Задачи и сущность районирования

Месторождения нефти и газа распространены неравномерно, но в их расположении можно подметить некоторую особенность. В этом в двух словах сущность нефтегазогеологического районирования.

Изучение закономерностей территориального и акваториального распространения месторождений нефти и газа – важный проблемный вопрос, связанный с необходимостью совершенствования прогнозирования поисков новых месторождений.

Научно обоснованное районирование позволяет:

- повысить эффективность поисковых работ;

- объективно оценить перспективы нефтегазоносности отдельных территорий и акваторий;

- вести подсчет прогнозных запасов;

- решать вопросы раздельного прогнозирования на нефть и газ;

- прогнозировать открытие новых нефтегазоносных районов;

- определять пути увеличения добычи в уже открытых районах.

Сущность районирования состоит в разделении территорий и акваторий по различным признакам – геотектоническим, генетическим – на ряд таксономических категорий: пояса, мегапровинции, провинции (бассейны), субпровинции (суббассейны), области, районы, зоны нефтегазонакопления, месторождения, залежи. По существу нефтегазогеологическое районирование – это качественный прогноз, выполняемый на региональном этапе изучения территорий и акваторий, а проще – это отделение перспективных в нефтегазоносном отношении территорий от бесперспективных.

Главные задачи районирования:

- выявление закономерных связей размещения регионально нефтегазоносных территорий и зон нефтегазонакопления с различными типами крупных геоструктурных элементов земной коры и присущими им формациями; эти связи являются основной методологической основой нефтегазогеологического районирования.

- определение закономерностей размещения ресурсов УВ в различных частях изучаемой территории, в том числе зон наибольших концентраций ресурсов;

- сравнительная дифференцированная качественная и количественная оценка перспектив нефтегазоносности различных частей изучаемой территории с учетом особенностей строения и формирования её крупных структурных элементов;

- выбор оптимальных направлений поисково-разведочных работ на нефть и газ, повышения их эффективности.

В отечественной геологии вопросами нефтегазогеологического районирования впервые занялся И.М.Губкин, который разработал принципы выделения регионально нефтегазоносных территорий в основном на геотектонической основе, подразделив их на провинции, области и районы. Кроме него: Бакиров А.А., Брод И.О., Буялов Н.И., Вассоевич Н.Б., Высоцкий И.В., Габриэлянц Г.А., Дикенштейн Г.Х., Зоненшайн Л.П., Еременко Н.А., Клещев К.А., Максимов С.П., Оленин В.Б., Семенович В.В., Соколов Б.А., Трофимук А.А., Хаин В.Е. и др.

Представление о районировании России формировалось в тесной связи с развитием общих взглядов на тектоническое районирование территорий и на условия нефтегазообразования и нефтегазонакопления. В ходе развития этих представлений можно наметить три основных этапа.

1. Географический этап. От середины 19 века до 20-х годов 20 века. Для него характерен эмпирический подход, связывавший распространение месторождений УВ с антиклинальными складками предгорных районов, где имелись естественные выходы нефти и газа. Выделялись области и районы, в них вкладывался географический смысл (провинция Мидконтинента, Апшеронского п-ова, Скалистых гор). По этому принципу были построены первые схемы нефтегеологического районирования России Романовским Г.О. (1877), Гулишамбаровым С.О. (1883), Богдановичем К.И. (1921) и др.

2. Геоструктурный этап. С 20-х до 50-х гг. Для него характерны представления о тесной зависимости между строением и условиями формирования месторождений и строением крупных тектонических элементов, в пределах к-рых эти месторождения находятся (антиклинальная теория). Русская геоструктурная школа – Губкин И.М., Кремс, Успенская, Рябухин, Бакиров, Мирчинк.

Связывание зон нефтегазонакопления с основными тектоническими категориями привело к появлению термина «нефтегазоносная провинция». В литературу введено американскими геологами (Вудрофф, Шухерт, Лиллей, Леворсен). В СССР НГП выделил в 1932 г. И.М.Губкин. Определение по Мирчинку: НГП – территории, обладающие сходными чертами тектоники и геологического разреза и близкими условиями формирования месторождений нефти и газа.

В 1947 г. И.О. Бродом был сформулирован Основной закон нефтегазообразования и накопления, который является первым и главным принципом, лежащим в основе нефтегазогеологического районирования. Образование и сохранение скоплений нефти и газа обусловлено длительным и устойчивым прогибанием земной коры, как на малых, так и на крупных отрезках времени. Другими словами нефтегазоносность связана с областями длительного и устойчивого осадоконакопления, т.е. с крупными тектоническими депрессиями.

НГП по Броду – единый, длительно существующий седиментационный бассейн, характеризующийся общностью условий битумообразования и региональными условиями нефтегазообразования.

3. Историко-генетический (в плане бассейнового районирования), тектонический (в плане НГП). С 50-х гг. Имеет двойное название, так как к тому времени ученые поняли, что создать единую концепцию районирования ни на глобальном, ни на региональном уровне не получилось. Эта концепция получилась двоякой в том сымсле, что исторически сложились два принципиальных подхода к решению проблемы нефтегазогеологического районирования: 1) по принципу выделения нефтегазоносных территорий – провинций, приуроченных к различным типам крупных геоструктурных элементов: 2) по принципу выделения нефтегазоносных бассейнов, приуроченных ко впадинам в современной структуре земной коры. Существует третий подход, при котором понятии «бассейн» и «провинция» не противопоставляются друг другу, а находятся в определенной генетической связи: бассейны объединяются в большие геолого-географические группы – нефтегазогеологические провинции.

Различия между этими двумя методами не слишком явные, не всегда понятные и зачастую применение того или иного метода определяется только научной школой (МГУ – бассейны; МГРИ, Губкинский – провинции и т.д.).

Считается, что преимущественное использование того или иного метода может определяться конкретными задачами работы. Выделение бассейнов, например, имеет значение при историко-генетическом анализе условий нефтегазоносности (то есть для преимущественно теоретических целей), а выделение провинций, помимо этого, и для практических задач поисков и разведки месторождений. На картах на основе выделении провинций, областей и районов большое значение придавалось суммарным ресурсам УВ и их удельному значению для каждой единицы районирования (цвета и коричневые круги).

Изучать мы будем районирование на основе провинций, но бассейновое районирование также рассмотрим.

Бассейновое районирование. Для него характерен генетический подход к вопросам районирования на основе представлений о НГБ. Понятие «нефтегазоносный бассейн» появилось в литературе давно, еще в 1933 г., употреблялось в разных смыслах. Но в первую очередь развитие этого научного направления связано с именами И.О.Брода и В.Е.Хаина, существенный вклад внесен Н.Б.Вассоевичем. Кроме них – Бурлин, Геодекян, Еременко, Оленин, Мирчинк, Семенович, Серегин, Соколов, Трофимук и др. (школа МГУ).

Бассейновое нефтегеологическое районирование основано на 2-х основных принципах, определяющих нефтегазоносность любого крупного региона. Первый сформулирован Бродом (выше) – нефтегазоносность связана с областями длительного и устойчивого осадконакопления. Второй принцип Вассоевича (учение о стадийности нефтегазообразования) состоит в том, нефтегазообразование выступает как стадийный процесс и является свойством осадочного бассейна, которое в том или ином виде появляется на определенных этапах его развития. Нефть и газ закономерно возникают в процессе литогенеза в зависимости от катагенного изменения пород и заключенного в них РОВ.

Стадийность эволюции ОВ обусловливает создание в бассейне определенной вертикальной зональности распределения залежей нефти и газ.

Исходя из этого за основную единицу в данном виде районирования принимается нефтегазоносный бассейн.

Нефтегазоносный бассейн – область устойчивого и длительного прогибания земной коры, в результате которого формируется тело осадочных пород, состав, строение и катагенез которых обуславливает образование, накопление и сохранность (ГАК) в них промышленных скоплений нефти и газа.

Таксономические категории: НГБ – НГО – НГР (ареал зон нефтегазонакопления) – зона нефтегазонакопления – месторождение – залежь.

НГО – часть (части) НГБ, которые отличаются друг от друга геологическим строением и развитием, условиями формирования зон, возрастом нефтегазоносных комплексов.

НГР – часть НГО, заключающая пространственно-обособленную совокупность зон НГ-накопления.

Зона нефтегазонакопления – совокупность однотипных месторождений, формирование которых контролируется либо структурным либо палеогеографическим элементом.

На территории РФ и прилегающих стран (бывшего СССР) выделяется около 70 НГБ и ПНГБ.

Потенциальные (или перспективные) НГБ – те, где либо есть первые данные о нефти и газ, либо по данным геологических, геофизических и геохимических исследований эти бассейны характеризуются благоприятными для ГАК обстановками. Выделяются также ВНГБ – возможно нефтегазоносные бассейны: ОБ достаточных в плане размеров (тысячи км²) развиты осадочные неметаморфизованные отложения, но их мощность, состав неизвестны, признаки нефтегазоносности отсутствуют.

Классификация бассейнов.

Бассейны разделяются на 5 типов по приуроченности к крупнейшим тектоническим элементам: платформам, орогенным областям, областям складчатости, акваториям.

- Внутриплатформенные приурочены к древним и молодым платформам, а точнее к грабенам, синеклизам и авлакогенам в пределах платформ. Древние платформы: Восточно-Европейская и Восточно-Сибирская (бассейны обозначены желтым). Молодые (эпипалеозойские) платформы: Скифско-Туранская и Западно-Сибирская – бассейны зеленые. Практически все продуктивны.

- Эпиплатформенно-орогенные – располагаются в Средней Азии, где они связаны с Центрально-Азиатским горным поясом (Афгано-Таджикский, Ферганский, Чу-Сарысуйский, Нарынский, Иссык-Кульский, Восточно-Чуйский) и на Дальнем Востоке, связанные с Восточно-Азиатской орогенной областью (Зея-Буреинский ПНГБ, Верхне-Буреинский НГБ). В основном перспективные.

- Внутрискладчатые в основном перспективные бассейны – располагаются внутри разновозрастных складчатых поясов KZ, MZ и PZ возраста. По возрасту складчатости разделяются на подтипы.

1) альпийской складчатости (кайнозой) – протягиваются полосой от Западного Копетдага до Карпат: Предкарпатский, Восточно-Черноморский, Южно-Каспийский. Обрамление – Копетдаг, Балхан, Б.Кавказ, Горный Крым, Карпаты.

2) кайнозойской (тихоокеанской складчатости) – связаны со структурами Тихоокеанского тектоническго пояса: Охотско-Камчатский, Пенжинский, Анадырский, Хатырский, Ильпинско-Карагинский, Восточно-Камчатский.

3) мезозойской складчатости – в тех частях мезозоид востока РФ, где на современном этапе сохраняется режим относительного погружения: на севере – где Верхоянско-Чукотская складчатая система погружена под шельфовые моря (Лонго-Чукотский, Восточно-Сибирский, Лаптевский ПНГБ) или в пределах впадин в её теле (Зырянский, Раучуанский), на юге – в пределах Сихотэ-Алиньского складчатого региона (Средне-Амурский, Ханкайский, Уссурийский ПНГБ).

4) палеозойской складчатости – расположены в пределах Салаиро-Саянской складчатой области (Кузнецкий, Минусинский ПНГБ).

- Складчато-платформенные – располагаются в зоне сочленения платформ, древних или молодых и разновозрастных складчатых сооружений. Все продуктивны.

1) сочленения молодых или разновозрастных платформ и альпийских складчатых сооружений Карпат, Крыма, Кавказа и Копетдага (субширотная полоса на юге) – Каракумский, Терско-Каспийский, Азово-Черноморский, Северо-Черноморский, Предкарпатский.

2) сочленения ВЕП и герцинид Урала, Пай-Хоя и Новой Земли (Волго-Уральский, Тимано-Печорский).

3) сочленение Восточно-Сибирской платформы и мезозойского Верхоянского складчатого пояса (Енисейско-Анабарский, Анабаро-Ленский, Лено-Вилюйский, Алдано-Майский).

- Материковых окраин:

1) периокеанические (ближе к материку) – связаны с областями прогибания в переходной зоне «континент-океан» на сопряжении с островными дугами (Сахалино-Охотский и Сахалино-Хоккайдский продуктивные бассейны, Алеутский, Южно-Курильский, Срединно-Курильский, Северо-Курильский перспективные и возможные НГБ);

2) периконтинентальные (ближе к океану) – формируются в краевых частях шельфовых плато, под континентальным склоном и подножием. Располагаются вдоль северной подводной окраины Евразиатского материка, в зоне сочленения с глубоководной котловиной Северного Ледовитого океана, от о-ва Шпицберген до меридиана Берингова пролива. Толля, Северо-Нансенский, Южно-Нансенский, Северо-Чукотский.

«Бассейновый» принцип привлекает возможностью генетического подхода к выделению нефтегазоносных. Однако на практике этот принцип наталкивается на большие трудности в связи с неразработанностью проблем тектонического характера. Многие отрицательные структуры целиком или отдельными частями выражены в верхних слоях инверсионными поднятиями (палеовпадины). Выделение унаследованных и инверсионных поднятий возможно только на достаточно позднем этапе исследований, когда в районе уже выделены основные скопления нефти и газа; на начальном же этапе исследований, как правило, известна лишь морфология поверхностных слоев, с которыми и связана нефтегазоносность. С другой стороны, во многих случаях унаследованные поднятия разделяют собой осадочные бассейны и к ним, как правило, приурочены крупные скопления УВ, мигрировавших из соседних прогибов (например, Татарский и Пермско-Башкирский своды). В этом случае границы НГБ пришлось бы проводить по гребням поднятий, то есть по середине основных зон нефтегазонакопления. По схеме НГБ И.О.Брода так оно и есть: по гребням Татарского и Пермско-Башкирского сводов проходят границы выделяемого южнее Северо-Каспийского бассейна, Волго-Уральский единый бассейн отсутствует.

В связи с этим большинство исследователей сейчас используют принцип выделения нефтегазоносных провинций.

Районирование с выделением провинций. Существует несколько схем нефтегазогеологического районирования с выделением провинций:

- по А.А.Бакирову (1979 г.), впервые создавшему и обосновавшему целостную геологическую нефтегазовую мегасистему и её основные системообразующие элементы;

- по И.В.Высоцкому (1990), где наряду с бассейнами, как элементами нефтегазогеологического районирования по генетическому принципу, выделяются провинции;

- по Клещеву К.А. и Шеину В.С. (1995), где нефтегазоносные территории связываются с определенными плитотектоническими элементами, такими как континентальные палеоокраины, орогены столкновения плит.

- Гавриловым В.П. (1988) предложено объединять территории и акватории в пояса нефтегазонакопления (ассоциации провинций), в основу классификации которых положен геодинамический режим недр: субдукционно-обдукционнного, рифтогенного и депрессионного типов.

Но основой районирования остается проверенная временем схема районирования, разработанная на основе учения И.М.Губкина о выделении нефтегазоносных провинций, областей и районов на тектонической основе. То есть регионально нефтегазоносные территории разделяются на категории и группы по приуроченности к крупным геоструктурным элементам территорий, сходных по геологическому строению и истории развития.

В качестве основных подразделений выделяются нефтегазоносные пояса, мегапровинции, провинции, субпровинции, области, районы (ареалы зон), зоны нефтегазонакопления, месторождения, залежи.

Нефтегазоносный пояс – совокупность НГП в пределах той или иной системы складчатости, генетически связанных с её формированием.

Мегапровинция – обширная по площади и объему осадочного выполнения территория, охватывающая целиком платформу или значительную её часть с прилегающими краевыми прогибами; включает несколько принципиально близких по формациям и возрасту продуктивных комплексов нефтегазоносных провинций (иногда только одну). Пример на территории РФ и сопр.стран – Восточно-Европейская мегапровинция, Восточно-Сибирская НГМП, Западно-Сибирская НГМП, Туранская НГМП, Предкавказско-Крымская НГМП.

Нефтегазоносная провинция (НГП) – значительная по размеру и стратиграфическому объему осадочного выполнения обособленная территория, приуроченная к одной крупной геотектонической структуре (тектоническому элементу) или группе смежных (плита, авлакоген, краевой прогиб, антеклиза, синеклиза, краевой прогиб и др.), обладающих сходными чертами геологического строения и развития, общностью стратиграфического диапазона нефтегазоносности, близкими геохимическими, литолого-фациальными и гидрогеологическими условиями, а также большими возможностями генерации и аккумуляции УВ. НГП ограничиваются бесперспективными или малоперспективными землями, в ряде случаев отделяются от соседней провинции крупными разломами или зоной резкой смены возраста осадочного чехла и продуктивных комплексов. Для подобных территорий, в пределах которых месторождения УВ еще не открыты, но которые обладают значительной прогнозной оценкой, принят термин «перспективная нефтегазоносная провинция» (ПНГП).

Субпровинция (НГСП) – территория переходного типа, связанная с предгорными и краевыми прогибами складчатых сооружений (выделяется Каламкаровым). Предуральская НГСП, Предверхоянская НГСП, Предкарпатская НГСП, Предкавказская НГСП.

Нефтегазоносная область (НГО) рассматривается как часть НГП, но выделяется и как самостоятельная единица нефтегазогеологического районирования. Это территория приурочена обычно к одному или нескольким крупным тектоническим элементам 1-ого (краевому прогибу) или 2-ого порядков (своду, ступени, мегавалу, впадине, зоне поднятий или прогибов). Этот или эти элементы обладают сходным геологическим строением и историей развития, включая региональные палеогеографические условия и палеотектонические условия нефтегазообразования и нефтегазонакопления в течение отдельных геологических периодов. Обладают значительными возможностями ГАК.

Нефтегазоносный район (НГР) является частью НГО или самостоятельным элементом районирования (редко). Объединяет ту или иную ассоциацию зон нефтегазонакопления, выделяется по геоструктурному (НГР Пудинского вала) или географическому (Верхне-Буреинский НГР) принципу. Это территория с разведанными запасами УВ имеет масштаб вала, выступа, куполовидного поднятия иди др.тектонического элемента 3-его порядка. Характеризуется общими продуктивными горизонтами, близкими глубинами их залегания, сходными типами месторождений УВ.

Зона нефтегазонакопления (ЗНГН) – ассоциация смежных и сходных по геологическому строению месторождений нефти и газа, приуроченных в целом к единой группе генетически связанных между собой ловушек структурного или литолого-стратиграфического типов.

Месторождение УВ – совокупность залежей, приуроченных к одной или нескольким ловушкам, расположенным на оной локальной площади.

Залежь – естественное локальное единичное скопление УВ в одном или группе пластов, контролируемое общим ВНК или ГВК.

При сравнении вариантов районирования по бассейновому принципу и принципу выделения провинций видно, что бассейновое районирование более дробное – за счет того, что каждая отдельная впадина, как область длительного прогибания, выделяется как бассейн.