книги из ГПНТБ / Бурштар М.С. Основы теории формирования залежей нефти и газа

плотность и высокий газовый фактор. Состав нефтей по фракциям, выкипающим до 300° С, метаново-нафтеновый.

Нефти основных нефтеносных районов Волго-Уральской области, где глубины залегания продуктивных горизонтов не превышают 2500 м, являются высокосернистыми и высокосмолистыми, характе­ ризуются большой плотностью и низким газовым фактором. По данным С. П. Максимова и др. (1967), плотности нефтей ряда районов

прогиб, Прикаспийская впадина и др.), плотности нефтей равны 0,800—0,850 г/см3 . Тяжелые нефти плотностью более 0,900 г/см3

Метаново-нафтеновый состав нефтей в залежах молодых платформ и метаново-ароматический в залежах древних платформ является четвертой отличительной чертой нефтегазоносности этих платформ.

ритории Волго-Уральской области. В то же время краевые части Русской платформы, в частности районы Нижнего Поволжья, При­ каспийская впадина, платформенный борт Предуральского прогиба и другие районы, в которых развиты мощные толщи осадочных пород и где отложения платформенного чехла погружены на глу­ бины свыше 2500 м, существенно не отличаются в образовании зале­ жей нефти и газа и размещении их в разрезе и в пространстве от эпигерцинских плит.

Таким образом, из анализа материалов по нефтегазоносности молодых и древних платформ отчетливо видны принципиальные различия в формировании скоплений углеводородов разных фазовогенетических типов, свойствах нефтей и газов, газонасыщенности разреза и т. п. Причины таких существенных различий кроются прежде всего в тектоническом режиме молодых и древних платформ, активности накопления осадков, захоронения и преобразования органического вещества, степени его метаморфизма и геотерми­ ческих условиях.

Это очень наглядно видно из следующего примера. Ни у кого не вызывает сомнения факт, что палеозойские нефти Татарии более древнего возраста, чем, скажем, мезозойские нефти Скифско-Туран- ской плиты, но оптимальные условия для более глубокой метаморфизации (метанизации) органического вещества и нефтей в боль­ шей степени характерны для Скифско-Туранской плиты, чем для районов Татарии.

Средняя глубина залегания девонских нефтей в Татарии состав­ ляет около 1600 м, пластовые температуры изменяются в пределах

142

35—40° С, давления в основном гидростатические. На СкифскоТуранской плите глубины залегания основных нефтеносных гори­ зонтов колеблются (за редким исключением — Жетыбай, Узень) в пределах 3000—4000 м, пластовые температуры—130—160° С, пластовые давления аномалийно высокие, поскольку основную часть разреза составляют глинистые породы, в которых в значительной степени проявляется горное давление.

Невысокая газонасыщенность пластовых вод и нефтей боль­ шинства районов Волго-Уральской области (особенно северных) является следствием слабой метаморфизации органического веще­ ства, генерации углеводородов на сравнительно небольших глу­ бинах, где еще не происходит активного выделения газов. Жесткие термобарические условия связаны с большими глубинами и темпе­ ратурами, чего в пределах центральных частей Русской платформы в течение всей геологической истории не было. Вследствие слабой метаморфизации нефтей Татарского свода невелико и содержание углеводородов метановой группы, даже высших соединений, тем более невелико количество легких конденсатных фракций и мета­ нового газа. Поэтому вполне понятно, почему на Татарском своде нет ни газовых, ни газоконденсатных залежей.

Иные условия наблюдаются в краевых зонах Русской платформы, для которых характерны большие градиенты мощностей. Наличие последних сразу же сказывается на формировании скоплений жидких и газообразных углеводородов различных фазово-генетических типов. Так, например, в Пермском Прикамье в пределах некоторых струк­ турных зон установлены газонефтяные залежи. На платформенном борту Предуральского прогиба нефтяные залежи уступают место конденсатным и газовым. То же наблюдается и на юго-востоке Русской платформы в Оренбургской области, где открыт ряд газо­ конденсатных залежей, в том числе уникальное Оренбургское место­ рождение .

Таким образом, в нефтегазоносных областях древних платформ основную роль в размещении нефтяных и газовых залежей играет глубина погружения фундамента, интенсивность накопления оса­ дочных образований и геотермические условия. Там, где идет интен­ сивное погружение фундамента и быстрое наращивание мощностей осадочной толщи, создаются условия, благоприятные для мета­ морфизации нефтей в залежах и образования скоплений газа. Сле­ довательно, формирование газовых залежей в краевых частях древ­ них платформ происходит не за счет первичной миграции угле­ водородов и их дифференциации на пути к ловушкам и в самих ловушках, как это имеет место на молодых платформах, а в резуль­ тате глубоких преобразований углеводородов в ранее сформирован­ ных залежах за счет дополнительного количества углеводородов в газовой фазе, генерируемых органическим веществом в соответству­ ющих большим глубинам термобарических условиях.

143

ФОРМИРОВАНИЕ КРУПНЫХ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Роль крупных нефтяных и газовых месторождений в развитии нефтегазодобывающей промышленности хорошо известна. Этому вопросу нами было уделено значительное внимание и на примере молодых платформ показаны условия формирования таких место­ рождений (Бурштар, Бизнигаев, 1969).

В настоящей работе перед автором стоит еще более серьезная задача — попытаться обобщить имеющиеся материалы по форми­ рованию крупных месторождений не только на молодых платфор­ мах, но и на древних, а также в геосинклинальных бассейнах. С этой целью нами был систематизирован огромный фактический материал,

В балансе запасов нефти зарубежных стран запасы крупных месторождений составляют 71,5 млрд. т, или 85,8% от всех запасов. Основная доля запасов крупных месторождений приходится на страны Ближнего и Среднего Востока — 48,4 млрд. т, или 67,7%.

Запасы крупных и средних месторождений газа составляют 15 трлн. м3 , или 86% всех запасов газа. Преобладающая их часть сосредоточена в США и Канаде.

На 1/1 1968 г. в зарубежных странах насчитывалось 30 уникаль­ ных нефтяных месторождений с запасами каждого более 500 млн. т, в которых сосредоточено 53 млрд. т нефти, или 55,5% всех ее запа­ сов. Среди них наиболее крупными являются Бурган-Ахмади- Магва (Кувейт) с запасами 10,5 млрд. т и Гхавар — 11,9 млрд. т (Саудовская Аравия).

Уникальных газовых месторождений с запасами более 500 млрд. м3 за рубежом выявлено пока шесть, в них содержится более 35% запасов газа всех зарубежных стран.

В СССР за последние годы открыто много крупных нефтяных и

Севера.

К категории уникальных относятся Уренгойское, Оренбургское, Заполярное, Медвежье, Шебелинское, Вуктыльское, Шехитлинское, Газлинское и другие газовые месторождения. Уренгойское место­ рождение является самым крупным в мире (рис. 30). Уникальными нефтяными месторождениями являются Самотлорское, Ромашкинское (рис. 31), Арланское, Мамонтовское, Усть-Балыкское, Советское (Томская область), Правдинское, Узенское и многие другие.

На территории СССР крупные нефтяные месторождения состав­ ляют 12,5% от общего числа открытых месторождений, а газовые — 5,6%. Одной из основных особенностей таких месторождений яв­ ляется наличие крупных ловушек, способных концентрировать боль­ шие по объему количества углеводородов. Ловушки часто представ­ ляют собой единые резервуары, в пределах которых пласты-

144

коллекторы разделены слабо проницаемыми слоями. Это оказывает существенное влияние на положение контактов между флюидами, состав нефтей и газов, величины давлений и т. п.

Обычно крупные месторождения представляют собой совокуп­ ность пластов-коллекторов, связанных общей структурной или литолого-стратиграфической ловушкой. Нередко залежи нефти или

мы под крупными месторождениями понимаем месторождения, связанные либо с единым резервуаром, либо с группой мелких резервуаров, приуроченных к сопряженным структурам и имеющих единый водонефтяной контакт, либо с единой крупной структурой, содержащей несколько мощных пластов-коллекторов одного воз­ раста (или молодого и древнего возраста), разделенных (или нераз­ деленных) поверхностью стратиграфического несогласия. Наиболее важной предпосылкой для образования крупных 1 месторождений нефти и газа, таким образом, является наличие соответствующей ловушки. Но большие емкости ловушек еще не определяют наличие крупных месторождений. В некоторых нефтегазоносных бассейнах имеются гигантские и крупные ловушки, но в них скопились лишь небольшие залежи нефти или газа. Примером может служить купол Поркьюпайн в центральной части штата Монтана и ТахтаКугультинское поднятие в пределах Ставропольского свода. Отсутствие в крупных ловушках залежей или же наличие в них незначительных скоплений углеводородов объясняется различными причинами. Одной из основных причин является дефицит нефтематеринского материала, т. е. незначительные потенциальные воз­ можности нефтепроизводящих толщ. В других случаях это объяс­ няется поздним временем формирования ловушек, т . е . после основ­ ного этапа миграции углеводородов. Это важно подчеркнуть, так как в целом процессы генерации, миграции и аккумуляции в ряде бассейнов проходят в течение короткого периода времени, изме­

углеводородов в плейстоценовых отложениях Голф-Коста сформи­ ровались менее чем за 1,0—1,5 млн. лет. По данным Ф. М. БагирЗаде (1969 г.), залежи в продуктивной толще Апшерона в среднем формировались за 0,7—1,4 млн. лет.

В большинстве случаев для формирования гигантских и крупных месторождений потребовалось в среднем до 10 млн. лет. Это хорошо видно на примере гигантских месторождений Луизианы (Бей— Мирчанд—Тимбальер и др.), сформировавшихся в неоген-четвер­ тичное время, Голф-Коста — за плиоценовое время, Апшеронского полуострова — за то же время, и т. д.

1 Под этим названием мы понимаем весь ряд месторождений от месторожде­ ний-гигантов до крупных, с запасами нефти более 30 млн. т.

146

Важной предпосылкой формирования крупных месторождений является относительная стабильность тектонических условий, уна­ следованное развитие структурных элементов, отсутствие экраниру­ ющих нарушений, изолирующих зоны нефтегазонакопления от зон генерации углеводородов. Одним из важных условий формирования крупных месторождений является образование и рост ловушек в процессе осадконакопления (конседиментационные структуры) одновременно с миграцией углеводородов. Этим обеспечивается максимальное заполнение ловушек углеводородами.

Несомненно, главным условием формирования крупных место­ рождений является наличие источников углеводородов, обеспечи­ вающих поступление огромных количеств флюидов, т. е. наличие мощных нефтепроизводящих (нефтепроизводивших) толщ в страти­ графическом разрезе.

Большинство крупных нефтяных месторождений расположены в бассейнах, сложенных преимущественно морскими осадками. Газо­ вые мееторождения-гиганты, вероятнее всего, формируются в отло­ жениях, образующихся в различных условиях: от солоноватоводных и морских до континентальных, поскольку источником генерации углеводородов для некоторых из этих месторождений являлся гуму­ совый и лигнитовый материал. В последние годы в бассейнах раз­ личного типа было открыто несколько месторождений-гигантов в кон­ тинентальных отложениях, которые раньше рассматривались как неблагоприятные для генерации больших объемов углеводородов. Так, в бассейне Уинта (США) некоторые нефтяные месторождения связаны с неморскими образованиями эоценового возраста, а на побережье Аляски (бассейн Кук-Инлеткенай) — с континентальными отложениями третичного возраста. Безусловно, важной предпосыл­ кой формирования месторождений-гигантов является наличие хоро­ ших коллекторов, но это не является обязательным условием. Напри­ мер, сравнительно плохими коллекторами являются асмарийские известняки нижнего олигоцена, с которыми связаны основные мощ­ ные продуктивные горизонты месторождений Ирана, нижнебобриковский горизонт нижнего карбона Волго-Уральской области, кардиумский песчаник нижнемелового возраста Альберты (США). Часто плохие коллекторские свойства пород компенсируются большой мощностью нефтегазоносной части разреза или же огромными раз­ мерами месторождений. Большое значение в этом случае также имеет характер связи пластов-коллекторов с нефтематеринскими толщами. Благоприятными считаются связи посредством разрывов, трещин и поверхностей несогласий.

Важное значение имеет перекрытие коллектора достаточно на­ дежной покрышкой, в качестве которой могут быть глинистые породы, а также эвапориты. Под надежностью покрышки следует понимать не мощность перекрывающей толщи, а ее качественные свойства, зависящие прежде всего от пластичности слагающих покрышки глин или других непроницаемых пород. Так, по мате­ риалам Западно-Сибирского бассейна установлено, что покрышки,

Майкопское газоконденсатное месторождение, приуроченное к Ады­ гейскому выступу, по своей природе отличается от первого.

149

в термодинамических условиях, при которых происходят активные процессы газообразования. Таким образом, позднее время форми­ рования Газлинской структуры совпало с периодом активного поступления углеводородов в газовой фазе. Большие запасы газа (около 500 млрд. м3 ) обусловлены мощными толщами нефтегазоматеринских толщ, развитых в громадной по площади области нефте-

к конседиментационным структурам, Газлинское месторождение при­

в разрезе меловых отложений выявлено шесть продуктивных гори­ зонтов, из которых горизонт I X (сеноман) мощностью около 100 м содержит 50% запасов всего месторождения. Коллектор песчаный

152