книги из ГПНТБ / Завьялов В.М. Условия аккумуляции нефти и газа и закономерности размещения их в Днепропетровско-Донецкой впадине

М И Н И С Т Е Р С Т В О Г Е О Л О Г И И У С С Р

У К Р А И Н С К И Й Н А У Ч Н О - И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К И Й Г Е О Л О Г О Р А З В Е Д О Ч Н Ы Й И Н С Т И Т У Т

В. М. ЗАВЬЯЛОВ

УСЛОВИЯ АККУМУЛЯЦИИ НЕФТИ И ГАЗА

И ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАЗМЕЩЕНИЯ ИХ

В ДНЕПРОВСКО-ДОНЕЦКОЙ ВПАДИНЕ

Под ред. д-ра геол.-минер. наук, проф. Л. Н: РОЗАНОВА

И З Д А Т Е Л Ь С Т В О « Н Е Д Р А »

Москва 1973

УДК 553. 061.1 3/17 (477.6+ 477.è3)

Работа посвящена выяснению условии формиро­ вания и закономерностей размещения залежей неф­ ти и газа в Днепровско-Донецкой впадине. Рас­ сматривается влияние региональных слабопроницаемых толщ па формирование промышленных скоплений углеводородов. На основании резуль­ татов анализа вертикального размещения раз­ личных типов скоплений углеводородов дается оценка перспектив, нефтегазоносное™ глубокоза.- легающих горизонтов осадочного комплекса. Приводятся рекомендации по повышению эффек­ тивности понсково-разведочиых работ в регионе.

Книга рассчитана на широкий круг геологов. Иллюстраций 17, список литературы— 165 назв.

3 0294—269043(01)73

ГЛАВА I

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ Д Н Е П Р О В С К О - Д О Н Е Ц К О Й В П А Д И Н Ы

Днепровско-Донецкая впадина является частью крупного ДоноДнепровского палеозойского прогиба, включающего в себя помимо рассматриваемой области Донецкое складчатое сооружение и Припятский прогиб. На севере Доно-Днепровский прогиб граничит с

Приазовским сводом. В геологическом строении Днепровско-Донец- кой впадины принимает участие мощный комплекс осадочных обра­ зований, палеозоя и мезо-кайнозоя. Мощность отложений увеличи­ вается от бортов впадины к ее центральной части и в направлении простирания впадины с северо-запада на юго-восток — от Черни­ говского выступа кристаллического основания к Донецкому склад­ чатому сооружению, достигая в районе последнего 16—18 км. Оса­ дочная толща залегает на кристаллическом субстрате, сложенном докембрийскими образованиями, представленными интрузивно-ме­ таморфическим комплексом архейского и протерозойского возрас­ та, аналогичным породам Украинского щита и Воронежского мас­ сива.

Наиболее древними осадочными образованиями, достоверно ус­ тановленными в регионе, являются отложения девонской системы, представленные живетским, франским и фаменским ярусами. Литологический состав этих отложений свидетельствует о том, что мор­ ской режим многократно сменялся лагунно-континентальным, при­ чем последний сопровождался интенсивной вулканической деятель­ ностью. Терригенные и карбонатные образования чередуются с со-: леиосными толщами и эффузивно-пирокластическими породами. Наибольшей мощности (до 3^-4 км) девонские отложения дости­ гают в грабеие впадины.

Отложения каменноугольной системы, широко распространенные в регионе, представлены всеми тремя отделами. Турнейские и нижневизейские образования сложены в основном известняками, ре­ же мергелями, аргиллитами и песчаниками. Верхневизейские и на-j мюрские отложения представлены аргиллитами с прослоями извест-

4

няков, песчаников и углей. Отложения башкирского и московского ярусов характеризуются повышенным содержанием песчаников и углистых прослоев.

Верхний карбон сложен песчано-глинистыми, часто пестроцветными породами с прослоями углей и известняков. Мощность ка­

песчано-глинистыми образованиями с прослоями известняков, ан­ гидритов, гипсов. Вверху преобладают.хемогенные осадки, мощ­ ность которых на востоке приближается к 1,2—1,5 км. -

Вышележащий комплекс осадков, состоящий из терригенных и частично карбонатных образований верхней перми, триаса, юры, ме­ ла, палеогена и неогена, распространенпочти на всей площади Днепровско-Донецкой впадины. Мощность этих отложений состав- •

рые разнятся по особенностям рельефа кристаллического фундамен­ та и характеру дислоцированное™ осадочного чехла (рис. 1).

К юго-западной и северо-восточной бортовым частям впадины принадлежат области сравнительно спокойного погружения скло­ нов Украинского щита и Воронежского массива.

Днепровский грабен отделяется от бортовых частей впадины си­ стемой региональных глубинных разломов северо-западного про­ стирания. Протяженность этой погруженной дислоцированной об­

дамента, обусловленное большим количеством нарушений преиму­ щественно северо-западного и субмеридиомального направлений, большая мощность осадочного чехла и интенсивное проявление со­ ляного тектогеиеза (рис. 2). Распространение соляных масс на се­ веро-западе ограничено Черниговским выступом докембрийского фундамента, представляющего как бы подземный мост между Ук­ раинским щитом и.Воронежским массивом. Через этот выступ за­ падная часть грабена может быть продолжена на северо-запад в область Припятского прогиба. К востоку от области развития солянокупольной тектоники расположено Донецкоескладчатое со­ оружение. Граница между впадиной и открытым Донбассом ус­ ловно проводится по распространению' пермо-триасовых отло­

5

Помимо валаподобных поднятий, в центральном грабене и в краевых зонах выделяются обширные отрицательные структурные формы — мульды (Лохвицкая,-Дмитриевская, Бобрицкая и др.), образование которых связано с оттоком соли в соседние участки.

Большинство брахиантиклиналей во впадине осложнено солью. По степени прорыва солью складки можно разделить на брахиантиклинали с прорывом солевых масс не выше подошвы каменноуголь­ ных отложений (Сагайдакская, Качановская, Прилукская, Гнеди'н- цевская и др.) и брахиантиклинали с соляными массивами под от­ ложениями верхней перми (Машевская, Полтавская, Андреевская, Павловская и др.).

Среди соляных куполов выделяются открытые и закрытые. В от­ крытых куполах под давлением соляного тела приподнят, прорван и размыт в приосевой части структуры весь комплекс перекрываю­ щих соль осадочных пород (Роменский, Исачковский, Лейковский купола.и др.). К закрытым соляным куполам относятся структуры, в которых соль приподняла, но не прорвала какую-то часть осадоч­ ного комплекса. Среди них выделяются структуры с соляными яд­ рами, перекрытыми девонскими, каменноугольными, верхнеперм­ скими, верхнемеловыми и палеогеновыми отложениями (Косыгин, Бланк, 1958; Чирвинская, 1965, и др.).

Почти все соляные структуры разбиты сложной системой разно­ возрастных нарушений, образование которых совпадало с эпохами бурного роста поднятий. Особенно развиты дизъюнктивные дисло­ кации в приосевых, центральных частях поднятий; по направлению к периклиналям и крыльям складок амплитуда нарушений умень­ шается. Часто в сводах структур находятся грабены проседания, об­ разованные системой поперечных и радиальных сбросов. В зависи­ мости от времени движения солевых масс сбросы прослеживаются на разных стратиграфических уровнях. Так, одни из них фиксиру­ ются только в отложениях нижнего и среднего карбона, другие вы­ ходят под верхнепермское и предпалеогеновое несогласия, а третьи захватывают весь осадочный комплекс.

Формирование структурных форм в Днепровско-Донецкой впа­ дине обусловлено подвижками блоков кристаллического фундамен­ та. Так как колебательные движения на большей части региона были унаследованными, то структурные планы различных осадоч­ ных комплексов на многих структурах в зоне грабена в основном совпадают между собой .(имеется в виду комплекс осадочных обра­ зований, залегающих выше девонских соляных толщ).

Иная картина наблюдается в переходной области от складчато­ го Донбасса к Днепровскому грабену. Эту область, находившуюся длительное время на границе разнонаправленных движений, отли­ чает более сложное геологическое строение. Здесь, в частности, от­ мечается частое несовпадение палеозойского и мезозойского струк­ турных планов, когда своды поднятий значительно смещаются каквкрест, так и вдоль простирания структур (Балаклейское, ЧервоноДонецкое поднятия). Распространены также погребенные поднятия

8

в палеозойских отложениях (Кегичевское, Ефремовское, ЗападноСосновское и др.), не находящие своего отражения в структуре ме­ зозоя и, наоборот, брахиантиклинальыые складки в отложениях ме­ зозоя (Торская), не прослеживающиеся в осадках нижней пер ми и карбона. Зачастую несоответствие тектонических планов верхнего палеозоя и. мезозоя вызвано изменением мощностей соленосной свиты нижней перми, несогласно перекрывающейся верхнепермски­ ми осадками (Червоно-Донецкая, Каменская площади). В других же случаях несовпадение планов обусловлено ростом штоков девон­ ской соли, оказавших существенное воздействие на тектонику мезо­ зойской осадочной толщи—Алексеевская, Павловская площади (Брынза и др. «О некоторых...», 1965).

Большое значение для практики поисково-разведочных работ имеет выяснение строения подсолевых девонских отложений, с кото­ рыми связываются большие перспективы нефтегазоносное™. Перво­ очередным вопросом, с которым приходится сталкиваться при ре­ шении этой проблемы, является соотношение подсолевого и надсолевого (включающего и соленосную толщу) структурных планов. Анализ геолого-геофизических материалов по сравнительно неболь­ шому числу площадей приводит исследователей к выводу, что во впадине имеет место не только выраженное в различной степени не­ соответствие подсолевого и надсолевого структурных планов, но и их обращенность.

После краткой характеристики основных особенностей геологи­ ческого строения Днепровско-Донецкой впадины перейдем к рас­ смотрению истории ее развития.

Как известно, анализ истории геологического развития нефтега­ зоносных провинций имеет большое значение для выяснения усло­ вий формирования и закономерностей .размещения в них залежей нефти и газа. При подобных исследованиях главное внимание обыч­ но уделяется двум вопросам: выяснению положения в различные эпохи региональных наклонов осадочной толщи, контролирующих направление и время латеральной миграции углеводородов, и уста­ новлению периода формирования отдельных структур-ловушек и зон нефтегазонакопления, ранее которого не мог происходить процесс аккумуляции нефти и газа. Практически на решении этих вопросов во многих случаях строятся схемы миграции и аккумуляции нефти и газа в тех или иных регионах.

Однако представление о значительной роли вертикальной мигра­ ции нефтяных углеводородов в образовании их промышленных скоп­ лений требует более широкого подхода к анализу геологического развития нефтегазоносной провинции: необходимо отразить не толь­ ко историю формирования осадочного комплекса (локальных под­ нятий, отдельных структурных зон и т. п.), но и пролить свет на ус­ ловия развития консолидированного основания. При решении по­ следнего вопроса главное внимание должно быть уделено восста­ новлению картины жизни разломов, выяснению этапов их тектони­ ческой активности, так как именно разломы являются' проводящи-

9