Перспективы нефтегазоносности рифейских отложений платформенного Башкортостана на основе изучения нафтидогенерационного потенциала

Специальность 25.00.12 – Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

диссератции на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Уфа – 2008

Работа выполнена в ООО «Башнефть-Геопроект»

Защита диссертации состоится « 21 » ноября 2008г. в « 15⁰⁰ » часов в конференц-зале на заседании диссертационного совета Д.520.020.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора и кандидата наук при Открытом Акционерном Обществе Научно-производственная фирма «Геофизика» (ОАО НПФ «Геофизика») по адресу: 450005, г.Уфа, ул.8-ое марта, 12

С диссертацией можно ознокомится в бибилотеке ОАО НПФ «Геофизика».

Автореферат разослан «20» октября 2008г.

общая характеристика работы

1. 
   Анализ развития процессов нафтидообразования и возможного нефтегазонакопления в рифейских отложениях, определение роли геологических факторов, оказавших на них влияние.
   
2. 
   Изучение степени катагенеза рассеянного органического вещества пород с целью выявления условий прохождения процессов нефте- и газообразования.
   
3. 
   Изучение закономерностей распределения органического углерода (Сорг) и хлороформенного битумоида (Бхл) по разрезу рифея с целью выявления нефтематеринских (НМ) толщ.
   
4. 
   Оценка нафтидогенерационного потенциала пород нефтематеринских толщ и степени его реализации, выявление толщ, благоприятных для возможного нефтегазонакопления.
   
5. 
   Определение значимости каждой НМ толщи в образовании УВ ресурсов рифейских отложений.
   
6. 
   Выделение зон перспективности на постановку ГРР на нефть и газ в рифейских отложениях платформенного Башкортостана.
   

В работе использован материал 14 параметрических и 16 оценочных глубоких скважин, пробуренных на территории платформенного Башкортостана. Исследованы химико-битуминологическим методом 390 образцов всех литологических типов пород рифея в лаборатории геохимических и гидрогеологических исследований Башнипинефть (ныне ООО «Башнефть-Геопроект») под руководством Н.П. Егоровой (224обр.), в Аналитическом центре СНИИГГиМС (г.Новосибирск) под руководством А.И.Ларичева (96обр.) и в лаборатории геохимии пород и флюидов КамНИИКИГС (г.Пермь) под руководством М.Г.Фрик (70обр.).

Методом пиролиза Rock-Eval исследовано 240 образцов всех литологических типов пород. Анализы были проведены в Аналитическом центре СНИИГГиМС (178обр.), КамНИИКИГС (24обр.) и в ФГУНП «Аэрогеология» (г.Москва) (38обр.). В работе использованы результаты рентгеноструктурного анализа 65 образцов глинистых пород (ФГУНП «Аэрогеология»; КГУ, г.Казань), результаты термогазовой дегазации осадочных пород рифея скв.1 Восточно-Аскинская (КамНИИКИГС) и определения палеотемператур образцов осадочных пород рифея, полученные в ИГ УНЦ РАН (г.Уфа) под руководством Т.Т.Казанцевой.

Анализ геолого-геохимических материалов выполнен лично автором или с его непосредственным участием. Им определена степень катагенетической преобразованности осадочных пород рифея и содержащегося в них ОВ с использованием данных рентгенографии, Tºmax пиролиза и петрографического изучения прозрачных шлифов (около 1000шт.); систематизированы химико-битуминологические и пиролитические анализы пород; подсчитаны ориентировочные ресурсы подвижных (эмиграционных) и неподвижных УВ в нефтематеринских толщах рифея; выделены объекты благоприятные для возможного нефтегазонакопления; составлены табличные и графические приложения; сделаны выводы по всем разделам диссертации. В работе использовались фондовые материалы ООО «Башнефть-Геопроект» и других организаций.

1. 
   Впервые с использованием метода пиролиза рассчитаны ресурсы подвижных (эмиграционных) и неподвижных УВ для нефтематеринских толщ рифея.
   
2. 
   Выявлено, что максимальные значения нафтидогенерационного потенциала имеют нефтематеринские толщи ашитской и кубиязинской подсвит нижнего рифея.
   
3. 
   Установлено, что нафтидопроизводящие свойства пород нефтематеринских толщ рифея обусловлены фациальными и палеоклиматическими условиями их образования.
   

1. 
   Результаты определения нафтидопроизводящей способности органического вещества осадочных пород рифея до изученной бурением глубины 5500м.
   
2. 
   Установление неоднозначной роли нефтематеринских толщ рифея в процессах нафтидообразования и возможного нефтегазонакопления.
   
3. 
   Районирование рифейских отложений по степени перспектив нефтегазоносности.
   

1. 
   Установление ведущей роли в создании ресурсов УВ отложений ашитской и кубиязинской подсвит позволит на площадях глубокого залегания нижнерифейских пород, без существенного ущерба в оценке нефтегазоносности разреза, принимать в качесте проектного горизонта для бурения скважин среднерифейские отложения.
   
2. 
   Выявление роли дизъюнктивных нарушений и деформационной тектоники в формировании возможных ловушек УВ.
   
3. 
   Проведенное районирование по степени перспективности территории платформенного Башкортостана обеспечит возможность выбора рациональных направлений и размещения объемов ГРР.
   

В работах, опубликованных в соавторстве, автору принадлежат постановка задач, участие в лабораторных, аналитических исследованиях и обобщении полученных результатов.

Автор глубоко признателен и выражает искреннюю благодарность научному руководителю д.г.-м.н. Р.Х. Масагутову за постановку темы, постоянное внимание и поддержку. Искренняя благодарность автором выражается д.г.-м.н. Е.В. Лозину, К.С. Баймухаметову, Ф.И. Хатьянову, к.г.-м.н. Т.В. Ивановой, А.И. Ларичеву, О.Д. Илеменовой, В.И. Козлову, В.Г. Изотову, Л.М. Ситдиковой, В.Н. Минкаеву за ценные советы и критические замечания. Автор признателен сотрудникам ООО «Башнефть-Геопроект» Н.А. Мингазовой, О.Д. Дьяконовой и другим за практическую помощь и поддержку при подготовке работы.

Содержание работы

Глава 1. Краткий очерк истории изученности вопроса. В разные годы исследованием закономерностей распределения и преобразования органического вещества в рифейских отложениях платформенного Башкортостана и связанных с ними процессов нафтидообразования занимались Н.А. Зуфарова, М.А. Гаррис, Н.П. Егорова, О.П. Загулова.

Изучение нафтидопроизводящих свойств осадочных пород рифея рассматриваемой терриории с использованием результатов пиролиза проводили Т.В. Белоконь (Карасева), А.И. Ларичев, Т.В. Иванова, Е.В. Лозин, Р.Х. Масагутов, Д.И. Иванов. Роль рифтогенеза в образовании рифейского нефтегазоносного бассейна рассмотрена в публикацях Р.Х. Масагутова, Е.В. Лозина, А.А. Клевцовой, Д.И. Иванова. Влияние эндогенного, тектонического и флюидодинамического факторов на образование и распределение возможных скоплений УВ в рифейских отложениях Башкирского Приуралья изучалось Е.В. Лозиным, Р.Х. Муслимовым, Н.С. Гатиятуллиным, Т.В. Ивановой, Р.Х. Масагутовым, Д.И. Ивановым и другими.

Изучением нефтегазоносности рифейских отложений платформенного Башкортостана занимались К.Р. Тимергазин, А.А. Трофимук, С.Г. Морозов, М.А. Камалетдинов, Е.В. Лозин, Р.Х. Масагутов, Т.В. Иванова, В.И. Козлов, Н.С. Гатиятуллин, В.В. Баранов, Т.Т. Казанцева, А.В. Романов, Д.И. Иванов и другие.

Глава 2. Краткая литолого-стратиграфическая характеристика рифейских отложений. В работе использована стратиграфическая схема, утвержденная Межведомственным стратиграфическим Комитетом России в 2000г. как корреляционная для рифея. Р.Х. Масагутовым (2002, 2006) были внесены уточнения в стратиграфическое расчленение отложений нижнего рифея. В основу стратиграфического расчленения рифейских отложений им положены представления К.Р. Тимергазина (1959) о их цикличном строении и проведенные сопоставления разрезов рифея платформы со стратотипическим разрезом Южного Урала (Андреев и др., 1983; Иванова, Масагутов, Иванов, 2004).

Нижний рифей – R₁

Кырпинская серия – R₁kr

Прикамская подсерия – R₁pr

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Орьебашская подсерия – R₁ob

Ротковская свита (R₁rt) сложена песчаниками с прослоями алевролитов и аргиллитов. В бортовых зонах в основании свиты залегает пачка красно-бурых конгломерато-брекчий толщиной 20-25м. Толщина свиты 65м (скв.1 Морозовская) – 710м (скв.1П Сарапульская).

Минаевская свита (R₁mn) представлена переслаиванием аргиллитов, алевролитов, песчаников и доломитов. Толщина 51м (скв.1 Морозовская) – 277м (скв.7000 Арланская).

Калтасинская свита (R₁kl) разделяется снизу-вверх на три подсвиты.

Саузовская подсвита (R_1­­kl^szv) сложена доломитами с прослоями известняков и доломитистых алевролитов. Толщина – 52м (скв.1 Морозовская) – 813м (скв.7000 Арлан).

Арланская подсвита (R_1­kl^arl) представлена тонкослоистым чередованием (флишоидного типа) алевролитов, аргиллитов, мергелей, доломитов и известняков. Толщина – 536м (скв.7000 Арлан) – 980м (скв.82 Орьебаш).

Ашитская подсвита (R₁kl^ash) сложена доломитами с прослоями аргиллитов и мергелей. Толщина – 226м (скв.7000 Арлан) – 1725м (скв.82 Орьебаш).

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Средний рифей – R₂

Серафимовская серия – R₂sf

Толщина свиты 32м (скв.1 Морозовская) – 412м (скв.1 Кипчак).

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Верхний рифей – R₃

Абдулинская серия – R₃ab

Леонидовская свита (R₃ln) сложена кварцевыми песчаниками с каолинитовым цементом. Толщина – 81м (скв.6 Балтаево) – 1300м (скв.740 Шкапово).

Перерыв в осадконакоплении, размыв

Нижний рифей сложен отложениями четырех циклов осадков, разделенных перерывами (Иванова, Лозин, Андреев, 1990). Это прикамская и орьебашская подсерии, надеждинская и кабаковская свиты. В среднем рифее выделяется два цикла осадков, между которыми перерыв не выявлен. Нижний цикл составляют тукаевская и ольховская свиты, верхний – усинская свита. Верхний рифей слагают два цикла осадков, разделенных перерывом. Нижний – это леонидовская; верхний – приютовская и шиханская свиты.

Всего в рифее выявлено семь циклов осадков и шесть перерывов, разделяющих их, Последний, седьмой, самый длительный перерыв в осадконакоплении имел место в преддевонское время. Выделенные в составе циклов литологические толщи-реперы позволили провести сопоставление разрезов рифея параметрических и глубоких оценочных скважин (Иванова, Масагутов, Иванов, 2006).

Глава 3. Характеристика геологических процессов и их влияние на нафтидообразование и возможное нефтегазонакопление в рифейских отложениях. Рифейские отложения платформенного Башкортостана являются базальными образованиями осадочного чехла восточной части Восточно-Европейской платформы (ВЕП) и составляют около 4/5 части его объема. Они являются производными рифейского рифтогенеза, что подтверждают их большие мощности (12-15км), ступенчато-блоковое строение, присутствие малых интрузий основного, реже – щелочного состава (Лозин, 1994; Масагутов, 2000).

Рифтогенез сформировал семь осадочно-породных бассейнов и оказывал влияние на происходившие в них синхронные процессы нафтидообразования и возможного нефтегазонакопления геотектонического, эндогенного и флюидодинамического факторов, интенсивность которых изменялась во времени и пространстве. Все эти три фактора были взаимосвязаны между собой в общем механизме рифтогенеза. Интенсивность геотектонического фактора, обусловившего масштабы бассейна, степень разломообразования, интенсивность магматической активности определяла потенциальная энергия мантийного плюма, которая была максимальной при образовании в раннем рифее орьебашского бассейна седиментации (Масагутов, Иванов, 2007).

Эндогенный фактор проявлял себя в увеличении температурного режима в базальных частях бассейнов за счет влияния тепла мантийного плюма и при прогревании пород магматическими расплавами, проникавшими по разломам. Создававшийся таким способом дополнительный прогрев осадочных пород на локальных участках способствовал ускорению процессов нафтидообразования, наиболее активно происходивших при температурах 220-350ºС, обеспечивавших термическую деструкцию ОВ (Маевский, 1989).

Отмечается постепенное снижение магматической активности от ранне- к позднерифейским стадиям рифтогенеза, указывающее на ослабление интенсивности нафтидообразовательных процессов в позднерифейском бассейне седиментации под влиянием эндогенного фактора.

Флюидодинамический фактор обеспечивал поступление по глубинным разломам из недр земной коры (ЗК) и верхней мантии восстановленных флюидных систем C-O-H-N-S, вступавших во взаимодействие с ОВ пород, ускоряя процессы нафтидообразования. В этих условиях роль внешнего реагента выполнял водород, способствуя более активной гидрогенезации ОВ (Анисимов, 2006; Готтих и др., 2007).

Образованные УВ в составе флюидных систем переносились в зоны разгрузок в верхние части толщ в виде струйных потоков и при наличии на их пути флюидоупоров формировали залежи УВ. Роль флюидоупоров могли выполнять «залеченные» вторичными минералами трещины и кавернозно-трещиноватые участки, оперяющие разломы, а также тектонические и литологические экраны, перекрывающие зоны разломов (Масагутов, Иванов, 2007). Проходя через пласты-коллекторы, УВ проникали в них и заполняли замкнутые положительные структуры.

Основная роль рифейского рифтогенеза проявилась в создании в образованных бассейнах седиментации условий для накопления осадочных толщ, ставших на стадии литогенеза нефтематеринскими (Иванов, 2008).

Интенсивное проявление герцинского тектогенеза во второй половине палеозойской эры привело к оживлению тектоно-флюидодинамической активности ЗК ВЕП и перераспределению в ней УВ. В этот период были сформированы возможные скопления УВ в рифейских отложениях (Егорова, 1986). Часть УВ эмигрировала в залегающие выше отложения венда и терригенного девона, что подтверждается существованием общего гидродинамического режима для них (Егорова, Масагутов, 2002).

Флюидодинамический фактор обусловил формирование в разуплотненных зонах разломов ловушек нестандартных сложных форм, не находящих отражение на структурных картах. Так, на больших глубинах в глинистых толщах создавались условия для образования гидродинамических ловушек. Неструктурным ловушкам присущи изменения плотности и других физических характеристик, что должно найти отражение на гравитационном и электромагнитном полях, диаграммах кажущегося сопротивления и т.д (Абля и др., 2007).