» » Зональность регионального нефтегазонакопления

Зональность регионального нефтегазонакопления

06.08.2016

Фактические данные о размещении скоплений нефти и газа в пределах различных регионов мира свидетельствуют о том, что скопления нефти и газа распространены не повсеместно, а приурочены к определенным геоструктурным элементам и литолого-стратиграфическим комплексам.
образуя в совокупности региональные скопления (нефтегазоносные области и провинции) и в их пределах - регионально нефтегазоносные комплексы.
В свою очередь, регионально нефтегазоносные комплексы продуктивны лишь в пределах тех крупных геоструктурных элементов, где существовали благоприятные условия для генерации, миграции и аккумуляции углеводородов.
Наряду с этим в пределах тех же регионов имеются геоструктурные элементы и литолого-стратиграфические комплексы, в которых отсутствуют сколько-нибудь значительные скопления углеводородов.
Иными словами, в разрезе и по площади осадочного чехла наблюдается неравномерность размещения скоплений нефти и газа, т.е. зональность регионального нефтегазонакопления.
Познание факторов, обусловливающих зональность размещения углеводородов в осадочном чехле различных регионов мира, в том числе преимущественно скоплений нефти или газа, способствует расширению и углублению наших знаний по фундаментальным проблемам нефтегазовой геологии и повышению эффективности поисково-разведочных работ.
Однако, как в применяемой терминологии, так и в генетической значимости факторов, определяющих зональность размещения углеводородных скоплений, среди исследователей нет единой точки зрения. Это объясняется тем, что в само понятие «зональность» часто вкладывается различное содержание и, следовательно, различный подход к выделению зон регионального нефтегазонакопления.
Несмотря на имеющиеся разногласия, большинство исследователей признают наличие самого факта неравномерности (зональности) размещения скоплений углеводородов в разрезе литосферы и по площади. Поэтому выделение вертикальной и площадной зональности размещения скоплений нефти и газа является общепризнанным.
При изучении вертикальной зональности, как правило, рассматривается фазовая зональность, а именно, приуроченность преимущественно газообразных или жидких углеводородов к различным интервалам разреза литосферы.
Многочисленные исследования, проведенные А.А. Бакировым, И.О. Бродом, Н.Б. Вассоевичем, Н.А. Еременко, В.И. Ермолкиным, И.И. Нестеровым, А.Э. Конторовичем, BA. Соколовым и многими другими известными учеными, показали, что в пределах крупных геоструктурных элементов в каждом конкретном литолого-стратиграфическом комплексе могут возникнуть условия для возникновения процессов нефтегазообразования. Эти условия зависят от благоприятного сочетания геохимических, термобарических и других факторов и определяются режимом и направленностью тектонических движений на определенных этапах геологического развития, что в совокупности и определяет активизацию процессов нефтегазообразования на различных глубинах.
Поэтому более правильно говорить не о глубинной, а о вертикальностратиграфической зональности нефтегазообразования, которая может проявляться в разных регионах на различных глубинах. Таким образом, современная зональность регионального нефтегазонакопления является функцией сочетания целого комплекса благоприятных факторов, определяющих процессы генерации, миграции и аккумуляции нефти и газа.
В соответствии с этим, необходимо выделять два основных генетических ряда зональности: зональность регионального нефтегазообразования (генерационная зональность) и функционально связанная с ней зональность регионального нефтегазонакопления (миграционно-аккумуляционная зональность).
По характеру проявления в разрезе литосферы или по площади генерационной и миграционно-аккумуляционной зональности они дифференцируются на геоструктурную и вертикально-стратиграфическую.
Имеется два вида геоструктурной зональности. Зональность размещения региональных скоплений углеводородов, подразумевая под этим совокупность всех имеющихся в ней скоплений углеводородов, без подразделения их на нефтяные или газовые и фазовая зональность размещения региональных скоплений преимущественно жидких или газообразных углеводородов.
Таким образом, под зональностью регионального нефтегазонакопления следует понимать специфическую особенность распределения нефти и газа в разрезе и по площади литосферы в пределах крупных геоструктурных элементов земной коры, характеризующуюся неравномерным размещением региональных скоплений углеводородов, в том числе и по фазовому состоянию.
Вертикально-стратиграфическая зональность размещения выявленных скоплений углеводородов четко прослеживается в каком-либо одном регионе при изучении особенностей распределения скоплений нефти и газа по глубинам и литолого-стратиграфическим комплексам осадочного чехла. Однако прослеживаются и некоторые общие закономерности, характерные для всех регионов в планетарном масштабе, особенно это прослеживается на суммарном распределении ресурсов выявленных месторождений.
Исследованиями, проведенными в разные годы, показано, что основные концентрации ресурсов углеводородов приурочены строго к определенным интервалам глубин.
В качестве примера приведем результаты исследований распределения начальных извлекаемых разведанных запасов нефти и газа крупных месторождений по глубинам, выполненные А.А. Бакировым в 1979 г., и результаты изучения распределения выявленных запасов нефти и газа по глубинам, выполненные Г.А. Габриэлянцем в 1991 г. (рис. 13.1).
Сравнение этих графиков показывает, что максимальные запасы нефти и газа в планетарном масштабе приурочены к глубинам 1000-3000 м и эта картина достаточно объективна.
В период исследований, проведенных А.А. Бакировым, средние глубины поисков нефти и газа, как правило, составляли 4 км, а максимальные глубины, на которые бурились поисково-разведочные скважины, 5-5,5 км.
В наши дни картина кардинально изменилась. Благодаря научно-техническим достижениям, средние глубины поисков нефти и газа достигали 5-6 км, а максимальные - иногда более 9 км.
Зональность регионального нефтегазонакопления

Во всем мире на различных глубинах, в том числе и в глубоких горизонтах (более 6 км) было открыто более 1000 месторождений нефти и газа. В 2009 г. компания BP на глубине 10,6-12 км (глубина моря 1260 м) открыла гигантское нефтяное месторождение ТИБР в Мексиканском заливе на расстоянии 1400 км к юго-востоку от Хьюстона. Нефтеносные отложения палеогенового и неогенового возраста. Геологические запасы оцениваются в сотни миллионов тонн. Бурение проводилось платформой, которая в 2010 г. погибла в результате взрыва и последующего пожара, что вызвало экологическую катастрофу в акватории залива. Однако эти открытия практически никак не повлияли на общую закономерность распределения запасов нефти и газа по глубинам, выявленные А.А. Бакировым еще в 1979 г.
В каких же литолого-стратиграфических комплексах сконцентрированы выявленные ресурсы нефти и газа?
Ответ на этот вопрос получен в результате изучения распределения разведанных запасов крупных месторождений мира по стратиграфическим подразделениям (табл. 13.1).
Из таблицы следует, что основная доля выявленных мировых запасов нефти и газа сконцентрирована в разрезе литосферы в отложениях мезозойской системы, причем отложения мелового возраста наиболее продуктивны. Относительно менее продуктивны юрские и триасовые отложения. По мнению В.Ф. Раабена, приуроченность основных выявленных мировых запасов нефти и газа к мезозойским отложениям объясняется тем, что в этом стратиграфическом комплексе процессы генерации и аккумуляции углеводородов завершились сравнительно недавно, а интенсивность этих процессов была близка к максимальной. Рассеяние углеводородов по сравнению с палеозойскими комплексами было относительно невелико.
В палеозойских отложениях процессы генерации и аккумуляции завершились намного раньше, чем в мезозое, и вследствие этого месторождения подвергались процессам разрушения значительно большее время, чем мезозойские. Здесь следует непременно отметить, что, как показали детальные комплексные исследования, в кайнозойских отложениях в некоторых регионах процессы генерации и аккумуляции углеводородов не завершились и до настоящего времени.
Зональность регионального нефтегазонакопления

Очень важные результаты были получены при изучении геоструктур-ной зональности, которая в пределах конкретных территорий проявляется не одинаково. В качестве объектов для детальных исследований были изучены особенности проявления геоструктурной зональности размещения региональных скоплений углеводородов в пределах различных нефтегазоносных провинций мира, в частности в пределах Северо-Американской, Русской, Аравийской платформ и Западно-Сибирской, Туранской плит. Эти исследования в течение многих лет были проведены А.А. Бакировым, В.И, Ермолкиным, И.И. Нестеровым и многими другими учеными. Исследования показали, что в каждом отдельном регионе геоструктурная зональность проявляется неодинаково и зависит в основном от режима и направленности региональных тектонических движений.
Так, например, в пределах Ближнего Востока (по В.И. Ермолкину) четко выделяется зональность, характеризующаяся смещением ареалов распространения региональных скоплений углеводородов. На западе Аравийской плиты протягивается зона, в которой регионально нефтегазоносны юрские отложения и к ним приурочены крупные месторождения в Саудовской Аравии, Катаре, Абу-Даби. Северо-восточнее от этой зоны выделяется другая зона, в разрезе которой наиболее крупные скопления нефти содержатся в меловой терригенной толще, к которой приурочены крупнейшие нефтяные месторождения Кувейта, Ирака и Саудовской Аравии. Далее к востоку в пределах Месопотамского прогиба находится третья зона, региональная нефтегазоносность в которой связана с олигоцен-миоценовыми отложениями.
Таким образом, на территории Ближнего Востока наблюдается четкая закономерность: в направлении погружения пород фундамента появляются более молодые нефтегазосодержащие толщи и значительно расширяется стратиграфический диапазон нефтегазоносности.
К аналогичным выводам пришли И.И. Нестеров, В.В. Потеряева и Ф.К. Салманов, отмечавшие, что одним из основных факторов, способствующих высокой концентрации запасов нефти или газа в каком-либо стратиграфическом комплексе, являются его толщина и глубина погружения, являющаяся функцией интенсивности тектонических движений.
Так, например, в Западной Сибири юрская, неокомская и апт-альб-сеноманская толщи являются основными нефтегазосодержащими только в тех районах, где их толщина максимальная.
Намечается прямая связь между геологическими запасами нефти и газа крупных месторождений мира и толщиной вмещающих комплексов. Эта связь, по мнению И.И. Нестерова, В.В. Потеряевой и Ф.К. Салманова, свидетельствует о том, что крупные залежи нефти и газа сингенетичны вмещающим отложениям и формировались практически без участия вертикальной миграции. Именно поэтому крупные скопления нефти и газа, как правило, связаны только с одним стратиграфическим комплексом.
Авторы изучили зависимость суммарного содержания запасов нефти и газа в крупных залежах Пермского бассейна (США), Аравийской плиты и Волго-Уральской провинции от степени влияния различных геологических факторов. Наиболее яркая картина выявилась на графике зависимости суммарных запасов нефти и газа от средней объемной скорости осадконакопления вмещающих их нефтегазосодержащих комплексов. Причем эта картина наблюдалась для каждого отдельно взятого региона. Исследования выявили, что чем больше объемная скорость накопления осадков, тем больше запасов углеводородов содержится в этом литолого-стратиграфическом комплексе.
Причем в каждом нефтегазоносном регионе при наличии нескольких продуктивных толщ, основные запасы углеводородов содержит толща, характеризующаяся максимальной скоростью осадконакопления.
Ряд исследователей отмечает, что одним из факторов, формирующих современную зональность размещения концентраций ресурсов углеводородов, является цикличность осадконакопления.
Так, например, известный ученый Н.Ю. Успенская выявила закономерную связь между размещением региональных скоплений нефти и газа, ритмичностью седиментации и скоростью осадконакопления. Впоследствии, закономерную связь регионального нефтегазонакопления и особенностей осадконакопления в пределах Западно-Сибирской плиты обнаружил Ю.Н. Карагодин, а несколько позднее С.П. Максимов при изучении Скифской и Туранской плит.
Принципиально новые результаты были получены И.И. Нестеровым, В.В. Потеряевой и Ф.К. Салмановым. На основе геолого-статистического анализа они выяснили, что имеется зависимость между количеством региональных несогласий и числом нефтегазосодержащих комплексов в разрезе региона, а также концентрацией запасов углеводородов. Авторы разработали так называемый коэффициент концентрации, представляющий собой отношение запасов в крупных залежах (месторождениях) к общей сумме запасов во всех месторождениях (залежах) в районе, области или нефтегазоносной провинции. Обнаружено, что значения коэффициента концентрации уменьшаются с увеличением числа перерывов, а также количества нефтегазосодержащих толщ. Так, для Северо-Американской платформы значение коэффициента концентрации составляет 0,29, а для Волго-Уральской провинции 0,62. Иными словами, степень концентрации запасов в Волго-Уральской провинции более чем в два раза выше, чем в платформенных областях США. Следует отметить, что в разрезе Северо-Американской платформы зафиксировано восемь региональных перерывов в осадконакоплении, а в Волго-Уральской провинции только четыре, причем три перерыва расположены выше нефте-газосодержащих толщ палеозоя (пер-мо-триасовый, позднеюрские и неоген-четвертичный).
Эти данные указывают, что важнейшим фактором, определяющим размещения зон регионального нефтегазонакопления в пределах тех или иных геоструктурных элементов, является история геологического развития и условия накопления осадков. Скопления углеводородов в том или ином литолого-стратиграфическом комплексе приурочены, как правило, к областям наибольшего прогибания и накопления значительных толщ осадков, в основном в морских или прибрежно-морских условиях. Причём скопления углеводородов могут быть приурочены как к бортовым, так и к центральным частям палеовпадин.
Размещение региональных скоплений нефти и газа в литолого-стратиграфических комплексах крупных геоструктурных элементов может пространственно совпадать в случае унаследованного развития областей прогибания, или смещаться вслед за смещением областей прогибания в пространстве и во времени.
Таким образом, зональность размещения региональных скоплений углеводородов при прочих равных условиях (наличия ловушек, коллекторов, региональных покрышек и пр.) в решающей степени определяется условиями осадконакопления, режимом и направленностью региональных колебательных движений крупных геотектонических элементов в пределах бассейнов седиментации.
Очевидно, что выявленные критерии размещения региональных скоплений углеводородов крайне необходимы для разработки направлений поисково-разведочных работ, но кроме этого, при оценке перспектив нефте-газоносности всегда необходимо детализировать, преимущественно какого фазового состояния будуг выявлены скопления углеводородов. Об этом мы подробно расскажем в следующей главе.