книги из ГПНТБ / Антропов П.Я. Топливно-энергетический потенциал Земли

Рис. 42. Структурная карта свиты Тамабра, месторож­ дение Поса-Рика (по А. И. Леворсену, 1958):

1 — г а з о в а я ш а п к а ; 2 — н е ф т ь ; 3 — г р а н и	ц	а	р а с п р о с т р а н е н и я	п о ­
р и с т ы х и п р о н и ц а е м ы х и з в е с т н я к о	в		ф а ц и и Т а м а б р а

74 кг/см2. Очевидно, это месторождение в течение еще мно­ гих десятилетий будет представлять основной интерес для нефтяной промышленности Венесуэлы.

Из краткого и схематичного геолого-экономического ана­ лиза Карибской нефтегазоносной зоны можно с уверен­ ностью сделать вывод о значительных возможностях откры­ тия здесь новых крупных нефтегазоносных месторождений. Ее геологические позиции столь многообразны и, безусловно, столь же многообещающи: громадные и разновозрастные свиты осадочного чехла, благоприятная тектоническая об­ становка благоприятствовали образованию здесь многопла­ стовых месторождений нефти и газа. Многократность транс­ грессий и регрессий (перемещение водных масс морских бас-

Рис. 43. Поперечный разрез месторождения Боливар-Костл (по Е. Менчеру, 1963):

1 — залежи нефти

109

сеймов) не однажды захороняла пышный растительный и бо­ гатый животный мир, являющийся той субстанцией, из ко­ торой затем формировались нефтяные и газовые месторож­ дения самых различных промышленных масштабов. Плано­ мерные геологические исследования этих районов, бесспор­ но, могут привести к открытию здесь новых нефтяных и га­ зовых месторождений.

Аляска

Полуостров Аляска, в пределах которого находится одна из богатейших нефтеносных провинций Северной Америки, продан царской Россией Соединенным Штатам Америки в 1867 г. за 7,2 млн. долларов, а только в течение 1967 г. в нед­ рах Аляски было добыто нефти на сумму 87 млн. долларов и газа на 15 млн. долларов (Landes, 1970).

Геологопоисковые работы на нефть и газ в Северной Аляске, где еще в 1850 г. были открыты естественные нефтегазопроявления, начались в 1901 г. Однако проводились они в небольшом объеме и закончились безрезультатно. На­ чиная с 1944 г. под руководством Военно-Морского ведом­ ства США стала осуществляться более обширная програм­ ма поисковых работ. В период с 1944 по 1955 г. пробурено 37 глубоких поисковых скважин и открыто 3 нефтяных и 2 газовых месторождения непромышленного значения (запасы данных месторождений порядка 10 млн. т). После открытия в 1958 г. на Южной Аляске (в заливе Кука) месторождения Суонсон поисковые работы в Северной Аляске были вновь возобновлены. Нефтяные компании пробурили еще 13 поиско­ вых скважин, однако промышленных скоплений нефти или газа обнаружено не было. Лишь в последней скважине, про­ буренной в 300 км к юго-востоку от мыса Барроу в пределах структурного носа Прадхо-Бей, был получен промышленный приток нефти. Дальнейшие исследования показали, что откры­ тое месторождение является одним из крупнейших в мире (Успенская, 1972), это стимулировало дальнейшие разведоч­ ные работы. Только в 1969 г. было пробурено около 37 глу­ боких скважин, из них 3 — в акватории моря Бофорта. По мнению американских геологов, Северная Аляска (Аркти­ ческая провинция, по Н. Успенской) является крупнейшей в США нефтяной провинцией.

Геотектоническое положение Арктической провинции, не­ смотря на большой объем проведенных работ, остается до сих пор неясным. Большинство американских и ряд советских исследователей (Успенская, 1972) считают, что она приуро­ чена к Колвилсскому передовому прогибу, обрамляющему с севера складчатое сооружение хребта Брукса.

по

Складчатый	фундамент	залегает на глубинах до Б000 м
и представлен	интенсивно	дислоцированными		сланцами	и
кварцевыми граувакками доверхнедевонского возраста.
На породах фундамента с резким несогласием залегает
толща карбонатно-доломитовых			отложений	каменноуголь­
ного возраста	(мощность около		550 м), с которых начина­
ется разрез осадочного чехла. Выше лежат				песчано-глини­
стые отложения пермо-триаса			(от 200 до 1500 м), юрские

темноцветные аргиллиты (300—400 м) и песчано-глинистые отложения мела, завершающие разрез нижнего комплекса платформенного чехла. На породах нижнего мела с размы­ вом залегают породы верхнего платформенного комплекса, сложенного песчано-глинистыми отложениями нижнемелово­ го — третичного возраста общей мощностью до 2000 м.

Большинство открытых в данном районе месторождений связано с небольшими поднятиями, осложненными разры­ вами, залежи в них сводовые тектонически экранированные. Часть месторождений контролируется выступами поверх­ ности фундамента, слабо выраженными в осадочном чехле. В месторождениях данного типа наблюдаются в основном залежи литологического и стратиграфического типов.

Основные продуктивные горизонты Арктической провин­ ции связаны с трещиноватыми тонкозернистыми песчаника­ ми пермо-триаса мощностью до 170 м. Вторым по значению нефтегазоносным комплексом являются оолитовые извест­ няки каменноугольного возраста. Небольшие притоки нефти и газа получены из песчаников нижнего мела.

Крупнейшим в данной провинции является месторожде­

ние Прадхо-Бей (рис.	44), приуроченное		к структурам на
	^C ^ O	H	(Pffi+N)
Купарук
рабер(Сц)
Группа.
П руда'-бёй(Т)
Группа
Р исВерн	Фундамент (до Д 3)
( С )
	С З г		з
Рис. 44. Продольный геологический профиль через
месторождение	Прадхо-Бей (по Г.	Е.	Рябухину
	с соавт., 1969):

I — н е ф т ь ; 2 — г а з ; 3 — в о д а

111

платформенном крыле передового прогиба Колвилл. Раз­ меры месторождения 73X29 км (площадь более 2000 км). Часто месторождения находятся в пределах акватории, глу­

бина моря порядка	10—20 м. Все три залежи, залегающие
в интервале глубин	2000—3200 м, являются структурно­

стратиграфическими, возникшими в результате срезания и перекрытия отложениями верхнего осадочного комплекса меловых, триасовых и каменноугольных отложений. Самая верхняя залежь месторождения Прадхо-Бей приурочена к песчаникам Купарук-Ривер (нижний мел). Пористость песча­ ников 23%, проницаемость 193 мдарси. Начальное пласто­ вое давление 239 атм. Извлекаемые запасы данной залежи 333 млн. т. Крупнейшая залежь открыта в пермо-триасовых

песчаниках. Пористость		25%, проницаемость	175 мдарси.
Залежь	имеет газовую	шапку. Площадь	нефтеносности
1480 км2	(данные о запасах не опубликованы).		Нижняя неф­

тяная залежь с газовой шапкой связана с карбонатными от­ ложениями группы Лисберн (карбон). Границы залежи точ­ но не определены, ее площадь примерно равна 73 тыс. га. Проницаемость известняков 8 мдарси.

Меловая нефть недонасыщена газом, ее плотность при­ мерно 0,84—0,85 г/см3. Нефть пермо-триасового нефтегазо­ носного комплекса малосернистая (0,9—0,95%), очень высо­ кого качества. Плотность 0,87—0,89. Точка замерзания до­ вольно низкая, что позволяет транспортировать ее в неподогреваемых трубопроводах. Растворенный и свободный газ пермо-триасовых отложений характеризуется содержанием большого количества углекислого газа и отсутствием серово­ дорода. Азот присутствует в небольших объемах.

По извлекаемым запасам (2,7 млрд, т) месторождение Прадхо-Бей является крупнейшим в Северной Америке. Его открытие указывает на огромные богатства недр и дает перс­ пективу для роста добычи в данном регионе. Так, предпола­

гается, что в скором времени из		месторождения	Прадхо-
Бей будет добываться порядка 120		млн. т нефти	(т. е. при­
мерно 20% всей добычи США).		американских	специали­
По	предварительным оценкам
стов,	потенциальные запасы в Арктическом районе могут

достигать 20—30 млрд, т нефти и 15—20 триллионов м3 газа

(Halbouty, 1970).

Канада

По энерговооруженности Канада занимает одно из пер­ вых мест в мире, по выработке электроэнергии она занима­ ет второе место среди капиталистических стран. Нефть и природный газ лишь в последние годы стали играть суще-

112

ственную роль в энергетическом балансе страны. В 1972 г. добыча нефти в Канаде достигла 87,5 млн. т, в 1960 г. она составляла 25,7 млн. т. Для газа эти цифры соответственно­ равны 84,6 млрд, м3 в 1971 г. и 14,8 млрд, м3 в 1960 г.

Довольно быстрому росту добычи нефти и газа способ­ ствовало открытие в Канаде ряда крупных месторождений. В настоящее время объем добычи нефти превышает собст­ венные потребности страны, значительная часть добываемой нефти продается в США. В 1972 г. из 87,5 млн. т добытой нефти 42,8 млн. т было экспортировано в США.

Основная нефтегазоносная провинция — Западно-Канад­ ская, второй, второстепенной по своему значению, является

провинция залива Святого Лаврентия	(Успенская,	1972).
В геологическом отношении Западно-Канадская провин­
ция представляет собой крупную впадину на		западном
склоне Канадского щита, выполненную	мощной	толщей

палеозойских и мезозойских пород. На западе прогиб гра­ ничит орогенической областью гор Мккензи и Скалистых гор. Ширина впадины 500 км и более, протягивается она с северо-запада на юго-восток более чем на 2500 км.

Платформенный чехол, общая мощность которого дости­ гает 3—4 км (Уиллистоунская впадина), в пределах впа­ дины залегает на породах докембрийского кристаллического фундамента. Палеозойские отложения представлены карбо­ натно-глинистыми толщами морокого происхождения с эвларитами в низах среднего девона. Залегающие выше мезо­ зойские породы имеют преимущественно песчано-глинистый состав, в основном морского происхождения (триас и мел являются частично континентальными).

Залежи нефти и газа в пределах рассматриваемой про­ винции обнаружены в отложениях ордовика, девона, карбо­ на, перми, триаса, юры и мела. В ордовикских отложениях (500 м), представленных в основном карбонатными порода­ ми, обнаружены крупные залежи в Уиллистоунской впадине. К отложениям среднего и верхнего девона (800 и 1200 м) приурочены основные продуктивные горизонты данного ре­ гиона. Залежи нефти и газа связаны с типичными рифогенными образованиями, обычно перекрытыми толщей глин и глинистых сланцев.

Миссисипские известняки и доломиты (600—700 м) про­ дуктивны только в западной части Альберты, где они сох­ ранились от древнего размыва. Продуктивны они на раз­ личных стратиграфических уровнях под несогласно перекры­

вающими их отложениями мела и юры.	Триасовые отложе­
ния (200—1300 м) сложены пестроцветными		породами	с
прослоями ангидритов. Наиболее полно	они	представлены
в Британской Колумбии, где они являются		основным	неф­

8 — 4541

113

тегазоносным комплексом. Юрские отложения (200—2300 м) нефтеносны в основном в Уиллистоунской синеклизе. В ме­ ловых отложениях обнаружен целый ряд песчаных горизон­ тов, в которых сосредоточены скопления нефти и газа.

В геотектоническом отношении Западно-Канадская про­ винция не однородна. В ее пределах выделяют Западно-Ка­ надский перикратонный прогиб и Уиллистоунскую сине­ клизу. Прогиб в структурном отношении представляет собой волнистую гомоклипаль, наиболее погруженная часть кото­ рой называется гомоклиналью Альберта.

Системой крупных поперечных разломов фундамент про­ гиба разбит на три блока, ступенчато опущенные с севера на юг. Вдоль этих разломов в фундаменте образовались крупные поперечные выступы, отраженные в осадочном чех­ ле в виде сводовых поднятий. С северной частью Скалистых гор Западно-Канадский прогиб сочленяется через узкий пояс предгорий. Уиллистоунская впадина отделяется от впадины Альберта погребенным сводом Суитграсс. Гомоклиналь Аль­

берта	и Уиллистоунская синеклиза	объединяются в	одну
провинцию исходя из общности разрезов и сходства			мощ­
ностей	выполняющих их осадков.	В региональном	плане

Уиллистоунская впадина, как и гомоклиналь Альберта, рас­ положена на северо-западном склоне Трансконтиненталь­ ного палеозойского свода Северной Америки. Этот свод в палеозое резко отделял данную впадину от расположенных восточнее провинций Мидконтинент и Восточной Внутрен­ ней.

В настоящее время в Западно-Канадской провинции открыто более 500 месторождений нефти и газа, из которых около 100 находятся в Уиллистоунской синеклизе. Особен­ ностью субпровинции гомоклинали Альберта является то, что основные запасы нефти сосредоточены главным образом в ловушках атектонического (седиментационного) или ком­ бинированного происхождения. Так, девонские рифовые месторождения дают более половины добычи Канады и со­ держат 50% всех извлекаемых запасов. Значительные по запасам залежи приурочены к песчано-алевролитовым телам и погребенным выступам древнего рельефа.

Рифовые месторождения группируются в три основные зоны, приуроченные к зонам сочленения указанных выше блоков фундамента. Возраст рифов омолаживается при этом с севера на юг. Многие связанные с рифами месторож­ дения высокодебитные с запасами, достигающими 100 млн. т и более (Редуотер, Рейнбоу, Суон-Хилз). Глубина залега­ ния рифов от 1500 до 3500 м, высота их 300—400 м. Форма платообразная (верхнедевонские) или конусовидная (сред­ недевонские). Этаж нефтегазоносности до 200 м. Типичным

114

примером месторождений данного типа является одно из крупнейших месторождений данной провинции Ледюк-Вуд-

бенд. Располагается	оно к югу от города Эдмонтон			и при­
урочено к одному из рифовых		массивов	верхнего	девона.
Тело рифа образует	локальное	поднятие,	которое	отража­

ется в вышележащих меловых отложениях. Основные про­ дуктивные горизонты сложены карбонатными породами с прослоями глинистых сланцев и залегают на глубине 1500— 1650 м. Начальные извлекаемые запасы месторождения Ле- дюк-Вудбенд оцениваются в 60—70 млн. т нефти.

В южной части гомоклинали параллельно предгорьям протягивается зона, характеризующаяся нефтегазоносностью сильно эродированных массивных известняков, перекрытых юрскими и меловыми отложениями. Глубина залегания ос­ новных продуктивных горизонтов 2600—3000 м.

На юго-востоке и в центральной части впадины Альберта широко распространены месторождения, связанные с зона­ ми выклинивания песчаных коллекторов вверх по восстанию гомоклинали. Коллекторами служат в основном песчаники мелового возраста. Крупнейшим в данной области и вообще

вКанаде является месторождение Пембина, расположенное

в90 км к юго-западу от города Эдмонтон. Размеры место­ рождения 85X25 км, извлекаемые запасы 250 млн. т. Ос­ новные продуктивные горизонты месторождения приурочены

к песчаной толще Кардиум (верхний мел), залегающей на глубине 1500—1600 м. Кроме того, открыты залежи нефти в песчаных коллекторах верхнего и нижнего мела, юры и кар­ бонатных отложениях нижнего карбона. Основная залежь в нижнемеловых отложениях приурочена к зоне выклинива­ ния коллекторов вверх по региональному восстанию пла­ стов.

Уникален по запасам углеводородов район Атабаска — Ллойдминстер. Месторождения тяжелых нефтей и битумов протягиваются в виде огромной дуги на расстояние более 1000 км от палеосвода Пис-Ривер в северо-западной Аль­ берте через район Атабаска в серево-восточной Альберте и район Колд-Лейк до группы месторождений с тяжелой нефтью в районе Ллойдминстер на границе с Саскачеваном. Залежи тяжелой нефти и битумов в данном регионе связаны с выклиниванием меловых песчаников. Вследствие залегания на небольшой глубине (до 700 м) нефти подверглись значи­ тельному окислению. Общие геологические запасы нефтяных

углеводородов	данного пояса	оцениваются	в	120 млрд, т
(разведанные	мировые запасы	обычной нефти		составляют
70 млрд. т).			месторождение
Крупнейшим в данной группе является

Атабаска с запасами 100 млрд. т. Битуминозные песчаники

8*

115

свиты Макмарей (нижний мел) залегают с резким угловым несогласием на размытой поверхности девонских карбонат­ ных отложений. Покрышкой являются глины нижнемеловой свиты Клиаруотер. Мощность битумонасыщенных песчани­ ков изменяется от долей метра до 120 м (среднее 18 м). В 1967 г. на месторождении была начата карьерная разра­ ботка битуминозных песчаников. В 1976 г. планируется вве­ дение в строй еще одного завода по переработке битуми­ нозных песчаников.

Открытие на северном склоне Аляски месторождения Прадхо-Бей несколько затормозило освоение месторождения Атабаска. Однако Атабаска, по-видимому, в недалеком бу­ дущем станет одним из основных источников сырья для нефтехимии Канады.

В Уиллистоунской впадине продуктивны отложения ордо­ вика, силура, миссисипия, Пенсильвания, юры и мела. В за­ падной прибортовой части впадины на склоне свода Суитграсс месторождения нефти приурочены к зонам региональ­ ного срезания юрских пород.

На северо-восточном склоне Уиллистоунской синеклизы, где находятся крупнейшие месторождения, нефтегазоносны­ ми являются миссисипские отложения. Залежи в основном структурно-стратиграфические и останцово-стратиграфи- ческие (Успенская, 1972), связаны с зонами регионального срезания миссисипских отложений. Покрышкой служат по­ роды юрского возраста.

В центральной части впадины продуктивны ордовикские и силурийские отложения, в меньшей мере — породы пен­ сильванского, девонского и юрского возраста. Месторожде­ ния приурочены к крупным валообразным поднятиям. Зале­ жи обычно контролируются структурными и литологически­ ми условиями.

Добыча нефти в Западной Канаде была начала в 1914— 1920 гг. Только в послевоенные годы (1947 г.) после откры­ тия залежей, связанных с девонскими рифами, она в этом файоне стала расти и в настоящее время практически вся добыча нефти приходится на Западно-Канадскую провин­ цию. Перспективы для дальнейшего увеличения добычи неф­

ти и газа в этом районе весьма значительны.	из
Обеспеченность разведанными запасами здесь одна
самых высоких в западном полушарии (разведанные	за­
пасы на 1 января 1972 г. оценивались в 1125,1 млн. т).	Ог­

ромный интерес представляют северные районы данной про­ винции, освоение которых началось только лишь недавно.

В последние годы увеличился интерес к поискам нефти в восточных районах Канады. Здесь в первую очередь пред­ ставляет интерес провинция залива Святого Лаврентия

116

(Успенская, 1972). Она приурочена к внутренней впадине каледонид Северных Аппалачей, являющихся продолжением системы одноименных складчатых сооружений на террито­ рии США. Впадина выполнена отложениями миссисипия, Пенсильвания, перми и триаса, залегающими на складчатом фундаменте. Возраст фундамента — докембрий— девон. Нефтеносными являются отложения карбона, признаки неф­

ти отмечаются		в отложениях		девона,		силура,		ордовика.
Единственное	промышленное			месторождение — Стони-Крик,
приуроченное	к	пологой моноклинали на				северном крыле
впадины. Продуктивными			являются		песчаники		нижнего мис­
сисипия, залегающие в интервале от 300 до 1150 м.
	ШЕЛЬФЫ И МОРСКИЕ БАССЕЙНЫ
Одной из	характерных		особенностей эволюции					геологи­
ческой науки	и	изучения	ресурсов		полезных		ископаемых,

таящихся в недрах нашей планеты, является бурное разви­ тие в последние годы исследований огромных пространств, покрытых водами Мирового океана, занимающего 70,8% всей поверхности Земли.

Интерес к геологическому строению дна морей и океанов проявлялся учеными на самых ранних этапах зарождения геологической науки. Однако подлинное познание основных черт геологии акваторий, базирующееся не на умозритель­ ных представлениях, а на фактических данных, полученных

самыми различными методами, стало возможным		лишь в
наши дни. Научно-технический прогресс во всех		областях
знаний, развитие геофизических и	геохимических	методов
исследований, совершенствование	навигационной	техники,

картирование глубинного строения территории и акваторий Земли с помощью космических аппаратов и, наконец, буре­ ние морских скважин позволили составить первые достовер­ ные представления об особенностях строения недр в преде­ лах акваторий и об огромных запасах хранящегося в них минерального сырья. Наиболее крупные успехи в деле до­ бычи полезных ископаемых из-под дна морей и океанов приходятся на долю нефтяной и газовой промышленности

(Калинко, 1969).

К 1970 г. добыча нефти на промыслах, расположенных в водных бассейнах, составила около 20% всей мировой добы­ чи. По оценкам специалистов, к 1980 г. удельный вес «мор­ ской» добычи нефти составит 35—40% от мировой.

В настоящее время уже 24 страны ведут добычу	нефти
и газа в акваториях, 31 страна осуществляет бурение глу­
боких поисковых скважин на морских площадях, 82	страны

проводят геолого-геофизическое изучение морского дна с

117

целью выявления благоприятных структур для организации поискового бурения на нефть и газ.

Относительная дешевизна сейсмических работ на море, по сравнению со стоимостью их на суше (что обусловлено высокой производительностью морской сейсморазведки), вы­

сокая производительность бурения	скважин	с	плавучих
установок и морских оснований и	отсутствие		затрат на

возмещение земельной ренты делают добычу, поиски и раз­ ведку нефти и газа на море во многих случаях достаточно экономически выгодными и вызывают приток капитала ряда фирм в морскую нефтедобычу. По имеющимся данным в США ежегодно на поиски нефти и газа в акваториях затра­

чивается 2,5 млрд, долларов.	раз­
Основные объемы наиболее дорогостоящего вида
ведки — буровых работ на море — концентрируются	глав­

ным образом в прибрежной мелководной части акваторий с глубинами воды до 100 м. Мелководную часть моря, обрам­ ляющую береговую линию, принято называть «шельфом». При этом под шельфом понимают обычно полосу, в которой глубина воды составляет до 200 м (по некоторым источни­ кам до 500 м), поверхность дна имеет небольшой наклон (до 5°), а породы, слагающие осадочный чехол, по страти­ графическому объему и по мощности аналогичны осадочно­

му чехлу прилегающего материка.

Следующей после полосы шельфа по направлению к центру океанической впадины выделяется полоса матери­ кового склона, имеющая крутой наклон дна, резкий перепад глубин воды от первых сотен метров до единиц и десятков километров и осадочный чехол, постепенно утоняющийся от внутренних границ полосы шельфа к центру океанической впадины. Океанический склон переходит в абиссальную рав­ нину, имеющую пологий плоский рельеф и почти полностью

лишенную осадочного чехла.

Естественно, что геологов-нефтяников в первую очередь интересует полоса шельфа, в осадочном чехле которого можно рассчитывать на наличие благоприятных структур, сложенных чередованием пород-коллекторов и пород-покры­ шек и содержащих скопления нефти и газа. Действительно, все подводные скопления нефти и газа выявлены пока в пределах полосы шельфовой зоны. Изучение бурением мате­ рикового склона, также представляющего большой поиско­ вый интерес, связано с техническими трудностями. Массо­ вое бурение скважин на акваториях, где глубины моря сос­ тавляют более 200—300 м, пока неосуществимо. Однако можно с полной уверенностью утверждать, что эти техни­

ческие трудности	в ближайшее время будут преодолены.
В 1968—1969 гг.	США пробурили 61 скважину в Атланти­

118