Формування та критерії нафтогазоносності вуглеводневих вкупчень західного нафтогазоносного регіону України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут геології і геохімії горючих копалин НАН України

ФОРМУВАННЯ ТА КРИТЕРІЇ НАФТОГАЗОНОСНОСТІ ВУГЛЕВОДНЕВИХ СКУПЧЕНЬ ЗАХІДНОГО НАФТОГАЗОНОСНОГО РЕГІОНУ УКРАЇНИ

Мирослав ПАВЛЮК, Ярослав ЛАЗАРУК,

Володимир ШЛАПІНСЬКИЙ, Олеся САВЧАК,

Іванна КОЛОДІЙ, Мирослав ТЕРНАВСЬКИЙ,

Галина ГРИВНЯК, Любов ГУЗАРСЬКА, Наталія КОВАЛЬЧУК

Львів

Анотація

вуглеводень поклад тектонічний залягання

Проаналізовано поклади вуглеводнів Західного регіону за приналежністю до тектонічних зон, стратиграфічних комплексів та за типами і глибинами залягання. Вивчено закономірності зміни фізико-хімічних властивостей нафти і газу, гідрогеологічні та геохімічні особливості продуктивних товщ, закартовано ареали поширення газів вуглеводневого і невуглеводневого складу, виходи пластових флюїдів на земну поверхню. Розглянуто питання формування вуглеводневих скупчень. За результатами комплексного аналізу різних геологічних чинників, окрім основних факторів нафтогазоносності (структура, колектор, покришка), запропоновано додаткові критерії. У напрямку до покладу азотно-метанові гази змінюються суттєво метановими та вуглеводнево-метановими, а значення тиску насичення наближається до пластового тиску. Показником нафтогазоносності є водорозчинні органічні речовини нафтового походження - бітуми, феноли, вуглеводні, нафтенові кислоти тощо, а також присутність конденсаційних вод чи їхня суміш з пластовими водами. Імовірними індикаторами вуглеводневих скупчень є сульфіди цинку, свинцю, міді в породах. Для існування покладів необхідна гідрогеологічна закритість надр: невеликі швидкості пластових вод, їхня висока мінералізація, ступінь метаморфізації, хлоркальцієвий тип вод. Критерієм для оцінки перспектив нафтогазоносності відкритих територій є природні нафтогазопрояви як відображення покладів, що існують на глибині. Показано приклад обґрунтування пошукових об'єктів за критеріями нафтогазоносності у платформному автохтоні під насувом Покутсько-Буковинських Карпат.

Ключові слова: нафта, газ, критерії нафтогазоносності, формування родовищ, ознаки нафтогазоносності.

Annotation

Myroslav PAVLYUK, Yaroslav LAZARUK, Volodymyr SHLAPINSKY, Olesya SAVCHAK, Ivanna KOLODIY, Myroslav TERNAVSKY, Halyna HRYVNIAK, Lyubov HUZARSKA, Natalia KOVALCHUK

Institute of Geology and Geochemistry of Combustible Minerals of National Academy of Sciences of Ukraine, Lviv,

THE FORMATION AND CRITERIA OF OILAND GAS-BEARING POTENTIAL OF HYDROCARBON ACCUMULATIONS OF THE WESTERN OIL-GAS REGION OF UKRAINE

In the paper we have analysed hydrocarbon deposits of the Western region according to their belonging to the tectonic zones, stratigraphic complexes, types and depths of occurrence. The law-governed nature of alteration in physical-chemical properties of oil and gas, hydrogeological and geochemical peculiarities of productive thickness were studied, haloes of the distribution of gas of hydrocarbon and non-hydrocarbon composition outcrops of fluids were mapped. Problems of the formation of hydrocarbon accumulations were considered. According to the results of integrated analysis of different geological factors, besides the main factors of oil and gas presence - structure, reservoir, cover - additional criteria were proposed. In the direction to the deposit, the nitric-methane gases are changed into sufficiently methane and hydrocarbon-methane ones, and values of saturation pressure are comparable to the formation pressure. Indication of oil-gas presence are water-soluble organic matters of oil origin: bitumen, phenols, hydrocarbons, naphthenic acids as well as the presence of condensation waters or their mixture with formational waters. Probable indicators of hydrocarbon accumulations are sulfides of zinc, lead, copper in rocks. For the existence of the deposits the hydrogeological closing of the bowels is necessary: small velocities of the formational waters, their high mineralization, metamorphism intensity, chlorine-calcium type of waters. Natural oil-gas showings as a reflection of deposits that occur at a depth serve as criterion for estimation of prospects of the oil-gas presence in the open territories. The example of substation of prospecting objects is given according to criteria of the oil-gas presence in the platform autochthone under the overthrust of Pokuttia-Bukovyna Carpathians.

Keywords: oil, gas, criteria of oil-gas presence, formation of fields, indications of oilgas presence.

Виклад основного матеріалу

Мета досліджень - обґрунтування критеріїв нафтогазоносності локальних структур Західного нафтогазоносного регіону.

Методика робіт - вивчення закономірностей просторового розподілу покладів нафти і газу, зміни фізико-хімічних властивостей вуглеводнів, їхніх проявів на земній поверхні, геохімічних особливостей пластових вод і порід з метою встановлення ознак нафтогазоносності.

У нафтогазовій геології основними чинниками утворення традиційних вуглеводневих покладів вважають пласт-колектор, його приуроченість до локальних підвищень структурного плану і герметичну покришку, яка його перекриває. У випадку неантиклінальних пасток необхідний ще боковий екран (тектонічний, літологічний, стратиграфічний), а також герметичний пласт, який підстилає колектор. Ці чинники є основними критеріями виявлення вуглеводневих скупчень, що доведено світовою практикою пошукових робіт на нафту і газ. Однак, окрім згаданих, є інші ознаки наявності вуглеводневих скупчень. Вони не є основними, але в ряді випадків можуть позитивно вплинути на ефективність геолого-пошукових робіт, особливо на початковому етапі освоєння нових територій чи недостатньо вивчених нафтогазоносних комплексів. Такими ознаками вуглеводневих скупчень можуть бути геохімічні, флюїдодинамічні, гідрогеологічні, температурні, а в межах геологічно відкритих територій - і прямі ознаки нафтоносності.

Просторовий розподіл вуглеводневих скупчень. Особливості поширення покладів нафти і газу та їхня приуроченість до певних зон та стратиграфічних одиниць залежать від геологічної будови територій, історії їхнього розвитку та умов нафтогазонагромадження. До складу Західного нафтогазоносного регіону України входять Балтійсько-Переддобрудзька нафтогазоносна провінція, у Волино-Подільській нафтогазоносній області якої розташовані Волинський нафтогазоносний район, Подільський, Бузький і Нестеровський перспективні райони, та Карпатська нафтогазоносна провінція, у Передкарпатській нафтогазоносній області якої розташовані Більче-Волицький і Бориславсько-Покутський нафтогазоносні райони, у Карпатській нафтогазоносній області - Скибовий і Кросненський нафтогазоносні райони, у Закарпатській газоносній області - Мукачівський і Солотвинський газоносні райони (Іванюта, 1998).

Згадані області та райони нерівноцінні за станом вивчення, потенційними ресурсами вуглеводнів, кількістю родовищ та фазовим станом покладів. Суттєво відрізняються вік продуктивних комплексів та глибини їхнього залягання.

У Волино-Подільській нафтогазоносній області відкрито лише два газові родовища у відкладах середнього і нижнього девону (рис. 1).

Рис. 1 Розміщення родовищ вуглеводнів на території Західного регіону України: 1 - платформа; 2 - Зовнішня зона Передкарпатського прогину і Закарпатський прогин; 3-4 - Внутрішня зона Передкарпатського прогину: 3 - Самбірський покрив, 4 - Бориславсько-Покутський покрив; 5 - Вигорлат-Гутинський хребет; 6 - північно-східна границя Зовнішньої зони Передкарпатського прогину; 7 - північно-східна границя Внутрішньої зони Передкарпатського прогину (Стебницький насув); 8-10 - фронтальні насуви: 8 - покривів, 9 - субпокривів, 10 - скиб; 11-15 - родовища: 11 - нафтові, 12 - газові, 13 - газонафтові, 14 - газоконденсатні, 15 - нафтогазоконденсатні. Родовища Передкарпатської нафтогазоносної області Родовища Більче-Волицького нафтогазоносного району: 1 - Свидницьке; 2 - Коханівське; 3 - Вижомлянське; 4 - Вишнянське; 5 - Никловицьке; 6 - Макунівське; 7 - Хідновицьке; 8 - Садковицьке; 9 - Пинянське; 10 - Залужанське; 11 - Новосілківське; 12 - Рудківське; 13 - Городоцьке; 14 - Майницьке; 15 - Сусолівське; 16 - Грушівське; 17 - Тинівське; 18 - Східнодовгівське; 19 - Південнограбівське; 20 - Меденицьке; 21Малогорожанське; 22 - Опарське; 23 - Летнянське; 24 - Грудівське; 25 - Більче-Волицьке; 26 - Гайське; 27 - Кавське; 28 - Глинківське; 29 - Угерське; 30 - Південноугерське; 31 - Дашавське; 32 - Кадобнянське; 33 - Гринівське; 34 - Богородчанське; 35 - Черемхівсько-Струпківське; 36 - Пилипівське; 37 - Дебеславицьке; 38 - Яблунівське; 39 - Косівське; 40 - Ковалівське; 41 - Чорногузьке; 42 - Шереметівське; 43 - Красноїльське; 44 - Лопушнянське; 92 - Орховицьке; 93 - Верещицьке; 94 - Рубанівське; 95 - Любешівське; 96 - Гуцулівське; 97 - Славецьке; 98 - Гірське; 99 - Калуське; 100 - Тейсарівське; 101 - Ретиченське; 102 - Добрянське; 103 - Дубаневицьке; 104 - Турабівське; 105 - Стриганецьке; 106 - Комарівське; 107 - Бережницьке; 108 - Лугівське; 109 - Північнобогородчанське; 110 - Старобогородчанське; 111 - Коломийське; 113 - Східнолюбешівське Родовища Бориславсько-Покутського нафтогазоносного району: 45 - Старосамбірське; 46 - Південномонастирецьке; 47 - Блажівське; 48 - Бориславське; 49 - Новосхідницьке; 50 - Іваниківське; 51 - Орів-Уличнянське; 52 - Соколовецьке; 53 - Заводівське; 54 - Південностинавське; 55 - Мельничинське; 56 - Стинавське; 57 - Семигинівське; 58 - Танявське; 59 - Янківське; 60 - Північнодолинське; 61 - Долинське; 62 - Вигодсько-Витвицьке; 63 - Чечвинське; 64 - Струтинське; 65 - Спаське; 66 - Рожнятівське; 67 - Спаське-Глибинне; 68 - Ріпнянське; 69 - Підлісівське; 70 - Луквинське; 71 - Рудавецьке; 72 - Росільнянське; 73 - Космацьке; 74 - Монастирчанське; 75 - Пнівське; 76 - Гвіздецьке; 77 - Південногвіздецьке; 78 - Пасічнянське; 79 - Битків-Бабченське; 80 - Довбушанське; 81 - Бистрицьке; 82 - Микуличинське; 83 - Страшевицьке. Родовища Карпатської нафтогазоносної області 84 - Стрільбицьке; 85 - Східницьке. Родовища Закарпатської газоносної області 86 - Русько Комарівське; 87 - Станівське; 88 - Королівське; 89 - Солотвинське; 112 - Дібровське. Родовища Волино-Подільської газоносної області 90 - Великомостівське; 91 - Локачинське

У Більче-Волицькому нафтогазоносному районі із 47 родовищ 45 - газові і газоконденсатні з покладами в утвореннях міоцену та мезозою і тільки два - нафтові: одне - на північному заході (Коханівське, верхня юра), друге - на південному сході (Лопушнянське, палеоген, крейда та верхня юра). Район добре вивчений сейсморозвідкою і бурінням. Найбільшими газовими родовищами є Більче-Волицьке, Рудківське, Угерське. Значні перспективи району пов'язуються лише з його південно-східною частиною під насувом Покутсько-Буковинських Карпат.

Бориславсько-Покутський нафтогазоносний район переважно нафтоносний: із 39 відкритих в утвореннях палеогену родовищ 37 - нафтові, нафтогазові та нафтогазоконденсатні і лише два - газоконденсатні. Поклади встановлені майже в усіх ярусах складок. У першому структурному ярусі розміщується 52 %, у другому - 12 %, у третьому - 35 % і в четвертому автохтонному - 1 % запасів вуглеводнів. За кількістю видобувних запасів Бориславське, Долинське і Битків-Бабченське нафтогазоконденсатні родовища належать до великих. Перспективи виявлення нових покладів пов'язують насамперед зі складками на глибинах понад 4-5 км. У Скибовому районі Карпатської нафтогазоносної області відомі 29 переважно невеликих нафтових родовищ в утвореннях палеогену і верхньої крейди. Нові поклади можуть бути відкриті тут у породах того самого віку в неглибокозанурених фронтальних скибах разом із параавтохтонними елементами Скибового покриву, а також у глибокозанурених відкладах фундаменту Карпат.

Значний практичний інтерес пов'язаний із Кросненським покривом, у межах якого відкрите Лютське газове родовище, зафіксовані численні проявлення нафти і газу, а також інтенсивні припливи газу зі свердловин, які розкривали відклади флішу в інтервалі глибин від перших десятків метрів до 5300 м.

Із п'яти дуже дрібних за запасами газових родовищ, пов'язаних з неогеновою товщею Закарпатської газоносної області, чотири припадає на Мукачівський і одне - на Солотвинський газоносні райони.

Стратиграфічний діапазон промислової нафтогазоносності Заходу України охоплює інтервал від нижнього девону до пліоцену включно.

Із девонськими утвореннями пов'язані промислові поклади газу в піщаних колекторах на Локацькому та Великомостівському родовищах ВолиноПодільської нафтогазоносної області.

Верхньоюрський розріз містить газове скупчення на Рудківському родовищі в північно-західній частині Більче-Волицької зони, а також нафтові - на Коханівському і Лопушнянському.

Із верхньокрейдовими сенонськими пісковиками пов'язані значні за розмірами поклади газу на північному заході Більче-Волицької зони (Угерське, Більче-Волицьке, Меденицьке родовища) і нафти - у сеноманських пісковиках Лопушнянського родовища. Верхньокрейдові утворення флішової формації містять невеликі поклади нафти в межах Бориславсько-Покутської зони на Битків-Бабченському родовищі, а також Космацькому - на Покутті.

У Скибовому покриві продуктивними є «ямнеподібні» пісковики стрийської світи верхньої крейди, з яких видобували нафту в різні роки на 17 родовищах.

Непромислові скупчення газу у верхньокрейдових теригенних товщах з низькими колекторськими властивостями встановлені також на площі Теребля в Закарпатській області.

Палеоген є основним нафтогазоносним комплексом Бориславсько-Покутської зони. Для нього характерний розвиток на різних стратиграфічних рівнях (палеоцен, нижня, середня частина і верхи еоцену, олігоцен) горизонтів масивних пісковиків товщиною десятки і перші сотні метрів. У Скибовій зоні Карпат пісковики ямненської світи продуктивні на Східницькому, Стрільбицькому родовищах і на родовищах та ділянках Бориславського нафтогазовидобувного району: МЕП, Міріам, Фаустина, Блянка. Із ямненських відкладів видобуто понад 90 % нафти і газу від валового видобутку в Скибовому покриві. На відміну від Бориславсько-Покутської зони, із відкладів еоцену та олігоцену тут видобуто не більш ніж 4 % від загального видобутку вуглеводнів.

Платформні епіконтинентальні відклади палеогену нафтоносні на південному сході Більче-Волицької зони (Лопушнянське родовище).

Міоцен є другим основним газоносним горизонтом на заході України. До нього приурочена більшість родовищ північно-західної частини БільчеВолицької зони, де продуктивними є піщані відклади нижнього сармату на Угерському, Більче-Волицькому, Рудківському, Хідновицькому, Пинянському, Залужанському, Летнянському та інших родовищах.

Відклади верхнього бадену газоносні в центральній і південно-східній частинах Більче-Волицької зони, де відкриті дрібні і дуже дрібні за запасами родовища.

У Закарпатському прогині встановлена промислова газоносність бадену, сармату і пліоцену. На відміну від Більче-Волицької зони, стратиграфічний діапазон промислової газоносності неогену тут дещо ширший за рахунок нижнього бадену (Солотвинське родовище) і верхів сармату-пліоцену (Королівське родовище), однак поклади газу за запасами значно менші, ніж у Передкарпатті.

Родовища нафти і газу регіону пов'язані з пастками склепінного або комбінованого типу, у формуванні яких суттєву роль відігравали тектонічне екранування та літологічне обмеження пластів.

Найбільш складні та різноманітні умови газонафтонагромадження в Більче-Волицькому нафтогазоносному районі. Масивні поклади приурочені до ерозійних виступів юрських та крейдових утворень у ядрах міоценових антиклінальних структур (Рудківська, Більче-Волицька, Угерська). На Лопушнянському родовищі виявлено масивне (юра), пластові склепінні тектонічно екрановані (крейда) і літологічно обмежене (палеоген) скупчення вуглеводнів. У баденських породах (Гринівське, Богородчанське, Косівське та інші родовища) пастки переважно літологічно обмеженого типу завдяки лінзоподібному поширенню колекторів. У сарматському комплексі більшість покладів знаходиться в антикліналях, однак у їхньому розміщенні важливу роль відіграє літологічне обмеження. Унаслідок цього скупчення газу нерідко розташовані на перикліналях та крилах піднять (Пинянське, Залужанське та інші родовища). У смузі, що прилягає до Самбірського покриву, виявлені пластові поклади, екрановані з південного заходу насувом (Кавське, Угерське та інші родовища). Для смуги Краковецького розлому, яка має східчасту будову, характерні пастки, що тектонічно екрануються скидами як у зануреному, так піднятому блоках (Макунівське, Новосілківське родовища).

У Бориславсько-Покутському нафтогазоносному районі скупчення вуглеводнів пов'язані з асиметричними, нерідко лежачими антикліналями. Поклади пластові склепінні та масивно-пластові, здебільшого тектонічно екрановані поперечними скидами і скидо-зсувами (Бориславське, Орів-Уличнянське, Долинське родовища). Інколи нафтогазоносні периклінальні частини структур екрановані скидами, тоді як колектори склепінних частин обводнені (Луквинське, Рудавецьке родовища). Відомі також скупчення вуглеводнів у підвернутих крилах складок, екранованих у напрямку здіймання пласта насувами, а по простяганню - поперечними скидо-зсувами (Рожнятівське, Спаське-Глибинне, Битків-Бабченське родовища). Невитриманість палеогенових колекторів зумовила наявність на деяких родовищах пасток пластового склепінного тектонічно екранованого та літологічно обмеженого типу (ОрівУличнянське, Струтинське родовища).

У Скибовому нафтогазоносному районі на більшості родовищ поклади за типом подібні (Східницьке і Стрільбицьке родовища) до виявлених у Бориславсько-Покутському районі.

На родовищах Закарпатської газоносної області розвинуті складні за будовою комбіновані пастки: пластові склепінні тектонічно екрановані, літологічно обмежені (Русько-Комарівське, Станівське, Королівське) і лише на Солотвинському - склепінні масивні тектонічно екрановані.

Скупчення вуглеводнів Волино-Подільської нафтогазоносної області зазвичай пластові склепінні, літологічно обмежені (Великомостівське, Локацьке родовища).

Родовища регіону здебільшого багатопластові, причому нерідко містять поклади різних типів. Однопластові виявлені переважно в Бориславсько-Покутському нафтогазоносному районі (Орів-Уличнянське, Південномонастирецьке, Південностинавське, Рудавецьке, Рожнятівське, Спаське-Глибинне) і лише одне - Малогорожанське - у Більче-Волицькому районі. У декількох родовищах Бориславсько-Покутського нафтогазоносного району (Соколовецьке, Микуличинське та інші) і Закарпатської газоносної області (Королівське, Станівське, Солотвинське) відомо лише по одному скупченню.

Найбільші глибини, з яких отримані промислові припливи нафти, становлять 5700-5800 м у Бориславсько-Покутській зоні (Соколовецьке родовище) і 4180-4464 м у Більче-Волицькій (Лопушнянське родовище).

Закономірності зміни фізико-хімічних властивостей вуглеводнів. Фізико-хімічні властивості вуглеводнів регіону коливаються в значних межах.

Густина нафт змінюється в широкому діапазоні: важкі (до 1014 кг/м³) - відомі в юрських утвореннях Коханівського і Вишнянського родовищ, легкі (750-800 кг/м³) - приурочені до верхніх горизонтів Бориславського, Долинського, Битків-Бабченського родовищ (табл. 1, рис. 2). Густина нафт збільшується із збільшенням вмісту смолисто-нафтенових компонентів (рис. 3).

Рис. 2 Зміна густини нафти з глибиною залягання покладів

Цифрами позначені нафтові родовища, розміщені на рис. 1

Рис. 3 Залежність між густиною нафти та вмістом смолисто-асфальтенових компонентів. Цифрами позначені нафтові родовища, розміщені на рис. 1

Густина олігоценових нафт у середньому становить 840-850, еоценових та палеоценових - 840-860 кг/м³. Нафти крейдових відкладів Скибового нафтогазоносного району мають меншу густину - 770-840 кг/м³. Таким чином, спостерігається загальна тенденція до збільшення густини нафт у напрямку до земної поверхні. Крім того, густина нафт збільшується в приконтактних частинах покладів, до прикладу, для деяких покладів Бориславсько-Покутського нафтогазоносного району - до 880-920 кг/м³. Подібно змінюється і в'язкість нафт.

Фракційний склад нафт змінюється в широких межах. Вміст легких вуглеводнів у середньому становить 10-20 %. Найменше легких вуглеводнів у нафтах Північнодолинського, а також Глибинних складок Бориславського та Битків-Бабченського родовищ, найбільше - у нафтах Ріпнянського, Східницького родовищ, де поклади залягають на невеликих глибинах.

Малосірчисті нафти (до 0,3 %) відомі на родовищах Карпатської нафтогазоносної області. У Передкарпатській нафтогазоносній області сірки, як правило, від 0,3 до 0,5 %. Високосірчисті нафти (1-8 %) трапляються в приконтактних зонах покладів Коханівського, Бориславського, Битків-Бабченського, Орів-Уличнянського та деяких інших родовищ.

Таблиця 1

Характеристика нафт Західного нафтогазоносного регіону України, за матеріалами (Іванюта, 1998)