НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ ГЕОЛОГІЧНИХ НАУК

ДЕМ`ЯНЕНКО Іван Іванович

УДК 553.98+551.73/.78:550.8(477.4/5)

Особливості розподілу покладів вуглеводнів в гіпсометричних поверхах НАФТОГАЗОНОСНОСТІ

ФАНЕРОЗОЮ ДНІПРОВСЬКО-ДОНЕЦЬКОЇ ЗАПАДИНИ

та основні принципи їх пошуків і розвідки

Спеціальність 04.00.17 – Геологія нафти і газу

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора геологічних наук

Київ 1998

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Чернігівському відділенні Українського Державного геологорозвідувального інституту Держкомгеології України

Офіційні опоненти:

Доктор геолого-мінералогічних наук, Заслужений працівник промисловості України, завідувач відділу Українського науково-дослідного інституту природних газів (м.Харків)

Істомін Олександр Миколайович

Доктор геолого-мінералогічних наук, професор, Заслужений працівник народної освіти України, професор кафедри геології і розвідки нафтових і газових родовищ Івано-Франківського державного технічного університету нафти і газу

Орлов Олександр Олександрович

Доктор геолого-мінералогічних наук, провідний геолог Державного геологічного підприємства Полтавнафтогазгеологія

Височанський Іларіон Володимирович

Провідна установа – Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН

України (м. Львів)

Захист відбудеться 12 жовтня 1999 р. об 11 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.162.02 в Інституті геологічних наук НАН України за адресою: 252054, м. Київ – 54, вул. О.Гончара, 55 б.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту геологічних наук НАН України

Автореферат розіслано 02 вересня 1999 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

кандидат геолого-мінералогічних наук Г.М.Ладиженський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. Дніпровсько-Донецька западина (ДДЗ) є головним нафтогазовидобувним регіоном України. Основні прогнозні ресурси нафти і газу республіки також містяться в ДДЗ. Тому всебічне вивчення будови і нафтогазоносності регіону для наукового обгрунтування напрямку і вдосконалення методики пошуково-розвідувальних робіт, спрямованих на виявлення і розвідку нових покладів нафти і газу з метою стабілізації видобутку та забезпечення приростів запасів вуглеводнів (ВВ) на перспективу є важливим і нагальним науково-практичним дослідженням. На вирішення цих проблем нафтогазової геології направлені результати досліджень, які викладені в дисертації. Виявлені особливості і типи нафтогазоносних об`єктів, гіпсометричні локалізації покладів нафти і газу у розкритому розрізі фанерозою ДДЗ сприяють раціональному вибору напряму пошуків і розвідки покладів вуглеводнів, дозволяють прогнозувати можливі геологічні результати пошуково-розвідувальних робіт на нових перспективних об`єктах, які ще не вивчені бурінням. Розроблена принципова багатофакторна схема пошуків і розвідки покладів ВВ, обгрунтовані основні напрями і принципи удосконалення проблем методики пошуків і розвідки нафтових і газових покладів в пастках перспективних структур фанерозою, що сприяє оптимізації сучасних пошуково-розвідувальних робіт і підвищенню їх ефективності.

Зв`язок роботи з науковими програмами, темами. Робота має безпосередній зв`язок з науково-дослідними роботами УкрДГРІ, в яких автор брав участь як виконавець, відповідальний виконавець і науковий керівник з 1963 року, працюючи в Чернігівському відділенні УкрДГРІ; галузевою науково-технічною програмою "Пошук і розвідка"; національною програмою "Нафта і газ України"; науковою проблемою "Удосконалення і геолого-економічне обгрунтування методики пошуків і розвідки родовищ нафти і газу в різних геологічних умовах з метою підвищення ефективності геологорозвідувальних робіт і надійності оцінки запасів".

Метою дослідження було вивчення геологічної будови і нафтогазоносності продуктивних структур та їх пасток в розкритому розрізі фанерозою ДДЗ, виявлення особливостей гіпсометричної локалізації покладів нафти і газу та прогноз можливих гіпсометричних інтервалів нафтогазоносності, розробка пропозицій щодо проблем удосконалення методики пошуків і розвідки покладів нафти і газу.

Основні завдання дослідження:

- вивчення геології і нафтогазоносності локальних структур фанерозою ДДЗ;

- аналіз вуглеводневого заповнення пасток, продуктивних горизонтів, структур і відкладів;

- вивчення гіпсометричної локалізації покладів ВВ і можливостей виявлення нових гіпсометричних інтервалів нафтогазоносності в розрізі фанерозойських відкладів ДДЗ;

- наукове обгрунтування геологічних моделей основних типів родовищ та аналіз результатів впливу їх на ефективність пошуків і розвідки покладів нафти і газу;

- визначення особливостей основних критеріїв пошуків і розвідки покладів нафти і газу та шляхів вирішення проблеми удосконалення методики виявлення і розвідки покладів ВВ в розкритому розрізі фанерозою ДДЗ.

Поставлені завдання вирішувалися з використанням комплексного аналізу і систематизації геолого-геофізичних матеріалів з геології та нафтогазоносності структур, пасток, родовищ, продуктивних відкладів фанерозою і регіону в цілому. Використані різні методи для дослідження проблем гіпсометрії нафтогазової геології і процесу пошуків та розвідки покладів нафти і газу в ДДЗ та інших регіонах.

Фактичним матеріалом дослідження послужили дані з геології і нафтогазоносності 145 родовищ, матеріали 718 пластових покладів ВВ з установленими абсолютними відмітками нафтоводяних і газоводяних контактів (НВК і ГВК), результати буріння свердловин, що розкрили відклади фанерозою. Аналізувалась еволюція поточних геофізичних і геологічних моделей пошуково-розвідувальних об`єктів на різних стадіях геологорозвідувального процесу на нафту і газ, вивчались і враховувались численні опубліковані і фондові рукописні матеріали з геології, нафтогазоносності, методики пошуків і розвідки, підрахунку та розподілу запасів нафти і газу в фанерозої ДДЗ. Крім того, використовувались опубліковані матеріали по Західно-Сибірській, Лєно-Тунгуській, Тімано-Печорській і Волго-Уральській провінціях, Південо-Мангишлацькому, Прип`ятському і Передкарпатському прогинах та інших регіонах. В основу роботи покладені результати досліджень автора з геології і нафтогазоносності фанерозою ДДЗ та інших регіонів, отримані за 35 років виконання науково-дослідних робіт в Чернігівському відділенні Українського державного геологорозвідувального інституту.

Наукова новизна:

а) на якісно новому рівні вивченості ДДЗ підтверджено, що основні типи нафтогазоносних структур у відкладах фанерозою представлені об`єктами антиклінальної і гемібрахіантиклінальної будови. Особливістю подальших перспектив є те, що вони будуть пов`язані переважно з похованими і дисгармонійними різновидами. Через значну вивченість наскрізних структур їх кількість серед нових об`єктів буде незначною.

б) обгрунтована необхідність відмовитись від терміну "структурні пастки", який вживається в нафтогазовій геології. Запропонована автором у 1988 році класифікація пасток ДДЗ була першою класифікацію, яка надала системну характеристику морфогенетичного різноманіття продуктивних пасток в регіоні.

в) виявлені особливості заповнення пасток ВВ по відношенню до гіпсометрії структурних планів і зміни величини коефіцієнта заповнення пасток від гіпсометричного положення покрівлі покладів, встановлені тенденції залежності площі покладу від площі пасток, висоти покладів від висоти пасток, коефіцієнта заповнення пасток від висоти пасток.

г) вперше здійснено аналіз гіпсометричної локалізації покладів ВВ, виділені гіпсометричні загальні і регіональні поверхи нафтогазоносності в розрізі відкладів фанерозою.

д) досліджені особливості поширення запасів нафтових, газових і газоконденсатних покладів і продуктивних площ в залежності від абсолютної глибини їх залягання.

е) вперше встановлена періодичність повторення гіпсометричних рівнів з максимальною концентрацією покладів ВВ. Ця особливість простежується в інших нафтогазоносних регіонах і має міжрегіональне значення. Прогнозується існування нових гіпсометричних продуктивних інтервалів у відкладах фанерозою.

є) науково обгрунтовані геологічні моделі будови основних типів родовищ в гіпсометричних поверхах нафтогазоносності і розроблені рекомендації по напрямках і концентрації обсягів буріння.

ж) виявлені особливості основних критеріїв пошуків і розвідки родовищ, розроблена принципова багатофакторна схема пошуків та розвідки покладів ВВ, що приурочені до певних типів структур і пасток в різних гіпсометричних поверхах.

Практичне значення роботи. Більшість прогнозних гіпсометричних локальних максимумів покладів ВВ, які автором передбачались в розрізі відкладів регіону ще в 1976 році, підтвердились пошуково-розвідувальними роботами. Локальні максимуми виявлені у нижньокам`яновугільних відкладах в інтервалі мінус 4250 – 4450 м і середньокам`яновугільних – на глибині мінус 2950 м. Як і прогнозувалось, у мезозойських відкладах локальний максимум не виявлено. Реалізація наукових розробок дисертанта на конкретних об`єктах сприяла відкриттю нових покладів нафти і газу, отриманню приростів запасів і підвищенню ефективності пошуків і розвідки нафтових і газових родовищ у відкладах фанерозою. Більше ніж у п`ятдесяти практичних рекомендаціях, виданих дисертантом і в співавторстві, розроблені пропозиції подальшого раціонального розвитку геологорозвідувальних робіт в ДДЗ, на окремих її територіях і зонах, обгрунтовані напрями і методика пошуково-розвідувальних робіт в різних типах пасток на шістдесяти чотирьох родовищах. Результати досліджень використовувались у щорічних наукових обгрунтуваннях планів геологорозвідувальних робіт в ДДЗ на 1982-1999 р.р., постійним співавтором яких дисертант є, починаючи з 1982 року. Впровадження рекомендацій сприяло відкриттю нових покладів ВВ у серпуховських і візейських відкладах (Нарижнянське, Південно-Панасівське, Щурівське та інші родовища), оптимізації пошукових робіт і підвищенню ефективності розвідки родовищ (Андріяшівське, Безлюдівське, Василівське, Вишнівське, Волошківське, Голотовщинське, Коржівське, Луценківське, Савинківське, Софіївське, Співаківське, Тростянецьке, Шумське, Ярошівське та інші). Тільки від рекомендацій, впроваджених на Василівському, Липоводолинському, Луценківському, Нарижнянському, Південно-Панасівському, Рудівському, Свиридівському і Червонозаводському родовищах, отримано приріст запасів 7,065 млрд.м3 газу і 0,740 млн.т нафти і конденсату, що підтверджено відповідними документами. Ряд рекомендацій знаходиться на стадії впровадження. Отже, результати науково-дослідних робіт здобувача мають прямий вихід на практику геологорозвідувальних робіт і позитивно сприятимуть науковому обгрунтуванню процесу пошуків і розвідки нафти і газу у відкладах фанерозою. За особистий внесок в розвиток геологорозвідувальних робіт по нарощуванню мінерально-сировинної бази України автору дисертації присвоєно звання "Почесний розвідник надр".

Апробація роботи. Положення дисертації доповідалися на республіканських наукових, науково-технічних і науково-практичних конференціях: "Достижения геологической науки по Днепровско-Донецкой впадине за годы Советской власти"(Чернігів, 1967), "Эволюция пластов-коллекторов месторождений нефти и газа Днепровско-Донецкой впадины" (Полтава, 1967),"Процессы развития земной коры и полезные ископаемые Днепровско-Донецкой впадины" (Київ-Полтава, 1968), "Вопросы геологии и нефтегазоносности Украины, геофизических аппаратурных разработок и бурения скважин" (Львів, 1969), "Проблемы поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений Украины" (Чернігів, 1982), "Проблемы ускоренного выявления новых типов ловушек и ресурсы нефти и газа в Днепровско-Донецкой впадине" (Чернігів, 1987), "Состояние и перспективы разработки и внедрения методик поисков и разведки неантиклинальных ловушек" (Харків, 1988), "Нафта і газ України" (Київ, 1994; Харків, 1996); на союзних (колишнього СРСР) науково-технічних, наукових конференціях і семінарі наукової ради АН СРСР: "Поиски и освоение нефтяных и газовых месторождений солянокупольных областей в пределах СССР" (Москва, 1968), "Перспективы увеличения газовых ресурсов Украины и сопредельных территорий в связи с задачами ускоренного развития газовой промышленности" (Харків, 1969), "Методика поисков стратиграфических и литологических залежей нефти и газа" (Баку, 1983), "Нефтегазообразование на больших глубинах" (Москва, 1986); на Міждержавній науковій конференції "Актуальные вопросы нефтяной палеогеоморфологии" (Чернігів, 1994); на Міжнародній конференції "Тектонические и палеогеоморфологические аспекты нефтегазоносности" (Київ – Сімферополь, 1996); на ІІ Міжнародному симпозіумі "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения" (Санкт-Петербург, 1997); на науково-практичній конференції "Минерально-сырьевая база Республики Беларусь: состояние и перспективы" (Мінськ, 1997); на 5-тій Міжнародній конференції "Нафта – газ України – 98" (Полтава, 1998); на науково-технічних радах Держкомгеології України, ДГП "Чернігівнафтогазгеологія" і "Полтавнафтогазгеологія", Вчених радах УкрДГРІ та Чернігівського відділення УкрДГРІ.

Публікації. Матеріали дисертаційної роботи публікувалися у спеціальних виданнях академічних і галузевих науково-дослідних геологорозвідувальних інститутів України та близького зарубіжжя, збірниках і доповідях Національної Академії Наук України. По темі дисертації опубліковано 75 наукових праць, серед яких 1 геологічна карта доверхньопермських відкладів Дніпровсько-Донецької западини, 41 стаття, 33 матеріали і тези доповідей.

Основні положення, що захищаються:

1.

1.

1.

1.

1.

Обсяг роботи. Дисертація, загальним обсягом 308 сторінок, складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних джерел. Ілюстрована 50 рисунками, 3 таблицями і 12 текстовими додатками. Бібліографія 233 назви. Робота виконана в Чернігівському відділенні Українського державного геологорозвідувального інституту Держкомгеології України.

Автор вдячний геологам Держкомгеології та Держнафтогазпрому України, їх геологічних і геофізичних підприємств за наданий фактичний матеріал і ділове спілкування. Велику подяку висловлюю П.Ф.Шпаку, М.М.Іванюті, І.І.Чебаненку, В.К.Гавришу, О.Ю.Лукіну, В.О.Краюшкіну, Б.П.Кабишеву, Є.С.Дворянину, В.П.Клочку, В.С.Токовенку за окремі критичні і конструктивні зауваження , які сприяли виконанню роботи. Дякую колегам Чернігівського відділення УкрДГРІ за допомогу в технічному оформленні дисертації.

ЗМІСТ РОБОТИ

ПРОБЛЕМА ВИВЧЕННЯ ПОВЕРХІВ У РОЗКРИТОМУ РОЗРІЗІ ФАНЕРОЗОЮ ДНІПРОВСЬКО-ДОНЕЦЬКОЇ ЗАПАДИНИ

Дослідження проблеми гіпсометричних поверхів нафтогазоносності ДДЗ пов`язане з виділенням поверхів в геології взагалі, станом вивчення різних питань їх будови в конкретних умовах фанерозою, нафтогазоносності і пошуково-розвідувальних робіт в регіоні.

Поверхи – зміст і обгрунтування їх виділення в геологічних комплексах. "Поверх" – термін, який вживається в різних галузях. Але загальним є те, що поверх обмежується площинами. Тому все, що знаходиться між ними, перебуває на одному рівні. У геологорозвідувальній галузі термін "поверх" має свої особливості. Пояснення (уточнення) його, тобто який поверх, залежать від необхідності конкретизувати його відносно об`єкту, що розглядається. Так, з теоретичних і практичних позицій пошуків покладів нафти і газу першочерговим завданням є дослідження структури відкладів регіону – тобто виділення і вивчення поверхів структурних (структурних поверхів). В геологічній літературі цей термін є найбільш поширеним. Структурний поверх представляє собою групу геологічних комплексів, які характеризуються однаковою будовою структурних планів, ступенем метаморфічних змін та проявами інших процесів. Структурний поверх обмежується регіональними кутовими незгідностями і відповідає окремому етапу тектонічного розвитку на території його розповсюдження (Богданов, 1963; Салун, 1957; Хаїн, 1964). В межах структурного поверху нерідко виділяються підповерхи. Кожний із них обмежений різкою зміною формацій і неузгодженнями (Богданов, 1963), містить групу порід декількох структурних ярусів, які входять до поверху структурного (Салун, 1957), представляє комплекси відкладів, розділених поверхнями кутових незгідностей в середині структурних ярусів (Гавриш, 1965). Структурні яруси є частиною поверху, геологічні формації яких сформувались за короткий проміжок часу. Яруси обмежуються регіональними кутовими незгідностями (Шатський, 1957; Шаталов, 1962; Томсон, 1963), локальними переривами та локальними кутовими незгідностями (Салун, 1957), поверхнею незгідності (Архангельський, 1962). Разом з цим структурний ярус рядом дослідників вважається синонімом структурного поверху (Хаїн, 1964), або зовсім не виділяється (Богданов, 1963). Аналіз показав, що поширений в геології термін поверх структурний (структурний поверх) є найбільш обгрунтованим і відповідає якщо не повністю, то в основі свого змісту, уявленням переважної частини дослідників. Щодо структурних підповерхів і ярусів, то відношення до них у дослідників неоднозначне.

Поверхи в розкритому розрізі фанерозою ДДЗ. Вивченню геологічної будови і нафтогазоносності відкладів фанерозою ДДЗ сприяли дослідження значної кількості науковців, геологів і геофізиків. Серед них В.О.Аверьєв, Ю.О.Арсірій, М.П.Балуховський, І.Г.Баранов, А.О.Білик, В.Г.Бондарчук, Г.І.Вакарчук, С.А.Варичев, В.О.Вітенко, В.К.Гавриш, М.І.Галабуда, В.В.Глушко, Є.С.Дворянин, І.І.Дем`яненко, Г.Д.Забела, П.В.Заріцький, О.М.Істомін, Б.П.Кабишев, В.І.Карпов, В.І.Кітик, В.П.Клочко, Л.В.Курилюк, Й.Ю.Лапкін, В.П.Лебідь, А.А.Мартинов, З.А.Мішуніна, В.І.М`ясников, А.Й.Недошовенко, В.Ю.Некос, Н.Т.Пашова, В.В.Плошко, А.Я.Радзівіл, В.А.Редколіс, І.С.Рослий, Л.І.Рябчун, В.І.Савченко, Є.О.Скачедуб, Д.В.Смикаліна, В.І.Созанський, В.Б.Сологуб, В.І.Хникін, П.С.Хохлов, О.К.Ципко, І.І.Чебаненко, М.В.Чирвинська, М.С.Шатський, П.Ф.Шпак і багато інших.

На різних етапах вивчення ДДЗ в будові її геологічного розрізу виділялись структурні поверхи, підповерхи і яруси. Так, наприклад, виходячи з раніше наведених уявлень про структурні поверхи і яруси та з результатів вивчення геологічного розвитку регіону А.А.Мартиновим, І.І.Дем`яненком, О.І.Сєровим (1967) в розрізі відкладів ДДЗ виділені три структурні поверхи: нижній (покрівля фундаменту – верхня частина верхньофаменського під`ярусу), середній (турнейський ярус – араукаритова світа верхнього карбону) і верхній (нижня перм – неоген). Нижній структурний поверх має три структурні яруси, середній – два і верхній – чотири. У кожного з них визначені основні структурні плани. За структурними особливостями і формаційно-речовинною характеристикою розрізу відкладів ДДЗ В.К.Гавриш, З.М.Ляшкевич (1989) виділили п`ять структурних поверхів (ярусів), або структурно-стратиграфічних комплексів за В.Г.Бондарчуком (1961). Серед них: середньодевонський платформний, верхньодевонський рифтовий, кам`яновугільно-нижньопермський синеклізно-міогеосинклінальний, мезозойський платформно-синеклізний і кайнозойський платформний. Кожний з них обмежується незгідностями. Ю.О.Арсірій, О.К.Ципко (1994) в структурі фанерозою ДДЗ виділили п`ять поверхів і чотирнадцять підповерхів, обмежених відповідно регіональними і зональними переривами. В числі поверхів: середньодевонсько-середньофранський, верхньофрансько-нижньовізейський, верхньовізейсько-нижньопермський, мезозойський, кайнозойський. Структурні поверхи, підповерхи і яруси, виділені вищевказаними авторами та іншими дослідниками є результатом вивчення сучасної структури ДДЗ, її геологічного розвитку, мають наукове і практичне значення.

Гідрогеологічні умови розкритого комплексу порід в ДДЗ досліджувались А.Є.Бабінцем, Є.С.Гавриленко, Л.К.Гуцалом, І.І.Козак, В.В.Колодієм, В.О.Кривошеєй, А.Ф.Романюком, В.А.Терещенком, Л.П.Шваєм та іншими. В розрізі ДДЗ виділені два гідрогеологічні поверхи – поверх вертикального переміщення пластових

вод (девон – турне, що залягають на глибинах більше 3600 м) і поверх латерального переміщення (Геологія і нафтогазоносність ДДЗ, 1989).

Вивчаючи нафтогазоносність ДДЗ, переважна більшість дослідників продуктивний розріз характеризують виходячи з виділених нафтогазоносних комплексів. Останні складаються з порід-колекторів, які вміщують скупчення нафти і газу, та регіональної покришки, що ізолює комплекси зверху. Виділяються девонський, турнейсько-нижньовізейський, верхньовізейсько-серпуховський, середньокам`яновугільний, верхньокам`яновугільний-нижньопермський і тріас-юрський комплекси, які, виходячи з аналізу виконаних побудов (Дем`яненко, 1998), мають зональний характер розповсюдження ВВ. Останнім часом виділено новий комплекс, пов`язаний з виявленням вуглеводнів в утвореннях фундаменту. В основі назв продуктивних комплексів переважає їх стратиграфічна приуроченість. Раніше подібні нафтогазоносні комплекси іменувались стратиграфічними рівнями нафтогазонакопичення (Воробйов, 1962). Вивчення конкретно нафтогазоносних поверхів у фанерозойському розрізі ДДЗ має обмежений характер.

В залежності від регіональних покришок виділяються юрський, тріасово-верхньопермський, нижньопермський-верхньокам`яновугільний, середньокам`яно-вугільний і нижньокам`яновугільний стратиграфічні поверхи промислової нафтогазоносності (Зав`ялов, 1973). Є поверхи нафтогазоносності, в основі виділення яких знаходиться насиченість флюїдами порід різних за походженням. За таким принципом в межах північного борту виділені нижній поверх нафтогазоносності, представлений породами кристалічного фундаменту, і верхній поверх нафтогазоносності, складений відкладами осадочного чохла (Дворянин, Клочко, Чебаненко, 1996). Наведені та інші дані свідчать за те, що нафтогазоносні поверхи в ДДЗ виділяються на різних принципах. Все це зумовлює їх неоднозначність за змістом і обсягами. В сучасному розумінні поверхом нафтогазоносності родовища, регіону, басейну вважається інтервал розрізу (в метрах) від першого знизу до самого верхнього продуктивного горизонту. Виходячи з такого визначення поверху нафтогазоносності, автор досліджує проблему гіпсометричних поверхів нафтогазоносності в розкритому комплексі фанерозою ДДЗ на єдиній основі – даних абсолютних глибин установлених НВК і ГВК пластових покладів нафти і газу. Це дозволяє на матеріалах гіпсометрії реальних покладів виявляти стан, закономірності і тенденції локалізації фактичних покладів та їх запасів у розрізі фанерозою і прогнозувати нові продуктивні інтервали.

Вивчення гіпсометричного положення пластових покладів ВВ в регіоні автором започатковано у 1976 році. На основі аналізу даних 473 покладів, відкритих з 1936 по 1971 р. на 70 родовищах, установлені регіональні і локальні максимуми кількості і щільності покладів у розрізі.

Локальні максимуми частоти мають свої особливості. Так, у відкладах нижнього карбону з глибини –1250 м до –2250 м вони повторюються через 500 м, нижче – через 700 м; у середньокам`яновугільних – максимуми частоти визначені на глибинах мінус 1750м і мінус 2250 м; у нижньопермсько-верхньокам`яновугільному комплексі локальні максимуми закономірно повторюються через 500 м (-1750м, -2250м, -2750м, -3250м і –3750м). Максимуми частоти в мезозойському комплексі порід повторюються через 200 м, але найбільше покладів сконцентровано на глибинах -1350м та -1550м. У 1996 р. В.О.Кривошея і Н.Т.Пашова повідомили, що що і за їхніми результатами вивчення геодинамічної моделі ДДЗ, розподіл покладів ВВ має періодичну зональність, максимуми якої знаходяться на глибинах 1620-3380-5120м.

Установлена закономірність повторення локальних максимумів частоти через певний інтервал дозволила передбачити [1], що в сприятливих геологічних умовах чергові локальні максимуми частоти в нижньокам`яновугільному комплексі порід слід чекати на глибинах –4350м (100м) і –5050м (100м). У відкладах середнього карбону локальний максимум прогнозувався на глибині –2950м (100м). В нижньопермсько-верхньокам`яновугільному комплексі локальні максимуми частоти прогнозувались на глибинах -4250м (100м) і –4750м (100м). Враховуючи детальне вивчення порід мезозою та їх гідрогеологічні умови, вважалось, що поклади у відкладах тріасу і юри навряд чи можна виявити, а прогнозувати локальні максимуми частоти в них неможливо. Подальшими роботами більшість прогнозних локальних максимумів підтвердилась. Так, у нижньокам`яновугільних відкладах локальний максимум виявлено в інтервалі глибин мінус 4250м - 4450м, в середньокам`яновугільних – на глибині –2950м. Як і прогнозувалось, не виявлено черговий локальний максимум у мезозойських відкладах.

В результаті теперішніх досліджень, виконаних за матеріалами 145 родовищ, виявлені особливості гіпсометричного розподілу покладів ВВ, прогнозується існування нових інтервалів числа покладів, запасів і продуктивних площ у розрізі фанерозою ДДЗ. Виділені гіпсометричні поверхи нафтогазоносності: загальні, обмежені відмітками контактів верхнього і нижнього пластових покладів, регіональні – інтервали найбільшої концентрації покладів і запасів, а також локальні інтервали, які входять до складу регіональних і загальних поверхів. Гіпсометрична локалізація покладів ВВ в розрізі фанерозою пов`язана з локальними структурами і моделями їх будови, пастками і заповненням їх вуглеводнями та іншими факторами.

АНАЛІЗ НАФТОГАЗОНОСНИХ ВІДКЛАДІВ, ТИПІВ ПРОДУКТИВНИХ СТРУКТУР, Гіпсометричних ОСОБЛИВОСТЕЙ ВУГЛЕВОДНЕВОГО ЗАПОВНЕННЯ ПАСТОК, ГОРИЗОНТІВ І КОМПЛЕКСІВ

В плані досліджуваної проблеми гіпсометричних поверхів нафтогазоносності здобувачем аналізуються нафтогазоносні відклади і типи продуктивних структур. На підставі результатів вивчення будови і типізації пасток по ряду нафтогазоносних регіонів основну увагу приділено вивченості, типізації і аналізу нафтогазоносності пасток, утримуючих поклади вуглеводнів в розкритих комплексах фанерозою ДДЗ.

Відклади фанерозою ДДЗ і основні типи структур з промисловою нафтогазоносністю. В будові розкритого осадочного чохла фанерозою ДДЗ беруть участь відклади кайнозою, мезозою і палеозою, які залягають на архей-протерозойських утвореннях фундаменту. Промислові поклади ВВ виявлені в мезозойських (юрських, тріасових) та палеозойських (нижньопермських, кам`яновугільних, девонських) комплексах і породах фундаменту. Основними продуктивними і нафтогазоперспективними є нижньокам`яновугільні відклади. В дисертації відклади охарактеризовані стратиграфічно і літологічно в обсязі відділу, а деякі в межах ярусу і горизонту. Звертається увага на ряд факторів, які впливали на формування відкладів фанерозою [6, 10, 12, 14, 19, 34, 43, 45, 49], структуру ДДЗ [4] та її нафтогазоносність [4, 35]. Типи продуктивних структур автором визначені за результатами аналізу геологічної будови і нафтогазоносності 145 родовищ, які мають різні резервуари [48], неоднакову кількість покладів ВВ та їх стратиграфічне положення в розрізі фанерозою.

Нафтогазоносними є структури двох типів – антикліналі, брахіантикліналі (підняття) і гемібрахіантикліналі, серед яких виділяються наскрізні, поховані і дисгармонійні різновиди. З підняттями пов`язано 76% вивчених родовищ і 24% з гемібрахіантикліналями. Останні представлені напівсклепіннями і незамкнутими брахіантикліналями (47%), терасами (23%) і структурними носами (10%), а також тектонічними блоками (20%). Більшість структур (90-95%) усіх типів ускладнена порушеннями. Основними структурами в продуктивних комплексах фанерозою ДДЗ є наскрізні та поховані підняття і гемібрахіантикліналі, до яких приурочено відповідно 63% і 36% розглянутих родовищ. Дисгармонійні структури не перевищують 1%, але в міру вивчення регіону серед виявлених об`єктів пошуково-розвідувального буріння буде збільшуватись число похованих та, імовірно, дисгармонійних структур, які відомі в різних структурно-геологічних умовах ДДЗ.

Принципи типізації пасток у нафтогазовій геології та класифікація пасток нафти і газу ДДЗ. Характерною особливістю загальних класифікацій пасток нафти і газу є те, що вони базуються на генезисі і морфології пасток (Абрамович, 1948; Васоєвич, 1952; Губкін, 1975; Єременко, 1968; Клубов, 1978; Леворсен, 1958; Пірсон, 1961; Рассел, 1958; Севостьянов, 1981; Хаїн, Соколов, 1987 та інші). З врахуванням загальних класифікацій дослідники виконують типізацію пасток родовищ Сахари (Алексін, 1976), Тімано-Печорської (Макаревич, Бакланов, 1984) і Лєно-Тунгуської (Мєльников, Назимков, Кащенко, 1984) нафтогазоносних провінцій, Південно-Мангишлацького (Юферов, Васильєв, Гаврилов та інш., 1972) і Прип`ятського (Синичка, 1984) прогинів та інших регіонів. Загальним для більшості регіональних класифікацій є виділення пасток, які іменуються структурними, стратиграфічними, літологічними (літогенними), рифогенними і комбінованими. В кожному варіанті класифікацій їх автори враховували умови формування пасток, їх нафтогазоносність та інші фактори, що дозволяють знаходити в пастках схожість і відмінність. Разом з цим, виходячи з геологічних позицій, вважаю, що пастки, які звуться в класифікаціях структурними, навряд чи дають чітке уявлення про них. Структура – це форма залягання гірських порід. В той же час усі виділені типи пасток пов`язані з формами залягання порід, і тоді, дотримуючись цього принципу, вони повинні іменуватися структурними. А це означає, що пасток інших типів не може бути, оскільки в природі немає безформного залягання порід. Тому, враховуючи зміст терміну "структура" від виділення пасток, названих структурними, пропоную утримуватися [44]. Відносно інших різновидів пасток, наведених у класифікаціях вищеуказаних регіонів, то вони виділені з врахуванням різних факторів і направлені на вирішення загальної проблеми нафтогазової геології і вияснення інших питань локального і регіонального значення.

Будова і нафтогазоносність пасток у відкладах фанерозою ДДЗ розглядаються в роботах Н.Я.Барановської, І.В.Височанського, В.К.Гавриша, Й.М.Головацького, Є.К.Гончарова, Є.С.Дворянина, І.І.Дем`яненка, Б.П.Кабишева, І.В.Карпенка, В.П.Клочка, В.Т.Кривошеєва, Я.Г.Лазарука, В.П.Лебедя, В.М.Лисинчука, О.Ю.Лукіна, В.В.Плошка, Т.М.Пригаріної, В.І.Савченка, В.І.Созанського, Б.І.Солдатенка, М.В.Худика, А.М.Шарданова та інших. Разом з цим, незважаючи на проведення різних видів досліджень, загальна класифікація пасток нафти і газу для умов ДДЗ довгий час була відсутня. Тому, з врахуванням вищенаведеного досвіду укладання загальних і регіональних класифікацій, автором в 1988 р. була розроблена перша класифікація пасток [9]. Запропоновано пастки розділяти на антиклінальні і неантиклінальні з можливим наступним виділенням в них характерних різновидів, враховуючих основні класифікаційні ознаки, серед яких приуроченість пастки до типу структури, порушенність пастки і вид екрану. Пропонуючи такий підхід до класифікації, автор виходив з того, що при формуванні пасток, переважне значення має тектонічний фактор. Саме від цього залежить, в основному, форма гірських порід, плікативні і розривні дислокації, наявність узгоджень і неузгоджень в розрізі відкладів. Тобто це всі ті основні умови і передумови, які необхідні для утворення різних типів пасток ВВ. Автором пастки ДДЗ згруповані за класами, підкласами, видами і типами. Характеристика їх наведена на прикладах розглянутих родовищ. Перша на той час класифікація систематизувала основні пастки нафти і газу в регіоні. Подальші дослідження пасток дозволяють їх класифікувати в залежності від направленості і вирішення різних питань, пов`язаних з геологією нафти і газу ДДЗ. Прикладами таких варіантів є технологічна класифікація пасток (Савченко, 1994), класифікація пасток за акумулюючою і вміщуючою здатністю та класифікація кожного типу пасток (Височанський, 1991-1995), моделі імовірних пасток в зонах розущільнення кристалічного фундаменту (Височанський, Клочко, 1992). Розширяються методи досліджень пасток. Для прогнозу неантиклінальних і комбінованих пасток пропонується використовувати результати досліджень з проблеми циклічності палеоструктурно-геологічного розвитку (Гавриш, 1995), слід більше уваги приділяти природному зв`язку структура – пастка – поклад (Білик, 1995). В цілому проблема класифікації пасток в ДДЗ продовжує досліджуватись, що буде сприяти пізнанню нафтогазоносності фанерозою і підвищенню ефективності пошуково-розвідувальних робіт в регіоні.

Вуглеводневе заповнення пасток продуктивних горизонтів, стратиграфічних комплексів, наскрізних і похованих структур. Кількісна оцінка і аналіз вуглеводневого заповнення пасток заслуговує на увагу, виходячи із двох основних положень. По-перше, від наявності даних про заповнення ВВ пасток продуктивних горизонтів і стратиграфічних комплексів, які залягають на різних гіпсометричних рівнях, багато в чому залежить наукове обгрунтування пошукових і розвідувальних робіт. По-друге, особливості будови різних типів пасток і коефіцієнтів їх заповнення ВВ, визначені за матеріалами розвіданих покладів, дають змогу використовувати ці дані при оцінці нафтогазоносності конкретних перспективних структур на невивченій території. Коефіцієнти заповнення пасток визначені (і наведені в таблицях) для пасток продуктивних горизонтів, під`ярусів, ярусів, відділів, систем взагалі і в залежності від фазового стану покладів в розкритих комплексах фанерозою, окремо в нижньокам`яновугільних відкладах, а також наскрізних і похованих структурах нижнього карбону. В цілому ж середній коефіцієнт заповнення рідкими і газоподібними ВВ становить для пасток горизонтів: кам`яновугільних відкладів – 0,53, нижньопермських – 0,70, юрських – 0,26, фанерозойських - 0,50. Пастки основних нафтогазоперспективних нижньокам`яновугільних відкладів мають середній коефіцієнт заповнення 0,53 (нафтою – 0,38, газом – 0,54). Заповнення вуглеводнями пасток різних типів структур неоднакове. Середній коефіцієнт заповнення пасток наскрізних структур становить 0,53 (нафтою – 0,36; газом – 0,57), в тому числі антиклінальних пасток на брахіантикліналях – 0,51 (нафтою – 0,36; газом – 0,56) і неантиклінальних на геміантикліналях – 0,60 (газом). Антиклінальні пастки на похованих брахіантикліналях характеризуються середнім коефіцієнтом заповнення, рівним 0,47 (нафтою – 0,46, газом – 0,48). Результати досліджень вуглеводневого заповнення пасток використовуються в практиці пошуково-розвідувальних робіт і при прогнозі нафтогазоносності перспективних зон з пастками різних типів.

Тенденції вуглеводневого заповнення пасток в продуктивних відкладах фанерозою. Виконана автором кількісна оцінка вуглеводневого заповнення пасток дала можливість перейти від аналізу окремих об`єктів, якими є пастка, горизонт і локальна структура до розгляду вуглеводневого насичення відкладів в цілому. В результаті виявлено ряд особливостей і тенденцій. Встановлено [16], що заповнення пасток вуглеводнями має зональний характер і неузгоджується з гіпсометрією структурних планів. Дослідження покладів, які розвідані в фанерозойських і, зокрема, у нижньокам`яновугільних відкладах, показали, що в залежності від зростання абсолютної глибини покрівлі покладів коефіцієнт заповнення пасток має тенденцію до зменшення. З урахуванням цього при розкритті покладу на абсолютній відмітці 6000 м коефіцієнти заповнення пастки в нижньокам`яновугільних відкладах слід очікувати з середньою величиною 0,40 (при коливанні в межах 0,08-0,72), а в цілому в комплексах фанерозою 0,50 (з межею відхилення 0,08-0,84). При збільшенні величини площі кам`яновугільних пасток збільшення площі покладів виражається усередненою кривою імовірної залежності. Збільшення площі покладу з ростом площі пастки відбувається нерівномірно і характеризується визначеним зменшенням її приросту. Встановлено, що співвідношення висоти покладів і пасток на родовищах, виявлених у відкладах нижнього карбону, перебувають в криволінійній імовірній залежності. При збільшенні висоти пастки збільшується і висота покладу, але величина збільшення не перебуває в пропорційній залежності. Криволінійна залежність співвідношення висоти покладів і пасток має місце і в продуктивних горизонтах розглянутих відкладів фанерозою. Результатом аналізу висоти пасток і коефіцієнта їх заповнення є і те, що в нижньокам`яновугільних і фанерозойських продуктивних відкладах в цілому при збільшенні висоти пасток коефіцієнт їх заповнення має тенденцію до зменшення.

Виявлені здобувачем вищенаведені тенденції свідчать про різноманітність нафтогазоносності локальних об`єктів та існуючі особливості продуктивності фанерозойських відкладів, серед яких домінуючими є нафтогазонасичені відклади нижнього карбону. Кількісну оцінку параметрів пасток і покладів, установлені особливості і тенденції пропонується враховувати при прогнозі нафтогазоносності в практиці пошуково-розвідувальних робіт на нафту і газ.

ЗАКОНОМІРНОСТІ І ПРОГНОЗ ГІПСОМЕТРИЧНОЇ ЛОКАЛІЗАЦІЇ ПОКЛАДІВ ВУГЛЕВОДНІВ

Виявлені автором закономірності гіпсометричної локалізації покладів ВВ наводяться за результатами вивчення матеріалів 718 пластових покладів з установленими НВК і ГВК на абсолютних глибинах залягання від 200 до 5400 м на 145 досліджуваних родовищах в різних нафтогазоносних районах ДДЗ.

Кількісний і частотний гіпсометричний розподіл покладів вуглеводнів. Розподіл покладів ВВ за абсолютними глибинами залягання в розкритому розрізі ДДЗ хоч і нерівномірний, але має певну закономірність як в фанерозої, так і в окремих його комплексах. В розрізі фанерозою гіпсометричний загальний поверх покладів ВВ виділяється в інтервалі абсолютних глибин 200-5400 м (висота 5200 м), а регіональний поверх приурочений до абсолютних глибин від 600 до 4750 м (висота 4150 м). При тенденції зменшення з глибиною числа скупчень ВВ і частоти їх зустрічі в гіпсометричному регіональному поверсі виявлена періодичність повторення локальних продуктивних інтервалів числа покладів в середньому через 150 м. Це дозволило автору прогнозувати існування в фанерозойських відкладах ДДЗ на глибині з відмітками мінус 5100-5850 м нового продуктивного інтервалу висотою 250-750 м. Загальний поверх покладів ВВ, виявлених в розрізі палеозойських відкладів гіпсометрично і за висотою співпадає з фанерозойським. Гіпсометричний регіональний поверх покладів палеозою обмежений абсолютними глибинами 800-4750 м (висота 3950 м). Оскільки поклади палеозою є визначальними в концентрації покладів фанерозою, то закономірно, що прогнозний локальний інтервал продуктивності, наведений для порід фанерозою, відноситься і до перспективних відкладів палеозою. В мезозойських відкладах гіпсометричний загальний поверх покладів приурочений до інтервалу глибин з абсолютними відмітками 250-1700 м (висота 1450 м). В його межах в ряді інтервалів поклади відсутні, що не дозволяє виділити гіпсометричний регіональний поверх.

Таким чином, в результаті аналізу розподілу покладів ВВ за абсолютними глибинами залягання в розкритих відкладах ДДЗ установлено, що висоту гіпсометричного поверху числа скупчень ВВ фанерозою визначають, в основному, поклади палеозою. Поклади мезозою впливають на характер розподілу покладів лише верхніх частин загального і регіонального гіпсометричних поверхів покладів фанерозою. Висота виділених регіональних поверхів числа покладів зменшується від фанерозою (4150 м) до палеозою (3950 м), а в мезозої гіпсометричний регіональний поверх не простежується. Виявлена також тенденція зменшення числа локальних гіпсометричних інтервалів продуктивності (10, 9 і 3 відповідно в фанерозої, палеозої і мезозої), їх висоти і відстані між ними. Частотний гіпсометричний розподіл покладів пов`язаний, в основному, з кількісним розподілом покладів виявлених гіпсометричних поверхів числа покладів та локальних інтервалів продуктивності в комплексах фанерозою. Особливістю є і те, що поклади ВВ кам`яновугільних відкладів є визначальними в гіпсометричному розподілі покладів в розрізі палеозойських і фанерозойських відкладів. Це підтверджується висотою і положенням гіпсометричних регіональних поверхів числа покладів, кількістю і висотою локальних інтервалів продуктивності і відстанями між ними. Для відкладів кам`яновугільної системи з гіпсометричним загальним поверхом покладів ВВ на глибині 200-5400 м і регіональним –750-4750 м основними є поклади нижнього карбону. В останніх гіпсометричний загальний поверх покладів знаходиться в інтервалі глибин 550-5400 м, а регіональний – 1100-4700 м. Разом з цим установлено зменшення висоти гіпсометричних регіональних поверхів числа покладів з 3600 м в нижньокам`яновугільних до 2550 м в верхньокам`яновугільних відкладах, при висоті для карбону в цілому – 4000 м. Має місце тенденція зміни глибини залягання гіпсометричних поверхів. Так, якщо регіональний поверх числа покладів в кам`яновугільних відкладах знаходиться в інтервалі абсолютних глибин 750-4750 м, то в верхньокам`яновугільних він обмежується позначками мінус 1500-4050 м. При цьому загальним є і зменшення висоти локальних інтервалів продуктивності. В нижньопермських відкладах регіональний гіпсометричний поверх покладів ВВ не виділяється, а загальний - обмежений інтервалом глибин мінус 200-3750 м (висота 3550 м). Результати досліджень кількісного і частотного розподілу покладів ВВ дозволили виділити гіпсометричні локальні прогнозні інтервали продуктивності на абсолютних глибинах в: кам`яновугільних і нижньокам`яновугільних відкладах 5100-5850 м, середньокам`яновугільних 3950-4100 м і верхньокам`яновугільних 4400-4500 м.

Гіпсометрична локалізація покладів різних за фазовим станом вуглеводнів. В результаті аналізу виявлених покладів нафти в розрізі ДДЗ установлено, що гіпсометричні загальні поверхи нафтових скупчень в фанерозойських і палеозойських відкладах приурочені до абсолютних глибин 650-4750 м (висота 4100 м), а в мезозойських –1300-1700 м (висота 400 м).Гіпсометричні регіональні поверхи покладів нафти виділяються тільки в фанерозойських та палеозойських відкладах в інтервалі глибин 850-4500 м (висота 3650 м). В розрізі фанерозою, палеозою і мезозою існує загальна тенденція гіпсометричної локалізації покладів нафти і частоти їх зустрічі – до певної глибини кількість покладів збільшується. В регіональному плані визначальними є поклади нафти, виявлені у відкладах палеозою. Враховуючи встановлену періодичність повторення і висоту продуктивних інтервалів та частоту їх зустрічі прогнозується виявлення нових локальних інтервалів нафтоносності на абсолютних глибинах 4700-5000 м в палеозої.

В палеозойських, мезозойських відкладах і в фанерозої ДДЗ в цілому виявлена нерівномірність гіпсометричної локалізації газових скупчень. Гіпсометричні загальні поверхи покладів газу приурочені до абсолютних глибин в відкладах фанерозою 250-4950 м, (висота 4700 м), палеозою 400-4950 м (висота 4550 м), мезозою 250-1700 м (висота 1450 м). Гіпсометричні регіональні поверхи газових покладів виділяються тільки в фанерозойських і палеозойських відкладах в інтервалах абсолютних глибин 800-3850 м (висота 3050 м) і 1100-3850 м (висота 2750 м). Поклади газу палеозойських відкладів є основними і для фанерозойських. Прогнозні локальні інтервали скупчень газу обмежені глибинами з абсолютними відмітками 1525-1580 м, 4150-4500м і 4900-5050 м.

Аналіз покладів газоконденсату в розрізах фанерозою і палеозою показав, що гіпсометричний поверх знаходиться в