризуется моноклинальным падением от 1,2-1,3 тыс. м в северной части до 2,8-3,0 тыс. м в южной. На фоне этого погружения в северной половине ЛБ обособляется субширотная зона относительно амплитудных поднятий. Впоследствии (в 1999 и 2005 гг.) наличие этих поднятий было подтверждено результатами сейсмических исследований PGS - ЗАО «Геохазар».
Осадочный чехол рассматриваемого региона сложен гетерогенными осадочными литологическими образованиями: тафрогенными и платформенными. Стратиграфический интервал пород осадочного чехла увеличивается с юга на север. Автохтонный комплекс перикра-тонного обрамления Восточно-Европейской платформы из осадочного чехла ЛБ исключается вследствие жестких термобарических условий больших глубин и характеризуется высоким метаморфизмом пород и рассеянного органического вещества (ОВ) сильно дислоцированного промежуточного комплекса более молодых платформ [3].
Домезозойское (позднепермское) время
характеризуется формированием красноцветных терригенных образований, седиментация которых происходила в основном в пределах тафро-генных впадин эпипалеозойских блоков [5].
В триасовую эпоху произошла трансгрессия моря (в раннем триасе), которая в среднем триасе сменилась его регрессией с изоляцией внутренних шельфовых бассейнов седиментации от океана Палеотетис. В пределах СЗСКМ в разрезе триаса преобладают терригенные (песчано-глинистые) образования. В позднем триасе в пределах Северо-Кавказской эпипалеозойской платформы формировался вулканогенноосадочный комплекс ногайской свиты, мощность которого изменяется от 7000 (в пределах тафрогенов) до 400 м (в пределах выступов).
Юрское время характеризуется трансгрессией моря со стороны океана Тетис (Мидтетис) и преобладанием преимущественно шельфового осадконакопления. На рис. 3 представлен фрагмент схемы толщин отложений нижней (добайосской) юры. Выделяется субширотная зона седиментации, депоцентры которой корреспондируются с Придорожным (Западным) и Зюдевским (Восточным) прогибами.
Рис. 3. Северо-западный сектор Каспийского моря. Схема толщин отложений нижней (добайосской) юры
В среднеюрское время процессы морской седиментации охватили весь СЗСКМ. Область шельфовой седиментации включала даже западную часть Прикаспийской впадины. Позднеюрский период отличается интенсивным тектоническим режимом (воздымани-ем) и преобладанием регрессионных условий, обусловивших формирование и хемогенных, в том числе галогенных, образований кимеридж-титона (волжского яруса и т.п.) [1].
Меловая эпоха отмечается сохранением стабилизации тектонического режима, сопровождающейся плавной трансгрессией моря. Последнее выразилось в преимущественном накоплении терригенных отложений в раннемеловое время и карбонатной седиментации в позднемеловое. По сравнению с подстилающими литолого-фациальными комплексами распределение мощностей мела имеет менее дифференцированный характер [6]. В конце мелового времени происходит сокращение акватории моря, связанное с неотектоническими оро-генезами Урала.
В палеогеновый период продолжалась регрессия моря, которая была ненадолго прервана эоценовой трансгрессией. Это время
характеризуется седиментацией карбонатных и терригенных образований, пространственновременная локализация депоцентров которых происходила соответственно в пределах шельфовых (кряж Карпинского) и глубоководных (Сулакская впадина) зон.
В олигоценовый этап в результате возды-мания обширных районов Русской платформы и архипелага Большого Кавказа происходит накопление мощных песчано-глинистых флише-подобных толщ раннего майкопа.
Неоген-четвертичный период характеризуется постепенной изоляцией Восточного Паратетиса от Неотетиса (в том числе Средиземноморья), обособлением Азово-Черноморского, Каспийского и Аральского бассейнов. В это время формировались толщи преимущественно глинистых отложений с депоцентром седиментации в Сулакском прогибе, где мощность майкопа превышает 2,5 км.
В миоцене происходит интенсификация альпийского орогенеза Большого Кавказа с формированием субширотно ориентированных компенсационных депрессий и прогибов, в том числе систем Придорожной и Зюдевской впадин, Кумо -Манычского мегапрогиба и т.д.
В пределах этих зон отмечается накопление преимущественно терригенных глинистых образований. В пределах других участков СЗСКМ происходило формирование авандельтовых отложений Большой Волги, локализованных в системе фаново-русловых зон [7].
В четвертичное время происходит окончательное формирование литолого-седимента-ционной структуры Арало-Каспийского региона, в том числе за счет трансгрессивной седиментации более опресненных морских и прибрежно-болотных образований.
По данным проведенных в прибрежной части Калмыкии и акватории «Северного» блока нефтегазопоисковых исследований нефтегазоносность может быть приурочена к нескольким нефтегазоносным комплексам, различным по строению. Масштаб нефтегазоносности определяется пространственным положением очагов генерации.
Особенности структуры седиментации осадочного разреза СЗСКМ обусловливают пространственно-стратиграфическую локализацию нефтегазоматеринских толщ (НГМТ), динамику их прогрева и в конечном счете особенности нефтегазонакопления в конкретных регионах (и перспективных объектах).
Тафрогенный комплекс отложений, подстилающий мезозой-кайнозойский осадочный чехол, характеризуется сравнительно низким содержанием ОВ. В отложениях демьяновской и нефтекумской свит Кумо -Манычского мегапрогиба его показатель не превышает 0,5-0,6 %, что свидетельствует об отсутствии мощных очагов генерации УВ в тафрогенном комплексе. Депоцентры седиментации в них прогнозируются вдоль южной границы СЗСКМ.
В разрезе мезокайнозойских отложений среднего и северного Каспия выделяют пять литолого-стратиграфических комплексов [3] с повышенным содержанием рассеянного ОВ, которые можно рассматривать в качестве потенциальных НГМТ: среднетриасовый, среднеюрский (бат-байос), нижнемеловой (апт-альб), эоценовый (кумский), олигоцен-миоценовый (майкопский).
В пределах СЗСКМ в качестве эффективных НГМТ следует рассматривать лишь нижнемеловой и среднеюрский литолого-седи-ментационные комплексы. В юрских отложениях установлено наибольшее содержание ОВ преимущественно сапропелевого типа (в среднем в пределах Прикумкого вала - 1,5 %).
В меловых (апт-альбских) отложениях повышенное содержание сапропелевой органики превышает 1,5 % (в пределах кряжа Карпинского). Максимальный показатель ОВ отмечается в кайнозойских образованиях (в среднем 2-4 %). Пространственные соотношения между рассмотренными выше НГМТ имеют преимущественно регрессионный характер, обусловленный сокращением площади морских бассейнов [5].
На рис. 4 и 5 представлены «поля» катагенеза органического вещества СЗСКМ по двум уровням - поверхности доюрских отложений и кровле отложений майкопской свиты.
Поле катагенеза органического вещества СЗСКМ по поверхности доюрских отложений характеризуется увеличением интенсивности метаморфизма ОВ в южном направлении от МК3 до МК5. Следовательно, ОВ доюрского комплекса отложений находится в основном в главной фазе газообразования (ГФГ). Лишь северная часть рассматриваемой акватории относится к зоне главной фазы нефтеобразования (ГФН). В пределах СЗСКМ возможные очаги генерации УВ в отложениях триаса связаны с небольшими де-поцентрами седиментации, пространственно контролируемыми тафрогенными прогибами в южной части акватории.
Поле катагенеза ОВ на уровне кровли майкопской свиты характеризуется ослабленным метаморфизмом ОВ: уровни катагенеза не превышают МК2. Это указывает на вероятность нахождения отложений палеогена в ГФН лишь в пределах южной (наиболее погруженной) части СЗСКМ.
В пределах акватории Северного и Среднего Каспия (где расположен СЗСКМ) традиционно выделяются (или прогнозируются) пять основных типов ловушек УВ: структурный, литологический, стратиграфический, тектонически экранированный, комбинированный.
Большинство месторождений Юго-Восточной Калмыкии, примыкающей к северо-западной части Каспийского моря, приурочено к ловушкам структурного типа, в том числе осложненным разломами. Вторую группу по значимости составляют ловушки литологического и стратиграфического типов, которые вследствие лучшей разведанности обнаружены в пределах Прикумско-Тюленьей зоны Равнинного (Северного) Дагестана (ее морское продолжение трассируется вдоль южной части СЗСКМ).
Рис. 4. Северо-западный сектор Каспийского моря.
Поле катагенеза ОВ по поверхности миоцен-олигоценовых отложений (майкоп)
Рис. 5. Северо-западный сектор Каспийского моря. Поле катагенеза ОВ по поверхности доюрских отложений
Ловушки структурного и литологического типов Каспийского мегарегиона характеризуются хорошей корреляцией продуктивного разреза. В большинстве случаев преобладает пластовый тип резервуара: наибольшее количество залежей УВ обнаружено в пределах восточной части мегарегиона на месторождениях Южно-Мангышлакского прогиба - Узень (55), Жетыбай (23) и др.
Массивный тип резервуара преимущественно развит в карбонатных рифогенных структурах Восточного Предкавказья (залежи
Список литературы
1. Бродский А.Я. Строение и нефтегазоносность зоны сочленения Прикаспийской впадины
и кряжа Карпинского / А.Я. Бродский,
И.Н. Капустин и др. // Нефтегазовая геология и геофизика. - 1986. - № 6. - С. 5-8.
2. Барков Ф.И. Северный Каспий, строение и перспективы нефтегазоносности /
Ф.И. Барков, Э.М. Голованов, В.В. Щербаков. -М.: Разведочная геофизика, 1998. - 51 с.
3. Лебедев Л.И. Перспективы нефтегазоносности Каспийского моря. Геология и полезные ископаемые шельфов России / Л.И. Лебедев. -М.: Геос, 2002. - С. 141-161.
4. Геологическое строение и нефтегазоносность Калмыкии. - Элиста: 1986. - 155 с.
5. Силантьев Б. Б. Фановые системы мезо-кайнозойских отложений Каспийского моря - региональный объем поиска залежей углеводородов /
Б.Б. Силантьев, Я.П. Маловицкий // Атлас палеогеографических карт, шельфы Евразии в мезозое и кайнозое. - М.: ГИН АН СССР, «Каспий-95», 1992. - Т 2. - С. 59-60.
УВ нефтекумской свиты Юбилейного, Кумух-ского и других месторождений).
Представленные данные указывают на невысокие перспективы освоения нефтегазовых ресурсов северо-западного сектора Каспийского моря. Наиболее вероятным здесь является открытие малых скоплений газа. С учетом наличия в районе «чутких» экосистем освоение этих месторождений характеризуется высокими экологическими рисками, что ограничивает проведение широкомасштабных геологоразведочных работ.
References
1. Brodskiy A.Ya. Structure and oil-gas bearing capacity of the junction zone of the Peri-Caspian Depression and Karpinsky range / A.Ya. Brodskiy, I.N. Kapustin et al. // Oil and gas geology and geophysics. - 1986. - № 6. - P. 5-8.
2. Barkov F.I. North Caspian, structure and prospects of oil-gass bearing capacity /
F.I. Barkov, E.M. Golovanov, V.V. Cherbakov. -M.: Exploration geophysics, 1998. - 51 p.
3. Lebedev L.I. Prospects of oil-gas bearing capacity of the Caspian sea. Geology and mineral resources of Russian shelves / L.I. Lebedev. - M.: Geos, 2002. - P 141-161.
4. Geological structure and oil-gas bearing capacity of Kalmykia. - Elista: 1986. - 155 p.
5. Silantiev B.B. Flushing systems Mesozoic and Cenozoic sediments of the Caspian sea -regional hydrocarbon deposit search volume /
B.B. Silantiev, Ya.P Malovitskiy // Atlas of paleogeographical maps, shelves of Eurasia during Mesozoic and Cenozoic ages. - M.: GIN AN USSR, «Kaspiy-95», 1992. - Т 2. - P. 59-60.
