Д.М. Мурзагалиев (АО "Геофизик")

Шельф Северного Каспия охватывает территорию, расположенную к северу от линии, соединяющей восточную оконечность о-ва Чечень с мысом Тюбкараган. По геоморфологическим условиям он является продолжением прибрежных равнин Прикаспийской низменности и характеризуется слабой расчлененностью рельефа. На 70 % площади шельфа глубина моря менее 5 м. Акватория Северного Каспия имеет сложное геотектоническое строение, обусловленное сочленением Восточно-Европейской докембрийской платформы, Скифской и Туранской эпипалеозойских плит. Внутри структурных этажей осадочного чехла установлены значительные несоответствия структурных планов вследствие длительного перерыва в осадконакоплении. Шельфовая зона слабо изучена геофизическими методами, сейсмо- и гравиметрическими работами охвачена неравномерно и по плотности наблюдений соответствует рекогносцировочно-поисковому этапу съемки масштаба 1:200 000.

Верхневизейско-нижнебашкирский карбонатный комплекс, сложенный органогенными и органогенно-детритовыми известняками, имеет регионально выдержанный литологический состав. На палеошельфе Северного Каспия этот карбонатный комплекс представлен массивными резервуарами типа одиночных рифовых построек-пинаклов (Тенгиз) и крупными карбонатными платформами (рис. 1). Тектонотипом последних являются Астраханский и Приморский массивы.

Астраханский карбонатный массив поздневизейско-раннебашкирского возраста расположен в северо-западной палеошельфовой части Северного Каспия. Тектонически приурочен к карбонатной платформе, сформировавшейся к концу башкирского времени. Мощность карбонатной толщи достигает 2 км. Природный резервуар относится к пластово-массивному типу. Коллекторами служат биоморфные и органогенно-детритовые известняки. Установлены следующие литогенетические типы известняков: биоморфные, детритово-биоморфные водорослевого состава: органогенно-детритовые, детритово-шламовые и органогенно-обломочные [З]. На своде размытой поверхности башкирских известняков накапливаются глубоководные ассельско-артинские глинистые известняки и аргиллиты, служащие природными покрышками для массивной залежи углеводородов. Сейсморазведкой 20 детально изучен восточный склон Астраханского массива карбонатов, выраженный тектоноседиментационным уступом амплитудой до 1 км. Сиквенс-сейсмостратиграфический анализ сейсмического волнового поля позволил выделить по периметру уступа серии локальных рифовых тел биогермного генезиса. На одном из них открыто Имашевское газоконденсатное месторождение. на котором установлен биогермный тип каменноугольных отложений, выделяющихся у виде двух литогенетических толщ. Нижняя толща сложена биогермными породами с линзами и пластами водорослевых сгустково-комковатых известняков нижнего карбона, а верхняя представлена чередованием биоморфно-водорослевых. оолитовых и биоморфно-детритовых известняков башкирского яруса. Вскрытая толщина биогермного комплекса в разрезе скв.4 - 192 м.

В северо-восточной прибрежной части Каспийского моря в подсолевых отложениях изучены Приморская карбонатная платформа и Тенгизский органогенно-рифовый массив-пинакл. Приморский массив вытянут в широтном направлении, площадь развития карбонатов 60х20 км. Биогермные известняки состоят из водорослей, коралловых фораминифер и органогенных детритов. В докунгурском разрезе палеозоя выделяются две толщи: терригенная нижнепалеозойско-девонская толщиной 3,0-3,5 км и карбонатная верхнедевонско-ассельская толщиной 2,0-3,5 км. Отложения верхнего девона и нижнего карбона представлены светло-серыми органогенно-обломочными и биоморфно-детритовыми известняками. В турнейско-нижнебашкирской части разреза широко развиты рифогенные образования. Карбонатную толщу со стратиграфическим несогласием перекрывают карбонатно-глинистые осадки артинского яруса толщиной до 100 м. Это пестроцветные мергели и карбонатизированные аргиллиты с прослоями глинистых известняков и алевролитов. Накопление такого рода литогенетических пород, вероятно, происходило в едином мелководном морском бассейне в результате субаквального размыва и переотложения рыхлого известкового материала [1, З].

Рифовый массив Тенгиз, сложенный рифогенными известняками серпуховского возраста, занимает площадь около 400 км². Толщина карбонатной формации в пределах массивов Приморский и Тенгиз более 1 км. Разрез карбонатных отложений включает два нефтегазоносных комплекса: нижний - верхнедевонско-средневизейский и верхний - верхневизейско-среднекаменноугольный. Они разделены толщей глинистых известняков и аргиллитов тульского возраста (мощность 50-100 м). Нижний карбонатный комплекс представлен сгустково-комковатыми органогенно-обломочными и биоморфными известняками. В подошве комплекса прослеживается отражающий горизонт П₃. Разрез карбонатных отложений в сводах поднятий наращивается в основном за счет образований верхнего карбонатного комплекса, представленных кавернозно-трещинными известняками биогермного типа, обладающими наиболее высокими емкостными свойствами.

Геофизическими работами треста "Каспморнефтегазгеофизразведка" на шельфе Северного Каспия выявлены карбонатные массивы Кероглы и Шабурбали. Их глубинное строение изучено сейсморазведкой 2D по отражающим горизонтам П₁ и П₃. По особенностям волнового поля они стратифицируются соответственно кровлей докунгурских и подошвой доверхнедевонских отложений. Подсолевой разрез массива Кероглы сложен 2-км толщей каменноугольно-верхнедевонских карбонатных пород, состоящих из ряда изолированных биогермных построек. По склонам одновозрастные отложения замещаются маломощными относительно глубоководными осадками [I].

Карбонатный массив Шабурбали выявлен по гравиметрическим материалам [1] и опоискован морскими сейсмическими работами. В наиболее приподнятой части массива на глубине 3.8-4,0 км локализуются отдельные вершины, объединяемые в валообразное поднятие (Шабурбалинское) северо-восточного простирания. Длина его 80 км, а ширина 20 км, амплитуда по поверхности подсолевого ложа 2 км. На западе выявлена группа поднятий Жамихан. Склоны рифогенного массива образуют тектоноседиментационные уступы. Северный склон крутой. Южный пологий склон, осложненный локальными малоамплитудными (до 200 м) структурам, далее в глубь бассейна переходит в широкий плоскодонный прогиб. Наиболее прогнутая осевая зона прогиба выделяется на глубине 5,8-6,0 км. Восточная центриклиналь прогиба, уменьшаясь по амплитуде и ширине, обрамляет с юга массив Тенгиз. Наибольшая амплитуда прогиба (1,5-2,0 км) отмечается на западе карбонатного массива Кероглы. Здесь подсолевое ложе залегает на глубине 6,1-6,2 км. Для карбонатных массивов Кероглы и Шабурбали характерными морфогенетическими признаками являются резкое увеличение амплитуды вверх по разрезу, раздув толщин отложений между отражающими горизонтами в кровле и подошве карбонатов, регистрация наклоненных сейсмических границ вблизи фронтального склона, а также формирование в латеральном контакте фаций разных бассейнов.

Карбонатный массив Жамбай площадью 130х70 км выделен по данным комплексной интерпретации материалов морской и наземной сейсморазведки 2D. Отражающий горизонт П₂ в сводовой части залегает на глубине 3,5 км. Амплитуда массива более 1 км. Юго-западный склон осложнен глубинным разломом (рис. 2).

Значительная часть массива расположена в акватории шельфа Северного Каспия и изучена редкой сетью профилей. По материалам морской сейсморазведки верхнедевонско-каменноугольные отложения в северо-восточной части массива перекрыты верхнепермско-триасовыми терригенными породами. По подсолевому комплексу карбонатный массив представляет собой морфологически резко выраженную структуру эрозионно-биогермного генезиса. Соленосный комплекс по данным гравиразведки и сейсморазведки 2D либо отсутствует, либо имеет незначительную толщину и залегает пластообразно. Отражающий горизонт П₃ в присводовой части выходит под поверхность предпозднепермского размыва, которому соответствует отражающий горизонт б. Подошва карбонатного массива картируется отражающей границей горизонта П₃. С юго-запада на северо-восток она воздымается с глубины 6,5 до 5,5 км. В интервале пикетов 30-45 резко ухудшается корреляция волн от отражающего горизонта П₃. По отдельным фрагментам отражающих площадок зона улучшения качества сейсмического материала рисуется в виде слабовыраженного прогиба. Возможная его природа, по-видимому, связывана с недоучетом пониженных аномалий пластовых скоростей в зоне развития преимущественно органогенно-рифовых пород.

В северо-западной прибрежной части массива Жамбай сейсморазведкой 2D изучены крупные структуры Алга, Жамбай Южный, Жамбай-море и др. Они картированы по отражающим горизонтам П₃, П₃² и П₁. По соотношению толщин разновозрастных комплексов, характеру сейсмического волнового поля и скоростным параметрам подсолевого разреза предполагается, что они сложены преимущественно карбонатными отложениями позднедевонско-каменноугольного возраста. Среди них детально изучена структура Алга изометричной формы площадью около 100 км². Амплитуда ее равна 200 м. Минимальная глубина кровли подсолевых отложений по данным сейсморазведки составляет 4600 м. Остальные структуры со стороны моря сейсморазведкой не изучены. Карбонатные массивы имеют единую тектоноседиментационную и эволюционно-генетическую природу. В современном структурном плане с юга их обрамляют по фундаменту линейные прогибы: Карпинский, Северо-Каспийский, Укатненский и Южно-Эмбинский. Они сформированы глубинными разломами субширотного направления. Некоторые из них относятся к категории листрических и коромантийных. С позиции неомобилистской модели строения региона линейные прогибы фундамента юга Прикаспийской синеклизы рассматриваются как зона палеорифтовых структур [2]. В позднегерцинский этап тектогенеза они подвергались инверсии вследствие схождения и столкновения микроплит ареала Каспийского бассейна. Зона палеорифтовых структур обладает специфическими геолого-геофизическими признаками:

значительная толщина (10-13 км) осадочного чехла, в низах которого предполагается наличие рифей-вендских образований:

Установлено напряженное состояние геотермического поля акватории шельфа Северного Каспия [З]. Геотермический градиент в пределах карбонатных массивов Приморский и Тенгиз колеблется от 2,8 до 3,2 °С/100 м и на Астраханском массиве (своде) повышается до 3,0-3,6 ^oС/100 м. По данным глубоких скважин геотермический градиент на прилегающих площадях Биикжал, Каратобе и Кенкияк в 1,6-1,7 раза ниже, чем в районе шельфа. Коэффициент аномальности пластовых давлений изменяется от 1,8 до 2,0. Величина теплового потока на шельфе Северного Каспия в 1.7-2,0 раза выше, чем, например, на восточной периферии Прикаспийской синеклизы. Указанные основные геолого-геофизические параметры подсолевого разреза весьма благоприятны для генерации, миграции и аккумуляции флюидов углеводородов.

В пределах палеошельфа Северного Каспия к крупным карбонатным массивам позднедевонско-башкирского возраста приурочены нефтяные месторождения Тенгиз и Королевское. В каменноугольных отложениях открыто газонефтяное месторождения Тажигали. Нефтяная залежь с газовой шапкой связана с кавернозными известняками серпуховского и башкирского ярусов. Фонтанный приток нефти и газа из серпуховских отложений получен на площади Пустынный. Промышленная нефтегазоносность нижне-среднекаменноугольной мелководно-морской карбонатной формации установлена также на Астраханском массиве (своде). В биоморфно-детритовых известняках башкирского яруса выявлена газоконденсатная залежь на Имашевском поднятии. Открытие промышленных залежей углеводородов на палеошельфе Северного Каспия подтверждает генетическую связь процесса рифтогенеза и крупных скоплений нефти и газа рифтовых осадочных бассейнов, установленную авторами работ [2-4].

По аналогии с прилегающими районами высокие перспективы нефтегазоносности связываются и с карбонатными массивами Жамбай, Кероглы, Жамихан и Шабурбали, Геологические предпосылки их нефтегазоперспективности - накопление мощных осадочных толщ и интенсивный прогрев за счет повышенного конвективно-кондуктивного теплового потока. Система листрических и глубинных рифтоформирующих разломов могла способствовать тепломассопереносу из мантии и консолидированной коры.

Шельф Северного Каспия является специфическим осадочным бассейном по условиям седиментации, генерации и консервации углеводородных флюидов. Для разведанных в карбонатных отложениях залежей углеводородов характерно повышенное содержание сероводорода в свободном и растворенном газе.

Экстремальные горно-геологические и природно-климатические условия региона выдвигают проблему внедрения мирового опыта разведки и разработки уникальных по запасам и составу нефтегазоконденсатных месторождений в карбонатных резервуарах, а также опережающего поиска и подготовки под глубокое бурение высокоемких карбонатных тел. В этом аспекте целесообразна постановка поисковой сейсморазведки МОГТ на карбонатном массиве Жамбай, а детальной сейсморазведки 2D на массивах Кероглы, Шабурбали и Жамихан. Проводимые в восточной части шельфа СП "Казахстанкаспийшельф" морские сейсмические исследования, не нарушающие биологического и экологического равновесия, создают реальные предпосылки для взаимовыгодного сотрудничества с ведущими иностранными компаниями по освоению потенциальных ресурсов углеводородов на шельфе Северного Каспия.

1. Керимов В.Ю., Авербух Б.М., Мильничук B.C. Тектоника Северного Каспия и перспективы нефтегазоносности // Сов. геология. -1990. - № 7. - С. 23-29.

2 Клещев К.А., Шеин B.C., Соборнов К.О. Тектоника литосферных плит и проблемы нефтегазоносности надвиговых структур на территории СССР // Геодинамика и нефтегазоносность осадочных бассейнов СССР: Тр. ВНИГНИ. - М., 1991. -С. 4-52.

3. Нефтегазоносность подсолевых отложений / А.А.Аксенов. Б.Д.Гончаренко. М.К. Калинко и др. - М.: Недра. 1985.

4 Хаин В.Е., Соколов Б.А. Рифтогенез и нефтегазоносность: основные проблемы // Геологический журнал - 1991. - № 5. - С 3-11.

1 - карбонатные массивы: I - Астраханский, II - Жамбай, III - Кероглы, IV - Шабурбали - Жамихан, V - Приморский, VI - Тенгиз; 2 - локальные рифогенные структуры: 1 - Имашевская, 2 - Алга, 3 - Жамбай-море, 4 - Тажигали, 5 - Королевская, б - Тенгиз, 7 - Тенгиз-море; 3 - граница зоны наибольшего прогибания подсолевого ложа: 8 - Заволжский прогиб, 9 - Атырауско-Западно-Каратонский пруиб;

4 - глубинный разлом; 5 - линия профиля

1 - отражающие горизонты; прогнозируемый состав пород: 2 - преимущественно карбонатный, 3 - органогенно-рифовый; 4 - глубинный разлом