Предаппалачский бассейн

Аппалачский бассейн принадлежит к предгорным бассейнам палеозойских горных сооружений, относительно просто построенным, с преимущественно погребенным обрамлением платформенного борта. Восточное горное и складчатое обрамление бассейна выражено Аппалачским сооружением. На западе он ограничен Цинциннатским сводом и его северо-восточной ветвью — Альгонкским сводом. Поднятие Адайрондак — выступ Канадского щита — обрамляет центриклинальное замыкание бассейна на CCB. На юго-западе бассейн замыкается крупным структурным перекатом, отделяющим от него небольшую часть Предаппалачской впадины, вошедшей в современной структуре в состав бассейна Мексиканского залива.

Предаппалачский бассейн выполнен толщей палеозойских отложений от кембрия до перми включительно, мощность которых в осевой части прогиба достигает 4000 м. В разрезе кембрия — силура преобладают карбонатные разности. Начиная с верхнего девона, основная роль в строении разреза переходит к песчано-глинистым образованиям. В верхнемиссисипских, пенсильванских и пермских отложениях широко распространены пестроцветные глины и угли. За исключением средне- и верхнемиссисипских, а также пермских породы осадочного комплекса отлагались в морских, изредка в лагунных условиях. В широтном направлении происходит выклинивание или значительное сокращение мощностей целого ряда литолого-стратиграфических комплексов к Цинциннатскому своду. Кембро-ордовик представлен фациями эпиконтинентального морского бассейна. Для силурийских и девонских отложений отчетливо устанавливается смена морских глин и известняков в восточном направлении прибрежными песчаными и континентальными фациями. В пенсильванский и пермский периоды бассейн, находясь в пределах передового прогиба, заполнялся угленосными и пестроцветными фациями.

К настоящему времени в бассейне разведано около 60 газонефтеносных горизонтов. Однако большинство из них имеет небольшую перспективность в силу развития на ограниченных площадях. Важнейшие разрабатываемые песчаники и известняки заключены в разрезе верхнего девона, миссисипия и пенсильвания (табл. 61).

Миссисипские продуктивные горизонты характеризуются наиболее широким распространением. Девонские отложения продуктивны преимущественно в северо-восточной части бассейна, а пенсильванские — в центральной. Нефтегазоносные горизонты ордовика и силура развиты преимущественно в штатах Нью-Йорк и Огайо.

Как и всякий предгорный прогиб, Предаппалачская впадина характеризуется асимметричным строением (рис. 158). На ее платформенном северо-западном борту слои погружаются от Цинциннатского свода крайне полого (под углом менее 1°). На юго-восточном предгорном борту углы падения возрастают до нескольких градусов. В пределах бассейна выделяется серия протяженных антиклинальных зон, простирающихся в общем с северо-востока на юго-запад, параллельно оси предгорного прогиба и фронту Аппалачского складчатого сооружения, надвинутого на бассейн с юго-востока. Узкие антиклинальные зоны разделены широкими синклиналями и заключают многочисленные брахиантиклинальные поднятия. Углы падения слоев на крыльях антиклинальных зон обычно не превышают нескольких градусов, но возрастают в зонах, приближенных к фронту Аппалачского складчатого сооружения. На северо-западном борту бассейна антиклинальные зоны в плане очень извилисты, а в центральной его части и на юго-восточном борту — прямолинейны. На западе Западной Виргинии обособляется антиклинальная зона Бернинг-Спрингс-Эврика, где высота отдельных брахиантиклиналей достигает 300 м, а углы падения увеличиваются до 20—30°. Бурением глубоких скважин установлено, что структурный рельеф антиклинальных зон с глубиной становится выраженным все более и более резко. Выявлены связанные с ними разломы, затухающие к дневной поверхности. Все это позволяет предполагать, что антиклинальные зоны Аппалачского бассейна образовались не в результате пликативных дислокаций, а являются возрожденными структурами, отразившими подвижки отдельных блоков фундамента по разделяющим их разломам.

Зоны нефтегазонакопления связаны с вышеуказанными антиклинальными зонами и с областями выклинивания отдельных песчаных комплексов в центральной части бассейна.

Месторождения обычно приурочены к платформенным поднятиям или гомоклиналям. Наряду с ними очень характерны месторождения, связанные с синклиналями.

Наиболее распространены залежи пластовые сводовые, литологически экранированные и особенно литологически ограниченные. Это объясняется несколькими причинами.

Во-первых, в осадочном комплексе бассейна чрезвычайно многочисленны линзовидные песчаные тела различных размеров, заключенных в глинах. Эти тела представляют древние бары, береговые валы и другие аналогичные образования.

Во-вторых, даже в выдержанных пластовых песчаных комплексах коллекторские свойства резко меняются по площади, так что в условиях весьма пологого залегания слоев лишь отдельные участки этих резервуаров с повышенной пористостью и проницаемостью способны служить вместилищами для скоплений нефти и газа. В карбонатных толщах хорошими коллекторскими свойствами опять-таки обладают отдельные участки неправильной формы, подвергавшиеся эрозии или доломитизации.

Примером месторождения, заключающего типичную пластовую сводовую залежь, является Волкано, расположенное в Западной Виргинии. К такому же типу относятся залежи в верхнедевонских песчаниках Брэдфорд на одноименном месторождении, которое является крупнейшим в бассейне. В нем некоторые залежи смещены относительно свода ввиду ухудшения коллекторских свойств в северо-восточном направлении. Литологически экранированные залежи в основном связаны с выклиниванием песчаных горизонтов (Орискани, Клинтон и др.) на северо-западном борту бассейна (табл. 62).

Среди литологически ограниченных залежей бассейна можно выделить несколько разновидностей. К первой относятся залежи, занимающие локальные участки повышенной пористости и проницаемости в пластовых и массивных телах, характеризующихся довольно значительным площадным распространением. К таковым, например, относятся залежи в так называемом «100-футовом» песчанике миссисипского возраста в районе Сьюкли. Здесь отчетливо сказывается отсутствие какой-либо связи залежей со структурно повышенными участками.

Примером подобной заложи в карбонатных комплексах является залежь в ордовикских известняках трентон на месторождении Пуласки. Оно приурочено к пологой гомоклинали. Структурный фактор совершенно не контролирует локализацию скопления газа, приуроченного к трещиноватой кавернозной зоне горизонта трентон. Совершенно аналогичная картина наблюдается на месторождении Биг Синкинг, где продуктивны нижнедевонские известняки корниферус.

Наконец, к этой же разновидности залежей относятся скопления в трещиноватых девонских сланцах Огайо.

Ко второй разновидности литологически ограниченных залежей относятся залежи в четко ограниченных плохо проницаемыми породами песчаных телах неправильной формы. Типичным примером такой залежи является залежь в древнем береговом валу, слагаемом миссисипскими песчаниками бири на месторождениях Гей-Спенсер и Ричардсон.

Как уже упоминалось, весьма характерны для Предаппалачского бассейна скопления, связанные с синклиналями.

Залежи в этом случае заключены в линзовидных песчаных телах невыдержанного состава, в которых вода присутствует лишь в субкапиллярных порах. В таких «безводных» песчаниках нефть под действием силы тяжести стремится занять пониженные участки резервуаров. Как правило, в таких залежах она обычно скапливается не в ядре синклинали, а на ее крыльях. Это обусловлено тем, что в ядрах синклиналей, формировавшихся одновременно с осадконакоплением, отлагалось значительное количество илистого материала и поэтому коллекторские свойства здесь хуже, чем на крыльях.

Крупные залежи нефти и газа в песчаных пластах, приуроченные к синклинальным участкам, имеются на месторождениях Копли, Кэбин-Крик и Биг-Крик в Западной Виргинии.