В последнее время наметилась устойчивая тенденция уменьшения количества и размеров, подготовленных к поисковому бурению антиклинальных ловушек. Один из путей поддержания уровня добычи газа – поиск сложноэкранированных ловушек и выявление относительно небольших неглубоко залегающих залежей. Первоочередным объектом поиска таких месторождений на Ставрополье является мощная толща регионально продуктивных майкопских (верхний олигоцен – нижний миоцен) отложений. С этими отложениями связано большое число залежей и нефтегазопроявлений. Их продуктивность подтверждена на Журавской, Прасковейской, Воробьевской и других площадях.
Отложения майкопа представляют собой мощную, большей частью клиноформную толщу,
характеризующуюся общим моноклинальным залеганием и сложным внутренним строением. Аналогичные клиноформные толщи развиты во многих нефтегазоносных районах. Именно с клиноформной толщей неокома Западной Сибири связаны основные ресурсы нефти этого региона.
Клиноформные комплексы отложений на сейсмических временных разрезах выделяются по
характерному косослоистому рисунку отражений. В настоящее время седиментационная природа соответствующих этим отражениям акустических границ имеет подавляющее число сторонников, в противовес тем, кто связывает наклон отражающих границ в майкопских отложениях с тектоническим фактором.
В то же время майкопские отложения являются наименее изученными сейсморазведкой вследствие методической ориентированности проводимых работ на изучение глубоких отражающих горизонтов. Также недостаточно данных акустического каротажа (АК), что затрудняет изучение условий формирования отраженных волн. В предыдущие годы структурные построения по майкопским отражающим горизонтам выполнялись в небольшом объеме. Поэтому в настоящее время достаточно очевидной является необходимость систематизации, переинтерпретации и осмысления накопленной геолого-геофизической информации по майкопскому интервалу разреза.
До сих пор многие ведущие геологи — практики отрицают клиноформное строение майкопа и основывают геологические модели на представлениях о его параллельно-слоистом строении, что ограничивает территорию поиска ловушек газа шельфовой зоной майкопского палеобассейна.
Формирование значительной части майкопской толщи Ставрополья происходило в обстановке, называемой в литературе «боковым наращиванием». При этом на обширных пространствах майкопского палеобассейна образовывались клиноформные геологические тела как продукт этого процесса. Такие представления о характере осадконакопления на сегодняшний день являются достаточно устоявшимися [2,4,7].
Согласно современным воззрениям [5], существуют две основные морские обстановки образования клиноформ: авандельта и континентальный склон. По мнению Н.Я. Кунина [3], клиноформы Центрального и Восточного Предкавказья формировались в условиях континентального склона. Согласно Р.Н. Шериффу и А.П. Грегори [7], здесь обособляются следующие обстановки осадконакопления и палеогеографические зоны (рис.
1):
1. Прибрежная приливно-отливная зона (литоральная) и относительно мелководный шельф. Глубины палеоводоема в этой зоне от 0 м до 10–20 м. Отлагается относительно грубозернистая фракция обломочного материала. Соответствующая часть клиноформного тела называется ундаформой. На сейсмических временных разрезах соответствующие ундаформе отражения преимущественно интенсивные, хорошо прослеживаемые. В
сторону литорали отражения становятся прерывистыми.
Рис. 1. Палеогеографические зоны бокового наращивания
2. За кромкой шельфа располагается область склоновой седиментации. Глубины палеоводоема здесь от 80 м до 220 м (в среднем 120–150 м). Отложения преимущественно пелитовые. Эту часть клиноформного тела называют собственно клиноформой, или ортоклиноформой. Отражения на временных разрезах низко- и среднеинтенсивные, интерференционные, временная толщина клиноформного волнового пакета увеличена по
сравнению с ундаформой, корреляция отражений затруднена.
3. За нижнем перегибом клиноформы, вплоть до предела распространения клиноформного тела в бассейне, располагается относительно глубоководная область бассейновой седиментации. Соответствующую часть клиноформного тела называют фондаформой. Отложения фондаформы в основном глинистые, иногда чередующиеся с песчано-алевритовыми, образование которых связано с деятельностью турбидитных течений.
Динамическая выразительность и прослеживаемость отражений изменяются в широких пределах.
Отмеченные характерные элементы строения клиноформного тела достаточно наглядно могут быть видны только на сейсмопрофилях, ориентированных вдоль направления поступления обломочного материала с палеосуши. Клиноформа – объемное тело сложной формы, и в различных сечениях она выглядит по-разному.
Каждая клиноформа соответствует определенному циклу осадкообразования с характерной для этого цикла палеогеографической обстановкой. По этой причине сейсмопрофиль, оптимальный для анализа строения какой-либо клиноформы, может оказаться недостаточным для соседней клиноформы, имеющей несколько иную
геометрическую форму.
В интервале временных разрезов, соответствующем майкопским отложениям, выделяются нижне-, средне- и верхнемайкопские мегасейсмокомплексы (рис. 2). Последние два представляют для нас наибольший интерес, т.к. они наименее изучены.
В составе среднемайкопских отложений выделяется ряд клиноформных комплексов. На временных разрезах им соответствуют клиноформные сейсмокомплексы. Нумерация клиноформных сейсмокомплексов сверху вниз соответствует принятой номенклатуре песчано-алевритовых пачек среднего майкопа (рис. 2), что удобно с практической точки зрения.
Майкопская толща Центрального Предкавказья характеризуется своеобразными чертами геологической истории и особенностями формирования и размещения ловушек углеводородов (УВ). Толщи бокового наращивания, подобные майкопской, формировались в специфических бассейнах. Современным крупнейшим аналогом палеобассейнов с формированием толщ бокового наращивания является впадина Черного моря, что
связано с активным привносом материала современными реками: Доном, Днепром, Дунаем, Днестром и т.д.
Проблемой истории формирования майкопской толщи занимались многие исследователи. Основные ее черты были охарактеризованы М.С. Бурштаром [1] в 1966 г., который указал на то, что источником сноса в майкопское время являлась суша в районе современного Каспия. В 70-е годы, после опубликования известного сборника работ американских исследователей по сейсмостратиграфии [7], среди отечественных геофизиков
стали преобладать представления о майкопе как о толще бокового наращивания [4,6].
Общие современные представления о характере майкопского осадконакопления состоят в следующем.
К началу формирования среднемайкопских отложений в Восточном и Центральном Предкавказье образовалась обширная впадина глубиной 300–400 м, которая черепицеобразно заполнялась клиноформными телами, дугообразно вытянутыми вдоль палеоберега на сотни километров. Привнос терригенного материала происходил с востока, с палеосуши, находившейся на месте современного северного сектора Каспия.
Характерной особенностью седиментации являлось первичное негоризонтальное залегание отложений клиноформ, которое осложнялось конседиментационным и постседиментационным погружением.
Обстановка осадконакопления в майкопское время рассматривалась на основе составленных в процессе работы квазирегиональных профилей и сейсмических материалов прошлых лет. Результатом этого явилась схема (рис. 3), где показаны направления падения осей синфазности отражений, соответствующих клиноформам среднего майкопа. Судя по этим направлениям, можно предположить наличие в среднемайкопскую эпоху двух основных источников транспортировки осадков в майкопский палеобассейн: восточного (основного) и северо-западного.
Рис. 3. Условия осадконакопления в майкопскую эпоху по данным сейсморазведки.
Условные обозначения: 1– Граница Ставропольского края; 2 — границы тектонических элементов первого порядка: I – Ставропольский свод, II – Восточно-Ставропольская впадина, III – Минераловодский выступ, IV – кряж Карпинского, V – зона Манычских
прогибов, VI – Прикумская система поднятий, VII – Ногайская ступень, VIII – Терско – Каспийский передовой прогиб; 3 – месторождения газа в майкопе; 4 – газопроявления из майкопа; 5 – сейсмические профили, 6 – квазирегиональных профили; 7 – скважины глубокого бурения; 8 – линии выклинивания коллекторов по данным СевКавНИПИгаз.
Условия осадконакопления по данным сейсморазведки: 9 – направления падения осей синфазности внутри верхнемайкопского сейсмокомплекса; 10 – направление падения осей синфазности внутри среднемайкопского сейсмокомплекса; 11 – преобладающее
направление транспортировки обломочного материала в верхнемайкопское время; 12 — преобладающее направление транспортировки обломочного материала в среднемайкопское время; 13 – предполагаемая область конкурентного сноса в среднемайкопском палеобассейне; 14 – граница унда- и клиноформных частей II клиноформы среднего майкопа; 15 — граница унда- и клиноформных частей IV клиноформы
среднего майкопа; 16 – граница клино- и фондаформных частей II клиноформы (предполагаемая перспективная зона для поисков сложно экранированных ловушек газа в среднем майкопе).
_____________________________________________________________
В течение формирования вернемайкопских отложений преобладал трансгрессивный режим осадконакопления, что привело к формированию слоев в основном глинистого состава с широким развитием подводных конусов выноса. Источник поступления материала располагался на северо-западе (рис. 3).
В конце позднемайкопского времени трансгрессивный режим осадконакопления сменился регрессией, в период которой сформировались песчано-алевритовые пласты I-й пачки. Майкопское осадконакопление завершилось региональным подъемом и размывом почти на всей территории Предкавказья в конце тарханского времени.
Вследствие этого кровля майкопа представляет собой эрозионную поверхность, неотражающую внутреннее строение толщи (рис. 2).
Проанализируем сейсмические материалы по Максимокумской и Гороховской площадям, газоносных в среднемайкопском интервале разреза.
Максимокумская площадь в тектоническом отношении расположена в южной части Восточно-Манычского прогиба. Максимокумское поднятие выявлено в результате сейсмических исследований в 1956 — 1957 г.г. В 1960 г. в скважине 3 получен фонтан нефти из VII нижнеюрского пласта.
В 1987 г. был обнаружен майкопский объект по отражающему горизонту Мкр IV 6 с размерами 6,5Ч2,5 км и амплитудой 20 м. В пробуренной поисковой скважине 11 получены притоки газа из 61 и 62 пластов IV пачки.
Расчет синтетического волнового поля выполнен по линии сейсмического профиля 048634 а. Для определения скоростей сейсмических волн использовались данные АК по скважине Максимокумская 11.
Рис. 4. Моделирование волнового поля на Максимокумском месторождении.
На рис. 4 приведены акустический разрез Максимокумского месторождения по линии профиля, фрагмент временного разреза и два варианта синтетического волнового поля – в предположении водонасыщенности всех шести пластов IV пачки и в предположении наличия газа в 1, 4 и 6 пластах.
Получено хорошее соответствие синтетического временного разреза с газонасыщением и реального временного разреза. В пластах, содержащих предположительно воду с газом (1 и 4 IV пачки), на реальном и синтетическом разрезах наблюдаются эффекты «яркого пятна». В районе газонасыщенных пропластков 6 пласта эффект «яркого пятна» сопровождается инверсией фаз отражений.
На рис. 4 показаны также результаты динамического анализа реального и синтетического временных разрезов. В обоих случаях в области газонасыщения отмечается увеличение амплитуд отражений. Результаты моделирования по Максимокумской площади показывают, что при газонасыщении песчано-алевритовых пластов IV пачки на сейсмических временных разрезах в аналогичных сейсмогеологических
условиях можно ожидать появления волновых эффектов «яркого пятна» и инверсии фаз отражения.
Гороховская площадь в тектоническом плане расположена в юго-восточной части Арзгирского прогиба, входящего в систему Манычских прогибов. Гороховский объект рекомендован к бурению по данным сейсморазведки в 1990 г. Газоносность связана со II пластом среднего майкопа, из которого в скважине Гороховская 16 получен приток газа.
Структурная карта отражающего горизонта Мкр II на Гороховском участке отображает строение кровли 2-го пласта II пачки среднего майкопа. Основным структурным элементом является крупное Гороховское поднятие с размерами 15,0Ч7,0 км.
В пределах Гороховского поднятия выделяется четыре купола: северный, центральный, восточный и, небольшой, южный. Притоки газа получены на центральном куполе в скважине 16. За пределами Гороховского поднятия выделяется ряд небольших структур – спутников: Дарьинская, Щербиновская, Бригадная и др.
Расчет синтетического волнового поля выполнен по линии сейсмического профиля 028906. Для определения скоростей распространения сейсмических волн использовались данные АК по скважинам Гороховская 16 и 17.
Геологическая модель месторождения по линии профиля 028906 и результаты расчета синтетического волнового поля показаны на рис. 5.
Рис. 5. Моделирование волнового поля на Гороховском месторождении.
Результаты моделирования показывают, что газонасыщение 2-го пласта II пачки приводит к появлению на временном разрезе «яркого пятна». Теневой эффект под залежью и инверсия фаз на синтетическом разрезе не наблюдаются, что объясняется небольшой толщиной залежи по сравнению с длиной волны. Субвертикальные
смещения осей синфазности на реальном временном разрезе связаны, вероятно, с малоамплитудными тектоническими нарушениями.
В целом получено удовлетворительное соответствие синтетического и реального временных разрезов. Отмечается также принципиальное соответствие результатов динамического анализа (измерялись амплитуды отражений) по синтетическому и реальному временным разрезам. Для того, чтобы добиться наибольшего
подобия синтетического временного разреза реальному, пришлось смоделировать газовую залежь и на восточном куполе Гороховского поднятия (пикеты 125 — 145). Это может свидетельствовать о том, что такая залежь реально существует и может являться объектом для постановки разведочного бурения.
Таким образом, в процессе работы над Гороховским объектом, помимо методического результата, был попутно установлен новый объект для поисков залежей газа во II пачке среднего майкопа – восточный купол Гороховского поднятия.
Рассмотренные выше примеры характеризуют особенности волновых полей в районе месторождений во II и IV пачках среднего майкопа, расположенных в зоне развития песчано-алевритовых пластов этих пачек. Результаты бурения скважины Восточно-Арзгирской 9 показывают, что сейсмогеологические условия могут быть сложнее
в области перехода ундаформы в ортоклиноформу, где происходит глинизация песчано-алевритовых пластов и где, вследствие этого, выбор мест заложения поисково-разведочных скважин осложняется.
Значительно более сложным является изучение сейсморазведкой верхнего майкопа. Сложность проблемы определяется следующими обстоятельствами.
1. На значительной части сейсмопрофилей прошлых лет отражения от пластов I пачки на временных разрезах зарегистрированы в области мьютинга со всеми вытекающими отсюда негативными последствиями (снижение кратности, потеря направленности интерференционной системы).
2. По верхнемайкопской части разреза мало данных вертикального сейсмического профилирования (ВСП) и практически отсутствуют данные АК, что исключает возможность изучения условий формирования волнового поля.
На наш взгляд, именно эти обстоятельства являются основными, определяющими низкую эффективность сейсморазведки при изучении верхнемайкопских отложений.
В заключение хотелось бы отметить следующее:
1. С использованием составленных квазирегиональных профилей восстановлены основные этапы геологической истории майкопа и рассмотрены особенности его строения. Результаты интерпретации квазирегиональных профилей показывают, что большинство выявленных залежей газа в майкопе расположены в головных (ундаформных) частях майкопских клиноформ. Перспективы поиска залежей газа в майкопе
следует связывать с фондаформными частями клиноформ, где вследствие региональной глинизации песчано-алевритовых пластов вверх по восстанию возможно наличие сложноэкранированных ловушек.
2. С применением моделирования выполнен анализ временных разрезов по ряду известных месторождений газа в майкопе. Установлено, что эффект «яркого пятна» от газовых залежей отмечается на профилях, отработанных в ундаформной части майкопских клиноформ. В зоне глинизации майкопских пластов волновой эффект от
газонасыщения проявляется как в амплитудах сейсмозаписи, так и в виде изменения формы сейсмического импульса. По результатам моделирования прогнозируется наличие газовых залежей на восточном куполе Гороховского поднятия.
Рекомендуется продолжить исследования с целью обобщения данных по фондаформным частям майкопских клиноформ, где возможно выявление значительных по размерам ловушек газа. Для поиска ловушек газа в майкопе необходимо использовать компьютерные средства корреляции отражений и построения структурных
карт и карт динамических параметров. С целью повышения эффективности сейсмических работ на верхний майкоп необходимо проведение акустического каротажа и ВСП в верхнемайкопских отложениях, без чего невозможно изучение условий формирования отражений от продуктивных пластов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бурштар М.С. Геология нефтяных и газовых месторождений Северного Кавказа. М.,1966.
2. Косова С.С. Сейсмопалеогеоморфологические аспекты сейсмостратиграфического анализа клиноформных комплексов //Геология, геофизика и разработка нефтяных месторождений. М., 1993. № 3. С. 20 – 25.
3. Кунин Н.Я., Косова С.С. Изучение клиноформ майкопа в Восточном Предкавказье //Геология нефти и газа. 1987. № 10. С. 18 – 24.
4. Сейсмостратиграфия в решении проблем поиска и разведки месторождений нефти и газа // Итоги науки и техники. Серия: Месторождения горючих полезных ископаемых, Т. 13. М.: ВИНИТИ, 1984.
5. Рединг Х.Г., Коллинсон Дж.Д. Обстановки осадконакопления и фации: пер. с англ. М.: Мир, 1990.
6. Соколов Б.А., Храмова Г.И. Современные представления о формировании нефтегазовых залежей в майкопских отложениях Восточного Предкавказья // Геология, методы поисков и разведка месторождений нефти и газа. М.: ВИЭМС, 1989. № 10.
7. Шерифф Р.Н., Грегори А.П. Сейсмическая стратиграфия: пер. с англ. М.: Мир, 1982.
Автор: Говоров С.С., Дагаев И.Л., Гейдеко Т.В.
