ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ СЕВЕРНОЙ ЧАСТИ ПРЕДУРАЛЬСКОГО КРАЕВОГО ПРОГИБА
А.Я. Кремс, Г.В. Чернявский
На север от Полюдова Камня до берегов Печорского (Баренцова) моря вдоль западных склонов Урала и Пай-Хоя протягивается северная часть Предуральского краевого прогиба (одного из самых крупных прогибов в мире), которая является одним из основных структурных (тектонических) элементов Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Эта часть прогиба отделяет северо-восточную часть Русской платформы с позднепротерозойским фундаментом от складчатых структур Урала.
Рассматриваемая нами северная часть Предуральского краевого прогиба несколькими крупными поперечными поднятиями, отвечающими, видимо, осложнениям в фундаменте, разделяется на отдельные крупные впадины второго порядка. Такими впадинами с юга на север являются (рис. 1):
1. Верхне-Печорская, расположенная между поднятиями Полюдова Камня на юге и Печорской тектонической гряды на севере;
2. Больше-Сыньская, находящаяся между Печорской тектонической грядой и грядой Чернышева;
3. Косью-Роговская, расположенная между грядой Чернышева и грядой Чернова;
4. Коротаихинская, прослеживаемая далее на северо-запад до побережья Печорского моря, между грядой Чернова и Пай-Хоем.
Верхне-Печорская впадина имеет длину около 400 км, ширину 60 км. Западная граница впадины довольно четко фиксируется по геофизическим данным, а также на основании анализа мощностей и фаций нижнепермских отложений и проходит восточнее локальных структур краевой зоны платформы – Мичаюского вала и Джеболских структурных осложнений. Эта граница совпадает с зоной полного замещения в восточном направлении артинских карбонатных пород терригенными, кунгурских доломитов - ангидритами; вклиниванием солей и терригенных пачек (рис. 2). Восточная граница впадины проводится по региональному надвигу, в плоскости которого отложения нижнего карбона лежат на отложениях сакмара. К югу от западного погружения Ыджид-Кыртинской антиклинали она проходит восточнее Мишпарминской и Патра-ковской антиклиналей и достигает Полюдова Камня.
Прогиб очень четко выражен в нижнепермских отложениях, мощность которых непрерывно и равномерно увеличивается с запада на восток. Ось наибольшего прогибания резко приближена к Уралу.
Впадина довольно отчетливо разделяется на три отдельные депрессии (зоны): северную - Вуктыльскую, центральную - Илычскую и южную - Курьинскую. Самой глубокой по нижнепермским отложениям является Илычская, а по верхнепермским - Вуктыльская, где мощность верхнепермских отложений достигает более 2000 м.
Внешний (платформенный), западный борт прогиба имеет простое строение в виде пологого моноклинального склона (см. рис. 2). Внутренний (геосинклинальный), восточный борт осложнен узкими крупными складками, вытянутыми в меридиональном направлении, параллельно Уралу. Длина складок достигает нескольких десятков километров при ширине 3-5 км. На основании детальных гравиметрических и сейсморазведочных работ в пределах восточного борта намечается три полосы таких складок. Крайняя восточная полоса непосредственно прилегает к складкам уже западного склона Урала. Синклинали, разделяющие антиклинальные складки, примерно в 2-3 раза шире, чем сами складки, и поэтому более пологие.
Началом формирования Верхне-Печорской впадины как части Предуральского краевого прогиба следует считать нижнеартинское время, когда в результате первых тектонических подвижек сформировались в виде обширных островов первые крупные поднятия в Уральской геосинклинали, с которых начал сноситься в большом количестве обломочный материал. В соответствии с этим нижняя часть верхней половины разреза артинского яруса представлена сероцветной аргиллитовой морской молассовой формацией. Выше по разрезу среди аргиллитов появляются прослои песчаников и, наконец, самая верхняя часть представлена разнозернистыми полимиктовыми песчаниками с большим количеством растительных остатков. Как видно, к концу артинского яруса морской режим во впадине постепенно сменился лагунным, значительно возросло количество островов, обильно покрытых нижнепермской растительностью. Море отступило из области предгорного прогиба в сторону платформы, где в это время шло образование карбонатных отложений.
В кунгурское время рельеф Урала, видимо, сильно снивелировался и поступление обломочного материала в прогиб резко сократилось. В это время в прогибе начали накапливаться чередующиеся между собой отложения песчаников, глин, ангидритов. В южной части внешней зоны прогиба, куда поступление терригенного материала было ограничено, накапливались соли, мощность которых здесь до 400 м.
В начале верхнепермского времени на Урале с новой силой возобновились складкообразовательные и горообразовательные процессы и во впадину опять стал поступать в большом количестве обломочный материал, который и образовал пестро-цветную континентальную молассовую формацию.
Максимальная мощность толщи верхнепермских отложений наблюдается в северной части впадины (Вуктыльская зона), где, судя поданным сейсморазведочных работ, она достигает 2500 м. Это подтверждается и буровыми работами. Так, по результатам бурения Лебяжской поисково-оценочной скважины, пройденная мощность верхнепермских отложений составляет 1800 м, причем их подошва не была вскрыта.
Больше-Сыньская впадина пока изучена слабо. В ее пределах не пробурена еще ни одна глубокая разведочная скважина. Только структурно-колонковым бурением разбурен профиль вдоль полотна железной дороги, от г. Печоры до гряды Чернышева. Однако этими скважинами были изучены лишь триасовые отложения, вскрытая мощность которых здесь равна почти 500 м.
В северной части впадины, по р. Большая Сыня, имеются хорошие обнажения. По ним полностью изучен разрез триасовых и большая часть верхнепермских отложений. На основании анализа мощностей верхнепермских отложений можно сделать вывод, что Больше-Сыньская впадина, как и северная часть Верхне-Печорской, в уфимское время сильно прогибалась, в результате чего здесь накопились мощные осадки континентальной молассовой формации верхней перми, а затем континентальные отложения триаса.
В северо-западном направлении Больше-Сыньская впадина открывается в Денисовскую впадину (прогиб), а в северо-восточном - в узкую, но глубокую впадину, протягивающуюся между северо-западным склоном гряды Чернышева (см. рис. 1) и юго-восточным склоном Больше-Земельского свода.
Косью-Роговская впадина наиболее изучена. В основании разреза отложений, выполняющих впадину, залегает мергелистая пермская толща мощностью 15-25 м. Сложена она желтоватыми, розоватыми и зеленоватыми глинистыми известняками, мергелями, алевролитами и аргиллитами. Возраст толщи установлен фаунистически как верхнесакмарский. На этой мергелистой толще залегают отложения артинской морской молассовой формации - юньягинской серии, мощность ее достигает 1500 м. Здесь, как и в Верхне-Печорской впадине, грубозернистость осадков увеличивается вверх по разрезу.
В кунгурское время (воркутская серия) в Косью-Роговской впадине, как и в более южных впадинах Предуральского прогиба, море отступило на платформу и образовались большие лагуны с островами, покрытыми лесами. Но в отличие от Верхне-Печорской впадины здесь вместо соленосной формации получила развитие угленосная формация, что можно объяснить двумя основными факторами: климатическим и тектоническим. Если в южных частях прогиба Верхне-Печорской впадины в кунгурское время принос терригенного материала с Урала был ограничен, то в Косью-Роговском прогибе он был непрерывным за счет более активного тектонического режима воздымающихся хребтов. Мощность кунгурской угленосной формации около 1000 м.
В верхнепермское время (печорская серия) общий план развития прогиба мало чем отличался от такового в кунгурское время: во впадине по-прежнему продолжает формироваться мощная (до 2000 м) угленосная формация.
Однако для этого отрезка времени характерно затухание колебательных движений, что особенно хорошо заметно по осадкам верхней части разреза. Это является особенностью развития Косью-Роговской впадины по сравнению с другими впадинами и подтверждает предположение о том, что формирование Урала, как и его прогиба, протекало неодинаково в разных его частях.
Коротаихинская впадина изучена пока очень слабо. По данным небольшого количества колонковых скважин, пробуренных в ее южной части, а также на основании геофизических исследований, общий план геологического развития этой впадины, видимо, не отличался от плана Косью-Роговской впадины.
При рассмотрении нефтегазоносности северной части Предуральского прогиба следует кратко изложить палеотектонику каменноугольного, главным образом, нижнекаменноугольного времени. Как уже отмечалось выше, основные горообразовательные и складкообразовательные процессы на Урале происходили в пермское время. Однако отдельные острова в виде поднятий существовали в Уральской геосинклинали еще в визейское время. Область сноса располагалась не только здесь, но и на территории современной Печорской гряды, начавшей формироваться в это время, и к западу от нее. С этими поднятиями в нижнекаменноугольную эпоху связано отложение прибрежных терригенных осадков визейского яруса, а на юго-восточном погружении Печорской гряды образуются даже угольные пласты.
Терригенные осадки в условиях прибрежных участков и дельт накапливались и в северной половине Верхне-Печорской впадины, в районе среднего течения р. Вуктыл, а также в Больше-Сыньской впадине и в южной части гряды Чернышева. С этими терригенными отложениями связаны уже выявленные месторождения нефти на р. Югыд, разрушенная залежь нефти на р. Вое и газовое Печорогородское месторождение, открытое в 1961 г. в районе города Печора. Это дает основание считать, что визейские терригенные отложения могут содержать крупные газовые и нефтяные месторождения на всей территории их распространения.
Перспективы газонефтеносности на площади Верхне-Печорской впадины не одинаковы. Имеющиеся в настоящее время данные глубокого разведочного бурения по южной части впадины указывают на то, что выявленные здесь газовые залежи в основном приурочены к нижнепермским терригенным осадкам.
Каменноугольные отложения в этом районе представлены в карбонатной и глинистой фациях. Видимо, в нижнекаменноугольную эпоху область сноса для южной половины впадины находилась не на востоке, а на западе, в районе современного Тимана. Это сказалось на характере осадков южной половины Верхне-Печорской впадины, где в нижнекаменноугольную, а затем и в верхнекаменноугольную эпоху откладываются осадки глубокого моря. Поэтому перспективы нефтегазоносности нижнекаменноугольных отложений в южной части впадины, видимо, будут менее благоприятными, чем в центральной и северной частях Верхне-Печорской впадины. Площадь северной части Верхне-Печорской впадины в визейском веке находилась в более благоприятных палеогеографических условиях, способствующих накоплению здесь песчано-глинистого терригенного материала. В этом районе область сноса кластического материала в нижневизейское время находилась значительно ближе, и материал поступал не только с запада, но и со стороны Печорской гряды и островных поднятий Урала, в результате чего здесь накопилась сравнительно мощная толща терригенных осадков, известная под названием свиты «точильного камня» (C1h). Наличие на Печорской гряде нефтяных и газовых месторождений, связанных с этой свитой, дает право предполагать, что и на севере впадины, где уже выявлены сейсморазведочными работами крупные структурные формы, могут быть обнаружены в самое ближайшее время богатые залежи газа и нефти. Считается, что терригенные визейские отложения могут стать основным объектом для поисков газа и нефти также в этом районе.
Промышленная газоносность нижнепермских отложений, как уже отмечалось, установлена структурно-колонковым и глубоким разведочным бурением в южной части Верхне-Печорской впадины, на Курьинской структуре, а также в отдельных поисково-оценочных скважинах. В частности, уже выявлены две газовые залежи, одна из которых приурочена к терригенной толще верхней части артинских отложений, а вторая - к нижней половине разреза кунгурского яруса. В 50 км к северу от Курьинской структуры пробурена Северо-Курьинская поисково-оценочная скважина, которая вскрыла аналогичные отложения кунгурского и артинского ярусов. При бурении в этих отложениях отмечались сильные газопроявления (разгазирование бурового раствора) и повышенные показания по газовому каротажу. После окончания бурения артинские и кунгурские отложения будут испытаны на приток газа. Важно то, что эта поисково-оценочная скважина подтвердила литологическую выдержанность и газоносность отложений кунгурского и артинского ярусов, что дает основание считать эти отложения газоносными на всей территории Верхне-Печорской впадины.
Некоторые геологи опасаются, что к северу от Курьинской структуры и упомянутой скважины соленосные отложения кунгура, являющиеся хорошей покрышкой для залежей газа, не распространены. Мы считаем такое опасение не вполне обоснованным, так как одновременно с выклиниванием к северу от Курьинской структуры соленосных отложений кунгура в разрезе резко увеличивается количество песчано-глинистых отложений верхней перми, которые также являются хорошим экраном для сохранения газовых залежей в нижележащих отложениях.
Верхнепермские отложения в южной части впадины имеют небольшую мощность (около 400 м) и никаких газонефтепроявлений в них не отмечено. Но к северу их мощность, как уже указывалось выше, резко увеличивается, достигая в Вуктыльской зоне по данным сейсморазведочных работ почти 2000 м. Это подтверждается, как мы уже отмечали, и бурением Лебяжской поисково-оценочной скважины, которая вскрыла разрез верхнепермских отложений мощностью 1800 м. Она не вскрыла полностью эти отложения, так как была остановлена по техническим причинам. Интересно отметить, что по данным промысловой геофизики и газового каротажа в верхнепермской толще выделены два пласта песчаников с хорошей проницаемостью, возможно, насыщенные углеводородами, так как интервалам этих пластов соответствуют повышенные показания по газовому каротажу. Следовательно, в северной части Верхне-Печорской впадины газонефтеносными могут оказаться не только нижнекаменноугольные и нижнепермские, но и верхнепермские отложения. Однако среди этих продуктивных отложений главную роль в отношении газонефтеносности, по нашему мнению, здесь должны играть терригенные осадки визейского возраста.
О газонефтеносности отложений Больше-Сыньской впадины у нас очень мало сведений. Однако анализ всех имеющихся данных позволяет оценивать эту часть Предуральского прогиба очень высоко в смысле перспектив открытия промышленных месторождений газа и нефти.
Как указывалось выше, Больше-Сыньская впадина ограничена на юге Печорской грядой, а на северо-востоке грядой Чернышева. На северо-восточном склоне Печорской гряды, который одновременно является юго-западным бортом Больше-Сыньской впадины, в 1961 г. было открыто Печорогородское газовое месторождение, приуроченное к отложениям визейского яруса. На противоположном (северо-восточном) борту Больше-Сыньской впадины, на северо-западном склоне гряды Чернышева, также известна 20-40-метровая толща терригенных отложений визейского возраста. Следовательно, отложения визейского возраста в Болыпе-Сыньской впадине также должны быть представлены терригенными отложениями. Наличие Печорогородского газового месторождения на северовосточном склоне Печорской гряды дает основание считать, что с этими отложениями и в Больше-Сыньской впадине, где мощность последних должна быть в несколько раз больше, будут связаны промышленные месторождения газа и нефти.
Нижнепермские и верхнепермские отложения в Больше-Сыньской впадине также должны быть высокоперспективными на газ и нефть. В соседней с севера Косью-Роговской впадине эти отложения образованы угленосной формацией, а южнее, в Верхне-Печорской впадине, установлена их газоносность. Газоносность и нефтеносность верхнепермских отложений выявлена также и на северо-восточном склоне Печорской гряды, на Печорогородском газовом месторождении. Отложения нижней перми здесь отсутствуют. Следовательно, Больше-Сыньская впадина находится в благоприятных условиях, так как здесь угленосные отложения переходят в газонефтеносные. Как известно, такие переходные области (зоны) очень перспективны в отношении открытия крупных месторождений газа и нефти.
Косью-Роговская и Коротаихинская впадины являются менее перспективными. Здесь нижнекаменноугольные отложения, по имеющимся очень немногочисленным данным, представлены плотными, метаморфизованными карбонатными породами. а пермские - угленосными отложениями. Но значительная битуминозность карбонатных нижнекаменноугольных отложений дает основание предполагать, что при обнаружении трещиноватых и кавернозных известняков с последними могут быть связаны промышленные залежи нефти (и газа).
Перспективы нефтегазоносности девонских отложений совершенно не изучены в северной части Пред-уральского прогиба. О их литологическом составе и нефтегазоносности существуют самые противоречивые представления. Но, несмотря на это, девонские отложения не следует упускать из виду при планировании геологоразведочных работ, так как и с ними тоже могут быть связаны крупные месторождения газа и нефти.
На основании изложенного выше можно сделать вывод о больших и широких перспективах газонефтеносности северной части Предуральского краевого прогиба.
ЛИТЕРАТУРА
1. Варсанофьева В.А. О некоторых вопросах стратиграфии и литологии каменноугольных отложений Западного склона Северного Урала. Труды института геологии Коми филиала АНСССР, вып. 2, 1962.
2. Кремс А.Я. Основные результаты геологоразведочных работ на нефть и газ в 1960 г. и направление их на 1961 -1965 гг. в районах Тимано-Печорской провинции. Геология нефти и газа,1961 № 8.
3. Пущеровский Ю.М. Краевые прогибы, их тектоническое строение и развитие. Изд. АН СССР, 1959.
4. Рухин Л.Б. Переходные формации - Доклад на XX геологическом конгрессе в Мексике, 1957. Мексика, Изд. конгресса, т. 1, 1958.
5. Материалы по геологии и полезными скопаемым Северо-Востока Европейской части СССР. Вып. 2, Госгеолиздат, 1962.
Ухтинское геологическое управление
Рис. 1. Схематическая тектоническая карта Тимано-Печорской нефтеносной провинции.
1 - граница тектонических элементов первого порядка; 2 - изогипсы по кровле карбонатных пород (P1 - C3) по данным сейсморазведочных работ и бурения; 3 - нефтяные; 4 - газовые и 5 - нефтегазовые месторождения; 6 - пробуренные и 7 - бурящиеся опорные скважины; 8 - поисково-оценочные скважины; 9 - структуры, находящиеся в бурении.
Рис. 2. Геологический профиль через южную часть Верхне-Печорской впадины.
Породы: 1 -глинистые (глинисто-песчаные); 2 -песчаники (песчано-глинистые); 3 - карбонатные; 4 - соли; 5 - ангидриты; 6 - доломиты.