К оглавлению

УДК 550.834(571.1)

Сейсмостратиграфические подразделения нефтегазоносных осадочных толщ Западной Сибири

Г. Н. ГОГОНЕНКОВ, Ю. А. МИХАЙЛОВ (ЦГЭ)

В последние годы успешно развивается сейсмическая стратиграфия - новое направление геологии, базирующееся на комплексной интерпретации результатов сейсморазведки (главным образом. МОГТ) с использованием достижений литолого-фациального и тектонического анализа седиментационных бассейнов. Сейсмостратиграфический анализ призван обеспечить как определение строения и условий формирования нефтегазоносных осадочных толщ по сейсморазведочным данным при ограниченном объеме бурения, так и установление зон, перспективных для поисков залежей нефти и газа [5].

В основе сейсмостратиграфического анализа лежит расчленение и сопоставление разрезов осадочных толщ по особенностям рисунка, образуемого отраженными волнами на сейсмическом временном разрезе. Благодаря успехам в развитии методов обработки сейсмических данных сейчас во многих районах удается получить сейсмические разрезы, где влияние мешающих факторов сведено к минимуму и все особенности прослеживания волн, их формы и интенсивности определяются строением той части разреза, где сформировалось отражение.

В настоящей работе излагаются результаты первого этапа сейсмостратиграфического анализа разрезов осадочных толщ Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции с целью выделения сейсмостратиграфических подразделений. Анализ выполняется следующим образом. Сначала сейсмическое волновое поле по формальным признакам разделяется на ряд интервалов - сейсмостратиграфических единиц, характеризующихся различной волновой картиной. Затем, сопоставляя эти единицы с имеющимися данными глубокого бурения и существующими геологическими представлениями, выясняют геологическую природу наблюдаемых различий волнового поля. И, наконец, анализируются нефтегазоносность толщ и их сейсмостратиграфические характеристики.

Основу исследований составили опорные сейсмические разрезы Шаимского (Даниловская площадь) и Сургутского (Федоровская площадь) нефтегазоносных районов. Используемые для анализа сейсмические временные разрезы прошли специальную обработку с целью сохранения истинных соотношений амплитуд. Все изменения амплитуд и формы записи как по вертикали, так и по горизонтали зависят на этих разрезах только от изменения отражающих свойств соответствующих слоев. Влияние изменения условий наблюдения, расхождения и поглощения энергии устранено в максимально возможной степени.

На сейсмических разрезах рассматриваемых площадей сейсмостратиграфические единицы выделены по динамическим особенностям волновых полей: ориентировке отражений относительно горизонтальных поверхностей, амплитуде (интенсивности) отражений, их протяженности в горизонтальном направлении и расстоянию между отражениями по вертикали. На рис. 1 и 2 показаны интервалы сейсмических разрезов с определенными наборами этих динамических параметров, принятые нами за сейсмостратиграфические единицы. В таблице приведены основные характеристики выделенных единиц, вытекающие из сопоставления сейсмических, промыслово-геофизических данных и результатов анализа керна (Стратиграфическая разбивка разрезов дана по материалам Главтюменьгеологии 1978 г. и не учитывает решений МСК СССР 1978 г.).

Указанные единицы отделены друг от друга либо отражающими горизонтами, являющимися границами раздела между подразделениями, либо резкой сменой картины сейсмического волнового поля без таких горизонтов (но рубежи смены полей и в этих случаях устанавливаются вполне определенно). Наличие таких резких рубежей и отсутствие переходных по характеру волновых полей между сейсмостратиграфическими единицами служат основанием для представлений об их границах как несогласных поверхностях.

На рис. 1 и 2 видно, что по ориентировке отражений относительно горизонтальных поверхностей можно различить два типа осадочных толщ (подразделений): пластообразные, залегающие почти горизонтально (преобладают в разрезе) и клиновидные, залегающие наклонно. Для первых характерно вертикальное увеличение мощности осадочных толщ, для вторых- боковое (латеральное). Параметры волновых полей подразделений с вертикальным наращиванием мощности практически не изменяются по латерали по всему разрезу, в то время как для подразделений с боковым (например, мегионская свита, см. рис. 2) характерны отчетливые изменения картин волновых полей в горизонтальном направлении. Это можно связывать с латеральными замещениями осадочных фаций [4], участвующих в боковом заполнении морского относительно глубоководного палеобассейна. Фации бокового заполнения интересны в палеогеографическом аспекте тем, что по наклону отражающих площадок на сейсмическом разрезе можно определить местоположение области денудации. В палеотектоническом плане эти фации привлекают внимание своей связью с отложениями некомпенсированных впадин. А с нефтепоисковой точки зрения они интересны благодаря наличию песчаных линз, являющихся ловушками для УВ и тесно контактирующих с богатыми органикой осадками застойных зон моря. Поэтому дальнейшее изучение фаций бокового заполнения представляется перспективным с многих точек зрения.

Для выяснения геологической природы сейсмостратиграфических единиц рассмотрим основные черты условий формирования осадочных толщ Шаимского и Сургутского районов, принадлежащих к различным (даже контрастным) структурно-формационным зонам. С этой целью сравним неокомско-сеноманские интервалы разрезов, хорошо коррелируемые по региональным отражающим горизонтам Б (кровля баженовской свиты) и Г (подошва кузнецовской свиты).

На литолого-стратиграфических разрезах, построенных по данным электрокаротажа (рис. 3), хорошо видны различия в составе и мощностях сопоставляемых одновозрастных толщ. Разрез отложений Шаимского района слабо дифференцирован по составу пород, представленных здесь преимущественно тонкозернистым глинистым и песчано-глинистым материалом. Фациальный состав осадков здесь сравнительно однообразен, а перерывы в осадконакоплении фиксируются лишь на границах крупных седиментационных циклов. Разрез же отложений Сургутского района заметно больше обогащен грубозернистым материалом, причем наблюдается четкая дифференциация песчаных и глинистых пачек. Здесь отмечаются большое разнообразие фаций и многочисленные перерывы в осадконакоплении. Мощность анализируемых отложений в разрезе Сургутского района (1500 м) в 1,5 раза больше мощности одновозрастных толщ Шаимского района.

Эти данные говорят о большей активности и дифференцированности неоком-сеноманского режима осадконакопления в Сургутской структурно-формационной зоне по сравнению с более стабильными условиями и меньшей амплитудой прогибания в Шаимской. Такие выводы согласуются с существующими представлениями о более активном тектоническом режиме центральной части Западно-Сибирской плиты в неоком-сеноманское время по сравнению с более стабильными условиями Приуралья [1, 2].

Характер картины сейсмических волновых полей определяется, как известно, контрастностью петрофизических неоднородностей геологического разреза. При значительной контрастности формируются интенсивные отражения сейсмических волн, при малой- отражения имеют слабую интенсивность, либо отсутствуют (Следует отметить, как интересный и необъяснимый пока феномен, весьма сильную петрофизическую неоднородность мощной глинистой толщи верхней части разреза в Шаим- ском районе (выше горизонта Г), выразившуюся в образовании отражений высокой интенсивности. При этом на сейсмическом разрезе вся глинистая толща отчетливо разделяется на три зоны, характеризуемые существенно различными условиями осадконакопления, что не находит отражения в данных электрического каротажа, отличающихся слабой дифференциацией. Объяснение высокой интенсивности отражений в этой толще может быть получено после проведения высокоточного акустического и плотностного каротажа.).

Сравнение характера волновых полей сейсмических разрезов рассматриваемых территорий показывает определенную связь волновых картин с особенностями фаций и режимов седиментации. В неоком-сеноманском интервале разреза Шаимского района (см. рис. 1) интенсивных отражений практически нет, что свидетельствует об отсутствии петрофизических контрастных неоднородностей. И это, несмотря на то, что по данным бурения здесь фиксируется ряд достаточно мощных песчано-глинистых толщ. Однако их незначительные литологические и петрофизические различия, как следствие монотонности фаций и стабильности режима седиментации, сыграли определяющую роль в формировании сейсмической волновой картины.

В неоком-сеноманском интервале сейсмического разреза Сургутского района (см. рис. 2) выделяется ряд сейсмостратиграфических единиц с различными картинами волновых полей, соответствующими, как выясняется, разным фациям и режимам седиментации. Подразделения с протяженными интенсивными отражениями, периодически повторяющимися в разрезе и соответствующими песчаным частям седиментационных циклов (вартовская свита), соседствуют здесь с единицами, в которых протяженные отражения практически отсутствуют (алымская, чернореченская толщи). Региональное распространение этих существенно глинистых отложений затишных зон моря фиксирует этап стабилизации режима осадконакопления, что хорошо согласуется с наблюдаемой волновой картиной. Своеобразны единицы верхней части рассматриваемого интервала разреза (покурская свита) с частными волнистыми непротяженными отражениями средней интенсивности. Эта картина волнового поля характерна для нестабильного режима накопления осадков покурской свиты в континентальных условиях.

Разнообразие волновых полей, свойственное в этом разрезе телам пластообразной формы (вертикальное наращивание мощности), дополняется подразделением с клиновидной формой геологических тел, отвечающим большей части мегионской свиты. Для последней характерны боковое наращивание мощности и латеральная фациальная изменчивость по разрезу. Таким образом, различие волновых картин сейсмического разреза Сургутского района обусловлено дифференцированностью фаций и режима седиментации этой части палеобассейна.

Проведенное сопоставление сейсмостратиграфических единиц и условий формирования осадочных толщ показывает, что главными факторами образования крупных неоднородностей сейсмического волнового поля, рассматриваемых в качестве сейсмостратиграфических подразделений, являются фациальные особенности отложений и тектонический режим осадконакопления. По фациальной характеристике выделенные единицы соответствуют комплексам осадочных фаций. Их возрастной объем равен 7-30 млн. лет по шкале абсолютного возраста или одному-трем ярусам общей стратиграфической шкалы. Отсюда видно, что сейсмостратиграфические единицы обладают всеми основными признаками осадочных формаций, определяемых как комплекс фаций с единым тектоническим режимом седиментации [6]. Наличие несогласных поверхностей на границах сейсмостратиграфических единиц также согласуется с представлениями о наличии несогласий на границах осадочных формаций. Концепция отождествления крупных сейсмостратиграфических подразделений с осадочными формациями открывает новые возможности для формационного анализа сейсмических разрезов.

Интересна связь продуктивности отложений рассматриваемых разрезов с дифференцированностью тектонического режима их формирования. В Шаимском районе со сравнительно стабильным режимом седиментации, отсутствием песчаных линз конседиментационных структур продуктивные пачки отмечаются лишь в подошве осадочного чехла (вогулкинская толща). А в Сургутском районе, характеризующемся дифференцированным режимом седиментации и широким развитием песчаных линз конседиментационных структур, нефтегазоносные горизонты встречены, как известно, в широком интервале разреза от подошвы осадочного чехла (тюменская свита) до кровли неокомских отложений. Наличие такой связи уже отмечалось ранее [1, 2]. Здесь уместно лишь указать, что сейсмостратиграфический анализ открывает новые перспективы и возможности в исследованиях данной проблемы, поскольку зоны дифференцированного и стабильного режимов могут быть установлены по дифференцированности волновой картины сейсмических разрезов.

Важной задачей сейсмостратиграфического анализа является выделение в разрезе подразделений, перспективных для обнаружения неантиклинальных ловушек УВ. В качестве одного из путей решения этой задачи представляется целесообразным сопоставление сейсмостратиграфических единиц с седиментационными циклами. Как видно на разрезе Сургутского района (см. рис. 2), регрессивные части определенных седиментационных циклов (верхневартовская подсвита, пласты АС_4-8 [3], характеризуются наиболее сложной волновой картиной. С ними можно связывать, вероятно, наибольшие перспективы нахождения линзовидных геологических тел типа баров, толщ заполнения врезов и др. Выше уже отмечалась перспективность изучения сейсмостратиграфических единиц неокомского возраста, образованных фациями бокового заполнения палеобассейна. Для обнаружения ловушек, связанных с линзовидными телами различных типов, необходимо более детальное изучение сейсмостратиграфических единиц.

Выводы

1. По сейсмическим разрезам характерных для Западной Сибири районов выделены крупные сейсмостратиграфические единицы.

2. Показана связь особенностей сейсмической волновой картины с фациальными особенностями отложений и тектоническим режимом седиментации, открывающая возможности фациального и тектонического анализа осадочных бассейнов по сейсмическим разрезам.

3. Выделенные сейсмостратиграфические подразделения по фациальной и тектонической характеристикам отождествляемы с осадочными формациями, что позволяет использовать формационный анализ для интерпретации сейсмических резрезов.

4. Подтверждена связь нефтегазоносное™ с зонами тектонически активного дифференцированного режима осадконакопления.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Геология нефти и газа Западной Сибири/ А. Э. Конторович, И. И. Нестеров, Ф. К. Салманов и др. М., Недра, 1975.

2. Закономерности размещения и условия формирования залежей нефти и газа в мезозойских отложениях Западно-Сибирской низменности. - Труды СНИИГГИМС, Новосибирск, 1972, вып. 131.

3. Карагодин Ю. Н. Классификация, структура и номенклатура ритмов и соподчиненных с ними литостратиграфических, гидрогеологических и нефтегазоносных подразделений. - В кн.: Проблемы нефтегазоносности Сибири. Новосибирск, 1971, с. 150-161.

4. Корнев В. А. Геолого-геофизическое обоснование поисков литологических и структурнолитологических залежей нефти в отложениях неокома Среднего Приобья. Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. геол.-минер. наук. Тюмень, 1980 (ЗапСибНИГНИ).

5. Сейсмическая стратиграфия. Пер. с англ. Под ред. Н.Я. Кунина и Г. Н. Гогоненкова. М„ Мир, 1982.

6. Хаин В. Е. Общая геотектоника. М., Недра, 1973.

Поступила 23/III 1982 г.

Рис. 1. Сейсмостратиграфические единицы опорного сейсмического временного разреза МОГТ Шаимского района (Даниловская площадь)

Рис. 2. Сейсмостратиграфические единицы опорного сейсмического временного разреза МОГТ Сургутского района (Федоровская площадь)

Рис. 3. Сопоставление неоком-сеноманских интервалов разрезов Шаимского (I) и Сургутского (II) районов.

1 - песчаники; 2-глинистые песчаники и алевролиты; 3 - глины; 4 - туфы и эффузивные породы

Таблица Сейсмостратиграфические подразделения осадочных толщ Западной Сибири

	Возраст	Свита, толща	Основные признаки, границы единиц (по сейсмическим разрезам)	Литологический состав и мощность, м (по промыслово-геофизическим данным и результатам анализа керна)	Условия формирования (интерпретация сейсмических, промыслово-геофизических данных и результатов анализа керна). Фации, цикличность, перерывы, скорость седиментации
	Шаимский район (Даниловская площадь)
	J3-К1b	Даниловская, низы харосоимской.	Горизонтальные среднеамплитудные протяженные двухфазные отражения. Кровля- горизонт Б	Аргиллиты битуминозные с известняковыми конкрециями, 80	Морские относительно глубоководные конденсированные осадки. Скорость седиментации ~0,002 мм/год
	K1v-br	Харосоимская, улансынская, леушинская	Горизонтальные низкоамплитудные непротяженные отражения. Кровля - горизонт М	Аргиллиты и глины, в верхней части разреза с прослоями алевролитов и песчаников, 400	Морские относительно глубоководные осадки преимущественно затишных зон моря, в верху разреза сменяющиеся мелководно-морскими осадками; образуют крупный седиментационный цикл регрессивного строения, завершающийся перерывом в осадконакоплении. Скорость седиментации ~0,02 мм/год
	К1а-К2с	Кошайская, викуловская, ханты-мансийская, уватская	Горизонтальные низкоамплитудные непротяженные отражения. Кровля - горизонт Г	Чередование пачек глин, алевролитов и глинистых песчаников, 600	Мелководно-морские осадки затишных зон моря, чередующиеся с осадками зон более активной гидродинамики, образуют два крупных седиментационных цикла(200 и 400 м) регрессивного строения, завершающиеся перерывами в осадконакоплении. Скорость седиментации ~0,02 мм/год
	K2t- s	Кузнецовская, березовская (нижняя подсвита)	Горизонтальные высокоамплитудные непрерывные двухфазные отражения. Кровля - граница с наклонными отражениями	Глины, опоки, 100	Морские относительно глубоководные осадки затишных зон. Скорость седиментации ~0,01 мм/год
	К2ср - P1-2	Березовская (верхняя подсвита), ганькинская, талицкая, люлинворская (без верхней подсвиты)	Наклонные высокоамплитудные умеренно протяженные отражения. Кровля - граница с горизонтальными отражениями	Глины, 400	Наклонно-слоистые осадки относительно глубоководного бассейна, заполняющегося циклично за счет бокового наращивания склона. Скорость седиментации не определена
	Р 2-3	Люлинворская (верхняя подсвита)	Горизонтальные высокоамплитудные непрерывные крупноцикличные отражения. Кровля - граница с полем отсутствия регулярной записи	Глины, 100	Мелководно-морские осадки затишных зон. Скорость седиментации ~0,01 мм/год
	Сургутский район (Федоровская площадь)
	J 3t - J3О	Тюменская, васюганская	Горизонтальные высокоамплитудные умеренно протяженные крупноцикличные отражения. Кровля - горизонт Б. подошва - горизонт А	Чередование песчаников, алевролитов, аргиллитов, 200	Континентальные озерно-аллювиальные осадки, образующие седиментационный цикл в основании разреза осадочного чехла. С перерывом выше по разрезу залегают прибрежно-морские отложения, образующие седиментационный цикл регрессивного строения. Скорость седиментации 0,02 мм/год
	J 3km-v	Георгиевская, баженовская	Горизонтальные высокоамплитудные непрерывные двухфазные отражения. Кровля - граница с наклонными отражениями, горизонт Б	Аргиллиты-битуминозные с известняковыми конкрециями, 30	Морские относительно глубоководные конденсированные осадки. Скорость седиментации ~0,002 мм/год
	K1b-v	Ачимовская, мегионская	Наклонные разноамплитудные различной протяженности мелкоцикличные отражения (а), сменяющиеся по латерали наклонно-волнистыми низкоамплитудными непротяженными отражениями (б). Кровля - граница с горизонтальными отражениями (пласт БС10)	Глины с прослоями песчаников, 500	Авандельтовые наклонно-слоистые осадки относительно глубоководного морского бассейна, заполняющегося за счет бокового наращивания склона, сменяющиеся по латерали неслоистыми морскими осадками, по-видимому, подводного конуса выноса. Скорость седиментации не определена. Предполагаются очень высокие темпы осадконакоплений
	K1v-br	Верхи мегионской, вартовская	Горизонтальные разноамплитудные различной протяженности крупноцикличные отражения. Кровля - граница с низкоамплитудными непротяженными отражениями	Ритмичное чередование пачек песчаников и глин, 500	Мелководно-морские осадки гидродинамически активных зон, ритмично чередующиеся с осадками затишных зон моря. Образуют три седиментационных цикла разделенные перерывами в осадконакоплений: два нижних - 100 и 200 м, трансгрессивного строения, верхний (группа пластов АС) - трансгрессивно-регрессивного. Скорость седиментации ~0,03 мм/год
	K1a	Алымская, чернореченская	Горизонтальные низкоамплитудные непротяженные отражения. Кровля - граница со среднеамплитудными умеренно протяженными отражениями	Глины, сменяющиеся вверх по разрезам алевролитами, 185	Мелководно-морские осадки затишных зон моря, образуют седиментационный цикл регрессивного строения. Скорость седиментации ~0,02 мм/год
	K1al	Покурская (без верхней подсвиты)	Горизонтальные мелковолнистые среднеамплитудные умеренно протяженные мелкоцикличные отражения. Кровля - граница с разнообразными по амплитуде отражениями	Пески с подчиненными прослоями алевритов и глин, 450	Прибрежно-морские и континентальные озерно-аллювиальные осадки, образующие седиментационный цикл регрессивного строения с многочисленными перерывами в осадконакоплении. Скорость седиментации ~0,05 мм/год
К2с		Покурская (верхняя подсвита)	Горизонтальные мелковолнистые разноамплитудные, преимущественно средне- и низкоамплитудные отражения умеренно протяженные и непротяженные с прерывистой цикличностью. Кровля - горизонт Г	Чередование песков, алевритов и глин, 260	Континентальные озерно-аллювиальные осадки, образующие седиментационный цикл конечно-регрессивного типа с многочисленными перерывами в седиментации. Скорость седиментации ~0,05 мм/год
K2t-d		Кузнецовская, березовская, ганькинская	Горизонтальные высокоамплитудные непрерывные крупно- цикличные отражения. Кровля - горизонт С	Глины, опоки, 250	Мелководно-морские, чередующиеся с относительно глубоководными осадками затишных зон моря; образуют седиментационный цикл, завершающийся перерывом в осадконакоплении. Скорость седиментации ~0,01 мм/год
Р1-3		Талицкая, люлинворская, чеганская	Горизонтальные низкоамплитудные непротяженные скрытоцикличные отражения. Кровля - граница с полем отсутствия регулярной записи	Глины, 450	Мелководно-морские осадки затишных зон моря; образуют седиментационный цикл, завершающийся перерывом в осадконакоплении. Скорость седиментации ~0,01 мм/год