CC BY
70
ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ
НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ГЛУБОКОЗАЛЕГАЮЩИХ ЮРСКИХ И ДОЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НА СЕВЕРЕ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
GEOLOGIC REASONS OF OIL AND GAS CONTENT IN DEEPSEATED JURASSIC AND PRE-JURASSIC DEPOSITS OF THE NORTHERN PART OF WEST SIBIRIAN
В.Л.ШУСТЕР А.Д. ДЗЮБЛО V.L.SHUSTER
A.D.DZUBLO
Главный научный сотрудник Института Проблем нефти и газа РАН. Доктор г-м наук, проф.,академик РАЕН
Профессор Российского государственного университета нефти и газа имени И.М.Губкина. Доктор г-м наук
Chief research worker (Institute of oil and gas problems of Russian Akademy of Sciences), professor, Ph.D.Sci (geology), Academician of RAEN
Professor of the Gubkin Russian State University of oil and gas, Ph.D.Sci (geology).
УДК 553.98.01
Москва
[email protected] [email protected]
Moscow
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
KEYWORDS:
север Западной Сибири,нефть, газ, фундамент, отложения палеозоя, триаса, юры, перспективные на нефть объекты
The Norther part of the West Siberian, oil, gaz, basement, cover, Paleozoic, Triassis, Jurassic, petroleum - promising objects
Рассмотрены особенности геологического строения глубоких горизонтов северной части Западной Сибири, включая Обско-Тазовскую губу и Западно-Ямальский шельф Карского моря. Обоснован прогноз нефтегазоносности фундамента и глубокозалегающих отложений синеклизы.
The geologic structure of deep-seated horizons of the northern part of the West Siberian geosyneclise, including Obsko-Tazovskaja guba and West-Jamalsky shelf of the Kara Sea is considered. New petroleum - promising objects have been revealed in the basement and deep-seated horizons of the geosyneclise cover.
На фоне общего падения запасов нефти и газа в юрско-меловом комплексе Западной Сибири все большее внимание геологической общественности привлекает изучение нефтегазоносности глубоких горизонтов. На севере Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна, на территории Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО), включая Обско-Тазовскую губу и Западно-Ямальский шельф Карского моря, на 1.1.2009г. выявлено 2689 залежей углеводородов (УВ) на 228 месторождениях. Абсолютное бльшинство этих залежей открыто в сеноманском, апт-альбском, не-окомском и верхнеюрском комплексах. В то же время, признаваемые перспективными нижнесреднеюрские, триасовые, палеозойские (в том числе, фундамент) комплексы отложений, залегающие на относительно больших глубинах, изучены крайне слабо или вообще не изучены. Так, в палеозойских отложениях открыта только одна газоконденсатная залежь на Новопортов-ском месторождении. В триасе залежей не открыто, в нижней юре открыто семь залежей (четыре - на Бованенковском, по одной на Малыгинском, Северо-Вынга-пурском и Ярудейском месторождениях).
Разрез нижней юры на территории ЯНАО вскрыт более, чем 300 скважинами, из них 150 скважинами вскрыты доюрские отложения, осадочный триас - 13 скважинами [1 ].
Чтобы сориентировать поисково-разведочные работы по глубокозалегающим (нижнеюрским и доюрским) объектам необходимо оценить их перспективы нефтегазоносности, т.е. выявить благоприятные геологические предпосылки.
С этой целью проанализированы фактические материалы сейсморазведки и бурения, а так же опубликованные работы последних лет по северной части Западной Сибири.
Сделана попытка оценить характер пород-коллекторов и флюидоупоров, типы ловушек, геохимическую характеристику разреза юрских и доюрских отложений и их нефтегазогенерационный потенциал, а так же глубины залегания перспективных горизонтов и эффективность освоения возможных залежей газа, нефти и конденсата.
Проблеме изучения геологического строения глубокозалегающих отложений этого региона посвящены работы ряда исследователей Западной Сибири (В.С. Боч-карева, А.М. Брехунцова, Ю.А. Евлахова,
Н.П. Запивалова, М.С. Зона, И.И. Нестерова, А.Э. Конторовича, К.А. Клещева, И.А. Плесовских, В.А. Скоробогатова, В.С. Суркова, В.В.Черепанова, В.С.Шеина, Г.Г. Шемина и других).
К новым перспективным объектам отнесены: образования коры выветривания и зоны разуплотнения внутри толщи пород фундамента; базальные слои нижней и средней юры и отложения палеозоя чехольного типа; зоны выклинивания юрских горизонтов; отложения осадочного триаса и вулканогенно-осадочные породы триаса, выполняющие грабенообразные впадины (к ним приурочено Рогожниковское нефтяное месторождение в ХМАО).
Образования фундамента на севере Западной Сибири представлены глинистыми и кремнистыми сланцами, базальтами, метаморфизованными известняками. По данным бурения сверхглубоких скважин СГ-6 и СГ-7 установлено: наличие пород - коллекторов до глубины 7 км, в том числе, в магматических и метаморфических образованиях; флюидоупоров; высокая газонасыщенность разреза в триас-юрских отложениях. Дан прогноз глубинной границы существования нефтей (4,7-5,0 км). ►
По данным геохимических исследований по ХМАО (В.Л. Шустер, С.А. Пунанова, 2011) аналогичная граница установлена на глубине 4,2 км.
Основными поисковыми объектами в образованиях фундамента являются коры выветривания и зоны разуплотнённых трещинно-кавернозных пород, которые приурочены к разломным участкам. Этаж нефтеносности на наиболее крупных нефтяных месторождениях мира в ловушках фундамента может достигать нескольких сотен метров (до 2 км на месторождении Белый Тигр, Вьетнам) [2]. Такие площади, где трещинно-кавернозные образования залегают на достижимых для бурения глубинах, имеются на севере Западной
Сибири: Восточно-Милисская на юго-западном борту Надым-Тазовской сине-клизы, Большой Уренгой, Паютовское и Витовское поднятия, расположенные на Южно-Обском участке Обской губы, вблизи Новопортовского месторождения (где из палеозойских отложений получен промышленный приток газоконденсата). Следует учитывать, что зоны развития коллекторов в трещинно-кавернозных породах фундамента распределены крайне неравномерно как по площади, так и по разрезу. Зачастую породы-коллекторы и нефтяные поля в ловушках фундамента залегают на значительных глубинах от поверхности (например, на 500 м ниже на северном своде месторождения Белый Тигр)
[2] или отсутствие проницаемых пород на приподнятых участках на Новопортовском и Варьёганском месторождениях Западной Сибири [1].
Отложения палеозоя чехольного типа развиты на востоке Западной Сибири и залегают ниже сейсмического горизонта А - подошва мезозойско-кайнозой-ских отложений. Мощность палеозойских осадочных отложений здесь 2-4,5 км (В.С. Бочкарев и др., 2007). Они вскрыты единичными скважинами и сложены филлитами, кристаллическими сланцами и гнейсами на Костровской, Ермаковской и Медвежьей площадях и осадочными отложениями (карбонаты и терригенные углистые) в Гыдано-Енисейском бассейне. ►
Возраст и тип отложений №№ скв. Минералогическая и структурная характеристика отложений Наличие трещин Характерные особенности
Новопортовское месторождение
Кора выветривания 93 гравелит с обломками доломита трещиноватый карбонатно-глинистый цемент
130 гравелит плотный из гальки, кварца и полевого шпата
134 брекчия из песчаника, сильно раздробленная
216 выветрелый доломит сильно трещиноватый
Девон и карбон ф+С) 93, 99 доломит известковистый, доломит доломитизированный, известняк, известняк массивный, скрытокристаллический, плотный, крепкий трещиноватые, сильно-трещиноватые, трещины заполнены кальцитом., разнонаправленные, под углом 45-600, открытые и закрытые прожилки, включения кальцита и сидерита (скв.179), прослой базальта (скв.99)
103, 124
129, 131
136, 179
93 известняк мрамороподобный трещиноватый, трещины заполнены кальцитом
303, 305 метаморфизированный доломит массивный, крепкий сильно трещиноватый трещины разнонаправл., закрытые и открытые
Интрузия ф) 215 перидотит массивный, плотный субвертикальные трещины, заполненные кварцем зеркала скольжения
Ордовик и силур (О^) 88, 126, 139 аргиллит метаморфизир.,плотный, крепкий, массивный, хлоритизированный(126 скв.), плотный слюдистый (139 скв.) вертикальная трещиноватость включения пирита (88 скв.)
107 песчаник мелко-среднезернистый с запахом нефти трещиноватые, трещины заполнены кальцитом, редко-кремнистым материалом (скв.115)
109, 115 сланец карбонатно-глинистый, крепкий слоистость горизонтальная, наклонная (0-450), зеркала скольжения (115 скв.))
138 метаморфизированный песчаник трещиноватый, трещины заполнены кальцитом падение слоев - 450
Протерозой 139 сланец зеленый трещиноватый косая слоистость
Бованенковское месторождение
Средний палеозой 97 туфоалевролит кварцево-полевошпа-товый, метаморфизированный трещинный, трещины выполнены плагиоклазом, карбонатом
116 аргиллит, филлит, сланец плотный, переслаивание аргиллита и алеврол
Протерозой порфировидный габбро-диабаз, мелкокристаллический сильно трещиноватый, трещины выполнены карбонатом
Таб.1. Литологические особенности доюрских отложений разного возраста
На большей части ЯНАО палеозойский чехол залегает на глубинах, превышающих 5000 м и не вскрыт бурением. Наименьшие глубины (2-2,5 км) кровли палеозоя отмечены в Верхнетазовском районе, на Худосейском валу. Геологические ресурсы УВ сырья палеозойского бассейна составляют (И.А. Плесов-ских и др.,2009г.) около 7 млрд.т нефти и 4,7 трлн.м3 газа.
Базальные слои нижней и средней юры, залегающие на породах фундамента, оказались регионально нефтеносными на Шаимском валу и газоносными на Березовской моноклинами, где глубина поверхности фундамента около 2 км. Месторождения высокодебитные, но мелкие по запасам. Открытая пористость базаль-ных отложений 20-30%, проницаемость от 500 до 6700 мД. К сожалению, на этих месторождениях фундамент вскрыт лишь на 20-30 м и практически не опоискован. Подобные геологические условия имеются и в ЯНАО, а глубины вполне достижимы для бурения.
Зона развития триасовых грабенов, представленных вулканогенно-терриген-ными отложениями (нефтеносны в Красно-ленинской области ХМАО), продолжается в западной части ЯНАО. Глубины залегания этих отложений достижимы для глубокого разведочного бурения.
В результате детального изучения геологического строения Обско-Тазовской губы и Западно-Ямальского шельфа и анализа материалов по Бованенковско-Харасавейской зоне Ямала [3,4] получены новые данные по строению и нефтегазо-носности этих регионов.
На территории полуострова Ямал
доюрский потенциально нефтегазоносный комплекс представлен складчатыми образованиями фундамента и отложениями промежуточного комплекса. Последний частично вскрыт на Новопортовском, Бова-ненковском, Харасавэйском и Уренгойском месторождениях. Комплекс включает три разнородных по литологии подкомплекса: карбонатный палеозойский, терригенный и вулканогенно-осадочный триасовый (пер-мо-триасовый) и кору выветривания триасовых и других образований.
Наиболее детально этот комплекс изучен на Новопортовском месторождении, где вскрытая мощность палеозойских отложений составила от 380 до 780 м, при абсолютных отметках кровли палеозоя от -2430 м в своде структуры до -3200 м на крыльях (рис.1). В карбонатных отложениях девона и песчаниках силура, в интервале 2530-3240 м, открыты залежи газоконденсата, а также получены притоки газа в интервале глубин 3300-3400 м из палеозойских отложений.
Литологическая характеристика до-юрских отложений приведена в таблице. Породы, представленные аргиллитами, песчаниками, гравелитами, конгломератами, мергелями, известняками, доломитами, глинистыми сланцами, перидотитами, характеризуются обильными трещинами, часть из которых заполнена кальцитом. Пористость метаморфизованных карбонатов около 1%, известняков от 2 до 8%. Гравелиты и конгломераты коры выветривания фундамента имеют пористость 3-5%, на отдельных образцах керна 6-12%. У метаморфизованных песчаников - пористость менее 2% [4].
В непосредственной близости от
Новопортовского месторождения, на Южно - Обском участке Обской губы сейсмо-разведочными работами МОГТ 2Д в 2001 -2002г.г. ОАО «Севморнефтегеофизика» выявлены Паютовское и Витковское поднятия. Для Паютовского поднятия (рис.2) предполагаемая площадь продуктивности по кровле доюрских отложений (горизонт А-РZ) составляет 170 км2 по изогипсе - 3300м, высота прогнозируемой залежи 150м.
Для Витковского поднятия, где перспективны по данным сейсморазведки МОГТ 2Д нижне-среднеюрские и полеозойские отложения, кровля доюрских отложений на глубине - 3300 м, высота прогнозируемой залежи 200 м, а площадь меньше Паютовского поднятия. Глубины залегания палеозойских отложений для этих двух структур вполне доступны для бурения.
На Западном Ямале расположен один из крупнейших в мире узлов газонакопления - Баваненковско-Харасавейская зона, включающая ряд газовых, газоконденсат-ных и нефтегазоконденсатных месторождений. Хотя на Бованенковском месторождении доюрские отложения вскрыты лишь шестью скважинами, плюс одна на Восточ-но-Бованенковском, они (отложения) хорошо изучены сейсморазведкой, в том числе, 3Д. По этим материалам установлена сильная дислоцированность юрских и доюрских отложений. В юрских отложениях выявлены аномалии пониженных (менее 4000 м/с) скоростей, к которым приурочены породы-коллекторы (скв.119, 114, 201 Бованенков-ского месторождения), что можно рассматривать как признак перспективности этого комплекса и на соседних площадях. Это же явление, вместе с характерным «слоистым» обликом сейсмозаписи может ►
Рис. 1 Схематический геологический профиль Новопортовского нефтегазоконденсатного месторождения
Рис. 2 Паютовское поднятие. Структурная карта по отражающему горизонту А(PZ?)
Рис. 3. Западно-Шараповское поднятие
свидетельствовать так же о развитии ниже по разрезу осадочных пород триас-палеозоя. Перспективные горизонты выделены как в верхней части доюрского разреза (песчано-алевритовые породы), так и в коре выветривания фундамента (см.табл). До глубины 4000-4250 м породы-коллекторы юрского возраста преимущественно порового типа, ниже - трещинно-порового и трещинно-кавернового типа.
На Западно-Ямальском шельфе (крайняя северная часть Западно-Сибирской эпигерцинской плиты) разрез сложен мощной толщей терригенных пород мезо-кай-нозойского возраста. В юрских и палеозойских отложениях наибольший поисковый интерес вызывает Западно- Шараповская структура, расположенная в юго-восточной части Карского моря, к западу от полуострова Ямал, а так же акваториальное продолжение Харасавейского и Крузен-штерновского газоконденсатных месторождений.
По результатам детальных сейсмораз-ведочных работ на Западно-Шараповской структуре подошва осадочного чехла выделяется на глубине 2500-4200 м (рис.3). Отложения верхней перми, триаса и нижней юры в разрезе отсутствуют, выклиниваясь в северо - восточном направлении до поверхности фундамента. В верхне-средне-юрских отложениях отмечены аномалии типа «яркое пятно». Несомненный интерес представляют так же и нижнепалезойские карбонатные отложения, залегающие на глубине 3100-3500 м.
Большинство выявленных ловушек в нижне-среднеюрских отложениях структурно-стратиграфические, реже тектонически- и литологически-ограниченные. В образованиях фундамента наиболее перспективны погруженные выступы фундамента с кристаллическими и карбонатными
породами в ядре [5].
Флюидоупорами для нижне-средне-юрских залежей углеводородов являются региональные глинистые толщи юрского возраста (верхняя и средняя юра). Для отложений триаса тампейской серии, которые трансгрессивно перекрывают породы складчатого фундамента (Юбилейная, Таркосалинская, Западно-Таркосалинская, Уренгойская площади, скважины СГ-6 и СГ-7), в кровельной части триаса выделяется глинистая пачка, способная экранировать скопления углеводородов (И.А.Плесовских и др.,2009). Для возможных залежей УВ в трещинно-кавернозных образованиях фундамента роль зональных флюидоупоров могут играть, наряду с региональными глини-сто-аргиллитовыми толщами юрского/ палеозойкого возраста, плохо проницаемые кристаллические или карбонатные породы, залегающие в кровле выступов фундамента.
Оценивая нефтегазогенерационный потенциал рассматриваемых отложений, следует отметить, что в центральных и северных районах Ямала большая часть нижне-среднеюрских отложений находится в зоне газообразования, что наряду с преимущественно гумусовым типом ОВ обеспечивает процессы газообразования.
Нижне-среднеюрские отложения (в объеме тюменской свиты) относятся к не-фтегазоматеринским толщам (НМТ). Они содержат ОВ смешанного сапропелево-гу-мусового типа ( II-III тип керогена).
Триасовые отложения, залегающие в глубоких прогибах, вскрыты только на Вос-точно-Бованенковской площади. По аналогии с хорошо исследованными триасовыми отложениями Уренгойской сверхглубокой скважины их можно отнести к газопроизводящим и на территории Ямала.
Палеозойские отложения, вскрытые на Бованенковском и Новопортовском месторождениях, отнесены к газоонефтемате-ринским по аналогии с юго-восточным и восточным обрамлением Западно-Сибирского НГБ. На большей части территории эти НМТ относятся к нефегазопроизво-дящим. Однако на юго-востоке Ямала, в районе Новопортовского месторождения степень катагенеза снижается и их возможно отнести к нефте- и газопроизводящим (Т.А.Кирюхина и др., 2011).
Залежи в фундаменте на севере Западной Сибири, по аналогии с открытыми мировыми месторождениями (Белый Тигр, Ауджила-Нафура, Ла-Пас, Мара и другие), могут быть сформированы за счет нефте-газообразующих осадочных толщ юрского/ палеозойского возраста, облекающих выступы фундамента, по механизму перетока флюидов из областей высокого давления (осадочные толщи) в сторону низкого давления (породы фундамента) под действием капиллярных сил за счет поверхностного натяжения на границе флюидальных фаз [5].
Таким образом, проанализированные фактические и опубликованные материалы позволяют сделать вывод о существовании благоприятных геологических предпосылок для открытия залежей нефти и газа на севере Западной Сибири в перспективных нижне-среднеюрских, триасовых, палеозойских отложениях и образованиях фундамента, залегающих на доступных для бурения глубинах. ■
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ
ЛИТЕРАТУРА:
1. Плесовских И.А., Нестеров И.И.(мл.), Нечипорук Л.А., Бочкарев В.С.,2009. Особенности геологического строения северной части Западно-Сибирской геосинеклизы и новые перспективные объекты для поисков углеводородного сырья// Геология и геофизика, т.50, №9,с.1025-1034.
2. Шустер В.Л., 2003.Проблемы нефтегазо-носности кристаллических пород фунда-мента.-М.ООО «Геоинформцентр»,48с.
3. Дзюбло А.Д., Черепанов В.В., Шустер В.Л., 2011г. Прогнозная оценка нефте-газоносности юрских и доюрских отложений на севере Западной Сибири. Тез. докл. на Международной конференции, посвященной памяти В.Е.Хаина «Современное состояние наук о Земле». -М.Изд-во МГУ,с.2119-2120.
4. Никитин Б.А., Дзюбло А.Д., Холодилов В.А., Цемкало М.Л.,2011, О нефтегазо-носности юрских и перспективных до-юрских отложений Обско - Тазовской губы и Западно - Ямальского шельфа// Газовая промышленность, спецвыпуск «Добыча углеводородов на шельфе», с.16-25.
5. Шустер В.Л., Пунанова С.А., Самойлова А.В., Левянт В.Б.,2011.Проблемы поиска и разведки промышленных скоплений нефти и газа в трещинно - кавернозных массивных породах доюрского комплекса Западной Сибири// Геология нефти и газа, №2,с.26-33.
