Районирование нефтегазоносных территорий

Для научно обоснованного прогнозирования нефтегазоносности недр необходимо выяснить закономерности размещения месторожде­ний нефти и газа. Эффективное ведение поисково-разведочных работ на нефть и газ требует знаний формирования не только зале­жей и месторождений нефти и газа, но и крупных нефтегазоносных территорий. Однако общепринятой классификации региональных скоплений нефти и газа нет.

Тектонический фактор рассматривается большинством ученых как ведущий при районировании нефтегазоносных районов. Однако отсутствие четкости в современных тектонических схемах создает большие трудности при создании подобной классификации.

Скопления нефти и газа в земной коре располагаются груп­пами — зонами, закономерно связанными либо с платформенными впадинами, либо с межгорными и предгорными прогибами. Законо­мерности в распространении зон накопления и сохранения залежей нефти и газа можно выявить лишь при изучении геологической истории формирования рассматриваемой области погружения земной коры. Зонами нефтегазонакопления называются структурные элементы, с которыми закономерно связаны группы залежей нефти и газа, составляющие месторождения; закономерности образования групп залежей нефти и газа в пределах зоны нефтегазо­накопления связаны с условиями образования ловушек. Группиро­вание ловушек в пределах зоны нефтегазонакопления может быть обусловлено антиклинальными изгибами, осложняющими крупный структурный элемент, выклиниванием или несогласным перекрытием нефтегазоносных толщ. Таким образом, зона нефтегазонакопления наиболее тесно связана с тектонической жизнью участка земной коры. Образование зон нефтегазонакопления происходит в процессе формирования структуры земной коры, приводящем к возникновению антиклинальных складок, региональному выклиниванию отдельных толщ и региональным несогласиям.

Классификация зон нефтегазонакопления разработана еще очень слабо. В. Е. Хаин предлагает выделять три основных типа зон:

структурные, экзоструктурные и аструктурные (седиментационно-денудационные).

Если крупный структурный изгиб слоев развивается в течение нескольких этапов осадконакопления, то он может служить зоной нефтегазонакопления для нескольких нефтемагеринских формаций.

Зоны нефтегазонакопления могут возникнуть в связи с лю­бой полосой антиклинальных поднятий (типа Жигулевской зоны поднятий на Русской платформе или Терского антиклинория в Пред­кавказье), со структурной террасой большой протяженности или просто с моноклинальным залеганием пород. Крупный структурный подъем может быть усложнен серией более мелких структурных поднятий, в связи с которыми образуются ловушки. В пределах структурного подъема могут происходить резкие литологические изменения и отмечаться стратиграфические несогласия, приводящие к образованию ловушек. Последнее особенно важно при монокли­нальном залегании пород.

В складчатых областях зоны нефтегазонакопления, как правило, вытянуты параллельно линии основного простирания складчатости либо расположены под некоторым углом к этой линии в виде кулис. В платформенных же областях зоны нефтегазонакопления не столь четко ориентированы. Некоторая закономерная связь с очертаниями впадин наблюдается лишь для зон, вытянутых вдоль бортов плат­форменных нефтегазоносных бассейнов, в частности вдоль границ центральных и краевых областей платформ.

При изучении условий образования залежей нефти и газа в мощ­ных толщах пород необходимо прежде всего рассмотреть соотноше­ние ныне существующей зоны нефтегазонакопления с ранее суще­ствовавшими седиментационными прогибами.

Под седиментационным прогибом понимается более или менее обособленная область накопления осадков в водном бассейне. Одна общая поверхность (зеркало) водного бассейна может покрывать один или несколько седиментационных прогибов.

Каждый седиментационный прогиб обычно является составной частью более крупной области погружения земной коры. Очертания этих прогибов и положение оси их наибольшего прогибания суще­ственно изменяются в связи с движениями земной коры, приводя­щими к изменению положения и соотношения крупных областей прогибания в земной коре.

В качестве примера анализа распространения зон нефтегазо­накопления можно привести работу С. П. Максимова по южным районам Волго-Уральской области (1964). Он отмечает следующие общие закономерности в размещении зон нефтегазонакопления в дайной области.

1. Приуроченность к тектоническим зонам поднятий (валам), структурным носам, зонам регионального литологического и стра­тиграфического выклинивания. Наиболее крупные зоны нефтегазо­накопления располагаются на склонах древних сводовых поднятий и бортах прилегающих впадин.

2. Генетическая связь с зонами максимального накопления терригенных комплексов девона и карбона в древних впадинах. Песчаные коллекторы и плохо проницаемые для нефти и газа покрышки шире всего развиты в зонах максимального развития терригенного комплекса.

3. Генетическая связь региональных зон нефтегазонакопления,. содержащих крупные промышленные запасы нефти и газа, с регио­нальной миграцией нефти и газа из зон максимального развития мощностей терригенного комплекса девона и карбона. В этом случае формирование залежей происходит по принципу дифференциального улавливания нефти и газа и может быть осложнено разновозрастным образованием ловушек в пределах тектонической зоны, последующим переформированием залежей в связи с изменением регионального наклона пластов, полным или частичным разрушением отдельных скоплений нефти и газа при размывах покрышек или даже продук­тивных пластов, полным или частичным, длительным или кратко­временным последующим раскрытием локальной структуры, резким изменением гидрогеологических условий, которые при наличии малоамплитудных структур могут полностью вытеснить нефть и газ из ловушки или быть причиной их окисления и микробиологического разрушения.

Четвертая общая закономерность характерна для.формирования зон нефтегазонакопления в карбонатных коллекторах, наиболее развитых на бортах впадин и склонах сводовых поднятий; в цен­тральных частях сводов карбонатные породы также содержат скопле­ния нефти и газа, но их запасы всегда ограничены; в центральных частях впадин карбонатные коллекторы очень редко содержат залежи нефти и газа, поэтому формирование этих залежей происхо­дит, вероятно, за счет поступления флюидов из нижележащих продук­тивных толщ нижней перми и, возможно, карбона в районах отсут­ствия мощных плохо проницаемых отложений иреньского горизонта,

Из приведенного описания видна связь зон нефтегазонакопления с более крупными элементами земной коры, объединяющими много­численные зоны нефтегазонакопления. При районировании крупных территорий используется различная терминология: нефтегазоносная провинция, бассейн, область.

Основой районирования по Н. Ю. Успенской (1962,1966) является нефтегазоносная провинция, под которой она понимает крупную область прогибания, связанную с определенным регионально-струк­турным элементом (внутриплатформенная, окраинная, межгорная впадина и т. д.), характеризующуюся определенными чертами строения и геологической истории, а также общими нефтегазонос-ными комплексами, с которыми связаны месторождения нефти и газа. Ниже приведена классификация провинций по Н. Ю. Успен­ской (1966).

А. Провинции платформенных областей (древних и молодых платформ).

I. Провинции центральных (внутренних) частей устойчивых платформ.

1. Внутриплатформенные впадины (Западно-Сибирская, Париж­ская). 2. Внутренние грабеновые впадины, осложняющие сводовые поднятия (Днепровско-Донепкая, Суэцкая, Рейнская).

II. Провинции склонов устойчивых платформ.

1. Окраинные впадины (Волго-Камская, Тимано-Печорская, Ан-гаро-Ленская, Вилюйская, Предкавказская, Южно-Туранская, Ак-витанская, Северо-Африканская, Западно-Канадская, Пермский я Западный внутренний бассейны США).

2. Глубоко погруженные (узловые) впадины (Прикаспийская, Примексиканская).

3. Платформенные (внешние) крылья передовых прогибов (Пред-уральская, Предкарпатская, Баварская, Аппалачская).

III. Провинции впадин подвижных древних платформ и внутри-платформенных подвижных зон (Ордосская, Сычуанская, Вичитская).

Б. Провинции подвижных поясов (геосинклинальных и эпи-пл атфо рменных).

I. Провинции периферических частей геосинклинальных склад­чатых систем.

1. Передовой складчатости и внутренних крыльев передовых прогибов (Восточно-Карпатская, Кубанская, Терско-Дагестанская, Ирано-Иракская).

2. Поперечных погружений внешних поднятий складчатых систем поперечных и периклинальных прогибов (Апшероно-Нижнекурин-ская, Западно-Туркменская).

II. Провинции межгорных и внутренних впадин геосинклиналь­ных складчатых систем..

1. Наложенные грабеновые впадины в мегантиклинориях (Вен­ская, Ирравадийская, Калифорнийская).

2. Наложенные впадины средних массивов (Куринско-Рионская, Паннонская, Маракаибская).

3. Остаточные прогибы в мегантиклинориях (Центрально-Кар­патский).

III. Провинции межгорных и внутренних впадин эпиплатформен-

•ных орогенических областей (Ферганская, Таджикская, Джунгар-ская).

При районировании нефтегазоносных территорий внутри нефте­газоносных провинций выделяют нефтегазоносные области и районы. Нефтегазоносная область, по данным Н. Ю. Успенской (1966), это часть нефтегазоносной провинции, представляющая собой крупный

•структурно-тектонический элемент (обычно первого порядка) с опре­деленными структурными и литофациальными особенностями, которые влияют на распространение зон нефтегазонакопления и характер месторождений нефти и газа. •

Под нефтегазоносным (нефтеносным или газоносным) районом Н. Ю. Успенская понимает часть нефтегазоносной области (или

•провинции), связанную с более мелким структурным элементом;(обычно второго порядка), объединяющим группу или несколько групп месторождений, сходных по условиям залегания нефти и газа.

При районировании крупных территорий И. О. Брод рекомендо­вал пользоваться понятием нефтегазоносный бассейн. Под н е ф т е-газоносными бассейнами понимают области крупного и длительного погружения в современной структуре земной коры, с которыми связаны многочисленные зоны нефтегазонакопления и питающие их нефтесборные площади. Термин нефтегазоносный бассейн не является синонимом нефтегазоносной провинции. Он не отвечает понятию о провинции как о едином седиментационном бассейне. Нефтегазоносный бассейн определяется-по современной структуре земной коры, в то время как нефтегазоносная провинция является категорией исторической, определяемой историческими условиями осадконакопления в седиментационном бассейне.

По мнению И. О. Брода (1964), всякий нефтегазоносный бассейн является артезианским, состоящим из ряда регионально нефтегазо­носных свит, каждая из которых представляет собой водонапорный комплекс. Хотя водонапорные комплексы отличаются друг от друга, в целом они служат элементами единого артезианского бассейна. Поэтому при изучении нефтегазоносных бассейнов необходимо изучить как отдельные регионально нефтегазоносные толщи, так и весь бассейн в целом.

В структуре нефтегазоносного бассейна выделяются отдельные депрессии и приподнятые участки. С приподнятыми участками, связаны зоны нефтегазонакопления самого различного типа.

Современные прогибы, примыкающие к зонам нефтегазонакопле­ния, следует рассматривать как нефтесборные площади. Понятие о нефтесборных площадях введено в геологию нефти И. М. Губ­киным.

Нефтегазоносные бассейны в современной структуре включают в себя зоны нефтегазонакопления и нефтегазосборные площади.

За основу классификации нефтегазоносных бассейнов (1964,. 1965) И. О. Брод принял сочетание геоморфологических и геотекто­нических признаков. Учитывая возможные сочетания, все известные замкнутые области прогибания земной коры он разделил на три основные группы¹.

К первой группе относятся бассейны платформенных равнинных впадин. Эта группа объединяет равнинные области прогибания, которые геотектонически связаны с участками земной коры, испыты­вающими платформенную фазу развития. Данные бассейны ограни­чиваются чаще всего склонами платформенных сводовых поднятий, а также линейно вытянутыми зонами поднятий, отделяющими один бассейн от другого. Иногда обрамление бассейна на относительно.

¹ Классификация и распространение нефтегазоносных бассейнов, приве­денные ниже, даны по И. О. Броду с сокращениями.

месторождений (гл. VIII). Это сходство определяется единством классификационной схемы. Выделение бассейнов предусматривает рассмотрение общих особенностей крупных тектонических элементов в современной структуре земной коры. При выделении подклассов нефтяных и газовых месторождений дается характеристика место­рождений, приуроченных к данному типу бассейнов. Таким образом, в первом случае рассматривается категория геологической структуры земной коры, а во втором случае — категория скоплений нефти и газа. Можно провести и дальнейшую аналогию между зонами нефтегазонакопления и группами месторождений, между локальными структурами и типами месторождений.

В дальнейшем при более детальной разработке этих вопросов, по-видимому, представится возможным произвести классификацию. примерно по следующей схеме (табл. 64).

Таблица 64.

Категории классификация скоплений нефти и газа и вмещающих их геологических структур

Категории скоплений нефти и газа

Категории геологических структур

Основные структурные элементы земной коры I по­рядка: платформы, геосинклинали (и возможно переходная зона между ними) — группы нефтегазо­носных бассейнов Крупные структурные элементы земной коры II по­рядка—нефтегазоносные области (иногда также именуют бассейнами) Структурные элементы III порядка и сопутству­ющие им стратиграфо-литологические измене­ния—зоны нефтегазонакопленпя Локальные структурные элементы IV порядка и свя­занные с ними стратиграфо-литологические изме­нения структуры—нефтяные месторождения Особенности строения и залегания отдельных пластов в локальных структурах IV порядка—ловушки

Классы нефтяных и га­зовых месторождении Подклассы нефтяных и газовых месторожде­ний Группы нефтяных и га­зовых месторождений; Типы нефтяных место» рождений Залежи нефти и газа;

В книге рассмотрены основные теоретические и практические проблемы нефти и газа. Как видно из изложенного материала, некоторые проблемы еще не решены, многие остаются пока дискус­сионными. В то же время нефтяная и газовая промышленность. всего мира и особенно Советского Союза развивается весьма бурно. Открываются все новые и новые месторождения, зоны и целые. нефтегазоносные области. Расширяются и углубляются наши знания условий залегания нефти и газа в земной коре. Вместе с тем растут и наши возможности открытия и освоения все новых и новых запасов, нефти и газа.

ЛИТЕРАТУРА

1. Б род И. О., Васильев В. Г., Высоцкий И. В. и др.

Нефтегазоносные бассейны земного шара. Изд-во «Недра», 1965.

2. Генезис нефти (доклады, представленные на Всесоюзное совещание по генезису нефти и газа). Изд-во «Недра», 1967.

3. Губкин И. М. Учение о нефти. ОНТИ, 1937.

4. М а к с и м о в С. П. Закономерности размещения и условия форми­рования залежей нефти и газа в палеозойских отложениях (на примере южных районов Волго-Уральской нефтегазоносной области). Изд-во «Недра», 1964.

5. С о к о л о в В. А. Геохимия газов земной коры и атмосферы. Изд-во «Недра», 1966.

6. Успенская Н. Ю., Т а б а с а ран с к и и 3. А. Нефтегазо­носные провинции СССР. Изд-во «Недра», 1966.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение.............................. 3-

Глава I. Политико-экономическое значение нефти и природного газа... 8.

§ 1. Политико-экономическое значение нефти и газа в мировомхозяйстве................ 8

§ 2. Роль нефти и газа в народном хозяйстве СССР........

Глава II. Географическое размещение нефти и газа......... 16

§ 1. Зарубежная Европа.................... 17

§ 2. Советский Союз...................... 24

§ 3. Зарубежная Азия..................... 34

§ 4. Австралия, Новая Гвинея, Новая Зеландия и Новая Каледония 39" § 5. Африка.......................... 40

§ 6. Северная Америка..................... 42

§ 7. Южная Америка...................... 46

Глава III. Элементы, входящие в состав нефтей и природных газов, н их

изотопный состав..................... 50'

§ 1. Основные элементы, входящие в состав нефтей и природных

газов........................... 50-

§ 2. Общие понятия об изотопах............... 54

§ 3. Изотопы С, Н, S, О и N в нефтях, газах ибитумах....... 56

Глава IV. Состав и физико-химические свойства нефтей и природных уг­леводородных газов.................... 66-

§ 1. Химические соединения, входящие в состав нефтей и природных

газов...........................' 66

§ 2. физмческие и физико-химические свойства нефтей и природных

газов........................... 76

§ 3. Закономерности в составе нефти и углеводородного газа... 85.

Стр. 91

Глава V. Природные битумы

^ 1. Положение битумов среди других горючих ископаемых... 91

§ 2. Минералы битумного ряда (нафтиды)........... 98

§ 3. Рассеянные (дисперсные) битумы в горных породах..... 105

Глава VI. Горные породы как вместилище нефти и газа........ 120

§ 1. Пористость горных пород................ 120

§ 2. Проницаемость горных пород............... 129

§ 3. Коллекторы и природные резервуары........... 136

§ 4. Нефтегазоносные свиты.................. 142

Глава VII. Залежи нефти и газа.................. 146

§ 1. Ловушки и их классификация ............... 146

§ 2. Основные понятия о залежах и их параметрах....... 154

§ 3. Давление и температура в залежах нефти и газа....... 160

§ 4. Классификация залежей и принципы, положенные в их основу 184

§ 5. Закономерности в изменении нефтей и газов внутри залежей 201

Глава VIII. Месторождения нефти и газа.............. 212

^§ 1. Классификация месторождений нефти и газа........ 212

§ 2. Группы и типы месторождений нефти и газа складчатых и плат-
форменных областей................... 239

§ 3. Закономерности в изменении нефти, газа и конденсата на место-
рождениях....................... 261

Глава IX. Происхождение нефти и природного газа.......... 273

§ 1. Практическое и теоретическое значение проблемы...... 273

§ 2. Неорганические (абиогенные) гипотезы происхождения нефти 274
§ 3. Основные геохимические доводы в пользу органического про-
исхождения нефти...................... 282

§ 4. Исходный органический материал и условия накопления орга-
нического вещества в природе.............. 290

§ 5. Факторы превращения органического вещества в нефть.... 308

§ 6. Время образования нефти и первичная миграция...... 314

Глава X. Миграция нефти и газа, формирование и разрушение скоплений

нефти и газа...................... 328

§ 1. Основные понятия о миграции....;.......... 328

§ 2. Образование и разрушение залежей............ 337

§ 3. Время формирования скоплений нефти и газа........ 347

Стр. Глава XI. Закономерности в распределении скоплений нефти и газа

в земной коре....................... 360

§ 1. Особенности распространения скоплений нефти и газа в земной

§ 2. Районирование нефтегазоносных территорий Литература....................381