Геофлюидодинамика нефтегазоносности подвижных поясов

В.Ю. Керимов М.З. Рачинский 

ГЕОФЛЮИДОДИНАМИКА 
НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ 
ПОДВИЖНЫХ 
ПОЯСОВ 

V.Y. Kerimov M.Z. Rachinskyi 

GEO-FLUID DYNAMIC 
OF OIL AND GAS 
BEARINGNESS 
OF MOBILE BELTS 

МОСКВА 
НЕДРА 
2011 

УДК 531.4 
ББК 26.2 
К36 

Керимов В.Ю., Рачинский М.З. 
К36 
Геофлюидодинамика нефтегазоносности подвижных поясов. - 
М.: ООО 
«Издательский дом Недра», 2011. 
599 е.: ил. 
ISBN 978-5-8365-0369-7 

Впервые в геологической литературе приводится системное обобщение 
всех известных к настоящему времени данных по гидрогеохимическим, 
геофлюидодинамическим, геобарическим, геотемпературным полям альпийских геосинклинальных регионов. Выявлены и проанализированы особенности химического состава подземных вод, их вариаций и закономерностей 
распространения в природных резервуарах. Исследованы природа и пространственное распределение аномально высоких пластовых (АВПД) и 
поровых (АВПоД) давлений в недрах неравновесной складчатости подвижных поясов, их роль в формировании дизъюнктивов, структурных планов, 
региональных и локальных складчатых форм, миграции и аккумуляции 
УВ, консервации и диссипации их скоплений. Рассмотрены вопросы формирования геотемпературного режима и его связи с нефтегазоносностью. 
Определены роль, место и значение консолидации глинистых толщ в формировании геофлюидодинамического режима нижнего гидрогеологического 
этажа. Значительное место уделено гидрогеодинамическим факторам формирования, размещения и прогноза нефтегазоносности, роли зон и очагов 
разгрузки (дренажа) подземных вод в локализации залежей и месторождений. Разработана концепция облигатной функциональной связи крупномасштабного углеводородного насыщения ловушек с пространственно ограниченными переточно-инъекционными гидрогеологическими 
процессами 
вне рамок действия региональных элизионных и артезианских механизмов. 
Для всех изученных регионов впервые разработан и предложен комплекс 
качественных критериев и количественных показателей промышленной 
нефтегазоносности и соответствующие геолого-математические 
модели, 
позволяющие минимизировать геологические риски при производстве ГРР 
и осуществлять раздельный прогноз зон и участков преимущественного 
нефте- и газонакопления. 
Синтез всей полученной информации позволил разработать геофлюидодинамические модели всех бассейнов и предложить принципиально новую стратегию производства в них геологоразведочных работ с минимизированными рисками. 
Для ученых и производственников - геологов и гидрогеологов нефтегазового профиля, занимающихся как теоретическим обоснованием выбора 
направлений поисково-разведочных работ, так и их практической реализацией в регионах указанного геотипа. Будет полезна аспирантам и студентам старших курсов, углубленно изучающим нефтегазовую геологию и 
гидрогеологию. Огромный массив первичной информации, использованной 
в монографии, придает ей характер ценного справочного пособия. 

ISBN 978-5-8365-0369-7 
© Керимов В.Ю., Рачинский М.З., 2011 
© Оформление. 
ООО «Издательский дом Недра», 2011 

ВВЕДЕНИЕ 

Генерация углеводородов (УВ), их первичная и вторичная 
миграция, формирование и пространственное размещение залежей и месторождений, консервация и диссипация скоплений 
нефти и газа реализуются в рамках геологической системы «порода-природные флюиды» и по существу являются производными разномасштабных многовекторных региональных и локальных геофлюидодинамических процессов. Указанная парадигма 
предполагает вероятность облигатного объективного существования количественных взаимосоотношений между различными параметрами вмещающей УВ геологической среды (ловушки, коллекторы) и природных флюидов. Служащее предметом настоящего исследования это обстоятельство определяет возможность 
выявления и в этом случае допустимость использования количественных связей и зависимостей нефтегазоносности с параметристикой природных резервуаров и общего геофлюидодинамического поля регионов - гидрогеохимией, динамикой подземных 
вод, термобарическими условиями ловушек и другими - в качестве новых достаточно надежных поисковых качественных критериев и количественных показателей углеводородного насыщения, обеспечивающих повышение эффективности и минимизацию рисков геологоразведочных (ГРР) работ. 
Предлагаемая новая геофлюидодинамическая концепция дает 
возможность достаточно уверенно идентифицировать обстановки 
отсутствия или серьезного ограничения миграции, оптимальных 
условий формирования и сохранения фазоворазличных залежей 
и месторождений, разрушения УВ скоплений и позволяет уже 
на ранних стадиях ГРР вполне надежно дифференцировать 
весь выявленный фонд поднятий на продуктивные (нефте- или 
газонасыщенные) и «пустые» ловушки, и, соответственно, осуществлять высокоэффективные направленные поиски. В основу 
их методологии положен установленный для всех бассейнов подвижных поясов факт обязательной пространственной ассоциации зон нефтегазонакопления и отдельных продуктивных поднятий исключительно с ареалами и пунктами разгрузки (дренажа) 
субрегиональных 
гидро(флюидо)динамических 
систем, 

3 

сопряженными с крупными линеаментами первого и второго порядков. 
Выявление, оценка и практическое применение вышеназванных количественных взаимосвязей представляются особенно актуальными для неотектонически активных (динамически «возбужденных», «неравновесных») весьма сложнопостроенных бассейнов альпийских подвижных поясов, где реализация стандартных тактики и стратегии поискового процесса, основанных главным образом на почти полуторавековой эмпирике поисков и разведки в архитектонически относительно простых, тектонически 
«спокойных» платформенных регионах и доминантном при этом 
учете традиционной давно известной квадриады факторов 
«нефтегазогенерирующие породы - коллекторы-ловушки - экраны», часто оказывается высокозатратной и малоуспешной. Наиболее показательным примером подобного рода является ЮжноКаспийский бассейн (КЖб), где функционирующие на контрактной основе (PSA) крупнейшие западные транснациональные компании и их консорциумы за период с 1995 г. по настоящее время, пробурив 28 поисковых скважин с глубинами до 
7301 м на 21 полагавшихся высокоперспективными структурах, 
предварительно исследованных высокоразрешающей сейсмикой 
3D, не открыли ни одного коммерчески рентабельного месторождения, затратив на их поиски порядка $1 млрд [М.З. Рачинский, 
2008]. 
Композиционно сложные нефтегазоносные бассейны альпийских подвижных поясов, в большинстве случаев характеризующиеся: несовпадением тектонических планов разновозрастных 
структурно-формационных этажей; достаточно геологически часто сменяемыми по вектору и знаку региональными тектоническими движениями; мозаичным 
ступенчато-блоково-глыбовым 
строением; контактом по разобщающим изолированные тектоноступени и блоки протяженным высокоамплитудным региональным глубинным разломам и разрывам различных стратиграфических комплексов, интервалов и литофаций; наличием мощных 
перерывов в осадконакоплении различных стратоподразделений; 
резкой литофациальной и фильтрационно-емкостной неоднородностью разрезов, наращенных в отдельных (в основном кайнозойских) интервалах в обстановке неравновесной лавинной седиментации; ритмичностью разрезов, выражающейся в периодическом замещении в вертикальном направлении глинистых разностей песчаными; линзоформирущим в региональном плане последовательным выклиниванием отдельных интервалов разрезов 
как в направлении восстания, так и падения общей складчатости; 
активным проявлением стрессовых палео- и неотектонических 
4 

механизмов; мощной дизъюнктивной, диапировой, трещинной, 
покровно-шарьяжной тектоникой с распространением меланжеобразного «закрученного» напластования («перемятых») глин, 
изоклинальных и «опрокинутых» складчатых форм; инверсией в 
некоторых районах плотностной характеристики осадочных разрезов, сопровождающейся распространением в отдельных кайнозойских интервалах мощных серий неконсолидированных (недоуплотненных, нередко в консистенции квазиожижения) высокопористых влагонасыщенных пластичных (в основном монтмориллонитовых) глин с аномально высокими внутрипоровыми 
давлениями (иногда геостатического уровня); наличием на сейсмических профилях в отдельных районах зон инверсии скоростей сейсмических волн с хаотическим расположением в них отражающих площадок, сопровождающихся устойчивыми отрицательными гравитационными, электрическими и магнитными аномалиями; чрезвычайно широким развитием зон тектонической 
трещиноватости; интенсивным в отдельных регионах грязевым 
вулканизмом; высокими микро- и макросейсмичностью, частыми 
землетрясениями; специфическим (нередко «обращенным») гидрогеохимическим профилем; распространением аномально высоких пластовых давлений в коллекторах; крупномасштабным субвертикальным межформационным и межрезервуарным флюидомассопереносом, как это совершенно очевидно, требуют при планировании и производстве ГРР принципиально иных подходов, 
учитывающих все многообразие сложностей их строения и динамики природных жидкостей и газов. 
В связи с этим должно стать императивно важным понимание 
того момента, что в поисково-разведочном процессе главными 
критериями являются не общегеологические качественные показатели - нефтегазопроизводящие породы, коллекторы, ловушки, 
экраны, характеризующие 
лишь гипотетическую вероятность 
присутствия промышленных углеводородов, а строгие, индивидуальные для каждого региона (района, тектонической зоны) количественные взаимосоотношения тектоно-структурных, геотермобарических, литофациальных, фильтрационно-емкостных, гидродинамических и гидрогеохимических параметров природных резервуаров, определяющие реальную возможность их заполнения 
нефтью и/или газом. Региональное нефтегазонасыщение какихлибо свит и горизонтов, наличие вполне хороших и удовлетворительных коллекторов, контрастных структурных ловушек, мощных глинистых покрышек является сочетанием лишь необходимых, но отнюдь не достаточных факторов для формирования 
промышленной нефтегазоносности. 
Целью исследования является разработка геофлюидодинами
5 

ческих основ нефтегазонакопления, оптимальных стратегии и 
технологии прогнозирования, планирования поисков и разведки 
промышленной нефтегазоносности в бассейнах альпийских подвижных поясов. Вытекающие из нее задачи: анализ генезиса, 
структуры и параметров геофлюидодинамических полей (гидрогеохимического, гидрогеодинамического, геобарического, геотемпературного и др.); установление реальных соотношений инфильтрационной, элизионной и переточно-инъекционной компонент водообмена в глубоких горизонтах; выявление роли геофлюидодинамических факторов и механизмов в формировании 
пликативной и дизъюнктивной дислокаций, диапиризма, грязевого вулканизма, покровно-шарьяжной тектоники, тектонических 
планов и их соотношений в различных стратиграфических интервалах и структурно-формационных этажах; разработка теоретической модели нефтегазонакопления, объективно учитывающей 
доминирующую роль геофлюидодинамических факторов в формировании и размещении промышленной 
нефтегазоносности; 
разработка оптимизированных методики, приемов и способов 
раздельного прогноза и направленных поисков фазоворазличных 
месторождений, комплекса качественных критериев и количественных показателей промышленного нефтегазонасыщения природных резервуаров бассейнов альпийских подвижных поясов. 
Реализация цели и решение поставленных задач, требующие 
предварительного детального изучения и концептуальной интерпретации особенностей соответствующих геологических полей, 
осуществлялись на основе системного анализа выявленных геофлюидодинамических зависимостей, выполненного на базе комплексного количественного учета особенностей структурно-тектонического строения регионов и локальных поднятий, пространственного распределения в разрезах различных литофаций, размещения скоплений природных УВ и локализации их промышленных запасов. По результатам экспериментального и расчетного 
моделирования, обобщения и систематизации фактических данных с применением вероятностно-статистического аппарата выявлялись пространственные закономерности изменения 33 геофлюидодинамических и нефтегеологических параметров и показателей. Аппроксимацией парных и множественных корреляций 
тектоно-структурных, 
гидрогеохимических, 
гидрогеодинамических, барических, 
геотемпературных, 
литолого-коллекторских, 
фильтрационно-емкостных показателей с параметрами углеводородного насыщения локальных структур (плотностью запасов УВ 
категорий А+В+Сь млн т н.э./км ) геоматематически симулировались условия и обстановки различных стадий формирования 
промышленной нефтегазоносности и отсутствия (недоформиро6 

вания и разрушения) углеводородного насыщения, обеспечивающие надежность геологических интерполяций в изученных районах и экстраполяции в подлежащие опоискованию и начальным 
этапам разведки сопредельные территории. Синтез всей полученной информации позволил разработать геофлюидодинамические модели поименнованных ниже бассейнов подвижных поясов, определить «ограду» («геологическое окно») вероятности 
наличия промышленных нефте- и газоносности для отдельных 
регионов, районов и тектонических зон, обосновать степень перспективности каждых из них. С этих позиций появляется возможность картографической визуализации как наиболее перспективных для первоочередной постановки ГРР отдельных поднятий, так и малоперспективных районов (участков, контрактных 
блоков), находящихся за пределами экстраполяционно установленной линии нулевой продуктивности. 
В геологической литературе настоящая работа является первым опытом интерпретации с геофлюидодинамических позиций 
использования при принятии стратегических решений и практического поисково-разведочного применения количественных корреляций между фактическими параметрами природных резервуаров и мерой их насыщенности УВ. Информационная база исследования - материалы по 364 наиболее изученным месторождениям и площадям 10 бассейнов альпийских подвижных поясов: 
межгорных впадин - Южно-Каспийской (120), Паданской (18), 
Венской (30), Иравадийско-Андаманской (14), Лос-Анджелесской (28), Маракаибской (26); предгорных прогибов - Предкарпатского (28), Индоло-Кубанского (49), Терско-Каспийского (30), 
Предзагросского (21). Географически представительный набор 
бассейнов, количество охваченных изучением месторождений и 
площадей обеспечивают потребные объем и учет многообразия 
конкретных геологических обстановок, определяют необходимую 
репрезентативность информационного комплекса. 
В основу работы положены результаты обработки, обобщения 
и систематизации литературного, фондового, промыслового и 
авторского полевого геологического материала, свыше 70 тыс. 
химических анализов проб подземных вод, 10 тыс. замеров пластовых температур в скважинах с установившимся терморежимом, 3,5 тыс. замеров начальных пластовых давлений, интерпретаций большого массива данных полевой и промысловой геофизики. 
Представляется, что выполненное обобщение материалов по 
рассмотренным бассейнам и дайджест современных воззрений в 
рамках вышеназванной проблематики может оказаться весьма 
полезным при планировании, постановке и проведении поисково
7 

разведочных работ в других бассейнах подвижных поясов, аналогичных исследованным по тектонотипу, формационной композиции, истории геологического развития и пр. 
Монография ориентирована на ученых и производственников - геологов и гидрогеологов нефтегазового профиля, занимающихся как теоретическим обоснованием выбора направлений 
поисково-разведочных работ, так и их реализацией в регионах 
рассмотренного геотипа. Книга представляется полезной аспирантам и студентам магистратуры соответствующих учебных заведений, углубленно изучающим нефтегазовые геологию и гидрогеологию. Большой массив первичной геоинформации, использованный в монографии придает ей характер ценного справочного 
пособия. 
В главах и разделах, описывающих Южно-Каспийский бассейн, авторы сочли возможным в большинстве случаев сохранить 
наименования локальных структур и отдельных районов, существовавшие до 1991 г., так как основной объем накопленной за 
многие десятилетия геологической литературы базируется именно на этой топонимической основе. Последующее тотальное изменение названий площадей и территорий практически отсекает 
почти все материалы региональных геологических фондов, обесценивает их и лишает возможности полноценного использования 
молодым геологическим поколением. 
Авторы выражают признательность сотрудникам 
кафедры 
«Теоретические основы поисков и разведки нефти и газа» 
Российского государственного университета нефти и газа им. 
И.М. Губкина за участие в технической подготовке текста и иллюстраций монографии к печати. 

Глава 7 

\ 

ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ 
И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ БАССЕЙНОВ 
АЛЬПИЙСКИХ ПОДВИЖНЫХ ПОЯСОВ 

Вопросы геологического строения, истории развития, тектоники, литологии и нефтегазоносности альпийских подвижных 
поясов освещены в многочисленных трудах исследователей. По 
Южно-Каспийской впадине это: А.А. Али-заде, Э.Н. Алиханов, 
Ф.М. Багир-заде, JI.A. Буряковский, А.С. Гаджи-Касумов, А.А. Геодекян, Ю.П. Годин, В.А. Горин, Б.В. Григорьянц, И.М. Губкин, 
И.С. Гулиев, 
Ф.Г. Дадашев, 
В.В. Денисевич, В.Ю. Керимов, 
К.М. Керимов, Ш.Ф. Мехтиев, О.А. Одеков, М.З. Рачинский, 
С.Г. Салаев, В.В. Семенович, В.Е. Хаин, Э.Ш. Шихалибейли, 
А.А. Якубов и др.; по Паданской впадине - 
А.А. Бакиров, 
И.В. Высоцкий, М.К. Калинко, JI.A. Файнгерш, В.Е. Хаин, 
М. Гортани, Т. Рокко, Д. Джаболи и др.; по Венской впадине A.А. Бакиров, М.И. Варенцов, И.В. Высоцкий, Г.Н. Доленко, 
B.Е. Хаин, М. Длабач, М. Колесик и др.; по ИравадийскоАндаманской впадине - А.А. Бакиров, А.А. Геодекян, К.Н. Кравченко, А.В. Кучапин, Э.Л. Мовшович, В.Е. Хаин, Р. Бентхем, 
М. Кришнап, X. Тайнш и др.; по Лос-Анджелесской впадине A.А. Бакиров, Н.А. Кудрявцев, В.Б. Оленин, В. Барбот, М. Хилл, 
М. Майюг и др.; по Маракаибской впадине - А.А. Бакиров, 
И.В. Высоцкий, Г.С. Гуревич, Н.А. Кицис, Дж. Миллер, К. Эдварде, П. Уолкот, Г. Энисгард, Р. Мартин, Г. Эндеррег, А. Мартинес и др.; по Предкарпатскому прогибу - О.С. Вялов, И.В. Высоцкий, В.В. Глушко, Г.Н. Доленко, Н.Р. Ладыженский, В.Ф. Линецкий, М.В. Муратов, P.M. Новосилецкий, С.К. Субботин и др.; 
по Индоло-Кубанскому прогибу - М.С. Бурштар, А.И. Дьяконов, 
И.П. Жабрев, Е.Е. Милановский, В.Е. Хаин, А.Н. Шарданов, 
Г.Т. Юдин и др.; по Терско-Каспийскому прогибу - Г.П. Ажгирей, М.С. Бурштар, П.П. Забаринский, Н.А. Крылов, А.И. Летавин, Б.К. Лотиев, Е.Е. Милановский, В.А. Станулис, Ю.А. Стерленко, В.Е. Хаин, А.И. Цатуров, Г.Т. Юдин и др.; по Предзагросскому прогибу - М.М. Алиев, В.И. Высоцкий, А. Забанбарк, 
B.Б. Оленин, Г. Даннингтон, С. Халл, Г. Уорман, Н. Фэлкон и др. 
9 

1.1. МЕЖГОРНЫЕ ВПАДИНЫ 

1.1.1. ЮЖНО-КАСПИЙСКАЯ ВПАДИНА 

Южно-Каспийский бассейн (ЮКб) в современном тектоническом плане (по плиоцен-четвертичному структурно-фациальному 
этажу) территориально охватывает акваторию Южного Каспия 
и непосредственно прилегающие участки суши Восточного Азербайджана, Западного Туркменистана и Северного Ирана (рис. 1.1). 
Его границами являются: на севере - Дербент-Красноводский 
глубинный разлом, на западе - Талыш-Вандамский гравитационный максимум, на востоке - Аладаг-Мессерианская тектоническая ступень, на юге - горноскладчатое сооружение Эльбурса. 
Параметры бассейна: площадь - порядка 160 тыс. км2, объем 
осадочного выполнения -2,7-2,9 млн км3, толщина залегающей 
на доюрском субстрате мезокайнозойской толщи - от 7-8 до 
28-30 км, общее содержание глин в ее составе - до 85-90 %. 
Толщина отдельных крупных стратиграфических подразделений 
составляет: юра -4-7, мел -6-8, палеоген-миоцен -3-5,5, плиоцен-четвертичные - 3-8 км. Мезозойская терригенная часть разреза 
имеет 
в 
основном 
флишоидный 
характер, 
палеогенмиоценовая - представлена в глинистой фации типичного геосинклинального шлира, плиоцен-четвертичная - выполнена молассовой композицией пород. 
В геоструктурном отношении бассейн представляет собой 
сложную систему тектонических ступеней и отдельных макро- и 
микроблоков по взаимопересекающимся разнопорядковым региональным глубинным разломам различной ориентации, последовательно погружающихся от зон внешних бортовых обрамлений в депрессионную внутреннюю область котловины Южного 
Каспия (см. рис. 1.1): субмеридиональной (с запада на восток) Западно-Каспийский 
(VIII—VIII), 
Восточно-Азербайджанский 
(Яшминский) (IX-IX), Шахово-Азизбековский (Х-Х), Сефидруд-Карабогазский (XI-XI), Центрально-Каспийский (XII-XII), 
Огурчино-Чикишлярский 
(XIII-XIII), 
Западно-Туркменский 
(XIV-XIV), Аладаг-Мессерианский (XV-XV); субширотной (с 
севера 
на 
юг) 
- 
Дербент-Красноводский 
(I-I), 
СевероАпшеронский (II-II), Апшероно-Прибалханский (Ill-Ill), Сангачал-Огурчинский 
(IV-IV), 
Мильско-Чикишлярский 
(V-V), 
Предмалокавказский (VI-VI), Предэльбурсский (VII-VII); диагональной - Аджикабул-Мардакянский (XVI-XVI), разрывная 
дислокация вала Абиха (XVII-XVII). 
В архитектуре ЮКб указанными линеаментами в качестве 
крупных тектоноэлементов выделяются следующие: на западном 
10