К.О. Исказиев (АО «Разведка Добыча «КазМунайГаз»)

Фактическим материалом для выполнения работы послужили региональные сейсмические исследования, проведенные в разные годы на территории междуречья Урал–Волга.

Изучаемые пласты в генетическом отношении имеют различную природу, это обусловлено изменением вещественного состава пород по разрезу и по площади, и находит отображение в рисунке сейсмической записи, что, наряду с морфоструктурными и тектоническими характеристиками литолого-фациальных условий, позволяет определить наличие в разрезе пород-коллекторов и пород-покрышек.

Распространено мнение о том, что процессы нефтегазообразования и нефтегазонакопления зависят от условий генерации и миграции УВ из зон генерации в области разгрузки, аккумуляции и сохранности их промышленных скоплений в пределах ловушек различного типа и генезиса. При реализации всех этих четырех генетических факторов нефтегазообразования и нефтегазонакопления обеспечиваются условия, благоприятные для образования залежей нефти и газа. Невыполнение хотя бы одного из этих условий исключает формирование УВ залежей.

Для повышения процента успешности новых открытий прежде всего необходимо выявить закономерности распределения залежей и найти надежные поисковые критерии. Закономерности часто носят структурный характер, но в случаях широкого развития рифовых фаций, карбонатных фаций, широкого площадного распространения зональных или локальных покрышек, эти закономерности могут быть стратиграфическими или седиментологическими. Стратегия поисков углеводородов должна базироваться, с одной стороны, на исследовании фаций и особенно сред, благоприятных для накопления отложений, богатых органическим материалом, и возможными резервуарами (коллекторы и покрышки) – с другой.

Строение зоны междуречья Урал-Волга по палеозойскому комплексу характеризуют отражающие горизонты П₃, П₂, П₁, которые привязаны, соответственно, к подошве нижнего девона, к кровле средне-верхнего девона и поверхности артинской толщи перми. Проведенные структурные построения по палеозойским отражающим горизонтам свидетельствуют о наличии крупных тектонических поднятий регионального и локального уровня (рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения поднятий по палеозойскому комплексу междуречья Урал-Волга

С целью анализа геотектонического развития установленных поднятий был проведен анализ характера изменений мощностных и литолого-фациальных параметров, что позволяет более обоснованно определить основные особенности развития всей исследуемой территории и оценить перспективы нефтегазоносности.

Сопоставление характера распределения толщин додевонского комплекса с особенностями поверхности фундамента подтверждает их взаимосвязь, что может свидетельствовать о платформенном режиме накопления.

Толщины девонского комплекса отложений указывают на относительно глубоководный характер их формирования, подчиняются закону конседиментационного сокращения на сводах поднятий. Характер распределения толщин отложений девон-каменноугольно-нижнепермского возраста свидетельствует о том, что несмотря на изменение палеофациальной обстановки формирования, тектонический фактор являлся основным оказывающим воздействие на распределение осадков. Карта суммарных толщин палеозойского комплекса в целом свидетельствует о том, что несмотря на изменение фациальной обстановки на протяжении всего периода развития территории, воздействие тектонического фактора оказывается существенным в их распределении (рис. 2, 3). В результате относительно интенсивный привнос обломочного материала в течение карбон-артинского периода не смог существенно воздействовать на ранее сформированный каркас распределения толщин осадочного чехла. В целом максимальная толщина осадочного чехла составляет порядка 4000 м, минимальная – 3000 м в пределах всех поднятий.

Рис. 2. Сейсмогеологический разрез по профилю I-I

Рис. 3. Схема толщин палеозойских отложений междуречья Урал-Волга

На втором этапе проведенных исследований были построены схемы элементов сейсмостратиграфического анализа региональных профилей МОГТ и рельефа дна предраннепермского моря междуречья Урал-Волга.

Основу сейсмостратиграфического анализа составляет системный подход и комплексное использование при трактовке сейсмических записей всей совокупности гелого-геофизических данных.

На территории междуречья Урал-Волга подсолевой сейсмогеологический разрез может быть расчленен на ряд сейсмических седиментационных комплексов (ССК), ограниченных опорными отражающими горизонтами (рис. 4), которые отождествляются с предполагаемой поверхностью рифей-нижнепалеозойских отложений; кровлей терригенных отложений среднего и, частично, верхнего девона; кровлей карбонатных отложений башкирского яруса среднего карбона; с поверхностью артинских отложений (подошвой соленосносной толщи кунгура).

Рис. 4. Сейсмофациальный разрез по профилю II-II с элементами сейсмостратиграфии

Сейсмофациальный анализ был выполнен для интервала верхний девон–нижняя пермь. Этот комплекс состоит из совокупности сейсмофаций, которым соответствует интервал с характерным рисунком отражений, отличающимся от рисунка соседних интервалов. Сейсмофациальный анализ заключается в прослеживании и интерпретации рисунка отраженных волн (осей синфазности), их выдержанности по простиранию, интенсивности записи, интервальной скорости, в визуальном определении частоты отраженных волн и их геометрии внутри сейсмофаций, а также в выделении ассоциаций сейсмофаций в пределах исследуемого сейсмокомплекса. По пересечениям сейсмопрофилей определялось трехмерное положение выделенных сейсмофаций.

Цель анализа – получение информации об условиях осадконакопления и литологии пород, а через них – о вероятной геоморфологической обстановке в исследуемый интервал геологического времени.

В пределах анализируемого верхнепалеозойского сейсмокомплекса отмечается два вида прекращения корреляции отражений: эрозионный срез и врез (размыв с образованием поверхности несогласия), и кровельное прилегание (исчезновение отражения от кровли осадочного комплекса). Выклинивание осадков характеризуется на временных разрезах подошвенными несогласиями.

При анализе сейсмофаций выделяют основные типы рисунков, образуемых отраженными волнами на сейсмических разрезах. Примеры геологической и геоморфологической интерпретации типов рисунков отраженных волн на сейсмических разрезах, пересекающих юг Волго-Уральского междуречья, показаны на рисунке 4.

Параллельный (субпараллельный) рисунок сейсмической записи указывает на равномерный темп осадконакопления на спокойно погружающемся шельфе в обстановке стабильного положения дна бассейна. В исследуемом районе выделено четыре крупные области с таким видом напластования: Астраханская, Междуреченская (Жамбайская), Мынтобинская и Новобогатинская. Скоростной и динамический анализ сейсмических отражений позволяет отнести первые три области к преимущественно карбонатному типу осадконакопления, а Новобогатинскую – к терригенному.

Клиновидный рисунок сейсмической записи характеризует переменный тип осадконакопления или постепенный наклон поверхности седиментации. На временных разрезах наблюдается большое разнообразие выклинивающихся поверхностей. Все они в пространстве расположены между названными выше относительно стабильными областями морского дна и на севере района.

Бугристый и клиноформный тип рисунка с нерегулярным, бессистемным прекращением прослеживающихся отражений характеризует изменчивую высокоэнергетическую обстановку осадконакопления, свойственную условиям мелководья, зонам дельт или между дельтами.

Кроме того, для дельтовой седиментации типична система веерного рисунка с выклиниванием отражений в сторону глубокой части бассейна. Крупные дельтовые конусы выноса, характеризующиеся таким рисунком отражений, наблюдаются у подножия Астраханского свода и у материкового склона шельфа между террасами Новобогатинского и Мынтобинского стабильных массивов.

Хаотический рисунок, при котором наблюдаются прерывистые отражения, проходящие под разными углами, обычно указывает на осадочные комплексы заполнения глубоких каналов, образующиеся за счет обрушения и оползания склонов в зонах тектонических нарушений, складчатости или иной дислоцированности. Этот же тип отражений наблюдается в подводных долинах, особенно на участках их глубоких врезов. Области отсутствия отражений могут характеризовать однородные неслоистые крутопадающие толщи. Таковы, например, соляные тела и мощные сейсмически однородные глинистые или песчаные толщи.

В различных участках изученной территории сейсмозапись фиксирует крупные холмообразные формы. Три наиболее выразительные из них расположены: одна на Мынтобинском платообразном стабильном массиве, другая – вблизи склона к абиссальной равнине у подножия террасы Новобогатинского массива, третья – за пределами материкового склона шельфа на абиссальной равнине к северо-западу от Мынтобинского массива. Природа этих холмообразных форм может быть самая разнообразная. Чаще всего подобные образования фиксируют положительные формы, образуемые биогенными карбонатными породами и рифами, либо мощные холмообразные накопления обломочного или вулканического материала.

На основе анализа сейсмопрофилей указанным способом выявлен разный характер седиментации осадков и выполнена качественная реконструкция палеорельефа дна предран- непермского моря, составлена соответствующая схематическая палеогеоморфологическая карта (рис. 5).

Рис. 5. Схема фаций и рельефа отложений предраннепермского периода междуречья Урал-Волга

Как показано на этой карте, в период, непосредственно предшествовавший предранне-пермскому континентальному перерыву, строение дна морского бассейна, занимавшего юг Волго-Уральского междуречья, было весьма сложным. На фоне общего ступенчатого погружения дна с юга на север, от прибрежнего шельфа до глубоководной абиссальной равнины, отчетливо выделяется несколько крупных относительно стабильных и возвышенных платообразных массивов (подводных «островов»): Астраханский (самый высокий), Мынтобинский, Новобогатинский, Жамбайский и несколько менее крупных типов останцов. Все они связаны с известными здесь выступами фундамента и сводовыми поднятиями в осадочном чехле.

С юго-запада на северо-восток прибрежный шельф пересекает широкая подводная ложбина, представленная цепочкой подводных долин с участками каньонообразных врезов, заканчивающаяся на северо-востоке на материковом подножии шельфа обширной подводной дельтой.

Обращает на себя внимание разный характер материкового склона на западе и востоке района. На западе склон ограничен четкими субширотными уступами, на многих участках осложнен обрушениями, а на востоке скрыт под дельтовыми наносами. Интересно расположение эрозионных врезов, осложняющих шельф. Некоторые из них явно тяготеют («прижаты») к бортам возвышенных массивов.

Таков врез, «прижатый» к восточному борту Мынтобинского массива. Особого внимания заслуживает эрозионный врез, рассекающий центральную часть Мынтобинского массива, осложненного здесь высокой (порядка 3 км) холмообразной подводной горой. Холмообразное поднятие (Баксай) наблюдается на низкой второй террасе Новобогатинского массива. Характер отражений и высокие пластовые скорости позволяют предположить здесь рифовую постройку типа атолл. Холмообразное поднятие (Торгали) расположено в пределах подводной долины, сложено преимущественно терригенными породами. На северо-западе района близ материкового склона абиссальной равнины наблюдается довольно крупное холмообразное поднятие. Эти «горы» имеют благоприятные условия для жизнедеятельности рифообразующих организмов.

Выраженные в предраннепермском рельефе резкие уступы, обрушения, глубокие узкие каньонообразные врезы и другие признаки, характерные для участков активизации тектонических напряжений в местах разрывных нарушений, почти повсеместно соответствуют зонам тектонической трещиноватости.

Таким образом, применение сейсмостратиграфического анализа позволило по-новому охарактеризовать условия седиментации и черты рельефа морского дна в предраннепермское время на юге Волго-Уральского междуречья.

Выделенные в процессе анализа возвышенные плато зоны шельфа связаны с известными здесь выступами фундамента и сводовыми поднятиями в осадочном чехле и, таким образом, являются перспективными для поиска и в пределах локальных нефтегазовых ловушек.

Широкая подводная ложбина, пересекающая территорию с юго-запада на северо-восток, явно имеет тектоническую природу. Обширная подводная дельта, сформированная на подножии материкового склона в результате деятельности потоков, следовавших по этой ложбине, представляет особый интерес с точки зрения ее нефтегазоносности, так как здесь могли образоваться бессернистые залежи, характерные для терригенных отложений.

Сопоставление палеогеоморфологической и структурно-тектонической карт по фундаменту, подсолевым отложениям выявило принципиальное сходство в расположении и ориентировке крупных черт подсолевого рельефа, что свидетельствует о ведущей роли тектонического фактора в образовании рельефа изученной территории в позднем палеозое.

В районе зафиксировано присутствие долгоживущих и, очевидно, глубоко проникающих разрывных нарушений, которые могут быть путями проникновения глубинных флюидов, в том числе несущих сероводород, что необходимо учитывать при экологической оценке территории.

Использование данных сейсмостратиграфии открывает новые возможности в изучении условий морфолитогенеза и восстановления погребенного палеорельефа.