Анализ прогнозных коллекторов углеводородов

Прогнозные коллекторы по горизонтам месторождений Приамударьинского района

Бассейн Аму-Дарья является богатой нефтегазоносной провинцией бывшего Советского Союза, уступая только Западной Сибири по запасам и добыче природного газа. Большая часть провинции находится в Туркменистане и Узбекистане, и его краевых частях проходят в Афганистане и Иране (рис.13) [14].

Обнаруженные объемы нефтепродуктов перечислены 40,3 млрд баррелей нефтяного эквивалента (БНЭ) по данным «Petroconsultants» в 1996 году, из которых только 2 млрд баррелей нефти и конденсата, а остальное газа. Котловина Аму-Дарья занимает 15-ое место на основе своих первоначальных запасов нефти среди 102 провинций, предназначенных для оценки неразведанных ресурсов нефти и газа по данным Геологической службы США (2000). Бассейн содержит несколько гигантских полей газ и газовый конденсат, крупнейшим из которых является Даулетабад (Даулетабад-Донмез) поле с оригинальными запасов газа около 60 триллионов кубических футов (18,28 триллионов кубических метров) [14].

Основные запасы газа были обнаружены в верхнеюрских рифах и шельфовых карбонатах, перекрытые толстыми пластами эвапоритов свиты Гаурдакского (кимеридж). Другие части осадочной толщи, из средней юры до верхнего мела, являются продуктивными в бассейне, где формирование эвапоритов отсутствуют. Источники газа плохо определяются геохимическими методами. Геологические данные показывают, что вероятный источник углеводородов — это нижняя-средняя юра, содержащее углистые обломочные и угли в верхнеюрских морских осадках, также черные сланцы и мергели, лежащих в основе формирования Гаурдакского комплекса эвапаритов. Доминирование газа связано с газовой составляющей в средней юре, из исходных пород и на больших глубинах захоронения и с высокой степенью созревания верхнеюрских пород.

Цифрами обозначены месторождения: 1. Хангиран; 2. Даулетабад; 3. Карабиль; 4. Ислим; 5. Шатлык; 6. Майское; 7. Яшлар; 8. Ходжа-Гугердаг; 9. Анго; 10. Байрам-Али; 11. Учаджы; 12. Малайский; 13. Aчак; 14. Газли; 15. Кокдумалак; 16. Уртабулак; 17. Самантепе; 18.Шуртан.

Рисунок 15 — Структурная карта Аму-Дарьинского бассейна, с показателями нефтяных и газовых месторождений

Первый газ был открыт в 1953 году в Самантепе в северо-восточной окраине бассейна (рис.10), что дало дополнительный стимул для активных геологоразведочных работ в смежных областях и на других месторождениях Аму-Дарьинского бассейна. Несколько относительно небольшие газовые скопления были обнаружены до открытия в бассейне в 1956 году гигантского месторождения газа Газли (рис. 10) с прогнозными запасами около 7,5 триллионов кубических метров. Другие крупные газовые открытия месторождений были в основном в 1960;х и 1970;х годах. Тем не менее, некоторые крупные и гигантские месторождения были открыты в последние годы, в частности, месторождение Кокдумалак с нефтяными и газовыми запасами около 2 млрд баррелей нефтяного эквивалента (БНЭ) и месторождение Яшлар с запасами газа, как полагают, находится в диапазоне от 4,5 да 10 триллионов кубических метров (рис. 10). К 1980 году, в бассейне было добыто газа в размере более 3,5 триллионов кубометров в год.

Рисунок 16 — Сопоставление продуктивных горизонтов верхней юры и нижнего мела по месторождениям Приамударьинской области.

Бассейн Аму-Дарья ограничен на юго-западе Копет-Дагским складчатым поясом (рис. 9, 10), который состоит из деформированного юрского и мелового карбонатного комплекса и обломочных пород, в юго-западной части складчатого пояса в Иране, несогласно залегают триас и палеозой. Граница идет вдоль Копет-Дага, которая имеет существенное правый сдвиг, при столкновении иранского блока с южной окраины Евразии [14].

Южная граница бассейна вдоль северного склона Туркестанского складчатого пояса Банде, где горный хребет достигает высоты более 3000 м. Несколько километров мощности перми и триаса сложенных обломочными, карбонатыми и вулканическими породами складчатого пояса залегают на палеозойские метаморфические породы и несогласно перекрыты малой мощности деформированными породами юры и палеогена. Осадконакопление триаса, особенно верхнего, вероятно, была сформирована в рифтовом бассейне, на евразийской континентальной окраине за магматической дугой Гиндукуша и Парапамира. Складчатые структуры и поднятия сформировались в течение позднетриасового времени, после чего накопление юрских-палеогеновых пород проходило на стабильной пассивной окраине. Неотектонические деформации, связаны со столкновением Евразии с индийском субконтинентом, которое началось в позднеолигоценовое время и продолжается по настоящее время [15].

На востоке бассейн Аму-Дарья примыкает к афгано-таджикскому (Южнотаджикский) бассейну (рис. 9). Два бассейна формируют единый бассейн до миоцена, от юрского периода-до олигоцена. Начиная с миоцена территория подвергается поднятию до настоящего времени, Афгано-Таджикский блок деформируется на север от выступа Памир. В результате сжатия с востока на запад, сформировалась серия антиклинорий и синклинорий, которые подстилаются надвигами с вдоль юрского соленосного комплекса [16]. Синклинали были заполнены неоген-четвертичными орогенными молассовыми обломочными породами, толщиной в несколько километров.

По тренду северо-южные структуры Афгано-Таджикской депрессии делятся на две части, одна из которых отделяется от северного афганского поднятия. Граница между Аму-Дарьи и афгано-таджикского бассейна простирается вдоль западного склона в юго-западной части отрогах Гиссарского хребта (южная часть Тянь-Шаня), который отделен на западе антиклиналями из афгано-таджикского бассейна (рис. 9, 10) [17].

На севере бассейн Аму-Дарья ограничен палеозойскими метаморфическими и магматическими породами Кызылкумского поднятия, в некоторых местах, срезан на поверхности, но в большей части территории перекрыт тонким слоем мезо-третичных отложений. Палеозойские образования простираются от Кызылкумского поднятия до неотектонических поднятий Тянь-Шаня, где они были изучены ранними исследователями. Основное горообразование и вторжение гранитных плутонических масс происходило в начале перми [18].

К северо-западу граница бассейна Аму-Дарьи пересекает Каракумское поднятие, на гребне которого выходы палеозойского фундамента на малой глубине от 1600 м до 2200 м. Нефтяные месторождения присутствуют только на гребне поднятия, ее южных и восточных склонах; это самые продуктивные участки бассейна. Месторождения, и нефтяные и газовые залежи были найдены на северных и западных склонах поднятия.

Нижне-среднеюрский терригенный комплекс имеет мощности от 500 до 2000 м, залегает на глубинах до 3 км в восточной части, погружение подошвы прослеживается в западной и юго-западной части бассейна до 5 км. (рис. 16). Нижне-средний юрский разрез состоит из темно-серых, тонкои среднезернистых, битуминозных, глинистых известняков. Газовые залежи нижней — средней юры приурочены к западной и северо-западной части бассейна.

Верхнеюрский карбонатный комплекс достигает мощности 500−600 м в зоне рифовых фаций, из которых около половины состоит из рифовых известняков. Толщина уменьшается с 100 до 150 м, в прибрежной зоне, и выклинивается по краям бассейна.

Келловей-оксфордский карбонатный комплекс состоит из различных мелководных фаций с формированием оолитовых обломочных водорослевых и доломитовых известняков. Небольшие прибрежные фации келловея содержат карбонатные прослои, глинистые известняки и мергели, и ангидриты в оксфордским разрезе в его средней и верхней части. Терригенный материал присутствует, локально и доминирует по северной окраине бассейна [18].

Рисунок 17 — Карта изопахит нижней и средней юры Аму-Дарьинского бассейна [14].

Глубоководные фации плохо известны, потому что это глубоко захоронены и вскрыты только несколькими скважинами, расположенными в основном в восточной зоне бассейна. Нижне-средний оксфордский разрез состоит из темно-серых, тонкои среднезернистых, битуминозных, глинистых известняков.

Рисунок 18 — Палеофациальная схема оксфорда Аму-Дарьинского бассейна [18].

Верхнеоксфордский разрез состоит из черных пелитоморфных, богатых органическим веществом, глинистых известняков и известковистых сланцев и алевролитов с примесью вулканического пепла. Эти породы содержат породы, которые характеризуются высокими показаниями на гамма-каротаже, и известны, как радиоактивные репера. Общая мощность карбонатного комплекса верхней юры в глубоководных фациях составляет около 200−250 м.

Предрифовые фации состоят из различных мелководных карбонатных пород с прослоями ангидрита. Карбонатный разрез прибрежной части включает терригенный материал, который был получен из прилегающей суши, расположенной на юге (рисунок 9).

Рифы и связанные с ними залежи УВ известны на месторождениях северо-восточной части бассейна Аму-Дарьи, прежде всего, в структурах Чарджоуской ступени, где они содержат большую часть запасов газа (рис.10). Верхнеюрские отложения, в том числе рифовые фации, известны на юго-восточных отрогах Гиссарского хребта к востоку от границы бассейна, которые обеспечивают стратиграфическую корреляцию изучаемого района. Толща мощностью 50−100 м в разрезе рифовых фаций (средний келловей), состоят из тонкои среднезернистых, темно-серых, глинистых известняков, которые формируют XVI продуктивный горизонт по местной номенклатуре продуктивных отложений. Отложение этих слоев предшествует росту рифов [19]. Рифовые фации в основном состоят из обломочных известняков, мощностью от 120 до 160 м. В продуктивном рарезе XV продуктивный горизонт относится к келловею-среднему оксфорду. Разрез включает в себя водоросле-мшанковые рифы мощности от 30 до 50 м. Основной рост рифов состоялся в конце оксфорда и, вероятно, в начале кимериджа, когда бассейна был отделен от глубоководной впадины, полосой рифов и лагун. Основными строителями рифов были кораллы и водоросли. Барьерный риф расположен полукругом, который отделен от шельфа глубоководного бассейна (рис. 10) и разбит на сегменте от 4 до 8 км в длину, от приливных каналов глубиной от 50 до 100 м и [20]. Каналы между рифами протягивается от нескольких сотен метров до 1,5 км в ширину; они заполнены обломочным материалом, и перекрыты более молодыми эвапоритами. Каналы играют важную роль в формировании углеводородных ловушек в барьерных рифовых комплексах. Рифовый разрез верхнего оксфорда-нижнего кимериджа достигает 250 м в мощности, он включает в себя XVа и XVб продуктивные горизонты по местной номенклатуре. Рифовый-карбонатный разрез перекрывают черные сланцы, содержащие большое количество органического вещества (на которые указывает радиоактивный каротаж). Битуминозные сланцы покрывают полностью бассейн и перекрывают некоторые рифы, которые, по-видимому, погрузились во время трансгресии и максимального подъема уровня моря [21].

Рисунок 19 — Среднее распределение общего содержания органического углерода в нижней-средней юре бассейна Аму-Дарьи [14].

Нефтематеринскими породами, поставляющими УВ в карбонатные рифовые коллекторы являются породы нижней-средней юры. Накопление среднего содержания органического углерода в нижний-среднеюрских породах бассейна Аму-Дарьи распределено от центра >1% к периферии бассейна до 0,3% (рис.18).

Чарджоуский барьерный риф простирается на запад и юго-запад, где он отделяет обширную мелководную северную полосу от глубоководной котловины (рис.9). Точное местоположение рифа не известно, потому что несколько скважин вскрыли соли ниже верхней юры в этой области. Рифы внутри бассейновых фаций достоверно не определены, вероятно, из-за больших глубин, но их присутствие было доказано на основе бурения и сейсмических данных. Далее к юго-западу, барьерный риф погружается на глубины, превышающие 5 км, и его расположение так же остается не известным [14].

Палеогеновые породы (палеоцен-олигоцен) известны только в верхней части осадочного чехла бассейна Аму-Дарьи. Нижнепалеоценовые (датский ярус) обломочные и карбонатные породы залегают только в западных и южных районах бассейна и были срезаны эрозией до среднего палеоцена. Породы среднего и верхнего палеоцена (Бухарская ступень) состоят в основном из мелководных карбонатных пород, содержащих частицы обломочных пород и ангидрита. Доля обломочных пород увеличивается к северу и северо-западу, в то же время породы с включениями ангидритов присутствуют и в южных районах бассейна [22].

Разрез среднего эоцена-олигоцена состоит в основном из серых и серо — пестрых сланцев и алевролитов, а так же из среднезернистых песчаников, которые обычно присутствуют в южной части бассейна. Известняки и мергели присутствуют на всем протяжении, в основном в западных районах. Остатки базальтового андезита, туфов были вскрыты скважинами в верхней части эоцена, в районе поднятия Бадхыз-Маймане.

Структурные элементы в бассейне Аму-Дарьи, развитие которых происходило в юрском периоде, характеризуются тектоническими движениями блочного типа. Структурные элементы, такие как Каракумское поднятие, поднятия Бадхыз-Маймане, северо-афганское и более мелкие поднятия испытали медленное опускание и иногда с активными сдвигами, которые привели к тектоническим нарушениям и отсутствию осадочного чехла. Максимальное опускание происходило в центральной части бассейна (в Мургабской депрессии и северных районах).

Альпийские орогенные движения в горных массивах, граничащих с бассейном Аму-Дарья, начались в конце олигоцена в результате столкновения индийского и арабского континентальных плит с Евразийской окраиной. Тектоника постепенно развивалась от плиоцена до настоящего времени. В западной части бассейна складчатый пояс Копет-Дага погружался в сторону бассейна Аму-Дарьи, в результате чего формировался прогиб. Однако, большинство деформаций с юга было характеризовано правосторонним скольжением вдоль фронтальной зоны Копет-Дагского прогиба. Мощность обломочных пород орогенного происхождения в пределах прогиба обычно не превышает 2 км [23].

Выступ Памирского блока надвигался на север от миоцена до четвертичного времени, в результате надвига образовалась складчатое Афгано-Таджикской поднятие мезо-палеогеновых пород. Хотя надвиг с востока не распространяется на бассейне Аму-Дарьи, в результате сжатия привело к активным тектоническим движениям. Востоно-западный тренд выделен в основном, с правосторонним скольжением, сформированным в северном Афганистане [14]. Репетекский сдвиг (к северу от Репетек-Келифской зоны) унаследован с юрского периода или в старой зоне нарушенной депрессии Мургаб, граничащей со структурными элементами: бухарские и Чарджоу, которые были сформированы в это время. Все местные структурные поднятия вдоль восточных и южных окраин бассейна были образованы во время этой стадии тектонических деформаций.

Начало Альпийской складчатости в бассейне Аму-Дарьи отмечено, предварительно в конце олигоцена стратиграфическим несогласием, отсутствием раннего олигоцена. Верхний олигоцен-нижний миоцен отложения формировались в морской, и лагунной обстановках. Представлены в основном мелкозернистыми обломочными породами с прослоями гипса и ракушечника. Обломочный материал был получен в основном с платформенного сноса, а не с орогенных поднятий. Средний миоцен и нижняя часть верхнего миоцена в Копет-Дагском прогибе и на склоне поднятия Каракумы состоят из морских и лагунных обломочных прослоев известняков. Породы изменяются в восточном направлении, от грубых континентальных фаций, отсортированных озерных и эоловых отложений, полученных от поднятий гор на юге и юго-востоке. Верхнемиоценовые и четвертичные слои бассейна сложены озерно-аллювиальными отложениями обломочных пород.

Максимальная толщина верхнего олигоцена-четвертичных отложений достигает около 2 км в прогибе Копет-Дага. От 1 до 1,5 км мощность в депрессии Мургаб и смежных областях. К востоку от бассейна Аму-Дарьи, общая толщина от 5 до 7 км в синклинориев Афгано-Таджикского бассейна.

Современная Структура

По структуре юрских отложений бассейн Аму-Дарья является большим структурным элементом, окруженным горными хребтами на западе. Самые глубокие части бассейна являются прогиб Копет-Даг и депрессия Мургаб (рис. 7), где глубина юрских пород достигает 6 — 8 км. К северу от прогиба Копет-Даг мощность осадочных отложений уменьшается в сторону Каракумского поднятия до 2 км, по разрезу которого триасовые породы отсутствуют. Аналогичной мощностью отложения прослежены на восток к Хива-Заунгузской депрессии, где глубина до подошвы юры 4−5 км. По сейсмическим данным, депрессия залегает вблизи северо-южного грабена, который заполнен более чем на 3 км триасовыми породами.

Северо-восточная часть бассейна Аму-Дарьи занимают два крупных структур, Бухарская и Чарджоуская ступень, ограниченные глубинными разломами. Структуры опущены от Кызылкумского поднятия в бассейне. Чарджоуская ступень сокращается на юго-востоке Бешкентской впадины, где основание юры вскрыта на глубине более 5 км. Северная граница депрессии Мургаб является вал Репетек, крупнейший в бассейне Аму-Дарьи (рис.14). В восточном сегменте разлом сопровождается цепью верхнеюрских соляных куполов с амплитудами, высотой до 1000 м; эта цепь представляет собой зону Репетек-Келиф. Западнее, галогены выклиниваются и соляные купола исчезают [24].

Мургабская депрессия содержит три относительно приподнятых структур-Мари и Учаджи в Туркменистане и поднятия Андхоу в Афганистане. Андхоу содержит основные газовые месторождения Афганистана, в погруженном западном отроге Северного афганского поднятия.

К югу от депрессии Мургаб располагается поднятие Бадхыз-Маймане, которое срезается на востоке, по северной границе складчатого пояса Туркестанского Банде (рис.10). Ниже-среднюрские и частично верхнеюрские породы отсутствует на поднятия. Тем не менее, в третичное время поднятия участвовал в активном погружении, были покрыты молассовыми осадками. В кровле доюрских пород поднятия прогибались на севере до глубины 800 до 3000 м.

Южным структурным подразделением бассейна Аму-Дарьи является зона складок Кушка. Эта зона, является западным погружением складчатого пояса Туркестанского Банде, сложенного в основном меловыми и мощными палеогеновые породами. На севере, зона отделена от поднятия Бадхыз-Маймане узким трогом Калаймор [26].

Фундамент бассейна Аму-Дарьи характеризуется четко выраженной дроблением блока структуры. В дополнение к основным региональным разломам, показанным на рисунке 7, большое количество других нарушений были определены, которые граничат со структурными единицами бассейна и обычно разделены на более мелкие поднятия и опущенные блоки. Нарушения прослежены вверху осадочного чехла или выражены там изгибами. Большинство нарушений были сформированы во время неоген-четвертичной тектоники. Однако, некоторые из них активируются по старым разломам. Например, региональный разлом, что пересекает депрессию Хива-Заунгузских возобновлен по триасовому грабена-расколу. Большинство известных местных антиклинальных структур бассейна Аму-Дарьи молоды, и они были сформированы неогеновое время тектонических деформаций. Многие из структур имеют амплитуды в диапазоне от 200 до 400 м, расположены в линейных зонах антиклиналей по разломам. Местные антиклинали сформированы до неогена. Древние антиклинали были выявлены в некоторых областях, например, на подножиях Бухарской и Чарджоуской ступеней, на поднятии Бадхыз-Маймане, и в прогибе Копет-Даг и в прилегающих районах к востоку и северу. Некоторые антиклинальные структуры юры и мела испытывали непрерывное поднятие в неогеновое время, и другие были погребены под более молодыми породами. Различные местные структуры присутствуют на Каракумском поднятии и на моноклинали Бахардок. Эти изометрические структуры, по площади небольшие поднятия, с диаметром меньше 50 м. Судя по всему, они присутствовали в неогеновое время, так как многие из структур на моноклинали Бахардок наклонены и открыты на севере [25].

В пределах Приамударьинской области по истории осадконакопления Аму-Дарьинского бассейна продуктивные коллекторы прогнозируются в интервале верхнеюрских и нижнемеловых отложениях [8].