Уникальное Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение (ОНГКМ) в карбонатных отложениях каменноугольно-нижнепермского возраста открыто еще в 60-х гг. прошлого столетия. В тектоническом отношении оно контролируется Оренбургским валом субширотного простирания, приуроченным к северной части Соль-Илецкого свода. По кровле артинских карбонатов вал имеет амплитуду 520 м, длину – 104 км, ширину – 20,4км.
С запада он ограничен Бузулукской впадиной, с востока – Предуральским краевым прогибом (ПКП), с севера – глубинным Оренбургским разломом.
Традиционно считается, что по подсолевым отложениям месторождение имеет трехкупольное строение с наиболее высоким положением центрального купола. Наличие разрывных нарушений в строении месторождения, а значит и путей для восполнения залежей месторождения, долгое время исключалось. В 2017 г. здесь были выполнены сейсморазведочные работы МОГТ-3D, по данным которых территория ОНГКМ характеризуется широким развитием нарушений субширотного и субмеридионального простирания. А также проведен подсчет запасов, подтверждающий, что Восточная часть залежи отделяется от остального месторождения тектоническим нарушением, изолирующим залежи с различными уровнями межфлюидных контактов [1].
Месторождение находится в стадии падающей добычи. Некоторые современные исследователи [2] приводят данные о быстром восполнении запасов углеводородов (УВ) на активно разрабатываемых месторождениях и говорят о связи данного явления с фундаментом, геодинамической активностью и флюидодинамическим режимом осадочных бассейнов. Академик Р.Х. Муслимов (2018) отмечает, что назрела необходимость развития альтернативных теорий происхождения и миграции нефти, что подпитка залежей является точечной и что эти точки надо искать для создания инновационных технологий максимальной выработки запасов УВ.
На сегодняшний день месторождение уже достаточно изучено. Геологическое строение и геодинамика формирования ОНГКМ проанализированы в работах многих авторов ( Данилова Е.А., Денцкевич И.А., Иванова Н.А., Политыкина М.А., Соколова А.Г., Тюрина А.М. и др.). Но часть вопросов, касающихся блокового строения месторождения, очагов генерации УВ, возможности восполнения залежей по тектоническим нарушениям, в том числе малоамплитудным, остается спорной.
По «органической» версии ООО «ВолгоУралНИПИгаз» [3, 4], «приготовление» нефти ОНГКМ происходило южнее, в Прикаспийской впадине. В результате миграции по тектоническим нарушениям она заполнила пласты-коллекторы в карбонатах Оренбургского вала. Позднее, когда нефтематеринские породы впадины вступили в главную фазу газообразования, газ тем же способом поступил в продуктивные пласты месторождения и вытеснил нефть. Но некоторое количество нефти все же осталось в поровом пространстве вмещающих пород. Она превратилась в «остаточную», после того как улетучились легкие фракции. Данная углеводородная субстанция, в состав которой входят смолы, асфальтены, маслянистые и осмоленные компоненты, обозначена специальным термином – «высокомолекулярное сырье» (ВМС) [5].
ВМС ОНГКМ имеет важное значение для ООО «Газпром добыча Оренбург» как объект добычи нетрадиционного углеводородного сырья, запасы которого составляют 2680,92 млн т (М.А. Политыкина, 2003). На месторождении закончено строительство скважины 1-ВМС, большой объем керна из которой исследован по комплексной программе. Проведен промышленный эксперимент по добыче ВМС с применением растворителей, выполнен технико-экономический анализ и составлены проектные документы по отработке технологии добычи ВМС. Однако обоснованных представлений о генезисе, генерации ВМС и тем более его восполнении до сих пор нет. Возможно, эти вопросы, как и ряд других, поможет решить гипотеза перманентного формирования и подпитки залежей Оренбургского НГКМ, основанная на концепции геодинамически активных очагов генерации углеводородов УВ А.А. Драгунова [6].
В 2020 г. специалистами ООО «ТНГ-Казаньгеофизика» проведено районирование ОНГКМ по горно-геологическим условиям строительства скважин, в рамках которого была предпринята попытка выявить геодинамически активные очаги генерации углеводородов, являющихся возможными источниками восполнения залежей.
Концепция развития геодинамически активных очагов генерации УВ основана на предположении, что УВ поступают в залежи по субвертикальным нарушениям из геодинамически активных разрывных нарушений фундамента. Здесь, в очагах термобарической нестабильности, контролируемых Лунно-Солнечными твердыми приливами, из пластовых вод выделяется метан (в виде мельчайших пузырьков газа) с последующим образованием водонефтяной эмульсии. По убеждению ДрагуноваА.А., для существования подобных очагов генерации УВ необходим постоянный привнос водорастворенного метана. В состав пластовых вод отдельные молекулы метана поступают повсеместно из нефтематеринских пород и с восходящими потоками флюидов. Наибольшую проницаемость способны обеспечить взаимосвязанные геодинамически активные системы разломов фундамента. Именно такого рода каналы могут подводить к геодинамически активным очагам генерации УВ потоки пластовых вод. Процесс синтеза углеводородов нефти зарождается в субгоризонтальных геодинамически активных расслоениях фундамента, активизируемых твердыми приливами, высота которых может достигать до 40 см (В.Ф. Лопатин, 1979).
В результате планетарных напряжений, вызываемых изменением скорости вращения Земли, перемещением полюсов и твердыми приливами, в земной коре формируется система диагональнонаправленных геодинамически активных зон нарушений (ГАЗН). На поверхности Земли ГАЗН контролируют реки, в значительном числе случаев вытянутые вдоль краевых частей зон нарушений. В местах пересечения с ГАЗН реки образуют «П»-образные петли, которые фиксируют ширину зон. По мнению А.А. Драгунова, в ГАЗН никакого особого вида трещин не образуется, в подвижном состоянии находятся уже имеющиеся трещины. Внутри ГАЗН и за их пределами ФЕС коллекторов существенным образом отличаются [7].
В результате выполненных ООО «ТНГ-Казань-геофизика» информационно-аналитических работ на ОНГКМ было сделано системно-геодинамическое моделирование территории месторождения с выделением ГАЗН 1–4 рангов (рис. 1), картирование которых осуществлялось по космоснимкам на основе системы ландшафтных индикаторов [6, 8].
Движение пластовых вод на востоке Русской платформы осуществляется в основном с севера на юг (В.А. Кротова, В.Г. Герасимова и др.), поэтому широтное развитие Оренбургского глубинного разлома и одноименного вала служит благоприятной предпосылкой для развития здесь геодинамически активных очагов генерации УВ. Пластовые воды, по мнению А.А. Драгунова, способны поступать по системам геодинамически активных трещин, связанным с западным бортом Предуральского краевого прогиба, а также по ГАЗН 1 ранга (имеющей ширину до 80 км), к Оренбургскому разлому у восточной части Оренбургского НГКМ. К крайней западной части месторождения пластовые воды могут поступать по системам геодинамически активных трещин, связанным с восточным бортом Бузулукской впадины и по ГАЗН 3 ранга (имеющей ширину до 7 км) (рис. 1). Так, в районе Оренбургского НГКМ имеются достаточные условия для формирования Восточно-Оренбургского (более крупного) и Западно-Оренбургского (менее крупного) геодинамически активных очагов генерации УВ.
Исходя из версии А.А. Драгунова, в геодинамически активном очаге генерации УВ происходит следующее. На 1-м этапе прохождения Лунно-Солнечного твердого прилива в местах сочленения субвертикальных тектонических нарушений и ГАЗН крупных рангов обогащенные водорастворенным метаном пластовые воды (рис.2, обозначение1) затягиваются в раскрывающиеся субгоризонтальные расслоения фундамента (рис. 2, обозначение2). При этом пластовое давление падает. Как следствие, из пластовых вод в виде мельчайших пузырьков выделяется метан. На 2-м этапе твердого прилива, при оседании массивов горных пород, температура флюида в субгоризонтальных расслоениях резко возрастает. При повышении температуры (не более чем до 200°С) отдельные молекулы метана способны соединяться с образованием капельножидкой нефтяной эмульсии (рис. 2, обозначение3). Далее эта эмульсия выталкивается с пластовыми водами в субвертикальные зоны нарушений и идет по моноклиналям и по тектоническим разломам (рис. 2, обозначение4) к ловушкам УВ (рис. 2, обозначение5). Возле геодинамически активных очагов генерации УВ формируется зона нефтегазонакопления площадью до 3–3,5 тыс. км2. Каждый очаг генерации УВ по мере прохождения твердых приливов, выполняет по два цикла генерации УВ в день.
По мнению А.А. Драгунова, на развитие геодинамически активных очагов генерации УВ может влиять движение литосферных плит и смещение оси вращения Земли. Залечивание одних зон нарушений и активизация других должны привести к затуханию одних очагов генерации и возникновению других и, соответственно, к изменению зон нефтегазонакопления. Отсутствие зон нефтегазонакопления в центральных частях Русской платформы может быть объяснено на данных территориях весьма замедленным движением пластовых вод и не поступлением к очагам генерации УВ потоков пластовых вод, обогащенных водоростворенным метаном. В районах Татарстана, Башкортостана и Удмуртии фундамент располагается на небольших глубинах – от 1,6 до 2 км, геодинамически активные очаги генерации УВ имеют невысокие температуры (ниже 200 °С). В связи с этим на данной территории открыты лишь нефтяные месторождения. Как известно, в районе Прикаспийской впадины и в Западной Сибири фундамент располагается значительно глубже. Процесс генерации УВ здесь происходит при температурах выше 200 °С, поэтому доминируют газовые месторождения.
ОНГКМ и ряд малых залежей Соль-Илецкого свода и зоны его сочленения с ПКП, расположенных к югу и к юго-востоку, получают подпитку от Западно-Оренбургского и Восточно-Оренбургского очагов генерации УВ (рис. 1). От последнего, а также от других очагов, связанных с западным бортом прогиба, УВ могут поступать в газоносную толщу флишоидов нижнепермского возраста, заполняющих ПКП в восточном борту.
Нефть имеет меньшую миграционную способность, и поэтому на ОНГКМ концентрируется в основном в западной и в восточной частях (в непосредственной близости от очагов генерации УВ). А газ, обладающий большей проницающей способностью, заполняет центральную часть месторождения.
Значительную роль при распределении УВ, скорее всего, играет глубинный Оренбургский разлом, миграцию также обеспечивает широкое развитие на территории ОНГКМ субширотных и субмеридиональных разломов, в том числе малоамплитудных и связанных с ними зон трещиноватости. По версии А.А. Драгунова, Оренбургский разлом и ГАЗН сформированы разными источниками напряжений. Образование глубинного разлома связано с глобальной тектоникой плит. А ГАЗН – это зоны активных трещин, постоянно возбуждаемых ротационным полем напряжений Земли, связанных с его силовыми линиями.
Возможно, Оренбургский разлом способен выполнять роль спускового клапана залежей газа, периодически разрывающего соляную покрышку в моменты сейсмических событий. Постоянный приток из Восточно-Оренбургского и Западно-Оренбургского геодинамически активных очагов генерации УВ в залежи нефтяной эмульсии и газа и периодический уход газа по Оренбургскому разлому через соляную покрышку способны обеспечить внутреннюю динамику газа и нефти в ОНГКМ.
Если принять во внимание концепцию А.А. Драгунова о геодинамически активных очагах генерации, можно предположить, что УВ сырье ОНГКМ является вполне восполнимым природным ресурсом. Однако, количественно оценить параметры этого процесса по имеющимся данным не представляется возможным. Необходимо выполнить анализ и обобщение гидрогеологических данных по Оренбургскому валу и сопредельным площадям. Следует разработать динамическую модель формирования месторождения, учитывающую субвертикальные экраны, ступенчатый характер залежей, их блоковое строение, зоны трещиноватости и, соответственно, возможные пути миграции УВ.