CC BY
37
ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ И ПАЛЕОГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМЫ КРАЕВЫХ ПРОГИБОВ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ В СВЯЗИ С ПЕРСПЕКТИВАМИ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ
Е.П. Свистунов, Ю.К. Бурлин, В.А. Колчин (МГУ им. М.В. Ломоносова)
Для геологов-нефтяников, рассматривающих термокаталитические процессы как один из ведущих факторов, определяющих генерацию углеводородов (УВ), изучение геотермического и па-леогеотермического режимов недр представляется весьма актуальным. Бассейны северо-западной части Тихоокеанского подвижного пояса, в пределах которого находятся Западно-Камчатский и Анадырский нефтегазоносные бассейны, характеризуются широкими вариациями геофизических полей, в том числе и теплового поля как в пространстве, так и во времени.
В основу настоящей работы положены результаты: термокаротажных исследований в выстоявшихся скважинах; замеры пластовых температур при испытании скважин на приток пластового флюида в открытом стволе; технического и химического анализа углей; определения показателя отражения витринита (ПОВ), величин максимальных температур (Тмакс) при пиролизе пород; петрофи-зических, в том числе теплофизических свойств пород (температуропроводность, теплоемкость, теплопроводность).
В катагенетическом поле выделяются региональная, зональная и локальная составляющие. Первая обусловлена кондуктивным теплопереносом, вторая и третья - тесно связаны с конвективным тепломассопереносом. Преобладание той или иной составляющей определяет вертикальную зональность катагенеза органического вещества (ОВ). Первый тип зональности связан с кон -дуктивным теплопереносом и является «фоновым». Такого типа зональность установлена в «при-платформенных» частях бассейнов - южной части Колпаковского прогиба, накладывающегося на Большерецкое поднятие, в северной части Анадырского бассейна в зоне его наложения на образования Кони-Танюрерской раннемезозойской зоны стабилизации (рис. 1, 2). Для данного типа зональности в целом характерно постепенное нарастание ПОВ с глубиной, осложняющееся катагенетиче-скими несогласиями, связанными с границами несогласий и размывами. Граница зон прото- и мезо-катагенеза проходит на глубине 2,2-2,5 км.
Второй тип катагенетической зональности установлен в пределах центральной части Колпаковского прогиба Западной Камчатки - в южной, наиболее погруженной части Анадырского нефтегазоносного бассейна (Майницкий прогиб). Для него характерна широкая дисперсия значений ПОВ, сокращенная мощность зоны протокатагенеза - 0,9-1,5 км. В ряде случаев она практически
Рис. 1. Зональность катагенеза ОВ в Колпаковском прогибе Западной Камчатки: 1 - изореспленды
Рис. 2. Зональность катагенеза ОВ в Нижне-Анадырской впадине - величина И„, определенная:
1 - в углях и углистых аргиллитах, 2 - аргиллитах и алевролитах, 3 - песчаниках, 4 - породах неустановленного состава, шламе;
5 - катагенетические несогласия; 6 - региональный флюидоупор
отсутствует - в скв. Р-10 Верхне-Телекайская на глубине 115 м Яа составляет 7,4 % (разрез непрерывный). Формирование подобной зональности связано с интенсивным конвективным тепломас-сопереносом, внедрением гидротерм и избирательным прогревом в зависимости от проницаемости слагающих разрез пород, что обусловливает высокую дисперсность значений ПОВ. Этот процесс сопровождается широким развитием вторичной минерализации, прежде всего цеолитизации. Сопоставляя масштабы этого процесса, следует отметить, что более интенсивно он проявился в пределах южной части Анадырского бассейна.
Площадное развитие зон аномалийного палеопрогрева в Анадырском бассейне может быть проиллюстрировано картой изореспленд подошвы пород автаткульской свиты миоцена (рис. 3), перекрывающих нижележащие отложения кайнозоя. Аномалийная зона имеет протяженность более 100 км при ширине около 25 км. Значение Я0 здесь достигает 0,65 % (градация МК2). На юго-западе эта анома-лийная зона, по-видимому, уходит под тектонические покровы Тамватнейского антиклинория. В центральной части аномалийной зоны фиксируются локальные максимумы (Телекайская структура).
Конфигурация аномалийного катагенетического поля в пределах Колпаковского прогиба носит несколько иной характер - локальные максимумы приурочены к бортовым зонам (рис. 1), где фиксируется наличие зон разломов, являющихся путями миграции флюидов. Такие аномалии получили название «палеотермодиапиров».
В пределах Анадырского бассейна на северо-западной периферии зоны аномалийного палеопрогрева выделен третий - промежуточный тип катагенетической зональности. Для него характерна мощность зоны протокатагенеза, не превышающая 1,5 км. В подошве елисеевской свиты, являющейся региональным флюидоупором, наблюдается скачкообразное возрастание параметра ПОВ. Градиент его изменения в отложениях под елисеевской свитой ниже, чем в вышележащем разрезе.
О 10 20 30 40 км
■__________i__________i__________i__________i
Условные обозначения:
гЕЗ2 EEEÍ31-~~—I4 :r-^i5 Е536 ! • I7
0,24 0,30 0,40 0,50 0,52 0,94 1,17 1,60 Ro %
[~ ПК. [ ПКг | ПКз | MKi ~ МКг ' МКз ¡ МК4 I
Рис. 3. Карта изореспленд (Ro, %) подошвы автаткульской свиты среднего миоцена
Формирование описанной катагенетической зональности связано, по-видимому, с более слабым, чем в пределах аномалийной зоны, проявлением гидротермального воздействия на породы и ОВ не пошедшего выше регионального флюидоупора, а в ряде случаев затухающего и ниже.
В связи с особенностями палеопрогрева в пределах рассматриваемых прогибов в их присклад-чатых частях (Колпаковский, Майницкий прогибы) сформировались зоны аномалийного палеопрогрева и связанные с ними очаги нефтегазообразования, имеющие в первом приближении двояковыпуклую форму, способствующую как вертикальной, так и латеральной миграции УВ. Особенности очагов нефтегазообразования предопределили особенности формирования и переформирования скоплений УВ, их размещения. С аномалийной зоной в Анадырском бассейне связаны нефтяные и газонефтяные месторождения (Верхне-Телекайское, Верхне-Эчинское, Ольховое), а также установлены многочисленные нефтегазопроявления. С периферийными частями этой зоны, характеризующейся промежуточным типом катагенетической зональности, связаны месторождения метанового газа (Западно-Озерное, Мирнинское). На остальной территории с катагенетической зональностью первого типа установлены непромышленные притоки метанового газа и получены притоки пластовых вод с растворенным газом.
В пределах Колпаковского прогиба с аномалийной зоной связаны газоконденсатные месторождения - Средне-Кунжикское и Кшукское. Последнее приурочено к локальному максимуму. Его формирование связано с интенсивным вертикальным тепломассопереносом в зоне повышенной проницаемости. Совместно с гидротермальными растворами происходила миграция УВ, что обусловило формирование многопластового месторождения. В юго-западном направлении от очага нефтегазо-образования в сторону Большерецкого поднятия фиксируется активная латеральная миграция УВ,
приведшая к формированию Нижне-Квакчикского и Северо-Колпаковского газоконденсатных месторождений в образованиях утхолокской свиты олигоцена.
Современное геотермическое поле рассматриваемых бассейнов зависит от величины кондуктив-ного и конвективного тепло- и тепломассопереноса, процессов, идущих в недрах бассейнов и имеющих как эндотермический, так и экзотермический характер, теплофизических свойств пород разреза.
Процессы активного конвективного тепломассопереноса в настоящее время носят ограниченный характер. Локальная положительная аномалия современного теплового поля, совпадающая с положительной катагенетической аномалией, отмечена на Телекайской структуре в Анадырском бассейне, где, по-видимому, в настоящее время имеет место формирование (переформирование) газонефтяного месторождения. Аналогичная положительная аномалия установлена в Колпаковском прогибе Западной Камчатки на Вейберовской структуре и связана, очевидно, с процессами переформирования нефтяного скопления в отложениях палеогена. Во всех остальных случаях выявленные скопления УВ как в Анадырском, так и в пределах Колпаковского прогиба Западной Камчатки, сопровождаются отрицательными температурными аномалиями. Их контрастность возрастает с глу -биной по мере приближения к скоплению УВ. Возникновение таких аномалий связывается с процессами декомпрессии при дегазации и может свидетельствовать о завершении периода активного углеводородонакопления.
Анализ изменения плотности теплового потока (ПТП) по разрезу показал, что оно носит нелинейный характер. Наиболее показателен в этом отношении теплофизический разрез скв. № 1 Средне-Кунжикская в Колпаковском прогибе Западной Камчатки, где ПТП до глубины 2250 м составляет 5567 мВт/м2, в интервале 2250-2600 м - возрастает до 82 мВт/м2, ниже - в интервале разреза 2600-3600 м (забой), представленном нижней частью кайнозойского чехла и образованиями складчатого основания мелового возраста, - снижается до 38-42 мВт/м2. Зона аномально высоких значений ПТП совпадает с главной зоной нефтеобразования, к которой приурочены притоки нефти в скв. № 1 и 3. Подобные факты отмечены в Западной Сибири, Тимано-Печорском бассейне и других местах. Возникновение таких аномалий связывается с экзотермическим эффектом при генерации УВ.
Связь температурного поля с теплофизическими свойствами отложений, слагающих разрез, наиболее наглядно проявляется в пределах Анадырского бассейна. Анализ распределения величины геотермического градиента (ГТГ) по площади Нижне-Анадырской впадины для интервала глубин 1-2 км показал, что его величина изменяется от 42 оС/км в северо-западной части до 33 оС/км в полосе, протягивающейся от Верхне-Эчинской площади до Вязкой. Обращает на себя внимание тот факт, что зона пониженных значений ГТГ полностью совпадает с зоной повышенного палеопрогрева отложений основания автаткульской свиты. Объяснением тому служит более высокая теплопроводность пород в зоне повышенного развития вторичной минерализации, связанной с интенсивным конвективным тепломассопереносом в этой зоне в недавнем геологическом прошлом.
Таким образом, изучение геотермического режима недр бассейнов, его вариаций во времени и пространстве является одним из объективных критериев оценки перспектив нефтегазоносности, позволяющих повысить его надежность.
Литература
1. БурлинЮ.К. Геотермические исследования при оценке перспектив нефтегазоносности (на примере Западной Камчатки и других регионов Дальнего Востока): обзор / Ю.К. Бурлин, Е.П. Свистунов и др. // Геология, методы поисков, разведки и оценки месторождений топливно-энергетического сырья. - Вып. 5. - М.: Геоинформмарк, 2000. - 39 с.
2. Свистунов Е.П. Геотермический режим и катагенетическая зональность в бассейнах Камчатки / Е.П. Свистунов // Геология и геохимия горючих ископаемых. - М.: МГУ, 1991. - С. 142-152.
3. Свистунов Е. П. Геотермический и палеогеотермический режим бассейнов Западной Камчатки / Е.П. Свистунов // Тепловое поле Земли и методы его изучения. - М.: Изд-во Рос. университета дружбы народов, 2000. - С. 80-85.
4. Свистунов Е.П. Зональность теплового поля и нефтегазообразование в Охотско-Камчатском бассейне / Е.П. Свистунов // Вестник МГУ. - 2001. - № 2. - С. 55-57. - (Геология).
