Стратиграфический объем региональных нефтегазоносных комплексов и флюидоупоров не является постоянным в контурах всей провинции, но скольжение их границ сравнительно невелико (обычно 1—2 яруса). Выделение комплексов должно базироваться на доказательстве их гидрогеологической разобщенности, «независимости» друг от друга, поскольку содержащиеся в каком-либо проницаемом комплексе залежи углеводородов формировались в основном в процессе внутрирезервуарной миграции продуктов превращения органического вещества.
Внутрирезервуарная миграция может осуществляться как по отдельным пластам, по их восстанию (боковая или латеральная миграция), так и сквозь проницаемую толщу снизу вверх до подошвы регионального или зонального флюидоупора (вертикальная миграция).
Межрезервуарной миграцией называется перемещение флюидов из одного комплекса в другой сквозь региональную или зональную покрышку. Путями такого перемещения, как правило, являются разрывные нарушения.
В результате межрезервуарной миграции могут быть сформированы отдельные залежи в многопластовых месторождениях. Однако нет сколько-нибудь убедительных доказательств образования зон регионального нефтегазонакопления (т. е. крупных районов и областей) в верхнем проницаемом комплексе исключительно за счет межрезервуарной миграции флюидов из нижнего комплекса. Справедливость этого важнейшего положения нефтяной геологии будет показана ниже при описании нефтегазоносных комплексов Туранской, Скифской и Западно-Сибирской плит.
Нефтегазоносные комплексы Среднеазиатской провинции
На Туранской плите в разрезе мезозойско-кайнозойских отложений выделяются три региональных проницаемых комплекса, разобщенных и перекрытых тремя непроницаемыми толщами (рис. 47).
Оптимальное их соотношение установлено в Бухаро-Хивинской (Амударьинской) области, разрез которой можно принять в качестве эталонного для Средней Азии.
К числу проницаемых комплексов в эталонном разрезе относятся юрский терригенно-карбонатный, неоком-нижнеаптский карбонатно-терригенный и альб-сеноманский террнгенный. Флюидоупорами служат верхнеюрский (кимеридж-титонский) глинистый и хемогенный комплекс, верхнеаптская глинистая толща, верхнемеловая (начиная с туронского яруса) и палеогеновая карбонатно-глинистая толща [49].
Ниже приводится краткая литологическая характеристика проницаемых и флюидоупорных комплексов.
Юрские отложения. Первый проницаемый комплекс. В юрском проницаемом комплексе обособляются две толщи, вероятно, гидродинамически связанные между собой — нижне-среднеюрская и келловей-оксфордская.
Нижне-среднеюрские образования представлены ритмично чередующимися песчаниками, алевролитами и аргиллитами с углистым детритом.
Прибрежно-континентальные фации нижней — средней юры характерны для Горного Мангышлака, Туаркыра, Южно-Мангышлакско-Усиортской зоны прогибов, погруженных участков Бухарской и Чарджоуской ступеней Амударьинской впадины.
В разрезе здесь присутствуют прослои и пачки глинистых пород, содержащих фауну солоноватоводных пелеципод и фораминифер. Фораминиферы описаны из отложений байосского и батского ярусов Южного Мангышлака [32]. Мощность осадков колеблется от нескольких десятков метров на сводовых поднятиях и бортах впадин до 700—1200 м в центрах депрессий. А. Г. Бабаев [12] рассматривает прибрежно-континентальные фации нижней — средней юры как угленосную паралическую формацию.
Существенно морские алеврито-глинистые образования лейаса и доггера с фауной аммонитов известны вблизи Копет-Дага, в районе Большого Балхана, где их мощность составляет 2,5—3,0 км. Они, по-видимому, присутствуют и внутри Предкопетдагского прогиба и Мургабской впадины.
Угленосная паралитическая формация нижней — средней юры Бухаро-Хивинской и Южно-Мангышлакской областей и морские осадки Южной Туркмении сходны по строению и условиям образования с большехетской серией Усть-Енисейского района Западной Сибири.
На Туранской плите, как и в Западной Сибири, начало позднеюрской эпохи ознаменовалось региональной морской трансгрессией. Келловей-оксфордские отложения в Западном Узбекистане и Юго-Восточной Туркмении представлены пелитоморфными, неравномерно доломитизированными, участками кавернозными и рухляковыми известняками. Они расчленяются на несколько пачек, отличающихся друг от друга по степени проницаемости. Поэтому одни пачки келловея — Оксфорда служат резервуарами нефти и газа, а другие являются зональными и локальными покрышками.
В северо-восточной части Бухарской ступени, в Южном Мангышлаке и Устюрте в низах келловея распространены алеврито-песчаные породы, а верхнекелловей-оксфордские слои сложены глинами.
Почти чистые известняки келловея — Оксфорда характерны для пригеосинклинальной зоны плиты (Большой Балкан, Предкопетдагский прогиб), где их мощность достигает 800—1000 м. В более северных районах мощность келловей-оксфордскнх отложений варьирует от 50—100 м на поднятиях до 300—400 м в депрессиях.
Нижне-среднеюрские и келловей-оксфордские толщи представляют собой два подкомплекса единой проницаемой осадочной серии, Соотношения обоих подкомплексов в Устюрте и Южном Мангышлаке подобны тем, какие существуют между тюменской (нижняя — средняя юра) и васюганской (келловей — Оксфорд) свитами и тюменской свитой и вогулкинской толщей (верхняя юра) в Западной Сибири, Глинистые осадки верхнего келловея, Оксфорда и кимериджа в Устюрте и Южном Мангышлаке (аналогично абалакской свите Нижнего Приобья) выполняют функции зональной покрышки над нижнеюрско-нижнекелловейским проницаемым подкомплексом.
Юрские отложения. Первый непроницаемый комплекс. Кимеридж-титонские отложения образуют первый снизу региональный непроницаемый комплекс в разрезе мезозоя и кайнозоя Южной Туркмении и Западного Узбекистана. В центре Амударьинской впадины, в Мургабской и Афгано-Таджикской депрессиях к кимериджу — титону относится толща соли и ангидрита с прослоями глин и алевролитов. Ее мощность возрастает от нескольких десятков метров на границе Чарджоуской и Бухарской ступеней до 800—900 м в центре Мургабской впадины.
В Центральнокаракумской, Южно-Мангышлакской нефтегазоносных областях и в Устюртской синеклизе нет мощных соленосных толщ: здесь флюидоупором являются глины келловея — Оксфорда и глинисто-мергелистые породы с прослоями гипса, относимые к киме-риджу — титону. На отдельных поднятиях кимеридж-титонские слои уничтожены предваланжинской эрозией. В этих условиях может иметь место слияние юрского и неоком-нижнеаптского проницаемых комплексов.
Мощность верхнеюрской покрышки в северных районах плиты колеблется от 50—150 м (Центральнокаракумский свод) до 300—350 м (Устюртская синеклиза).
Нижнемеловые отложения. Второй проницаемый комплекс. В состав неоком-нижнеаптского проницаемого комплекса в Бухаро-Хивинской и Центральнокаракумской областях входят сероцветные и пестроцветные разнозернистые, нередко косослоистые пески и песчаники с пропластками алевролитов и глин (готеривский ярус}, сероцветные глины и известняки (барремский ярус) и чередующиеся пески и алевриты (нижнеаптский подъярус). К валанжину относится пачка известковистых глин мощностью 50—60 м.
Общая мощность отложений неокома и нижнего апта возрастает от 300—400 м на Центральнокаракумском своде до 1200—1500 м вблизи Копет-Дага.
Нижнемеловые отложения. Второй непроницаемый комплекс. Второй региональный непроницаемый комплекс представлен сравнительно однородной глинистой толщей верхнеаптского подъяруса. В Мургабской области верхнеаптские глины объединяются с нижнеальбскими. На Центральнокаракумском поднятии в верхнеаптской покрышке присутствуют не выдержанные по простиранию прослои песков и алевритов, которые служат резервуарами газовых залежей. Мощность второго непроницаемого комплекса колеблется от 50—100 м на вершинах поднятий и в северной прибортовой зоне Амударьинской впадины до 300—400 м в днище Мургабской депрессии.
Нижне-верхнемеловые отложения. Третий проницаемый комплекс. Альбский ярус характеризуется мелководноморскими песчано-глинистыми образованиями на обширной территории, лежащей к югу от Горного Мангышлака, Султануиздага и Кызылкумов, Кызылкумский массив в альбском веке в своей большей части был сушей. Мощность осадков изменяется от 100 до 1000 м, возрастая с севера на юг, в сторону альпийской геосинклинали. В разрезе альба выделяются две толщи; нижняя — преимущественно глинистая с морской фауной (нижний альб) и верхняя — глинисто-песчаная (средний — верхний альб). Осадки сеноманского яруса аналогичны средне-верхнеальбским, их мощность колеблется от 50—100 м в зонах поднятии до 200—500 м во впадинах.
На Центральнокаракумском своде к альб-сеноманскому проницаемому комплексу причленяются также песчано-алевритовые слои нижнего турона, а в центре Амударьинской и Мургабской впадин, наоборот, пески и алевриты сеномана сменяются глинами, в результате чего проницаемая толща ограничивается здесь средним — верхним альбом. Общая мощность третьего проницаемого комплекса претерпевает сложные изменения — сначала возрастает от Кызылкумов и Горного Мангышлака на юг, достигая 500—700 м в Южном Мангышлаке и Центральной Туркмении, а еще южнее сокращается и в центре Мургабской депрессии составляет 200—300 м вследствие глинизации сеноманских песков и алевритов.
Верхнемеловые отложения. Третий непроницаемый комплекс. В типовом разрезе Бухаро-Хивинской области непосредственной региональной покрышкой альб-сеноманекой проницаемой толщи служат плотные глины турона мощностью 50—100 м. В Мургабской впадине в состав этой покрышки кроме туронских глин также входят глинистые породы сеномана и мергели сенопа.
На Зеагли-Дарвазинском куполе Центральнокаракумского свода в верхней части туронского яруса развиты пески, резко сокращена мощность нижнетуронской глинистой покрышки, и подошва регионального флюидоупора поднимается в основание толщи сенонских мергелей.
Отложения сантона, кампана и Маастрихта, палеоцена и эоцена в Средней Азии представлены писчим мелом, мергелями, известняками и известковыми глинами. Их общая мощность колеблется от 400—500 до 1200—1500 м.
На Туранской плите вследствие ее значительной палеоструктурной расчлененности в турон-зоценовом флюидоупоре присутствуют зональные песчано-алевритовые горизонты, содержащие скопления нефти и газа. Это известковые песчаники Маастрихта в Кушкинском районе, на южном борту Мургабской впадины; проницаемые комплексы палеогена в области эпиплатформенного орогенеза (Ферганская, Афгано-Таджикская впадины, южная окраина Мургабской депрессии); линзовидные пласты песков в эоцене Прнаралья.
Нефтегазоносные комплексы Предкавказской провинции
В разных областях Предкавказской провинции количество и стратиграфические объемы проницаемых толщ и флюидоупоров неодинаковы. Однако нетрудно показать, что мезозойские нефтегазоносные комплексы и региональные покрышки Предкавказья, Средней Азии и Западной Сибири примерно одновозрастны.
Юрские отложения. Первый проницаемый комплекс. Этот комплекс включает в себя терригенные породы нижней — средней юры и келловея — аргиллиты, алевролиты, песчаники, известняки с пропластками угля. Отложения первого проницаемого комплекса присутствуют только в погруженных зонах, примыкающих к альпийской геосинклинали Кавказа. Их максимальная мощность оценивается в 2000—2500 м.
Юрские отложения. Первый непроницаемый комплекс. В оксфорд-титонское время на Кавказе происходило накопление глубоководных известковистых глин и мергелей, которые севернее сменялись брекчиевидными известняками и фациями барьерных рифов. На платформенном склоне отлагались мелководные песчано-глинистые осадки. В Азово-Кубанской впадине оксфордский ярус представлен известняками и глинами с прослоями гравелитов и брекчий мощностью от 100 до 700 м, кимериджский и титонский ярусы характеризуются пестроцветными глинами, песчаниками с прослойками мергелей, гипсов, ангидритов и каменной соли общей мощностью до 1400 м. В Восточном Предкавказье функции покрышки над первым проницаемым комплексом выполняют известняки, мергели, доломиты и глины Оксфорда.
Кимеридж-титонские отложения на северном борту Терско-Кумской впадины были размыты в берриасском веке; в пригеосинклинальной Терско-Сунженской зоне они выражены толщей известняков мощностью до 1500 м.
Нижнемеловые отложения. Второй проницаемый комплекс. Нижнемеловой проницаемый комплекс охватывает: терригенно-карбонатные осадки валанжина, распространенные только в Южном Предкавказье; песчаники, алевролиты с прослоями органогенно-обломочных известняков готерива — баррема; глинисто-песчаные пачки аптского яруса и кварц-глауконитовые песчаники нижнего альба. Все перечисленные толщи имеют мелководно- и прибрежно-морской генезис, причем наиболее широко распространены нижнеальбские песчаники, которые являются базальными по отношению к трансгрессивной морской толще среднего — верхнего альба. Общая мощность нижнемелового проницаемого комплекса варьирует в пределах 400—1300 м. В отдельных прогибах нижнемеловая проницаемая толща разделяется нижнеаптскими глинами па два подкомплекса — неокомский и апт-альбский [111].
Нижнемеловые отложения. Второй непроницаемый комплекс. В результате обширной средне-позднеальбской трансгрессии все Предкавказье, включая и северную, прибортовую часть Скифской плиты, было перекрыто мощной (до 400—500 м) толщей известковистых, пиритизированных глин. Наличие в породах сингеиетичного пирита в Восточно-Кубанском, Гудиловском и Терско-Кумском прогибах указывает на условия сероводородного заражения [17].
Верхнемеловые отложения. Третий (зональный) проницаемый комплекс. Третьим проницаемым комплексом Предкавказья является толща известковистых песчаников сеноманского яруса. Она присутствует в пределах Ейско-Березанского вала, Чернолесского прогиба и Прикумско-Тюленевского поднятия. Мощность толщи не превышает 60—80 м.
К третьему зональному проницаемому комплексу относятся также трещиноватые и кавернозные известняки турон-кампанского возраста, распространенные на отдельных участках Прикумско-Тюленевского вала, где с ними связаны залежи нефти.
Верхнемеловые отложения. Третий непроницаемый комплекс. Третий региональный флюидоупор представлен мелоподобными известняками, мергелями, известковистыми глинами турона—кампана общей мощностью до 600—800 м.
Маастрихтские глины и мергели содержат примесь песчаного материала, а в датском веке Предкавказье испытывало общее поднятие, сопровождавшееся неравномерным размывом меловых отложений.
Палеоцен-эоценовые отложения. Четвертый проницаемый комплекс. Палеоценовые отложения перекрывают образования меловой системы с размывом. В Центральном Предкавказье к палеоцену относится толща песчаников и алевролитов с редкими прослоями глин и раковинных известняков общей мощностью 200—800 м.
В Терско-Кумской впадине алевриты и пески замещаются глинами мощностью 150—200 м, которые накапливались в условиях некомпенсированного прогибания.
В ранне-среднеэоценовое время морская трансгрессия расширилась, охватив площадь всего Предкавказья, а также Прикаспийскую и Днепровско-Донецкую впадины Русской плиты. Нижне-среднеоэоценовая часть четвертого проницаемого комплекса представлена алевритами и песками с прослоями глин и мергелей мощностью до 400 м.
В Терско-Кумской депрессии в эоцене продолжалось накопление глин и мергелей в обстановке некомпенсированного прогибания. Общая мощность четвертого проницаемого комплекса в зонах его развития достигает 1000—1200 м.
Эоценовые отложения. Четвертый непроницаемый комплекс. Позднеэоценовое время ознаменовалось дальнейшим расширением трансгрессии и накоплением глинистых и мергелистых осадков общей мощностью 100—300 м.
Олигоцен-миоценовые отложения. Пятый и шестой нефтегазоносные комплексы. Выше верхнеэоценовон региональной покрышки выделяются два своеобразных осадочных комплекса, которые представляют собой сложное сочетание проницаемых и непроницаемых пород. Это отложения майкопской серии (олигоцен нижний миоцен) и толща глинисто-мергелистых образований с невыдержанными прослоями песков (средний — верхний миоцен).
Отложения майкопской серии лежат на подстилающих породах трансгрессивно, перекрывая местами размытые эоценовые и палеоценовые образования. По составу отложения майкопской серии существенно глинистые, их мощность изменяется в очень широких пределах — от 200—300 м вблизи Ростовского выступа до 1400 м в Терско-Кумской впадине и 3000—3500 м в Западно-Кубанском краевом прогибе. Песчано-алевритовые пласты и пачки общей мощностью от 30—50 до 100—110 м широко распространены в низах майкопской серии (хадумский горизонт). К этой части разреза в Центральном Предкавказье приурочены газовые залежи.
В среднем Майкопе линзовидные песчаные пласты присутствуют в Прикумском и Ставропольском районах, а также в Ейско-Березанской зоне.
Послемайкопский этап развития Предкавказья отличается неоднократными изменениями размеров и солености морского бассейна в связи со сложными тектоническими движениями. Западно-Кубанский прогиб и Терско-Кумекая депрессия в средне-позднемиоценовое время испытывали устойчивое опускание, в результате которого накопилась толща карбонатно-глинистых осадков мощностью до 1400 м. На Ставропольском своде в тарханском и чокракском веках отлагались мелководные известняки и пески мощностью до 100—150 м.
Мелководные пески, известняки-ракушечники конкско-караганского горизонта мощностью 50—100 м присутствуют на склонах Ставропольского свода, а его центр в это время превращается в область размыва.
Во внутренних и краевых прогибах преобладают глины и мергели мощностью до 400 м.
Прибрежно-морские пески и глины сарматского яруса мощностью до 200 м известны в пределах Ставропольского свода, Ростовского выступа и Ейско-Березанского вала. Во впадинах накапливались мергели и глины, мощность которых в Терско-Сулакском прогибе превышает 1500 м.
На рубеже сарматского и мэотического веков Скифская плита пережила общее воздымание, а морской бассейн был оттеснен в краевые прогибы Кавказа.
Соотношение нефтегазоносных комплексов Западно-Сибирской, Среднеазиатской и Предкавказской провинций
Разрезы мезозойских отложений Западно-Сибирской, Туранской и Скифской плит и нефтегазоносных комплексов, установленных в их пределах, сравнительно хорошо сопоставимы (рис. 47).
Разрез собственно платформенного чехла как в Западной Сибири, так и в Средней Азии и Предкавказье начинается базальной терригенной формацией, образованной ритмично чередующимися песчаниками, алевролитами и аргиллитами нижней — средней юры.
Первый проницаемый комплекс и перекрывающие его глинистые карбонатные и эвагюритовые толщи на всех рассматриваемых плитах сопоставимы по мощности. Максимальные мощности лейаса, доггера и келловея — Оксфорда в днищах наиболее погруженных впадин оцениваются в 2000—4000 м (Мургабская депрессия — 3000—4000 м, Восточно-Кубанский прогиб — 2000—2500 м, Усть-Енисейский мегапрогиб — 2000—3000 м). В зонах крупных поднятий мощность варьирует от 100—300 до 600—700 м.
Верхнеюрскин непроницаемый комплекс в Средней Азии и Предкавказье отличается от разрезов Западной Сибири более сложным строением и резкими колебаниями мощности. Так, мощность глинисто-соленосной толщи кимериджа — титона изменяется от нескольких десятков до 1000—1400 м. Причем на крупных поднятиях эта толща глубоко эродирована и даже полностью размыта перед валанжинской трансгрессией. На Западно-Сибирской плите новокиммерийская фаза тектогенеза проявилась только в Усть-Енисейском районе, где полная мощность верхнеюрских глин достигает 800—900 м, а глубина предваланжинского размыва в зонах поднятий составляет 400—500 м. Стратиграфически несогласное налегание меловых пород на размытую поверхность юрских горизонтов отмечается в Туруханском и Чулымском районах Приенисейской полосы Западно-Сибирской плиты. Но на огромном пространстве центральных, западных и южных ее частей в позднеюрскую эпоху происходило устойчивое непрерывное опускание, продолжавшееся и в берриас-валанжинское время.
Отражением энергичных новокиммерийских движений является отсутствие осадков берриаса и валанжинского яруса в Западном Предкавказье, всего неокома в центрах Ставропольского и Карабогазского сводов, господство в берриас-готеривское время континентальных условий седиментации на Туаркыре, в Центральных Каракумах, в Юго-Восточной Туркмении и Северном Афганистане, Только в барреме и в начале аптского века происходит общее погружение всей площади Туранской и Скифской плит. Поэтому второй проницаемый комплекс в Предкавказье и Средней Азии имеет значительно меньшую мощность (400—800 м), чем в Западной Сибири (800—1500 м), и отличается наличием зональных перерывов в осадконакоплении, а на отдельных участках, возможно, гидродинамически связан с юрской проницаемой толщей.
Второй региональный флюидоупор аптского возраста на Туранской и Западно-Сибирской плитах и средне-верхнеальбского возраста в Предкавказье почти повсеместно характеризуется плотными темно-серыми и черными глинами мощностью от 40—50 до 150—200 м.
Третий проницаемый комплекс — альб-сеноманский в Средней Азии, верхнеапт-сеноманский в Западной Сибири — на огромном пространстве центральных и северных районов Западно-Сибирской плиты, в Амударьинской впадине, Южно-Мангышлакском мегапрогибе и на Центральнокаракумском своде представлен преимущественно алеврито-песчаной толщей с резко подчиненными по мощности и не выдержанными по простиранию глинистыми разделами.
В Предкавказье третий проницаемый комплекс развит не повсеместно вследствие преимущественно глинистого состава верхнеальбских и сеноманских осадков.
Мощности третьего проницаемого комплекса на двух сравниваемых плитах очень близки: 600—1100 м в Средней Азии и 800—1300 м в Западной Сибири.
Турон-сенонские отложения почти на всей площади Центральноевразиатской платформы образуют региональную покрышку. Мощности верхнемелового флюидоупора на всех плитах соизмеримы, но градиенты их изменения весьма различны в пределах отдельных крупных геоструктурных единиц. В целом эти градиенты сравнительно невелики в Предкавказье и в южной половине Западно-Сибирского бассейна и значительны в Средней Азии и на севере Западной Сибири.
Кайнозойские проницаемые и непроницаемые толщи в отличие от мезозойских носят скорее зональный, чем региональный характер, так как в палеогене и особенно в неогеновом периоде отдельные сегменты земной коры внутри Центральноевразиатской платформы переживали сложные разнонаправленные движения.
В Предкавказье альпийский тектогенез проявился в энергичном опускании всей Скифской плиты, где мощность и площадь распространения палеогеновых и миоценовых образований превосходят мощность и особенно площадь развития мезозойских формаций.
На Туранской плите в активные резко дифференцированные движения были вовлечены зоны, примыкающие к альпийской геосинклинали (к Южно-Каспийской впадине, Копет-Дагу), а также к Тяньшаньской области эпиплатформенного орогенеза. Эти движения оказали значительное влияние на развитие мезозойских структур Туранскбй плиты в целом и особенно ее южной и юго-восточной окраин.
Неогеновая активизация также проявилась в северных районах Западно-Сибирской плиты, что было показано выше, при описании истории развития последней.
Некоторые кайнозойские нефтегазоносные комплексы Предкавказской провинции имеют аналоги в зонах альпийской активизации на Туранской плите (палеоценовые продуктивные песчаники Кушкинского района Мургабской области, эоценовые газоносные пески Приаралья). На Западно-Сибирской плите такие аналоги не установлены.
В целом сопоставимость разрезов платформенного чехла Предкавказья, Средней Азии и Западной Сибири свидетельствует о единстве седиментационных циклов как отражении известной синхронности волновых движений земной коры (макроколебаний) на огромных пространствах.
Н. Ю. Успенская (134] отмечает также сходство разрезов мезозойских отложений Скифской и Туранских плит, с одной стороны, и эпипалеозойских платформенных впадин Западной Европы,— с другой.