Геология местарождения

Серпуховский ярус (С1 s)

Сложен он карбонатными породами мелководного, рифового и относительно глубоководного типов разреза. Мелководный тип осадков представлен известняками биоморфно-детритовыми, перекристаллизованными, ангидритизированными. Толщина отложений серпуховского яруса мелководного типа составляет 400-700 м. Рифовый тип разреза обособляется в краевых частях структуры и представлен известняками светлыми, мшанково-водорослевыми, строматолитовыми, доломитизированными. Толщина отложений рифового типа колеблется от 244 (скважина 44) до 872 м (скважина 804). Относительно глубоководный тип разреза представлен темноокрашенными разностями плитчатых и микрослоистых известняков и доломитов. Толщина отложений этого типа изменяется от 15 (скважина 47) до 63 м (скважина 48).

Средний отдел (С2)

Башкирский ярус (С2 b)

Отложения среднего отдела представлены только башкирским ярусом. Бурением установлено развитие этих отложений только в краевых частях структуры, в сводовой части они размыты. В составе пород башкирского возраста преобладают осадки мелководно-морского типа разреза, представленные биоморфно-детритовыми, органогенно-обломочными, а также водорослевыми известняками с прослоями доломитов. Толщина их меняется от 4 м (скважина 28) до 55 м (скважина 17). В восточной части структуры скважиной 21 вскрыты депрессионные осадки – глубоководные темноцветные известняки и доломиты слоистой текстуры с включениями глинистого материала. Толщина этих отложений достигает 38 м.   

Пермская система (Р)

Отложения пермского возраста выделяются в разрезах практически всех пробуренных на месторождении скважин и характеризуются наибольшим разнообразием литолого-формационного состава. Пермская система представлена обоими отделами.

Нижний отдел (Р1)

В составе нижнего отдела пермской системы выделяются ассельский, сакмарский, артинский и кунгурский ярусы. Карбонатные породы первых трех ярусов образуют три типа разрезов – биогермный, склоновый и относительно глубоководный.

Ассельский ярус (Р1 a)

Биогермные известняки, реже – доломиты и их биоморфно-детритовые разности  ассельского возраста встречаются в основном в центральной купольной части мощного рифогенного массива. Максимальная толщина отложений этого типа достигает 728 м (скважина 180). Отложения рифового склона характеризуются преимущественным развитием доломитизированных биоморфно-детритовых, реже биогермных и биоморфных разностей с прослоями биохемогенных и обломочных пород. Толщина отложений склонового типа изменяется от 42 до 216 м. Относительно глубоководные ассельские отложения представлены темноцветными, почти черными тонко- и микрослоистыми битуминозными карбонатными породами с примесью глинистого и кремнистого материала.

Сакмарский ярус (Р1 s)

В рифовой фации представлен светлыми разновидностями водорослевых, мшанковых, тубифитовых и криноидно-водорослевых известняков. Толщина отложений этого типа изменяется от 23 (скважина 10) до 90 м (скважина 6). Склоновый тип разреза сложен органогенно-детритовыми, брекчиевидными, тонкокристаллическими и пелитоморфными известняками, толщина которых изменяется от 15 до 56 метров.

Артинский ярус (Р1 ar)

В рифовом типе разреза представлен биоморфно-детритовыми известняками, реже вторичными биогермными, водорослевыми доломитами. Толщина артинских отложений этого типа достигает 90 м (скважина 2). Склоновый тип разреза представлен, в основном, вторичными доломитами, реже известняками биоморфно-детритовыми, органогенно-обломочными. Толщина яруса в разрезах склонового типа резко сокращается и изменяется от первых единиц (скважины 1, 27) до 217 м (скважина 7).

Кунгурский ярус (Р1 k)

В пределах месторождения развит повсеместно. По палеонтологическим и палинологическим данным в нем выделяются филипповский и иреньский горизонты.

Филипповский горизонт (Р1 kf)

Отложения филипповского горизонта вскрыты всеми пробуренными на месторождении скважинами. В наиболее полных разрезах они состоят из двух литологических толщ – карбонатной и карбонатно-сульфатной. Карбонатная толща сложена преимущественно перекристаллизованными, ангидритизированными доломитами. Карбонатно-сульфатная толща филипповского горизонта представлена в основном ангидритами серой, светло-серой и голубоватой окраски с прослоями доломитов. Толщина филипповского горизонта меняется от нескольких метров в наиболее погруженных частях рифогенной структуры до 150-300 м в центральной части палеорифа.

Иреньский горизонт (Р1 kir)

Представлен соленосными отложениями с терригенными прослоями. Толщина горизонта колеблется в широком диапазоне. В центральной части мульды толщина горизонта составляет, как правило, от нескольких единиц до 250 м, а в скважинах 18, 102, 111, 215 и 913 отложения иреньского возраста отсуствуют, что связанно с оттоком пластичных соляных масс в развития соляных куполов. В зоне развития соляных куполов толщина горизонта максимальная  составляет более 5000 м.

Верхний отдел (Р2)

Отложения верхнего отдела пермской системы выделяются в объеме уфимского, казанского и татарского яруса.

Уфимский ярус (Р2 u)

Вскрывается скважинами в пределах межкупольной мульды и в литологическом отношении представлен чередованием аргиллитом, глин, алевролитов, солей и ангидритов. Толщина яруса меняется от 48 (скважина 433) до 1284 м (скважина 24), в отдельных случаях до 1630 м (скважина 8), увеличиваясь в направлении зоны контакта северного крыла мульды с Карачаганакским куполом.

Казанский ярус (Р2 kz)

Повсеместно распространен в пределах развития межкупольной мульды. По литологии казанский ярус подразделяется на калиновскую и нерасчлененные отложения гидрохимической и сосновской свит. Отложения калиновской свиты представлены глинами красно-коричневыми, коричневато-серыми, уплотненными, алевритистыми, с мелкими гнездами ангидритов и каменной соли, с прослоями глинистых известняков и доломитов. Толщина свиты изменяется от 25 м (скважина 1000) до 300 м (скважина 913). К нерасчлененной гидрохимической и сосновской свитам относится толща кирпично-красных, сильно уплотненных глин с прослоями каменной соли и ангидритов, реже алевролитов, известняков и доломитов. Толщина этих отложений  колеблется от 152 до 742 м.

Татарский ярус (Р2 t)

Представлен глинами коричневыми с голубоватыми пятнами, плотными, аргиллитоподобными, известковистыми, песчанистыми с прослоями косослоистых полимиктовых песчаников, алевролитов и слабосцементированных песков, реже известняков. Толщина яруса меняется от 148 м (скважина 163) до 1925 м (скважина 31).

Мезозойская группа (Мz)

Триасовая система (Т)

Отложения триасовой системы в пределах месторождения развиты повсеместно. В литологическом отношении породы триасового возраста представлены неравномерным переслаиванием глин, песчаников, песков, алевролитов и аргиллитов. На большей части территории толщина триасовых отложений составляет от 1068 до 2040 м, увеличиваясь на западной части территории до 2183 м (скважина 45). Сокращенные толщины триасовых пород приурочены к соляным куполам, здесь составляют от 63 м (скважина 13) до 600 м (скважина 31).

Юрская система (J)

Отложения юрской системы в пределах Карачаганакского месторождения представлены средним и верхним отделами и развиты в межкупольной зоне. В сводах соляных куполов отложения юрского возраста отсутствуют.

Средний отдел (J2)

Терригенная толща среднеюрских отложений в нижней части представлена переслаиванием песчаников мелкозернистых, песков глинистых и глин, условно сопоставляемых с байосским ярусом. Верхняя часть сложена глинами неизвестковистыми, крупнослоистыми, предположительно батского возраста.

Верхний отдел (J3)

Верхнеюрские отложения представлены породами келловей-оксфорд-кембриджского возраста в виде фосфоритовой плиты и глинисто-мергелистой толщей волжского яруса.

Общая толща отложений юрской системы колеблется от 22 (скважина 126) до 560м (скважина 37). На границе с Кончебайским куполом толщина пород сокращается от 495 м (скважина 447) до 148 м (скважина 213).

Меловая система (К)

Отложения меловой системы выделены в объеме нижнего отдела, который условно разделяется на нерасчлененные валанжин-готеривские образования, барремский и аптский ярусы. Развиты меловые породы только в центральной и южной частях межкупольной мульды.

Валанжин-готеривские отложения представлены пачкой глин с редкими прослоями мергелей. В основании пачки залегают мелкие фосфоритовые желваки.

Барремский ярус представлен глинами черными, плотными, грубослойчатыми, с редкими, тонкими прослоями мергеля и конкреций сидерита. Распространен преимущественно в юго-западной части месторождения.

Аптский ярус сложен глинами черными, неизвестковистыми, уплотненными, в основании которых залегает пласт мелкозернистого песчаника с фосфоритами.

Общая толщина отложений меловой системы изменяется от 12 м (скважины 12, 28) до 319 м (скважина 45).

Неогеновая система (N)

Отложения неогена залегают на разновозрастных породах нижнего мела, юры и триаса и представлены двумя ярусами – акчагыльским и апшеронским. Ввиду отсутствия кернового материала и недостаточного комплекса промыслово-геофизических исследований неогеновые отложения выделены нерасчлененной толщей, представленной в основном глинами серыми и зеленовато-серыми с прослоями разнозернистых песчаников и алевролитов. Толщина плиоценовых отложений колеблется от 20 м (скважина 8) до 115 м (скважина 32).

Четвертичная система (Q)

Породы антропогеновой системы представлены аллювиальными и делювиальными образованиями, состоящими из суглинков, супесей, песков с линзами галечников и прослоями глин, толщина которых меняется от 8 до 20 м.

1.4 Тектоника 

Карачаганакское  месторождение  расположено  во  внутренней  части  северной  бортовой  зоны Прикаспийской  впадины, характеризующийся  большой  толщиной  осадочного  чехла  и  проявлениям  солевой  тектоники.  Месторождение  пространственно  сопряжено  с  поднятием  фундамента, амплитудой  около  400м, ограниченного  с  севера  дугообразным  прогибом. С  юга  поднятие  окаймляется двумя  ветвями  субширотного  сброса, по  которым  поверхность  фундамента  ступенчато  погружается  с  севера  на  юг. Амплитуда  сбросов  нарастает  в  западном  направлении  достигая 1200м. Переинтерпритацией сейсмических материалов подтверждено, что сбросы, выявленные по поверхности фундамента в отложениях осадочного чехла не проявляются. Субширотная и субмеридианальная ориентировка тектонических элементов древнего заложения находит отражение в поднятии по кровле отложений терригенного девона.

В разрезе осадочной толщи в пределах бортовой зоны Прикаспийской впадины выделяются три структурных этажа, различно реагировавших на тектонические движения. Нижний структурный этаж объединяет отложения от верхнедевонских до артинского яруса включительно, средний – включают кунгурскую сульфатно-галогенную толщу и верхний – охватывает образования верхней перми и триаса.

Основной карбонатный массив Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения связан с фаменско-артинским структурным этажом, образующим крупный подсолевой массив широтного простирания, ориентированный параллельно борту Прикаспийской впадины. Размеры массива в плане составляют 14,5 х 28 км, высота 1600 м при общей толщине подсолевых карбонатных верхнедевонско-нижнепермских отложений до 2000 м, в то время как за пределами массива она не превышает 600 м. Структурный этаж разделяется на три подэтажа: верхнедевонско-турнейский, визейско-башкирский и раннепермский, причём каждый подэтаж характеризуется несколько отличным от других структурным планом [лист 1,2].

Строение визейско-башкирского подэтажа, по сравнению с более древними, на месторождении изучено значительно лучше. Сверху подэтаж ограничен поверхностью предпермского перерыва в осадконакоплении. Структурная поверхность отложений карбона образована при активном влиянии денудационных процессов, сопряжённых с перерывом в осадконакоплении и приведших к срезанию верхней части визейско-башкирского карбонатного массива и выравниванию его поверхности. Массив приобретает в плане форму с широкой восточной частью и сужающейся западной. При этом плоская слабо деформированная центральная часть поднятия круто погружается на крыльях и периклиналях с углами наклона до 40-50º.

В пределах плоской сводовой части поднятия, в районе   скважин 420, 933, 304, 27, 24, 223, 43 ширина свода достигает максимальных размеров и в пределах изогипсы минус 4500 м возвышается над остальной частью карбонатного каменноугольного массива более чем на 100 м, являясь цоколем для нижнепермской постройки.

Для раннепермского структурного подэтажа характерно наращивание вершины восточной расширенной части каменноугольного основания рифовой постройки.

По мере разбуривания месторождения эксплуатационными скважинами в разрезе выделяются более повышенные участки залегания нижнепермских отложений. В районе скважин 427 и 1000 по изогипсе минус 4000 м оконтуривается куполообразное поднятие амплитудой до 600 м и размерами  2,0 х 1,7 км. В пределах единой изогипсы минус 3700 м в районе скважин 314, 606, 321, 150, 324, 2Д, 112, 214 оконтуриваются небольшие поднятия субмеридианального направления, амплитудами до 100 м. В районе скважин 803, 139Д, 439, 701, 253 фиксируются локальные малоамплитудные 25-100–метровые поднятия.