Изучение процессов, протекающих в недрах земли, на современном уровне развития науки невозможно без знания их температурных условий. Температурный режим недр необходимо учитывать и в нефтегазопоисковой геологии, поскольку он оказывает существенное влияние как на формирование скоплений УВ и их размещение в разрезе осадочного чехла, так и на физико-химические свойства нефтей и газов. Кроме того, с увеличением глубины бурения скважин интерес к температурным данным повысился. В связи с этим изучение геотермических условий недр Сибирской платформы, где в последующие годы с нефтегазопоисковыми целями будут сосредоточены значительные объемы бурения, имеет практическое значение. На Сибирской платформе (При построении схем и графиков и составления таблиц автором использовались материалы по замерам температур, полученные производственными организациями, проводящими геолого-геофизические работы на территории Сибирской платформы, а также ВНИГРИ, ВНИИЯГГа и институтов СО АН СССР. По Восточно-Европейской, Американской, Африканской и Австралийской платформам взяты материалы работ [2, 6, 7, 9].) температура в недрах меняется в широком диапазоне. Она отрицательная в зоне развития многолетнемерзлых пород и распространяется обычно до глубин 300- 400 м. В Мархинской опорной скважине зона отрицательных температур прослеживается на глубину 1450 м. Ниже ее значения положительны, и в подошве осадочного чехла на глубине 2100 м температура равна +16°С. На поверхности фундамента Сибирской платформы температура резко колеблется. Так, в Усть-Куюмбинской скважине на глубине 2130 м она составляет +62 °С. Максимальная температура кровли фундамента отмечена в прогнутых частях бассейнов. В Тунгусской синеклизе температура на глубине 7 км равна +125°С, в Приверхоянско-Вилюйском на глубине 10 км, видимо, будет равна 170°С [2]. В осадочном чехле наиболее прогретые зоны (судя по температурам на срезе -2000 м) приурочены к этим же участкам. Так, зоны с температурой более 40 °С выявлены в центре Тунгусской, в Присаянско-Енисейской и Вилюйской синеклизах, а также в Енисей-Хатангском прогибе ( рис. 1 ). Наименее прогретые зоны (до 20 °С) охватывают склоны Анабарской, часть Непско-Ботуобинской антеклиз, зону восточного склона Енисейского кряжа. Названные участки Сибирской платформы совпадают как с областями, в которых фундамент приподнят, так и с участками современной или древней инфильтрации. Характер изменения температур в разрезе с глубиной показывает, что это различие в температурном режиме недр сохраняется и на других уровнях разреза ( рис. 2 ).

Геотермические ступени в осадочном чехле платформы ниже зоны отрицательных температур изменяются от 25 до 80 м/°С. В конкретных разрезах величина геотермических ступеней определяется тепловыми свойствами пород. Максимальные геотермические ступени фиксируются в тех интервалах, где развиты соленосные толщи (см. таблицу ).

Сибирская платформа наиболее “холодная” из древних платформ. Более теплыми являются Северо-Африканская и Австралийская платформы ( рис. 3 ). Так, на срезе -2000 м для Северо-Африканской и Австралийской платформ средняя температура составила 85 и 90°С соответственно, а для Сибирской только 28 °С. Промежуточное положение занимают осредняющие кривые замеров температур в недрах Восточно-Европейской и Северо-Американской платформ, однако температуры на последней выше на 15-30 °С.

Учитывая, что палеотемпературы древних платформ Северного полушария были высокими (для Сибирской платформы, например, в кембрийских отложениях они менялись, судя по Иркутскому бассейну, от 130 до 215°С [1]), вслед за другими авторами [4, 10] можно считать, что разница в современных температурах обусловлена четвертичным оледенением, которое было широко развито в Северном полушарии и захватило большую часть Северной Америки, Европы и Азии. В Южном полушарии ледниковые покровы распространялись только на территории Антарктиды, а в Южной Америке они имели локальное распространение в районе Анд.

Зависимость температурного режима недр от климата вообще отмечается и другими исследователями [8]. Поэтому в связи с тем, что климатический режим до антропогена в течение последних сотен миллионов лет был устойчиво теплым с малыми температурными контрастами, а температура в тропиках близка к современной [5], можно предположить, что температура недр Сибирской платформы в связи с похолоданием снизилась на 55-60°С. По данным других авторов, понижение температуры произошло только на 10- 18°С на глубину 6-7 км и более [4]. Таким образом, по аналогии с Африканской и Австралийской платформами палеонапряженность теплового поля Сибирской платформы в доантропогеновое время была достаточной, чтобы обеспечить уже на глубинах от 1,5-2 до 3,5-4 км температуры 80- 140 °С, а с ними и катагенез РОВ до стадий MK₁-МК₃, т. е. условий, благоприятных для проявления главной фазы нефтеобразования - ГФН.

Имеющиеся материалы показывают, что, действительно, на этих глубинах степень преобразованности РОВ в разрезе осадочного чехла Сибирской платформы достигает именно этих степеней катагенеза. Видимо, интервал глубин до 4 км с учетом распределения нефти и газа в осадочном чехле древних платформ и Сибирской в частности [3], будет наиболее перспективным для поисков нефтяных залежей.

Однако здесь есть ( рис. 4 ) и будут еще открываться залежи газа, так как глубины с температурами 90±10°С, благоприятными для выделения метана (растворимость метана в воде при этих температурах с учетом минерализации и пластового давления будет наименьшая) из подземных вод и сохранения залежей газа, здесь были. Изменение температурного режима, связанное с оледенением, нарушило физико-химическое равновесие в водонефтегазоносных системах. Участок разреза с температурами 90±10°С в настоящее время находится на глубине 4-6 км. Эти глубины перспективны для поисков крупных месторождений газа. Учитывая, что современная минерализация вод разреза достаточно высока и не меньше, чем в доантропогенное время, можно считать, что выделенные глубины достаточно обоснованы.

На Сибирской платформе анализ распределения мощностей осадочных пород, а также температур по кровле фундамента [2] и на срезе -2000 м позволил выделить территории, в недрах осадочного чехла которых можно ожидать температуру 90±10°С. Эти территории приурочены к зонам наибольших мощностей осадочных пород (центральная часть Енисей-Хатангского прогиба, структуры Западной прибортовой зоны платформы, центральные части Тунгусской и Приверхоянско-Вилюйской синеклиз). Однако глубина поверхностей, где температура равна 90±10°С в разных частях платформы различна (рис. 4). Наиболее приближена она к дневной поверхности в Енисей-Хатангском прогибе, в Присаяно-Енисейской и Приверхоянско-Вилюйской синеклизах, где ее можно ожидать на глубине от 4 до 4,5 км.

Отмеченное обстоятельство позволяет считать названные территории перспективными для постановки работ по поискам газа в глубоких горизонтах. Разумеется, говорить о перспективах этих территорий и частей разреза можно при наличии ловушек и коллекторов.

1. Аммосов И.И., Бабошин Б.Г. Палеотемпературы зон нефтегазообразования. М., Наука, 1975.
2. Геотермическая карта СССР. Гл. ред. Ф.А. Макаренко. М., ГУК и ГИН АН СССР, 1972.
3. Геология нефти и газа Сибирской платформы /А.С. Анциферов, В.Е. Бакин, И.П. Варламов и др. М., Недра, 1981.
4. Грубое Л.А. О геотермических условиях продуктивных отложений Лено-Вилюйской нефтегазоносной области. - Труды ВНИГРИ, М.,1975, вып. 369, с. 70-75.
5. Изменение климата. Т. 12. М., Сов. энциклопедия, 1973, с. 306-307.
6. Мухин Ю.В. Основные результаты глубоких гидрогеологических исследований в Среднерусском седиментационном бассейне в связи с оценкой перспектив его нефтегазоносности. - Труды ВНИИГаза. М., 1970, вып. 33/41,с. 157-287.
7. Нефти и газы месторождений зарубежных стран. Справочник. Ред. В.И. Высоцкий, А.В. Гусева. М., Недра, 1977.
8. Славин В.И., Тычино Н.Я., Бабошина О.А. Геотермические условия осадочного чехла Сибирской платформы. - Изв. АН СССР. Сер. геол., 1980, № 5, с. 5-13.
9. Стадник Е.В., Козлов В.Г., Юрин Г.А. Температурные особенности водонапорной системы юго-востока Русской платформы. - Геология нефти и газа, 1967, № 2 , с. 8-11.
10. Фукс Б.А., Фукс А.Б. Причины различных пластовых давлений в газоконденсатных залежах Непского свода. - Геология нефти и газа, 1976, № 10 , с. 45-48.
11. Юрин Г.А. Особенности водонапорной системы Сибирской платформы. - Изв. вузов. Сер. Геология и разведка, 1981. № 2, с. 66-75.

Таблица

Геотермические ступени для различных пород Сибирской платформы

* В числителе дан размах значений геотермической ступени, в ( знаменателе - средняя величина, в скобках - количество замеров.

Рис. 1. Схема геоизотерм на срезе -2000 м для Сибирской платформы.

1 - границы платформы, 2 - разломы фундамента, 3 - значения температур, °С, и пункты их замеров, 4 - изотермы, °С; температурные зоны (°С): 5 - до 20, 6 - от 20 до 40, 7 - более 40

Рис. 2. Изменение температур в стратиграфическом разрезе и с глубиной в осадочном чехле Сибирской платформы.

Характер изменения температур в отложениях: А - верхнего протерозоя - палеозоя (Иркутский, Тунгусский НГБ), Б - мезозоя (Приверхоянско-Вилюйский, Анабаро-Ленский и Енисей-Хатангский НГБ); 1 - линии средних температур на структурах: I - Ангаро-Ленская ступень, II - Присаяно-Енисейская синеклиза, III - Непско-Ботуобинская антеклиза, IV- Тунгусская синеклиза, V - Восточно-Енисейская ступень, VI - Курейско-Бакланихинский и Хатангско-Рыбинский мегавалы, VII - в разрезе Мархинской опорной скважины, VIII Вилюйская синеклиза, IX - Енисей-Хатангский прогиб, X - Лено-Анабарский прогиб; 2 - зона наиболее часто встречающихся значений температур

Рис. 3. Изменение температур с глубиной в недрах древних платформ.

Точки анализов на платформах: 1 - Сибирской, 2 - Восточно-Европейской, 3 - Северо-Американской, 4 - Австралийской и Северо-Африканской. Кривые изменения температур с глубиной в недрах платформ: I - Сибирской, II - Русской, III - Северо-Американской, IV - Северо-Африканской, V - Австралийской

Рис. 4. Схема распределения участков с глубинами, благоприятными по современному температурному режиму для формирования и сохранения залежей газа (для Сибирской платформы).

1 - промышленная нефтегазоносность до глубин 4 км: а - газ, конденсат, б - газ, конденсат и нефть; 2 - битумы. Перспективные на газ по температурным данным участки, где граница температуры 90±10 °С расположена от поверхности на глубинах (км): 3 - от 4 до 4,5; 4 - от 5 до 5,5; 5 - от 5,5 до 6