XIII.1. Критерии прогноза нефти и газа
ГЛАВА XIII. КРИТЕРИИ ПРОГНОЗА И МЕТОДЫ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА
Глава XII. ЗАПАДНО-СИБИРСКАЯ НЕФТЕГАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ
Глава XI. НЕФТЕГАЗОНОСНЫЕ ПРОВИНЦИИ МИРА
Х.5. Закономерности размещения месторождений нефти и газа по глубине
Вывод исследователей, что основная масса нефти концентрируется на глубинах до 3 км, справедлив лишь в общем. В ряде нефтегазоносных бассейнов преобладающая часть нефти находится на значительно больших глубинах.
В бассейнах палеозойского возраста основной этаж нефтеносности (ОЭН) находится на глубине 1-2 км, в регионах мезозойского возраста на глубине 1-3 км, кайнозойского возраста 1-4 км и чаще в интервале 2-4 км (рис.11). Основной причиной погружения ОЭН является погружение главной зоны нефтеобразования. При гумусовом ОВ главная фаза нефтеобразования проявляется в более жестких температурных условиях, т.е. на больших глубинах. Нефтяные залежи бурением скважин в США установлены на глубинах 6,5 - 7 км. Большое влияние на глубину залегания залежей оказывает интенсивность повторного погружения территорий в молодые эпохи, или наоборот, поднятия и размывы с образованием асфальтовых залежей.
По размещению основного этажа газоносности (ОЭГ) выделяются, также, три группы бассейнов: I) ОЭГ находится на малых глубинах (до 2 км). В таких бассейнах продуктивны верхний мел и кайнозой, газ метановый, начальных стадий катагенеза, биохимический, донефтяной. 2) ОЭГ находится на средних глубинах (1-4 км.). Газ жирный, тяжелый, основной стадии катагенеза. Продуктивны мезозой, палеозой, редко - кайнозой. 3) ОЭГ находится на больших глубинах (>3-4 км). Газ конечных стадий катагенеза жирный, тяжелый. В таких бассейнах продуктивны палеозой и мезозой.
В преимущественно газоносных бассейнах на всех глубинах развиты,в основном, залежи газа. Примерами таких бассейнов являются Азово-Кубанский, Каракумский. В преимущественно нефтеносных бассейнах на всех глубинах развиты, в основном, залежи нефти. Примерами таких бассейнов являются Терско-Каспийский, Персидский. Предкарпатский и др. В нефтегазоносных бассейнах до глубины 3-4 км преимущественно развиты залежи нефти, глубже - залежи газоконденсата. Примерами таких бассейнов являются Пермский, Западный Внутренний бассейны на Северо-Американском континенте. В некоторых бассейнах четкое разделение нефтеносных толщ от газоносных по глубине отсутствует.
В мире известно около 160 нефтегазоносных провинций, из которых 2 относятся к категории уникальных, 9- гигантских и около 30 - крупных. К уникальным относятся бассейны Персидского залива по нефти и Западной Сибири по газу. Общие черты этих бассейнов - огромные площади и объемы осадочного чехла, приуроченность к платформам. Нефтегазоносные толщи мелового возраста. Содержат около 50% крупнейших и гигантских месторождений.
Гигантскими являются провинции: Голф-Кост, Мексиканская, Пермская, Западная Внутренняя, Североморско-Германская, Сахарская, Маракаибская, Западной Африки, Волго-Уральская. Площадь их составляет 300 тыс. – 2,0 млн.км2 , объем осадочного чехла - 400тыс. - 6,0 млн. км3. Приурочены к платформам, содержат 25 % крупнейших и гигантских месторождений нефти и газа.
Крупные провинции имеют площадь 30-560 тыс. км2, объем осадочного чехла - 100 тыс. - 1,5 млн. км3, содержат 15% крупнейших месторождений. Гигантские месторождения в их пределах отсутствуют. Мелкие провинции расположены в пределах межгорных впадин, эпиплатформенных орогенов, небольших внутриплатформенных впадин, авлакогенов и грабенов. Площади их незначительные (5-200 тыс.км2), объем осадочного чехла небольшой (70-450 тыс. км3). Условия сохранности месторождений плохие. В этой группе обнаружено менее 10% крупнейших месторождений.
Характеристика строения и нефтегазоносности каждой провинции дана в учебниках: "Нефтегазоносные провинции СССР", Нефтегазоносные бассейны земного шара" (авторы Н.Ю.Успенская., З.А.Табасаранский, 196б); А.А.Бакиров, Г.Б.Рябухин, 1969; А.А.Бакиров, Г.Б.Рябухин, Н.М.Музыченко и др., 1979; И.О. Брод, В. Г,Васильев, И.В.Высоцкий и др., 1965). Сведения о размещении нефтегазоносных провинций по континентам и странам и масштабах добычи нефти и газа приведены в таблицах 1и 18. На рис.12 показана схема размещения нефтегазоносных провинций на территории СССР.
Таблица 19
Нефтегазоносные провинции (бассейны) мира.
| Континенты | Страны | Нефтегазоносные провинции |
| Восточная Европа | Россия | 1. Прибалтийская (Калининградская обл.) |
| 2. Тимано-Печорская (Республика Коми) | ||
| 3. Предуральская (Башкортостан) | ||
| 4. Волго-Уральская (Татарстан, Башкортостан, Оренбургская обл.) | ||
| Россия, Казахстан | 5. Прикаспийская (Астрахань, Волгоград) | |
| Россия, Украина | 6. Предкавказско-Крымская (Ставропольская обл.) | |
| Азия | Россия | 7.Западно-Сибирская (Тюменская обл., Томская обл.) |
| 8. Восточно-Сибирская (Иркутская обл., Красноярский край) | ||
| 9. Лена-Вилюйская (Якутия) | ||
| 10. Предверхоянская (Предверхоянский прогиб) | ||
| 11. Дальневосточная (о.Сахолин) | ||
| Восточная Европа | Зап. Украина | 12. Предкарпатская |
| Украина, Белоруссия | 13. Днепрово-Донецкая | |
| Азербайджан, Грузия | 14. Закавказская | |
| Россия | 15. Северо-Кавказская (Кубань, Терек) | |
| Азия | Туркменистан | 16. Западно-Туркменская |
| Туркменистан, Узбекистан, Казахстан | 17. Туранская (Амударьинская) | |
| Таджикистан, Узбекистан | 18. Тяньшань-Памирская | |
| Западная Европа | Германия, Англия, Норвегия, Голландия | 19. Североморско-Германская |
| Франция | 20. Англо-Парижская | |
| 21. Аквитанская | ||
| Германия, Чехословакия | 22. Рейнская | |
| 23. Тюрингская | ||
| 24. Ронская | ||
| Италия | 25. Адриатическая | |
| 26. Сицилийская | ||
| Румыния, Польша, Болгария | 27. Предкарпатская | |
| Венгрия, Румыния, Югославия | 28. Паннонская | |
| 29. Трансильванская | ||
| Азия | Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт, часть Турции, ОАЭ | 30. Провинция Персидского залива |
| Сирия, Израиль | 31. Провинция Среднего и Ближнего Востока | |
| Иран, Афганистан | 32. Группа бассейнов Иранского Нагорья | |
| КНР | 33. Ордосская | |
| 34. Сунляо | ||
| 35. Сычуаньская | ||
| 36. Джунгарская | ||
| 37. Цайдамская | ||
| Тайвань | 38. Тайванская | |
| Индия, Пакистан | 39. Индийская | |
| 40. Гангская | ||
| Бангладеж | 41. Бенгальская | |
| Монголия | 42. Группа бассейнов Гоби | |
| Африка | Алжир, Морокко | 43. Сахарская |
| Ливия | 44. Ливийская | |
| Ангола, Нигерия, Габон | 45. Западно-Африканская | |
| Тунис | 46. Центрально-Атласская | |
| Марокко | 47. Западно-Атласская | |
| Австралия | Австралия | 48. Восточно-Австралийская |
| 49. Западно-Австралийская | ||
| 50. Южно-Австралийская | ||
| Океания | Индонезия | 51. Индонезийская |
| Новая Зеландия | 52. Новозеландская | |
| Северная Америка | Канада | 53. Западно-Канадская |
| 54. Восточно-Канадская | ||
| США | 55. Западная Внутренняя | |
| 56. Восточная Внутренняя | ||
| 57. Пермская | ||
| 58. Бассейн Скалистых гор | ||
| 59. Калифорнийская | ||
| 60. Предаппалачская | ||
| 61. Приатлантическая | ||
| 62.Северо-Аляскинская | ||
| 63. Южно-Аляскинская | ||
| Мексика, США | 64. Мексиканская (Сирт) | |
| Куба, США | 65. Бассейн Карибского моря | |
| Южная Америка | Венесуэла | 66. Венесуэльская (Оринокская) |
| Колумбия | 67. Колумбийская (Магдаленская) | |
| Венесуэла | 68. Маракаибская | |
| Тринидад, Венесуэла, Бразилия | 69. Венесуэло-Тринидадская | |
| 70. Нижнеамазонская | ||
| 71. Верхнеамазонская | ||
| Бразилия | 72. Мараньяо | |
| 73. Притихоокеанская (Гуаякильская) | ||
| 74. Титикакская | ||
| Боливия, Аргентина | Боливийско-Аргентинская | |
| Аргентина | 76. Патагонская |
В качестве примера характеристики строения и нефтегазоносности нефтегазоносных провинций рассмотрим Западно-Сибирскую провинцию. В географическом отношении она расположена в пределах Западно-Сибирской низменности, в тектоническом отношении - в пределах молодой Западно-Сибирской платформы. Фундамент ее палеозойский, осадочный чехол – мезозойско-кайнозойский. По залежам газа она относится к категории уникальных. Площадь ее составляет 3 млн. км2, объем осадочного чехла – 8,5 млн.км3 (Рис. 13, 14, 15).
Первое месторождение в этой провинции открыто 1953 г. (Березовское газовое месторождение). В 1964 г. начата эксплуатация Усть-Балыкского месторождения нефти. Сведения о геологическом строении и нефтегазоносности недр Западной Сибири изложены в работах Н.Н. Ростовцева, В.Д. Наливкина, И.И. Нестерова, М.Я.Рудкевича, А.А. Трофимука и др.
Мезозойско-кайнозойский платформенный чехол общим объемом свыше 8 млн. км3. Максимальная мощность осадочного чехла на севере провинции оценивается в 10-15 км. В центральных, западных и восточных районах мощность чехла составляет 2 - 4 км. В основании платформенного чехла залегают юрские отложения. Меловая, система слагает основную часть чехла, палеоген относительно маломощен, завершает разрез осадочной толщи. Неоген отсутствует. Коллекторами нефти и газа являются пески, песчаники и алевролиты, покрышками залежей служат глины. Резервуары пластового и массивного типов. Ловушки, преимущественно структурного типа, реже – структурно - литологического и литологического типов. К настоящему времени на обширной площади провинции открыто свыше 600 нефтяных, газовых, газоконденсатных и нефте-газоконденсатных месторождений. Из них более 300 являются нефтяными, свыше 100-газовыми 200 - газоконденсатными и нефтегазоконденсатными. Большинство месторождений относятся к многопластовым, с залежами в меловых и юрских горизонтах.
В разрезе платформенного чехла выделяются четыре нефтегазоносных комплекса, изолированных друг от друга региональными глинистыми покрышками: нижне-среднеюрский, верхнеюрский, неокомский и апт-альб-сеноманский. Основные запасы нефти сконцентрированы в нижнемеловых, газа - верхнемеловых отложениях.
В пределах провинции выделяются 11 нефтегазоносных областей и 32 нефтегазоносных района. Приуральская нефтегазоносная область расположена на западной окраине провинции. В ее пределах выделяются Шаимский нефтеносный и Березовский газоносный районы. Залежи приурочены к базальному горизонту позднеюрского возраста, залегающему на складчатом фундаменте. Продуктивная толща - вогулкинская пачка, сложенная песчаниками, гравелитами, ракушняками. Некоторые залежи приурочены к эрозионным выступам фундамента, сложенным трещиноватыми кристаллическими породами. Залежи структурно-стратиграфического, литологического типов имеют различные формы: пластовые сводовые, заливообразные, шнурковые, рукавообразные, козырьковые, кольцевые.
Фроловская нефтегазоносная область. Здесь известен Красноленинский нефтеносный район с залежами в нижне-среднеюрском комплексе и аптском ярусе нижнего мела. Залежи массивного, сводового типов.
Рис.13 Схема тектонического районирования Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна. По М.Я.Рудкевичу, 1970.
1 – границы осадочного бассейна; 2 – граница между внешним поясом и внутренней областью; 3 – крупные антиклинальные структуры-своды, мегавалы; 4 – области впадин, прогибов и моноклиналей; 5 – разрывные нарушения; 6 – нефтяные месторождения; 7 – газовые месторождения.
Список структур: 1 – Ямбургский свод; 2 – Уренгойский мегавал; 3 – Медвежий мегавал; 4 – пурпейский свод; 5- Вынгапурский мегавал; 6 – Часельский мегавал; 7 – Красноселькупское куполовидное поднятие; 8 – Красноленинский свод; 9 – Александровский свод; 10 – Каймысовский свод; 11 – Средневасюганский свод; 12 – Пудинский свод; 13 – Парабельский свод; 14 – Пайдугинский мегавал; 15 – Туйский мегавал; 16 – Межовский свод.
Рис.14 Нефтяные месторождения Сургутского и Нижневартовского районов Западной Сибири (фрагмент обзорной карты, 1984).
1 – области поднятий (антиклиналей); 2 – области впадин; 3 – месторождения нефти; 4 – газонефтяные месторождения.
Список месторождений:
|
|
Каймысовская нефтегазоносная область расположена на южной окраине провинции, подразделяется на Межовский, Каймысовский, Верхнедемьянский и Юганский районы. Здесь открыто свыше 20 нефтяных месторождений с залежами в верхнеюрском и нижне-среднеюрском комплексах.
Васюганская нефтегазоносная область находится в юго-восточной части провинции, включает в себя Пудинский, Васюганский, Александровский, Толькинский, Сенькино-Сильгинский районы.
В пределах области выявлены 32 нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений с залежами в нижнесреднеюрских, верхнеюрских и нижнемеловых отложениях.
Пайдугинская нефтегазонооная область расположена на восточной окраине провинции. В ее пределах выявлены два нефтяных месторождения с залежами в верхнеюрских отложениях.
Среднеобская нефтегазоносная область находится в центральной части провинции, подразделяется на Сургутский, Салымский, Нижневартовский, Холмогорский районы. Здесь сконцентрированы основные залежи нефти Западно-Сибирской провинции.
Залежи пластового-сводового, реже - массивного типов, локализованы, главным образом, в отложениях валанжинского, готеривского и барремского ярусов нижнего мела. Присутствуют они и в юрских отложениях, но в меньших масштабах.
Надым-Пурская и Пур-Тазовская нефтегазоносные области расположены к северу от Среднеобской области, включают в себя Надымский, Уренгойский, Ямбургский, Пурпейский, Вынгапурский, Среднемессояхский, Тазовский, Таркосалинский, Сузунский, Часельский, Красноселькупский районы. Характеризуются высоким этажом нефтегазоносности: продуктивны все четыре комплекса - нижнесреднеюрский, верхнеюрский, неокомский, апт-альб-сеноманский. Здесь сконцентрированы основные залежи газа Западно-Сибирской провинции: Уренгойское, Медвежье, Ямбургское, Губкинское, Комсомольское, Заполярное, Вынгапурское и другие месторождения. Залежи газа массивного типа приурочены к кровле сеноманского яруса верхнего мела, залегают на малых глубинах – 0,8-1,2 км.
Ямальская нефтегазоносная область находится на крайнем севере провинции, в пределах Ямальского полуострова. Подразделяется на Южно-Ямальский, Средне-Ямальский и Северо-Ямальский районы. Здесь выявлены газовые и газоконденсатные залежи: Бованенковское, Харасавейское, Северо - и Южно-Тамбейское месторождения и др.
Гыданская нефтегазоносная область находится в пределах Гыданского полуострова на севере провинции. Бурением изучена плохо. Здесь выявлены несколько газоконденсатных месторождений с залежами в меловых отложениях.
Усть-Енисейская нефтегазоносная область. Нефтегазоносными здесь являются Малохетский, Рассохинский и Танамский районы. Газоконденсатные залежи установлены в нижнесреднеюрских, верхнеюрских и нижнемеловых отложениях. Залежь газа в сеноманском ярусе выявлена на Мессояхском месторождении.
Типовая характеристика нефтей и газов Западной Сибири отличается значительным разнообразием (Табл. 19). Газ Березовского района на 91-97% состоит из метана. Сероводород отсутствует, содержание углекислоты составляет 0,3-2,4%, азота - 1,5-6%.В газах некоторых месторождений присутствует конденсат до 15-18 см3/м3.
Газ Васюганской и Пайдугинской областей отличается значительным содержанием гомологов метана (8-12%) и высоким конденсатным фактором (87-249см3/м3). Количество метана в газах -76-88%, содержание углекислоты незначительное - (0,3-0,9%), сероводород отсутствует.
Газ сеноманских залежей северных областей Западной Сибири почти полностью состоит из метана (98-99%) и отличается ничтожным содержанием гомологов метана (0,1-0,3%). Содержание углекислого газа 0,5-1,2%, азота - 0,1-0,4%. Газ Усть-Енисейской нефтегазоносной области содержит метана в количестве 85-95%, гомологи метана до 13-15%, конденсат около 100 см3/м3.
Нефть Шаимского района - нафтен-метановая легкая (плотность 0,819-0,836 г/см3), низкопарафинистая (2 - 4,5%) малосернистая (0,3 - 0,5%). Нефть Среднеобской области нафтен-метановая, средней плотности (0,832-0,901 г/см3), сернистая (0,8 – 1,9%), малопарафинистая (1,9-5,3%).
Таблица 20
Основные сортовые качества нефтей Западной Сибири
| № | Названия месторождений и пластов | Плотность, кг/м3 | Вязкость кинематическая, мм2/с | Температура застывания, °С | Химический состав нефти. Содержание, % | |||||||
| Сера | Смола | Асфальтены | Бензин | Керосин | Диз. топливо | Газойль | Остаток | |||||
| Восточно-Сургутская, БС10 | 13,5 | -17 | 1,67 | 2,5 | 13,0 | 14,3 | 26,8 | 28,4 | 31,6 | |||
| Мало-Балыкская, АЧ2 | 9,7 | -12 | 1,1 | 7,8 | 0,9 | 19,5 | 17,1 | 29,9 | 22,6 | 24,2 | ||
| Приобская, БС4-5 | 10,4 | -11 | 1,2 | 12,0 | 2,7 | 15,2 | 15,6 | 27,3 | 23,6 | 31,9 | ||
| Покачевская, БВ6 | 5,9 | -13 | 1,2 | 7,5 | 0,5 | 20,3 | 17,6 | 30,9 | 27,2 | 20,7 | ||
| Варьеганская | 2,95 | -42 | 0,46 | 6,5 | 0,29 | 30,8 | 22,0 | 33,3 | 21,7 | 12,9 | ||
| Губкинская,БП0 | 3,3 | -18 | 0,2 | 4,0 | 0,12 | 34,6 | 22.5 | 30,1 | 32,2 | 32,2 | ||
| Уренгойская | 5,2 | -7 | 0,11 | 3,5 | 0,21 | 24,7 | 17,8 | 27,3 | 38,5 | 38,5 | ||
| Ен-Яхинская | 9,2 | -11 | 0,08 | 3,5 | - | 21,4 | 22,2 | 37,8 | 26,6 | 13,8 | ||
| Русская | 67,7 | -30 | 0,5 | 17,8 | 0,6 | 0,7 | 12,0 | 32.5 | 36,5 | 36,5 | ||
| Новопортовская НП4 | 9,2 | -8 | 0,13 | 3,0 | 18,6 | 21.0 | 46,4 | 76,1 | 8,7 | |||
| Бованенковская ТП18 | 3,36 | -13 | 0,07 | 1,0 | 19,8 | 19,8 | 39.4 | 30,4 | 10,0 | |||
| Харампурская | 5,63 | -22 | 0,12 | 5,0 | 0,4 | 25,9 | 24,2 | 38,1 | 21,2 | 14,0 | ||
| Кальчинская | 20,2 | -16 | 0,88 | 11.0 | 1,46 | 16,8 | 14,8 | 33,1 | 26,8 | 22,3 | ||
| Ханты-Мансийская | 6,6 | -8 | 0,27 | 5,0 | 5,3 | 18,6 | 20,2 | 31,4 | 24,8 | 24,8 | ||
| Нефть экспортная URALS | 10,4 | -11 | 1,2 | 12,0 | 2.7 | 15,2 | 15,6 | 27,3 | 23,6 | 31,9 |
"Поисково-разведочные работы, - отмечал А.А.Бакиров (1976г.), - могут проводится эффективно только при условии, если они будут направляться научно-обоснованно с учетом общих закономерностей образования и размещения нефтегазовых скоплений в земной коре".
Главнейшими критериями прогноза, поиска и разведки месторождений являются факторы, контролирующие возникновение и развитие процессов нефтегазообразования и накопления в земной коре. К ним относятся: 1. Тектонические и палеотектонические критерии, определяющие местоположение, формы и размеры региональных, зональных и локальных ловушек, а также тип нефтегазоносных бассейнов, глубины погружения, мощность осадочного чехла. Наличие ловушек является одним из главных необходимых условий для образования залежей и месторождений нефти и газа.
2. Литолого-формационные, фациальные и палеогеографические критерии, определяющие типы, объемы осадочных пород, коллекторов, покрышек, количество и мощности нефтегазоносных комлексов и др. Наличие пластов коллекторских пород является вторым необходимым условием для образования скоплений нефти и газа в недрах Земли.
3. Промыслово-геофизические критерии, определяющие коллекторские свойства пород-коллекторов, экранирующие свойства пород-покрышек и их изменения в плане и по разрезу. Наличие пластов-покрышек является третьим необходимым условием для образования залежей нефти и газа.
4. Гидрогеологические, определяющие типы артезианских бассейнов, законтурных вод и их динамику. Подземные воды хлоридно-натриевого состава и застойного режима способствуют сохранности залежей на месте их образования.
5. Геохимические критерии, определяющие закономерности распределения рассеянного органического вещества различных типов по разрезу и по площади, выявляющие геохимические аномалии в недрах Земли. Наличие нефтегазогенерирующих осадочных толщ с высоким содержанием рассеянного органического вещества (РОВ) является четвертым необходимым условием для образования залежей и месторождений нефти и газа.
6. Термодинамические критерии, влияющие на физико-химические свойства рассеянного органического вещества в горных породах и условия образования нефти, газа и их залежей. Лабораторными методами доказано, что для образования нефти из рассеянного органического вещества необходимы температура свыше 60°С, давление – свыше 100 атмосфер.
По масштабам проявления критерии подразделяются на: 1) региональные, действующие в пределах всей провинции или ее крупных частей; 2) зональные, проявляющиеся в пределах месторождения или группы месторождений.
По каждому критерию составляются региональные или порайонные карты для нефтегазоносных пластов, горизонтов, комплексов и подкомплексов (Рис.16). Строятся профильные разрезы через месторождения, области, районы, графики зависимости прогнозных параметров с нефтегазоносностью ловушек. Устанавливается теснота связи между теми или иными параметрами и продуктивностью осадочных толщ и на этой основе дается прогнозная оценка территории.
Подсчитываются потенциальные, прогнозные (категория D) и перспективные (категория С3) запасы по нефти, газу, конденсату, по каждой нефтегазоносной области, по каждому району и по каждому нефтегазоносному комплексу.
Основной путь решения насущных задач прогноза и поиска месторождений на всех этапах – получение новой высококачественной геолого-геофизической информации об изучаемых объектах бурением скважин или геофизическими методами. Важной при этом является разработка новых усовершенствованных полевых методов изучения строения и физико-химического состояния земных недр. Не менее важна разработка новых методов обработки полевой и лабораторной информации. В последние десятилетия при решении этих задач широко внедряются ЭВМ и математические методы. Осуществляется перевод геологической информации на электронную основу, создаются базы данных, разрабатываются новые программы геологического анализа с применением математических методов и ЭВМ.