ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ШЕЛЬФОВ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫХ МОРЕЙ

Ступакова А.В.; Суслова А.А.; Книппер А.А.; Карнюшина Е.Е.; Крылов О.В.; Шелков Е.С.; Коротков С.Б.; Карнаухов С.М.; Осипова О.Н.

ГЕОРЕСУРСЫ / GEORESOURCES „ у 2021. Т. 23. № 2. С. 26-34

gr Л

оригинальная статья

DOI: https://doi.Org/10.18599/grs.2021.2.2 ' удк 553.982

Особенности геологического строения и нефтегазоносности шельфов Дальневосточных морей

А.В. Ступакова1, А.А. Суслова1*, А.А. Книппер1, Е.Е. Карнюшина1, О.В. Крылов1, Е.С. Шелков1,

С.Б. Короткое2, С.М. Карнаухов3, О.Н. Осипова1

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, Москва, Россия 2ООО «Газпром инвест», Санкт-Петербург, Россия 3ООО «Инновационные нефтегазовые технологии», Москва, Россия

Шельф Российской Федерации является одним из важнейших полигонов для наращивания углеводородной сырьевой базы. В статье рассмотрены особенности геологического строения шельфов Дальневосточных морей. В Охотском море наиболее перспективным остается шельф острова Сахалин, где открыто большое количество месторождений. Шельф Берингова и Японского морей недостаточно изучен, но тем не менее обладает перспективами для поиска скоплений нефти и газа.

Основное внимание уделено особенностям геолого-геофизической изученности и литолого-стратиграфическо-го строения, нефтегазоносности, проведена корреляция основных опорных разрезов Охотского моря. Уточнено структурно-тектоническое районирование всего Дальневосточного региона с целью выделения зон глубоких прогибов и мощного осадочного чехла для прогноза очагов генерации углеводородов.

Ключевые слова: Дальневосточный регион, Охотское море, Берингово море, Японское море, о. Сахалин, п-ов Камчатка, нефтегазогеологическое районирование, тектоническое строение, перспективы нефтегазоносности

Для цитирования:Ступакова А.В., Суслова А.А., Книппер А.А., Карнюшина Е.Е., Крылов О.В., Шелков Е.С., Коротков С.Б., Карнаухов С.М., Осипова О.Н. (2021). Особенности геологического строения и нефтегазоносности шельфов Дальневосточных морей. Георесурсы, 23(2), с. 26-34. DOI: https://doi.org/10.18599/grs.2021.2.2

Введение

Дальневосточный шельф Российской Федерации, включающий Берингово, Охотское и Японское моря, -самая восточная часть нашей страны.

Развитие Арктических территорий и шельфа, освоение Северного морского пути способствует, в том числе, и развитию Дальневосточных регионов, нефтегазоносный и редкоземельный потенциал которых огромен, но слабо изучен (Шувалов и др., 2014). Экспортные и промышленные возможности Дальнего Востока велики, регион имеет выход к двум океанам: Тихому и Северо-Ледовитому, граничит с четырьмя государствами: США, Китаем, Японией, Кореей и КНДР. Главным вместилищем углеводородного сырья являются палеоген-неогеновые осадочные комплексы шельфов окраинных морей. Наибольшие запасы нефти и газа разведаны на шельфе Сахалина, где эксплуатируется ряд месторождений.

В Тихоокеанской части под юрисдикцией России находятся Беринговоморская, охотоморская акватории и, частично, северный сектор Япономорской. Характерной особенностью Дальневосточных морей является высокая сейсмичность, цунами, большая вариативность глубин (до 4000 м) и кардинальное отличие геологического строения от прилегающей суши. Уже более 60 лет исследования Дальневосточного шельфа проводятся специалистами различных компаний. На современном этапе развития РФ - ОАО «ДМНГ», ФГУНПП «Севморгео»,

* Ответственный автор: Суслова Анна Анатольевна

e-mail: a.suslova@oilmsu.ru

ОАО «МАГЭ, ОАО «СМНГ», ФГУП «ВНИГРИ», ФГБУ «ВНИИОкеангеология», ПАО «НК «РОСНЕФТЬ», ПАО «ГАЗПРОМ», АО «Росгеология», МГУ имени М.В. Ломоносова и др. Серьезный вклад в геологические исследования и освоение сделали зарубежные компании - Shell, Haliburton, PGS, Statoil (н.в. Equinor), Schlumberger и др.

Геолого-геофизическая изученность и лицензирование

Бассейны Дальневосточных морей РФ обладают неплохой степенью геолого-геофизической изученности, однако отмечается недостаточное внимание к комплексным региональным работам по увязке результатов разномасштабных работ и сопоставлению результатов, полученных по соседним акваториям и на суше (Суслова, 2020). Наиболее изученными территориями являются - шельф острова Сахалин, Магаданский шельф и западный шельф полуострова Камчатки, что в первую очередь связано с более развитой инфраструктурой. В акваториальной части выполнен значительный объем региональных и поисковых сейсморазведочных работ (на отдельных площадях имеется 3D съемка), пробурены поисковые и разведочные скважины (шельф Сахалина - более 50 скважин, Магаданский шельф - 5 скважин, Западно-Камчатский шельф - 2 скважины).

В настоящее время, на шельфе Дальневосточных морей владеют лицензиями компании ПАО «НК «РОСНЕФТЬ», ПАО «Газпром», ПАО «Газпром нефть» и др., на восточном побережье Камчатки и на территории Командорского и Алеутского бассейнов в Беринговом море - АО «Росгеология».

SCIENTl FK AND TECHNICAL JOURNAL

GEDRESGURCES

Геологическое строение

Отложения Дальневосточного региона характеризуются молодым мезокайнозойским возрастом (рис. 1). В разрезе Охотского и Берингова морей на основании данных бурения и сейсморазведки выделяется до пяти литолого-стратиграфических комплексов регионального распространения, разделённых региональными несогласиями: докайнозойский, палеоген-раннемиоценовый, ранне-среднемиоценовый, средне-позднемиоценовый и позднемиоцен-плиоценовый, сложенных в основном терригенными и вулканогенными породами (Маргулис, 2009). Мощность осадочного выполнения изменяется от полного отсутствия в зонах выхода фундамента на дно моря до 10-12 км на участках его наибольшего погружения. Характерной особенностью осадочного чехла является практически полное отсутствие карбонатных отложений, широкое развитие туфогенной примеси во всех литотипах пород, высокая доля кремнистых образований и существование, по крайней мере, 2-х обширных зон палеодельт, связанных с геологической деятельностью в неогеновое время палеорусел Амура и Пенжины. Стратиграфическое изучение толщ связано в этом регионе с большими трудностями: значительная дислоцирован-ность пород, громадная мощность слоев, их фациальная

изменчивость, наличие клиноформ, значительная доля вулканических пород и др. (Гладенков, 2016).

Яркой особенностью Дальневосточных бассейнов является биохемогенное кремнистое осадконакопление. Оно определяется климатическими и гидродинамическими факторами и тесно связано с эксплозивным вулканизмом, продукты которого поступают в осадочные бассейны, создавая условия для развития кремнеорганизмов. Свой вклад вносит и поствулканическая гидротермальная деятельность.

Сопоставление разрезов морских скважин с разрезами на суше свидетельствуют о том, что значительный объем кайнозойских осадочных бассейнов Дальнего Востока представлен глинисто-кремнистыми осадками. Благоприятный первоначальный состав органического вещества (ОВ) и ускоренное преобразование минеральной части обеспечивают их нефтематеринский потенциал (Бурлин, 1981). В отложениях терригенно-туффито-кремнистых формаций могут начаться достаточно интенсивные процессы образования нефтяных углеводородов (УВ) и эмиграция подвижных компонентов намного раньше, чем в других литотипах (Кирюхина, 2013). Несмотря на недостаточную зрелость ОВ в кремнистых и глинисто-кремнистых толщах (ОВ которых имеет

Рис. 1. Схема корреляции опорных литолого-стратиграфических разрезов Охотоморского региона (Составлена по данным ОАО «ДМНГ», ПАО «НК «РОСНЕФТЬ», ПАО «Газпром», ПАО «Газпром нефть» и др.)

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ

ГЕОРЕСУРСЫ / GEORESOURCES

2021. Т. 23. № 2. С. 26-34

бактериально-фитогенный состав) процессы новообразования битуминозных компонентов начинаются раньше, чем в терригенных и глинистых.

На Дальнем Востоке значительная часть ресурсов УВ прогнозируется в краевых впадинах окраины Евроазиатского континента и кайнозойских аккреционно-коллизионных систем. Наиболее перспективным остается шельф о. Сахалин, с наиболее благоприятным геологическим разрезом, содержащим мощные слои покрышек и коллекторов (Маргулис, 2009). В разрезе выделяются 3 нефтегазоносных комплекса: верхнеолигоцен-нижнемиоценовый, нижнемиоцен-среднемиоценовый и среднемиоцен-плиоценовый (рис. 2). Нефтегазоносность верхнеолигоцен-нижнемиоценового комплекса связана с кремнисто-глинистой даехуринской и преимущественно аргиллитовой уйнинской свитами. В нижне-среднемиоце-новом комплексе отмечаются выдержанные по латерали породы-коллекторы, содержащие месторождения нефти и газа. Благоприятное сочетание мощных мелководно-морских верхнедагинских песчаников и глинистой око-быкайской покрышки формирует высокопотенциальный нефтегазовый резервуар. Вышележащий среднемиоцен-плиоценовый комплекс имеет широкое распространение и содержит крупнейшие нефтегазовые скопления на Охотском шельфе Сахалина в пластах окобыкайского и нижне-верхненутовского горизонтов (Савицкий, 2005).

Рис. 2. Сводные стратиграфические разрезы северо-восточного шельфа о. Сахалин (I), магаданского шельфа (II) и западного шельфа п-ова Камчатка (III) (Составлено по данным ФГБУ «ВСЕГЕИ» (2012), АО «СМНГ» (2011); ООО РН-СахалинНИПИморнефть (2015); Занина (1958); Болотникова и др. (1963); Геология СССРXXXI... (1964); Брут-ман (1986); Гладенков и др. (1991,1998, 2002, 2013); Харахинов и др. (1998, 2010, 2014); Митрофанова и др. (1997); Волгин (2003); Бордунов (2010); Петровская и др. (2011))

Перспективы нефтегазоносности Магаданского шельфа к настоящему времени не доказаны. Осенью 2016 г. компании Роснефть и Statoil пробурили 2 скважины на нефть на участках недр Магадан-1 и Лисянский в акватории Охотского моря. Скважины оказались сухими, что, по нашему мнению, может быть связано с отсутствием мощных флюидоупоров.

На суше Камчатки к настоящему моменту открыто четыре газоконденсатных месторождения в олигоцен-миоценовых отложениях, где продуктивны пласты ут-холокско-вивентекской и эрмановской свит. На шельфе полуострова необходимо продолжение поисковых работ и научных исследований. В Беринговом море, на аква-ториальном продолжении Анадырского бассейна, прогнозируются отложения аналогичные континентальным, которые могут обладать нефтегазоносным потенциалом (Харахинов, 2014). Промышленная нефтегазоносность доказана только на суше в нижне-среднемиоценовой толще, где открыто четыре месторождения, а введено в эксплуатацию только одно газовое месторождение. В акватории в результате бурения скважины Центральная-1 скопления УВ установлены не были (Маргулис, 2013).

Выделение формаций в осадочных бассейнах в совокупности с представлением о тектоническом положении дает основу для проведения нефтегазогеологического районирования (Бурлин, 1980). Большое разнообразие современных тектонических схем (Богданов H.A., Хаин В.Е, Бурлин Ю.К., Харахинов В.В., Маргулис Л.С., ОАО «ДМНГ», ОАО «МАГЭ, ОАО «СМНГ», ФГБУ «ВНИГНИ», ФГБУ «ВНИГРИ», МГУ имени М.В. Ломоносова, ОАО РОСГЕОЛОГИЯ и др.) и отсутствие единой структурно-тектонической основы для всего Дальневосточного региона затрудняет выделение и типизацию нефтегазоносных областей. Основная проблематика современного нефтегазоносного районирования связана с тем, что оно проведено в основном по наличию месторождений в нефтегазоносных областях (НГО), не всегда приуроченных к тектоническим элементам. На наш взгляд это не совсем верно в связи с тем, что в разных прогибах будут различные условия образования УВ и пути миграции, которые напрямую влияют на формирование коммерчески рентабельных скоплений УВ. Районирование целесообразно проводить с позиции общего представления о строения региона. Охотское море, являясь уникальной зоной перехода между Азиатским континентом и ложем Тихого океана, может рассматриваться, как единый мегабассейн - Охотоморский. В его пределах, на основании структурно-тектонических характеристик, выделяются бассейны, нефтегазоносные области и районы.

SCIENT1FK AND TECHNICAL JOURNAL

GEDRESGURCES

Для прогноза очагов генерации углеводородов необходимо провести структурно-тектоническое районирование, выделение зон глубоких прогибов и мощного осадочного чехла (Ступакова, 2009). Авторами рассмотрены характерные черты геологического строения региона, проведена типизация выделенных впадин и прогибов и построена структурно-тектоническая схема для всего Дальневосточного региона (рис. 3). В структурном плане присутствуют положительные и отрицательные структурные элементы, в пределах которых выделяется два структурных этажа: палеогеновый (рифтовый) и олигоцен-плиоценовый (синеклизный).

Распределение отложений в зонах перехода от континента к океану вызывает особый интерес ввиду повышенной тектонической активности, что определяет распределение осадочных формаций и особенности их состава (Конюхов, 2010). В дальнейшем это также сказывается на преобразовании как минерального, так и органического вещества (Бурлин, 1980). На сейсмических профилях по периферии Охотского моря вдоль берегового обрамления отчетливо выделяется мощный осадочный чехол до 5 км (рис. 4).

В центральной части Охотского моря по сейсмическим данным выделяются приподнятые блоки, приуроченные к выступам фундамента, где осадочный чехол сильно сокращен по мощности (рис. 5). Эти крупные структуры окружены зонами глубоких прогибов, осадочный чехол которых достигает четырех километров и выклинивается по направлению к выступам. Так в бортовых зонах Центрально-Охотского поднятий, поднятий Академии наук и Института океанологии можно прогнозировать области развития стратиграфически экранированных ловушек, которые могли быть заполнены углеводородами за счет их латеральной миграции из наиболее погруженных зон.

В тектоническом строении Берингова моря присутствуют аналогичные осадочные комплексы со схожими мощностями, как и в Охотском море. Наибольшие перспективы связаны с Анадырским бассейном. Бассейн отличается большей мощностью осадочного чехла (до 4х км на суше), которая может увеличиваться в сторону акватории (Агапитов, 2004) (рис. 6).

В Японском море перспективы открытия новых месторождений уВ значительно ниже. Осадочный чехол сильно сокращен, а глубины моря достигают 4-5 км (рис. 7) (ТатаИ et а1., 1992).

Рис. 3. Схема структурно-тектонического районирования Дальневосточных морей (Составлена по данным ОАО «ДМНГ»; Бурлин (1981); Обухов (1997); Бурлин (2008); Мазарович (2005); Хаин (2007, 2008); Петровская, Грецкая и др. (2008, 2017); Рыбак-Франко и др. (2013); Харахинов и др. (2014); АО «Росгеология» (2017))

НЮЧНО-ТЕХНИЧЕСЩЙ ЖУРНАЛ

Северо-Сахалинский мегапрогиб , ' Марийско-Томинская Северо-Шмидтовское , . система прогибов 1_поднятие

сек, 0 —- г---—

Шантарскфо-Лисяфнский,! мегапрогиб

§ ^ О 5 Iю

^ 11 |янтдпекий ^ т Нансиканский т | АЛДОМСКИЙ прогиб | I | пр0г^б 1 » I I "Р0™6 || с] Кухтуйский прогиб | Лисянский прогиб

сек, О

Зона Южно-Охотских поднятий

Северо-Саха Пограничный прогиб | Чайвинско-Пильтунский прогиб

с к и й Шмидтовское поднятие

мегапрогиб

Шмидтовское МаРииск°-ПППНЯТИР Томинская рг

Восточно-Сахалинский прогиб Марийско-Томинская ||идмжие система | 11-|Г | система прогибов | | прогибов 0

ю

сек, О

Тюлений Поднятие

прогиб I Полевого

|в Магаданский прогиб

„ _ Мотыклейский прогиб

С п™ибКИ"| Северо-Охотский прогиб |

р о г и б о в атский проги

Первоочередная 1

Центрально-Охотская зона поднятий |г I Соболевское поднятие ^

1 - палеогеновый рифтовый структурный этаж (рифтовый) 2 - олигоцен-плиоценовый структурный этаж (синеклизный) Рис. 4. Композитный сейсмогеологический профиль вдоль береговой линии Охотского моря (по данным ОАО «ДМНГ», Ступакова и др. (2014) с дополнениями)

Северо-Сахалинский мегапрогиб

ф

§ х Восточно- Центрально-Охотская зона прогибов Центрально-Охотская зона поднятий Западно-Камчатская зона прогибов

Рис. 5. Сейсмогеологический профиль через центральную часть котловины Охотского моря (по данным ОАО «ДМНГ» с дополнениями)

1 - докайнозойский консолидированный фундамент 2 - кайнозойские осадочные отложения и вулканические образования

Рис. 6. Композитные сейсмогеологические профили по шельфу Берингова моря (по данным ОАО «ДМНГ» (2016), Грецкая и др. (2019) с дополнениями)

По сейсмическим данным выделяется множество подводных вулканов. При этом наличие процессов генерации и миграции нефти и газа подтверждено интенсивными нефтегазопроявлениями при бурении на островах Тонга, на океанском склоне о. Хонсю, в глубоководной котловине Японского моря (Бурлин, 1980).

Выводы

Дальневосточный регион обладает высокими перспективами нефтегазоносности и развитой инфраструктурой, необходимой для освоения, транспорта и сбыта УВ. Значительная часть открытых месторождений региона нуждается в доразведке.

В последние годы Росгеологией и недропользователями выполнены масштабные разведочные и региональные

сейсморазведочные работы, на шельфе о. Сахалин пробурены поисково-разведочные и уникальные эксплуатационные скважины, собраны километры керна и данных ГИС. Вместе с тем, наблюдается дефицит комплексных камеральных работ по обобщению и увязке накопленного массива информации, не хватает новых литолого-стра-тиграфических работ по увязке и сопоставлению региональных стратиграфических пачек. Особое внимание следует уделить исследованию флюидоупоров и оценке генерационного потенциала нефтематеринских пород. Надежные покрышки являются основным поисковым критерием для поиска газовых месторождений на Камчатском и Магаданском шельфе.

Для успешной разведки и освоения шельфов Дальневосточных морей необходима программа

НАУЧНО-1ЕХН№ЕСКИЙ ЖУРНАЛ

ГЕОРЕСУРСЫ / GEORESOURCES

2021. Т. 23. № 2. С. 26-34

ml

комплексных исследований Дальневосточного шельфа, выполнить которую могли бы ведущие научные коллективы России. Оценка углеводородного потенциала должна быть проведена в комплексе с анализом запасов твердых и редкоземельных полезных ископаемых береговой зоны.

литература

Агапитов Д.Д. (2004). Геологическое строение и нефтегазоносность Анадырского бассейна. Дисс. канд. геол.-мин. наук. Москва, 168 с.

Бурлин Ю.К., Баженова О.К., Карнюшина Е.Е. (1980). Кайнозойские осадочные формации северо-запада Тихоокеанского тектонического пояса. Сб.: Типы осадочных формаций нефтегазоносных бассейнов. Отв. ред. Н.Б. Вассоевич. Москва: Наука, с. 192-199.

Бурлин Ю.К., Карнюшина Е.Е., Свистунов Е.П., Донцов В.В. (2008). Состав и условия образования кайнозойских нефтегазоносных отложений Анадырского бассейна. Вестн. Моск. ун-та., 1, с. 50-58.

Гладенков Ю.Б. (2016). Проблемы стратиграфического расчленения осадочных толщ складчатых областей (на примере кайнозоя Дальнего Востока России). Базовые принципы региональной стратиграфии. Общая стратиграфическая шкала и методические проблемы разработки региональных стратиграфических шкал России. Мат. межведомственного рабочего совещания. Санкт-Петербург: ВСЕГЕИ, с. 43-44.

Грецкая Е.В., Савицкий А.В., Петровская Н.А., Рыбак-Франко Ю.В. (2019). Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности российского сектора Берингова моря и Тихого океана. Сборник научных трудов. Под ред. Ступаковой А.В. Москва: Перо, с. 133-137.

Карнюшина Е.Е., Бурлин Ю.К., Свистунов Е.П., Крылов О.В. (2017). Физико-литологические свойства олигоцен-миоценовых формаций Охотско-Камчатского бассейна (к 85-летию профессора Юрия Константиновича Бурлина). Георесурсы, Спецвыпуск, с. 12-18. http:// doi.org/10.18599/grs.19.3

Кирюхина Т.А., Бордунов С.И. и др. (2013). Геохимические исследования шлама, образцов керна и пластовых флюидов (разведочные скважины Южно-Киринская № 1, Киринская № 3, поисковая скважина мынгинская № 1) на Киринском лицензионном участке. Отчет о НИР. Москва: МГУ, 192 с.

Конюхов А.И. (2010). Окраины континентов - глобальные пояса нефтенакопления. Западно-Тихоокеанский пояс. Литология и полезные ископаемые, 5, с. 1-23.

Маргулис Е.А. (2013). Литология кайнозойских отложений российского шельфа Берингова моря (скважина Центральная-1). Нефтегазовая геология. Теория и практика, 8. https://doi.org/10.17353/2070-5379/39_2013

Маргулис Л.С. (2009). Нефтегеологическое районирование и оценка нефтегазовых ресурсов Дальневосточных морей. Нефтегазовая геология. Теория и практика. http://www.ngtp.ru/rub/5/23_2009.pdf

Савицкий А.В. (2005). Оценка перспектив нефтегазоносности шельфа Северного Сахалина на основе бассейнового моделирования. Дис. канд. геол.-мин. наук. Москва, 143 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Ступакова А.В., Бурлин Ю.К. (2009). История формирования оса-дочно-породных бассейнов шельфа российской Арктики. Тектоническое совещание РАН. Москва.

Суслова А.А., Ступакова А.В., Коротков С.Б., Карнаухов С.М., Книппер А.А., Шелков Е.С., Баранова Д.Б., Радченко К.А., Гилаев Р.М., Степанов П.Б. (2020). Нефтегазоносные бассейны России. Деловой журнал Neftegaz.RU, 97, с. 52-64.

Харахинов В.В., Шленкин С.И., Вашкевич А.А., Агапитов Д.Д., Обухов А.Н. (2014). Нефтегазоносные бассейны Беринговоморского региона (итоги нефтегазопоисковых работ 2000-2009 гг.). Москва: Научный мир, 340 с.

Шувалов И.И., Хабриева Т.Я., Капустин А.Я. и др. (2014). Глобализация и интеграционные процессы в АзиатскоТихоокеанском регионе (правовое и экономическое исследование). М.: ИНФРА-М, 249 с.

Tamaki K., Suyehiro K., Allan J., McWilliam M., et al. (1992). Proc. ODP, Init. Repts., 127: College Station, TX (Ocean Drilling Program). DOI: 10.2973/odp.proc.ir. 127.1990

сведения об авторах

Антонина Васильевна Ступакова -доктор геол.-мин. наук, профессор, директор Института перспективных исследований нефти и газа, заведующая кафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова