Особенности формирования и перспективы газонефтеносности Тобольского поднятия (Печатается в порядке обсуждения.)
А.С. КУЗНЕЦОВ
Тобольское, или Овсянниковское, локальное поднятие расположено на юго-западе центральной части Западно-Сибирской низменности, в 10 км к северо - северо-западу от устья р. Тобол, между населенными пунктами Савино и Овсянниково.
На Овсянниковском поднятии пробурено семь роторных скважин, которые прошли четвертичные, третичные, меловые и юрские отложения и на глубинах 2100-2300 м вскрыли палеозойский кристаллический фундамент.
Скважины подтвердили наличие локального поднятия, однако конфигурация его полностью не установлена, так как северо-западная периклиналь не оконтурена (см. рисунок).
Фундамент представлен гранитом средне- и крупнокристаллическим, с поверхности каолинизированным, разбитым трещинами.
На юго-западном склоне поднятия на гранитах залегают сильно измененные эффузивы.
Залегающие выше отложения верхней юры обычно начинаются грубообломочными косослоистыми песчаниками и алевролитами, состоящими из крупных зерен кварца, полевого шпата и гранита, представляющими собой, по-видимому, отложения временных потоков. Терригенные разности пород, развитых на склонах этого поднятия, возможно являются более древними, предположительно нижне-среднеюрскими образованиями. В песчаниках и алевролитах имеются прослои аргиллитов, а иногда известняков.
Аргиллиты - листоватые битуминозные, горючие, пахнущие керосином и содержащие включения блестящего вароподобного битума. Иногда они плитчатые углистые (содержание углистого вещества достигает 50%). Создается впечатление, что образование этого материала происходило в значительной степени за счет разрушения более древних угленосных отложений, широко развитых в прилегающих районах.
Минимальная мощность юры (65 м) установлена на своде поднятия скв. 1-Р, максимальная (200 м) - на юго-западном крыле его (скв. 3-Р).
Описанные отложения содержат ростры юных особей белемнитов, флору, чешую костистых рыб и остатки амфибий; обращает на себя внимание обилие щупалец головоногих моллюсков (белемнитов).
Среди обнаруженной в керне фауны П.А. Герасимовым были определены Entolium sp., Lima sp., Oxytoma sp., Entolium cf., demissum (Phi11.). и другие, характеризующие вмещающие отложения как верхнюю юру. На основании микрофауны в составе верхней юры выделяются оксфордский, кимерийский и волжский ярусы.
Залегающий на верхней юре валанжин представлен аргиллитами, сидеритизированными известковистыми, местами алевритистыми, редко ожелезненными. В нижней части валанжина залегает песчаник полимиктовый, плохо отсортированный, со слабоокатанными зернами кварца и полевого шпата, с включениями обломков сидерита; цемент глинисто-карбонатный, типа выполнения пор и базальный.
Минимальная мощность валанжина (205 и 207 м) установлена в скв. 1-Р и 6-Р, максимальная (243 м) - в скв. 4-Р. Суммарная мощность песчаных прослоев в нижней части валанжина колеблется от 5 до 40 м. В этих отложениях встречен комплекс фораминифер, характерный для валанжина.
О.Ф. Барановской (сборы В.С. Кравец) определены Reophax sp., Ammobaculites sp., Haplophragmoides nonioninoides (Reuss) и другие формы, описанные для валанжина.
Отложения готерив-баррема на описываемом поднятии представлены часто чередующимися песчаниками, алевролитами и в меньшей степени глинами; встречаются прослои известняка. Мощность отложений готерив-баррема меняется от 262 м на своде поднятия до 285 м на юго-западном крыле его.
Указанные отложения содержат готерив-барремский спорово-пыльцевой комплекс.
Аптские отложения Овсянниковского поднятия представлены алевролитами и глинами с единичными прослоями известняка с растительным детритом. В нижней части описанных отложений выделен аптский споро-пыльцевой комплекс.
Залегающие выше альбские отложения сложены глиной с включениями пирита и прослоями алевролита.
Мощность апт-альбских отложений колеблется от 470 до 494 м.
Отложения верхнего мела представлены преимущественно глинами с прослоями алевролита, реже известняка и в верхней части опоками. Мощность их составляет 436-461 м.
Палеоген представлен в основном глинами, в нижней части опоковидными, в верхней с прослоями алевролита и песчаника. Мощность этих отложений меняется от 414 до 439 м.
Средне- и верхнеолигоценовые континентальные отложения палеогена залегают с незначительным размывом на морских осадках нижнего олигоцена.
Неоген и четвертичные континентальные отложения Овсянниковского поднятия представлены преимущественно грубообломочными породами.
Овсянниковское поднятие представляет собой возрожденную локальную структуру платформенного типа, приуроченную к погребенному выступу фундамента. По поверхности фундамента (изогипса -2150 м), по отложениям юры (-2040 м) и нижнего мела (-1525 м) - это укороченная антиклиналь или брахиантиклиналь северо-западного простирания; по подошве песчаного пласта а в верхней части нижнего олигоцена (изогипса -175 м) поднятие имеет куполовидную форму.
Поднятия, связанные с рельефом фундамента и характеризующиеся усложнением структурных планов с глубиной и сокращением мощности горизонтов на своде, широко распространены в пределах Западно-Сибирской низменности [2, 3, 7, 9, 10]. Многие из этих поднятий отражаются в рельефе дневной поверхности.
Выступ фундамента Овсянниковского поднятия образовался ко времени отложения юрских пород вследствие процессов денудации и вертикальных движений по древним линиям ослабленных зон фундамента, продолжавшихся, по-видимому, с конца палеозоя до середины юры. Грубообломочные косослоистые отложения временных потоков на склонах выступа предположительно нижне-среднеюрского возраста сменяются выше верхнеюрскими отложениями открытого моря. Глинистые осадки верхней юры образуют над выступом складки облекания и уплотнения. Однако к концу юры выступ был полностью перекрыт осадками и дальнейшее осадконакопление происходило на относительно выравненной поверхности.
В начале валанжина вследствие возобновления движений по древним тектоническим линиям поднятие вновь проявляется на поверхности и поступающий с юга песчаный материал занимает в основном пониженные участки.
Глинистые породы валанжина образуют складки уплотнения и облекания, однако более пологие и сглаженные, чем в верхней юре.
Некоторое различие в мощности и составе пород нижней части валанжина и пород, залегающих на фундаменте в различных частях структуры (на своде и на крыльях), дает основание предполагать наличие в это время двух источников сноса и барьера, мешавшего равномерному и однородному накоплению осадков.
Интенсивные многофазовые колебательные движения, о которых свидетельствует чередование пород и выклинивание песчаников к своду, проявились в готерив-барреме и привели к возрождению структуры.
Резкое возобновление унаследованных вертикальных движений, выведших из горизонтального положения песчаные прослои нижнего олигоцена, относится к посленижнеолигоценовому времени. Эти движения, продолжающиеся до настоящего времени, обусловили отражение структуры фундамента в рельефе дневной поверхности [4].
В юре, неокоме и палеогене вертикальные движения происходили преимущественно в районе скв. 1-Р, в апт- альбское, верхнемеловое и посленижнеолигоценовое время - в районе скв. 5-Р. На картах, построенных по реперу а в нижнем олигоцене и по поверхности размыва нижнего олигоцена, в 2-2,5 км к юго - юго-западу от Тобольска намечается более крупное, чем Овсянниковское, валоподобное поднятие, свод которого расположен в районе пос. Миримы (на карте по поверхности размыва нижнего олигоцена свод находится между пос. Миримы и Шишкино).
Скв. 4-Р расположена в седловине между двумя поднятиями, скв. 5-Р - на склоне валоподобного поднятия. На карте, построенной по кровле верхнего мела, седловина не отмечается и описываемый район представляет единое поднятие.
Палеотектонический анализ показывает, что новейшие и современные движения могли обусловить перераспределение скоплений газа и нефти на территории Западной Сибири. Поэтому важно искать структуры, проявляющиеся в молодых отложениях и особенно отражающиеся в рельефе дневной поверхности. В связи с этим большую роль при поисках газонефтеносных структур на обширных, в значительной степени затаеженных и заболоченных равнинных пространствах Западной Сибири должны сыграть геоморфологические, гидрогеологические, геоботанические и другие методы исследований.
На структурной карте, построенной по реперу а нижнего олигоцена, в нижнем течении р. Носки у пос. Сафроновского рисуется локальное поднятие, повторяющееся в несколько измененном виде и на карте по поверхности размыва нижнего олигоцена. Этому поднятию соответствует отчетливое, хорошо выраженное повышение в рельефе дневной поверхности. При этом р. Носка (так же как и р. Конда) течет здесь параллельно Иртышу; русло Северной Сосьвы в нижнем течении расположено параллельно Оби. Изменение течения Северной Сосьвы в нижней части связано, очевидно, с наличием Березовского поднятия. Изменение направления течения рек Носки и Конды, по-видимому, также связано с поднятиями. (Наличие поднятия между нижним течением Конды и Иртышом подтверждается сейсмикой и электроразведкой.)
Реки, протекающие по повышенным участкам рельефа, имеющим тенденцию к воздыманию, характеризуются удлиненными и относительно прямолинейными руслами; если река протекает в зоне границ между областями с различными знаками движений, русло смещается в сторону погружающейся области [8, 11]. В Западной Сибири к таким рекам относятся левые притоки Тобола (Миасс, Тура, Тавда), правые притоки Оби (Аган, Пим) и др. По наблюдениям Б.Ф. Петрова [6] Иртыш протекал значительно западнее своего современного русла. Реки Северная Сосьва (в верхнем течении) и Тапсуй текут с юга на север, реки Хулга и Ляпин - с севера на юг. Такое расположение русел и направление течений свидетельствуют о наличии прогиба между Уралом и поднятием Люлим-Вор. Рост Люлимворского поднятия и прогибание депрессии подтверждается геолого-геоморфологическими наблюдениями [5].
Сосновые боры располагаются, как известно, на повышенных, относительно сухих участках рельефа с песчаным грунтом. На территории Западной Сибири к таким участкам относятся: район между Уралом на западе, Тоболом и Иртышем на востоке (за исключением среднего течения Туры до Тюмени), широтой г. Кургана на юге и широтой Ханты-Мансийска на севере; район верховьев рек Пур, Назым, Казым, Пим, Аган; возвышенность Люлим-Вор. Таким образом, район восточного склона Урала до Тобола и район верховьев перечисленных рек, так же как и возвышенность Люлим-Вор, можно считать участками, имеющими в целом тенденцию к восходящим движениям и характеризующимися сравнительно неглубоким залеганием фундамента. Об этом, в частности, свидетельствует наличие надвигов в западном направлении [1], углубление и смещение верховьев левых притоков р. Тобол, выходы на поверхность третичных пород среди плаща четвертичных отложений и др.
По аналогии с Березовским месторождением, где доказана промышленная газоносность отложений неокома, в Тобольском районе при наличии благоприятных структурных условий могут быть промышленно газоносными как отложения готерив-баррема, так и более древние. В частности, представляет интерес песчаный пласт в кровле готерив-баррема, характеризующийся на каротажных диаграммах увеличением сопротивления по мере того, как он занимает более повышенное абсолютное положение (скв. 1-Р, 5-Р, 6-Р). На возможную газонефтеносность мезозойских отложений Овсянниковского поднятия указывает повышенная битуминозность пород и благоприятный состав пластовых вод. Однако в скв. 1-Р, расположенной в своде локального поднятия в сравнительно благоприятных структурных условиях, эти отложения опробованы не были. Испытания нижней части разреза дали отрицательные результаты. Это можно объяснить плохими коллекторскими свойствами пород, неудовлетворительным проведением самого испытания, а также тем, что большинство скважин попадает в законтурную зону. Нефть (если она и присутствовала первоначально) в результате новейших и современных вертикальных движений мигрировала к югу, по склону более крупного поднятия.
В связи с изложенным выше целесообразно заложить скважину к юго- юго-западу от Тобольска в районе пос. Миримы и Шишкино. Здесь, в песчаниках готерив-баррема, залегающих ближе к поверхности и содержащих воды с небольшими пластовыми давлениями, следует предполагать существование газовой залежи. В нижней части разреза возможно улучшение коллекторских свойств пород и наличие в них скоплений нефти. Целесообразно заложить скважину у пос. Сафроновского, в 60 км к северу от Тобольска на поднятии, четко отражающемся в рельефе. Несомненный интерес представляет поднятие в районе скв. 1-К профиля Байкалово - Нижняя Тавда у пос. Мазурово, в 60 км к юго-западу от Тобольска, четко выраженное по отложениям палеогена и подтвержденное сейсморазведкой по глубоким горизонтам. Амплитуда поднятия по данным сейсморазведки более 300 м.
В отношении общего направления работ можно сказать следующее. В первую очередь следует организовать поиски залежей вдоль восточного склона Урала, связанных с зонами выклинивания песчаных горизонтов и с неглубоко залегающими поднятиями, а в центральной части низменности - с глубинными поднятиями значительной амплитуды.
Для этого необходимо увеличить объем геоморфологических исследований и проводить их в комплексе с маршрутным сейсмопрофилированием и профильным колонковым бурением.
ЛИТЕРАТУРА
1. Горский И.И. Древнекиммерийские тектонические движения на Урале и их значение в формировании структур Урала и его угольных месторождений. Изд. АН СССР, сер. геол., № 4, 1948.
2. Гришин Г.Л. О некоторых вопросах развития геологоразведочных работ в Западной Сибири. Нефт. хоз., № 2, 1956.
3. Гурари Ф. Г. Структурные особенности мезо-кайнозойского чехла Западно-Сибирской низменности. Геол. нефти, 1957, № 8.
4. Кузнецов А.С. О связи современного рельефа Тобольского района с глубинной тектоникой. Докл. АН СССР, т. 118, № 5, 1958.
5. Курдюков К.В., Гехт Е.Р. К геологическому строению и неотектонике возвышенности Люлин-Вор. Изв. АН СССР, сер. геол., № 11, 1956.
6. Петров Б.Ф. Наносы и почвы бассейна р. Конды. Изв. гос. геогр. общ., т. XVI, вып. 5, 1934.
7. Петров Е.Н. О природе структур Южного Зауралья. Нефт. хоз., № 6, 1956.
8. Пославская О.Ю. Опыт выявления современных тектонических движений по геоморфологическим признакам. Тр. Среднеазиат. Гос. ун-та, вып. 31, 1952.
9. Ростовцев Н.Н. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности. ВСЕГЕИ, информ. сб., № 2, 1955.
10. Рябухин Г.Е., Нестеров И.И. Тектоника и возможная нефтегазоносность мезозойских отложений северного погружения складчатого Казахстана. Нефт. хоз., № 10, 1956.
11. Трескинский С.А. О принципах изучения рек в целях тектонического анализа. Разведка недр, № 1, 1950.
Институт геологии и разработки горючих ископаемых АН СССР
Рисунок Карта поверхности нижнего олигоцена Тобольской и Абалакской площадей (сост. А. С. Кузнецов, 1957).
1-изогипсы поверхности палеозойского фундамента; 2-изогипсы поверхности нижнего олигоцена; 3-роторные скважины; 4-колонковые скважины.