Lithological and stratigraphic correlation of Mesozoic and Cenozoic deposits of the Balkhash sedimentary basin for appraisal of hydrocarbon resources

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background: Development of a geological framework to substantiate and quantitatively evaluate the hydrocarbon potential of the Balkhash sedimentary basin cover.

Aim: Identification of the key estimation parameters for potentially promising hydrocarbon plays (area, thickness, lithological composition) on a qualitatively new geological lithological and stratigraphic base for determining the hydrocarbon potential of the Balkhash sedimentary basin.

Materials and methods: Correlation of lithological and stratigraphic sequences of Mesozoic (Triassic-Cretaceous) and Cenozoic (Paleogene-Neogene) deposits in accordance with the stratigraphic charts of the Phanerozoic of Kazakhstan based on the International Chronostratigraphic Scale from 2016 to 2021.

Results: The paper investigates the geological structure, zoning, and platform cover of the Balkhash sedimentary basin (BB). During the study, two tectonic units were identified within the BB structure: the West Balkhash and East Balkhash (Lepsin) depressions. Lithological and stratigraphic charts of the Balkhash sedimentary basin have been created and refined to serve as a basis for appraising its hydrocarbon resources. Additionally, prospective hydrocarbon plays have been identified, and their thicknesses have been measured. Furthermore, the analysis of lithological and stratigraphic data has allowed for the determination of the thicknesses, distribution areas of these discoveries, and the organic carbon content within them. These parameters are critical for calculating predicted hydrocarbon resources. Data regarding the development areas of promising BB hydrocarbon plays were obtained from the results of constructing lithological and paleogeographic maps and sections.

Conclusion: Based on the developed lithological and stratigraphic model, charts of the Balkhash basin have been drawn up allowing for appraisal of the hydrocarbon potential. The oil and gas potential of the region is estimated to be very low due to the characteristics of the sedimentary cover structure, tectonic activity, and types of possible traps. However, we have identified prospective gas plays that exhibit certain capacities, areas, and organic matter content.

About the authors

Valeriy V. Korobkin

Kazakh-British Technical University

Email: korobkin_vv@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1562-759X

PhD, professor

Kazakhstan, Almaty

Akhan Chaklikov

Kazakh-British Technical University

Author for correspondence.
Email: a96chaklikov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-8316-6599

PhD

Kazakhstan, Almaty

Zhamal S. Tulemissova

Kazakh-British Technical University

Email: ztulemissova@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-1803-4535

PhD, Associate Professor

Kazakhstan, Almaty

References

  1. Bespalov VF. Geologicheskoye stroenie Kazakhskoy SSR. Alma-Ata: Nauka; 1971. 363 p. (In Russ).
  2. Koshkin VY. Tektonicheskoye polozheniye Balhash-Iliyskogo gertsinskogo vulkanicheskogo poyasa. Tektonika Uralo-Mongolskogo skladchatogo poyasa: Trudy soveshhaniya. Muratov MV, Belova AA, Zonenshein LP, et al., editors. Moscow: Nauka; 1974. P. 86–92. (In Russ).
  3. Bekzhanov GR, Koshkin VY, Nikitchenko II, et al. Geologicheskoye stroeniye Kazakhstana: Poyasnitelnaya zapiska k karte masshtaba 1:1000000. Almaty: Akademiya mineralnykh resursov Respubliki Kazakhstan; 2000. 396 p. (In Russ).
  4. Daukeev SZ, Uzhkenov BS, Abdulin AA, et al. Glubinnoye stroeniye i mineralnye resursy Kazakhstana: Neft i gaz. T. 3. Almaty: Information and Analytical Center of Geology and Mineral Resources of the Republic of Kazakhstan; 2002. 248 p. (In Russ).
  5. Daukeev SZ, Uzhkenov BS, Miletenko NV, et al. Atlas litologo-paleogeograficheskikh, strukturnykh, palinspasticheskikh I geoekologicheskikh kart Tsentralnoy Yevrazii. Almaty: Nauchno-issledovatelskiy institut prirodnykh resursov JUGGEO; 2002. 132 p. (In Russ).
  6. Akchulakov U, Zholtaev G, Iskaziev KO, et al. Atlas neftegazonosnykh i perspektivnykh osadochnykh basseynov Respubliki Kazkahstan. Almaty: JSC NC “KazMunayGas”; 2015. 97 p. (In Russ).
  7. Akchulakov U, Zholtaev G, Kuandykov BM, et al. Atlas neftegazonosnykh i perspektivnykh osadochnykh basseynov Respubliki Kazkahstan. Astana: JSC NC “KazMunayGas”; 2014. 97 p. (In Russ).
  8. Korobkin VV, Buslov MM. Tectonics and geodynamics of the western Central Asian Fold Belt (Kazakhstan Paleozoides). Russian Geology and Geophysics. 2011;52(12):1600–1618. doi: 10.1016/j.rgg.2011.11.011.
  9. Korobkin VV, Chaklikov АY, Tulemissova ZS. Tectonic zoning of paleozoids of Kazakhstan and its oil and gas-bearing regions. Kazakhstan journal for oil&gas industry. 2022;4(1): 39–49. doi: 10.54859/kjogi107854.
  10. Sengör AMC, Natalin BA, Burtman VS. Evolution of the Altaid tectonic collage and Palaeozoic crustal growth in Eurasia. Nature. 1993;364:299–307. doi: 10.1038/364299a0.
  11. stratigraphy.org [Internet]. The ICS International Chronostratigraphic Chart [cited 2025 Feb 15]. Available from: stratigraphy.org/chart#latest-version.
  12. Zholtaev GZ, Nikitina OI, Zhaimina VY, et al. Modernization of the Phanerozoic Stratigraphic Schemes of Kazakhstan Based on the International Chronostratigraphic Scale – 2016–2021. Almaty: “378” LPP; 2021. 139 p. (In Russ).
  13. III Kazakhstanskoye mezhvedomstvennoye stratigraficheskoye soveshchaniye po dokembriyu i fanerozoyu Kazakhstana. Stratigraficheskiye skhemy triasovykh i yurskikh otlozheniy Kazakhstana (Poyasnitelnaya zapiska). Alma-Ata; 1996. 66 p. (In Russ).
  14. III Kazakhstanskoye mezhvedomstvennoye stratigraficheskoye soveshchaniye po dokembriyu i fanerozoyu Kazakhstana. Stratigraficheskiye skhemy melovykh i paleogenovykh otlozheniy Kazakhstana (Poyasnitelnaya zapiska). Alma-Ata; 1996. 105 p. (In Russ).
  15. Aubekerov BZ, Tsirelson BS, Bykadorov VA, Popov VA. Osobennosti geologicheskogo stroeniya i perspektivy neftegazonosnosti mezozoy-kajnozoyskih osadochnykh basseynov Juzhnogo Kazakhstana. News of NAS RK. Series of Geology and Technical Sciences. 2010;3:131–140. (In Russ).
  16. Dilmukhamedova NR, Zhakupova SA, Nigmatova SA, Chepcheva AZ. K stratigrafii mezozoya-kajnozoya neftegazonosnogo rajona Alakolskoy mezhgornoy vpadiny (po palinologicheskim dannym). News of NAS RK. Series of Geology and Technical Sciences. 2007;5:65–70. (In Russ).
  17. Buvalkin AK, Zhaymin MI, Kotova LI. Trias Vostochnogo Kazakhstana. Almaty; 1999. 217 p. (In Russ).
  18. Buvalkin AK, Zhaymin MI, Kotova LI. Stratigrafiya yurskikh otlozheniy Vostochnogo Kazakhstana. Alma-Ata: Gylym; 1991. 176 p. (In Russ).
  19. Li AB. Tektonika i perspektivy neftegazonosnosti Yuzhnogo Kazakhstana. Alma-Ata: Nauka KazSSR; 1975. 220 p. (In Russ).
  20. Buslov MM. Tektonika i geodinamika Tsentralno-Aziatskogo skladchatogo poyasa: rol pozdnepaleozoyskikh krupnoamplitudnykh sdvigov. Geology&Geophysics. 2011;52(1):66–90.
  21. Xiao WJ, Windley BF, Allen MF, Han CM. Paleozoic Multiple Accretionary and Collisional Tectonics of the Chinese Tianshan Orogenic Collage. Gondwana Research. 2013;23(4):1316–1341. in Russ doi: 10.1016/j.gr.2012.01.012.
  22. Xiao WJ, Santosh M. The Western Central Asian Orogenic Belt: A Window to Accretionary Orogenesis and Continental Growth. Gondwana Research. 2014;25(4):1429–1444. doi: 10.1016/j.gr.2014.01.008.
  23. Zong R, Fan R, Gong Y. Advances in the Research on Carboniferous Deep-Water Marine Deposits in Western Junggar, Northwestern China. Geological Journal. 2015;50:111–121. doi: 10.1002/gj.2532.
  24. Korobkin V, Samatov I, Chaklikov A, Tulemissova Z. Peculiarities of Dynamics of Hypergenic Mineral Transformation of Nickel Weathering Crusts of Ultramafic Rocks of the Kempirsay Group of Deposits in Western Kazakhstan. Minerals. 2022;12(5):650. doi: 10.3390/min12050650.
  25. Hendrix MS, Brassell SC, Carroll AR, Graham SA. Sedimentology, Organic Geochemistry, and Petroleum Potential of Jurassic Coal Measures: Tarim, Junggar, and Turpan Basins, Northwest China. AAPG Bulletin. 1995;79(7):929–959.
  26. He D, Chen X, Kuang J, et al. Distribution of Carboniferous Source Rocks and Petroleum Systems in the Junggar Basin. Petroleum Exploration and Development. 2010;37(4):397–408. doi: 10.1016/S1876-3804(10)60041-9.
  27. Buslov MM, Cai K. Tectonics and Geodynamics of the Altai-Junggar Orogen in the Vendian-Paleozoic: Implications for the Continental Evolution and Growth of the Central Asian Fold Belt. Geodynamics & Tectonophysics. 2017;8(3):421–427. doi: 10.5800/GT-2017-8-3-0252.
  28. Brunet M, Sobel ER, McCann T. Geological evolution of Central Asian basins and the western Tien Shan range. Geological Society of London, Special Publications. 2020;427:1–17. doi: 10.1144/SP427.17.
  29. Korobkin VV, Tulemissova ZS. The deep structure and geodynamical conditions of formation of the Shu-Sarysu, Pre-Balkhash, Ili sedimentary basins. Geology and bowels of the earth. 2018;3(68):24–34.
  30. Azizov TM, Vlasov VI. Basseyny i mestorozhdeniya ugley i goryuchikh slantsev Kazakhstana. Almaty; 1997. 113 p. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Figure 1. Major tectonic units of Central Asia

Download (263KB)
Indexing metadata
3. Figure 2. Geographical location of the Balkhash Basin on the territory of Kazakhstan

Download (221KB)
Indexing metadata
4. Figure 3. Tectonic map of the BB

Download (330KB)
Indexing metadata
5. Figure 4. Geological and geophysical profile along the seismic profiles “Turkestan” and “Taldykorgan - Ust-Kamenogorsk”

Download (432KB)
Indexing metadata
6. Figure 5. Lithological and stratigraphic sequences of several sedimentary basins in Kazakhstan with confirmed and potentially promising hydrocarbon plays [6, 7, 9]. The squares show the stratigraphic levels of industrial hy- drocarbon accumulations, the circles show the established stratigraphic positions of promising lithological sequences for hydrocarbon exploration.

Download (227KB)
Indexing metadata
7. Рисунок 6. Литолого-стратиграфический разрез отложений Балхашского бассейна и прилегаю- щих территорий Figure 6. Lithological and stratigraphic sequence of the deposits of the Balkhash basin and adjacent territories: а) Triassic; б) Jurassic; в) Cretaceous

Download (894KB)
Indexing metadata
8. Figure 7. Lower Ili group of brown coal deposits of the BB а) геологические схема / geological diagram; б) разрез / sequence Отложения (рис. 7, б): Deposits (Fig. 7, b): 1 – Quaternary; 2 – Neogene; 3 – Paleogene; 4 – Jurassic; 5 – coal layers; 6 – boundary of the brown coal basin; 7 – exploratory wells; 8 – coal deposits (1–4, Fig. 7; a)): 1 – Lower Ili; 2 – Balatopars; 3 – Kertulen; 4 – Orta-Bakanas

Download (144KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Korobkin V.V., Chaklikov A., Tulemissova Z.S.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».