Геология Карачаганака
1 ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Общие геологические сведения
Карачаганакское нефтегазоконденсатное месторождение открыто в 1979 году при бурении параметрической скважины № 10-П производственно-геологическим объединением «Уральскнефтегазгеология». В 1983 году произведен оперативный подсчет запасов нефти, газа и конденсата. С ноября 1984 года началась опытно-промышленная эксплуатация месторождения.
Глубина залегания КНГКМ находится в пределах от 3500 до 5150м ниже уровня моря.
От верха пермского периода, около 3500 м ниже уровня моря, до глубины около 4950 м ниже уровня моря в каменноугольном регионе газовый конденсат медленно становится «жирнее» с увеличением глубины. Полученный при добыче газовый фактор уменьшается с приблизительно 2000 м3/м3 в верхней части газового региона до приблизительно 800 м3/м3 при глубине 4950м ниже уровня моря. Остаточная (не разжижаемая) нефть занимает около 4,5% всего порового пространства в газовом регионе Карачаганака. Так как эта нефть не находится в состоянии равновесия с газом, газ в результате недонасыщен, так что конденсат не выпадает немедленно при снижении давления в резервуаре.
С 4950 м ниже уровня моря вниз до водонефтяного контакта, около 5150 м ниже уровня моря, находится нефтяное крыло. Этот нефтяной регион должен быть разделен на две части, в каждой из которых нефть имеет довольно различные жидкостные свойства. На юге и на западе месторождения нефть быстро уплотняется с увеличением глубины, а содержание газа снижается с 800 ст. м3 на 4950 м ниже уровня моря до приблизительно 250 ст. м3 при 5150 м ниже уровня моря. На северо-востоке месторождения плотность нефти возрастает с увеличением глубины гораздо медленнее, и газовый фактор снижается меньше с 800 м3 на 4950 м ниже уровня моря вниз до приблизительно 500 ст. м3 при водонефтяном контакте. Нефть в юго-западном регионе явно находится в состоянии гравитационного равновесия (или близко к нему) с увеличением глубины, в то время как нефть на северо-востоке не достигла этого состояния, что, возможно, предполагает произошедший позднее приток газа в эту область.
Важно признать, что в Карачаганаке нет очень четкой границы между газом и нефтью. Состав жидкостей таков, что при водонефтяном контакте пластовая жидкость довольно близка к своей критической точке. Это означает, что газ и нефть имеет очень схожие составы, так что при переходе от газа к нефти изменения в жидкостных свойствах происходят постепенно, а не внезапно. Поэтому точная позиция водонефтяного контакта не ясна из данных, и в любом случае при построении данной модели использовалось цифра 5100м ниже уровня моря.
1.2 Литолого-стратиграфическая характеристика разреза
В отчете по подсчету запасов 1988 г. литолого-стратиграфическая характеристика разреза приведена в соответствии со схемой расчленения, разработанной в процессе разведки на основе данных палеонтологии, литологии и гамма-термолюминисценции, увязанных с промыслово-геофизической характеристикой. В дальнейшем каротажные реперы, исполь-зовались для расчленения разреза, вскрытого более чем 140 скважинами, пробуренными после 1988 года. Это позволило уточнить диапазон изменения толщин выделенных ранее стратиграфических подразделений.
На Карачаганакском месторождении бурением вскрыты отложения кайнозойской, мезозойской и палеозойской групп.
Палеозойская группа (Рz)
Девонская система (D)
Наиболее древними отложениями, вскрытыми бурением, являются
девонские, представленные нижним, средним и верхним отделами.
Нижний отдел (D1)
На основе детальной корреляции
специалистами ПГО “
Максимальная толщина вскрытых бурением нижнедевонских отложений достигает 430 м (скважина ДР6).
Средний отдел (D2)
Среднедевонские отложения установлены в объеме эйфельского и живетского ярусов и вскрыты скважинами 15, Д1, Д2, Д4, Д5, ДР6.
Эйфельский ярус (D2 ef)
Представлен в составе нижнего, недифференцированного, афонинского, частично бийского и койвенского горизонтов. Нижняя часть разреза пред-ставлена переслаиванием карбонатно-обломочных разностей. Глубоководные отложения характеризуются чередованием аргиллитов темно-серых, почти черных, плотных, микро- и тонкослоистых с известняками с пелоидами, водорослевыми структурами и онколитами. Толщина отложений эйфельского яруса составляет от 315 м (скважина Д5) до 380 м (скважина Д4).
Живетский ярус (D2 g)
Сложен темно-серыми, почти черными известняками, часто органоген-ными, кониконхиевыми и аргиллитами, реже алевролитами, наряду с которыми в верхней части разреза встречаются прослойки светло-серых микрокристаллических известняков. Толщина отложений живетского возраста варьирует от 64 м в скважине 15 до 92 м в скважине Д2. В скважине Д5 на южном склоне Карачаганакской структуры живетские отложения не фиксируются.
Верхний отдел (D3)
Верхнедевонские отложения представлены франскими и фаменскими ярусами.
Франский ярус (D3 f)
В скважинах Д1 и Д2 в интервалах 5701-5916 м и 5934-6093 м были выделены отложения франского возраста. В пробуренных позднее скважинах Д4 и ДР6 породы франского яруса вскрыты в интервалах 5503-5722 м и 5498-5595 м соответственно. Нижняя часть яруса сложена в основном алевролитами с прослоями аргиллитов и песчаников, которые вверх по разрезу сменяются известняками мелководного фациального облика. Толщина отложений франского яруса колеблется от 159 (скважина Д2) до 219 м (скважина Д4).
Фаменский ярус (D3 fm)
Породы фаменского возраста на месторождении вскрыты многими скважинами, но на полную мощность пройдены только скважинами 15, Д1, Д2, Д4, Д5 и ДР6. Фаменские отложения сложенны преимущественно органогенно-детритовыми сферолитовыми известняками, вторичными доломитами и доломитизированными известняками. Толщина вскрытых в полном объеме фаменских отложений колеблется от 293 (скважина ДР6) до 386 м (скважина Д4).
Каменноугольная система (C)
Отложения каменноугольной системы вскрыты на всей территории месторождения и представлены нижним и средним отделами.
Нижний отдел (С1)
Нижнекаменноугольные образования включают в себя турнейский, визейский и серпуховский ярусы.
Турнейский ярус (С1 t)
Породы турнейского яруса залегают на подстилающих отложениях фаменского яруса, практически не отличаясь от них по литологии. Его нижняя граница определяется по включениям фораминифер и конодонт и четко не установлена. В большинстве скважин, не имеющих палеонтологи-ческих определений, граница между турнейским ярусом нижнего отдела каменноугольной системы и фаменским ярусом верхнего девона не проводится и тогда эти отложения выделяются в объеме нерасчлененных турнейско-фаменских образований. Толщина собственно турнейского яруса колеблется от 2 (скважина 26) до 108 м (скважина 7).
Визейский ярус (С1 v)
Визейский ярус выделяется по резкой смене водорослево-сферолитовых известняков органогенно-обломочными или темноцветными глинисто-битумонозными доломитизированными известняками. В основании яруса характерно наличие пласта аргиллита толщиной от единиц до 32 м. Аргиллит черный, плитчатый, местами слабо известковистый. В целом визейскому ярусу соответствует пачка с высокой гамма-активностью толщиной от 5 до 235 м, залегающая непосредственно в аргиллитах.
Серпуховский ярус (С1 s)
Сложен он карбонатными породами мелководного,
рифового и относительно глубоководного
типов разреза. Мелководный тип
осадков представлен
Средний отдел (С2)
Башкирский ярус (С2 b)
Отложения среднего отдела представлены только башкирским ярусом. Бурением установлено развитие этих отложений только в краевых частях структуры, в сводовой части они размыты. В составе пород башкирского возраста преобладают осадки мелководно-морского типа разреза, представ-ленные биоморфно-детритовыми, органогенно-обломочными, а также водоро-слевыми известняками с прослоями доломитов. Толщина их меняется от 4 м (скважина 28) до 55 м (скважина 17). В восточной части структуры скважиной 21 вскрыты депрессионные осадки– глубоководные темно-цветные известняки и доломиты слоистой текстуры с включениями глинистого материала. Толщина этих отложений достигает 38 м.
Пермская система (Р)
Отложения пермского возраста выделяются
в разрезах практически всех пробуренных
на месторождении скважин и
Нижний отдел (Р1)
В составе нижнего отдела пермской системы выделяются ассельский, сакмарский, артинский и кунгурский ярусы. Карбонатные породы первых трех ярусов образуют три типа разрезов – биогермный, склоновый и относительно глубоководный.
Ассельский ярус (Р1 a)
Биогермные известняки, реже– доломиты и их биоморфно-детритовые разности ассельского возраста встречаются в основном в центральной купольной части мощного рифогенного массива. Максимальная толщина отложений этого типа достигает 728 м (скважина 180). Отложения рифового склона характеризуются преимущественным развитием доломитизированных биоморфно-детритовых, реже биогермных и биоморфных разностей с прослоями биохемогенных и обломочных пород. Толщина отложений склонового типа изменяется от 42 до 216 м. Относительно глубоководные ассельские отложения представлены темноцветными, почти черными тонко- и микрослоистыми битуминозными карбонатными породами с примесью глинистого и кремнистого материала.
Сакмарский ярус (Р1 s)
В рифовой фации представлен светлыми разновидностями водорослевых, мшанковых, тубифитовых и криноидно-водорослевых известняков. Толщина отложений этого типа изменяется от 23 (скважина 10) до 90 м (скважина 6). Склоновый тип разреза сложен органогенно-детритовыми, брекчиевидными, тонкокристаллическими и пелитоморфными известняками, толщина которых изменяется от 15 до 56 метров.
Артинский ярус (Р1 ar)
В рифовом типе разреза представлен биоморфно-детритовыми извес-тняками, реже вторичными биогермными, водорослевыми доломитами. Толщина артинских отложений этого типа достигает 90 м (скважина 2). Склоновый тип разреза представлен, в основном, вторичными доломитами, реже известняками биоморфно-детритовыми, органогенно-обломочными. Толщина яруса в разрезах склонового типа резко сокращается и изменяется от первых единиц (скважины 1, 27) до 217 м (скважина 7).
Кунгурский ярус (Р1 k)
В пределах месторождения развит повсеместно. По палеонтологи-ческим и палинологическим данным в нем выделяются филипповский и иреньский горизонты.
Филипповский горизонт (Р1 kf)
Отложения филипповского горизонта вскрыты всеми пробуренными на месторождении скважинами. В наиболее полных разрезах они состоят из двух литологических толщ– карбонатной и карбонатно-сульфатной. Карбонатная толща сложена преимущественно перекристаллизованными, ангидритизи-рованными доломитами. Карбонатно-сульфатная толща филипповского горизонта представлена в основном ангидритами серой, светло-серой и голубоватой окраски с прослоями доломитов. Толщина филипповского горизонта меняется от нескольких метров в наиболее погруженных частях рифогенной структуры до 150-300 м в центральной части палеорифа.
Иреньский горизонт (Р1 kir)
Представлен соленосными отложениями с терригенными прослоями. Толщина горизонта колеблется в широком диапазоне. В центральной части мульды толщина горизонта составляет, как правило, от нескольких единиц до 250 м, а в скважинах 18, 102, 111, 215 и 913 отложения иреньского возраста отсуствуют, что связанно с оттоком пластичных соляных масс в развития соляных куполов. В зоне развития соляных куполов толщина горизонта максимальная составляет более 5000 м.
Верхний отдел (Р2)
Отложения верхнего отдела пермской системы выделяются в объеме уфимского, казанского и татарского яруса.
Уфимский ярус (Р2 u)
Вскрывается скважинами в пределах межкупольной мульды и в литологическом отношении представлен чередованием аргиллитом, глин, алевролитов, солей и ангидритов. Толщина яруса меняется от 48 (скважина 433) до 1284 м (скважина 24), в отдельных случаях до 1630 м (скважина 8), увеличиваясь в направлении зоны контакта северного крыла мульды с Карачаганакским куполом.
Казанский ярус (Р2 kz)
Повсеместно распространен в пределах развития межкупольной мульды. По литологии казанский ярус подразделяется на калиновскую и нерасчленен-ные отложения гидрохимической и сосновской свит. Отложения калиновской свиты представлены глинами красно-коричневыми, коричневато-серыми, уплотненными, алевритистыми, с мелкими гнездами ангидритов и каменной соли, с прослоями глинистых известняков и доломитов. Толщина свиты изменяется от 25 м (скважина 1000) до 300 м (скважина 913). К нерасчленен-ной гидрохимической и сосновской свитам относится толща кирпично-красных, сильно уплотненных глин с прослоями каменной соли и ангидритов, реже алевролитов, известняков и доломитов. Толщина этих отложений колеблется от 152 до 742 м.
Татарский ярус (Р2 t)
Представлен глинами коричневыми с голубоватыми пятнами, плотными, аргиллитоподобными, известковистыми, песчанистыми с прослоями косослоистых полимиктовых песчаников, алевролитов и слабосцементирован-ных песков, реже известняков. Толщина яруса меняется от 148 м (скважина 163) до 1925 м (скважина 31).
Мезозойская группа (Мz)
Триасовая система (Т)
Отложения триасовой системы в пределах месторождения развиты повсеместно. В литологическом отношении породы триасового возраста представлены неравномерным переслаиванием глин, песчаников, песков, алевролитов и аргиллитов. На большей части территории толщина триасовых отложений составляет от 1068 до 2040 м, увеличиваясь на западной части территории до 2183 м (скважина 45). Сокращенные толщины триасовых пород приурочены к соляным куполам, здесь составляют от 63 м (скважина 13) до 600 м (скважина 31).
Юрская система (J)
Отложения юрской системы в пределах Карачаганакского месторож-дения представлены средним и верхним отделами и развиты в межкупольной зоне. В сводах соляных куполов отложения юрского возраста отсутствуют.
Средний отдел (J2)
Терригенная толща среднеюрских отложений в нижней части пред-ставлена переслаиванием песчаников мелкозернистых, песков глинистых и глин, условно сопоставляемых с байосским ярусом. Верхняя часть сложена глинами неизвестковистыми, крупнослоистыми, предположительно батского возраста.
Верхний отдел (J3)
Верхнеюрские отложения
Общая толща отложений юрской системы колеблется от 22 (скважина 126) до 560м (скважина 37). На границе с Кончебайским куполом толщина пород сокращается от 495 м (скважина 447) до 148 м (скважина 213).
Меловая система (К)
Отложения меловой системы выделены в объеме нижнего отдела, который условно разделяется на нерасчлененные валанжин-готеривские образования, барремский и аптский ярусы. Развиты меловые породы только в центральной и южной частях межкупольной мульды.
Валанжин-готеривские отложения представлены пачкой глин с редкими прослоями мергелей. В основании пачки залегают мелкие фосфоритовые желваки.
Барремский ярус представлен глинами черными, плотными, грубослой-чатыми, с редкими, тонкими прослоями мергеля и конкреций сидерита. Расп-ространен преимущественно в юго-западной части месторождения.
Аптский ярус сложен глинами черными, неизвестковистыми, уплот-ненными, в основании которых залегает пласт мелкозернистого песчаника с фосфоритами.
Общая толщина отложений меловой системы изменяется от 12 м (скважины 12, 28) до 319 м (скважина 45).
Неогеновая система (N)
Отложения неогена залегают на разновозрастных породах нижнего мела, юры и триаса и представлены двумя ярусами– акчагыльским и апшеронским. Ввиду отсутствия кернового материала и недостаточного комплекса промыслово-геофизических исследований неогеновые отложения выделены нерасчлененной толщей, представленной в основном глинами серыми и зеленовато-серыми с прослоями разнозернистых песчаников и алевролитов. Толщина плиоценовых отложений колеблется от 20 м (скважина 8) до 115 м (скважина 32).
Четвертичная система (Q)
Породы антропогеновой системы представлены аллювиальными и делювиальными образованиями, состоящими из суглинков, супесей, песков с линзами галечников и прослоями глин, толщина которых меняется от 8 до 20 м.
Рис2: Структурная катра по кровле коллектора
Рис3:. Схематический разрез
1.3 Тектоника
Карачаганакское месторождение расположено во внутренней части северной бортовой зоны Прикаспийской впадины, характеризующееся большой толщиной осадочного чехла и проявлениям солевой тектоники.
Месторождение пространственно сопряжено
с поднятием фундамента, амплитудой
около 400м, ограниченного с севера
дугообразным прогибом. С юга поднятие
окаймляется двумя ветвями
В разрезе осадочной толщи в пределах бортовой зоны Прикаспийской впадины выделяются три структурных этажа, различно реагировавших на тектонические движения. Нижний структурный этаж объединяет отложения от верхнедевонских до артинского яруса включительно, средний– включают кунгурскую сульфатно-галогенную толщу и верхний– охватывает образования верхней перми и триаса.
Основной карбонатный массив Карачаганакского нефтегазоконденсат-ного месторождения связан с фаменско-артинским структурным этажом, образующим крупный подсолевой массив широтного простирания, ориенти-рованный параллельно борту Прикаспийской впадины. Размеры массива в плане составляют 14,5 х 28 км, высота 1600 м при общей толщине подсолевых карбонатных верхнедевонско-нижнепермских отложений до 2000 м, в то время как за пределами массива она не превышает 600 м. Структурный этаж разделяется на три подэтажа: верхнедевонско-турнейский, визейско-башкирский и раннепермский, причём каждый подэтаж характеризуется несколько отличным от других структурным планом.
Строение визейско-башкирского подэтажа, по сравнению с более древними, на месторождении изучено значительно лучше. Сверху подэтаж ограничен поверхностью предпермского перерыва в осадконакоплении. Структурная поверхность отложений карбона образована при активном влиянии денудационных процессов, сопряжённых с перерывом в осадкона-коплении и приведших к срезанию верхней части визейско-башкирского карбонатного массива и выравниванию его поверхности. Массив приобретает в плане форму с широкой восточной частью и сужающейся западной. При этом плоская слабо деформированная центральная часть поднятия круто погружается на крыльях и периклиналях с углами наклона до 40-50º.
В пределах плоской сводовой части поднятия, в районе скважин 420, 933, 304, 27, 24, 223, 43 ширина свода достигает максимальных размеров и в пределах изогипсы минус 4500 м возвышается над остальной частью карбо-натного каменноугольного массива более чем на 100 м, являясь цоколем для нижнепермской постройки.
Для раннепермского структурного подэтажа характерно наращивание вершины восточной расширенной части каменноугольного основания рифовой постройки.
По мере разбуривания месторождения эксплуатационными скважинами в разрезе выделяются более повышенные участки залегания нижнепермских отложений. В районе скважин 427 и 1000 по изогипсе минус 4000 м оконтуривается куполообразное поднятие амплитудой до 600 м и размерами 2,0 х 1,7 км. В пределах единой изогипсы минус 3700 м в районе скважин 314, 606, 321, 150, 324, 2Д, 112, 214 оконтуриваются небольшие поднятия субмеридианального направления, амплитудами до 100 м. В районе скважин 803, 139Д, 439, 701, 253 фиксируются локальные малоамплитудные 25-100–метровые поднятия.
В настоящее время
Средний структурный этаж отличается развитием соляной тектоники и играет роль покрышки Карачаганакского месторождения. Особенности прояв-ления соляной тектоники привели к образованию валообразных поднятий и соляных куполов.
Центральная часть подсолевой структуры совпадает в плане с межку-польной мульдой, где практически отсутствует соль, а сульфатная пачка кунгура перекрыта уфимскими и казанскими красноцветами.
1.4 Нефтегазоносность
Основная (разрабатываемая) нефтегазоконденсатная залежь связана с карбонатными верхнедевонскими (фаменскими), каменноугольными и нижнепермскими (по артинский ярус включительно) отложениями. Толщина залежи около 1600 м, минимальная глубина залегания ее кровли 3680 м. Водонефтяной контакт (ВНК) этой залежи расположен в среднем на абсолютной отметке минус 5150 м, или на глубине порядка 5250 м от поверхности земли.
Ниже отметки минус 5000 м залегает нефтяная зона. Судя по высокому газожидкостному фактору (ГЖФ), превышающему 500 м3/м3 и физико-химическим свойствам жидких углеводородов, нефть (особенно в верхних слоях зоны) легкая, маловязкая, переходящая к отметке минус 5130 м в более плотную и вязкую, которая в сочетании с ухудшенными коллекторскими свойствами вмещающих пород может блокировать залежь участками или повсеместно.
Появление пластовой воды на первых этапах освоения скважины, а также наличие стойкой водонефтяной эмульсии, могут указывать на наличие воды в непосредственной близости от дыр перфорации и, таким образом, не исключено, что скважина №13 в интервале перфорации 5202~5217 м вскрыла переходную водонефтяную зону в ее верхней части. Поскольку из интервала 5125~5190 м той же скважины получена безводная нефть, то надо полагать, что нижняя граница чисто нефтяной подушки проходит на глубине примерно 5210 (-5130 м); ниже залегает переходная водонефтяная зона.
По данным промысловых и лабораторных исследований Карача-ганакское месторождение является конденсатогазонефтяным: в пермских отложениях находится газоконденсатная залежь, в каменноугольных- газоконденсатная залежь и нефтяная подушка.
Граница между газоконденсатной и нефтяной зонами точно неустанов-ленна. Исследование рекомбинированных проб пластовых смесей (интервал 4870 ÷4965 м) на установке фазовых равновесий мини-PVT, указывает на то, что она находится ниже глубины 4965 м (-4332 м), поскольку давление начала конденсации в скважине 19 оценивается в диапазоне 52,7÷55,0 МПа, то есть эта система является недонасыщенной.
1.5 Водоносность
В гидрогеологическом
отношении в разрезе
Верхний
этаж охватывает преимущественно терригенные
отложения четвертично-
Развиты комплексные гидрокарбонатные, так и солоноватые и соленые хлоридно-сульфатные, хлоридно-гидрокарбонатные, гидрокарбонатные, суль-фатные, гидрокарбонатно-хлоридные воды.
Из верхнепермских опробованы только татарские отложения (в самой кровельной части) на глубине 1808-1670 м в скважине РП-1, пробуренной до разведки поглощающих горизонтов. Водоносными являются межсреднезер-нистые песчаники и алевролиты, дебит которых после компрессирования скважины при восстановлении уровня с глубины 600м до глубины 180 м составил 54 м3/сут. В результате опробования были получены пластовые воды хлоридного натриевого состава с минерализацией 281,2-302,0 г/л и плотностью 1,182-1,187 г/см3.
Нижний гидрогеологический этаж приурочен к карбонатным отложе-ниям нижней перми и каменноугольного возраста. Плотность воды 1,161-1,19 г/см3, минерализация от 233 до 279 г/л. По составу воды хлоридные, тип вод – хлор-кальциевый.

- Геологиялық бөлім
- Геологиялық процестер
- Геологиялық процестер
- Геологиялық процестер
- Геология местарождения
- Геология месторождения
- Геология нефти и газа
- Геология и полезные ископаемые
- Геология и полезные ископаемые Республики Беларусь
- Геология и разведка
- Геология и рельеф Шотландии
- Геология как наука
- Геология как наука. История геологии
- Геология как самостоятельная наука