|
Территории всего земного шара, в пределах
которых развиты сколько-нибудь значительные толщи неметаморфизованных
отложений, характеризуются одной общей особенностью [15]. На каждой из них
мощность осадочных отложений максимальна в центральной части и уменьшается к
краевым зонам. Такие территории получили название седиментационных
бассейнов (sedimentary basins). В бассейны включаются все районы, в
пределах которых известны значительные по мощности осадочные толщи. В них
входят не только все открытые до настоящего времени нефтегазоносные
провинции, но и все провинции, которые, вероятно, будут открыты в будущем.
Карты, показывающие седиментационные бассейны всего земного шара, приведены в
работах Уикса [16] и Джестера [17]. [Все сколько-нибудь крупные седиментационные
бассейны, представляющие собой в современном тектоническом плане Земли
впадины с мощностью отложений более 2±0,5 км, являются нефтегазоносными или вероятно нефтегазоносными бассейнами.]
Седиментационные бассейны имеют часто довольно сложное строение. Они
обладают общей для всех них характерной особенностью ‑ все они
представляют собой погруженные зоны с мощным осадочным чехлом во внутренних и
менее мощным в краевых частях. Однако во всех других отношениях бассейны
могут резко отличаться друг от друга - иметь различное строение и генезис.
Некоторые седиментационные бассейны действительно представляли собой бассейны
осадконакопления (depositional basins), о чем свидетельствуют
древние береговые линии, окружающие их по периферии. Другие бассейны являются
структурными (structural basins); фактически это региональные
замкнутые синклинали. Осадочные образования, выполняющие структурные
бассейны, однотипны на его периферии и в центре, отдельные формации здесь
распространены шире, а мощности их более однообразны по всей площади, чем в
бассейнах осадконакопления. Некоторые территории называются «бассейнами»
только на основании современного рельефа земной поверхности, и это название
никак не связывается с условиями залегания развитых в их пределах толщ. По-видимому,
месторождения нефти и газа могут быть с равной вероятностью обнаружены в
обоих этих типах бассейнов, как в их центральных частях, так и на периферии.
Многие седиментационные бассейны имеют смешанное происхождение. В
некоторых таких бассейнах строение верхних горизонтов разреза, например
горизонтов, залегающих выше поверхности несогласия, указывает на то, что
здесь существовал бассейн осадконакопления. В то же время подстилающие слои
образуют структурный бассейн. Если площади двух или более бассейнов, имеющих
разное происхождение, совпадают в плане, образованный в результате этого
совпадения бассейн может рассматриваться как сложный [гетерогенный].
Идеализированный разрез через такой гетерогенный (точнее сказать гетерогенный
по вертикали) бассейн показан на 14-1. Два или более структурных бассейна
и бассейна осадконакопления могут совпадать в плане полностью либо только
частично или быть совершенно изолированными один от другого. Многочисленные
примеры гетерогенных бассейнов можно наблюдать на территории США в Скалистых
горах; третичные отложения, залегающие здесь вблизи поверхности, часто
образуют бассейн осадконакопления, в то время как подстилающие толщи ‑
структурный бассейн, обычно замкнутый. Во многих из этих примеров складкообразование
предшествовало во времени началу накопления третичных формаций и обусловило
локализацию седиментации на ограниченных площадях. В итоге отмечается
совпадение двух бассейнов в плане. В других случаях эти молодые бассейны
осадконакопления в результате более позднего складкообразования были
разделены на несколько структурных бассейнов, располагающихся на площади
одного крупного древнего структурного бассейна. Таким образом, одни бассейны
могут быть включены в пределы других и создавать сложную картину
геологического строения, которую удается понять только после проведения
тщательного стратиграфического и структурного анализа.
Другой сложный тип седиментационного бассейна, с которым, по-видимому,
особенно тесно связаны нефтегазоносные провинции, образуется в результате
двух независимых друг от друга процессов ‑ седиментации и складчатости.
Эти процессы протекают в разное время и обусловливают возникновение бассейна.
Последовательность этапов развития подобного бассейна представляется
следующим образом (14-2).
Один борт бассейна (В) сформировался при накоплении отложений,
несогласно перекрывающих пологонаклоненную поверхность суши. Такая суша
называется щитом, платформой или кратоном [18]. На этом борту бассейна широко
распространены образования древних береговых линий.
14-3.
Разрезы пяти продуктивных бассейнов, гетерогенных по простиранию.
Нефтегазоносность
показана черными кружками. (Разрезы В, Г и Д из Bull.
Am. Assoc. Petrol. Geol., соответственно по Tainsh, 34, p. 832, Fig. 2; Funkhouser, Sass, Hedberg, 32, p.
1864, Fig. 3; Link, 36, p. 1515, Fig. 19).
За
отложением осадков последовало формирование резких линейных складок и сбросов
на противоположной стороне бассейна (А) - в «геантиклинальной полосе»
Уикса [19]. В итоге депрессия между А' и В' приобрела форму
бассейна, который следует рассматривать как бассейн, сложный [гетерогенный]
по простиранию (composite laterally). Формирование этого бассейна происходило
в два разделенных во времени этапа. Залежи нефти и газа могут быть приурочены
к обоим его бортам. Несколько примеров бассейнов подобного типа, каждый из
которых представляет собой продуктивную нефтегазоносную провинцию, приведено
на 14-3. Здесь показаны идеализированные разрезы бассейна Мак-Алистер в
восточной Оклахоме (разрез А), Аппалачского бассейна на востоке США (Б),
бассейна центральной части Бирмы (В), бассейна Матурин на востоке
Венесуэлы (Г) и бассейна Персидского залива на Среднем Востоке (Д).
Гетерогенные
по простиранию бассейны характеризуются следующими особенностями.
1. Поскольку на том борту бассейна, где наблюдается несогласное
налегание отложений (В на 14-2), ловушки могли существовать уже со
времени, когда коллекторы были перекрыты слабопроницаемыми породами,
аккумуляция нефти и газа в залежи могла начаться здесь раньше и протекать
гораздо более длительное время, чем на противоположном его борту.
2. Равновесное состояние флюидов, так же как давление и температура во
всех коллекторах (резервуарах), во время складко- и сбросообразования на
борту А бассейна были нарушены. Этот этап деформаций осадочного чехла
явился, таким образом, временем приспособления всех скоплений нефти и газа,
расположенных в пределах бассейна, к новым условиям. По мере того как
пластовые флюиды вновь приходили в равновесное состояние, все более
интенсивно происходили процессы миграции и переформирования залежей.
Гидростатические условия при этом могли смениться активными
гидродинамическими, а последние - привести к тому, что направление движения
пластовых вод оказывалось противоположным первоначальному направлению их
движения.
3. Возникает вопрос, где находились нефть и газ, приуроченные ныне к
залежам вдоль складчатой стороны бассейна, до начала складкообразования?
Очевидно, что породы-коллекторы отлагались на более обширной, чем современные
границы бассейна, площади. Они распространялись влево от области, показанной
на 14-2. Первоначальная граница распространения этих отложений, по-видимому,
располагалась на некотором неизвестном расстоянии от современного складчатого
борта бассейна и была связана либо с древней береговой линией бассейна
осадконакопления, либо, что более вероятно, с утонением толщи осадков в
сторону открытого моря ввиду недостаточного количества поступающего материала
(подобно тому, как это наблюдается за краем материкового шельфа). Нефть и
газ, залегающие ныне вдоль складчатого борта (А) седиментационного
бассейна, вероятно, поступали из отложений, образовавшихся у этого же борта,
поскольку давления здесь были, как правило, выше, чем на противоположном его
борту (В), связанном с трансгрессивным прилеганием отложений вдоль
древней береговой линии. Видимо, до возникновения дислокаций нефть и газ
находились в виде дисперсных частиц как в породах-коллекторах, так и в
глинистых породах. После образования складок началась концентрация этих
частиц, происходившая до тех пор, пока они не приобретали достаточную
плавучесть, чтобы мигрировать в участки с низким уровнем потенциальной
энергии, приуроченные к высоко расположенным структурам. Возможно также, что
капельки нефти и пузырьки газа двигались вместе с пластовой водой в
направлении наклона потенциометрической поверхности до аккумуляции их в
ловушке.
Таким образом, на основании изучения отложений, выполняющих
перспективно нефтегазоносный седиментационный бассейн, можно сделать
следующий вывод: потенциальные возможности бассейна наиболее высокие, если
мощность осадочных толщ велика, если эти толщи представлены морскими
образованиями, имеют разнообразный литологический характер и не
метаморфизованы. Седиментационные бассейны обычно являются гетерогенными, и
современная пространственная форма выполняющих их толщ может иметь лишь
весьма отдаленную связь или вообще не иметь никакой связи с формой ранее
располагавшегося здесь бассейна или первоначального бассейна
осадконакопления. Образование нефти, вероятно, определяется в основном
условиями, существовавшими в бассейнах осадконакопления, в то время как
миграция углеводородов и аккумуляция их в залежи более тесно связаны со
структурными бассейнами и с тектоническим развитием последних на протяжении
их геологической истории.
|