Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Зилаирского синклинория Южного Урала тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Исмагилов, Рустем Айратович

• Исмагилов, Рустем Айратович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Исмагилов, Рустем Айратович

Введение.

Глава 1. История исследований.

1.1 Геологические исследования.

1.2 Геофизические исследования.

Глава 2.Стратиграфия.

2.1 Стратиграфия аллохтонного комплекса.

2.2. Стратиграфия автохтонного комплекса.

Глава 3. Тектоника.

3.1 Предуральский краевой прогиб.

3.2 Зона Уралтау.

3.3 Башкирский антиклинорий.

3.4 Зилаирский синклинорий.

3.5 Кракинский офиолитовый аллохтон.

3.6 Сакмарский офиолитовый аллохтон.

3.7 Структура нижнего этажа аллохтонного комплекса.

3.8 О структурных особенностях сочленения Башкирского антикли-нория с Зилаирским синклинорием.

3.8.1 Аль-Бакарская антиклиналь.

3.8.2 Южно-Кургасская антиклиналь.

3.8.3 Кувалатская синклиналь.

3.9 Структура автохтонного комплекса.

3.9.1 Сакмаро-Икская зона.

3.9.2 Назаровское поднятие.

Глава 4. Коллекторы нефти и газа и закономерности их размещения.

4.1 Западный Башкортостан.

4.2 Рифовая зона Предуральского прогиба.

4.3 Центральная зона Предуральского прогиба.

4.4 Зилаирский синклинорий.

4.4.1 Автохтонный комплекс.

4.4.2 Нижний структурный этаж аллохтонного комплекса.

4.4.3 Верхний структурный этаж аллохтонного комплекса.

Глава 5 Перспективы нефтегазоносности Зилаирского синклинория.

5.1 Поднадвиговые структуры.

5.2 Зилаирская свита (аллохтон).

5.3 Девонские рифогенные известняки.

5.4 Структурные поднятия центральной зоны Зилаирского синкли-нория.

5.5 Офиолиты.

5.6 Гидрогеология.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Зилаирского синклинория Южного Урала»

Актуальность темы исследования. В настоящее время все крупные месторождения в Волго-Уральской области находятся на завершающей стадии разработки, а добыча нефти сокращается. Одной из возможностей стабилизации и увеличения добычи углеводородов является открытие новых месторождений в области складчатого Урала. Здесь известен ряд крупных межгорных впадин, выполненных мощными толщами осадочных пород, перспективных для поисков углеводородного сырья. На Южном Урале к ним относятся Зилаирский синклинорий, Присакмарская и Кизильская зоны Магнитогорского синклинория.

Настоящая работа посвящена рассмотрению геологии и перспектив нефтегазоносности Зилаирского синклинория.

Цель исследования. Оценить перспективность на нефть и газ Зилаирского синклинория Южного Урала в пределах Республики Башкортостан и выявить объекты для постановки поисково-разведочных работ.

Задачи исследования.

1. Получить новые и проанализировать имеющиеся материалы по геолого-съемочным, тематическим и геофизическим работам, а также данные поисково-разведочного и параметрического бурения, составить геологические и структурные карты и профильные разрезы через Зилаирский синклинорий и зону его сочленения с Предуральским прогибом.

2. Собрать и обобщить данные по нефтегазопроявлениям и коллекторским свойствам пород аллохтона и автохтона, выявить закономерности их распространения.

3. Выделить перспективные на нефть и газ объекты (антиклинали, погребенные рифы и др.), на которых предложить конкретные рекомендации по комплексу поисково-разведочных работ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Зилаирский синклинорий представляет собой перспективный на нефть и газ регион, тектоника которого определяется развитием шарьяжно-надвиговых дислокаций и связанных с ними складчатых структур.

2. На западном крыле Зилаирскош синюшнория первоочередной для поисковых работ является выделенная автором Сакмаро-Икская зона подаллохтонных складок, продолжающих к востоку Предуральский краевой прогиб. В ее южной части, под аллохтонной Касмарской антиклиналью, геофизикой (грави- и сейсморазведка) выявлено высокоамплшудное Назаровское поднятие. В этой зоне прогнозируется открытие месторождений, аналогичных обнаруженным в восточной части Предуральского прогиба.

3. Значительный интерес для поисков углеводородов представляют выделенная автором по данным геологической съемки крупная Южно-Кургасская антиклиналь, а также Аль-Бакарское сейсмическое поднятие, расположенные во внутренней зоне Зилаирского синюшнория на продолжении к югу Кургасского поднятия Башкирского антиклинория.

Складчатый Урал является промышленно развитым районом и важной рудной базой России. Благодаря интенсивной разведке и добыче полезных ископаемых, геология Урала изучалась многими поколениями геологов. Более двухсот лет на примере этой горной области разрабатываются важнейшие вопросы практической и теоретической геологии: стратиграфия палеозоя и верхнего докембрия, тектоника, закономерности размещения и генезис рудных полезных ископаемых, минералогия, геоморфология, гидрогеология и др. Вместе с тем в геологии Урала остаются спорные проблемы.

В последние 25-30 лет доказано, что Урал имеет сложное шарьяжно-надвиповое строение (М.А. Камалетдинов, Ю.В. Казанцев, Т.Т. Казанцева, А.ВЛейве, Г.А. Смирнов, Б.А. Соколов, В.В. Юдин и др.). Это явилось важным научным открытием, коренным образом изменившим традиционные представления о геологии, происхождении и истории развития Уральского горно-складчатого пояса Кроме того, это впервые позволило высказать мнение о перспективности на нефть и газ Уральского орогена, который ранее считался исключительно рудной кладовой страны.

Существование шарьяжей на Урале в предположительной форме отмечалось еще в конце двадцатых и в тридцатые годы прошлого столетия в работах Г.Н.Фредерикса, АДАрхангельского, Е.А. Кузнецова, О.Ф.Нейман-Пермяковой, Е.Е. Захарова, А.А. Бло-хина, Д.К. Зегебарта, В.Н. Крестовникова, В.А. Варсанофьевой, A.JI. Яншина и других исследователей. Однако мнение о существовании аллохтонных структур, свидетельствующих о крупных горизонтальных движениях горных пород, в то время не согласовывалось с традиционным мнением о простом блоково-складчатом строении Урала, сформированном вертикальными движениями земной коры. Были обнаружены и ошибки, допущенные геологами-шарьяжистами при картировании отдельных дислокаций, которые оппоненты истолковали как несостоятельность самой мобилистской концепции. Поэтому большинство уральских геологов в те годы выступили против идеи покровного строения Урала.

Последовал запрет на^шарьяжные структуры"и со стороны официальных органов, в результате чего публикации о них на долгие годы прекратились. В дальнейшем о шарьяжах стали упоминать, как о некогда существовавших ошибочных идеях в тектонике Урала.

Детальные геологические исследования, сопровождавшиеся бурением глубоких скважин, проведенные на Урале в 60-е и последующие годы, показали, что шарьяжи и надвиги здесь действительно пользуются широким распространением, что названный складчатый пояс представляет собой сложный пакет надвинутых друг на друга аллохтонных пластин перемещенных с востока на десятки и сотни километров.

Глубокое бурение и геофизические исследования показали, что обнажающиеся на Урале вулканогенно-осадочные образования палеозоя и рифея во многих местах подстилаются снизу отложениями палеозойского возраста, платформенного и субплатформенного типа, представляющими интерес, как объект нефтепоисковых работ.

Глубина залегания автохтонного палеозоя под аллохтонными образованиями протерозоя и палеозоя различна, местами она составляет лишь сотни метров и, следовательно, вполне доступна для вскрытия бурением. Глубокие скважины, пробуренные в Зила-ирском синклинории западного склона Южного Урала, показали, что под флишоидными терригенными толщами орогенного девона и карбона залегают одновозраст-ные преимущественно карбонатные отложения, представленные платформенными фациями.

Монография. М.А. Камалетдинова «Покровные структуры Урала» была опубликована в 1974 году, с тех пор прошло более 30 лет и за это время пробурены новые глубокие скважины, проведен значительный комплекс геофизических исследований, а также геолого-съемочные и тематические работы, получены важные данные, позволяющие уточнить и детализировать геологическое строение различных районов Зилаирского синклинория. Кроме того, в этой монографии не рассматривались перспективы нефтегазоносности. Появились и работы, в которых вновь оспаривается ведущая роль шарьяжных структур в геологии Урала и происходит возврат к старым взглядам о ступенчато-блоковом строении Зилаирского синклинория (Шевчун и др.). Детальный анализ геологического строения с использованием данных глубокого бурения позволил автору утвердиться во мнении о главенствующей роли покровной тектоники в строении названной структуры. Автором впервые выявлен ряд новых перспективных на нефть и газ антиклинальных складок, в пределах которых предлагается комплекс поисково-разведочных работ.

Скважины, пробуренные в разных зонах Зилаирского синклинория и на его западном крыле обнаружили значительные газопроявления, свидетельствующие о перспективах рассматриваемой области на поиски углеводородов.

Автор настоящей работы в течение семи лет выезжал в геологические экспедиции, на западный склон Южного Урала, включая Зилаирский синклинорий, как в составе отрядов Институт геологии УНЦ РАН, так и самостоятельно.

При составлении настоящей работы автор пользовался научными консультациями и советами д.г.-м.н. М. А. Камалетдинова, Т.Т. Казанцевой, Р.Х. Муслимова, А.Г. Гумеро-ва, А.В. Бакиева, Р.А. Валиуллина, к.г.-м.н. НС. Гатиятуллина, В.Г. Изотова, JI.M. Ситди-ковой, М.Ю. Аржавитиной, которым выражает свою искреннюю благодарность.

Автор глубоко признателен научному руководителю д. г.-м.н. Ю.В. Казанцеву за внимательное отношение и постоянную помощь в работе.

Заключение диссертации по теме «Геология, поиски и разведка горючих ископаемых», Исмагилов, Рустем Айратович

Заключение

Изложенные в работе сведения о геологическом строении Зилаирского синклинория наряду с многочисленными газопроявлениями в скважинах свидетельствуют о его высокой перспективности на нефть и газ. Следовательно, геолого-поисковые работы на этой структуре должны быть продолжены.

Исследования автора дополнили существовавшие знания о геологическом строении и нефтегазовом потенциале рассматриваемой области.

В качестве новых данных, полученных автором, могут быть отмечены следующие:

1. По данным геологических съемок, бурения глубоких скважин и сейсморазведки им составлены оригинальная структурно-геологическая карта и разрезы, пересекающие в широтном направлении весь Зилаирский синклинорий и зону его сочленения с Предуральским краевым прогибом. Платформенные формации последнего впервые прослежены к востоку под аллохтонами на 20 км в виде меридиональной полосы от левобережья р. Белой до южной границы Республики Башкортостан на протяжении более 120 км. Данная зона выделена автором под названием Сакмаро-Икской. В ее пределах выявлены антиклинальные складки, по форме и размерам тождественные структурам Предуральского прогиба и перспективные на поиски нефти и газа в отложениях карбона, девона, силура и ордовика. Здесь рекомендуется комплекс геологоразведочных работ, включающий сейсморазведку и бурение поисково-разведочных скважин.

2. Методом изучения зеркала мелкой складчатости в зилаирской свите по р. Б.Ик автор впервые выделил крупную Южно-Кургасскую структуру, располагающуюся на продолжении к югу оси древней (байкальской) Кургасской антиклинали Башкирского антиклинория, сложенной породами докембрия. Здесь ожидается развитие отложений палеозоя платформенного (субплатформенного) типа, подобных тем, которые обнажаются в разрезах широтного течения р. Белой.

3. Автор впервые выделил положительные структурные формы, приуроченные к тектоническим полуокнам (Южно-Кракинскому, Западно-Сакмарскому, Восточно-Сакмарскому), на которых рекомендуются дальнейшие сейсморазведочные и поисковые работы на нефть и газ.

4. В качестве новых объектов для поисков нефти и газа в Зилаирском синклинории автор предлагает рифогенные известняки нижнего и среднего девона и прогнозирует зоны их развития под отложениями зилаирской свиты.

5. Автор впервые вводит в сферу интересов нефтяников мощные массивы серпентинитов зон меланжа, в трещиноватых разностях которых могут содержаться скопления углеводородов, подобные североамериканским и кубинским.

6. Автор прогнозирует возможные ареалы распространения под палеозоем рифейских пород, испытавших длительную предордовикскую денудацию, способствующую образованию благоприятных коллекторов. Докембрийские образования, по мнению автора, могут быть вскрыты на глубинах от 5 до 7-8 км на Южно-Кургасской, Аль-Бакарской, Назаровской и других антиклиналях.

7. В Зилаирском синклинории автор выявил две генерации герцинской складчатости. Первая связана с крупномасштабным шарьированием аллохтонных масс с формированием интенсивной мелкой складчатости и кливажа в отложениях зилаирской свиты, вторая выражена совместным смятием пород аллохтона и автохтона с образованием крупных и в целом согласованных структурных форм. Знание подобной согласованности позволяет применить более эффективную методику поисков здесь поднадвиговых нефтегазоносных антиклиналей.

8. Анализ площадного распространения коллекторских свойств палеозойских пород, проведенный автором, показал, что первично-поровые коллекторы распространены в пределах платформенной области, где проявление герцинской складчатости было существенно ослаблено, а трещинные коллекторы свойственны складчатому Уралу и Предуральскому краевому прогибу, испытавшим в герцинское время интенсивное тектоническое сжатие с образованием контрастных структурных форм.

9. Залежи нефти и газа на рассматриваемой территории, по мнению автора, могут быть обнаружены по всему разрезу развитых здесь терригенных и карбонатных пород палеозоя, как в аллохтоне, так и в автохтоне.

Аллохтонный комплекс образуют интенсивно дислоцированные, в основном терригенные отложения орогенного типа, которые южнее р. Б.Ик имеют возраст от верхнего девона до ассельского яруса нижней перми включительно. В западной, краевой части аллохтонного комплекса, где происходит существенное его утонение, бурение скважин показало малую его перспективность на поиски углеводородов. Однако с погружением подошвы надвигов нефтегазовый потенциал аллохтона возрастает. Скв. 3 Асташской площади, например, при испытании зилаирской свиты дала приток газа дебитом 10 тыс. м /сут.

Автохтон сложен преимущественно карбонатными породами платформенного типа, прослеженными, как отмечалост выше, к востоку под аллохтон-ным комплексом западного крыла Зилаирского синклинория. Эта Сакмаро-Икская полоса поднадвиговых складок относится к числу наиболее перспективных на нефть и газ. Скважина № 2 Асташ при испытании известняков среднего карбона поднадвига, дала газ дебитом 300 ООО м /сутки. Судя по данным сейсморазведки, скважина №11 выявила южную часть сложно построенного карбонатного поднятия пород автохтона (параавтохтона), состоящего из двух надвинутых одна на другую антиклинальных складок. К западу от них в данном пересечении намечается существование не менее трех положительных структур.

Зафиксированные при бурении скважин притоки природного газа в отложениях франского и фаменского ярусов, а также нижнего и среднего карбона, свидетельствуют о возможности открытия здесь при благоприятных структурных условиях, его промышленных скоплений.

С целью поисков новых месторождений нефти и газа целесообразно продолжить детальные сейсмические работы и бурение глубоких скважин на выявленных и прогнозируемых структурах, а также севернее и восточнее скважины №11.

Крупное Назаровское поднятие, выявленное в последние годы гравиметрическими и сейсмическими исследованиями в южной части Зилаирского синклинория является потенциально нефтегазоносной структурой, в своде которой необходимо пробурить глубокую скважину для изучения разреза и его нефтегазоносности. Скопления углеводородов здесь ожидаются в мощном автохтонном комплексе под отложениями зилаирской свиты. Крупные размеры структуры в плане (15 х 25 км) и высота свыше 1000 м позволяют относить ее к числу первоочередных для поисково-разведочных работ.

Перспективными на поиски нефти и газа являются крупные структуры центральной зоны Зилаирского синклинория: Южно-Кургасская и Аль-Бакарская, осложняющие восточное, взброшенное крыло регионального Покровского надвига. В основании этих структур предполагается развитие интенсивно дислоцированных рифейских пород, продолжающихся из Башкирского антиклинория к югу и подстилающих дно Зилаирского синклинория.

Южно-Кургасская структура пока не изучена сейсмическими методами и бурением, хотя достаточно надежно следится по зеркалу мелкой складчатости в отложениях зилаирской свиты, а на Аль-Бакарской антиклинали проведены сейсмические работы и пробурена скважина № 3 Сосновка до глубины 5015 м, остановленная в кремнисто-глинистой толще предположительно франского яруса. Ниже по разрезу можно предполагать развитие карбонатно-глинистого разреза девона, силура и ордовика, где могут содержаться скопления нефти и газа.

Из стратиграфических комплексов палеозоя Зилаирского синклинория весьма сложно построены девонские отложения. Среди них выделяются три типа разреза: субплатформенный (западный), рифовый, слагающий Мурады-мовский аллохтон, и кремнисто-терригенный в Покровском надвиге.

Региональная нефтегазоносность отложений платформенного типа в Вол го - Уральской области доказана открытием в них большого количества месторождений углеводородов.

Связь промышленных богатых скоплений жидких и газообразных углеводородов с погребенными рифовыми постройками различного возраста известна давно. Крупные залежи нефти и газа содержатся в рифах верхнего девона возраста на восточном борту впадины Альберта в Западной Канаде, рифы нижнего карбона нефтегазоносны в предгорьях Скалистых гор. Значительные скопления углеводородов содержатся в рифах пермского возраста в Пермской впадине Се-веро-Американской платформы, в рифах мелового возраста в Ирано-Иракской нефтегазоносной провинции.

Особенности строения и условия формирования девонских рифов Зилаирского синклинория и нижнепермских рифов Предуральского прогиба во многом сходны между собой. Как первые, так и вторые являются рифами барьерного типа, отличающимися большой протяженностью и длительностью формирования. И те и другие сложены светлыми, массивными, химически чистыми, инкрустированными известняками большой мощности.

Формирование девонских рифов происходило на склоне платформы, вдоль границы смены глубоководного морского бассейна, мелководным эпи-континентальным морем. В аналогичных геотектонических условиях формировались и нижнепермские рифы Предуральского прогиба, содержащие богатые скопления нефти и газа. Указанные признаки сходства девонских рифов Зилаирского синклинория с нефтегазоносными нижнепермскими массивами, свидетельствуют о потенциальной нефтегазоносности первых, там, где они находятся в погруженном положении под осадками зилаирской свиты.

Исходя из особенностей геологического строения Зилаирского синклинория можно предполагать распространение следующих типов залежей нефти и газа: 1) залежи массивного типа могут встретиться в девонских рифогенных известняках и в трещиноватых аргиллитах и песчаниках зилаирской свиты, 2) залежи пластовые и сводовые могут иметь место в песчаниках и карбонатных пластах нижнего девона и карбона, 3) тектонически-экранированные залежи могут содержаться под тектоническими покровами, а также в зонах дизъюнктивных нарушений различного типа, 4) литологически экранированные залежи могут иметь место в песчаниках среднего девона, например мурадымовской свиты и в зилаирской свиты верхнего девона.

Итак, Зилаирский синклинорий является перспективным объектом для поисков месторождений нефти и газа, где целесообразно продолжение поисково-разведочных работ.

Научно-практическая значимость и реализация работы. Автором научно обосновывается перспективность на содержание углеводородов Зилаирского синклинория Южного Урала и даются рекомендации по поискам месторождений нефти и газа на всей его территории, которые могут привести к открытию новых скоплений этого ценного минерального сырья.

Результаты исследований автора были использованы при составлении государственных научно-технических программ, направленных на открытие новых месторождений нефти и газа в Республике Башкортостан: «Агидель», 2006 г; «Сравнительный анализ геологии Волго-Уральской области и Сибирской платформы», 2007 г; «Поволжье», 2008 г.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и результаты исследований опубликованы автором в 21 научной статье и докладывались на международных и региональных научно-практических конференциях, выставках и совещаниях.

Список научных конференций, в которых принял участие диссертант с докладами: Всероссийская научно-практическая конференция УРАЛЭКОЛОГИЯ. Природные ресурсы, Уфа-Москва, 2005.

Международная научная конференция «Углеводородный потенциал фундамента молодых и древних платформ (перспективы нефтегазоносности и оценка его роли в формировании и переформировании нефтяных и газовых месторождений)», Казань, 2006.

Межрегиональная научно-практическая конференция «Геология, полезные ископаемые и проблемы геоэкологии Башкортостана», Уфа, 2006.

Международный полевой семинар «Докембрий Южного Урала», Санкт-Петербург, 2006.

XVI Международная выставка «Газ. Нефть. Технологии» Уфа. 2008.

Международная презентация «Башкортостан: 450 лет с Россией» в штаб-квартире ЮНЕСКО в Париже 26-28 марта 2008 г.

Международная научно-практическая конференция «Цитологические и геохимические основы прогноза нефтегазоносности». Санкт-Петербург. 30 июня-4 июля 2008.

Работа заслушивалась и позитивно оценена на совместном заседании кафедр «Геологии нефти и газа» и «Полезных ископаемых» геологического факультета Казанского государственного университета 18 июня 2007 г; на расширенном заседании лаборатории геотектоники Института геологии Уфимского научного центра Российской академии наук 19 сентября 2007 г; на объединенном заседании советов «Геологии нефти и газа» и «Общей и теоретической геологии» Академии наук Республики Башкортостан 10 ноября 2008 г.

Р.А. Исмагилову присуждён грант правительства Республики Башкортостан за 2007 год.

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 6 работ в ведущем издании, рекомендованном ВАК.