CC BY
21ВОЛНОВАЯ ЦИКЛИЧНОСТЬ ТЕКТОНО-СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И ЕЕ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ УНИКАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГАЗА СЕВЕРА ЯМАЛА И ПРИЯМАЛЬСКОГО ШЕЛЬФА КАРСКОГО МОРЯ
УДК 553.98
А.Ф. Огнев, к.г.-м.н., ООО «Газпром геологоразведка» (Тюмень, РФ), a.ognev@ggr.gazprom.ru М.Ю. Куприянов, ООО «Газпром геологоразведка», m.kupriyanov@ggr.gazprom.ru А.А. Иванчик, ООО «Газпром геологоразведка», a.ivanchik@ggr.gazprom.ru
Статья посвящена результатам исследований геодинамической обстановки в одном из наиболее перспективных в газовом отношении регионов России - Южно-Карской мегавпадине. Выполнена оценка геодинамического развития структурных элементов и границ их сочленения, установлена волновая цикличность седиментационно-тектонических процессов в мегакольцевой надпорядковой структуре, объединяющей геоблоки северной оконечности Ямала и Приямальского шельфа Карского моря. Предложен энергетический подход формирования в ней крупных и уникальных газовых и газоконденсатных месторождений за счет напряженно-деформационного механизма синергии тектоно-седиментационных процессов. Одними из определяющих факторов региональной газоносности территорий и акваторий выступают геодинамический фактор и связанное с ним напряженное состояние пород.
Рассмотрены вопросы возможного распределения геодинамических напряжений на отдельных крупных структурах, проведен анализ соотношений структурных планов отдельных комплексов осадочного чехла. Выполнен прогноз влияния неотектонических движений на сохранение и расформирование залежей. На основе проведенных исследований, базирующихся на данных 2D-региональной сейсморазведки, предполагаются перспективы нефтегазоносности отдельных геоблоков.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ШЕЛЬФ КАРСКОГО МОРЯ, ВОЛНОВАЯ ГЕОДИНАМИКА, СИНЕРГИЯ ТЕКТОНО-СЕДИМЕНТАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ, МЕГАКОЛЬЦЕВАЯ СТРУКТУРА, ФОРМИРОВАНИЕ УНИКАЛЬНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГАЗА.
ПОСТРОЕНИЕ И АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ КАРТ
На тектонических схемах Приямальского шельфа Карского моря в границах Южно-Карской мегавпадины выделены четыре крупных геоблока: Русановско-Ленинградский и Скуратовский мегавалы, Обручевский гемивал и Пухучанская впадина. Тектоническое районирование территории Ямала выполнено по большому объему геолого-геофизической информации в советский период. Вдоль западного побережья Ямала ранее были выделены Се -веро-Ямальский и Нурминский мегавалы, восточный борт Пуху-чанской впадины, Белоостровский
мегапрогиб на севере и Байда-рацкий - на юге, а также Юрибей -ская моноклиналь и Поетаяхин-ский мегавал, расположенные между Нурминским мегавалом и Байдарацким мегапрогибом.
Для уточнения геодинамики развития отмеченных выше геоблоков и границ их сочленения для планирования геологоразведочных работ построены структурные карты по опорным и целе -вым отражающим горизонтам (ОГ) фундамента и осадочного чехла. На их основе выполнен анализ изменения толщин осадочных толщ между ними с построением изопахического треугольника, а также проведена оценка гради-
ентов скорости осадконакопления последних как во впадинах, так и на мегавалах.
В пределах акватории южной части Карского моря, в полосе от западного побережья Ямала до Новой Земли по изменению толщин отложений пермо-триаса и базальных горизонтов нижней юры по сейсмическим данным между ОГ А - ОГ 1а - ОГ Т4 выделены две крупные по размерам зоны прогибания фундамента, по сути, межгорные впадины. Первая вытянута в субмеридиональном направлении, прослеживается вдоль восточного побережья Новой Земли,связана с Ноябрьским прогибом. Вторая - округлой
A.F. Ognev, Candidate of Sciences (Geology and Mineralogy), Gazprom geologorazvedka LLC (Tyumen, Russian Federation), a.ognev@ggr.gazprom.ru
M.Yu. Kupriyanov, Gazprom geologorazvedka LLC, m.kupriyanov@ggr.gazprom.ru A.A. Ivanchik, Gazprom geologorazvedka LLC, a.ivanchik@ggr.gazprom.ru
Wave cyclicity of tectonic and sedimentation processes and its role in the formation of unique gas deposits of the North Yamal and the Yamal shelf of the Kara Sea
The article presents the results of research of the geodynamic situation in one of the most promising gas regions of the Russian Federation - the Yuzhno-Karskaya megadepression.
The geodynamic development of structural elements and their joint boundaries were assessed, the wave cyclicity of tectonic and sedimentation processes in the mega-ring superoder structure uniting geoblocks of the northern tip of Yamal and the Yamal shelf of the Kara Sea was determined. The energy approach to the formation of large and unique gas and gas condensate fields in this structure due to the stress-strain synergetic mechanism of tectonic and sedimentation processes is proposed. One of the determining factors of the regional gas content of the territories and waters is the geodynamic factor and the stress state of the rocks associated with it.
The issues of the possible distribution of geodynamic stresses on separate large structures are considered. The analysis of the correlation of the structural plans of individual complexes of the sedimentary cover was made. The forecast of the effect of neotectonic movements on the preservation and deforming of deposits was carried out. The oil and gas potential of separat geoblocks is supposed on the basis of performed research based on the 2D regional seismic survey data.
KEYWORDS: KARA SEA SHELF, WAVE GEODYNAMICS, TECTONIC AND SEDIMENTATION PROCESSES SYNERGY, MEGA-RING STRUCTURE, UNIQUE GAS FIELDS FORMATION.
формы, располагается юго-восточнее первой и совпадает с центральной частью Пухучанской впадины (рис. 1).
По отложениям мезозоя на картах толщин нижнесреднеюрских (между ОГ Т4 - ОГ Т), верхнеюрс-ких-неокомских (ОГ Б - ОГ М), апт-альб-сеноманских (ОГ М -ОГ М' - ОГ Г) вплоть до кровли верхнего мела Ноябрьский прогиб уже не проявляется в толщинах (см. рис. 1). Следовательно, он был заполнен отложениями перми и триаса, а также базальных горизонтов нижней юры большой толщины, так как располагался вблизи источника сноса обломочного материала, расположенного в районе горной системы Новой Земли.
РЕКОНСТРУКЦИЯ РАЗВИТИЯ ПУХУЧАНСКОЙ ВПАДИНЫ
Пухучанская впадина оставалась областью прогибания не только в пермо-триасовое время, но и расширялась в северном и северо-восточном направлениях в юре и нижнем мелу, охватывая в плане современное положение Ленинградского куполовидного поднятия (КП) и северо-западное
обрамление Ямала. Она проявляется в толщинах юрских и нижне -меловых отложений, вплоть до кровли пород аптского возраста. Причем депоцентр впадины смещается в северо-восточном направлении, охватывая о-в Белый.
Начиная с альба до кровли верхнего мела она перестала проявляться на картах толщин между ОГ М' - ОГ Г - ОГ С3. При этом начиная с альба образуется новый центр прогибания осадочного бассейна, связанный с Белоостровским мегапрогибом, а также погружением Северо-Карс-кого порога. Здесь, по данным бурения скв. 1 «Белоостровская», наблюдаются максимальные толщины надсеноманского комплекса пород в пределах южной части акватории Карского моря, составляющие более 1400 м.
В неотектонический период, с которым связан глобальный подъем территории Западно-Сибирской плиты, включая Ямал, произошла глобальная перестройка структурного плана. По картам батиметрии дна Карского моря область с наибольшими глубинами до 350-400 м расположена вблизи Новой Земли,
о-ва Вайгач и п-ва Югорский, в пределах Новоземельской моноклинали. Недалеко от нее ранее, в пермо-триасовое время, существовала область межгорных впадин. Таким образом, здесь в новейший период наблюдается возрождение области прогибания бассейна осадконакопления после окончания галактического цикла, равного примерно 200 млн лет. В то же время области прогибания, связанные в геологическом прошлом с Пухучанской впадиной и Белоостровским мегапрогибом, где в настоящий период существуют небольшие глубины моря, как правило, не превышающие 150 м, претерпели существенное нивелирование.
Отмеченная миграция центров прогибания, с которыми связаны области с максимальными толщинами осадочных пород сейс-мостратиграфических комплексов (ССК) мезозой-кайнозойского возраста в палеовпадинах и мегапро-гибах, несомненно, сказывалась на положении и конфигурации в плане положительных структур первого (мегавалов) и второго (КП и валов) порядков. Так, расширение Пухучанской впадины
Рис. 1. Миграция центров прогибания и седиментации отложений мезозоя в Южно-Карской синеклизе: а) - е) карты изопахит между основными отражающими горизонтами, приуроченными к геологическим границам мезозоя: а) ОГ А - T4; б) ОГ T4 - Б; в) ОГ Б - М; г) ОГ М - М'; д) ОГ М' - Г; е) ОГ Г - С3; ж) структурная карта по кровле фундамента (ОГ А) Южно-Карской синеклизы и окружающих ее обрамлений; з) современная карта батиметрии Карского моря
Fig. 1. Migration of the centers of subsidence and sedimentation of the Mesozoic sediments in the Yuzhno-Karskaya syneclise: a) - f) isopach maps between the main reflecting horizons confined to the Mesozoic geological boundaries: a) reflecting horizons A - T4; b) reflecting horizons T4 - B; c) reflecting horizons B - M; d) reflecting horizons M - M '; e) reflecting horizons M' - G; f) reflecting horizons G - C3; g) structural map of the basement roof (reflecting horizon A) of the Yuzhno-Karskaya syneclise and its surrounding frames; h) modern bathymetry map of the Kara Sea
а) а)
Южно-Русановское поднятие Yuzhno-Rusanovskoe elevation
Русановское КП Rusanovskoe dome elevation Скв. 2 «Русановская»
Well 2 Rusanovskaya Ю
S
5 1B 16 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 - м
0 м m
Амплитуда волны, усл. ед. М Wave 2
amplitude, c. u. , 9916,185
Время, мс Time, ms 2410 2450 2510 2550 2610 2650 2720
Время, мс Time, ms 2630 2680 2730 2780 2830 2880 2930
Время, мс Time, ms
Î2400 2500 2600 2700 2800
Изохроны ОГ Б, мс Isochrones of the B reflecting horizon, ms
£ Аномально-кольцевая зона Abnormal ring zone
Рис. 2. Отображение аномально-кольцевых зон на временном сейсмическом разрезе Русановского участка и их расположение в плане на месторождениях: а) временной сейсмический разрез по профилю 1190061 в пределах Русановского лицензионного участка, где 1 - отображение газовых залежей в волновом поле альб-сеноманских отложений Русановского месторождения; 2 - отображение АКЗ на временном разрезе Русановского месторождения; 3 - разрушение АКЗ на Южно-Русановском поднятии; б) Харасавэйское месторождение; в) Ленинградское месторождение; г) Русановское месторождение Fig. 2. Mapping of anomalous ring zones on the time seismic section of the Rusanovsky area and their location in plan of the fields: a) time seismic section along the 1190061 profile within the Rusanovsky license area, where 1 - mapping of gas deposits in the wave field of Alb-Cenomanian deposits of the Rusanovskoe field; 2 - mapping the abnormal ring zone in the time section of the Rusanovskoe field; 3 - destruction of the abnormal ring zone at the Yuzhno-Rusanovskoe elevation; b) Kharasaveyskoe field; c) Leningradskoe field; d) Rusanovskoe field
3
в северном направлении в юрский период вовлекло в погружение Ленинградское КП, не затронув при этом Русановское КП, а также в целом Скуратовский мегавал. Миграция депоцентра прогибания впадины в верхней юре и нижнем мелу в направлении северо-западной оконечности Ямала привела к дисгармонии и несовпадению современных структурных планов верхнеюрского, неокомского, альб-аптского и сеноманского ССК Скуратовского мегавала [1]. Оно установлено по данным сейсморазведки методом общей глубинной точки (МОГТ) 2D и 3D.
Несовпадение структурных планов по ОГ Б, М, М' и Г в пределах мегавала можно проследить по расположению экстремальных точек, приуроченных к его шарниру и вершинам куполов. Так, по юрскому комплексу пород наиболее высокая часть мегавала приурочена к Северному куполу, по альб-аптскому комплексу пород она смещается в южном направлении - к Центральному куполу Скуратовского вала. Еще выше, в разрезе сеноманских и надсено-манских пород, появляются две равнозначные вершины, которые связаны с центральным (Скура-товским валом) и южным (Няр-мейским поднятием) куполами Скуратовского мегавала. За счет этого несовпадения структурных планов локальных поднятий меняется направление оси шарнира складок локальных поднятий Скуратовского мегавала. По юре направление оси шарнира складок субмеридиональное, по нижнему и,особенно, верхнему мелу оно меняется на северо-восточное простирание, близкое к простиранию Северо-Ямальского мегавала на Ямале.
На протяжении мелового периода затухание процессов прогибания фундамента и скорости накопления платформенных отложений, а также последовавшая инверсия структурного плана в неотектонический период привели к современному строению как
Пухучанской впадины, так и окружающих ее положительных структур первого и второго порядков. За счет инверсии в центральной части Пухучанской впадины образовалась Северо-Харасавэйская структура, расположенная вдоль цепочки структур Нурминского
и Русановско-Ленинградского мегавалов, что позволяет объединить их в единую надпорядко-вую структуру северо-западного простирания «шовного» типа, в пределах которой наблюдается максимальная интенсивность блоковых дислокаций и напря-
Рис. 3. Волновая геодинамика сейсмостратиграфических циклов седиментации на мезозойском этапе на Приямальском шельфе и в северной части Ямала: а) графики скоростей осадконакопления в пределах тектонических элементов; б) графики градиентов скоростей осадконакопления в пределах тектонических элементов относительно Пухучанской впадины; в) местоположение точек сравнения (подложка - структурная карта по ОГ Г)
Fig. 3. Wave geodynamics of seismic stratigraphic sedimentation cycles in the Mesozoic stage at the Yamal shelf and in the northern part of the Yamal Island: a) diagrams of sedimentation rates within tectonic elements; b) diagrams of sedimentation rate gradients within tectonic elements relating to the Pukhuchanskaya depression; c) location of the reference points (substrate is a structural map according to the G reflection horizon)
0Г
Reflecting horizon
T, T Б M M1 Г С,
1 BD 160 140 Время, мпн лег Time, million years
180 160 140 Время, мпн лег Time, million years
20 0 20 40 60 80 км
km
" 1 Крузенштернское КП
Kruzenshternskoe dome elevation ° 2 Харасавэйский вал Kharasaveysky swell
— 3 Западно-Обручевская впадина
Zapadno-Obruchevskaya depression
— 4 Ленинградское КП
Leningrads!™ dome elevation
— 5 Бованенковское КП
Bovanenkovskoe dome elevation
i Малыгинский вал Malyginsky swell
7 Русановское КП Rusanovskoe dome elevation
8 Западно-Шараповский вал Zapadno-Shaiapovsky swell
9 Скуратове™ вал Skuratovsky swell
-10 Пухучанская впадина Pukhuchanskaya depression
женно-деформационного состояния пород.
ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ
С Русановской, Ленинградской, Харасавэйской и Бованенковской структурами связаны уникальные месторождения газоконденсата, в пределах которых установлены зоны развития аномально высоких пластовых давлений (АВПД). С Русановским,Ленинградским и Харасавэйским месторождениями связаны инверсионно-кольцевые структуры или аномально-кольцевые зоны (АКЗ) (рис. 2).
Скуратовский мегавал, испытав разворот структурного пла-
на в верхнем мелу и кайнозое относительно более глубоко залегающих горизонтов нижнего мела и юры, не имеет единого древнего цоколя по фундаменту с Русановско-Ленинградским мегавалом. Поэтому варианты их объединения в единый Ру-сановско-Скуратовский свод, по мнению авторов, не совсем правомочно [1]. На протяжении юрского и нижнемелового периодов между этими мегавалами существовал глубокий Чекинский прогиб, который испытал нивелирование в неотектонический период с образованием седловины, где сейчас выделяется Спортивное поднятие, осложняющее юго-за-
падный склон Скуратовского мегавала.
На перспективы нефтегазо-носности последнего оказывает влияние геодинамика областей погружения как в пределах Пухучанской впадины, так и Бело-островского мегапрогиба, особенно по сеноман-альб-аптским отложениям. Здесь возможно предположить выявление богатой зоны газонакопления, особенно по верхним этажам неф-тегазоносности. Возможность обнаружения скоплений газа в сено-манских и альбских отложениях подтверждается наличием сейсмических динамических аномалий типа «яркое» и «плоское»
пятно по данным сейсморазведки МОГТ 2D и 3D.
Следует обратить особое внимание на геодинамику развития Об-ручевского гемивала, примыкающего своим северо-восточным бортом к Пухучанской впадине. Он осложнен тремя блоками, в пределах которых выделяются Обручевское, Амдерминское и Западно-Шараповское поднятия, имеющими кулисообразное сочленение в плане. Западно-Ша-раповское поднятие детально изучено сейсморазведочными работами МОГТ 2D при плотности профилей 1,93 пог. км/км2. Оно имеет наибольшие размеры (71 * 17 км) и амплитуду по сеноман-аптским отложениям (~200 м), является, по сути, валом и самым приподнятым относительно двух других поднятий, которые простираются в северо-западном направлении и погружаются по отложениям верхней юры в сторону Ноябрьского мегапрогиба. На начало туронской трансгрессии Западно-Шараповское поднятие располагалось выше уровня древнего моря, так как по сейсмическим данным в его сводовой части наблюдается сокращение толщин глин кузнецовской свиты со следами размыва и с элементами сбросов и проявления блоковой тектоники, что привело к обрушению пород надсеноман-ских отложений в образовавшиеся грабены небольшой амплитуды. В неоген-четвертичное время оно снова испытало интенсивный подъем относительно других поднятий, который обеспечил вывод его выше уровня моря и привел к размыву ранее накопившихся осадков палеогена и, возможно, неогена с последующим перекрытием их четвертичными отложениями большой толщины (рис. 3).
В тектоническом отношении Об-ручевский гемивал является новообразованной структурой первого порядка. По ОГ А, по данным МОГТ 2Э, на его месте выделяется структурный «нос», в пределах которого происходит погруже-
ние кровли пород доюрского фундамента от 3-3,5 км в своде Западно-Шараповского до 4,8 км на северной оконечности Обру-чевского поднятия. Здесь отсутствуют отложения пермо-триаса, постепенно выклиниваются ба-зальные горизонты нижней юры морского генезиса вверх по восстанию складчатого основания. Последние при этом отсутствуют в пределах Западно-Обручевской впадины, которая простирается вдоль его юго-западного склона. Это можно объяснить тем, что на момент их накопления впадина не существовала, располагаясь гипсометрически выше современной оси Обручевского гемивала.
На основе палеоструктурных исследований установлено, что формирование гемивала началось с сеноманского времени за счет подъема оси шарнира поднятий относительно борта Пуху-чанской мегавпадины. Основной их рост произошел в неотектонический период. Образование гемивала на заключительном этапе сопровождалось процессами формирования нового центра прогибания бассейна осадко-накопления, простирающегося вдоль восточного побережья Новой Земли и о-ва Вайгач, южная оконечность которого находится вблизи его юго-западного борта, где в настоящий период находится Западно-Обручевская впадина и зона повышенных глубин Карского моря.
В связи с очень поздним после -палеогеновым формированием локальных поднятий и гемивала в целом, а также асинхронности его образования с процессами нефтегазогенерации и латеральной миграции наиболее богатые в отношении газоносности комплексы на Ямале, связанные с се-номан-альб-аптскими отложениями, оцениваются здесь весьма скромным ресурсным потенциалом. К тому же эти комплексы образуют открытые системы, имеющие области разгрузки подземных вод вверх по восстанию
структур в направлении Приново-земельской моноклинали и горных обрамлений о-ва Вайгач и Югорского п-ова.
В то же время юрские нефтегазоносные комплексы (НГК), судя по результатам поисково-оценочных работ на Университетской площади, выполненных ПАО «Роснефть» совместно с иностранными компаниями и открывших крупные по запасам нефти залежи в юре, в пределах Обручевского гемивала,особенно на Западно-Шараповском поднятии, могут обладать высоким нефтяным и газоконденсатным ресурсным потенциалом. Прогнозные залежи могут быть связаны с литолого-стратиграфическими ловушками нижне- и среднеюрс-ких отложений. При оценке нефтегазового потенциала юрского НГК Обручевского гемивала в качестве аналога можно взять суммарные запасы газоконденсата и нефти (около 0,5 млрд т условного топлива) юрских залежей Ярудейско-го гемивала, расположенного на южном побережье Обской губы. Оба гемивала имеют схожее геологическое строение и развивались по инверсионному сценарию в неотектонический период.
Южное обрамление Пухучанской впадины в советский период было слабо изучено сейсморазведочными работами МОГТ 2Э, так как оно расположено в пределах мелководной зоны Байдарац-кой губы. В XXI в. здесь по заказу ПАО «Газпром» были выполнены сейсморазведочные работы МОГТ 3D в акваториальной части Харасавэйского вала. В полосе между южной частью Обручевско -го гемивала и о-вами Шараповы Кошки в 2014 г. выполнены сейсморазведочные работы МОГТ 2Э, профили которых уплотняют сетку профилей сейсморазведки прошлых лет. Они уточнили строение и перспективы нефтегазоноснос-ти Шараповского, Шкиперского и Крузенштерн-море поднятий.
При этом большая часть Бай-дарацкой губы слабо изучена
с помощью сейсмической съемки МОГТ 2Э. Ранее здесь выделялись западные фрагменты Поетаяхин-ского мегавала и Байдарацкого мегапрогиба, которые оконтурены в южной части Ямала. По современным данным сейсморазведки, эти фрагменты отделены от Пухучанской впадины седловиной субширотного простирания, с которой как раз и связаны Шараповское, Шкиперское и Крузенштерн-море поднятия. Нами предлагается назвать ее Центрально-Шараповской седловиной, расположенной между Шараповским (Крузенштернским) КП и Западно-Шараповским поднятием Обручевского гемивала.
Важно отметить, что локальные поднятия Центрально-Шарапов-ской седловины в акватории Карского моря в совокупности с поднятиями Центрально-Ямальского мегавала на Ямале образуют гряду субширотного простирания. Она имеет единый приподнятый древний цоколь-блок, включающий Бованенковское и Крузен-штернское КП, сечет Нурминский мегавал под углом, близким к 120°. Таким образом, уникальные по запасам газа Бованенковское и Крузенштернское месторождения расположены на пересечении двух тектонических зон, одна из которых контролирует пояс неф-тегазоносности в эпицентре узла тектонической напряженности с высокой степенью дислокаций пород фундамента и низов осадочного чехла.
Перспективы нефтегазоноснос-ти геоблоков в северо-западной части Ямала и Приямальского шельфа, по мнению авторов, во многом обусловлены геодинамикой развития осадочных комплексов как в пределах мегавалов, расположенных на периферии Пухучанской впадины, так и в ней самой, а также в целом пары «ме -гавал - впадина» на протяжении мезозоя и кайнозоя. Их общая толщина в пределах мегавалов варьирует от 3 до 7 км, во впадине -достигает 12 км.
ГЕОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОСТРОЕНИЯ
Для проверки этой версии нами выполнены геодинамические построения (изопахический треугольник) и оценка градиентов скорости погружения Руса-новского - Ленинградского, Ску-ратовского, Северо-Ямальского, Среднеямальского (Тамбейская группа поднятий) и Обручевского мегавалов, Харасавэйского и Крузенштернского КП относительно депоцентра Пухучанской впадины.
Оценка градиентов скорости бк погружения (подъема) рассчитана по формуле:
с1к = (ДНк - ДНк )/Д^,
(1)
где ДНкп - толщина пород в Пуху -чанской впадине, м; ДНкм - толщина пород в сводовой части каждого из мегавалов (КП), м; ДЬк -геологическое время, млн лет.
Сначала определялась разность толщин пород между соответствующими опорными и целевыми сейсмическими горизонтами:
ДНк = (Н, - Н),
(2)
где Н, - толщина опорного горизонта, м; Н. - толщина целевого сейсмического горизонта, м.
Затем определялось приращение (дефицит) толщин попарно путем их вычитания между определенными циклитами в Пухучанской впадине и каждого из мегавалов, которое делилось на геологическое время ДЬк, необ-ходимое для накопления отложений между стратонами. При этом сделано допущение, что степень уплотнения накопившихся осадков при преобразовании их в по -роды для определенных циклитов близка по величине.
Оценки геологического времени наступления определенных событий, связанных с трансгрессиями и регрессиями моря, а также периодами существования континентальной обстановки осад-конакопления, приняты согласно наиболее часто используемой
геохронологической шкале, хотя оценки времени их наступления различаются у разных исследователей. Важно было установить тенденции изменения градиентов толщин литолого-стратиграфи-ческих комплексов и в первую очередь геодинамику пары «впадина - мегавал (КП)».
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
На основании графиков градиентов скорости осадконакопления (см. рис. 3) можно сделать следу -ющие выводы. В Пухучанской впадине на протяжении юры и мела всегда накапливалось больше осадков (положительные градиенты скорости осадконакопления) относительно мегавалов, но их величины различаются во времени и, особенно, в пространстве. По форме они обладают синусоидальным, осциллирующим характером, что во многом предопределено сменой трансгрессий и регрессий моря в Карском море и отчасти на Ямале. Это приводило к формированию закрытых, полузакрытых и открытых геологических систем, гармоническому развитию (наличию емких горизонтов и пластов-коллекторов, перекрытых зональными и региональными глинистыми покрышками с высокими экранирующими свойствами) геоблоков и бассейна осадконакопления в целом [2, 3].
Осциллирующий характер их геодинамики через механизм напряженно-деформационного состояния пород способствует накоплению колоссальной механической энергии в геологических системах закрытого и полузакрытого типа. Переход таких энергетически возбужденных систем в геологическом прошлом к квазиравновесному состоянию инициировал нефтегазогенерацию, эмиграцию и латеральную миграцию углеводородов (УВ) из блоков с повышенным энергетическим (барическим) потенциалом к блокам с пониженным потенциалом, как правило, из впадин - в мегавалы и прибортовые части бассейна [4].
Рис. 4. Отображение газовых залежей в интервале сеноман-альбских отложений на месторождениях и перспективных площадях мегакольцевой надпорядковой геологической структуры на Приямальском шельфе: а) мегакольцевая надпорядковая геологическая структура; б) - з) фрагменты временных сейсмических разрезов и отображение газовых залежей в волновом поле отложений различных месторождений: б) профиль 1190061, альб-сеноманские отложения, Русановское месторождение; в) профиль Inline 1930, альб-сеноманские отложения, Ленинградское месторождение; г) профиль Crossline 2500, сеноманские отложения, Нярмейское поднятие; д) профиль СП 466, альб-сеноманские отложения, Малыгинское месторождение; е) профиль Corssline 2500, альб-сеноманские отложения, Харасавэйское месторождение; ж) профиль 1384, альб-сеноманские отложения, Бованенковское месторождение; з) профиль 3351, альб-сеноманские отложения, Крузенштернское месторождение
Fig. 4. Mapping of gas deposits in the range of Cenomanian-Albian deposits in the fields and prospective areas of the mega-ring superorder geological structure on the Yamal shelf: a) mega-ring superorder geological structure; b) - h) fragments of the time seismic sections and the mapping of gas deposits in the wave field of deposits from various fields: b) profile 1190061, Alb-Cenomanian deposits, Rusanovskoe field; c) Inline 1930 profile, Alb-Cenomanian deposits, Leningradskoe field; d) Crossline 2500 profile, Cenomanian deposits, Nyarmeyskoe elevation; e) SP 466 profile, Alb-Cenomanian deposits, Malyginskoe field;
f) Corssline 2500 profile, Alb-Cenomanian deposits, Kharasaveyskoe field; g) Profile 1384, Alb-Cenomanian deposits, Bovanenkovskoe field; h) Profile 3351, Alb-Cenomanian deposits, Kruzenshternskoe field
Скв.2 «Русановская» Well 2 Rusanovskaya
Скв. 1 «Ленинградская» ОГ Well 1 Leningradskaya
Reflecting
. Г Условные границы мегакольцевой надпорядковой геологической структуры Conditional boundaries of the mega-ring superorder geological structures
Контуры месторождений УВ: _ - газоконденсатных Контур газовых залежей в волновом поле альб-сеноманских отложений
Contours of hydrocarbon deposits: gas condensate Contour of gas deposits in the wave field of Alb-Senomanian deposits
- газовых .: - нефтегазоконденсатных ■. Контур газовых залежей в волновом поле сеноманских отложений
gas oil and gas condensate Contour of gas deposits in the wave field of Cenomanian deposits
Наличие уникальных по запасам газа месторождений [5], приуроченных к мегавалам (КП), расположенных вокруг Пухучан-ской впадины, можно трактовать как формирование их в пределах мегакольцевой надпорядковой геологической структуры (рис. 4). Причем структурные элементы
второго и третьего порядков, осложняющие мегавалы и примыкающие к бортам впадины, развивались на неотектоническом этапе по инверсионному варианту.
Скорее всего, процессы нафтидо-генеза в мегакольцевой структуре протекали по единому механизму, синергически согласованному
во времени и пространстве. Они контролировались повышенным энергетическим потенциалом в геологических системах закрытого и полузакрытого типа как в прошлом, так и отчасти в настоящем за счет тектонических движений, проходящих по импульсно-волно-вому механизму [4].
Геодинамика отдельных элементов мегакольцевой структуры, геоблоков, приподнятых относительно депоцентра Пуху-чанской впадины, имеет в первом приближении автоколебательный характер, который и отображен на графиках градиента изменения толщин осадочных образований попарно «впадина - мегавал». Существенное изменение величины и, прежде всего, смена знака градиентов происходит на рубеже глобальной перестройки бассейна седиментации. Это ведет к флуктуации термобарических условий в недрах, массопереносу вещества из осадочных образований, следы которых наблюдаются в настоящее время в виде АКЗ, блоковых дислокаций, зон сжатия и растяжения и т. п.
Наиболее вероятный путь перехода из одного состояния геологических систем в другое осуществлялся по катастрофическому сценарию, который способствует за короткий геологический период колоссальному массопереносу вещества в нефтегазоносных бассейнах. Следствием этих процессов могло стать формирование месторождений нефти и газа, в том числе крупных и уникальных по запасам УВ [4].
Последний из циклов тектонической перестройки на Ямале и в акватории Карского моря связан с неотектоническим подъемом территории, который во многом и предопределяет распределение залежей УВ в осадочном чехле в настоящий период.
Элементы блоковой тектоники в виде зон разломов, очагов напряжений с АКЗ на Русановском и Харасавэйском месторождениях, а также и других участках Карского моря и Ямала, выявлены по сейсмическим данным [5]. Они свидетельствуют в пользу такого механизма. Так, на Русановском КП на временном разрезе (см. рис. 2) в районе скв. 2 можно выделить АКЗ столбообразной эллипсоидной формы, которая направлена вниз по разрезу с глубины 3000 м почти до фундамента. На Южно-Русановском поднятии, напротив, наблюдается «анти-АКЗ» - аномально разрушенная кольцевая зона, скорее всего, с обратной направленностью градиентов барических давлений по отношению к вышеупомянутой АКЗ. В пределах «анти-АКЗ» исчезают оси син-фазности отражений, и внутри ее прослеживается разлом, проникающий до поверхности дна моря.
В советский период геологи считали его «палеовулканом», высота которого, по сейсмическим данным, оценивается около 3 км. Причем разлом является молодым, его заложение произошло в неотектонический период, так как он прослеживается по дну моря.
Вне зависимости от варианта формирования этого разлома можно говорить лишь о том, что в геологическом прошлом с ним была связана термобарическая энергетическая аномалия, при разрушении которой могло произойти выделение колоссальной
энергии в окружающее пространство. По нашему мнению, энергетику этого процесса следует учи -тывать для объяснения условий формирования Русановского и Ленинградского месторождений, уникальных по запасам газа. Так, сводовая часть Южно-Русанов-ского поднятия на современном этапе его развития по кровле верхнеюрских (ОГ Б), среднеюрс-ких (ОГ Т и Т2) и нижнеюрских (ОГ Т4) отложений занимает более приподнятое (на 100-200 м) положение относительно свода Ленинградского КП, а по нижнемеловым (ОГ М, М' и Г2) и, особен -но, верхнемеловым отложениям (ОГ Г и С3) наблюдается обратная картина.
Новейшие тектонические движения могли приводить не только к формированию новых, но и к разрушению части сформированных ранее залежей УВ. На Няр-мейском поднятии Скуратовского мегавала и Ленинградском КП в опоковидных глинах и опоках се-нона, расположенных выше продуктивной толщи сеноманского НГК, по сейсмическим данным МОГТ 3Э, выделяется аномалия типа «залежь» (АТЗ) - «яркое пятно» - новообразованная залежь газа. Сенонские залежи газа подобного типа установлены на Медвежьем и других месторождениях Ямало-Ненецкого автономного округа.
В качестве примера разрушения залежей УВ можно привести аварийные фонтаны газа с глубин до 200 м из отложений
надсеноманского комплекса на Харасавэйском месторождении. В пределах Запад-но-Шараповского поднятия, по сейсмическим данным, на границе палеоген-неогеновых и четвертичных отложений выделяется динамическая аномалия -предположительно, газовая либо газогидратная залежь, приуроченная к зоне блоковых дислокаций. Ее можно рассматривать как возможный продукт процесса частичного разрушения прогнозной сеноманской залежи газа.
ВЫВОДЫ
Установлена миграция депо-центров осадконакопления по изменению толщин ССК и выявлена волновая цикличность геодинамики геоблоков по градиентам изменения их толщин в пределах северной оконечности Ямала и Приямальского шельфа Карского моря.
Выделена мегакольцевая структура, огромная по площади и объему осадконакопления в мезозое, в которой приподнятые геоблоки (мегавалы и КП) расположены вокруг Пухучанской впадины и соединены между собой седловинами. Геодинамические процессы в ней на мезо-кайнозойском этапе описываются градиентами скорости осадконакопления,которые имеют волновые характеристики в пределах геоблоков, связанные,
скорее всего, с трансгрессиями и регрессиями моря, а также с фазами континентальных обста-новок.
Выявлена волновая геодинамика геоблоков в мегакольцевой структуре, которая способствует гармонизации строения сейсмо-комплексов мезозоя и формирует геологические системы закрытого, полузакрытого и открытого типов. Первые две из них способны накапливать огромный энергетический потенциал в ССК через механизм напряженно-деформационного состояния пород и органоминеральных комплексов.
Установлена синхронизация во времени волновых характеристик геодинамики геоблоков в мегакольцевой системе на рубежах смены тектонических режимов, которые в геологическом времени совпадают со сменой знака градиента изменения толщин в мегакольцевой структуре (пары «впадина -мегавал»). За счет синергии текто-но-седиментационных процессов через напряженно-деформационный механизм взаимодействия геоблоков в породах геологических систем закрытого типа, слагающих литолого-стратигра-фические комплексы, происходит накопление внутренней энергии по экспоненциальной зависимости.
Из-за неоднородности строения геологических систем это ведет к формированию диссипа-тивных структур как на макро-, так и на микроуровнях, неравновесных с окружающими системами. Переход последних к квазиравновесным условиям в недрах осуществляется, скорее всего, по взрывному механизму, что может способствовать масштабной интенсификации процессов нефтегазогенерации, эмиграции и латеральной миграции УВ. На современном этапе развития региона следы реализации взрывных процессов отображаются в виде динамических аномалий (АТЗ, АВПД, аномально высоких поровых давлений, «ярких» и «плоских» пятен), раз-ломной и блоковой тектоники, зон макро- и микротрещинова-тости и т. п.
На современном неотектоническом этапе развития региона реализация отмеченных энергетически неравновесных процессов в геологических системах геоблоков способствовала формированию крупных и уникальных месторождений газа и газоконденсата с концентрацией начальных суммарных ресурсов УВ в сеноман-альб-аптской части разреза, которые выявлены в пределах мегавалов и КП на При -ямальском шельфе и в северной части Ямала. ■
ЛИТЕРАТУРА
1. Огнев А.Ф., Куприянов М.Ю., Куприянова Т.А. и др. Геодинамические аспекты формирования структур Приямальского шельфа как составной северо-западной части Ямальского геоблока Западно-Сибирской плиты // Тезисы докладов VI Международной научно-технической конференции «Освоение ресурсов нефти и газа российского шельфа: Арктика и Дальний Восток (R00GD-2016)». М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2016. С. 29.
2. Аплонов С.В. Геодинамика глубоких осадочных бассейнов. СПб.: ЦГИ ТЕТИС, 2000. 210 с.
3. Aplonov S. An Aborted Triassic Ocean in West Siberia // Tectonics. 1988. Vol 7. № 6. P. 1103-1122.
4. Огнев А.Ф. Энергетические критерии формирования крупных зон нефтегазонакопления в динамически активных блоках земной коры Западно-Сибирского НГБ // Материалы Международной конференции геофизиков и геологов «Тюмень-2007». Тюмень: EAGO, 2007. С. 778-782.
5. Крекнин С.Г., Окишев Р.Н., Огнев А.Ф. и др. Перспективы освоения залежей углеводородов на объектах деятельности ПАО «Газпром» в Карском море // Геология нефти и газа. 2016. № 2. С. 25-32.
REFERENCES
1. Ognev A.F., Kupriyanov M.Yu., Kupriyanov T.A. Geodynamic Aspects of the Formation of the Structures of the Priyamalsky Shelf as a Component of the Northwestern Part of the Yamal Geoblock of the West Siberian Plate. Abstracts of the VI International Scientific and Technical Conference "Development of Oil and Gas Resources of the Russian Shelf: Arctic and Far East (R00GD-2016)". Moscow, Gazprom VNIIGAZ, 2016, P. 29. (In Russian)
2. Aplonov S.V. Geodynamics of Deep Sedimentary Basins. Saint Petersburt, TsGI TETIS, 2000, 210 p. (In Russian)
3. Aplonov S. An Aborted Triassic Ocean in West Siberia. Tectonics, 1988, Vol 7, No. 6, P. 1103-1122.
4. Ognev A.F. The Energy Attributes of Huge Oil and Gas-Bearing Formations in the Dynamically Active Blocks of the Earth Crust of the West Siberian Basin. Materials of the International Conference of Geophysicists and Geologists "Tyumen-2007". Tyumen, EAGO, 2007, P. 778-782. (In Russian)
5. Kreknin S.G., Okishev R.N., Ognev A.F., et al. Hydrocarbon Deposits Exploitation Prospects for PJSC "Gazprom" Objects in the Kara Sea. Geologiya nefti i gaza = Oil and Gas Geology, 2016, No. 2, P. 25-32. (In Russian)
