Шельф, его изучение и значение для поисков и разведки скоплений нефти и газа

И. С. ДЖАФАРОВ 
В. Ю. КЕРИМОВ 
Г. Я. ШИЛОВ 

ЕГО ИЗУЧЕНИЕ И ЗНАЧЕНИЕ 

ДЛЯ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ 

СКОПЛЕНИЙ НЕФТИ И ГАЗА 

Санкт-Петербург • НЕДРА • 2005 

УДК 553.98 
ББК 26.34 
Д 4 0 

Джафаров И. С. и др. 

Д40 
Шельф, его изучение и значение для поисков и разведки 

скоплений нефти и газа / И. С. Джафаров, В. Ю. Керимов, 
Г, Я. Шилов,— СПб: Недра, 2005,— 384 с. 
ISBN 5-94089-038-5 

Повышенный интерес к шельфу сохраняется у нефтяников 
несколько последних десятилетий, что связано с поиском углеводородных ресурсов. Шельфы, обладая рядом уникальных свойств, являются территориями, где уже открыты десятки гигантских месторождений нефти и газа. 

В настоящей работе на основании изученных структурно-геологических особенностей шельфов, их фациального состава, свойств 
коллекторов и нефтегазоносных комплексов, а также характеристик 
нефтегазоносных бассейнов шельфовых областей рассмотрены вопросы 
прогнозирования скоплений углеводородов на акваториях, организации 
оптимального процесса поисково-разведочных работ и освоения месторождений углеводородов на шельфе. 

Приведены результаты изучения шельфов Российской Федерации 
и ряда зарубежных стран. 

Для специалистов в области разработки нефтегазовых месторождений. 

Heightened interest to shelf was preserved with the oil-industry workers 
some last tenth anniversaries, that was connected with prospecting 
hydrocarbon resources. Shelf, having a number unique properties, 
are the territories, where was discovered by now tenth huge oil and gas deposits. 
In this work on the base structure — geological peculiarities of shelf, theirs 
facial composition, reservoirs properties and oilgasbearing complex and also 
characteristics oilgasbearing basins of shelf areas are considered questions 
of prognosis for the hydrocarbon accumulations on the aquatoriums 
and organization of optimal process for prospecting and exploration works 
and putting into production of hydrocarbon deposits on shelf. 

In the book are produced results of study for shelf of Russian Federation 
and some foreign countries. 

УДК 553.98 
ББК 26.34 

ISBN 5-94089-038-5 
© И. С. Джафаров, В. Ю. Керимов, Г. Я. Шилов, 2005. 

ОГЛАВЛЕНИЕ 

Введение 
8 

Diaea 1. Понятие о шельфе. Континентальные и островные 
шельфы, их геодинамические и структурно-геологические особенности 
9 

1.1. Шельфы пассивных континентальных окраин 
13 

1.2. Шельфы активных континентальных окраин и островных дуг 
16 

Глава 2. Шельфовые фации. Авандельты и клиноформы 
18 

2.1. Фации прибрежной части шельфа (литоральной и внутренней зоны) 
20 

2.2. Фации мелководной центральной (средней) неритовой 
части шельфа 
24 

2.3. Фации умеренно глубоководных (внешних) неритовых 
частей шельфа 
28 

2.4. Дельты. Авандельты 
30 

2.5. Клиноформы 
35 

ШаваЗ. Выделение и изучение нефтегазоносных комплексов шельфовых областей 
39 

3.1. Терригенные нефтегазоносные комплексы 
4 5 

3.2. Карбонатные нефтегазоносные комплексы 
50 

Глава 4. Литол ого-фациальные и фильтрационно-емкостные критерии нефтегазоносности шельфовых отложений 
53 

4.1. Алеврито-песчаные коллекторы 
55 

4.2. Карбонатные коллекторы 
57 

Глава 5. Нефтегазоносные бассейны шельфовых областей 
6 3 

5.1. Понятие об осадочных бассейнах и вопросы их классификации 
63 

5.2. Формационные, фациальные, литологические и циклические особенности осадочных бассейнов различных 
типов 
92 

5.3. Особенности образования углеводородов в осадочных 
бассейнах и системах бассейнов подвижных поясов. 
Катагенез пород осадочных бассейнов 
100 

Оглавление 

Шава 6. Прогнозирование скоплений углеводородов на шельфе 
109 

6.1. Изучение геологического разреза на шельфе при прогнозировании месторождений углеводородов 
110 

6.2. Общие вопросы применения данных ГИС при изучении 
шельфовых отложений 
138 

Шава 7. Особенности разведочных работ и опытно-промышленной эксплуатации месторождений нефти и газа 
на шельфе 
149 

7.1. Стадийность геолого-разведочных работ на шельфе 
150 

7.2. Особенности поисково-разведочных работ и освоения 
месторождений нефти и газа на шельфе 
156 

Шава 8. Некоторые результаты изучения шельфов 
166 

8.1. Перспективы добычи нефти и газа в западной части 
Арктического шельфа Российской Федерации 
166 

8.1.1. Геолого-геофизическая характеристика осадочных отложений на западно-арктическом шельфе . 169 

8.1.2. Тектоника западно-арктического шельфа 
173 

8.1.3. Геологические особенности месторождений и перспективных структур западно-арктических акваторий 
184 

8.1.4. Технология разведки и освоение месторождений 
нефти и газа на Арктическом шельфе 
199 

8.1.5. Выводы по западно-арктическому шельфу 
212 

8.2. Перспективы 
добычи 
углеводородов 
на 
шельфе 
Сахалина 
214 

8.2.1. Геолого-геофизическая характеристика осадочного чехла на шельфе Сахалина 
217 

8.2.2. Тектоника шельфовых областей Сахалина 
225 

8.2.3. Геологические особенности месторождений и перспективных структур на шельфе Сахалина 
231 

8.2.4. Технология разведки и освоения месторождений 
нефти и газа на шельфе Сахалина 
247 

8.2.5. Выводы по шельфу Сахалина 
253 

8.3. Разработка 
нефтегазового 
месторождения 
Тролл 

на шельфе Северного моря 
255 

8.4. Разработка месторождений на шельфе 
северного 
склона Аляски (море Бофорта) 
259 

8.5. Перспективы добычи нефти и газа на северном шельфе 

Каспийского моря 
266 

8.5.1. Геолого-геофизическая характеристика и тектоника осадочного чехла на шельфе Северного 
Каспия 
271 

Оглавление 

8.5.2. Геологические 
особенности 
месторождений 
и перспективных структур на шельфе Северного 
Каспия 
291 

8.5.3. Технология разведки и освоения месторождений 
нефти и газа на шельфе северной части Каспийского моря 
328 

8.5.4. Выводы по шельфу Северного Каспия 
333 

8.6. Перспективы добычи нефти и газа на шельфе Южного 

Каспия 
335 

8.6.1. ГЬологические особенности и история освоения 
некоторых месторождений на шельфе Южного 
Каспия 
338 

8.6.2. Выводы по шельфу Южного Каспия 
376 

Заключение 
377 

Литература 
378 

ВВЕДЕНИЕ 

Освоение ресурсов нефти и газа в пределах континентальных шельфов морей и океанов является актуальной проблемой, от решения которой во многом зависит прирост 
запасов и рост добычи углеводородов во многих странах мира, 
в том числе и в России. 

В настоящее время в пределах акваториальных зон континентальных шельфов выявлено уже бодее 1000 месторождений нефти, газа и газоконденсата. Здесь сосредоточено около 
35 % мировых запасов нефти и почти 29 % запасов газа [1], 
оцениваемых примерно в 800 млрд т. Доля морских месторождений нефти в ее общей добыче составляет около 30 % 
и увеличивается с каждым годом. На территории континентальных шельфов открыто 95 гигантских месторождений 
нефти и 35 гигантских месторождений газа. 

Огромное количество месторождений углеводородов связано также с шельфами палеоморей [2]. 

Для определения перспективных направлений поисковоразведочных работ на нефть и газ на шельфе необходимо 
проведение экспертных обобщающих оценок, что позволит 
выявить закономерности распределения и размещения углеводородов, а также определить способы повышения эффективности поисков здесь новых залежей нефти и газа. 

В связи с этим в настоящей работе приведены сведения 
об основных чертах и особенностях геологического строения 
некоторых месторождений углеводородов на шельфе. 

Г Л А В А 
1 

ПОНЯТИЕ О ШЕЛЬФЕ. 

КОНТИНЕНТАЛЬНЫЕ И ОСТРОВНЫЕ ШЕЛЬФЫ, 

ИХ ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ 

И СТРУКТУРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ 

В "обычном" понимании шельфами 
принято называть 
относительно мелководные участки дна океанов, окраинных 
и внутренних морей Земли, окаймляющие континенты 
и острова [3]. 

По данным сейсмологии (рис. 1.1), земной шар разделен 
на следующие геосферы: центральное субъядро (до 6370 км), 
внешнее пластичное ядро (до 5120 км), мантию (до 2900 км) 
и тонкую земную кору (средняя глубина до 33 км), которая 
отделена от мантии поверхностью Мохоровича. 

Геофизические исследова
Рис. 1.1. Строение Земли 

Земная кора 

ния показали, что земная кора 
имеет неодинаковое строение на 
материках и под океанами. 
Материки отличаются большой мощностью земной коры, 
в среднем 25-30 км, которая делится на три слоя: осадочный, 
гранитный 
и 
базальтовый. 
На материковой отмели (континентальный шельф) мощность 
коры и гранитного слоя уменьшается по сравнению с континентом, на материковом склоне 
она еще меньше, а на границе 

Гл. 1. Понятие о шельфе. Континентальные 
и островные 
шельфы 

с ложем океана гранитный слой выклинивается. Мощность 
осадочного слоя может быть до 15-20 км. В осадочном слое 
отложения морей и океанов пользуются наиболее широким 
распространением. Отличительными особенностями морских 
отложений являются относительное постоянство их состава 
на обширных территориях, обилие органических остатков 
животного происхождения, широкое распространение в разрезах хемогенных пород. 

Соотношение площадей основных геоморфологических областей суши и моря (для 
современной 
эпохи) 
приведено на рис. 1.2. 
Несмотря на то что территория шельфов составляет всего 5 % 
от 
общей 
площади 
суши и моря, тем не менее при поисках месторождений углеводородов (УВ) им придают 
огромное 
значение. 
В качестве последних 
п р и м е р о в 
м о ж н о 
привести 
открытие 
месторождений газа 
нашельфе Обско-Тазовской губы Карского моря. Вкондеиюля 
2000 г. ОАО "'Газпром" пробурил здесь первую скважину 
на Северокаменномыском участке, а через месяц приступил 
к бурению второй — Каменномысской. Полученные результаты свидетельствуют, что суммарные запасы газа шельфа 
Обско-Тазовской губы составляют не менее 3-4 трлн м 3. Разработка этих месторождений позволит скомпенсировать снижение добычи газа в России и удерживать ежегодную добычу 
"Тазпрома" на уровне не менее 530 млрд м3
Площадь шельфа в Мировом океане составляет 31,1 млн км2, 
а ширина колеблется от 1-3 до 1500 км, он располагается 
на глубинах от 20-40 м (о. Куба) до 400-500 м (п-ов Лабрадор) 

Суша, 28 % 

область 57 % 

Рис. 1.2. Соотношение площадей основных геоморфологических областей земного шара 

Гл. 1. Понятие 
о шельфе. Континентальные 
и островные 
шельфы 

и более. Бровка многих шельфов располагается на глубине 
около 130 м (до 200 м), поэтому их многие условно принимают за 
батиметрическую границу шельфа. 

Шельфы, располагаясь полностью или частично в пределах земной коры континентального, океанического и переходного типов, могут характеризоваться соответствующими 
геолого-структурными признаками, на что указывают взаимосвязи в геологическом строении структур континента, шельфа 
и континентального склона. 

Фундамент шельфа, как правило, деформирован разрывными нарушениями, разбит на блоки и осложнен интрузиями. 
На поверхности в центральной и внешней частях шельфа 
наблюдаются вогнутости, образование которых зачастую 
связано не только с тектоникой, но и с ростом рифогенных построек и различных седиментационных образований. 

Таким образом, шельф 
представляет 
собой 
гетерогенную 
разновозрастную 
часть рельефа 
дна 
океанов 
и морей, где на фоне гляциоэзостатических 
колебаний 
уровня 
Мирового 
океана 
специфически 
проявляются 
преимущественно 
экзогенные 
процессы 
(релъефообразующие, 
седиментационные 
и др.). 

В настоящее время существует несколько классификаций шельфов. Например, в одной из 
геоморфологических 
классификаций (О. К. Леонтьев, Д. Е. Гершанович, 1975 [4]) 
шельфы подразделяют на три группы: 

1) трансгрессивные 
— затопленные, денудационные или 
денудационно-аккумулятивные субаэральные равнины краевых зон материковых платформ; 

2) абразионные—окраины 
молодых горных сооружений, 
островных дут и океанических островов; 

3) 
аккумулятивно-делътовые. 

В этой классификации не хватает понятия рифогенных 
шельфов. 

Согласно геологической классификации (Г. С. Ганешин, 
В. В. Соловьев, Ю. Ф. Чемеков, 1975 [5]) выделяют: 

а) ортошелъфы — развиваются в пределах платформенных 
областей и срединных массивов на коре континентального типа; 

б) парашелъфы 
— развиваются в пределах складчатых 
сооружений с континентальной корой; 

Гл. 1. Понятие о шельфе. Континентальные 
и островные 
шельфы 

в) гемошелъфы 
— развиваются в пределах геосинклиналей и около океанических островов на коре как континентального, так и океанического типа. 

Кроме того, по положению внешней границы выделяются 
три типа шельфов: стабильный, мобильный и смешанный. 

Особый интерес представляет мобильный 
тип 
шельфа, который можно разделить на два подтипа: 
трансгрессивный и 
регрессивный. 

Следует отметить, что процесс формирования 
рельефа 
и осадков — морфолитогенез 
— на шельфе резко отличается от такового на сухие, так как именно здесь, на рубеже 
суши и моря, наиболее интенсивно взаимодействуют основные оболочки Земли: литосфера, гидросфера и атмосфера. 
Подготовленный экзогенными и эндогенными процессами 
обломочный материал сносится под действием флювиальных, абразивных, гравитационных, эоловых и других процессов с континентов и островов на шельф, где в береговой 
зоне (верхняя часть шельфа) он дифференцируется и распределяется энергетически мощными волновыми процессами, подводными течениями в соответствии с гидравлической крупностью. Все это отражается как в 
морфологических изменениях, 
т. е. в движении береговой линии, так 
и в лито логических 
преобразованиях, 
т. е. в формировании 
тех или иных осадков. 

Морфолитогенез в шельфовых зонах существенно отличается от такового и в более глубоких частях морей и океанов 
из-за большой интенсивности экзогенных процессов 
на шельфе [3]. 

Кроме того, на шельфовые осадки оказывали влияние 
неоднократные колебания уровня Мирового 
океана 
в плиоцен-плейстоцене, приведшие к их цикличности, что 
не наблюдается на океаническом дне, где экзогенные факторы действуют более продолжительное время и в одном 
направлении. 

Многими исследователями (например, Е. Н. Невесский, 1982 
г. [6]) была установлена зависимость морфолитогенеза и, следовательно, геологического строения шельфов от тектонического развития континентальных окраин. 

В соответствии с концепцией новой глобальной текто