Геолого-геохимические условия нефтегазоносности мезозойских отложений Восточно-Ставропольской впадины

Актуальность проблемы. Большинство нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений Ставропольского края находится на завершающей стадии разработки, что затрудняет нормальное функционирование топливно-энергетического комплекса региона. В этих условиях решение проблемы стабильного снабжения края углеводородами (УВ) из собственных месторождений становится все более актуальным.

Реальными путями наращивания ресурсной базы УВ являются, главным образом, открытие, разведка и освоение новых залежей. При этом в качестве одного из наиболее перспективных объектов рассматриваются глубокопогруженные мезозойские отложения Восточно-Ставропольской впадины (ВСВ). Проведенные на этой территории ранее геологоразведочные работы (ГРР) не позволяют сделать однозначных и достаточно обоснованных заключений, касающихся различных аспектов процесса поиска залежей нефти и газа. Существует ряд нерешенных проблем, связанных с выяснением особенностей геологического строения и нефтегазоносности мезозойского комплекса пород. Для решения этих проблем требуется детальное изучение условий осадконакопления, закономерностей изменения литологического состава пород и содержания в них органического вещества (ОВ), степени его преобразования. Необходимо также обоснование условий генерации, миграции, аккумуляции УВ, установление времени формирования ловушек, выполнение качественной и количественной оценки перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений.

Целью работы является оценка перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений ВСВ на основе комплексных геолого-геохимических исследований.

Основные задачи исследований:

1. Уточнение геологического строения, литолого-фациальных и палеогеографических условий образования мезозойского комплекса пород всв.

2. Выявление закономерностей изменения по площади и разрезу состава и свойств ОВ, рассеянного в породах мезозойского возраста.

3. Разработка модели нефтегазообразования и нефтегазонакопления в мезозойских отложениях.

4. Качественная и количественная оценка перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений.

Научная новизна:

1. Уточнена модель геологического строения ВСВ, составленная с использованием современных программных продуктов обработки информации.

2. На основе комплекса геолого-геохимических показателей разработана новая модель генерации нефти и газа в мезозойских отложениях ВСВ.

3. Разработана схема формирования залежей УВ в мезозойских отложениях ВСВ и сопредельных территорий, впервые учитывающая возможность их переформирования в процессе геологического развития региона.

4. На базе новой геолого-геохимической информации проведена качественная и количественная оценка перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений в пределах изучаемой территории.

Основные защищаемые положения:

1. Условия накопления ОВ в мезозойских отложениях ВСВ, закономерности изменения его содержания, состава и свойств. Накопление ОВ связано с фациями, выраженными преимущественно глинистыми разностями, формировавшимися в восстановительных условиях морского бассейна. В нижнесреднеюрских отложениях получили распространение ОВ смешанного кероген II типа) и гумусового (кероген III типа) составов, в нижнемеловых отложениях — OB смешанного состава.

2. Глубинная и площадная катагенетическая зональность OB мезозойских отложений. В восточной, наиболее погруженной части территории исследования, мезозойские (юрские и частично нижнемеловые) отложения подверглись наибольшему катагенетическому преобразованию и находятся в главной (глубинной) зоне газообразования (ГЗГ), на остальной части — в главной зоне нефтеобразования (ГЗН).

3. Общая схема формирования залежей УВ в ВСВ, объясняющая образование газоконденсатных залежей в отложениях нижнего мела (апт-альб) на изучаемой и сопредельных территориях путем перетока газообразных УВ из отложений нижней и средней юры.

4. Качественная и количественная оценка перспектив нефтегазоносности мезозойских отложений ВСВ с учетом изменений, происходивших на разных этапах геологического развития изучаемой территории, подтверждающая целесообразность поиска здесь скоплений УВ.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа выполнена в рамках Паспорта специальности 25.00.12 Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений.

В соответствии с формулой специальности в диссертационном исследовании детально изучено геологическое строение мезозойских отложений ВСВ, а также определены геолого-геохимические предпосылки формирования месторождений УВ. Результаты научных исследований соответствуют следующим пунктам, указанным в формуле:

— разработка и совершенствование теоретических основ формирования различных типов месторождений нефти и газа, изучение особенностей их геологического строения и закономерностей пространственного размещения в различных геотектонических областях земной корыопределение геологических предпосылок формирования месторождений и поисковых признаков;

— совершенствование методов поисков и разведки месторождений нефти и газа.

В соответствии с областью исследования специальности 25.00.12 Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений проблемы, рассмотренные в диссертационной работе, соответствуют пунктам:

— геохимия нефти и газа;

— условия формирования скоплений нефти и газа в земной коре;

— миграция УВ.

Практическая значимость работы. Использование разработанной модели нефтегазообразования, а также общей схемы формирования залежей УВ в мезозойских отложениях ВСВ позволяет обосновано планировать поисково-разведочные работы на нефть и газ на территории Ставропольского края.

Реализация результатов работы. Полученные автором результаты использованы при выборе основных направлений и планировании ГРР на нефть и газ в мезозойских отложениях Восточного Предкавказья (территория деятельности ООО «РН — Ставропольнефтегаз»).

Фактический материал. Основой диссертационной работы послужили результаты экспериментальных и теоретических исследований, проведенные автором в период с 2006 по 2011 годы. Автором собран и обработан обширный материал по данным бурения 380 скважин, геохимическим, геофизическим и гидрогеологическим исследованиям, проведенным в пределах ВСВ и на сопредельных территориях: результаты изучения кернового материала (1070 образцов пород) и ОВ пород (химико-битуминологический анализ — 1870 определений, спектральный анализ — 130 определений, пиролитические исследования в модификации «Коск-Еуа1» — 44 определения, углепетрографический анализ — 400 определений, микроскопическое изучение шлифов пород — 45 определений), устьевых и глубинных проб водорастворенных и свободных газов (79 определений). При выполнении работы использовались также некоторые материалы научных и производственных организаций (НИИ ПНТ НП СевКавГТУ, ОАО «СевКавНИПИгаз», ООО «РН — Ставропольнефтегаз», ИГиРГИ и др.) и многочисленные публикации, посвященные данной тематике.

Апробация и публикации. Основные положения диссертации прошли первичную апробацию на III и IV научно-практических конференциях молодых ученых и специалистов «Газовой отрасли — энергию молодых ученых!» (г. Ставрополь, 2008 и 2010 гг) — XII региональной научно-технической конференции «Вузовская наука — Северо-Кавказскому региону» (г. Ставрополь, 2008 г.) — XXXVIII научно-технической конференции по итогам работы профессорско-преподавательского состава СевКавГТУ за 2008 год (г. Ставрополь, 2009 г), IX Международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (г. Москва, 2009 г.), VIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и научных работников «Международные и отечественные технологии освоения природных минеральных ресурсов и глобальной энергии» (г. Астрахань, 2009 г.).

Публикации: Основные положения диссертационной работы опубликовано в 12 работах, из них пять — в журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 169 страницах, иллюстрируется 53 рисунками, содержит 6 таблиц и список литературы из 88 наименований.

Заключение

.

Проведённые автором исследования позволяют сделать следующие выводы о геолого-геохимических условиях нефтегазоносности мезозойских отложений ВСВ.

1. На основании реконструкции условий осадконакопления в мезозойское время на территории ВСВ было установлено, что ОВ мезозоя формировалось в морском бассейне за счёт отложения и накопления остатков преимущественно морских организмов.

2. По данным изучения геохимического материала, характеризующего нефтегазо-генерационные возможности пород, в разрезе мезозойских отложений выделяются следующие НГМП: терригенные отложения нижней, средней юры и нижнего мела, содержащие ОВ преимущественно смешанного состава.

3. Количественные значения геохимических параметров (Сорг, ХБ, СББ, ТОС, Бь 82, Тшах) свидетельствуют о том, что на современном этапе геологического развития исследуемой территории НГМП мезозойского возраста обладают в основном низким остаточным генерационным потенциалом и в значительной степени исчерпали свои нефтематеринские возможности.

4. Моделирование процессов эволюции ОВ позволило установить, что максимальная реализация его нефтематеринского потенциала в мезозойских отложениях на территории ВСВ наступает в интервале значений Тшах ~ 422 462 °С (Я0 ~ 0,45 1,15%), соответствующем ГЗН. Полученные результаты позволяют определять в разрезе мезозойских отложений пространственное положение границ ГЗН.

5. Изучение положения зон преимущественной нефтеи газогенерации показало, что в восточной, наиболее погруженной части.

ВСВ, мезозойские (юрские и частично нижнемеловые) отложения находятся в ГЗГ, на остальной части территории исследования — в ГЗН.

6. Выполненная качественная и количественная оценка перспектив нефтегазо-носности, а также разработанная схема формирования залежей УВ позволяют обоснованно планировать поиски газоконденсатных скоплений в юрских отложениях юго-восточной части ВСВ, а в нижнемеловых отложениях — в зоне ее сочленения с восточным склоном СС и с ПСП.