книги / Учение о нефти
..pdfвосточного крыла следующей к северо-западу кирмакинской складки. Вся сводовая часть складки разбита рядом ступенча тых сбросов. К западу от горы Бог-Бога складка сначала тоже погружается, а потом довольно скоро начинается ее новый и довольно крутой подъем по направлению к горе Кирмаку. Эта часть складки, расположенная на северо-западном склоне БогБога, носит название «урочище Хорасаны». Оно в промышленном масштабе начало разрабатываться в советское время, а до этого здесь велась лишь кустарная добыча.
Нефть заполняет все песчаные пласты вдоль сводовой части купола от горы Бог-Бога до сел. Раманы и дальше на восток по на правлению к седловине между балахано-сябунчиио-ря м я ттскпй и сураханской складками. С крыльев залежи нефти в пластах подпираются краевой водой. Сбросы осложняют условия залега ния нефти, влияя на степень насыщения пластов. Нужно опре деленно отметить, что нефть скопилась главным образом в восточ ной части складки на ее погружении. Самое ядро складки, несмотря на обильные выходы в нем нефти, промышленного значе ния не получило. Хорасаны в нефтеносном отношении имеют вто ростепенное значение.
По той же линии поднятий, на которой расположена только что описанная нефтеносная структура и ранее упоминавшиеся нормальные сураханская, карачхурская и зыхская структуры, поднимаются еще диапировые купола: кирмакинский и фатьмаинский.
Ядро кирмакинского купола сложено сильно перемятыми глинами коунской и майкопской свит. Продуктивная толща вы ступает здесь на крыльях и в седловине, расположенной между горами Бог-Бога и Кирмаку. Нефть залегает на западном крыле складки и на ее погружении по направлению к горе Бог-Бога. Нефти здесь немного; до революции она разрабатывалась колод цами. В ядре складки нефти не найдено.
Ядро фатьмаинской складки сложено зелеными глинами коун ской свиты, майкопскими и сгщриалисовыми слоями. Слои диато мовой свиты, понта и в особенности продуктивной толщи отодви нуты здесь далеко на крылья. Вся центральная часть складки не содержит нефти, которая в небольших количествах встречена только на юго-восточном погружении купола- и на северо-восточ ном крыле седловины, разделяющей фатьманнский купол от кир макинского. Месторождение до сего времени промышленного
значения не получило.
Особенно яркий пример диапировой складки с ядром проты
кания представляет складка |
Б и н а г а д и н с к о г о н е ф т я н о г о |
м е с т о р о ж д е н и я (фиг. |
92). По оси складки, имеющей в цент |
ральной части почти широтное простирание, выходит узкая по лоска светлых мергелей нижнего белого коуна, вместе с глинами майкопской свиты составляющими ядро складки. С севера и юга К этому ядру прилегают породы диатомовой свиты. На северном
Фиг. 02. Бипагады. Карта тектонического рельефа кровли глин, залегающих в основании верхнего перерыва. Составлена И. М. Губкиным
1 — коунскап слита; 2 — |
пептический ярус; |
3 — майкопская, свита; 4 — продуктивная толща; 5 — диатомовая свита; |
<з — сопочные отложения; |
7 — сбросы; в — |
подземные горизонты; 9 — пробуренная скважина |
крыле они выходят в виде узкой, местами прерывающейся полосы. На южном в западной части у сел. Бинагады эта полоса довольно широ кая, на восток она постепенно су жается и сходит на нет на восточ ном погружении складки. Нижний отдел продуктивной толщи на се верном крыле близко подходит к ядру складки. Здесь он отделен от ядра громадным сбросом, который осложняет бинагадинскую струк туру. Этот сброс прослежен на зна чительное расстояние от сел. Массазыр на западе и вплоть до Ба- станар-шора на востоке. По нему сброшено все северное крыло складки, причем от майкопской свиты, диато мовых слоев, понта и даже низов продуктивной толщи остались только сравнительно небольшие клочки, примыкающие к ее ядру. Нижнего отдела продуктивной толщи на се верном крыле почти не видно: он оказался в большей своей части сброшенным, зато на южном крыле нижний отдел является более или менее полно развитым. Если на север ном крыле складки продуктивная толща почти подходит к ядру, то на южном ойа оказывается отодви нутой больше чем на 1 км.
Если проследить углы падения на южном крыле, получается сле дующая картина (фиг. 93). В ядре видны перемятые, поставленные на голову пласты коуна и майкопской свиты; в диатомовой свите и в понте углы достигают 60—70°, в нижнём отделе продуктивной толщи они из меняются от 45 до 35°. В верхнем отделе по мере продвижения по крылу вкрест простирания угол уменьшает ся до 15—10° Уменьшение угла паде ния наблюдается и по мере продвиже ния с востока на запад, по простира нию пластов. Таково в общих чертах ртроедае бинагадинской структуры,
Наиболее богатые залежи нефти обнаружены главным образом
внижнем отделе продуктивной свиты, в его основании, на южном крыле складки. Особенно ее много в тех пластах, которые в ре зультате диапиризма оказались запечатанными и не вышли на дневную поверхность. Нефть найдена и на восточном погружении складки, упирающейся на востоке в кирмакинский купол, а также
всброшенном северном крыле, тоже в низах продуктивной толщи. Центральная часть складки, в особенности ее ядро, оказались со вершенно пустыми. Нужно указать еще на то обстоятельство, что
вцентре бинагадинской структуры сидят два потухших грязе
вых вулкана.
Месторождения Грязногорское возле горы Кейрики, ЗыгильПиринское и Сулы-Тепинское тесно связаны со структурами диапирового типа, точно так же как Путинское и Аташкинское. Ха рактерным признаком всех их является бедность или полное от сутствие нефти в ядрах складок и сосредоточение ее или на крыльях (месторождения Грязной горы, Зыгиль-Пири и Сулы-Тепе), или же на погружении складок — на их переклинальном окон чании (Аташкя и Пута). Этому же типу структуры подчинено и месторождение Чаил-даг в Кабристанских пастбищах, где нефть найдена на восточном погружении чаилдагской антиклинали диапирового типа. Многочисленные проявления нефти в названном
районе связаны |
со структурами этого же |
типа, являющегося |
на юго-восточном |
погружении Кавказского |
хребта преоблада |
ющим. |
|
|
Возможно, что описанные нами как «нормальные» Сураханское и Биби-Эйбатское месторождения являются по существу теми же месторождениями с ядрами протыкания, но лишь скрытыми, на поминающими скрытые (соляные) купола в области Голфа в Со единенных Штатах.
Биби-Эйбатское месторождение носит явные признаки диапи ризма: в центральной его части обнаружен ископаемый грязе вой вулкан. Верхняя пачка пластов продуктивной толщи, соот
ветствующая так называемой сураханской свите, по |
сравнению |
с соседней Ясамальской долиной оказывается сильно |
сокращен |
ной, что можно приписать только явлениям диапиризма, как и в других подобных случаях (налегание нижнего апшерона прямо на продуктивную толщу с пропуском акчагыла на южном крыле кара-дагской складки и в других местах).
Купола с ядрами из изверженных пород (вулканические проб ки). Классической страной в отношениц месторождений такого типа является Мексика. Эта структура состоит из базальтового ядра, или пробки. Такие ядра поднялись через меловые и третич ные осадочные породы в ряде мест прибрежной полосы Мексики, составляющей непосредственное продолжение береговой равнины Голфа в США. В некоторых случаях подъем составляет несколько десятков метров над поверхностью. Ядра изверженных пород при своем движении вверх приподняли осадочные породы, которые
254
поднялась не снизу, а собралась из окружающих купол пород осадочного происхождения.
Другие думают иначе: например, де Голие считает, что глав ная роль интрузий в накоплейии нефти состоит в образовании путей, по которым нефть могла мигрировать в вышележащие пласты и даже достичь поверхности.
Очень часто на присутствие нефти вокруг вулканических ядер указывают большие выходы ее на поверхность. Например, такие выходы нефти послужили причиной разведки и последую щего открытия ряда богатых нефтяных месторождений в Мек сике. Некоторые из мексиканских выходов нефти встречаются вдоль дайковых базальтовых пород в третичных отложениях. В тех случаях, когда пористые, или кавернозные, известняки или рыхлые песчаники, соприкасающиеся с изверженными яд рами, не выходящими на дневную поверхность, бывают перекрыты непроницаемыми глинистыми породами, выходов нефти на днев ную поверхность может и не существовать. В данном случае по водом к разведке может служить наличие куполовидной струк туры в слоях, выходящих на дневную поверхность. Случаи таких закрытых куполов в Мексике наблюдались, но они сравнительно редки, в большинстве же случаев изверженные породы достигают дневной поверхности и вокруг них образуются высачивания нефти.
Если при образовании описываемых структур базальтовое ядро достигало земной поверхности в расплавленном состоянии, то при последующем охлаждении и сокращении объема оно опу скалось вниз и увлекало за собой приподнятые им раньше сосед ние осадочные породы. В результате вокруг изверженного ядра получался своего рода антиклинальный вал, или кольцевая анти клиналь, которая могла служить благоприятным местом для скоп ления нефти. При остывании базальтового ядра и сопровождав шем его сокращении объема возникали трещины и пустоты в са мой изверженной породе, которые потом и заполнялись нефтью. Поэтому скопления нефти, правда, в небольшом количестве, встречаются не только в осадочных породах, окружающих из верженное ядро, но и в самих изверженных породах; но все-такг главная роль их, еще раз повторим это, состоит в содействии ми грации нефти, в подготовлении путей для нее и в образованш трещин и пустот в осадочных породах, в которых вокруг извер женного ядра собирается нефть и образуется ее залежь.,
Примером месторождений такого рода служит ряд мексикан ских месторождений в районе Тампико—Токспам. в провинци Бэра Крус, в которых главным нефтеносным горизонтом являете знаменитый известняк Томасопо, или, по новейшей терминологи Ц. Бэкера, известняк Эль-Абра, из которого били грандиозны фонтаны, о которых мы уже упоминали выше. На некоторо расстоянии к западу в горах Сьерра Мадрэ Ориентал этот и:
256
вестняк выходит на дневную поверхность, но он не содержит даже и признаков нефти *.
Добыча нефти из изверженных пород представляет Ткрайне редкий случай, о чем нами уже неоднократно упоминалось, но если в силу некоторых благоприятных местных условий извержен ная порода обнаруживает высокую степень пористости, то в ней могут скопиться более или менее значительные количества нефти. Одним из наиболее интересных в этом отношении примеров
Фиг. 96. Разрезы через нефтяные месторождения Фурбэро в Мексике
1 — метаморфизованные сланцы Мендэс; 2 — сланцы Мендэс; з — пластовая интрузия изверженных пород, содержащих нефть
является месторождение Фурбэро, расположенное на юге района Тампико — Токенам в Мексике. Здесь среди сланцев Мэндес залегает пластовая интрузия изверженных пород из крупно кристаллического габбро или долерита, проникших в них по пло скости наслоения, после того как в них возникла пологая анти клиналь. Интрузия еще резче выявила их антиклинальное строе ние. Сланцы выше и ниже интрузии оказались сильно метаморфизованными. Вверх вершина метаморфизованных пород поднимается в форме трубы (фиг. 96) вплоть до поверхности. Сопровождавшие интрузию газы и жидкости и ее высокая температура превратили мягкие сланцы в твердую пористую породу, пустоты которой и были заполнены нефтью, Первоначальная добыча некоторых скважин из этих пород достигала около 150 т . Другие при меры залегания нефти в изверженных породах приведены в главе V.
С. А. Ковалевский считает, что тектоника закаспийских место рождений о. Челекен, Небит-Дага, Боя-Дага и других, предста вляющих купола, разбитые густейшей сетью сбросов, тесно свя зана с залегающими под ними лакколитами изверженных пород. И не только тектоника, но появление и концентрация нефти в этих71*
*Известняк Эль-Абра представляет собой рифовые массивы, которые яв ляются коллекторами и без воздействия изверженных пород. Однако тре щиноватость известняков тамаулипас и сан-фелине в известной мере вы звана воздействием изверженных пород.
17 И. М. Губкин |
257 |
структурных формах генетически связываются с такими лакко литами. Эта идея не новая: она была высказана и поддерживалась одним из основателей геологии Кавказа Г. В. Абихом еще в 60— 70-х годах прошлого столетия по отношению ко всем нефтяным месторождениям Бакинского района, а также и по отношению к тесно связанным с ним многочисленным грязевым вулканам Кавказской области *.
Погребенные антиклинальные и другого вида структуры
За последние годы в Соединенных Штатах и ряде других стран открыто значительное число богатых нефтяных месторождений, приуроченных к погребенным структурам по преимуществу ан тиклинального характера или просто погребенным формам древ него рельефа. Эти месторождения были открыты в результате интенсивной разведки глубоких нефтеносных горизонтов в место рождениях, раньше эксплуатировавшихся и обнаруживающих затем значительное, а порою и полное истощение. Такие разведки были произведены сначала на севере штата Оклахома в месторож дениях Тонкава и Бёрбэнк, потом в районе городов Окмолги, Сэмпнола и в 1928—1930 гг. возле г. Оклахома, являющегося самым крупным промышленным центром всего штата. Так как нахождение нефти в такого рода структурах представляет громад ный практический интерес и для нас, остановимся на них несколько подробнее.
По мнению Спднэя Пауэрса, наибольшая продуктивность по гребенных структур связана с антиклинальными складками, воз никшими вдоль древних складчатых линий. Эти складки возникли прежде отложения нижних свит карбона мпссисипского возраста в ордовпчскую эпоху (нижний силур) и были в свою очередь свя заны с п о гр е б е н н ы м и формами докембрийского рельефа. Потом они были размыты, на н и х отложились осадки каменноугольного п пермского возраста, впоследствии тоже дислоцированные. Складчатость в силуре нашла отражение в вышележащих образо ваниях карбона и перми, только в более слабой степени. Над по гребенными структурами возникли пологие купола, структурные террасы и прочие формы, которые и разрабатывались. Кроме того, погребенная складчатость и связанный с нею погребенный рельеф оказали влияние на самый характер отложений каменно угольного и пермского возраста. В результате отложений на скло нах возвышенностей и вообще над сильно эродированной поверх ностью образовались песчаные пласты лпнзовидного характера. Эти пласты вследствие разной степени уплотнения в разных местах получили, так сказать, естественный наклон, не обусловленный
* Эта идея последующими исследователями не подтвердилась.
258
тектоникой. Все эти тектонические и чисто литологические особен ности оказали большое влияние на движение нефти и окончательное формирование ее залежей.
Итак, мы имеем: 1) погребенные гранитные выступы ,докембрийского рельефа, 2) погребенные складки ордбвичского возраста и 3) отраженную слабую тектонику верхнепалеозойского возраста (кар бона и перми), и со всеми этими формами связан ряд богатейших нефтяных месторождений МидКонтинента (штаты Канзас, Окла хома и северо-западный и запад ный Техас).
Самым замечательным приме ром нефтяных месторождений этого типа являются газовые и нефтяные месторождения, приуро ченные к антиклинальным склад кам, расположенным над пиками гранитных пород в погребенном хребте Амарильо, в крайнем се веро-западном углу штата Техас в районе Панхэндла. Здесь (фиг.97) пермские отложения перекрывают
размытую гранитную |
поверх |
ность — погребенные |
гранитные |
холмы. На границе между перм скими отложениями и гранитами залегают аркозовые песчаники, образовавшиеся в результате раз мыва гранитной поверхности. Эти аркозовые песчаники являются нижним нефтеносным горизонтом. Верхний нефтеносный горизонт подчинен свите мощных известня ков и доломитов, над которыми расположена серия химических осадков: ангидритов и гипсов. Комплекс отложений пермского возраста образовал над гранитным хребтом большую антиклинальную складку, в сводовой части которой располагается газ, а ниже по па дению — нефть (соотношение в за-
км |
западном Техасе |
86 |
северо- |
21-----1 |
|
J |
|
-----18 |
в |
8/ -----' 1 |
Амарильогор |
/ |
|
----- |
|
8 |
|
• / оs 2 |
Поперечный разрез погребенных |
|
97. |
|
Ё |
|
е |
о
*1
17* 259
леганип нефти и газа см. на фиг. 97). Контуры поверхностных пла стов показывают, что огромная антиклиналь, в которой сводовая часть, з анятая газом, имеет по оси протяжение, равное 135 км , рас падается на ряд куполов, соответствующих высоким пунктам гранитного рельефа; кроме того, структура осложнена еще двумя сбросами, из которых один, расположенный к юго-западу от главной оси, показан на той же фиг. 97.
Другим большим погребенным хребтом является гранитный массив Нэмаха, прослеженный в меридиональном направлении через всю восточную часть штата Канзас от южной границы штата Небраска вплоть до Северной Оклахомы. На севере (штат Не браска) граниты залегают на глубине около 140—150 м , в место рождении Эльдорадо (приблизительно посредине штата Канзас) на глубине 820—830 м , в знаменитом нефтяном месторождении Кушинг (Северная Оклахома) — на глубине свыше 1 км (1050— 1100 л). К востоку и западу от главного хребта в том же направле нии протягивается несколько второстепенных хребтов. Гранит ный массив Нэмаха перекрыт породами ордовпчского и вообще домиссисипского (нижний карбон) возраста, сложенными в ряд крупных антиклинальных складок, а над эТпмн складками лежат породы пенсильванского (верхнего) отдела карбона с моноклиналь ным пологим падением к западу, осложненным вторичными купо лами, флексурами, террасами, «носами» и пр. Роль погребенных гранитных массивов состояла в том, что они служили опорными пунктами, над которыми возникли складки сначала в породах нпжнепалеозойского возраста, а позднее над этими складками возникли купола, террасы и т. п. в свитах верхнего карбона. Описываемой структуре подчинен ряд нефтяных месторождений в штатах Канзас и Оклахома, а именно: Эльдорадо, Оксфорд — в штате Канзас и Браман, Томас, Гавэр, Ловэлл, Сэминол и Окла- хома-сптн — в штате Оклахома. Нефть в этих месторождениях встречается, во-первых, в песках, подчиненных свитам верхнего карбона, во-вторых, и главным образом в песках и-известняках, тидчининрых ордовикским свитам. Наиболее богатым оказался песчаный горизонт Уилькокс в свите Симпсон ордовикского воз раста. Строение нефтяного месторождения Эльдорадо показано в его поперечном разрезе на фиг. 98.
Знаменитое нефтяное месторождение Сэминол, явившееся оча гом перепроизводства нефти в 1927—1928 гг., представляет об ширное структурное плато в породах ордовикского возраста в Центральной Оклахоме. На нем расположено несколько анти клиналей, которые нашли свое отражение в перекрывающих его несогласно свитах силуро-девонского возраста и являются почти заи'уцшимааттнпнгмшг в вышезалегаюпщх свитах пенсильванского воз раста, гдр они отражаются лишь слабыми выпуклостями в виде структур, известных у американцев под именем «носов». Боль шинство скважин, открывших нефть в Сэминольском районе,
аво