К оглавлению

УДК 550.834(571.1)

Анализ неокомской клиноформы Западной Сибири по данным сейсморазведки

Г.Н. ГОГОНЕКОВ, Ю.А. МИХАЙЛОВ, С.С. ЭЛЬМАНОВИЧ (ЦГЭ Миннефтепрома)

Постановка задач и подходы к их решению. Выяснение строения и условий формирования основной нефтепродуктивной неокомской толщи Западной Сибири, включающей мегионскую и вартовскую свиты, имеет первостепенное значение для построения достоверных геологических моделей как по локальным разведочным площадям Западной Сибири, так и по нефтегазоносному бассейну в целом. Несмотря на многолетнее изучение этого интервала разреза, сложившиеся представления [1, 2, 4, 6-8] еще недостаточно раскрывают морфологию и генезис неокомской толщи. Неоднозначное толкование данного интервала разреза можно объяснить сложностью его строения и отставанием обобщения данных интерпретации региональных сейсмических разрезов MOB ОГТ. Следует отметить также общую слабую изученность в теоретико-генетическом плане клиноформных (Клиноформами (клиноформными комплексами) мы называем мегакосослоистые осадочные тела бокового заполнения относительно глубоководных впадин, состоящие из трех синхронных элементов: шельфового покрова (ундаформы), склоновых наклонно залегающих образований (собственно клиноформы) и донного клиновидного тела (фондоформы).) геологических образований [2, 5, 9-11], к которым принадлежит неокомская толща Западной Сибири. Современные данные сейсморазведки по различным нефтегазоносным бассейнам выявили существование двух типов клиноформ: ритмично построенных комплексов многоэтапного формирования, состоящих из закономерно повторяющихся ассоциаций сейсмических отражений - сейсмофаций и имеющих, как правило, региональное распространение, и неритмичных одноэтапных (одиночных) клиноформ, представленных набором неповторяющихся сейсмофаций, локально развитых. Неокомская клиноформа Западной Сибири относится к ритмичным комплексам регионального распространения. Для решения задач выяснения закономерностей строения и условий формирования клиноформ было выполнено сопоставление ритмичной клиноформы Западной Сибири с некоторыми сходными по строению одиночными клиноформами Северного Кавказа (материалы треста Краснодарнефтегеофизика).

Плавный переход одиночных клиноформ в шельфовые покровы в направлении к берегу и закономерная смена неповторяющихся элементов в глубь бассейна дают возможность расшифровать последовательность формирования этих элементов. А выяснение последовательности образования основных элементов одиночных клиноформ служит, в свою очередь, ключом к расшифровке закономерностей строения и условий формирования ритмичных клиноформных комплексов типа неокомского Западной Сибири.

Проведенный с таких позиций сейсмостратиграфический анализ регионального профиля Р-1 через Среднее Приобье (материалы управления Запсибнефтегеофизика) позволил получить новые данные о строении и условиях формирования основных элементов неокомской ритмичной клиноформы Западной Сибири. В настоящей работе изложены основные итоги проведенных исследований.

Модель строения и условий формирования некоторых одиночных клиноформ Северного Кавказа. Анализируемые палеоценовая и майкопская клиноформы Северного Кавказа в наиболее полных разрезах (рис. 1) плавно переходят от шельфовых покровов к пологонаклонным клиновидным телам, сменяющимся по латерали в глубь бассейна крутонаклонными сигмовидными образованиями. Еще дальше в глубь бассейна наблюдаются пологозалегающие кровельные клинопокровы, переходящие в уплощенные клинья в донной части бассейна.

Расшифровка строения одиночных клиноформ позволяет выяснить условия их формирования (рис. 2). Переход от шельфового покрова к одиночной клиноформе отвечает переходу от мелководной к относительно глубоководной обстановке. Рассмотрим, как при этом меняются условия осадконакопления. Шельфовые покровы образуются в основном путем вертикального наращивания осадков, обычно при многократной их переработке волнами и приливами - отливами, выравнивающими поверхность шельфовой равнины и толщину осадков. В глубь бассейна покровы плавно переходят по латерали в начальный элемент клиноформы - пологонаклонные клиновидные тела. Клиновидное утонение толщины осадков объясняется нарастающим их дефицитом в глубь бассейна при отсутствии переработки отложений, т. е. глубже зоны активной гидродинамики. По мере вертикального наращивания клиновидных тел происходило формирование палеосклона, возрастала относительная глубина в некомпенсированной части бассейна, увеличивалась общая дифференцированность аккумулятивного палеорельефа (см. рис. 2, I). Следующий, наиболее выразительный, элемент клиноформы - крутонаклонные сигмовидные тела - принципиально отличается по морфологии от предшествующего элемента, что говорит о резкой смене условий седиментации при переходе от пологонаклонных клиновидных к крутонаклонным сигмовидным телам. Крутонаклонная ориентировка сигмовидных тел свидетельствует о другом типе наращивания осадков - боковом, определяемом крутыми углами залегания отложений преимущественно гравитационного генезиса (см. рис. 2, II). В группу гравитационных отложений включают обвальные и оползневые образования, осадки селевых и турбидных потоков. Можно полагать, что сигмовидные тела образуются за счет деятельности главным образом турбидных потоков, хотя отдельные их элементы несут на разрезах признаки деформаций, характерных для оползневых образований. Турбидные потоки возникали, по-видимому, в условиях, когда резко возрастал привнос терригенного материала, ускорялись темпы осадконакопления. Они, как известно, имеют значительно более высокую насыщенность терригенным, в том числе крупным, материалом, чем водные потоки, скорость осадконакопления турбидитов гораздо выше, поэтому в разрезе сохраняются более крутые углы естественного откоса турбидитов. Отсюда становится понятным, почему сигмовидные тела наклонены более круто по сравнению с клиновидными. С практической точки зрения важно представлять закономерности распространения в турбидитах песчаных тел - коллекторов. В условиях привноса существенно глинистого материала более крупные осадки, согласно правилам расслоения турбидитов (по Кюнену, 1950), концентрируются в присклоновой донной части. При наибольшем понижении уровня моря и наиболее интенсивном размыве дна бассейна представляется возможным накопление песчаного материала не только у подножия, но и на самом палеосклоне, в сигмовидных телах. Завершение деятельности турбидных потоков представляется как следствие прекращения привноса терригенного материала в результате повышения уровня моря. При этом могло происходить осаждение (вертикальное) тонкодисперсного материала и образование тонких, более или менее выдержанных по латерали кровельных клинопокровов глинистого состава (см. рис. 2, III). В рассмотренных выше разрезах (см. рис. 1) кровельные клинопокровы отчетливо выполаживают палеосклон. Это обстоятельство наряду с латеральной выдержанностью данных элементов позволяет считать, что формирование клиноформы заканчивается прекращением терригенного привноса, вертикальным осаждением глинистого материала и паузой в седиментации.

Таким образом, на первом этапе анализа выделены основные элементы кли-ноформ, намечена их последовательность и построена гипотетическая модель условий осадконакопления, при которых могут образоваться основные седиментационные элементы клиноформ. А теперь, используя и оценивая реальность и работоспособность изложенных выше представлений о модели клиноформ, расшифруем строение и условия формирования неокомской ритмичной клиноформы Западной Сибири.

Модель строения и условия формирования основных элементов неокомской ритмичной клиноформы Западной Сибири. На региональном сейсмическом разрезе Р-1 (рис 3) отчетливо различаются шельфовая (ундаформная) и депрессионная (клиноформная+фондоформная) части неокомского комплекса. Строение шельфовой части, относящейся к вартовской свите и представленной набором сейсмических комплексов типа покровов и клиньев, детально в данной работе не рассматривается.

Ключевой для понимания основных закономерностей строения и условий формирования неокомской клиноформы является ее депрессионная часть, соответствующая мегионской свите. Она образована закономерно повторяющимися по латерали ассоциациями сейсмических отражений, представленных тремя основными типами сейсмофаций (см. рис. 1): клиновидными полого-наклонными отражениями, сигмовидными крутонаклонными отражениями и клинопокровами.

Как уже понятно из вышесказанного, в ритмичной последовательности тел неокомской клиноформы клиновидные соответствуют начальной фазе, сигмовидные - средней, а клинопокровы - конечной фазам этапа формирования одиночной клиноформы. Выберем на профиле наиболее информативную часть разреза, отражающую строение отдельного этапа бокового наращивания, представленного сочетанием клиновидных и сигмовидных тел, и рассмотрим детали его строения. Как видно на рис. 1, клиновидные тела имеют единую кровельную поверхность, срезающую внутренние отражения. Это говорит о наличии общей эрозионной поверхности в кровле клиновидного элемента ритма, что, в свою очередь, указывает на низкое положение уровня моря, т. е. этап бокового наращивания начинается с фазы низкого уровня моря.

Что же касается сигмовидных тел, то их кровельные поверхности переходят по латерали на все высокие горизонты разреза, свидетельствуя о последовательном относительном увеличении глубины моря в течение формирования сигмовидных тел. В абсолютном же значении увеличение глубины моря распространялось лишь на некомпенсированную часть бассейна, поскольку здесь происходило не только боковое, но и вертикальное наращивание палеосклона. Что же касается шельфовой части, то здесь увеличения глубины моря могло и не происходить. В пользу предположения о том, что при накоплении сигмовидных тел уровень моря в шельфовой части мог оставаться низким, говорит наличие неровностей палеорельефа кровли сигмовидных тел, а также кровельные срезания отражений, связанные, вероятно, с эрозионными процессами.

Разрез отложений этапа бокового наращивания завершается сейсмофацией кровельного клинопокрова, выполаживающей палеосклон (см. рис. 1). Кровельная поверхность этой сейсмофаций расположена на более высоком по разрезу горизонте, свидетельствуя о дальнейшем погружении дна бассейна. Переход от бокового наращивания палеосклона к вертикальному связывается с прекращением терригенного привноса и вертикальным осаждением глинистого материала, имеющего более пологие углы естественного откоса, чему и отвечает выполаживание палеосклона.

Закономерности строения и прогноз условий формирования этапов бокового наращивания неокомской клиноформы Западной Сибири сходны, как видно, с уже рассмотренными выше клиноформами Северного Кавказа. В неокомском комплексе элементы клиноформы повторяются по латерали с примерно одинаковым расстоянием друг от друга. На рис. 3 заметно общее увеличение размеров, толщины элементов в направлении с востока на запад, что указывает на региональную неравномерность погружения территории. Вместе с тем отмечается зависимость размеров и соотношений основных элементов от тектоноструктурной их приуроченности. В прогибах Ярсомовском, Ляминском элементы клиноформ крупнее, большей толщины, а на поднятиях Сургутском, Нижневартовском мельче, сокращенной толщины. Соответственно в прогибах намечается увеличение размеров, латерального распространения сигмовидных тел, в то время как на поднятиях размеры сигмовидных тел и их латеральное распространение заметно сокращаются. Но особенно важно отметить то обстоятельство, что тектоноструктурная дифференциация рассматриваемой территории принципиально не влияет на равномерную ритмичность клиноформного комплекса. Поэтому ритмичное боковое наращивание клиноформы не может быть объяснено тектоническими движениями дна бассейна. Можно было бы попытаться объяснить ритмичность тектоническими или климатическими колебаниями в области сноса, но их влияние на ритмичность осадконакопления при значительном удалении области сноса и наличии обширного мелководного шельфа имеет подчиненное значение по сравнению с эвстатическими колебаниями уровня моря. Основной объем осадков клиноформы сформировался при понижении уровня моря, а на границах этапов накопления отмечается пауза в седиментации, обусловленная, вероятно, повышением уровня моря. Поэтому можно полагать, что основной причиной ритмичности неокомской клиноформы Западной Сибири, как и других ритмично построенных клиноформных комплексов, являются эвстатические колебания уровня моря. Спектрально-временной анализ клиноформного комплекса но методике И.А. Мушина и др. [3] подтверждает данное положение. Он показывает (рис. 4), что сигмовидным и клиновидным телам клиноформы отвечает тип разреза, соответствующий понижению уровня моря, а кровельному клинопокрову - повышению уровня моря.

На крупномасштабном фрагменте регионального разреза, совмещенном с данными каротажа скважин (рис. 5), видно, что одному шельфовому пласту БВ8 отвечает несколько склоновых пластов - Д4, Д7, Д8. Это говорит о соответствии шельфового пласта нескольким эвстатическим колебаниям уровня моря.

Выполненный анализ позволяет рассматривать осадочные образования клиноформ приведенного типа как результат процесса пульсационного многоэтапного (либо одноэтапного) сбрасывания больших объемов осадочного материала с уже заполненной осадками части бассейна, обычно мелководной, в незаполненную относительно глубоководную. При этом происходит боковое продвижение палеосклона в глубь бассейна. Процесс контролируется, как было показано выше, эвстатическими колебаниями уровня моря. При высоком уровне моря в той части бассейна, прогибание которой компенсировано осадками, продолжалось накопление отложений, распространявшихся до края шельфа. В это время в некомпенсированной зоне обычно отмечалась пауза в осадконакоплении. При понижении уровня моря привносимый материал транзитом транспортировался через шельф, а накопившиеся осадки частично или полностью срезались эрозией и весь материал сбрасывался в некомпенсированную впадину. Наращивание палеосклона впадины фиксировало каждое колебание уровня моря, независимо от тектонического погружения дна бассейна. Следы эвстазии в компенсированной осадками части бассейна сохранялись не полностью, отдельные колебания могли накладываться друг на друга (из-за их короткопериодичности), и в ископаемое состояние переходил, по-видимому, суммарный эффект нескольких колебаний. Это при условии, что дно бассейна погружалось. Если же погружение отсутствовало, осадки в компенсированной части бассейна не накапливались и следы колебаний уровня моря в разрезе не сохранялись. Таким образом, отложения склоновых частей клиноформ фиксируют наиболее полную «летопись» эвстазии.

Необходимым условием формирования клиноформ являются высокие темпы осадконакоплении, приобретающего характер лавинной седиментации. Поступление в бассейн больших объемов осадочного материала может быть связано с активизацией дифференцированных движений в области сноса. Выполненный анализ регионального профиля показал, что и в самом бассейне существовали крупные местные источники материала за счет размыва конседиментационных поднятий.

Важно подчеркнуть, что отмечаемое в результате анализа развитие конседиментационных структур служит основанием для прогнозирования наличия как в шельфовой, так и в депрессионной частях клиноформ локальных песчаных тел, образованных благодаря росту конседиментационных поднятий. Эти структуры наблюдаются в центральной части Сургутского свода (см. рис. 3, 120-140 км), на его западном крыле (65-80 км); в центральной части Нижневартовского свода (255-265 км, 290 км).

В результате анализа строения нефтепродуктивной неокомской мегакосослоистой толщи Западной Сибири путем межбассейновых сопоставлений сейсмических разрезов сходных по морфологии комплексов выделены основные элементы клиноформы, установлена их ритмичная повторяемость по латерали, выяснена последовательность формирования. Показана связь морфологии и генезиса клиноформы с эвстатическими колебаниями уровня моря и особенно высокими темпами осадконакоплении лавинного типа. Отмечается распространение песчаных тел (коллекторов) при наложении друг на друга нескольких колебаний уровня моря и при росте конседиментационных структур вне зависимости от эвстатического фактора. Полученные результаты предлагается использовать для повышения достоверности историко-геологических моделей и совершенствования прогноза нефтеперспективных объектов клиноформных комплексов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гогоненков Г.Н., Михайлов Ю.А. Сейсмостратиграфические подразделения нефтегазоносных осадочных толщ Западной Сибири. - Геология нефти и газа, 1983, № 7, с. 49-56.
  2. Гогоненков Г.Н., Михайлов Ю.А. Сейсмостратиграфический анализ в нефтегазопоисковых исследованиях. Обзор ВНИИОЭНГ. М., 1984, с. 1-54.
  3. Мкртчян О.М. Новое в модели строения и формирования баженовской свиты Западной Сибири.- Нефтегаз. геол. и геофиз., вып. 7, 1984, с. 1-6.
  4. Мушин И.А., Бродов Л.Ю. Прогнозирование седиментационной цикличности по сейсмическим данным. Докл. АН СССР, отд. геол., 1985, т. 280, № 5, с. 10-15.
  5. Наумов А.Л., Онищук Т.М., Биншток М.М. Об особенностях формирования разреза неокомских отложений Среднего Приобья.- Труды ТИИ. Тюмень, 1977, вып. 64, с. 39-46.
  6. Особенности корреляции шельфовых отложений неокома Среднего Приобья с применением сейсморазведки МОГТ / Н.Х. Кулахметов, В.Н. Никитин, Г.С. Ясович, Ю.И. Валицкий. - Геология нефти и газа, 1983, № 5, с. 44-48.
  7. Особенности строения и нефтегазоносности неокомского комплекса Западной Сибири / О.М. Мкртчян, В.Е. Орел, С.И. Филина, Э.М. Пуркина.- Геология нефти и газа, 1986, № 11, с. 1-7.
  8. Сейсмическая стратиграфия. Ч. 1, 2. Ред. Ч. Пейтон. Пер. с англ. М., Мир, 1982,
  9. Трушкова Л.Я. Формации и условия нефтегазоносности в неокоме южной половины Западно-Сибирской плиты.- В кн.: Условия нефтегазоносности и особенности формирования месторождений нефти и газа на Западно-Сибирской плите. Л,, 1960, с 34-48.
  10. Шимкус К.М., Шлезингер А.Е. Клиноформы осадочного чехла по данным сейсморазведки.- Литология и полезные ископаемые, 1984, № 1, с. 105-114.
  11. Шимкус К.М., Шлезингер А.Е. Образование геологических тел в условиях мелководных и глубоководных бассейнов по сейсмическим материалам.- Труды ГИН АН СССР. М., 1984, вып. 388, с. 4-13.

    12.  

    Рис.1. Основные элементы одиночных клиноформ Северного Кавказа (а) в сравнении с фрагментом неокомской клиноформы Западной Сибири (б):

    1 - пологонаклонные клиновидные тела, 2 - крутонаклонные сигмовидные образования, 3 - кровельные клинопокровы

     

    Рис. 2. Этапы формирования клинофирм:

    I - вертикальное наращивание палеосклона, II - латеральное наращивание палеосклона, III - вертикальное перекрытие палеосклона с выполаживанием; 1-5 - клиновидные тела вертикального наращивания палеосклона; 6-8 - сигмовидные тела бокового наращивания палеосклона; 9 - клинопокров вертикального перекрытия палеосклона с выполаживанием

     

    Рис. 3. Региональный сейсмический разрез Р-1 Среднего Приобья (а) с выравниванием подошвы комплекса, (б) разделением комплекса на фрагменты

     

    Рис. 4. Спектрально-временной анализ Ляминского фрагмента неокомской клиноформы в зоне распространения: I - сигмовидных тел, II - клиновидных тел;

    а - фрагменты разреза при различных фильтрациях, О - фрагмент исходного разреза; б - направленность изменений частот отраженных волн; в - сейсмоциклиты.

     

    Рис. 5. Детальный анализ покачевского фрагмента неокомской клиноформы путем совмещения каротажа скважин с временным разрезом.