CC BY
105
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гиматудинов Ш.К. и др. Разработан эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений. М.. Недра, 1988 г.
2. Конторович В.А. Набор структурных карт и тектоническое районирование Томской области. Отчет, Новосибирск, 1999 г.
3. Нестеров И.И. О районировании Западно-Сибирской провинции. М.Недра. 1983 т.
4. Сурков B.C., Жеро О.Г. Фундамент и развитие чехла Западно-Сибирской плиты. М.Недра. 1981 т.
УДК 551.25:553,98 (571,12)
ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ ГОРИЗОНТОВ СЕВЕРА ЗАПАДНОЙ СИБИРИ (ТЮМЕНСКАЯ СВЕРХГЛУБОКАЯ СКВАЖИНА № 6)
АЗ. КОНТОРОВИЧ, В.П. ДАНИЛОВА, А.Н. ФОМИН, Е.А. КОСТЫРЕВА, Л.С. БОРИСОВА, В.Н. МЕЛЕНЕВСКИЙ
Для прогноза нефтематеринского потенциала и нижних границ зон нефге- и газонакопления использованы количественная и качественная характеристика рассеянного органического вещества (РОВ), уровень его зрелости, пиролитические данные, изотопный состав углерода, битуминология пород. Верхнеюрские обложения с аквагенным типом РОВ еще не вышли из главной зоны нефтеобразования и в них может происходить генерация легких жидких и газообразных углеводородов (УВ). Нижнесреднеюрские толщи с террагенным РОВ находятся в зоне интенсивного газообразования. Органическое вещество триаса достигло апокатагенеза и почти полностью исчерпало свой нефтегенерационный потенциал. Таким образом, на глубинах ниже 4500 м практически исключаются возможность сохранения сингенетичных промышленных залежей нефти, хотя небольшие газовые скопления могут быть встречены. Ключевые слона: нефтегенерацноипый потенциал, уровень, зрелости органического вещества, перспективы нефтегазоносности мезозойских отложений.
Для оценки перспектив нефтегазоносности глубокозалегающих горизонтов на севере Западной Сибири, авторами проведено геохимическое изучение органического вещества (ОВ) терригенных отложений юры и триаса в скв. Тюменской СГ-6 (интервал 3783-6490 м), расположенной в центре Уренгойско-Колтогорского грабен-рифта. Для детального изучения ОВ использован широкий комплекс геохимических методов: углепетрография (катагенез и природа ОВ), содержание Сорг в породах, изотопный состав керогена, его пиролитические характеристики. Битумоиды изучались физико-химическими методами: жидкостная хроматография, элементный анализ, газожидкостная хроматография, хромато-масс-спектроскопия, спектроскопия ИК-, УФ, ЯМР и др.
Верхнеюрские аргиллиты баженовской свиты (интервал 3783-3844 м) содержат высокие концентрации ОВ (2,6-12,6%, в среднем 5,1%). Оно представлено преимущественно тонкодисперсной коллоальгинитовой массой с единичными фрагментами витринита и фюзинита. Уровень зрелости ОВ отвечает переходу от градации МК2 к МК,. Водородный индекс варьирует в интервале 80-250 мг УВ/г Сорг (в среднем 190 мг УВ/гСорг). Георгиевская свита (3844-3854м) по характеру пород и заключенному в них ОВ занимает промежуточное положение между баженовской и васюганской свитами. Содержание Сорг в ней составляет в среднем 3,4%. ОВ представлено примерно равными долями разложившихся водорослей (коллоальгинит) и остатками высшей растительности. В песчано-глинистых породах васюганской свиты (3854-3982 м) концентрации ОВ варьируют в пределах 0,3-6,5% (в среднем 2,3%). Существенно террагенный состав ОВ (витринит, фюзинит, реже альгинит) определил сравнительно тяжелый изотопный состав углерода (8"С = -25,30%о). Преобразованность ОВ отвечает началу градации МК3. Остаточный нефтематеринекий потенциал варьирует от 30 до 150 мг УВ/г Сорг (в среднем 100 мг УВ/г Сорг).
В тюменской свите (3982—4610м) средней юры содержания Сорг составляют 0,1-11,5 % (в среднем 2,2%). В составе ОВ доминирует витринит, реже встречаются фюзинит, лейптинит, альгинит. Изотопный состав углерода составляет -26,50%о. Уровень зрелости ОВ в основном отвечает градации МК3 и только в ее подошве достигает начала VI К.. С ростом катагенеза вниз по разрезу постепенно убывает водородный индекс ОВ: в кровле свиты он составляет 230 мг УВ/г Сорг, а в подошве 20-120 мг УВ/гСорг.
В нижнеюрских отложениях (4610—5588м) содержание Сорг изменяется от 0,1 до 7,1% (в среднем 1,2%). По маце-ральному составу органического вещества эти толщи (котухтинская, ягельная, новоуренгойская свиты) близки сред-неюрским. Изотопный состав углерода равен -26,10%о. В верхней части толщи ОВ преобразовано до начала градации МК4. Вниз по разрезу катагенез постепенно усиливается, достигая на глубине 5050 м начала градации МК5, которая через 450 м сменяется градацией AKj. С ростом катагенеза вниз по разрезу постепенно снижается нефтегенерационный потенциал (HI) органического вещества: от 80 до 10 мг УВД Сорг.
Терригенные отложения тампейской серии триаса (5588-6424 м) по набору пород (песчаники, алевролиты, аргиллиты), количеству и составу заключенного в них органического материала близки к отложениям нижней юры. В его породах содержание Сорг в среднем составляет 1,4% при вариациях 0,1-10,6%. В составе ОВ аргиллитов чаще всего преобладает витринит, а в песчаниках физинит. Углерод обогащен тяжелым изотопом (8"С =-25,30%о - -26,96%о). Отложения верхнего триаса уже вошли в зону апокатагенеза (градации АК,^) и практически полностью исчерпали свой нефтематеринский потенциал (HI): менее 10 мг УВ/г Сорг.
Известия Томского политехнического университета
Вост-Бованенковсжая
Нерохская
•МК,2 •
Ю-Сарманская Шеркалмнская
МК,1 #
Ханты-Мансийск
Игарка
Евояхинская АК
УреЛГеологичДкая
МК3
i
Зап-Перевальная
МК,2
Тундринская
• МК2
О Тюмень
Таркосалинская АК2
Черничная
• АК2'
Ванжильская Ноябрьская • ук^
Ажадошнская
МК,1
Налимья
#МК2
Никольская > МК3'
о Томск
Омская МК|
2 #
Рис. Схема размещения фактического материала по катагенезу органического вещества в кровле осадочных отложений триаса Западно-Сибирского мегабассейна
В соответствии с мацеральным составом ОВ и степенью его преобразованности в разрезе изменяется и состав би-тумоидов. Больше всего УВ присутствует в битумоидах аквагенного ОВ бажсновской свиты (42-58%), при среднем их значении 54%. В битумоидах остальной части разреза отмечается тенденция к снижению концентрации УВ с увеличением глубины залегания и степени катагенетической превращенное™ ОВ. Следует заметить, что изменения концентрации УВ и насыщенных УВ в битумоидах подобны. Повышенные содержания метано-нафтеновых фракций (33-42%) зафиксированы в битумоиде баженовской свиты и верхней части тюменской свиты. Затем по мере роста катагенеза (от хМК4 до АК2) концентрация насыщенных компонентов уменьшается, достигая в триасе в среднем 12% на би-тумоид.
Среди нормальных алканов (С)3—С38) в аквагенном ОВ баженовской свиты преобладают углеводороды С17—С20 (17-45%). Битумоиды из пород с преимущественно террагенным органическим веществом характеризуются чрезвычайной пестротой состава н-алканов. В битумоидах георгиевской и васюганской свит отмечены максимальные значения (46%) н С; -н ( •<. С увеличением возраста их концентрация уменьшается до 17,2%. В нижней части разреза, органическое вещество которого находится на градации АК2, в террагенном ОВ значительно активизируется образование УВ со средней (С|7—С2е) длиной цепи (34,9% от суммы н-алканов). Высокомолекулярные н-алканы С ? и С30-С35 зафиксированы в незначительных количествах. Накладывающиеся факторы миграции в зоне апокатагенеза полностью затушевывают связь состава н-алканов с генетическим типом ОВ.
В аквагенном органическом веществе баженовской свиты в составе изопреноидов (ьС14 до 1-С24) основная масса принадлежит пристану и фитану 51,4% (при преобладании последнего). Их отношение колеблется по разрезу от 0,4 до 2,2, составляя в среднем 0,9. Отношение пристан/фитан в битумоидах нижнеюрской части разреза незакономерно изменяется от 0,4 до 1,2. При нарастании уровня зрелости ОВ от МК, до АК2 отношение пристан/фитан увеличивается от 1,34 до 1,61. В общей массе стеранов в баженовской и георгиевской свитах преобладают холестаны (38 и 36%). В отложениях с преобладанием террагенного ОВ среди стеранов больше всего обнаружено этилхолестанов (Св). Их концентрация по разрезу изменяется неравномерно и составляет 33,5-52%. В составе гопанов С27—С35 ведущая роль принадлежит гопанам С30 (22-34%) и С29 (13-19%), подчиненная - С27. Отношение Те/ Тш меняется вниз по разрезу от 0,3 до 4,6. Низкие значения этого показателя (0,3-0,50) зафиксированы в битумоидах васюганской свиты, высокие - в георгиевской и баженовской (2,9 и 4,6). В остальных образцах с ростом глубины величины этого параметра незакономерно меняются в интервале от 0,9 до 1,6. Среди моретанов С29-С32 в превалирующих концентрациях находятся моретаны СзЭ. Примечательно, что содержание каждого из гомологов моретанового ряда в битумоидах по разрезу меняется очень пестро.
Распределение трициклических терпанов (С19-С51) в битумоидах изучаемого разреза весьма своеобразно. В отложениях верхней юры чаще встречается следующий ряд их последовательного расположения по концентрации С3]> С%) > С28 > С23 > С2). В битумоидах более высоких градаций катагенеза в смеси трициклических терпанов увеличивается доля С23 и С21. Однако четких закономерностей в распределении для каждого из гомологов терпанового ряда С.г-Сз, в битумоидах по разрезу установить не удается.
Концентрация ароматических углеводородов в битумоидах монотонно убывает от отложений верхней-средней юры (градации МК3-МК4) до 6,3-6,5% в отложениях среднего триаса (стадии АК). В битумоидах террагенного ОВ полиядерных ароматических УВ (ПАУ) значительно больше (42,5-52%), чем в аквагенном ОВ (39,2), особенно велика их роль (68,2% на сумму аренов) в битумоиде васюганской свиты. Для ПАУ ОВ баженовской свиты характерно примерно равная концентрация нафталиновых и фенантреновых структур (14,6 и 14,1% на сумму аренов). Затем по концентрации следуют хризеновые; пиреновые и антраценовые УВ. В смеси ареновых структур ОВ террагенного типа, находящегося на градации М К4, характерна доминирующая роль фенантренов, вторым по значимости в этом ряду являются нафталины (12,7-16,7% от массы аренов). С глубиной (МК4-АК2) на второе место по концентрации выходят хризеновые структуры.
В битумоидах террагенного ОВ в среднем содержание смол выше, чем в аквагенном ОВ баженовской свиты. Спир-то-бензольные разности преобладают над бензольными и наблюдается их нарастание с глубиной (от 35,24 до 54,80%).
По всему разрезу скв. Тюменской СГ-6 среди асфальтеновых компонентов преобладают асфальтены над асфальто-геновыми кислотами. Максимальные концентрации зафиксированы в битумоидах средней юры (36,06%), и верхнего отдела триаса (22,72%). В среднем триасе их содержание уменьшается в среднем до 13,25%.
На низких стадиях катагенеза идет устойчивая карбонизация смолисто-асфальтовых компонентов. Симбатно для всех изученных фракций уменьшается доля водорода, азота и (Н/С)ат. Степень ароматичности молекул САК при этом растет, содержание метиленовых и метальных групп в алифатических заместителях падает. Термокаталитические процессы в конце мезо и начале апокатагенеза с глубины порядка 5000 м сопровождаются алифатизацией асфальтенов. Это проявляется в увеличении отношения (Н/С)а1, содержании водорода, уменьшении степени ароматичности и за-мещенности молекул асфальтенов. Этот процесс идет параллельно с увеличением доли высококонденсированных ароматических ядер во фракциях ароматических УВ. Таким образом, деструкция асфальтенов с одной стороны, вероятно, приводит к переходу наиболее конденсированной части асфальтенов в нерастворимое состояние, а с другой стороны легкая часть асфальтенов идет на новообразование УВ.
Полученные материалы свидетельствуют, что отложения юры до глубин порядка 4.0-4.5 км еще не вышли из главной зоны нефтеобразования и могут представлять интерес для поисков нефтяных залежей. В скв. Тюменская СГ-6 зоны микроаккумуляции УВ приурочены к следующим интервалам: жидкие и газообразные (с подчиненной долей метана) УВ от ачимовской пачки до нижнекотухтинской лодсвиты (глубина 5220 м); метан со следами тяжелых газообразных УВ - 5280-5310 м; преимущественно метан - ниже 5500 м.
