Геологическое строение и нефтегазоносность Цубукско-Промысловской зоны поднятий

Открытие Промысловского газового месторождения, расположенного в Астраханской области, на границе с Калмыцкой АССР, послужило началом планомерного изучения нефтегазоносности Восточной Калмыкии.

Буровыми работами была выявлена протягивающаяся к северо-западу от Промысловского месторождения на многие километры антиклинальная зона, объединяющая несколько поднятий, на которых были открыты нефтегазовые – Олейниковское и Тингутинское; и газовые – Цубукское и Межевое.

Все разведанные месторождения на Цубукско–Промысловской зоне поднятий приурочены к нижнемеловым отложениям.

В данной курсовой работе передо мной стоит задача дать углубленное описание Цубукско–Промысловской зоны поднятий. Дать характеристику геологического строения, в частности его литолого–стратиграфические характеристики и тектоническое строение, характеристику газа, нефти и воды.

1. Природно-климатические условия

1.1. Физико-географические сведения о районе

Республика Калмыкия расположена на юго-востоке Европейской территории России. На севере и северо-западе республика граничит с Волгоградской областью, на западе – Ростовской областью, на юго-западе со Ставропольским краем, на юге с республикой Дагестан, на востоке – с Астраханской областью и на юго-востоке омывается Каспийским морем. Республика Калмыкия состоит из 12 административных районов. Общая площадь ее составляет 74,2 тыс. км².

На территории Калмыкии выделяется: на юге Кумо-Манычская впадина, на северо-западе Ергенинская возвышенность, на востоке – Прикаспийская низменность.

Кумо-Манычская впадина представляет собой понижение, простирающееся с северо-запада на юго-восток. На западе впадины располагается долина Западного Маныча, а на востоке – Восточного Маныча и Низовья реки Кумы. Склоны и впадины на севере постепенно переходят в склоны южных Ергеней и Сальско-Манычской гряды, а на юге – Ставропольскую возвышенность. Впадина имеет волнистую поверхность с довольно широкими речными долинами, длинными узкими лиманами и солеными озерами. Волнистость и расчлененность рельефа увеличивается с запада на восток. Абсолютные высотные отметки колеблется в пределах от 10 до 50 м над уровнем моря. Местность повышается от озера Маныч-Гудило к западной части территории. Волнистая равнина на юго-западе и западной части территории характеризуется широкими водоразделами со сглаженными вершинами и пологими склонами, переходящими в широкие расплывчатые понижения, по которым проходят балки не глубокие и узкие с хорошо задернованными склонами различной крутизны. Манычская долина характеризуется равнинным спокойным рельефом, наличием лиманов небольшой величины и более мелких замкнутых понижений – подов. Бугры или гряды наиболее широко распространены в районе озера Гудило. Сальско-манычская гряда, ограничивающая Кумо-Манычскую впадину с севера, подтягивается с северо-запада на юго-восток до южной части Ергеней. Балки и долины рек придают рельефу волнистый характер. Для рельефа крайних западных районов республики характерны мягкие сглаженные очертания, длинные отлогие склоны к речным и балочным долинам и наличие обширных бессточных понижений. Наиболее возвышенной является юго-западная часть этих районов, рельефы постепенно понижаются в направлении к северу и северо-востоку. Ергени являются продолжением Приволжской возвышенности. Они представляют собой платообразные поднятия, шириной 50-80 км. На юге Ергени заканчиваются мысом, или бугром Чолон-Хомуром, высотой 218м. Ергенинская возвышенность имеет пологий западный склон, незаметно переходящий в Сальские степи. На востоке она круто обрывается в Прикаспийскую низменность, на юге к Манычской впадине. Ергенинская возвышенность представленная повышенными крупными увалами, имеют короткие и крупные склоны восточной экспозиции. Ергенинская возвышенность сильно изрезана балками на ряд узких и недлинных водоразделов, вытянутых с запада на восток. Вдоль восточного склона Ергеней тянется сплошное понижение с цепью Сарпинских озер. Цепь озерных котловин приурочена к одному общему понижению, вытянутому в форме долины в южном, а затем в юго-восточном направлении.

Северо-запад Прикаспийской низменности представляет собой плоскую низменную равнину, бывшую прежде дном Каспийского моря, плавно понижающееся от подножья Ергеней к побережью Каспийского моря. По низменности разбросано большое количество моских озер, песчаных гряд и бугров. В пределах республики Прикаспийская низменность разделяется на две части: северную – Сарпинскую низменность и южную – Черные земли. Сарпинская низменность расположена на правобережье реки Волги и отделена от Ергеней цепочкой Сарпинских озер. Территория Черных земель представляет собой низменную равнину в основном лежащую ниже уровня океана. До 18% Черных земель занято массивами песков. В районе Черных земель проходят две крупные ложбины: Дован на северо-западе и Адыкская на юго-западе.

1.2. Климат

Климат больших территорий формируется под воздействием комплекса физико-географических условий, из которых наиболее важными являются солнечная радиация, циркуляция атмосферы и подстилающая поверхность. Республика Калмыкия находится под преимущественным влиянием азиатского антициклона. Наиболее отчетливо оно сказывается в холодную половину года. В холодное время через Калмыкию проходят с запада на восток глубокие циклоны, которые вызывают здесь обильные снегопады и сильные метели. Сильные осадки здесь выпадают редко. Выпадают они главным образом в случаях выхода так называемых южно-каспийских или среднеземноморских циклонов, а также в результате внутримассовых конвективных процессов в летние месяцы. Республика Калмыкия – это засушливый район, летом и зимой здесь выпадают незначительное количество осадков из-за редких проникновений циклонов. Территория Калмыкии благодаря южному положению получает много тепла, продолжительность солнечного сияния составляет 2180-2250 часов за год. Отсутствие больших водоемов на территории республики способствует увеличению сухости воздуха.

Основной особенностью климата республики является его резкая континентальность – лето жаркое и очень сухое, зима малоснежная, иногда с небольшими морозами. Континентальность возрастает с запада на восток. Годовая амплитуда воздуха составляет 80-90^°С. продолжительность теплого периода составляет 240-275 дней. Относительная влажность воздуха в июле составляет 45-50 %. Годовое количество осадков колеблется от 210 до 340 мм. Климатические особенности территории лучше всего прослеживаются по сезонам года. Осень наступает во второй половине сентября. День характеризуется умеренно высокими температурами и прохладными ночами. С середины ноября и в первой декаде ноября наступает зима. Самым холодным месяцем является январь. Средняя температура января составляет -10-12^°С. абсолютный минимум температуры воздуха может достигать –

35-40^°С. Весна наступает в течение второй декады марта. Нарастание тепла весной идет очень быстро. Характерной чертой весны является ее засушливость. Лето наступает в первой декады мая, лето жаркое и сухое. Среднемесячная температура воздуха в июле, в самом теплом месяце года составляет 24-25^°С. Максимальные температуры в этот период достигают 38-40^°С, а в отдельные годы 40-45^°С. Летние осадки носят преимущественно ливневый характер, количество которого невелико.

1.3. Промышленность и сельское хозяйство

За последние годы Калмыкия в значительной степени стала республикой промышленной. Появилось около 40 промышленных предприятий машиностроения, приборостроения, строительных материалов, легкой и пищевой промышленности. Среди них имелось немало новых производств, которые значительно обогатили, и разнообразили отраслевую структуру промышленности республики.

География предприятий легкой промышленности Калмыкии была более обширной. Головное предприятие швейного производственного объединения находится в Элисте, а его филиалы размещались в Каспийском, Приютном и в других районных центрах.

В Элисте сосредотачиваются основные мощности по производству строительных материалов. Это завод силикатных материалов, комбинат крупнопанельного домостроения, комбинат строительных материалов.

Функционируют железная дорога, открылись аэропорт и авиарейсы. Все райцентры связаны со столицей асфальтированными дорогами.

Ведущие предприятия пищевой промышленности находятся в Элисте и районах. Это Аршанский и Каспийский мясокомбинаты, Городовиковский плодовоовощной комбинат, Каспийский рыбокомбинат, Элистинский комбикормовый завод и другие.

В Калмыкии были развернуты геолого-разведочные работы. Промышленность пополнилась новой отраслью – по добыче газа и нефти. Основное размещение нефтепромыслов находится в Черноземельском районе.

Традиционно животноводство в Калмыкии было ведущей отраслью. Таковым оно было в прошлые столетия, таким оно и остается в исследуемый период. Затем шли земледелие, промышленность и другие структуры производства. Западные районы продолжают занимать ведущие позиции в развитии ряда сельского хозяйства и, в особенности земледелия и зернового хозяйства. Что же касается скотоводства, то оно по прежнему остается ведущей отраслью в восточных районах республики. И это соотношение между сельхозпроизводством западных и восточных районов сохраняет свою относительную устойчивость даже в условиях современного тяжелейшего экономического кризиса, поразившего Калмыкию не менее глубоко, чем всю остальную страну.

1.4. Население территории

Общая численность калмыцкого этноса на начало ХХ века в России составляла около 200 тыс. человек. Примерно 140 тыс. из них размещалась в кочевьях Калмыцкой степи Астраханской и Ставропольской губерниях. Проследить изменения приведенных показателей сразу после 1917 г. не представляется возможным, поскольку специального исчисления населения тогда, вплоть до первой Всесоюзной переписи 1926 г., не проводилось. Всего в стране на время проведения переписи 1926 г. насчитывалось 129331 житель калмыцкой национальности, русское население Калмыкии составляло 15212 жителей.

На 1 января 1992 г. население республики Калмыкия составило 326,9тыс.чел., в том числе калмыков – 153723 чел.. сельские жители удерживают лидирующее положение – 175, 2 тыс. чел. В столице проживало 93 тыс. Из районов на первом месте стоят Каспийский район – 24 тыс. чел., затем Целинный – 22,6 тыс., Городовиковский – 20,9 тыс.чел. и т.д.

В течение 1992 года в другие регионы России из Калмыкии выбыло: калмыков из городской местности – 2896 чел., из сельской – 2670 чел., русских – 2929/3419, украинцев – 129/186, чеченцев – 185/8225, даргинцев – 141/1939, казахов – 154/257, татар – 45/72. Общее число уехавших в течение 1992 года составило 15888 чел., а прибывших составило – 9055 чел. На приведенных материалах одного года трудно судить о каких-либо устоявшихся тенденциях. Можно лишь отметить, что в начале 1990-х годов указанный миграционный процесс имел место, чего нельзя, очевидно, исключать и в будущем. Более широко в нем участвовало население сельских местностей убыль в этом процессе заметно преобладает над прибывшими в республику Калмыкия. Первые беженцы в Калмыкии появились в 1989 году. В настоящее время приток беженцев в республику продолжается. Начавшийся процесс пока не имеет широкого масштаба и какого-либо влияния не оказывает на общую динамику населения республики.

2.История изученности

Юго-западная часть Прикаспийской синеклизы претерпела сложную геологическую историю, на которую наложили отпечаток, как формирование всей Прикаспийской синеклизы, так и близость Предкавказкой геосинклинали. Каменноугольное образование вскрыты на небольшую мощность в пределах Астраханского свода единичными скважинами, нижнепермские – кроме того, в районе Каракульского вала. Прямых данных о характере фаций и мощностей палеозойских отложений практически нет. Наиболее древними вскрытыми, образованиями, являются нижнекаменноугольные. По составу они представлены известняками равнокристаллическими с органогенной структурой, с богатой фауной фораминифер. Морской генезис нижнекаменноугольных отложений не вызывает сомнений. Органогенная природа известняков свидетельствует о нормальной солёности бассейна, благоприятных температур, газовых режимов и малой тектонической активности как зоны седиментации, так и прибрежной суши. Несмотря на небольшую глубину бассейна здесь создавались условия застойности в природной зоне, о чём свидетельствует наличие кристалликов пирита, запах сероводорода и значительное количество битума. Таким образом, как первичные нефтегазоматеринские породы, нижнекаменноугольные отложения могут оцениваться как высоко перспективные.

Своеобразное сочетание тектонических и палеоклиматических факторов в Прикаспии обусловило основные черты специфических условий осадконакопления с особенностями состава и физико-механических свойств пород. Верхняя часть земной коры региона сложена преимущественно глинистыми, лёссовыми и песчаными породами, кроме того в пределах денудационных равнин и соляных куполов на ограниченных площадях распространены скальные и полускальные грунты. Возраст основных типов пород на территории Прикаспийской впадины плиоцен-четвертичный, а на денудационных равнинах обнажаются грунты и доплиоценового возраста.

На рисунке 1 и 2 показаны структурная карта и геологический профиль Цубукско-Промысловской зоны месторождений.

Рис. 1 Структурная карта Цубукско-Промысловской зоны месторождений.

1- изогипсы в м. 2 – тектонические нарушения.

Рис. 2 Геологический профиль по простиранию сводовой части вала Карпинского.

1 – глины; 2 – песчаники; 3 – известняки; 4 – нефтяные залежи; 5 – газовые залежи

3. Цубукское газовое месторождение

3.1. Результаты геологоразведочных работ

Поисковое бурение на месторождении начато в 1958г. после открытия Олейниковского нефтегазового месторождения. Достаточным основанием для постановки буровых работ послужило локальное поднятие, выявленное сейсморазведкой МОВ (Метод Отражённых Волн) в 1952-1953гг. В 1959г. при опробовании нижнеальбского подъяруса в поисковой скважине 7 ударил фонтан газа. Из пробуренных впоследствии разведочных скважин, а общее число их достигло 20 (Суммарный метраж 23831м.), продуктивной, кроме первооткрывательницы, оказалась лишь скважина 13.

Рис. 3 Геологический профиль Цубукского газового месторождения

1-глины; 2-песчаники; 3-известняки; 4-нефтяные залежи; 5-газовые залежи.

3.2. Геологическое строение

В геологическом строении территории принимают участие отложения трёх эратем: палеозойской (Pz), мезозойской (Mz) и кайнозойской (Kz), характерной для сводовой части вала Карпинского.

В палеозое выделяются: средне каменноугольные отложения (C₂), верхне каменноугольные (C₃) и пермские (P) отложения выклиниваются.

В мезозое выделяются юрские (J) и меловые (K) отложения. С полным выклиниванием триасовых (T) и нижне юрских (J₁) отложений.

В кайнозое выделены палеогеновые (Ρ), неогеновые (N) и четвертичные (Q) отложения.

3.2.1. Литолого-стратиграфическая характеристика

Каменноугольная система (С)

Отложения среднего карбона представлены глинистыми сланцами тёмно-серыми до чёрных, дислоцированные и метаморфизованные. Вскрыты и изучены только первые 10 метров.

Юрская система (J)

Нижний отдел (J₁) представлен только одним ярусом, остальные выклиниваются в результате литологического несогласия

Средний отдел (J₂) имеет полный стратиграфический разрез. Келловейский ярус до недавнего времени относился к верхнему отделу юрской системы.

Верхний отдел (J₃) полностью отсутствует

В среднем и нижнем отделе юры объединены два яруса: ааленский (J₂a) и тоарский (J₂t). Этот ярус принято называть добайосским. Мощность этих отложений до 230 м. Представлен чередующимися пачками глин и песчаников. В верхней части преобладают глины, в нижней - алевролиты и песчаники. Песчаники зеленовато-серые, мелко- и среднезернистые, глауконитово-кварцевые, неизвестковистые.

 Байосский ярус (J₂b) представлен песчаной толщей с небольшими по мощности прослоями глин. Песчаники серые и тёмно-серые, мелкозернистые, кварцевые, с обуглившимися растительными остатками. Мощность отложений около 460 м.

Батский-байосский ярус (J₂bt-b). Отложения байосс-батского возраста развиты повсеместно. Эта толща является литологически наиболее выдержанной в разрезе. Для толщи характерно значительное содержание растительных остатков и обилие сидерита. Она является хорошим каротажным репером. Ярус представлен глинами тёмно-серыми, почти чёрными, переслаивающимися с глинистыми светло-серыми алевролитами, с многочисленными обуглившимися растительными остатками. Мощность отложений от 160 до 165 м.

Келловейский ярус (J₂k) представлен глинами с пачками песчаников серых, мелкозернистых, кварцевых в подошве яруса. Мощность отложений около 65 м.

Меловая система (K)

Нижний отдел (K₁) представлен шестью ярусами (барриасским (K₁b), валанжинским (K₁v), готеривским (K₁g), барремским (K₁br), аптским (K₁а), альбским (K₁al)). Барриасский, валанжинский, готеривский и барремский ярусы объединены в один общий ярус, названный неокомским. Аптский ярус разделён на нижний и верхний подъярусы, а альбский на нижние и объединённые средние и верхние подъярусы. Нижне меловые отложения со стратиграфическим несогласием залегают на глинах келловейского яруса. Мощность нижне меловых отложений от 700 до 750 м.

Неокомский ярус. Представлен песчаниками серыми мелкозернистыми, кварцевыми с тонкими прослоями тёмно-серой песчанистой глины. Мощность пород неокома не превышает 40 м.

Аптский ярус (K₁а). Отложения аптского яруса на территории распространены повсеместно. Они трансгрессивно залегают на неокомских отложениях. Верхняя граница апта всюду проводится по подошве мощной толщи песков и песчаников низов альба. Каждый из подъярусов апта представляет собой цикл, состоящий из нижней, алевролитово-песчаной пачки и верхней, глинистой, или алевролитово-глинистой. Мощность аптских отложений достигает 118-126 м.

Нижне-аптский подъярус. Литологически представлен глинами тёмно-серыми до чёрных с прослоями алевролитов и песчаников. Мощность залегания отложений 41-43 м.

Верхне-аптский подъярус. Литологически представлен песчаником серым и тёмно-серым, зеленоватым, мелкозернистым, глауконитово-кварцевым, с тонкими прослоями глин. Мощность 77-83 м.

Альбский ярус (K₁al). Представлен тремя подъярусами: нижним, средним, верхним. В изучаемом районе альбский ярус залегает на отложениях верхнего апта. Верхняя граница чётко определяется по смене тёмно-серых плотных глин альба резко отличными литологически, как правило, карбонатными породами верхнего мела; исключение составляют лишь места контакта альба с терригенным сеноманом, когда установление этой границы затруднительно. Нижняя граница не столь отчётлива, особенно при залегании альбских отложений на аптских, но в большинстве разрезов устанавливается довольно легко. Мощность альбского яруса около 550-585 м.

Нижнеальбский подъярус. Литологически представлен мощной толщей слабоуплотнённых песчаников и песков мелкозернистых, тёмно- и зеленовато-серых, глауконитово-кварцевых, с прослойками алевритистых глин. Кровельная часть нижне-альбской песчаной толщи газонасыщена и является основным продуктивным горизонтом. Залегает он на глубинах порядка 935-960 м. Песчаники обычно мелкозернистые, глауконитово-кварцевые, серые и тёмно-серые, зеленоватые, некрепкие. Основную их часть – 60-80% - составляет терригенный материал, представленный на 50-65% кварцем и на 15-20% глауконитом; материал плохо отсортирован. Средняя открытая пористость газонасыщенных песчаников равна 26,8%. Коэффициент газонасыщенности, определённый по промыслово-геофизическим данным, равен 0,77. Проницаемость по двум образцам крепких песчаников колеблется от 83 до 165 мд; в действительности она, вероятно, гораздо выше, но по рыхлым образцам песчаника, составляющего основной объём породы, не определялась. Мощность всей толщи нижнего альба 184-190 м.

Верхне- и среднеальбский подъярус. Литология представлена глинами тёмно-серыми, плотными с прослоями песчаников и алевролитов. Мощность отложений относительно велика и достигает отметок порядка 366-394 м.

Верхний отдел (K₂) представлен пятью ярусами: сеноманским (K₂s), туронским (K₂t), коньякским (K₂k), сантонским (K₂st), кампанским (K₂km). Сантонский ярус разделён на два подъяруса: нижний и верхний. Маастрихский ярус на данной территории полностью отсутствует. Верхнемеловые отложения залегает на плотных тёмно-серых альбских глинах. Мощность от 100 до 315 м.

Сеноманский ярус (K₂s). Вскрыт на данной территории практически всеми разведочными скважинами. В верхней части толщи залегают глины тёмно-серые, переходящие постепенно в алевролиты серые, глауконито-кварцевые, известковистые. Эти отложения содержат характерный комплекс фораминифер. Толща сеноманских отложений достигает 50-80 м. Самая мощная толща верхнего мела.

Туронский ярус (K₂t). Залегает на тёмно-серых глинах сеномана. Литология представлена известняками белыми и светло-серыми, пелитоморфными, мелоподобными. Мощность от 25 до 45 м.

Коньякский ярус (K₂k). Отложения сходны по литологическому строению с туронскими. В основном эти ярусы очень трудно выделить, из-за их литологического однообразия, но на данной территории их выделение не затребовало много времени, т.к. известняки коньяка имеют в своей структуре стилолитовые швы. По фауне отложения коньяка установлены в Скв. 4. Турон-коньякские карбонатные отложения являются региональным маркирующим горизонтом, репером, свидетельствующим о значительном изменении условий осадкообразования в туроне сравнительно с сеноманом и об установлении в турон-коньякское время на всей рассматриваемой территории одинаковых условий осадконакоплений. Мощность отложений от 14 до 33 м.

Сантонский ярус (K₂st). Залегает трансгрессивно на турон-кампанских отложениях. Породы сантона отличаются значительным разнообразием и ритмичностью литологического состава, свидетельствующими о нарастании в это время интенсивности тектонических движений. Мощность от 12 до 95 м.

Нижнесантонский подъярус. Фаунистически охарактеризованы в скв. 4. Литологически представлен светло-серыми известняками. Мощность от 12 до 24 м.

Верхнесантонский подъярус. Литологически представлен характерной сменой известняков нижнегосантона на глины известковистые, опесчаненные, с прослоями светлого крепкого мергеля. Мощность от 0 до 71 м.

Кампанский ярус. Трансгрессивно залегают на сантонских отложениях. Кампан сложен толщей плотных серых глин и мергелей с пачкой белых мелоподобных известняков в основании. Литологически породы кампана весьма сходны с сантонскими. Мощность отложений от 0 до 60 м.

Палеогеновая система (Ρ)

Трансгрессивно залегает на кампанских отложениях. Литологически представлена на данной территории глинами серыми и тёмно-серыми с редкими тонкими прослоями мергелей. Мощность от 0 до 71 м.

Неогеновая система (N)

На данной территории представлены плиоценовые отложения, а именно акчагыльский и апшеронский ярусы. Они трансгрессивно залегают на палеогеновых отложениях. Из разреза выпадают миоценовые отложения.

Акчагыльский ярус. Представлен толщей светло-серых глин, голубоватых и зеленоватых, плотных, неслоистых. Мощность от 72 до 119 м.

Апшеронский ярус. Представлен чередованием глин, песчаников и песков. Мощность от 191 до 233 м.

Четвертичная система (Q)

Литологически представлена глинами, песками и супесями. Мощность отложений достигает 115-140 м.

Далее приведён стратиграфический разрез Цубукского газового месторождения

Табл. 1. Стратиграфический разрез Цубукского месторождения