НЕФТЕХИМИЯ, 2007, том 47, № 6, с. 422-431
УДК 550.42.553.98
ОБ ИСТОЧНИКАХ НЕФТЕЙ НА СЕВЕРО-ВОСТОКЕ ТАТАРСТАНА
© 2007 г. Г. Н. Гордадзе, В. И. Тихомиров
Институт геологии и разработки горючих ископаемых, Москва E-mail: gordadze@rambler.ru Поступила в редакцию 15.09.2006 г.
Проведено комплексное химико-аналитическое исследование органического углерода, хлороформен-ных битуминозных экстрактов, углеводородов-биомаркеров (н-алканов, изопренанов, стеранов, терпа-нов и др.), а также пиролиз Rock Eval-пород, отобранных на разведочных площадях и месторождениях северо-восточной части Татарстана. Показано, что основной нефтематеринской толщей северо-востока Татарстана является семилукская (доманиковая) толща, состав углеводородов-биомаркеров рассеянного органического вещества (РОВ) которой по всем геохимическим параметрам одинаков с составом углеводородов-биомаркеров нефтей района. Состав углеводородов-биомаркеров эпигенетичных битуминозных экстрактов, обнаруженных в карбонатных породах протерозоя и гранитах кристаллического фундамента, сильно отличается от состава таких же углеводородов в девонских и каменноугольных нефтях региона. Геохимические признаки поступления нефтяных углеводородов из фундамента в осадочные породы палеозоя отсутствуют.
Несмотря на выполнение довольно большого объема геолого-поисковых работ, на северо-восточном склоне Южно-Татарского свода выявлено относительно мало нефтяных месторождений. Основными причинами не очень высокой результативности поисков нефтяных залежей в этом регионе, могли являться геоструктурные (малочисленность и малоамплитудность ловушек), литолого-фациальные (плохие коллектора и покрышки) и другие геологические факторы, а также неблагоприятные геохимические условия нефтегенерации на данной территории.
Для выяснения роли геохимического фактора в формировании залежей нефти в северо-восточной части Татарстана были проведены комплексные исследования состава РОВ пород и нефтей. Эти исследования с позиции органической (осадочно-мигра-ционной) теории происхождения нефти могли дать оценку нефтегенерационному потенциалу пород различных горизонтов литолого-стратиграфиче-ского разреза девонских и каменноугольных отложений, выяснить состав и характер распределения углеводородов-биомаркеров, установить наличие или отсутствие генетических связей между РОВ пород различных толщ и нефтями района и, в итоге, предопределить источники нефтей.
Образцы горных пород отбирали из керна глубоких скважин на нефтеразведочных участках северо-восточной части Татарстана в пределах Мен-зелино-Актанышской и Тлянчи-Тамакской площадей. Всего было отобрано около 120 образцов горных пород из 11 скважин, в стратиграфическом интервале от архея-протерозоя до среднего карбона. Кроме того, было отобрано 25 проб нефтей из продуктивных пластов верхнего девона и нижнего карбона.
Все образцы кернов были проанализированы на содержание органического углерода (Сорг) и хлоро-форменных битумоидов (ХБ "А"). Для определения состава индивидуальных нормальных алканов и изопренанов битуминозные экстракты пород и сырые нефти были исследованы методом ГЖХ. С помощью хромато-масс-спектрометрического анализа получены новые данные о составе полициклических углеводородов-биомаркеров - стеранов и терпанов - в РОВ пород и нефтях.
ХИМИКО-БИТУМИНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ РОВ ПОРОД ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА СЕВЕРО-ВОСТОКА ТАТАРСТАНА
Усредненные данные по содержанию Сорг, ХБ "А" и результатам пиролиза Rock Eval-образцов пород приведены в табл. 1. Несмотря на существенные колебания значений всех геохимических параметров РОВ пород не только в разновозрастных толщах, но и в пределах одновозрастных отложений, в целом намечаются достаточно четкие общие тенденции изменения содержания С™., ХБ "А" и значений параметров пиролиза Rock Eval по разрезу отложений северо-востока Татарстана.
Установлено фактическое отсутствие органического вещества (ОВ) в гранитах кристаллического фундамента (AR-PR1) из скв. 183 Мензелино-Акта-нышской площади. Содержание Сорг в них, определенное методом "сухого сожжения", находится в пределах точности анализа. Хлороформенная экстракция пород и пиролиз Rock Eval также указывают на ничтожно малые количества РОВ (ок. 0.001% Сорг). Судя по низкому значению параметра Tmax пиролиза Rock Eval (336°С), преобладанию Sx над S2,
Таблица 1. Геохимическая характеристика РОВ пород северо-востока Татарстана (средние значения)
Возраст С орг % ХБ "А", % в, % Параметры пиролиза Rock Eval
TOC, % S1, мг УВ/г пор. S2, мг УВ/г пор. PI, S1/S1 + S2 PC, % HI, мг УВ/г Сорг T í max' °С
C2mk-Cxv3oks 1.32 0.030 1.8 0.94 0.29 1.58 0.29 0.15 118 373
C^tl-bb 2.19 0.250 7.0 1.85 0.78 2.99 0.18 0.31 114 423
Qt-Dfr3 0.56 0.235 33.6 0.41 0.69 0.84 0.56 0.12 188 366
Dfr^ml 4.68 1.180 20.2 4.28 2.77 20.01 0.28 1.89 372 429
D3fr1srg-sml(?) 0.22 0.100 31.4 0.20 0.41 0.15 0.68 0.04 77 393
D3frxpash-kn 0.60 0.116 15.5 0.26 0.33 0.36 0.51 0.05 156 423
PR3 0.19 0.003 1.3 0.06 0.03 0.19 0.17 0.01 347 -
AR-PR1 следы 0.001 100.0 <0.01 0.02 0.02 0.55 0.002 - 336
РОВ в образцах гранитов фундамента имеет миграционную эпигенетичную природу.
Органическим веществом бедны (0.1-0.4% Сорг, 0-0.15% ТОС и 0.003-0.006% ХБ "А") и карбонатные осадочные породы протерозоя (PR3), отобранные из скв. 217 Мензелино-Актанышской площади, в крайней северо-восточной зоне района. По данным пиролиза Rock Eval эти породы имеют очень слабый нефтегенерационный потенциал (Sj и S2 не более 0.3 мг УВ/г породы). Хотя низкие значения степени битуминозности РОВ (в= 80 ХБ"А"/Сорг = = 1.3-3.4%) и преобладание S2 над S1 указывают на возможно сингенетичный характер РОВ в некоторых образцах пород. По составу углеводородов-биомаркеров (стеранов и терпанов) в большинстве образцов пород протерозоя это органическое вещество можно отнести к разряду эпигенетичных битуминозных веществ.
Из терригенной толщи верхнего девона (D3fr1pash-kn) были отобраны, в основном, песчаники и алевролиты и, к сожалению, взято мало глинистых пород, которые могли бы представлять интерес в качестве возможных нефтематеринских пород. Тем не менее, в этой толще встречались образцы глинистых алевролитов и аргиллитов с повышенным содержанием сингенетичного РОВ (Сорг до 3.82% в скв. 220 Мензелино-Актанышской площади). Данные пиролиза Rock Eval свидетельствуют, однако, о том, что нефтегенерационный потенциал этих пород невысок (S2 не превышает 2.8 мг УВ/г породы). Пиролиз Rock Eval показывает Tmax не более 429-431°С. Не исключено уменьшение значений Tmax вследствие примеси к сингенетично-му РОВ некоторого количества эпигенетичных нефтяных углеводородов.
Породы доманикового горизонта франского яруса (D3fr3) на северо-востоке Татарстана содержат, как и в других районах центральной части Вол-го-Уральской нефтеносной провинции, аномально высокие количества РОВ (до 12.5-22.4% Сорг в скв. 220 Мезелино-Актанышской площади и скв. 829 и 859 Тлянчи-Тамакской площади). Следует, между тем, отметить, что в этой, сильно обогащенной
РОВ глинисто-кремнисто-карбонатной темноцветной толще, нередко встречаются и прослои серых известняков, в которых концентрация Сорг составляет менее 0.5%. Такие породы присутствуют, напр., в нижней части разреза карбонатной толщи девона в скв. 220 Мензелино-Актанышской площади. Весьма вероятно, что они относятся не к семи-лукскому, а к верхам нижележащего саргаевского горизонта.
Результаты пиролиза Rock Eval обогащенных РОВ пород доманика из скв. 220 Мензелино-Акта-нышской площади, скв.скв. 829, 840 и 859 Тлянчи-Тамакской площади указывают на высокий и очень высокий нефтегенерационный потенциал (параметр S2 до 148.9 мг УВ/г породы). По классификации работы [1] значительная часть пород доманикового горизонта на северо-востоке Татарстана относится к категории нефтематеринских пород хорошего и очень хорошего качества (параметр РР = Sj + S2 превышает 6 мг УВ/г породы, достигая в некоторых образцах значений около 50 мг УВ/г породы). Водородный индекс IH в этих породах высок, более 300 мг УВ/г Сорг.
Катагенная зрелость сингенетичного РОВ черных окремнелых известняков и мергелей доманика на Мензелино-Актанышской площади не очень высока и в большинстве образцов соответствует лишь началу "нефтяного окна" (Zmax = 430-438°С).
В коричневато-серых известняках семилукского горизонта (D3frjsml) и семилукско-саргаевских (D3frjsrg-sml) отложениях, где содержание Сорг составляет менее 1%, нефтяной индекс PI превышает 0.3, что говорит о наличии в таких породах миграционного эпигенетичного РОВ. Признаки миграции и микроаккумуляции нефтеподобного ОВ отмечаются и в некоторых образцах типичных дома-никитов, обогащенных РОВ. Поскольку по составу углеводородов-биомаркеров это "подвижное" РОВ не отличается от сингенетичного "связанного" РОВ в большинстве пород доманика, его можно классифицировать как паравтохтонное сингенетичное. Присутствие такого РОВ свидетельствует, по-видимому, о том, что процессы нефтегенерации и пер-
Таблица 2. Геохимическая характеристика РОВ пород северо-востока Татарстана по н-алканам и изопренанам (средние значения)
Возраст Пристан/Фитан Пристан/н-С17 Фитан/н-С18 н- C 12 н-C 15 Ен- C12 н-C15
н- C20 н-C25 Ен- C18 - н-C21
C2mk-C1v3oks 1.5 0.6 0.8 2.8 16.1 3.7
C1v2tl-bb 1.4 0.8 1.0 3.2 10.7 4.4
C1t-D3fr3 0.7 1.0 1.8 0.5 5.9 1.0
D3fr1sml 0.9 1.0 1.4 0.8 4.4 1.4
D3fr1srg-sml (?) 0.6 0.6 1.5 0.4 3.5 0.9
D3fr1pash-kn 0.9 0.7 1.3 3.5 9.7 2.3
PR3 1.1 0.4 0.7 1.0 13.0 2.5
AR-PR1 0.7 0.3 0.6 1.3 10.4 1.7
вичной миграции нефти в доманиковой толще происходят и на современном этапе геологического развития региона.
В верхнефранско-фаменско-турнейской карбонатной формации (C1t-D3fm-fr3) северо-востока Татарстана среди обедненных РОВ (Сорг не более 0.5%) светло-серых и серых известняков, характерных для шельфовых карбонатных формаций, встречены редкие прослои глинистых известняков с довольно высоким содержанием Сорг (1.06% в скв. 840 Тлянчи-Тамакской площади). Но вряд ли они представляют интерес как нефтематеринские породы вследствие их невысокого потенциала (максимальное значение S2 = 2.38 мг УВ/г по
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.