Особенности и методы изучения геологического строения верхнедевонско-каменноугольных отложений северо-востока Республики Татарстан и поиск органогенных построек в осевой зоне Камско-Кинельской системы прогибов.

Глава 3. Перспективы нефтеносности органогенных построек на северо-востоке Республики Татарстан и особенности их строения и развития в осевой зоне ККСП.

Значительную часть северо-восточных районов Республики Татарстан занимает Камско-Кинельская система прогибов. Важнейшими элементами ее строения являются верхнедевонско-турнейские органогенные постройки (ОП), представленные, прежде всего, многочисленными рифами. Наиболее крупные из них отличаются хорошей морфологической выраженностью, в связи с чем еще в 60-е годы прошлого столетия были открыты связанные с ними месторождения нефти, такие как Бастрыкское, Кучуковское, Контузлинское и др. Рифы играют структурообразующую роль, контролируя морфостуктурные особенности как прикровельной части турнейского яруса, так и залегающих выше продуктивных пластов визейского терригенного и башкирско-верейского терригенно-карбонатного комплексов. Таким образом, рифы и другие ОП являются важным фактором, влияющим на распределение нефтеносности в пределах рассматриваемой территории. В разное время особенности размещения рифогенных построек на территории РТ занимались такие исследователи, как .Ф. Мирчинк, О.М. Мкртчян, Р.Х. Муслимов, А.А. Трохова, Р.О. Хачатрян, С.М. Аронова, И.Г. Гассанова, Е.Д. Войтович, Н.С. Гатиятуллин, И.А. Ларочкина, В.Г. Кузнецов, В.П. Маслов, В.П. Шуйский и другие.

3.1. Типы рифогенного структурообразования и связанных с ним ловушек

В пределах исследуемой территории в результате применения описанных в главе 2 методов выделен целый ряд рифогенных структур, рассматриваемых в качестве нефтеперспективных объектов. Новый интерес к изучению рифов на северо-востоке РТ в значительной степени пробудило открытие в 2005 г. многопластового Мензелинского месторождения, связанного с высокоамплитудным фаменско-турнейским рифом. Органогенные постройки изученных автором районов отличаются по морфологии, структурно-тектонической приуроченности и характеру нефтеносности.

В пределах ККСП автор смог выделить четыре типа рифогенного структурообразования по кровле верхнедевонско-турнейского комплекса, первые три из которых тяготеют к прибортовым зонам, четвертый - к осевой:

1-ый тип - длительного унаследованного (происходившего в наиболее благоприятных условиях) формирования разнообразных рифов (фрагментов барьерных систем), выступающих над кровлей комплекса на 100-150 м. Это основная часть нефтеносных рифов. К этому типу относятся рифогенные поднятия на Кучуковском месторождении. Подавляющее число таких поднятий уже разбурено. Несмотря на высокие амплитуды антиклинальных структур, нефтью заполнены лишь присводовые их части, что в основном связано, по-видимому, с отсутствием достаточно мощных вертикальных и латеральных флюидоупоров. Не последнюю роль в недозаполненности ловушек играют и флюидопроводящие разрывные нарушения;

2-ой тип - длительного, частично унаследованного формирования рифовых массивов и холмовидных рифов в менее благоприятных условиях, неоднократно прерываемого эродированием. Потенциально нефтеносные вершины таких рифов выступают над кровлей комплекса на 10-60 м. Зона связанных с ними перспективных объектов выявлена автором в пределах южного борта Актаныш-Чишминского прогиба, они образуют барьерную цепочковидную систему, приуроченную к бортовой зоне ККСП и вытянутую вдоль нее. Это наиболее <массовый> тип из всех фамен-турнейских рифогенных построек РТ. Однако характерной особенностью данных образований является их слабая контрастность относительно вмещающих толщ и очень часто незначительная выраженность по кровлям турнейского яруса и перекрывающих комплексов.

3-ий тип - кратковременного формирования (в неблагоприятных условиях) относительно небольших малоперспективных ОП (биогермов, биогермных массивов, карбонатных банок), прерванного проградацией клиноформных комплексов или предвизейским завершением рифообразования. Такие образования были выявлены автором на западном борту Сарапульского прогиба (восток изучаемой территории) и представляют, по-видимому, слабый интерес с точки зрения перспектив нефтеносности;

4-ый тип - рифообразование в депрессионных частях ККСП, которое менее распространено и локализуется в отдельных, наиболее благоприятных участках, в частности над пересечениями разломов (возможно активизирующее воздействие тепловых, гидрохимических и других аномалий). Выявленный на северо-западе Мензелино-Актанышской разведочной зоны холмообразный риф (Мензелинское месторождение) выступает над кровлей верхнедевонско-каменноугольного комплекса на 380 м при диаметре менее 2 км. Облекание такой необычной морфоструктуры ранневизейскими глинистыми отложениями настолько совершенно, что высота залежи соответствует высоте рифогенной ловушки. По результатам исследования десяти скважин, вскрывших залежь, нефтеносной является не только прикровельная, но также и <коренная> часть органогенной постройки, а эффективные нефтенасыщенные толщины достигают 148 (!) м.

Именно поэтому депрессионная зона Актаныш-Чишминского прогиба вызвала особый интерес автора. Как оказалось возможным формирование столь высокоамплитудной органогенной карбонатной постройки в пределах осевой части ККСП, которая, казалось бы, не является оптимальной зоной для рифообразования? Несомненно, ответ следует искать как в тектонических, так и палеогеографических предпосылках зарождения и роста рифогенной структуры.

3.2. Особенности геологического развития осевой зоны Актаныш-Чишминского прогиба ККСП в фаменском и турнейском веках и предпосылки формирования в ее пределах одиночных высокоамплитудных органогенных карбонатных построек на примере Мензелинского рифа

В тектоническом плане основание рифа находится как в месте сочленения основных тектонических элементов востока Восточно-Европейской платформы (Южно-Татарского и Северо-Татарского сводов, Сарайлинской седловины и Верхнекамской впадины), так и в зоне сопряжения тектоно-седиментационных прогибов ККСП: Актаныш-Чишминского, Сарапульского и Нижнекамского. Такое <узловое> расположение района месторождения, а также нахождение его в наиболее ослабленной, тектонически мобильной осевой зоне ККСП, обусловило достаточно высокую его подвижность и тектоническую активность. Действительно, согласно интерпретации сейсмических данных, Мензелинский риф находится на пересечении двух крупных линейных разломных зон и его основание, таким образом, является локально наиболее подвижным, наиболее деформированным разрывными нарушениями участком.

На механизм, <запускающий> рифообразование, различными авторами (О.М.Мкртчян, В.Г.Кузнецов, В.П.Степанов и др.) высказывались разные точки зрения. Автором зарождение рифогенной постройки и образование первичного карбонатного поднятия связывается с максимумом постдоманиковой регрессии на начальном этапе обособления депрессионных зон ККСП, когда общее обмеление морского бассейна создало благоприятные условия для зарождения на некоторых участках донной поверхности органогенных карбонатных биогермных тел. Одним из таких условий, наряду с обусловленным регрессией опусканием нижней границы фотического слоя фактически на уровень донной поверхности, явилось наличие относительно небольших участков дна с довольно большой плотностью разрывных нарушений на единицу площади. Судя по всему, роль разломов в биогермообразовании имеет двоякую природу. С одной стороны, в зонах интенсивной дизъюнктивной раздробленности и подвижности на платформе наблюдается наибольший тепловой поток. С другой стороны, сами разломы могли являться каналами, по которым из недр поступали т. н. <элементы-активаторы> роста организмов-карбонатофиксаторов. Кроме того, существует контроль одиночных органогенных построек древними валообразными зонами: Мензелинский риф, наряду с известными ранее Контузлинским, Арзамасским, Бахчисарайским массивами находится в пределах Бахчисарайско-Бимского древнего вала.

Изучение автором пород, слагающих Мензелинский риф, показало, что литологически он принадлежит к группе чрезвычайно широко распространенных на территории РТ и прилегающих областей так называемых бескаркасных рифов (по В.Г. Кузнецову). Специфика таких образований заключается в практически полном отсутствии в составе слагающих их пород остатков каркасных животных и растительных организмов. Для Мензелинского рифа характерно преобладание двух типов известняков: пеллетовых и органогенно-обломочных. Пеллетовые известняки на 60-80% сложены микрозернистым материалом, находящимся в форме округлых сгустков (пеллет), сцементированных яснокристаллическим кальцитом либо доломитом. Происхождение таких известняков в настоящее время связывается преимущественно с деятельностью микроорганизмов: бактерий и цианобактерий. По направлению от подошвы к кровле Мензелинского рифа доля пеллетовых известняков постепенно падает и возрастает доля второго типа карбонатов, характерного для органогенных образований Волго-Урала в целом и для Мензелинского рифа в частности - органогенно-обломочных.

Органогенно-обломочные известняки Мензелинского рифа сложены остатками различных групп организмов, среди которых основное значение имеют водоросли и иглокожие. В распределении их по вертикали автором выявлена следующая зональность: в нижней части преобладают багряные водоросли, вверх по разрезу растет количество иглокожих и появляются новые группы водорослей: сначала харовые, а ближе к вершине рифа и зеленые.

Особенности состава и фаунистическая характеристика пород Мензелинского рифа позволили автору сделать предположения об условиях его формирования начиная с фаменского времени. На протяжении как фаменского, так и турнейского веков верхняя, активно растущая часть рифа была в зоне воздействия волн от особо интенсивных штормов (на что указывает циклический характер осадконакопления и преобладающая доля обломочного материала) и медленно, но неуклонно приближалась к уровню моря. В связи с этим вверх по разрезу происходит смена рифостроителей от микроорганизмов к багряным, а затем и зеленым водорослям, возрастает разнообразие бентосной фауны, а также постепенно увеличивается доля органогенно-обломочных карбонатов. Кроме того, происходит формирование шлейфа обломочных пород, плащеобразно перекрывающего всю постройку, но наибольшей толщины достигающего у подножия рифа. Существование обломочно-карбонатного шлейфа подтверждено автором на основе данных интерпретации ГИС, а также непосредственного изучения кернового материала.

Интенсивное прогибание осевой зоны ККСП обусловило не только высокую амплитуду рифа - около 400 м, - но и обеспечило накопление мощной толщи существенно глинистых пород елховско-радаевской толщи, ставшей прекрасным латеральным и вертикальным флюидоупором, в результате чего заполнение нефтью рифогенной ловушки оказалось максимально возможным. Это решительным образом отличает Мензелинский риф от всех органогенных построек, известных на северо-западе РТ и прилежащих территориях, где повсеместно наблюдается недозаполненность карбонатных антиклинальных ловушек. Таким образом, осевая зона Актаныш-Чишминского прогиба ККСП является, вопреки традиционному мнению, весьма перспективной зоной поиска месторождений нефти и газа с высоким этажом нефтеносности.

Анализ различных типов рифообразования в пределах изучаемого района, условий осадконакопления в осевой зоне Актаныш-Чишминского прогиба и особенностей строения Мензелинского рифа позволил автору сделать следующие выводы:

1. Можно выделить четыре типа рифообразования, различие которых обусловлено разным палеотектоническим и палеогеографическим положением соответствующих участков;

2. Наибольшие перспективы нефтеносности, связанной с высокоамплитудными рифогенными постройками, имеет осевая часть ККСП;

3. Нахождение Мензелинского рифа в испытывавшей интенсивное прогибание осевой зоне ККСП обусловило его высокую амплитуду и надежное экранирование непроницаемыми глинистыми породами;

4. Мензелинский риф принадлежит к группе бескаркасных органогенных построек, широко развитых на территории РТ;

5. Возникновение рифа контролировалось двумя факторами: высокой плотностью разрывных нарушений в его основании и нахождением его в пределах древней Бахчисарайско-Бимской валообразной зоны;

6. Мензелинский риф может быть не единственной органогенной постройкой в осевой части Актаныш-Чишминского прогиба, существует высокая вероятность обнаружения его аналога на продолжении Бахчисарайско-Бимской зоны в депрессионную часть ККСП.