CC BY
10
УДК 553 98 551 732 2(571 5)
C.B. Фролов, Е.Е. Карнюшина, Н.И. Коробова, Н.П. Фадеева, Г.Г. Ахманов, О.В. Крылов
СТРОЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ВЕРХНЕПРОТЕРОЗОЙСКО-НИЖНЕКЕМБРИЙСКИХ КОМПЛЕКСОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ РАЙОНОВ СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ
В статье обобщены материалы по геологии, литологии и геохимии нефтегазоносных отложений рифея, венда и нижнего кембрия центральной части Сибирской платформы Оценены нефтегеоло-гические свойства этих отложений на основании палеогеографического анализа, выделения коллекторов, нефтематеринских толщ, определения стадиальных преобразований пород, очагов генерации и региональной миграции углеводородов в различные ловушки в зонах возможного нефтегазона-копления
Введение. В настоящее время территория древней Сибирской платформы — один из наиболее перспективных регионов России для прироста запасов углеводородного сырья Здесь открыто несколько десятков месторождений газа и нефти, подчас весьма крупных, большинство из которых сконцентрировано в пределах Непско-Ботуобинской и в меньшей степени Байкитской антеклиз (рис 1) Комплексами-доминантами являются терригенные породы нижней части венда, также продуктивны рифейские, верхневендские и нижне-среднекемб-рийские карбонатные отложения
Материалы и их обсуждение. В связи с этим несомненный интерес для поисков новых залежей нефти и газа представляют центральные районы платформы, которые в геологическом отношении представляют собой зону сочленения Байкитской и Непско-Ботуобинской антеклиз, а также Курейской синеклизы (рис 2, 3) В рассматриваемой части Непско-Ботуобинской антеклизы (Катангский выступ) открыто Собинско-Пайгинское нефтегазовое месторождение с залежами в терригенных отложениях венда, а на Камовском своде Байкитской антеклизы — Юрубченское и Куюмбинское газонефтяные месторождения, основные запасы которых содержатся в карбонатной толще рифея [Мухаметзянов и др , 2003, Славкин и др , 1999, Харахинов и др , 2000]
На этом фоне Курейская синеклиза — огромная по размерам впадина, выполненная чрезвычайно мощным (более 7—8 км, а по некоторым данным, до 10 км) верх-непротерозойско-палеозойско-нижнетриасовым осадочным чехлом, остается одним из наименее изученных в нефтегеологическом отношении регионов Восточной Сибири Здесь имеется редкая сеть сейсмопрофилей и очень небольшое количество глубоких скважин Резервуары рифея, венда и нижнего кембрия, к которым приурочены все сколько-нибудь существенные скопления нефти и газа, выявленные на Сибирской платформе, бурением практически не изучены, а в вышележащих отложениях продуктивных резервуаров не выявлено В данной ситуации оценка нефтегазоносности синеклизы должна основываться на прогнозе строения и фациальных особенностях нижних горизонтов осадочного чехла, особенно на наличии в них коллекторов, покрышек, материнских отложений, а также реконструкции пространственно-временных соотношений очагов генерации и зон
нефтегазонакопления При существующей степени изученности такой анализ более корректен для южных частей синеклизы
Верхнепротерозойско-нижнекембрийские отложения наиболее полно изучены в пределах Камовского свода и Катангского выступа Непско-Ботуобинской антеклизы Рифейские отложения здесь распространены практически повсеместно (за исключением небольших участков на севере и северо-западе Юрубченской площади) и представлены двухчленной толщей общей мощностью до 2—3 км и более [Конторович и др , 1996] В основании разреза Камовского свода выделяются преимущественно красноцветные аркозовые песчаники зелендуконской толщи, выше залегают терригенно-карбонатные отложения камовской серии Последняя сложена доломитами, иногда переслаивающимися с известняками, мергелями, аргиллитами, реже с алевролитами и песчаниками В разрезе выделяются 5—6 циклитов [Хабаров и др , 2002], в основании каждого из которых преобладают глинисто-карбонатные разности, а верхние части обычно сложены доломитами с незначительной терригенной примесью
Коллекторы в рифейских отложениях, с которыми связаны притоки нефти (до 400 м3/сут и более) и газа, имеют вторичный генезис Их образование объясняется выщелачиванием карбонатов, происходившим в течение длительного перерыва в осадконакоплении (примерно в интервале 850—580 млн лет), за время которого в некоторых блоках было уничтожено эрозией свыше 1 км рифейских пород Наиболее активно кавернообра-зование происходило в "чистых" доломитах, развитых преимущественно в верхних частях циклитов, особенно на участках интенсивной трещиноватости Емкость таких коллекторов достигает 10—14%, максимальная проницаемость — 250—1000 мД [Багринцева и др , 2003]
В пределах Байкитской антеклизы и Катангской седловины рифейские толщи, обогащенные органическим веществом (OB) морского бактериально-альгенитового генезиса, представлены глинистыми, глинисто-алевритовыми, глинисто-известняковыми и глинисто-доломитовыми комплексами, наиболее характерными для нижних частей рифейских циклов седиментации Им свойственна литологическая и главным образом геохимическая неоднородность, выраженная
Рис 1 Обзорная схема нефтегазоносности Лено-Тунгусского бассейна 1—41 месторождения 1 — Подкаменнск, 2 — Сухотунгусское, 3 — Тана-чинское, 4 — Мактаконское, 5 — Куюмбинское, 6 — Юрубчено-Тохомское, 7 — Оморинское, 8 — Собинское, 9 — Пайгинское, 10 — Агалеевское, 11 — Атовское, 12 — Братское, 13 — Ковыктинское, 14 — Марковское, 15 — Ярактинское, 16 — Аянское, 17 — Дулисьминское, 18 — Пилюдин-ское, 19 — Даниловское, 20 — Верхнечонское, 21 — Вакунайское, 22 — Тымпучиканское, 23 — Ачинское, 24 — Талаканское, 25 — Нижнехама-кинское, 26 — Чаяндинское, 27 — Среднеботуобинское, 28 — Хотого-Мурбайское, 29 — Отраднинское, 30 — Таас-Юряхское, 31 — Бесюрахское, 32 — Икгехское, 33 — Верхневилючанское, 34 — Вилюйско-Джербинское, 35 — Маччобинское, 36 — Иреляхское, 37 — Станахское, 38 — Мирнин-ское, 39 — Северо-Нелбинское, 40 — Нелбинское, 41 — Басыхтахское 1 — месторождения нефти и газа, 2— выходы на поверхность кристаллического фундамента
в крайне неравномерном обогащении пород органическим веществом даже в пределах темноцветных, относительно однородных глинистых и глинисто-доломитовых комплексов Концентрация органического углерода (Сорг) в большей части исследованных образцов низкая (0,01— 0,3%) На этом фоне отмечаются прослои с повышенным содержанием ОВ Самые древние из этих прослоев на территории Байкитской антеклизы сложены 30—40-метровыми пачками аргиллитов, мергелей, глинистых доломитов и известняков вэдрэшевской и мадринской толщ (нижний—средний рифей) Содержание Сорг в них составляет 0,5—2,0%, степень преобразованности соответствует градациям катагенеза МК4—МК5 [Органическая геохимия палеозоя ,1981]
Особый интерес с точки зрения нефтематеринского потенциала представляет пачка аргиллитов, относящаяся к верхней части разреза верхнего рифея — ирэмэкэн-ской свите Верхние 10 м этой свиты сложены слабодо-
ломитистыми темно-серыми и почти черными аргиллитами с коричневатым оттенком В них отмечена высокая концентрация Сорг (3,5—13,6%) Степень их преобразованности соответствует градациям катагенеза МК(— МК2 [Филлипцов и др , 1999]
В пределах Катангской седловины в нижних частях рифейского разреза (берейская, огневская и джелинду-конская толщи) среди доломитов содержатся маломощные пласты аргиллитов (от нескольких сантиметров до нескольких метров), в которых концентрация Сорг достигает нескольких процентов Наиболее обогащена ОВ аянская толща темноцветны* аргиллитов и доломитовых мергелей Количество Сор1 в этих породах составляет до 1,7—3,2%, средневзвешенное содержание Сорг — 1,45%, степень преобразованности, видимо, соответствует концу главной зоны нефтеобразования (ГЗН) Возможно, эти глинистые породы являются аналогом аргиллитов ирэм-экэнской толщи в Байкитской антеклизе
Как отмечалось выше, в самой Курейской синекли-зе рифейские образования вскрыты лишь фрагментарно на юго-западе в скважине Вакунайская-3 и на юго-вос-токе в скважине Хошонская-256 Однако исходя из анализа волновой картины по опорному профилю Алтай-Северная Земля можно предположить, что и в южной части Курейской синеклизы рифейские образования имеют площадное распространение Как и на Байкит-ской антеклизе, эти комплексы обладают блоковым строением и на поверхность предвендского несогласия, очевидно, выходят самые разнообразные по возрасту и составу толщи Судя по характеру изменения мощностей, можно ожидать, что в наиболее глубоких рифейских впадинах присутствуют полные разрезы рифея В них могли сохраниться и верхнерифейские отложения, возрастные (возможно, и фациальные) аналоги ирэмэкэн-ской и аянской толщ Камовского свода и Катангской седловины
На описываемой территории вендские комплексы изучены примерно в тех же районах, что и рифейские Здесь в нижней части они представлены терригенными породами ванаварской свиты, выше с размывом залегает фациально изменчивая терригенно-карбонатная толща оскобинской свиты, которая вверх по разрезу сменяется преимущественно карбонатными образованиями катангской, собинской и тэтэрской свит (возраст последней оценивается как поздневендско-раннекембрийский)
К особенностям ванаварской свиты относятся тер-ригенный состав и пестроцветность пролювиально-ал-лювиальных и озерных отложений, формировавшихся в условиях постепенной аридизации климата Зональность состава обусловлена положением относительно Камовского свода Зоны литофаций окаймляют Камов-ский свод (в центральной части которого ванаварские отложения отсутствуют), местами образуя поперечные к общей зональности "языки" обломочного материала С запада на восток прослеживаются следующие литофа-ции алевритово-песчаная, глинисто-алевритово-песча-ная, глинисто-песчано-алевритовая и песчано-глинистая (рис 4, А) Вероятно, такой план распределения литофаций обусловлен образованием пролювиально-аллювиальных конусов выноса, которые в дистальных частях перерабатывались в субаквальной обстановке озерного бассейна седиментации
Отложения оскобинской свиты распространены несколько шире, чем нижележащие ванаварские, хотя они и отсутствуют в некоторых частях Камовского свода (например, на большей части Куюмбинской площади) Общая закономерность — увеличение мощности отложений до 90—100 м по направлению к северо-восточным частям исследуемого района (рис 4, Б) Доломито-во-песчаная литофация распространена вблизи границ Камовского свода, ее спорадическое присутствие связано с периодическим поступлением терригенного вещества в замкнутый бассейн седиментации Доломитово-алев-ритовая и песчано-алевритово-доломитовая литофации окаймляют Камовский свод, характеризуя дифференциацию осадочного вещества по мере удаления от источника сноса Глинисто-доломитовая литофация распространена
Рис 2 Структурная модель западной и центральной частей Сибирской платформы по подошве венда 1 — изогипсы подошвы венда, м, 2 — линии профиля, показанные на рис 3 и 5 Цифры в кружках 7 — Непско-Ботуобинская антеклиза (1а — Непский свод, 16 — Мир-нинский выступ, 1в — Катангский выступ, 1г — Братский выступ), 2 — Байкитская антеклиза (2а — Камовский свод, 26 — Бахтинский выступ), 3 — Анабарская антеклиза, 4 — Сюгджерская седловина, 5— Присаяно-Енисейская синеклиза, 6— Курейскаясинеклиза (6а — Туринская впадина), 7— Предпатомский прогиб (7а — Киренгинская впадина, 76— Нюйско-Джербинская впадина), 8 — Ангарские дислокации, Р—Ангаро-Ленская ступень
восточнее указанных территорий и предположительно раскрывается на север Песчано-сульфатно-доломитовая и глинисто-доломитово-сульфатная литофации связаны с наиболее осолоненной частью бассейна седиментации
В вышележащих отложениях катангской, собинской и тэтэрской свит выделяется группа доломитовых литофаций Доля сульфатных и глинистых отложений в их составе, как и общая толщина стратонов, увеличивается от Камовского свода в северо-восточном направлении
Основные коллекторские горизонты венда входят в состав ванаварского (непского) резервуара Пласты с лучшими емкостно-фильтрационными свойствами (пористость 12—17%) прогнозируются в зонах развития алевритово-песчаной и глинисто-алевритово-песчаной литофаций Число продуктивных пластов достигает шести, контролируется общей мощностью свиты Проницаемые разности в оскобинском (парфеновском) резервуаре связаны с доломитово-песчаной литофациальной зоной (песчаники с пористостью до 15%) и доломитово-алевритовой зоной (кавернозные доломиты с пористостью 3—5%) В собинско-тэтэрском (преображенском) резервуаре трещинные и кавернозные доломиты с пористостью около 3—7% приурочены к мергельно-доломи-товой литофациальной зоне, прогнозируемой на юго-западном борту Курейской синеклизы
и> о\
50 100 150 200 км
Рис 3 Схематический профильный разрез через западную часть Сибирской платформы по линии 1—1 1 — скважины, 2 — интрузии долеритов
Рис 4 Схемы литофаций и толщин ванаварской (А), оскобинской (Б) и усольской (В) свит 1—16 — литолого-фациальные зоны 1 — алевритово-песчаная, 2 — глинисто-песчано-алевритовая, 3 — глинисто-алевритово-песчаная, 4 — песчано-глинистая, 5 — доломитово-песчаная, 6 — доломитово-алевритовая, 7 — глинисто-сульфатно-доломитовая, 8 — песчано-алевритово-доломитовая, 9 — глинисто-доломитовая, 10 — глинисто-доломитово-сульфатная, 11 — песчано-сульфатно-доломитовая, 12 — известняково-соленосно-доломитовая с биогенными постройками, 13 — известняково-соленосно-доломитовая, 14 — доломитово-соленосная, 15 — соленосно-доломитовая, 16 — зона
отсутствия отложений, 17 — изопахиты
В вендском разрезе пропластки и пачки (от нескольких десятков сантиметров до 10—12 м) темно-зеленовато-серых и темно-серых аргиллитов, неравномерно обогащенных органическим веществом (Сорг до 1,2%), встречены в отложениях ванаварской свиты в Катангской седловине Доломиты глинистые и мергели доломитовые вышележащих толщ венда в среднем содержат 0,2—0,5% СорГ На этом фоне встречаются отдельные прослои с содержанием Сорг до 1,4%, но мощность их не больше 10— 50 см Уровень катагенеза вендских пород оценивается в пределах градаций от МК2 на юго-востоке до МК5 и выше в центральных частях Курейской синеклизы
По данным сейсморазведки по направлению к центральной части Курейской синеклизы общая мощность вендских отложений возрастает до 500—600 м и более (по сравнению с 200—300 м в южном обрамлении) При этом создается впечатление, что наиболее заметный прирост мощности происходит за счет нижних горизонтов разреза (рис 5), возможно, за счет появления более древних отложений
Нижнекембрийские комплексы (снизу вверх усоль-ская, бельская, булайская и ангарская свиты) отлагались в бассейне с повышенной соленостью вод Для южной и центральной частей территории характерно переслаивание мощных солевых пачек (больше 100 м) с карбонатными породами, в северном направлении их становится меньше На приподнятых участках шельфа, особенно в среднеусольское (осинское), а также в бельское и бу-лайское время на отмелях развивались биостромовые постройки (рис 4, В) [Кузнецов и др , 2000] Именно в этих зонах прогнозируются резервуары, представленные преимущественно кавернозно-трещинными биогенными и биохемогенными известняками
Нижнекембрийские породы на южной периферии Курейской синеклизы характеризуются низкой концентрацией Сорг (0,1—0,2%) Слойки с содержанием Сорг до 1,0—2,0% имеют толщину всего в несколько сантиметров Такие отложения могут представлять интерес как нефтегазоматеринские в центральном и западном районах синеклизы Например, на Бахтинско-Сурингдакон-ском своде встречены пачки пород с концентрацией Сорг= 1,4 - 2,1 % Возможно, в пределы последних заходит "язык" куонамских фаций, обогащенных ОВ (средняя концентрация Сорг около 1%), вскрытых севернее, на Чаян-динской площади Уровень катагенеза ОВ в кембрийских отложениях рассматриваемой территории в целом должен отвечать "нефтяному окну"
Средне-верхнекембрийские, ордовикские и вышележащие толщи, судя по результатам бурения, в данном регионе отличаются невысокими коллекторскими свой-
|| и
юз св
Зона Ангарских
складок Камовский свод Курсйская синеклиза
Рис 5 Интерпретация фрагмента временного разреза по опорному профилю Алтай—Северная Земля
Генерация, кг/м2
ных материнскими толщами Камовского свода
ствами, а содержащиеся в них материнские свиты едва ли производили существенное количество углеводородов (УВ)
Моделирование истории генерации УВ основными материнскими свитами показало, что пик нефтегазооб-разования в породах нижней части рифея (вэдрэшевская и мадринская свиты) приходится на вторую половину рифея, а к концу этого времени они уже практически полностью выработали свой нефтематеринский потенциал на всей исследуемой территории (рис 6) Последовавшая затем предвендская перестройка структурного плана сопровождалась глубоким размывом отложений и, вероятно, уничтожила подавляющее большинство сформированных залежей Разумеется, в это время еще не могло быть основного рифейского резервуара (коры выветривания доломитов) и его покрышки — вендских глинистых и нижнекембрийских соленосных отложений
Самая верхняя рифейская нефтегазоматеринская свита — ирэмэкэнская — начала генерировать УВ уже после вендской эрозии Максимум генерации приходился на кембрийское время, и к концу ордовика эта толща полностью реализовала свой потенциал Проблема заключается в том, что материнские отложения ирэмэ-кэнской свиты вскрыты лишь весьма ограниченным числом скважин Возможно, что эта самая верхняя часть рифея наиболее сильно пострадала во время предвенд-ского размыва и могла сохраниться только в пределах осевых зон крупных палеодепрессий (таких, например,
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Багринцева К И, Дмитриевский А , Бочко Р Атлас карбонатных коллекторов месторождений нефти и газа Восточно-Европейской и Сибирской платформ / Под ред К И Багрин-цевой М , 2003
2 Конторович А Э, Изосимова А Н, Конторович А А и др Геологическое строение и условия формирования гигантской Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления в верхнем
как Мадринский грабен на Камовском своде или Тайму-ринский прогиб в южной части Курейской синеклизы)
Вендские толщи погружались неравномерно Это привело к тому, что более опущенные северные блоки вступили в главную зону нефтеобразования в раннем кембрии и генерировали У В до конца кембрия. Отложения в южных областях не подвергались преобразованиям до конца кембрия—начала ордовика, а в некоторых районах и вплоть до среднего триаса Вендские толщи в среднем характеризуются невысоким нефтегазоматеринским потенциалом — количество жидких УВ, эмигрировавших из них за всю катагенетическую историю, составляет 120—400 тыс т/км2, газообразных (в нефтяном эквиваленте) — 30—90 тыс т/км2 соответственно
Основные региональные пути миграции нефти и газа из очагов генерации в южной части Курейской синеклизы в раннем палеозое были направлены в сторону Катанг-ского выступа и Камовского свода, где они могли питать коллекторы терригенного и карбонатного венда, а также кору выветривания рифейских доломитов На своем пути эта разветвленная сеть потоков питала и сформировавшиеся к тому времени ловушки в южной части синеклизы Таковыми могли служить зоны выклинивания и замещения, столь характерные для невыдержанных по латерали коллекторов верхнего протерозоя—кембрия, а также участки "тектонических" и "стратиграфических" экранирований Палеотектонические построения указывают на существование в это время и целой серии локальных поднятий раннего (вендско-кембрийского) заложения В том случае если дальнейшая геологическая эволюция не привела к расформированию подобных структур, они, несомненно, представляют интерес для поисков залежей УВ
Заключение. Проведенные исследования показывают, что центральные районы Сибирской платформы являются перспективным объектом на нефть и газ Поисковые работы на склонах Непско-Ботуобинской и Байкитской антеклиз могут привести не только к открытию единичных месторождений, но и новых крупных зон нефтегазонакопления, стать базой для расширения минерально-сырьевой базы Восточно-Сибирского региона Первоочередные комплексы для постановки работ — отложения нижней части венда и, возможно, рифея Ожидается, что преобладающий тип ловушек — неантиклинальный, те зоны выклинивания вендских песчаников, седиментационные тела дельтового, аллювиального, пролювиально-аллювиального генезиса, конусы выноса, а также предвендская кора выветривания в пределах рифейских эрозионных останцов
протерозое Сибирской платформы // Геология и геофизика 1996 Т 37, №8 С 166-195
3 Кузнецов В Г, Илюхин ЛН, Постникова ОБ и др Древние карбонатные толщи Восточной Сибири и их нефтега-зоносность М Научный мир, 2000
4 Мухаметзянов РН, Соколов ЕЛ, Шленкин СИ и др Строение рифейских природных резервуаров Куюмбинского
и Терско-Камовского участков Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления // Геология нефти и газа 2003 № 4 С 39-45
5 Органическая геохимия палеозоя и допалеозоя Сибирской платформы и прогноз нефтегазоносности Л Недра, 1981
6 Славкин В С, Зиньковский В Е, Соколова Н Е, Давыдова Е А Геологическая модель рифейского резервуара Куюм-бинского месторождения // Геология нефти и газа 1999 № 11-12 С 9-21
7 Филлипцов Ю А , Петришина Ю В, Богородская Л И и др Оценка катагенеза и нефтегазогенерационных свойств органического вещества отложений рифея и венда Байкитской и
Катангской нефтегазоносных областей // Геология и геофизика 1999 Т 40, № 9 С 1362-1374
8 Хабаров Е М, Пономарчук В А , Морозова И Л пар Вариации уровня моря и изотопного состава карбонатного углерода в рифейском бассейне западной окраины Сибирского кратона // Там же 2002 Т 43, №3 С 211-239
9 Харахинов В В, Нестеров В Н, Соколов Е П, Шлен-кин С И Новые данные о строении Куюмбинского месторождения Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления // Геология нефти и газа 2000 № 5 С 12—20
Поступила в редакцию 11 02 2008
