Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности бобриковских отложений юго-восточной части Русской плиты на основе выполненных литолого-палеогеографических исследований

Актуальность работы. Объектом исследования являются терригенные бобриковские отложения нижнего отдела каменноугольной системы юго-восточной части Русской плиты, включающей территорию юго-восточного окончания Рязано-Саратовского прогиба, Жигулевско-Пугачевского свода и Бузулукской моноклинали, в административном плане  Саратовскую, южную часть Ульяновской, Самарскую и Оренбургскую области.
Рассматриваемая территория относится к одному из старейших нефтегазодобывающих регионов Волго-Уральской нефтегазоносной провинции (НГП) и, вместе с тем, продолжает играть важную роль в восполнении минерально-сырьевой базы России. В настоящее время в связи со значительной выработанностью месторождений наблюдается снижение добычи как нефти, так и газа. Восполнить запасы углеводородов (УВ) невозможно без открытия новых месторождений, несмотря на современные методы интенсификации отдачи продуктивных пластов и другие используемые технологические приёмы. Определенный резерв углеводородов может быть связан со сложно построенными ловушками в бобриковских отложениях, которые являются одним из важных и перспективных нефтегазоносных комплексов Волго-Уральской НГП. Этот стратиграфический комплекс выбран в качестве основного объекта диссертационного исследования.
Сложное геологическое строение, значительная литолого-фациальная изменчивость пород и их фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) являются характерными чертами бобриковского горизонта. Для повышения успешности дальнейших геологоразведочных работ (ГРР) необходим дополнительный комплекс исследований, направленных на детализацию литолого-палеогеографических обстановок формирования бобриковских отложений, совершенствование прогноза распространения алеврито-песчаных пород потенциальных коллекторов и выяснения направления изменения фильтрационно-емкостных свойств продуктивных пластов. Анализ уже накопленной геолого-геофизической информации и использование новых материалов бурения и сейсморазведки, полученных в последние годы, позволит решить существующие проблемы и выделить новые зоны перспективных залежей для открытия месторождений УВ в бобриковских отложениях.
Цель работы. Детализировать региональную геологическую модель строения и условия формирования бобриковских отложений на основе литолого-палеогеографических исследований для прогноза распространения зон улучшенных пород-коллекторов юго-восточной части Русской плиты.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить литологический состав и строение бобриковского горизонта, составить схемы корреляции разрезов скважин, выявить типовые разрезы бобриковских отложений различных структурно-фациальных зон.
2. Установить разнообразие фациальных обстановок и провести литолого-палеогеографическое районирование бобриковских отложений юго-восточной части Русской плиты.
3. Выполнить анализ распространения месторождений различного типа с залежами в бобриковском горизонте, определить их приуроченность к выделенным литолого-палеогеографическим зонам, оценить изменение коллекторских свойств пород в пределах установленных зон и роль тектонического фактора в формировании залежей УВ.
4. Выделить и охарактеризовать перспективные литолого-палеогеографические зоны для скоплений УВ, дать рекомендации для проведения геологоразведочных работ на различные типы ловушек в бобриковских отложениях.
Научная новизна. Выполнено детальное комплексное литологическое исследование бобриковского горизонта, уточнены особенности его строения в различных геоструктурных зонах.
Осуществлена типизация разрезов бобриковского горизонта, установлено семь типов разрезов в пределах юго-восточной части Русской плиты, отличающихся соотношениями различных генетических типов пород в горизонте.
Выделены палеогеографические обстановки формирования бобриковских отложений, с учетом которых составлена литолого-палеогеографическая схема строения и формирования бобриковского горизонта на территории исследований с выделением различных зон, отличающихся условиями седиментогенеза.
Выполнен анализ месторождений с залежами в бобриковском горизонте, состоящими из различных литолого-палеогеографических зон, установлена генетическая взаимосвязь между условиями седиментогенеза и распространением пород-коллекторов, выделены зоны с низкими, средними и высокими ФЕС.
Оценена роль тектонического фактора в формировании ловушек УВ. Отмечено, что плановое и временное несовпадение седиментационных и тектонических процессов приводит к формированию сложно построенных литологически экранированных залежей в бобриковском горизонте.
Установлены перспективные территории для поиска новых месторождений УВ в бобриковских отложениях, рекомендованы современные методы сейсморазведки для поиска месторождений в выделенных зонах и доизучения уже открытых месторождений для выделения литологически экранированных залежей.
Теоретическая и практическая значимость. Результаты исследований позволили детализировать геологическую модель строения бобриковского горизонта терригенного нижнего карбона юго-восточной части Русской плиты. Выполнено литолого-палеогеографическое районирование территории исследований, составлены типовые разрезы бобриковских отложений различных геоструктурных зон. На основе литолого-фациального анализа и учета изменений строения и фильтрационно-емкостных свойств бобриковского горизонта выделены зоны развития пород с улучшенными коллекторскими свойствами и увеличенными эффективными толщинами. Рекомендованы новые методические приемы при доразведке уже открытых месторождений современными методами сейсморазведки.
Полученные результаты являются основой для повышения эффективности геологоразведочных работ на поиск новых месторождений в бобриковских отложениях. Материалы диссертации вошли в виде рекомендаций в научно-исследовательские отчеты, переданные АО «НВНИИГГ», ООО «ЛукБелОйл».
Методология и методы исследований. Методологической основой проведения диссертационных исследований послужило комплексирование данных полевой, промысловой геофизики и литологических исследований. Литологическое изучение включало макроскопическое исследование кернового материала, отбор проб для проведения оптико-петрографических, гранулометрических, рентгенографических и электронно-микроскопических исследований. В работе использованы современные методы и подходы фациального анализа осадочных толщ.
Данные по коллекторским свойствам пород-коллекторов представлены АО «НВНИИГГ», нефтяными компаниями, заимствованы из опубликованных и фондовых источников.
Защищаемые положения
1. Проведена типизация бобриковских отложений юго-восточной части Русской плиты. Выделены семь типов разреза, отличающихся соотношением различных литологических разностей пород и характером их распространения в пределах различных геоструктурных зон.
2. Установлена литолого-палеогеографическая зональность и детализирована фациальная модель формирования бобриковских отложений, доказывающие многообразие континентальных, переходных и морских комплексов обстановок, существовавших в пределах юго-восточной части Русской плиты в бобриковское время.
3. Выделены перспективные для скоплений УВ литолого-палеогеографические зоны, связанные с участками распространения отложений дельтовых рукавов и баровых комплексов. Разновременность и разноплановость проявления седиментационных и тектонических факторов обусловили формирование сложно построенных типов ловушек, в том числе и литологически экранированных.