litosphereЛитосфераLITHOSPHERE (Russia)1681-90042500-302XA.N. Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry10.24930/1681-9004-2025-25-4-890-906TLLQJMlitosphere-2338Research ArticleСпециальный выпуск журнала “Литосфера”Special Issue of the Lithosphere Journal based on the materials reported at the 14th Ural Lithological Conference and the 5th All-Russian School of Lithology “Heterogeneity in Sedimentary Systems”Уфимские битуминозные песчаники Республики Татарстан: литолого-петрофизическая характеристика и история формированияUfimian bituminous sandstones of the Republic of Tatarstan: lithological and petrophysical characteristics and formation historyСунгатуллинР. Х.SungatullinR. Kh.

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18

Rafael Kh. Sungatullin

18 Kremlevskaya st., Kazan 420008

Rafael.Sungatullin@kpfu.ruМуллакаевА. И.MullakaevA. I.

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18

Almaz I. Mullakaev

18 Kremlevskaya st., Kazan 420008

almazmullakaev@gmail.comМингазутдиновА. Н.MingazutdinovA. N.

423403, г. Альметьевск, ул. Советская, 186А

Almaz N. Mingazutdinov

186A Sovetskaya sr., Almetyevsk 423403

mingazutdinovan@tatnipi.ruСофинскаяО. А.SofinskayaO. A.

420008, г. Казань, ул. Кремлевская, 18

Oksana A. Sofinskaya

18 Kremlevskaya st., Kazan 420008

Казанский (Приволжский) федеральный университетРоссияKazan (Volga Region) Federal UniversityRussian FederationИнститут “ТатНИПИнефть” ПАО “Татнефть”РоссияTatNIPIneft, Tatneft PJSCRussian Federation202501092025254Специальный выпуск890906Copyright © Сунгатуллин Р.Х., Муллакаев А.И., Мингазутдинов А.Н., Софинская О.А., 20252025Сунгатуллин Р.Х., Муллакаев А.И., Мингазутдинов А.Н., Софинская О.А.Sungatullin R.K., Mullakaev A.I., Mingazutdinov A.N., Sofinskaya O.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.lithosphere.ru/jour/article/view/2338Объект исследования

Объект исследования. Битуминозные песчаники шешминского горизонта уфимского яруса на территории Республики Татарстан.

Цель

Цель. Выявление связей литологических и петрофизических параметров для палеореконструкций условий формирования и переформирования месторождений природных битумов.

Методы исследования

Методы исследования. Состав и внутренняя структура битуминозных песчаников изучены методами оптической микроскопии (петрографическое описание шлифов) и термогравиметрии (количественные параметры нефтенасыщенности и карбонатности), а также в ходе статистической обработки результатов гранулометрических и петрофизических анализов в программе STATISTICA 10.

Результаты

Результаты. Исследованные песчаники относятся к граувакковой группе. Для них характерны косая слоистость перекрестного типа, мелкозернистая структура, сортировка зерен и незначительное содержание глинистых частиц. Статистический анализ гранулометрических и фильтрационно-емкостных параметров битуминозных песчаников выявил связи между отдельными фракциями и степенью битумонасыщенности. Кластерный и факторный анализы литолого-петрофизических данных позволили выделить интегральные показатели, которые можно использовать для восстановления палеофациальной обстановки шешминских песчаников. Термогравиметрический анализ позволил получить информацию по характеристике битумоидов и цементу вмещающих пород. Установлена важная роль долины р. Шешма в переформировании битумных залежей в неоген-четвертичное время под воздействием силы Кориолиса. Наличие содовых вод с высоким (более 1 г/л) содержанием гидрокарбонат-иона является гидрохимическим критерием поисков залежей природных битумов. Выполненное исследование дополняет существующие гипотезы образования шешминских битуминозных песчаников Южно-Татарского свода.

Выводы

Выводы. На основе совместного анализа геологических данных, литологических и петрофизических параметров сделано предположение, что наиболее битумонасыщенная верхняя пачка песчаников создана эоловыми процессами.

Research subject

Research subject. Bituminous sandstones of the Sheshmian horizon of the Ufimian stage in the Republic of Tatarstan.

Aim

Aim. To identify relationships between lithological and petrophysical parameters for paleoreconstructions of the conditions of formation and redeposition of natural bitumen deposits.

Materials and methods

Materials and methods. The composition and internal structure of bituminous sandstones were studied by optical microscopy methods (petrographic description of thin sections) and thermogravimetry (quantitative parameters of oil saturation and carbonation), statistical processing of the results of granulometric and petrophysical analyses in Statistica 10 software.

Results

Results. The studied sandstones belong to the graywacke group. Statistical analysis of granulometric and filtration-capacity parameters of bituminous sandstones revealed relationships between certain fractions and the degree of bituminosity. Cluster and factor analysis of lithologic and petrophysical data made it possible to identify integral indicators that can be used to reconstruct the paleofacies of the Sheshmian sandstones. The important role of the Sheshma River valley in the reformation of bitumen deposits in the Neogene-Quaternary time under the influence of Coriolis force has been established. Presence of soda water with high (more than 1 g/l) content of hydrocarbonate-ion is a hydrochemical criterion for searching the deposits of natural bitumen. The present study complements the existing hypotheses of the formation of the Sheshmian bituminous sandstones of the South Tatar arch.

Conclusion

Conclusion. Based on a combined analysis of geological data, lithological and petrophysical parameters, it is suggested that the most bitumen-saturated upper layer of sandstones was formed by eolian processes.

песчаникигранулометрияпетрофизические параметрыбитумуфимскийсодовые водыпалеодолинаШешмаРеспублика Татарстанsandstonesgranulometrypetrophysical parametersbitumenufimiansoda waterspaleovalleySheshmaRepublic of TatarstanАвторы искренне признательны А.А. Фахразиеву за помощь в оформлении графических изображений. Выражаем благодарность анонимным рецензентам за высказанные ценные замечания и предложения, которые позволили значительно улучшить рукопись статьи.The authors are sincerely grateful to A.A. Fakhraziev for his help in the design of graphic images. We express our gratitude to an anonymous reviewer for his valuable comments and suggestions, which allowed us to significantly improve the manuscript of the article.ReferencesБаженова О.К., Бурлин Ю.К., Соколов Б.А., Хаин В.Е. (2012) Геология и геохимия нефти и газа. М.: МГУ, 432 с.Baturin V.P. (1947) Petrographic analysis of the geologic past by terrigenous components. Moscow, Publishing House of the USSR Academy of Sciences, 339 p. (In Russ.)Батурин В.П. (1947) Петрографический анализ геологического прошлого по терригенным компонентам. М.: Изд-во АН СССР, 339 с.Bazhenova O.K., Burlin Yu.K., Sokolov B.A., Khain V.E. (2012) Geology and Geochemistry of Oil and Gas. Moscow, MGU Publ., 432 p. (In Russ.)Игнатьев В.И. (1976) Формирование Волго-Уральской антеклизы в пермский период. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 256 с.Dudyak R., Mullakaev A., Khasanov R. (2020). Reconstruction of facies conditions of the sedimentation of bitumenbearing sandstones according to granulometry data (Volga-Ural oil and gas province, Russian Federation). IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 516, 012001. https://doi.org/10.1088/1755-1315/516/1/012001Каштанов С.Г., Булычев М.М. (1971) Условия залегания и гидрохимическая зональность подземных вод палеозоя северной части Мелекесского артезианского бассейна. Вопросы гидрогеологии и геотектоники. Казань: Изд-во Казан. ун-та, 3-15.Ellern S.S. (1980) Conditions of formation of paleogeomorphologic traps of oil and gas in the Upper Permian sediments of the Volga-Ural region. Tr. VNIGNI, 216. (Paleogeomorphologic methods in petroleum geology). Мoscow, 38-44. (In Russ.)Методические указания по дробному гранулометрическому анализу седиментационным способом (с применением гидравлического седиментатора ГС-1). (1989) (Под общ. ред. К.К. Гостинцева). Л.: ВНИГРИ, 191 с.Forsh N.N. (1955) The Ufimian Formation and the Kazanian Stage. Leningrad, Gostoptekhizdat Publ., 156 p. (In Russ.)Муллакаев А.И., Хасанов Р.Р. (2019) Признаки эолового влияния на формирование прибрежно-морских песчаных отложений в пермское время (Татарстан, Россия). Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки, 161(1), 128-140. https://doi.org/10.26907/2542-064X.2019.1Methodical instructions for fractional granulometric analysis by sedimentation method (using hydraulic sedimentator GS-1). (1989) (Ed. K.K. Gostintsev). Leningrad, VNIGRI Publ., 191 p. (In Russ.)Муслимов Р.Х., Романов Г.В., Каюкова Г.П. и др. (2012) Комплексное освоение тяжелых нефтей и природных битумов пермской системы Республики Татарстан. Казань: Фэн, 396 с.Mullakaev A.I., Khasanov R.R. (2019) Thermal properties of the bituminous sandy rocks of the Volga-Ural oil and gas province. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 282(1), 012024. https://doi.org/10.1088/1755-1315/282/1/012024Нургалиева Н.Г., Ихсанов Н.А., Нургалиев Д.К., Даутов А.Н. (2016) Фациальная характеристика шешминских битуминозных отложений. Нефт. хоз-во, (4), 72-75.Ignat’ev V.I. (1976) Formation of the Volga-Ural Anteclise in the Permian. Kazan, Publishing House of the Kazan University, 256 p. (In Russ.)Сунгатуллин Р.Х. (2010а) Минеральные питьевые воды Республики Татарстан. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки, 152(3), 223-237.Kashtanov S.G., Bulychev M.M. (1971) Conditions of occurrence and hydrochemical zonality of Paleozoic groundwater in the northern part of the Melekessky artesian basin. Issues of hydrogeology and geotectonics. Kazan, Publishing House of the Kazan University, 3-15. (In Russ.)Сунгатуллин Р.Х. (2010б) Нефтяные месторождения и химические элементы в приповерхностных геосферах. Разведка и охрана недр, (2), 12-17.Khasanov R.R., Mullakaev A.I., Dusmanov E.N. (2017) Composition of sandstones in productive horizons of Permian bituminous deposits of Tatarstan. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Ser. Estestvennye Nauki, 159(1), 164-173. (In Russ.)Сунгатуллин Р.Х., Буров Б.В., Сунгатуллина Г.М. (2008) Геология Республики Татарстан. Казань: Изд-во КГУ, 72 с.Khisamov R.S., Gatiyatullin R.S., Liberman V.B. et al. (2006) Mineral and raw material base of the Republic of Tatarstan. Kazan: Fen Publ., Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan, 320 p. (In Russ.)Успенский Б.В., Валеева И.Ф. (2008) Геология месторождений природных битумов Республики Татарстан. Казань: ПФ “Гарт”, 347 с.Khisamov R.S., Shargorodskii I.E., Gatiyatullin N.S. (2009) Petroleum bituminosity of Permian sediments of the South Tatar vault and Melekesskaya depression. Kazan, Fen Publ., Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan, 431 p. (In Russ.)Успенский Б.В., Вафин Р.Ф., Морозов В.П. (2016) Зависимость коллекторских свойств пород ашальчинской пачки от условий ее формирования. Нефт. хоз-во, 7, 69-71.Mullakaev A.I., Khasanov R.R. (2019) Signs of aeolian influence on the formation of coastal-marine sandy sediments in Permian time (Tatarstan, Russia). Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Ser. Estestvennye Nauki, 161(1), 128-140. (In Russ.) https://doi.org/10.26907/2542-064X.2019.1.128-140Форш Н.Н. (1955) Уфимская свита и казанский ярус. Л.: Гостоптехиздат, 156 с.Muslimov R.H., Romanov G.V., Kayukova G.P. et al. (2012) Integrated development of heavy oils and natural bitumens of the Permian system of the Republic of Tatarstan. Kazan, Fen Publ., Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan, 396 p. (In Russ.)Хасанов Р.Р., Муллакаев А.И., Дусманов Е.Н. (2017) Состав песчаников в продуктивных горизонтах пермских битумных залежей Татарстана. Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Естеств. науки, 159(1), 164-173.Nurgalieva N.G., Ikhsanov N.A., Nurgaliev D.K., Dautov A.N. (2016) Facies characterization of sheshmian bituminous deposits. Neftyanoe Khozyaistvo, (4), 72-75. (In Russ.)Хисамов Р.С., Гатиятуллин Р.С., Либерман В.Б. и др. (2006) Минерально-сырьевая база Республики Татарстан. Казань: Изд-во “Фэн” АН РТ, 320 с.Shalin P.A. (1988) On the nature of palegeomorphologic traps of oil and bitumen in the Sheshma horizon of the South Tatar Vault. Geologiya Nefti i Gaza, (5), 35-38. (In Russ.)Хисамов Р.С., Шаргородский И.Е., Гатиятуллин Н.С. (2009) Нефтебитумоносность пермских отложений Южно-Татарского свода и Мелекесской впадины. Казань: Изд-во “Фэн” АН РТ, 431 с.Shvetsov M.S. (1958) Petrography of sedimentary rocks. Moscow, Gostoptekhizdat Publ., 416 p. (In Russ.)Шалин П.А. (1988) О природе палеогеоморфологических ловушек нефти и битумов в шешминском горизонте Южно-Татарского свода. Геология нефти и газа, (5), 35-38.Sungatullin R. Kh. (2010a) Mineral drinking waters of the Republic of Tatarstan. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Ser. Estestvennye Nauki, 152(3), 223-237. (In Russ.)Швецов М.С. (1958) Петрография осадочных пород. М.: Гостоптехиздат, 416 с.Sungatullin R.Kh. (2010b) Oil deposits and chemical elements in near-surface geospheres. Razvedka i Okhrana Nedr, (2), 12-17. (In Russ.)Эллерн С.С. (1980) Условия образования палеогеоморфологических ловушек нефти и газа в верхнепермских отложениях Волго-Уральской области. Тр. ВНИГНИ, 216. (Палеогеоморфологические методы в нефтяной геологии). М., 38-44.Sungatullin R.Kh., Burov B.V., Sungatullina G.M. (2008) Geology of the Republic of Tatarstan. Kazan, Publishing House of the Kazan University, 72 p. (In Russ.)Якуцени В.П., Петрова Ю.Э., Суханов А.А. (2009) Нетрадиционные ресурсы углеводородов – резерв для восполнения сырьевой базы нефти и газа России. Нефтегазов. геол. Теория и практика, 4(1), 1-14.Trask P.D. (1932) Origin and Environment of Source Sediments: The Gulf Publishing Company, Houston, Texas, 323 p.Dudyak R., Mullakaev A., Khasanov R. (2020) Reconstruction of facies conditions of the sedimentation of bitumenbearing sandstones according to granulometry data (Volga-Ural oil and gas province, Russian Federation). IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 516, 012001. https://doi.org/10.1088/1755-1315/516/1/012001Uspenskii B.V., Valeeva I.F. (2008) Geology of natural bitumen deposits of the Republic of Tatarstan. Kazan, PF “Gart” Publ., 347 p. (In Russ.)Mullakaev A.I., Khasanov R.R. (2019) Thermal properties of the bituminous sandy rocks of the Volga-Ural oil and gas province. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., 282(1), 012024. https://doi.org/10.1088/1755-1315/282/1/012024Uspenskii B.V., Vafin R.F., Morozov V.P. (2016) Dependence of reservoir properties of rocks of the Ashalchinskoe pack on the conditions of its formation. Neftyanoe Khozyaistvo, (7), 69-71. (In Russ.)Trask P.D. (1932) Origin and Environment of Source Sediments. Houston (Texas): The Gulf Publishing Company, 323 p.Yakutseni V.P., Petrova Yu.E., Sukhanov A.A. (2009) Unconventional hydrocarbon resources – a reserve for replenishing the raw material base of oil and gas in Russia. Neftegazovaya Geol. Teoriya i Praktika, 4(1), 1-14. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.