К оглавлению

УДК 551.244.1.001.33(571.1-17)

Классификация локальных структур севера Западной Сибири и закономерности размещения меловых поднятий

Н.Я. КУНИН, (ИФЗ), Б.Н. ЛУЦЕНКО (ВНИГНИ)

К антиклинальным поднятиям Западной Сибири приурочены основные месторождения нефти и газа. Проведенные исследования по прогрозированию новых антиклиналей [4-6] показывают, что существуют весьма значительные резервы для их обнаружения. Поэтому, несмотря на новые возможности картирования неантиклинальных ловушек с помощью методов сейсмостратиграфии, выявление и изучение нефтегазоносности антиклинальных ловушек в Западной Сибири (особенно в относительно слабоизученных ее северных районах) в ближайшее десятилетие остается важнейшим направлением поисков. В связи с этим новые представления о классификации антиклинальных структур севера Западной Сибири, выявление закономерностей их размещения - весьма актуальная задача.

При классификации локальных антиклиналей Западной Сибири М.Я. Рудкевич, А.Я. Эдельштейн и другие подчеркивали, что в регионе доминируют конформные поднятия, испытавшие конседиментационное формирование с уменьшающейсявверх по разрезу амплитудой. Так, Ю.М. Глухоедов [3] при классификации антиклиналей Западной Сибири выделил четыре типа конседиментационных структур, рост которых прекратился соответственно в ранней-средней юре, в неокоме, в апте-сеномане и в постсеноманское время. Е.М. Максимов [7] наметил шесть типов конформных конседиментационных структур. Им подчеркивается, что поднятия, прекратившие рост в юре и неокоме, развиты в Березовском и других периферийных районах Западной Сибири, где перспективны юрские отложения. В Сургутском и Нижневартовском районах, где продуктивны отложения юры и неокома, развиты конформные конседиментационные структуры, рост которых продолжался вплоть до сеномана и эоцена. В Надым-Пур-Тазовской и Ямало-Гыданской областях, где продуктивны отложения от юры до сеномана, рост конседиментационных структур (по мнению Е.М. Максимова) происходил до верхних горизонтов осадочного чехла.

До настоящего времени закономерности размещения и продуктивности локальных поднятий неконформных типов в Западной Сибири остаются неизученными. Такие поднятия обычно рассматриваются как отступления от правила. Сложившиеся представления обусловлены тем, что при анализе и классификации поднятий обычно рассматривается единая совокупность структур Западной Сибири, в которой преобладают конформные конседиментационные сквозные и погребенные антиклинали Широтного Приобья, Приуралья и южных нефтегазоносных областей. Специфика изучения локальных поднятий северных районов Западной Сибири стала особенно очевидной в последние годы, когда в результате внедрения МОГТ с 12-кратным перекрытием резко повысились глубинность и разрешающая способность сейсморазведки. В этих условиях, кроме обычных для Широтного Приобья, подготовка структур по базовым опорным отражающим горизонтам Б и М, приуроченым соответственно к отложениям баженовской свиты и апта-барема, на севере Западной Сибири осуществляется по пяти - восьми сейсмическим реперам, охватывающим широкий стратиграфический диапазон - от доюрских до палеогеновых отложений.

Проведенный нами анализ включает 202 локальных поднятия севера Тюменской области, размещенных в пяти НГО: Надым-Пурской, Пур-Тазовской, Ямальской, Гыданской и Приенисейской.

На начало 1987 г. в фонде подготовленных структур по первым четырем НГО находилось 87 поднятий. Значительное их число введено в поисковое и разведочное бурение. Сопоставление данных сейсморазведки с результатами последующего бурения [6] показало высокую подтверждаемость структурных построений по сейсмическим материалам. Вместе с тем изменение структурных планов по разрезу в северных районах Западной Сибири широко распространено, что известно, например, по материалам изучения Уренгойского поднятия. Как показал проведенный нами анализ, в северных районах Западной Сибири конформные конседиментационные структуры не являются преобладающими. Наряду с ними, здесь широко развиты резко изменяющие свой план по разным горизонтам структуры, которые мы именуем импликационными. Определенное развитие в регионе получили антиклинали в меловых отложениях, не выраженные по нижним горизонтам. Для подобных структур в других регионах обычно используются термины «бескорневые» или висячие (навешанные). В северных районах Западной Сибири широко распространены структуры, закартированные по базисному горизонту Б и более глубоким сейсмическим реперам, но по вышележащим отложениям характеризующиеся значительно большими размерами площадей. Такие структуры мы будем именовать навешанными. Помимо этого в рассматриваемом регионе выделена группа поднятий, которые выражены по верхним горизонтам, но либо выполаживаются вниз по разрезу до моноклинали, либо переходят в отрицательные или другие сложные формы. Эта группа структур рассмотрена ранее [2] и при известном допущении может быть также отнесена к типу навешанных структур, которые Л.Ш. Гиршгорн называет дисгармоничными.

В большинстве случаев, как показал проделанный анализ, амплитуды антиклиналей прямо пропорциональны размерам площадей, но имеются и отклонения от этого правила. Поэтому в настоящей статье приведена классификация поднятий по наиболее надежному параметру - площади.

Для Надым-Пурской и Пур-Тазовской НГО учитывались только подготовленные сейсморазведкой антиклинали, а для Ямальской и Гыданской НГО - уверенно выявленные высокоамплитудные структуры. Часть поднятий в 70-х годах была изучена MOB или МОГТ с 6-кратным перекрытием и закартирована менее надежно по доюрским горизонтам.

Локальные поднятия могут анализироваться по разным признакам. Нами рассматривается классификация по изменению величины площади антиклиналей на разных стратиграфических уровнях и приуроченных к ним сейсмическим опорным отражающим горизонтам, использованным для картирования поднятий. Были выделены семь типов структур, отличающихся максимальной площадью по разным сейсмическим реперам.

В северных районах Тюменской области изучены главным образом крупные и высокоамплитудные структуры (таблица). Средняя площадь структур различных типов варьирует от 249 до 367 км², а средние амплитуды возрастают с глубиной от 60,2 м для структур I типа до 275,7 м для структур VI типа. Поднятия I типа характеризуются максимальными размерами площади по верхнемеловым и палеогеновым отложениям, где трассируются опорные отражающие горизонты Г и С, II типа - по отложениям баррема - валанжина, картируемым опорными отражающими горизонтами М и В, III типа - по баженовской свите (опорному отражающему горизонту Б), IV-VII типов - по среднеюрским, рэт-лейасовым и триас-палеозойским отложениям.

По особенностям отображения в разных осадочных комплексах могут быть намечены сквозные антиклинали, затухающие по разрезу без изменения общего плана (погребенные, унаследованные), которые в упомянутой выше классификации отнесены к VI и VII типам. Именно такие структуры доминируют в Широтном Приобье, южных и западных районах Западно-Сибирской плиты. Структуры всех остальных типов, развитые в северных районах Западной Сибири, не получили распространения за их пределами.

Размещение структур выделенных семи типов на севере Западной Сибири приведено на рис. 1. Рассмотрение закономерности и вероятных причин пространственного распределения структур разных типов представляет большой научный и практический интерес. Нами изложены эти вопросы применительно к поднятиям I и II типов, которые характеризуются максимальными площадями в надъюрской толще и относительно затухают вниз по разрезу со значительным уменьшением размеров по базисному горизонту Б.

К антиклиналям I типа причисляются 34 подготовленных и четыре выявленных поднятия. Их средняя площадь составляет 358,9 км², а без учета Уренгойского поднятия - 283,1 км² (см. рис. 1). Наибольшая концентрация поднятий этого типа установлена в Надым-Пурской НГО, где размещается 17 поднятий, включая Уренгойское, с которым связано месторождение газа в отложениях сеномана. Многие поднятия этого типа имеют площадь более 500 км². Амплитуды и площадные размеры поднятий, как правило, в 2-5 раз сокращаются вниз по разрезу к горизонту Б, а по более глубоким горизонтам замкнутые антиклинали совершенно не выделяются.

Зона развития поднятий I типа контролируется крупной флексурой поверхности фундамента [5] и границей геоблоков, вдоль которой трассируется региональный Ныдинско-Етыпурский разлом. Характерно, что в более северных районах Ямальской НГО, где установлено продолжение этого разлома, с ним не сопряжены структуры этого типа.

Вероятно, в Надым-Пурской НГО тектоническая активность продолжалась вплоть до конца мелового периода. В позднем мелу на границе геоблоков, видимо, развились преимущественно горизонтальные напряжения, обусловившие формирование навешанных структур в верхнемеловых отложениях.

В Пур-Тазовской НГО структуры I типа широко распространены по периферии Русско-Часельского вала, которые, по-видимому, обусловлены латеральными напряжениями, развивавшимися в верхнемеловое время. В Ямальской, Гыданской и Приенисейской НГО установлены единичные структуры I типа, которые также выделяются на периферии крупных валообразных поднятий. Таким образом, поднятия I типа закономерно тяготеют к Надым-Пурской и прилегающим районам Пур-Тазовской НГО. Только здесь развиты поднятия площадью более 500 км². Для остальных районов поднятия этого типа нетипичны и наблюдаются лишь на погруженных склонах крупных валов.

К антиклиналям II типа нами отнесено 61 подготовленное поднятие. Большая часть этих структур располагается в Надым-Пурской и Ямальской НГО: Ямбургская, Бованенковская, Новопортовская, с которыми связаны одноименные газоконденсатные месторождения, а также Харампурское нефтяное месторождение. Структуры имеют преобладающее субмеридиональное и северо-западное простирания (рис. 2).

В Ямальской НГО размещается 18 структур II типа, почти все они находятся в средней части полуострова на продолжении Ныдинско-Етыпурского разлома в зоне сопряжения Новопортовско-Харасавэйской региональной флексуры северо-западной ориентировки и Сеяхинского прогиба. В зоне этой флексуры размещаются восемь крупных (500-1500 км²) высокоамплитудных (130-310 м) поднятий (Арктическое, Бованенковское, Харасавэйское и др.). Они наиболее выражены по горизонту М, их площадь и амплитуды с глубиной уменьшаются. Остальные 10 структур II типа Ямальской НГО имеют небольшие амплитуды (20-80 м) и существенно меньшие площади (50-200 км²). Эти структуры изометричны или слегка вытянуты широтно. Все структуры II типа на Ямальском полуострове характеризуются уменьшением площадей с глубиной.

В Надым-Пурской НГО установлена 21 структура II типа. К наиболее выраженным поднятиям можно отнести Северо-Харвутинское, Губкинское, Восточно-Уренгойское. Площади структур колеблются от 200 до 600 км², а их амплитуда изменяется от 100 до 200 м. На локальных поднятиях этого типа в Надым-Пурской НГО открыты крупные месторождения УВ. Большая часть антиклиналей II типа здесь импликационные. По горизонтам М и В они имеют преобладающее субмеридиональное простирание длинных осей, а по сейсмическим юрским горизонтам и глубже - субширотное или изометричны.

Среди структур II типа в Надым-Пурской НГО намечаются две разновидности: одна из них приурочена к зоне Ныдинско-Етыпурского разлома (Танловская, Западно-Пангодинская), а другая размещается по периферии Верхнепурпейского мегавала (Есетинская, Восточно-Уренгойская, Хаддутейская, Усть-Ямсовейская и др.).

В Гыданской НГО установлено лишь семь структур II типа. Быстрицкинская антиклиналь амплитудой около 100 м и площадью 300 км² наиболее четко выражена по горизонту M₁ и расположена на погружении регионального Гыданского мегавала, связанного с Таймырским сводом. Этот вал испытывал активный рост в меловое время, что, видимо, обусловило формирование на его периферии полунавешанных структур. Аналогичным образом сформирована полунавешанная Маломессояхская структура на склоне крупного Нижнемессояхского мегавала. Ядаяхская и Ялятинская структуры расположены в Антипаютинском мегапрогибе, они наиболее четко выражены по клиноформным горизонтам группы B. Все структуры II типа Гыданского мегавала относятся к импликационным, их структурные планы существенно изменялись в ходе развития складок.

В Пур-Тазовской НГО установлены 11 структур II типа. Единичные антиклинали находятся по разные стороны Русско-Часельского мегавала на значительном удалении от его оси. Крупнейшие поднятия по горизонту М имеют площадь свыше 1100 км². Харампурское и Верхнетазовское поднятия размещаются на окраине Харампурско-Красноселькупской зоны поднятий, над крупной флексурой поверхности фундамента [4]. Структуры II типа Пур-Тазовской НГО сложно построены, большинство из них импликационные.

При районировании структур II типа (см. рис. 2) отмечаются значительные отличия ареалов развития структур, максимально выраженных по горизонтам М (подтип II а) и B (подтип II б). Структуры по сейсмическому горизонту М в основном расположены в восточной и юго-восточной частях региона, в районах, примыкающих к Урало-Пайхойской складчатой системе, и связанному с ней Харасавэйско-Пурскому разлому. Отдельные группы структур подтипа IIа приурочены также к широтно вытянутым флексурам поверхности фундамента. Напротив, доминирующее большинство структур подтипа IIб тяготеет к северо-восточной части региона и склонам валов, погружающихся к юго-западу со стороны Таймыра и Усть-Енисейской зоны. Менее многочисленная группа структур подтипа IIб относится к бортовым зонам Пурского прогиба. Причины такого размещения антиклиналей различных подтипов остаются невыясненными.

Выявленная закономерность представляет практический интерес, так как позволяет провести районирование территории северных НГО по участкам преобладающего размещения новых, еще не выявленных антиклиналей, наиболее интенсивно развитых по сейсмическим горизонтам М и В₁. Согласно [6] рассматриваемые территории опоискованы во многих случаях недостаточно плотной сетью сейсмических профилей. Поэтому сгущение плотности сейсмических съемок и повышение кратности наблюдений при проведении последующих сейсмических съемок позволит выявить новые перспективные объекты II типа.

В заключение приведем несколько важных в прикладном и теоретическом аспекте выводов.

1. Большинство газовых месторождений северных районов Западной Сибири размещаются в областях, где широко развиты полунавешанные структуры, испытавшие максимальный рост в послеюрский период и наиболее контрастно выраженные в меловых отложениях. Как известно, в Широтном Приобье этот тип структур не имеет распространения. Эти особенности приуроченности месторождений к различным генетическим типам структур следует учитывать при раздельном прогнозировании.

2. При поисках сейсморазведкой локальных структур в северных районах Западной Сибири необходимо учитывать существенно более сложные особенности их геологического строения по сравнению с Широтным Приобьем и, в частности, развитие навешанных перспективных поднятий в меловых отложениях. Это требует внесения определенных корректив в методику поисков сейсморазведкой перспективных поднятий, которые часто не могут быть выявлены при картировании базового горизонта Б. Для повышения надежности подготовки поднятий по меловым отложениям необходимо проводить исследования латеральных изменений скорости. Опыт выявления Геологического поднятия показывает, что часть меловых антиклиналей значительных размеров еще не установлена. Для выявления навешанных и полунавешанных меловых поднятий необходимо обращать внимание на надежность картирования также малоамплитудных аномалий t₀ в меловых отложениях. Для реализации повышения точности картирования небольших аномалий t₀ и скорости следует перейти на асимметричные системы наблюдений МОГТ с повышением кратности перекрытий, что может быть оптимально осуществлено при использовании многоканальных сейсмических станций.

3. Вытянутость и морфология меловых, юрских и доюрских поднятий различны. Такие импликационные поднятия, построенные на разных стратиграфических уровнях, не могут быть оптимально изучены по разреженной сети поисковых и детализационных профилей. Поэтому при подготовке импликационных структур к глубокому бурению необходимо использовать более высокую плотность сейсмических профилей, используемых для надежного картирования малых аномалий t₀ и скорости.

4. Навешанные и полунавешанные поднятия в меловых отложениях установлены как в неокомских, так и в вышележащих толщах. Неокомские образования имеют сложное клиноформное строение, которые по результатам сейсмостратиграфического анализа представлены огромными субмеридионально вытянутыми седиментационными телами (ланакринами). Вполне очевидно, что латеральные литологические неоднородности этих толщ оказали большое влияние на характер формирования меловых отложений (как неокомских, так и вышележащих). Эти аспекты формирования поднятий в меловых отложениях (неудачно названных «экзогенными») частично рассмотрены ранее [1]. Нам представляется, что акцент на изучение участков перегибов клиноформ неокома и инверсионных поднятий (типа Шенебеяхинского) [1] является неоправданным. Приведенные выше материалы показывают, что навешанные складки в меловых отложениях распространены очень широко и должны рассматриваться не как исключительное, а как типичное явление. Изучение ряда объектов в СССР и за рубежом [8] показывает, что инверсионные поднятия шенебеяхинского типа связаны с залежами газа и газоконденсата. В таких объектах «синклиналь» в нижележащих юрских отложениях является ложной, обусловленной скоростной аномалией от неокомской залежи. Следовательно, эти ложные синклинали не могут использоваться для выявления закономерностей формирования структур в меловых толщах. Вероятно, навешанные и полунавешанные меловые поднятия должны рассматриваться как определенное отображение опесчанивания нижележащих толщ неокома. Поэтому углубленное изучение закономерностей формирования некомформных поднятий I и II типов будет иметь важное значение для разработки методики выявления неантиклинальных ловушек УВ в неокомских толщах.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гиршгорн Л.Ш. Экзогенные структуры в нижнемеловых отложениях севера Западной Сибири.- Труды ЗапСибНИГНИ. Тюмень, вып. 183,1985, с. 3-12.

2. Гиршгорн Л.Ш. Дисгармоничные поднятия в осадочном чехле севера Западно-Сибирской плиты.- Советская геология, 1987, № 4, с.63-71.

3. Глухоедов Ю.М. Типизация замкнутых поднятий по палеотектоническим показателям в связи с размещением залежей нефти и газа в разрезе осадочного чехла (на примере северных районов Тюменской области). Автореф. дисс. на соиск. учен. степ. канд. геол.-минер. наук. М., 1977 (МГУ).

4. Кунин Н.Я. Подготовка структур к глубокому бурению для поиска нефти и газа. М., Недра, 1981.

5. Кунин Н.Я., Иогансон Л.И., Геофизическая характеристика и строение земной коры Западной Сибири. М., Наука, 1984.

6. Луценко Б.Н., Кудряшев Е.В., Поткина Г.А. Подготовка объектов сейсморазведки и их подтверждаемость глубоким бурением на севере Западной Сибири.- Обзор. Сер. Геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. М., ВНИИЭГазпром, 1986, № 10.

7. Максимов Е.М. Моделирование платформенных структур на примере Западно-Сибирской плиты.- Изв. вузов, сер. Геология и разведка, 1984, № 5, с 22-27.

8. Wan den Bark Е., Thomas G. D. Enofisik: First of the Giant Oil Fields in Western Europe. AAPG Bull., 1981, vol. 65, No. 11, pp. 2341-2363.

Таблица Классификация нефтегазоперспективных поднятий северных районов Тюменской области

Типы структур	Индекс отражающих реперов	Стратиграфическая приуроченность отражающих реперов	Число структур, наиболее выраженных по площади	Амплитуда, м	Площадь, км^3
I	С-Г	K2d- K2st	38	60,2	358,9
II	М-В	K1al-K1g	61	84,9	287,5
III	Б	J3k	44	99,2	271,1
IV	Т1-Т2	J2b	19	120,0	249,1
V	Т4	J1p	16	173,8	367,1
VI	Группы I	T	8	275,7	275,1
VII	А	T1-PZ	16	200,7	347,7

Рис. 1. Схема расположения типов структур севера Западно-Сибирской НГП, отличающихся наибольшими площадными размерами, по различным комплексам осадочного чехла.

1 - палеозойское обрамление; 2 - НГО; поднятия: 3 - подготовленные к глубокому бурению. 4 - отдельные выявленные сейсморазведкой в северных НГО; 5-11 - типы структур (I-VII); 12 - мегавалы и крупные поднятия, 13 – зоны разломов, 14 - локальные поднятия, на которых открыты месторождения УВ: а - Бованенковское, б - Новопортовское, в -Утреннее, г - Геофизическое, д - Западно-Мессояхское, е -Ямбургское, ж - Уренгойское, з - Губкинское, и - Новомолодежное, к - Заполярное, л - Береговое, м - Харампурское, н - Дерябинское, о -Северо-Соленинское, п - Южно-Соленинское. НГО: А - Ямальская, Б - Гыданская, В - Надым-Пурская, Г - Пур-Тазовская, Д - Приенисейская. Мегавалы: I - Северо-Ямальский, II - Среднеямальский, III -Нурминский, IV - Южно-Ямальский, V - Таймырский,VI - Геофизический, VII -Нижнемессояхский, VIII - Танамский, IX - Усть-Тазовский,X - Ямбургский, XI - Ярудейский, XII - Медвежий, XIII -Нижнепурский, XIV - Русско-Часельский, XV - Северный,XVI - Верхнепурский, XVII -Вынгапурский, XVIII - Варьеганский, XIX - Тагринский, XX - Верхнеколикъеганский, XXI - Северо-Гыданский.

Рис. 2. Схема размещения поднятий II типа,

Поднятия с наибольшими площадными размерами по сейсмическим горизонтам: 1-М, 2-В; контуры преобладающего размещения структур, максимально выраженных по сейсмическим горизонтам: 3-М, 4-В. Поднятия: а - Арктическое, б - Бованенковское, в - Новопортовское, г - Харасавэйское, д - Быстрицкинское, е - Маломессояхское, ж - Ядаяхское, з - Ялятинское, и - Восточно-Уренгойское, к - Губкинское. л - Есетинское, м - Западно-Пангодинское, н - Северо-Харвутинское, о - Танловское, п - Хаддутейское, р - Усть-Ямсовейское. А-Д и I-XXI см. рис. 1.