Учение о нефти

270

вление движения нефти, поднимавшейся со стороны геосинклина­ лей. Ф. Лэхи подчеркивает, что в пределах самого «шнурка» распределение нефти, газа и воды, если такая имеется, цодчиняется обычным структурным закономерностям.

Относительно влияния моноклинального падения майкопской рукавообразной залежи под углом в 6—7° на формирование за­ лежи и на распределение в ней нефти и газа ни у кого не может быть сомнения.

Ограничивается ли распространение песчаных залежей типа «shoe strings» только указанными местами, или же возможно ждать появления их и в других местах, например, у нас в Евро­ пейской части СССР и в предгорьях наших горных цепей? У мно­ гих геологов и у автора этих строк существует убеждение, что более углубленное изучение вопроса о подземных условиях за­ легания нефти, которые управляют образованием нефтяных место­ рождений, покажет, что рукавообразные залежи имеют гораздо большее распространение, чем им приписывали раньше.

Это предположение оправдалось открытием ряда новых место­ рождений в Майкопском районе к северо-западу от Хадыжей: Асфальтовая Гора, Кура-Цеце, Балка Широкая и Кутаисское, приуроченных к залежам типа береговых валов, отложенных вдоль древнего морского берега.

СТРУКТУРНЫЕ ФОРМЫ СИНКЛИНАЛЬНОГО СТРОЕНИЯ

Настоящие синклинали, как это было указано выше, по своей форме представляют прямую противоположность антиклиналям. В типичных синклиналях (это, по-видимому, признается почти всеми геологами) нефть не встречается, и места развития таких складок признаются геологами неблагоприятными для бурения. Но там, где синклиналь находится в некоторых исключительных условиях, в ней могут образоваться скопления нефти промыш­ ленного значения. Каким же условиям должна удовлетворять синклиналь, чтобы можно было рассчитывать встретить в ней нефть? Когда между геологами шла борьба за определение роли и значения антиклинальной теории, писалось очень много отно­ сительно нефтеносности синклиналей. В результате этого дли­ тельного спора наметилось разделяемое, по-видимому, большинст­ вом геологов мнение, согласно которому нефть и газ, подчиняясь закону тяжести, могут скопиться в синклинали только в том слу­ чае, если в слагающих ее пластах отсутствует вода. Это положе­ ние было подкреплено многочисленными примерами разработки нефтеносных площадей Аппалачской нефтяной области, из которых было видно, что многие пески из свиты Кэтскил девонского воз­ раста 1 являются сухими, и поэтому даже там, где они образуют

1 Свита Кэтскил — один из наиболее выдержанных и обильных нефтькг членов стратиграфического комплекса в западпоп и юго-западной частях

штата Пенсильвания.

271

синклинали, в них могла скопиться нефть. Но в областях с чрез­ вычайно слабо выраженной складчатостью, где складки являются структурными формами второго порядка, осложняющими основ­ ные тектонические формы, например, склоны геосинклиналов или моноклинальные крылья громадных антиклиналов, вопрос о роли этих вторичных тектонических форм в образованйи нефтя­ ных залежей затушевывается характером отложения песчаных пластов (линзы) и изменением их литологического характера. При наличии, с одной стороны, малых углов падения, измеряемых иногда долями градуса, с другой, — линзообразного строения пласта и колебания в его пористости, возникают сомнения в том, какому же фактору приписать главную роль в скоплении нефти: структурным особенностям пласта, той или иной его тектониче­

капиллярности.

Но все-таки общее направление движения нефти в конечном счете определяется тектоникой, поэтому, если можно спорить о роли тех или иных синклинальных форм на фоне других текто­ нических структур, то ни в коем случае нельзя отрицать громад­ ного значения и роли больших депрессий регионального харак­ тера, названных нами геосинклиналями. Ведь в них-то и проис­ ходило накопление первично битуминозного материала — так называемой материнской породы. Здесь под влиянием повышенной температуры и давления и при участии других факторов (анаэроб­ ных бактерий) происходило превращение органического материала в диффузно рассеянную в породе нефть, и отсюда началось ее дви­ жение-: вследствие разницы в удельном весе воды и нефти проис­ ходит их разделение и подъем последней вверх по восстанию. На своем пути поднимающаяся из геосинклиналей с места своей родины нефть встречала различного рода препятствия тектони­ ческого характера в виде литологических особенностей того или иного пласта, и в этих преградах происходило ее накопление и об­ разование нефтяных залежей *. Отрицая возможность накопле­ ния нефти в некоторых локальных структурных типах синклиналей, нельзя забывать огромного значения и роли геосинклиналей в об­ разовании и аккумуляции нефти.

Иногда нефть встречается в синклиналях в областях с резко выраженной складчатостью, например, в Калифорнийских нефтя­ ных месторождениях. На фиг. 66 показана сложная опрокинутая антиклинальная складка; свод этой антиклинали осложнен глу­ бокой, резко выраженной синклиналью. Наиболее сильно насы­ щенные нефтью пески залегают как раз на дне этой синклинали. Другим примером из того же района является синклинальная

*Важно подчеркнуть, что И. М. Губкин совершенно правильно и четко определил роль крупных впадин как основных источников нефти и газа и отделил их от мелких синклиналей.

272

площадь, известная под именем долины Мидвэй и расположенная между двумя антиклиналями (фиг. 108). Ось синклинали имеет направление с юго-востока на северо-запад. По направлению к северо-западу она поднимается, и по отношению к настоящей синклинали она характеризуется теми же чертами, как погружаю­ щая антиклиналь к настоящей антиклинали. Заштрихованная на фигуре площадь показывает, что нефть занимает сводовые части обеих антиклиналей и всю северо-западную восстающую часть синклинали; в этой синклинальной части антиклинальные залежи сливаются, образуя одну сплошную залежь, так что здесь нефтеносность не может быть приписана синклинальным усло­ виям; наоборот, можно сказать, что нефть здесь водворилась во­ преки этим условиям под влиянием соседних антиклиналей, в которых скопилось так много нефти, что ее хватило заполнить не только своды антиклиналей, но и наиболее приподнятую часть синклинали. В этом отношении их роль в распределении неф­ тяных залежей аналогична седловинам, расположенным между куполами, сидящими по осевой линии антиклинальной складки.

СТРУКТУРНЫЕ ФОРМЫ, СВЯЗАННЫЕ С МОНОКЛИНАЛЬНЫМ ЗАЛЕГАНИЕМ ПЛАСТОВ

В начале этой главы было указано, что крупные поднятия в виде горных хребтов называются геоантиклиналами, а большие пони­ жения между ними — геосинклиналами. Бока или крылья этих

крупных складок рассматриваются как отдельные структурные единицы и называются моноклинальными складками или моноклиналами *. На пересечении линии Майкоп — Туапсе Кавказ­ ский хребет представляет такую геоантиклинальную складку, центральная часть которой сложена мезозойскими породами, а крылья — породами третичного возраста и отчасти верхнего и нижнего мела. На северо-восточном крыле этой складки третичные породы имеют более или менее однообразное падение на северо-восток. Они имеют именно моноклинальное падение, или моноклинальное залегание. Юго-западное крыло этой геоантиклинали .находится по другую сторону Кавказского хребта в районе Туапсе — Сочи.

В Грозненском районе на северном склоне Кавказского хребта, известном там под именем Черных гор, третичные породы на зна­ чительных протяжениях имеют тоже моноклинальное залегание и входят в состав северного крыла больших антиклиналей этой части Кавказских гор. Моноклинальное залегание на северовосточном склоне Кавказских гор характеризуется более или менее вначительными углами падения, измеряющимися в пределах от 10 до 45° и выше.

Другой вид моноклинального залегания пластов мы встре­ чаем в Соединенных Штатах. Там, например, крылья аппалач­ ской геосинклинали имеют тоже моноклинальное залегание, но падение слагающих их пластов измеряется единицами или даже долями градуса (30—50' и реже 100' на 1,6 км). Приблизительно такую же величину падения имеют моноклинали Мид-Конти- нента. Здесь наблюдаемся моноклинальное падение пород палео­ зоя, во-первых, от поднятия Озарк к западу; во-вторых, от горной системы Арбокль к северу. Этому моноклинальному залеганию пластов подчинены нефтяные месторождения штатов Канзас и Оклахома. На других примерах моноклинального залегания пластов мы останавливаться не будем. Впервые этот термин был предложен одним из американских геологов еще в 1842 г. для «пластов, падающих в одном направлении». Другие этот термин потом применили и для обозначения «одностороннего изгиба пластов». Во избежание путаницы канадский геолог Дэли пред­ ложил термин «гомоклиналь» для всех пластов, падающих в одном направлении, а для односторонне изогнутых пластов сохра­ нить прежний термин «моноклиналь» х. Моноклинальное падение

* И. М. Губкин совершенно правильно рассматривает моноклинали как части более крупных положительных или отрицательных структур, хотя и вы­ деляет их в отдельные структурные единицы.

1 Р. Джонсон, профессор Питтсбургского университета в штате Пенсильва­ ния, признавая, что термином моноклиналь злоупотребляют и им вносится большая путаница, вместе с другими геологами (Андерсоном и Паком) предложил термин «моноклиналь» принять для «пластов, падающих в одном направлении», и термин «моноклинальная флексура» — для односторонне изогнутых пластов. Поскольку новый термин homocline был принят в 1915 г. Американским геологическим обществом и желая внести в терминологию единство, Р. Джонсон согласился с предложением Дэли и в свою очередь

274

распространяется на обширные площади и потому называется региональным, но оно редко является однообразным на значи­ тельном расстоянии: обыкновенно на сравнительно коротких рас­ стояниях оно меняется в своей величине. У нас на северном склоне Кавказа в области развития моноклинального залегания наблюдается, как правило, увеличение его по мере приближения к центральным частям хребта. Наблюдаются изменения и по про­ стиранию. В областях пологого моноклинального залегания пластов на фоне регионального падения развивается вторичная мелкая складчатость, представленная теми структурными фор­ мами, которые явились препятствиями, своего рода ловушками, вокруг которых возникли многочисленные нефтяные месторожде­ ния Аппалачской области и Мид-Континента в Соединенных Штатах.

Исходя из предыдущего, можно было бы всё моноклинальные структуры разделить на две большие группы: 1) моноклинали в тесном смысле слова, — то, что некоторые американские гео­ логи (Р. Джонсон и др.) предлагают называть плоскими гомоклиналями, и 2) пологие моноклинали, осложненные вторичной складчатостью.

Моноклинали типа плоских гомоклиналей

К этому типу относятся: 1) моноклинали с пологими углами па­ дения, 2) с более крутыми углами, 3) моноклинали, осложненные сбросами, и 4) несогласное перекрытие моноклинальных пластов.

Моноклинали с пологими углами падения. Среди них выде­ ляется группа структур, имеющих очень пологое падение в 5— 10 м на 1 км.

Встречаются эти формы почти исключительно в Соединенных Штатах, именно в Аппалачской области, Мид-Континенте и штате Калифорния *. Этот тип структуры в нефтеносном отношении имеет второстепенное значение, так как на плоских моноклиналах, как и в горизонтально залегающих пластах, трудно встретить месторождения большого промышленного значения, так как ни­

1.Ровная, или плоская, гомоклиналь представляет собой такую структуру, которая в общем всюду имеет один и тот же угол падения, т. е. струк­ туру без тектонических неровностей.

2.Антигомоклиналыо называется изогнутая часть гомоклинали, которая представляется выпуклой, если смотреть по направлению, перпендику­ лярному к простиранию пластов.

3.Сингомоклиналь является изогнутой частью гомоклинали, которая

представляется вогнутой, если смотреть по направлению, перпендику­ лярному к общему простиранию пластов.

* Хорошим примером этого вывода И. М. Губкина служит известное мес­ торождение битумов Атабаска.

18* 275

каких причин для скопления нефти в больших количествах как в том, так и в другом случае не существует, если не появятся дру­ гие, благоприятные для скопления нефти условия *.

С таким взглядом на роль плоских моноклиналей и на их зна­ чение в деле аккумуляции нефти не соглашается Р. Джонсон г. Он признает, что такие структуры очень трудно искать и разве­ дывать, так как они ничем себя не проявляют на дневной по­ верхности. Но это вовсе не означает, по его мнению, что таких залежей не существует. Если угол падения увеличится настолько, что явится возможность разделения воды и нефти вследствие раз­ ницы в их удельном весе и подъема последней к наиболее высоким пунктам пласта, могут возникнуть залежи на плоских монокли­ налях, или гомоклиналях. В этом случае они ни в какой мере не отличаются от залежей на крыльях больших широких антикли­ налей. Эти залежи по своим размерам слишком малы, чтобы до­ стичь осевой части антиклинали или спуститься и достичь ось соседней синклинали. А залежей такого рода в Западной Вирджи­ нии, по указанию Джонсона, около 75%. Их положение на крыле антиклинали ничем не отличается от положения залежи на пло­ ской моноклинали. Поэтому Джонсон считает не вполне пра­ вильным скептическое отношение геологов к плоской моноклинали как к структуре, неблагоприятной для скопления нефти. По на­ шему мнению, здесь забыта одна существенная черта плоской моноклинали: если ее падение становится таковым, что полу­ чается возможность миграции нефти, то нефть ничем не задержи­ вается (если только пласты вверх по восстанию не будут выкли­ ниваться и переходить в глинистые образования), будет подни­ маться к головным частям пласта и вытекать из пласта * * . При за­ крытой антиклинали, как бы широка она ни была, этого случиться не может.

В качестве примера гомоклинальных нефтено'сных структур можно привести месторождения Мак-Киттрик, Мидвэй-Сансэт, Соммерлэнд и другие в штате Калифорния.

Моноклинали с более крутыми углами падения. В пределах

СССР имеется несколько нефтяных месторождений, приуроченных к моноклинальному залеганию пластов, не осложненному вторич­ ной складчатостью и характеризующемуся сравнительно большими углами падения 2.

К таким месторождениям относится прежде всего в пределах Нефтяно-Ширванского месторождения Майкопского районд один

Эти паши структуры как раз подходят под первый тип гомоклиналей, именно плоских гомоклиналей, не осложненных тектоническими неровностями, поэтому мы и приводим их в качестве примеров, иллюстрирующих эту структуру.

276

из верхних горизонтов с тяжелой нефтью, именно горизонт Ширванских колодцев, связанный с моноклинально залегающей в ни­ зах майкопской свиты песчано-глинистой толщей. Некоторые скважины характеризовались фонтанными явлениями с перво­ начальным дебитом около 160—170 т в сутки, но таких скважин было немного, а в других добыча затруднялась сильными прито­ ками воды.

Другим районом, где добыча производится из моноклинально залегающих пластов, является район станицы Калужской, рас­ положенной в 30—35 км к югу от г. Краснодара. Там добыча ведется из брекчиевидных доломитов, залегающих в виде больших глыб-желваков среди глин чокракского яруса. Здесь начальная добыча тоже достигала 150—160 т в сутки, но спорадическое залегание нефти в брекчиевидных доломитах сильно затрудняет правильную разработку этого месторождения.

Третьим районом, где производилась добыча из моноклинально залегающих пластов, является Северский район (нос. Ильский) Краснодарского края.

В районе Черных гор и в Северном Дагестане имеется ряд мест, где есть выходы нефтяных песков и наблюдается высали­ вание нефти среди моноклинально залегающих свит.

Основными недостатками описанных структур типа плоских гомоклиналей является то обстоятельство, что головные части

и потере газа, если на их пути не возникнет подходящего препят­ ствия. Таким препятствием может быть или сброс (фиг. 109) или закупорка головных частей нефтяного пласта отложениями кира или асфальта.

Моноклинали, осложненные сбросами. Примеры моноклиналь­ ного залегания пластов, осложненного сбросовыми явлениями, часто встречаются в нефтяных месторождениях штата Калифор­ ния в районе г. Лос-Анжелес.

Моноклинали, закупоренные отложениями битумов, асфальта и пр. При движении к выходу на дневную поверхность нефть при­ ходит иногда в соприкосновение с циркулирующими в месторожде­ нии водами, часто содержащими много сульфатов и других солей. Если нефть имеет низкую вязкость и содержит в своем составе парафины, между нею и солями воды никаких реакций не проис­ ходит или же они происходят в весьма слабой степени, поэтому высачивание нефти через головные части пластов происходит бо­ лее или менее беспрепятственно. Там же, где нефть содержит высокий процент смолистых веществ и вообще ненасыщенных угле­ водородов *, между солями воды и названными веществами воз­

*Ненасыщенные углеводороды (олефины) в современном понимании явля­ ются такой редкостью, что не могут влиять на образование и выделение твердых составных частей нефти. Если же И. М. Губкин понимал под не­

277

никают реакции, в результате которых получаются асфальт и кир

вполутвердом, загустелом состоянии, закупоривающие движение нефти наружу, а потом совсем его прекращающие. На выходах пластов образуются большие кировые натеки, покрывающие часто весьма значительные площади. Подобные явления наблюдаются

вряде мест штата Калифорния в верхних горизонтах третичных

отложений, содержащих нефть асфальтового основания с высоким содержанием серы и высокого удельного веса. Особенно выдаю-

Фпг. 109. Влияпле сброса на сохранение нефти в пласте

а — продуктивная скважина; в — скважина встретила сухой нефтяной песок; с — непродуктивная скважина

щимся примером подобного рода является месторождение Сонсэт в штате Калифорния. Поперечный разрез его показан на фиг. 110, откуда видно, что на диатомовых слоях (на сланцах Maricopa) лежит моноклинально падающая к северо-востоку свита продуктивных пластов, пропитанная Кировыми отложениями на их головных частях. >,

Кировые натеки на выходах продуктивной толщи в Бинагадпнском месторождении Бакинского райойа тоже, вероятно, сы­ грали некоторую роль в закупорке пластов и в предохранении месторождения от истощения. По всей вероятности, и в других структурах наших советских нефтяных районов наблюдались явления подобного рода.

Несогласное перекрытие моноклинальных пластов. В некоторых случаях истечению нефти из моноклинально залегающих пластов может помешать несогласное перекрытие их свитами более мо­ лодого возраста.

Это происходит в тех случаях, когда нижняя и верхняя свиты отделены перерывом в отложениях, указывающих на горообразо­ вательные процессы, приведшие слои нижней свиты в наклонное

насыщенными углеводородами ароматические, то его заключение о их значении совершенно верное.

278