1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ (ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ) ЧАСТЬ
1.1 Характеристика месторождения
Территория Волго-Уральской нефтегазоносной провинции охватывает восточную часть Восточно-Европейской платформы и Предуральский краевой прогиб, занимая: площадь около 700 тыс. км2. С севера и востока она ограничена горно-складчатыми сооружениями Тимана и Урала, с юга - Прикаспийской синеклизой, а с запада - Сысольским и Токмовским сводами и восточным склоном Воронежской антеклизы (рис. 1).
В провинцию входят земли Пермской, Кировской, Самарской, Оренбургской, Саратовской и Волгоградской, частично Свердловской, Пензенской и Ульяновской областей; Татарской, Башкирской, Удмуртской и Марийской республики.
Выдающаяся роль в открытии Волго-Уральской провинции пpинадлежит академику И. М. Губкину, давшему в ряде известных работ научные обоснования перспектив нефтегазоносности этой обширной территории на протяжении многих лет проводившему ее изучение.
Первое нефтяное месторождение в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции было открыто в апреле 1929г. в Пермской области в районе с. Верхнечусовские городки. В скважине 20, заложенной по рекомендации профессора Н. И. Преображенского для выявления южной границы Соликамского месторождения калийных солей, был получен фонтанный приток нефти из артинских рифогенных известняков, залегающих ниже мощной галогенной толщи кунгурского яруса.
В 1941-1945 гг. в Волго-Уральской провинции выявлено около 20 месторождений нефти газа. Наиболее значительными являются открытия залежей нефти в терригенных отложениях девона на Самарской Луке и в районе села Яблоневый Овраг.
Послевоенный период (1946-1965 гг.) характеризовался широким развитием поисково-разведочных работ, особенно в Башкирской и Татарской республике, в Самарской, Пермской и Оренбургской областях.
Большим достижением за последние годы является открытие залежей нефти и газа в Удмуртской республике, Пермской и Оренбургской областях.
В результате проведенных поисково-разведочных работ в Волго-Уральской нефтегазоносной провинции создана база нефтедобывающей промышленности.
Характерной чертой развития нефтедобывающей промышленности Волго-Уральской провинции является ее устойчивый рост. Особенно резко добыча нефти начала увеличиваться с 1946 г. в основном за счет Татарской, Башкирской республик и Самарской области. В 1945 г. в провинции было добыто 2,8 миллиона тонн нефти, то есть в два с лишним раза больше, чем в 1938 г. Добыча нефти в 1955 г. составила 41 миллион тонн. В 1960 г. – 105 миллионов тонн, в 1965 г. - 173 миллиона тонн, в 1970 г. - 208 миллионов тонн, а в 1975 г. - 226 миллионов тонн.
Первое относительно крупное по масштабам того времени месторождение газа (Елшано-Курдюмское) было выявлено в 1941 г. в Саратовской области. С момента его открытия началось развитие газодобывающей промышленности в Волго-Уральской провинции. Добыча газа развивалась значительно медленнее, чем добыча нефти. Только с открытием Оренбургского газоконденсатного месторождения ускорились темпы добычи газа. В 1960 г. она составила 9,3 миллиардов м3, в 1965 г. - 12,4 миллиардов м3, в 1970 т. - 17,5 миллиардов м3, в 1975 г. - 30,8 миллиардов м3.
На территории Волго-Уральской провинции с начала развития поисково-разведочных работ (1930г.) выполнен большой комплекс геолого-геофизических исследований, включающий региональные и детальные геофизические исследования, геолого-поисковые и поисково-разведочные работы.
Рисунок 1. ВОЛГО-УРАЛЬСКАЯ НЕФТЕГАЗОНОСНАЯ ПРОВИНЦИЯ
Крупнейшие тектонические элементы: I – Тиманский кряж; II – предуральский краевой прогиб; III – Уральская складчатая; IV – Прикайспийская синеклиза; V – Воронежская антиклиза
Крупные тектонические элементы: 1 Казанско-Кожемирский прогиб; 2 Коми-Пермяцкий свод; 3 Верхне-Камская впадина; 4 Камский свод; 5 Соликамская впадина; 6 Юрюзано-Сылвенская впдина; 7 Пермско-Башкирский свод; 8 Татарский свод; 9 Биоская седловина; 10 Юго-Восточный склон платформы; 11 Мелекесская впадина и Абдулинский прогиб; 12 Жигулевско-Оренбургский свод; 13 Бузулукская впадина; 14 Солб-Илецкий выступ; 15 Бельская впадина; 16 Юго-Восточнвя часть Пачелмского прогиба; 17 Юго-Восточный склон Воронежской антеклизы.
Самарская область расположена на востоке европейской части России, в среднем течение реки Волги, в месте ее сильного изгиба - так называемой Самарской Луки. В пределы Самарской области входит несколько крупных тектонических элементов востока, Русской платформы – Пугачево-Жигупевский свод, который представляет собой крупную возвышенность несколько вытянутую с юго-запада на северо-восток. Он занимает всю Самарскую Луку и примыкающие к ней с юга и юго-запада районы области. В пределах Самарской области на Пугачевско-Жигулевском своде имеется несколько линейно вытянутых и различно ориентированных структурных осложнений - валов, в том числе вытянутый в широтном направлении Жигулевский вал с рядом локальных структур: Заборовской" Сызранской, Губинской, Карловоской, Березовской, Яблоноовражной, Жигулевской, Стрельненской, 3ольненской и другими.
С севера в Самарскую область входит небольшая юго-западная часть Татарского свода. Татарский и Пугачевско-Жигулевский своды разделяются Ставропольской депрессией Мелекесской впадины.
Восточно-Боголюбовское месторождение расположено в Нефтегорском районе самарской области (рис. 2). Месторождение, открыто в 1965 г. расположено непосредственно в пределах Байтуганской тектонической зоны, представляет собой куполовидное поднятие, несколько вытянутое почти в широтном направлении.
Рисунок 2. СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ:
1 - Кошкарское; 2 - Шламковское; 3 - Кутузовское; 4 - Озеркинское; 5 - Зубовское; 6 - Славкинское; 7 - Верхие-Ивановское; 8 - Майоровское; 9 - Воздвиженское; 10 - Чесноковское; 11- Валентиновское; 12 - Буз-Башское; 13 - Байтуганское; 14 - Авралинское; 15 - Елховское; 16 - Ивановское; 17 - Радаевское; 18 - Емельяновское; 19 - Боровское; 20 - Серноводское; 21 - Якушанаское; 22 - Шунгутское; 23 - Северо-Каменское; 24 - Селитьбенское; 25 - Южно-Орловское; 26 - Богородское; 27 - Осиновское; 28 - Екатерининское; 29 - Казанское; 30 - Кабановское; 31 - Сидоровское; 32 К озловское; 33 - Орлянское; 34 - Сарбайское; 35 - Саврухинское; 36 - Шумаркинское; 37 - Мочалеевское; 38 - Сургутское; 39 - Аделяковское; 40 - Садовое; 41 – Плотниковское; 42 - Чеховское; 43 - Дерюжевское; 44 - Сосновское; 45 - Боголюбовское; 46 - Восточно-Боголюбовское; 47 - Ново-Аманакское; 48 - Калнновское; 49 - Кротковское; 50 - Алешкинское; 51 - Заборовское; 52 - Сызранское; 53 - Губинское; 54 - Карлово-Сытовское; 55 - Березовское; 56 Яблоневый Овраг; 57 - Жигулевское; 58 – 3ольненское; 59 - Аскульское; 60 - Самарское; 61 - Волго-Сокское; 62 - Красноярское; 63 - Белозерское; 64,- Чубовское; 65 - Ново-3апрудненское;.66 - Алакаевское; 67 - Криволукское; 68 - Путиловское; 69 - Хилковское; 70 - Репьевское; 71 - Восточно-Черновское; 72 - Мухановское; 73 - Алтуховское; 74 - Кинель-Черкасское; 75 - Семеновское; 76 - Капитоновское; 77 - Винно-Банновское; 78 - Кожемякское; 79 - Верхне-Кожемякское; 80 - Ново-Ключевское; 81 - Елховатское; 82 - Уваровское; 83 - Яблоневское; 84 - Теребиловское; 85 - Кувайское; 86 - Ново-Городецкое; 87 - Скобелевекое; 88 - Городецкое; 89.. Жуковское; 90 - Комсомольское; 91 - Малышевское; 92 - Дмитриевское; 93 - Михайловско-Коханское; 94 - Южно-Уварское; 95 - Подгорненское; 96 - Южно-Подгорненское; 97 - Неклюдовское; 98 - Могутовское; 99 - Долматовское; 100 - Борское; 101 - Колтубинское; 102 - Никольское; 103 – Восточно Никольское; 104 - Спиридоновекое; 105 - Красно-Самарское; 106 - Северо-Максимовское; 107 - Мало-Малышевское; 108 - Максимовское; 109 - Ветловое; 110 - Лещевское; 111 - Покровское; 112. Томыловское; 113 - Гражданское; 114 - Колыванское; 115 - Рассветовское; 116 Ясеневское; 117 - Горбатовское; 118 - Тверское; 119 - Подъем-Михайловское; 120 - Гайдаровское; 121 - Карагайское; 122 Парфеновское; 123 - Бариновское; 124 - Лебяжинское; 125 - Утевское; 126 - Кулешевское; 127 - Благодаровское; 128 - Корнеевское; 129 - Баженовское; 130 - Медведевское; 131 - Красноармейское; 132 - Многопольское; 133 - Богдановское; 134 - Верхне-Ветлянское; 135 - Ветлянское; 136 - Грековское; 137 - Фатеевское; 138 - Алексеевское; 139 - Субботинское; 140 – Кочевненское.
1 .2 Тектоническое строение
Месторождения
Осадочный чехол Волго-Уральской нефтегазоносной провинции залегает на породах кристаллического фундамента Архейско-Нижнепротерозойского возраста, наиболее хорошо изученных в центральной и юго-западной частях провинции. В северном, южном и восточном районах они вскрыты лишь единичными скважинами. Вскрытая мощность не превышает 10-15 метров, в редких случаях достигает 40-60 метров. Лишь глубокие параметрические скважины на Туймазинской и Ромашкинской площадях прошли около 2000 метров по породам фундамента.
Общий структурный план поверхности фундамента характеризуется резкими перепадами абсолютных отметок .
В центральных районах провинции (Татарский свод) поверхность фундамента залегает на абсолютных отметках – 1,5-2 километра. В депрессионных зонах, окружающих свод, они достигают 4,5 километра. Скважины, пробуренные на севере Бирской седловины (Орьебаш) и на шкаповской площади, не вышли из разреза осадочного чехла на абсолютных отметках соответственно 4,8-5,0 километров. Таким образом, амплитуда глубин залегания поверхности фундамента по данным бурения превышает 3 километра. По данным геофизических исследований поверхность фундамента погружена на глубину до 7 километров в районах городов Абдулино, Уфа, Сарпула и до 10-12 километров в Бышкирско-Оренбургско Приуралье (Предуральский краевой прогиб) На небольших глубинах вскрыт фундамент в Западной приграничной части провинции (2,5-3 километра.)
В осадочном чехле, сложенном отложениями верхнего протерозоя и фанерозоя, бурением и геофизическими исследованиями выявлены крупные сводовые поднятия и разделяющие их впадины и прогибы.
На западе провинции выделяется Казанско-Кожемирский прогиб, в центральной части – Татарский, а на востоке Пермско-Башкирский своды, которые разделены между собой Верхне-Камской впадиной и Бирской седлавиной. В северной части провинции выделяются Крми-Пермяцкий и Камский своды, отделенные от Татарского, Пермско-Башкирского сводов Чепецкой и Чермозской седловинами.
В южной части расположен Жигулевско-Оренбургский свод, ограниченный с севера Миликесской впадиной и Серноводско-Абдулинским прогибом, а с юго-востока Бузулукской впадиной. В юго-Восточной части провинции выделяется Соль-Илецкий выступ фундамента. К востоку от Татарского и Жигулевско-Оренбургского сводов отмечается непрерывное погружение полеозойских слоев в сторону Предуральского краевого прогиба. Они слагают обширную моноклиналь, вытянутую к югу от горста Каратау почти на 500 километров и называемую обычно «Юго-Восточным склоном платформы». На востоке расположен Предуральский краевой прогиб, представляющий собой региональную пограничную структуру между Восточно-Европейской платформой и герцинским складчатым Уралом.
Жигулевско-Оренбургский свод вытянут с запада на восток на 550 километров при ширине 200 километров на западе и 100 километров на востоке. Поверхность фундамента погружается в этом же направлении от -1420 до – 2980 метров, почти повсеместно в пределах свода в разрезе отсутствует рефейско-вендские отложения.
Бузулукская впадина на севере ограничена Жигулевско-Оренбургским сводом, а на юге Прикаспийской синеклизой. Ширина ее изменяется от 30 до 40 километров, в северной части, до 150-200 километров в южной части. Глубина залегания поверхности фундамента достигает 6 километров. Впадина прослеживается по всему разрезу осадочного чехла.
Восточная часть самарской области в тектоническом отношении представляет собой юго-восточный склон Русской платформы. Большинство месторождений расположено в восточной части области. Основные продуктивные горизонты приурочены к нижнему отделу каменноугольной системы и верхнему отделу девонской системы.
Восточно – Боголюбовское месторождение по особенностям геологического строения относится ко 2 группе и характеризуется сложными условиями залегания нефтяных залежей. Нефтяные залежи на месторождении приурочены к верейскому горизонту (пласт Аз) и башкирскому ярусу (пласт А4) среднего карбона, бобриковскому горизонту (пласт Б2) и турнейскому ярусу (пласт В1) нижнего карбона.
Пласт А3 преурочен к нижней части песчано-глинистых отложений верейского горизонта. Сложен пласт неоднородными песчаниками с прослоями алевролита и глин. Пласт А4 сложен в основном мелкокристаллическими кавернозными и участками трещиноватыми известениками башкирского яруса.
В верейском горизонте выделяются две пачки пород: нижняя карбонатная и верхняя терригенная. Пористость известняков находится в пределах 12-14%, песчаников 22-26%. Бобриковский горизонт сложен песчаниками, разделенными алевролитами и глинами. Пористость нефтенасыщенных песчаников пласта Б2 достигает 26%. Турнейский ярус (пласт В1) сложен известняками с пористостью 10-13%, проницаемостью 18.10-15 м2.
1 .3 Нефтегазоносность
На территории Волго-Уральской нефтегазоносной провинции промышленные залежи нефти и газа приурочены к девонским, каменноугольным и пермским отложениям. В них выделяется до шести основных продуктивных комплексов: терригенный среднего и верхнего девона, карбонатный верхнего девана и турнейского яруса нижнего карбона, терригенный нижнего карбона, карбонатный и терригенно-карбонатный среднего карбона, карбонатный верхнего. карбона. – нижней перми, и карбонатно-терригенный верхней перми. В девонских отложениях сосредоточено 38 % разведанных запасав нефти и 2 % газа, в каменноугольных 58% нефти и 8%, газа и в пермских - 4% нефти и 90% газа.
Терригенный продуктивный комплекс девона принят в объеме от подошвы эйфельского или живетского ярусов до кровли кыновского горизонта. Продуктивны здесь шесть пластав песчаников (Д-V, Д-IV, Д-III, Д-II, Д-I и Д-0), разделенных пачками глин и аргиллитов. Наиболее широко развиты пласты песчаников живетского яруса и нижнефранского падъяруса. Промышленная нефтеносность этих пластов установлена на большей части провинции. Наиболее богатые залежи нефти приурочены к песчаникам пашийского горизонта (пласт Д-I) на Альметьевской и Белебеевско-ткаповскай вершинах Татарского свода. 3десь сконцентрированы максимальные промышленные запасы нефти в терригенном девоне. С породами этого комплекса связана свыше 1/3 разведанных запасов нефти провинции.
В течение последних лет в терригенном девоне выявлен ряд новых небольших месторождений нефти на Пермско-Башкирском, Татарском, Жигулевско-Оренбургском сводах, в Верхнекамской впадине и на северо-западном борту Мелекесской впадины и Юго-Восточном склоне платформы.
Карбонатный комплекс верхнего девона и нижнего карбона объединяет отложения от кровли кыновского горизонта до кровли турнейского яруса. Комплекс сложен карбонатными породами в различной степени пористыми, трещиноватыми, кавернозными. Пласты-коллекторы установлены в доманиковых (два пласта), мендымских (два пласта), верхнефранских (три пласта), фаменских (один пласт) и турнейских (до четырех пластов) отложениях.
Коллекторские свойства их весьма изменчивы. Региональной покрышкой для этого продуктивного комплекса служат глины и аргиллиты нижней, терригенной толщи визейского яруса, а местами глинисто-карбонатные породы верхней части турнейского яруса.
В карбонатных отложениях верхнего девона в последние годы залежи нефти выявлены в южной части Татарского свода, на Башкирской вершине Пермско-Башкирского свода, Жигулевско-Оренбургском своде и в Предуральском прогибе. 3алежи преимущественно небольшие. Значительно больше их приурочено к карбонатным коллекторам турнейского яруса. Наиболее продуктивны пласты кизеловского и заволжского горизонтов. К этому комплексу приурочена примерно 1/10 часть запасов нефти провинции.
K терригенному продуктивному комплексу нижнего карбона относятся песчано-глинистые породы малиновского и яснополянского надгоризонтов. Они широко развиты в пределах Камско-Кинельской системы прогибов. На остальной территории Волго-Уральской провинции распространены только образования яснополянского надгоризонта.
В указанной системе прогибов в разрезе терригенных отложений нижнего карбона выделяется до 10 продуктивных пластов. Наибольшее количество пластов (до восьми) установлено в южной части этой системы прогибов.
В центральной и северо-восточной частях Камско-Кинельской системы прогибов количество их не превышает пяти-шести. Широкое распространение имеют продуктивные пласты яснополянского надгоризонта. С ними связано большое количество залежей.
Пласты-коллекторы терригенного комплекса нижнего карбона сложены песчаниками и алевролитами. Некоторые из них имеют локальное распространение. Литологический состав и мощность пластов сильно изменчивы. Региональной покрышкой служат глины и глинистые известняки тульского горизонта. Следует отметить, что местами в северной части провинции продуктивные песчаники бобриковского и тульского горизонтов объединяются в один или два продуктивных пласта. Запасы нефти этого комплекса составляют около 1/3 запасов провинции.
Карбонатный и продуктивный терригенно-карбонатный комплекс среднего карбона в разных частях рассматриваемой провинции имеет неодинаковый разрез. На юге территории в его строении значительную роль играют терригенные породы, а на севере - карбонатные. К этому продуктивному комплексу приурочено 10-11 нефтегазовых пластов. В том числе в башкирском ярусе - два, верейском горизонте - до шести, в каширском и подольском - до трех.
На юге провинции пласты верейского горизонта представлены в основном песчаниками и алевролитами, а на севере известняками. Покрышкой залежей служат прослои глин и глинистых известняков. Большое количество залежей нефти установлено в Камско-Кинельской системе п рогибов.
В карбонатных отложениях каширского и подольского горизонтов залежи нефти и газа сравнительно небольшие и имеют значительно меньшее распространение, чем в верейском горизонте. В мячковском горизонте разведаны пока единичные небольшие залежи нефти. Запасы нефти и свободного газа комплекса в целом составляют около 1 /5 запасов провинции.
Карбонатный комплекс верхнего карбона и нижней перми распространен на всей территории провинции. В Предуральском краевом прогибе коллекторские горизонты нижней перми представлены рифогенными образованиями. Запасы нефти этого комплекса не значительны, а запасы свободного газа составляют 90% от запасов провинции. Продуктивный карбонатно-терригенный комплекс верхней перми выделен в объеме от подошвы уфимского яруса до кровли галогенной толщи казанского яруса.
Анализ материала по залежам нефти и газа показывает, что больше половины их (до 56%) приурочено к двум основным продуктивным комплексам: нижнеекаменноугольному терригенному (до 26%) и девонскому терригенному (до 30%).
Нефтяные залежи на Восточно-Боголюбовском месторождении приурочены к верейскому горизонту (пласт А3) и башкирскому ярусу (пласт А4) среднего карбона, бобриковскому горизонту (пласт Б2) и турнейскому ярусу (пласт В1) нижнего карбона. Залежи находятся в условиях умеренных пластовых давлений и пониженных температур.
Залежь нефти пласта В1 связана с известняками, эффективная нефтенасыщенная мощность которых 6 м. с пористостью 10-13% и проницаемостью 18 10-15 м2. Пористость известняков находится в пределах 12-14%, песчаников 22-26%. При опробовании интервала 1206 - 1210 м после изоляционных работ получен приток нефти дебитом 5 т/сутки.
Залежь нефти пласта Б2 приурочена к песчаникам общей эффективной мощностью 24 м, из которых эффективная нефтенасыщенная мощность составляет 5 м. Бобриковский горизонт сложен песчаниками, разделенными алевролитами и глинами. Пористость нефтенасыщенных песчаников пласта Б2 достигает 26%. При опробовании интервала 1172 - 1175м получен приток нефти дебитом 40 т/сутки.
Пласт А3 приурочен к нижней части песчано-глинисых отложений верейского горизонта. Сложен пласт неоднородными песчаниками с прослоями алевролита и глин. Коллектор пласта не выдержан. Залежь пластовая сводовая. Общая мощность пласта 6,5 м. эффективная нефтенасыщенная мощность 2 м. Этаж нефтеносности 6,5 м. Отмечается полное замещение пласта плотными породами. Поверхность водонефтяного контакта по геофизическим данным отбивается на отметке - 1212м. В скважине 6 из интервала перфорации 899 - 904 метра получен приток безводной нефти при среднединамическом уровне 600м - 6 т/сутки. Водонефтяной контакт принят на отметке - 754 м (по нижней дыре фильтра).
Пласт А4 в основном сложен мелкокристаллическими кавернозными и участками трещиноватыми известняками башкирского яруса. Коэффициент песчанистости составляет 0,74. Водонефтяной контакт по геофизическим данным принят на отметке - 1179м.
Пласт А3 и А4 неравномерно расчленен по разрезу. Верхняя пачка представлена 3 – 4 пропластками значительной толщины, нижняя – частым чередованием малых по толщине продуктивных пропластков с плотными прослоями. Толщина прослоев колеблется от 0,3 до 40 метров (рис. 3).
Рисунок 3 ГЕОЛОГО-ЛИТОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ ПЛАСТА А3 ВЕРЕЙСКОГО ГОРИЗОНТА И А4 БАШКИРСКОГО ЯРУСА:
1 – песчаники и известняки нефтенасыщенные; 2 – песчаники и известняки водонасыщенные; 3 – плотные породы.
Общая характеристика пластов представлена в таблице 1: