ГЕОХИМИЯ, 2015, № 2, с. 103-122
ИСТОЧНИК УГЛЕВОДОРОДОВ СУПЕРГИГАНТСКОГО НЕФТЯНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ РОМАШКИНО (ТАТАРСТАН) - ПРИТОК ИЗ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ФУНДАМЕНТА ИЛИ НЕФТЕМАТЕРИНСКИЕ
ОСАДОЧНЫЕ ОТЛОЖЕНИЯ?
© 2015 г. Э. М. Галимов, А. И. Камалеева
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН 119991ГСП-1 Москва, ул. Косыгина, 19 e-mail: galimov@geokhi.ru Поступила в редакцию 20.05.2014 г.
Принята к печати 27.06.2014 г.
Ромашкинское месторождение Татарстана относится к числу крупнейших месторождений мира с запасами более 5 млрд т нефти. Относительно небольшая мощность осадочного чехла в пределах Южно-Татарского свода и расположение продуктивных горизонтов девона почти непосредственно над кристаллическим фундаментом давали повод для предположений о глубинном источнике углеводородов и флюидопроводящей роли кристаллического фундамента. В пределах Ромашкинского месторождения были выявлены так называемые "аномальные" скважины, характеризующиеся устойчивым, иногда растущим со временем дебитом, что интерпретировалось как указание на "подпитку" их углеводородами, поступающими по разломам фундамента. В настоящей работе излагаются результаты изотопно-геохимических исследований нефтей из осадочного комплекса Татарстана, нефтей из "аномальных" скважин Ромашкино, а также органического вещества как из пород осадочной толщи, так и из пород фундамента. По результатам изотопного анализа (сопоставление форм распределения изотопного состава углерода одноименных фракций) установлена генетическая связь нефтей осадочного комплекса с органическим веществом доманикового типа, присутствующим в отложениях позднего девона. Поскольку в пределах Южно-Татарского свода органическое вещество не достигает той степени зрелости, которая является необходимой для реализации его нефтепроизводящей роли, мы полагаем, что источником углеводородов являются погруженные отложения аналогичного типа и возраста (доманикоиды), присутствующие в зонах Предуральского прогиба и Бузулукской впадины. Исследование нефтей "аномальных" скважин выявило их неразличимость от остальных нефтей осадочного комплекса. Исследование состава нафтидов, которые в следовых количествах присутствуют в породах кристаллического фундамента, не поддерживает представления о какой-либо роли притока глубинных абиогенных углеводородов в формировании нефтяных залежей Татарстана, в том числе Ромашкинского месторождения.
Ключевые слова: Ромашкинское месторождение, "аномальные" скважины, происхождение нефти, до-маникоиды, изотопно-фракционный метод, нефти Татарстана.
Б01: 10.7868/8001675251502003Х
ВВЕДЕНИЕ
Ромашкинское месторождение Татарстана согласно международной классификации относится к числу супергигантов. По объему разведанных запасов нефти оно входит в десятку крупнейших месторождений мира с запасами более 5 млрд т.
Месторождение было открыто и разведано в 1943—1948 гг. Оно эксплуатируется около 60 лет. За это время извлечено более 2.2 млрд т нефти.
Структурное поднятие, к которому приурочено Ромашкинское месторождение, занимает площадь более 4000 км2. В пределах этой структуры
имеются локальные поднятия небольшой амплитуды, которые образуют по существу отдельные месторождения: Миннибаевское, Абдрахманов-ское, Азнакаевское и др.
Промышленная нефтеносность связана главным образом с тиманскими (Б1™ £г) и пашийски-
ми (£г) терригенными отложениями франско-го яруса верхнего девона. Здесь имеется несколько пластов, наиболее продуктивный из которых пласт Дх обеспечивает около 80% добычи. Залежи нефти присутствуют также в нижнем карбоне
Рис. 1. Карта размещения исследованных месторождений и скважин.
Условные обозначения: 1 — границы тектонических элементов I порядка, 2 — месторождения нефти, 3 — скважины; римскими цифрами обозначены: I — Южно-Татарский свод, II — Северо-Татарский свод, III — Мелекесская впадина, IV — Казанско-Кажимский прогиб, V — Сокская седловина, VI — Бузулукская впадина.
(турне и визе) и среднем карбоне. Всего эксплуатируется 18 продуктивных горизонтов (Ларочки-на, 2008; Нефтегазоносность Республики Татарстан, 2007).
В целях эффективной эксплуатации огромной залежи Ромашкинского месторождения, помимо законтурного заводнения, было применено внут-риконтурное заводнение. Технология внутрикон-турного заводнения предусматривала нарезание единой залежи при помощи линий нагнетательных скважин на отдельные площади, каждая из которых эксплуатировалась фактически как отдельное крупное месторождение.
Ромашкинское месторождение не только уникально по своим размерам и запасам, но чрезвычайно интересно в геологическом отношении.
Оно располагается в сводовой части Южно-Татарского свода — одного из крупных структурных
элементов Волго-Уральской области (рис. 1). Мощность осадочных отложений, покрывающих кристаллический фундамент на территории структуры Ромашкинского месторождения, составляет всего 1.5—2 км. Продуктивные пласты девона залегают прямо над кровлей кристаллического фундамента (рис. 2).
Здесь присутствуют богатые органическим веществом отложения, которые могли бы быть неф-тематеринскими. Это — доманик в пределах франского горизонта верхнего девона. Но глубина его залегания (и соответственно термальная история) недостаточна, чтобы обеспечить интенсивную генерацию углеводородов, свойственную фазе "нефтяного окна". Оцененный генерационный потенциал этих пород составляет 700 млн т, в то время как из продуктивных пластов Ромаш-кинского месторождения уже добыто, как отмечалось, более 2.2 млрд т нефти.
<
К С Н О В
Е Д
pq
о ^
л Я
«
s pq
Турней ский
«
О
К
(U
s
«
е
«
к
«
а
е
н «
о m S ft
О
i-ч ü Я
«
о
й Q
D2m-D2vb.
H «
О m S ft
О
Г
Ctui
Cbb
Ciup-mal
D3vr-cv-l'v
D3tim
218
54
42
64
15
41
41
35
50
Литологическая колонка
ce «
S
vo £
(U « Й
о о
Ш ШВЕ
Г—JU ~m».
ЕЗШ
l-lv
i — 1 — I — 1 — 11 —
XI—1___I_._JZU
--— 1 - — - 1--
--— » i— »I— 'i— ».
i.t.l—, Aj.~,AJ. -
В i I i I
I ~t '[_ ^ ] L-^. "1! — 2a —
— i - i — r — i - i —
■■■ .'■ JT 1С
' I ' 11
i
_г
xn
n:
4
5
« * +
Рис. 2. Геологический разрез Южно-Татарского свода (Ромашкинского месторождения).
Условные обозначения: 1 — глина, 2 — песок, 3 — известняк, 4 — доломит, 5 — песчаник, 6 — аргиллит, 7 — кристаллический фундамент.
Следовательно, нефть, образовавшая залежи Ромашкинского месторождения, поступала из сторонних источников. Тот факт, что нефтяные залежи залегают в непосредственной близости от кристаллического фундамента, неоднократно давал повод для предположений о глубинном происхож-
дении нефти, о "подпитке" их углеводородным притоком из пород фундамента. В последние годы ряд авторитетных геологов Татарстана развили эти представления, базируясь на опыте длительной эксплуатации Ромашкинского месторождения.
5
Были выявлены так называемые "аномальные" скважины, характеризовавшиеся необычными свойствами, противоречащими "закону падающей добычи" (Муслимов и др., 2004). В этих скважинах наблюдался высокий, более 100 т/сут, дебит, растущий в течение нескольких лет при падающей добыче нефти по площади (Каюкова и др., 2012). Выдвигались предположения, что это связано с наличием разломов или ослабленных зон в кристаллическом фундаменте, по которым абиогенная нефть поступала из глубин в осадочную толщу (Плотникова, 2004; Трофимов и др., 2010; Муслимов, 2012). В пределах кристаллического фундамента существует зона разуплотнения, которую рассматривают как флюидонасыщенное образование, возможно содержащее скопление абиогенных углеводородов (Хайретдинов, 2002; Христофорова, 2002). Отмечалось, что в пользу глубинного происхождения углеводородов могут свидетельствовать соотношения некоторых редких и рассеянных элементов в нефтях (Готтих и др., 2002).
Эти свидетельства являются косвенными и предположительными. Ответ на вопрос о природе нефти может дать лишь анализ, основанный на изучении вещественного состава нефтей и органического вещества пород. Часть аналитических данных была опубликована ранее (Камалеева и др., 2013, 2014). В данной работе мы сосредоточимся на двух вопросах:
1) являются ли "аномальные" нефтепроявле-ния на Ромашкинском месторождении свидетельством подтока нефти из кристаллического фундамента?
2) можно ли указать источники нефти Ромаш-кинского месторождения (нефтематеринские отложения) в осадочном комплексе?
Для исследования были отобраны: а) нефти из залежей (индекс Н); б) образцы пород из отложений, которые могли быть нефтематеринскими (индекс МВ — образцы из Мелекесской впадины, СТС — образцы из отложений Северо-Татарского свода); в) образцы пород из кристаллического фундамента (КФ) и коры выветривания (КВ); г) нефти из "аномальных" скважин Ромашкино (А).
НЕФТИ ИЗ ЗАЛЕЖЕЙ И ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО ИЗ ОСАДОЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Нефти Ромашкинского месторождения представлены образцами основных продуктивных горизонтов верхнего девона (Б^) и (Б^-1™). Они отобраны из скважин, характеризуемых как "аномальные".
В качестве референтной группы взяты нефти из разных месторождений Татарстана, включая Южно-Татарский свод, к которому относится Ро-машкинское месторождение (месторождения Шереметьевское и Западно-Сотниковское), а также
месторождений в сопредельных структурах: Севе-ро-Татарском своде (Шадкинское и Шийское) и Мелекесской впадине (Аканское, Ивинское и Сун-челеевское).
Совокупно выбранные образцы охватывают практически весь нефтеносный разрез девона и карбона, включая пять продуктивных комплексов, обычно выделяемых геологами Татарстана: I — эй-фельско-франский, II — верхнетурнейский, III — визейский, IV — окско-башкирский, V — верейский (Нефтегазоносность Республики Татарстан, 2007).
В табл. 1 приведены данные, характеризующие рассматриваемые нефти. Несмотря на то, что нефти относятся к разным структурным элементам и отложениям разного возраста, они имеют довольно близкий углеводородный состав. Например, отношения нечетных алканов к четным (Нч/Ч) и отношения пристана к фитану (Pr/Ph) имеют близкие значения для всех нефтей. Эти значения характерны для нефтей, имеющих источником планктоногенное органическое вещество, от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.