УДК 553 98 041: 551 732/734(571.1) |
Геолого-геофизические особенности доверхнепалеозойских отложений Западно-Сибирской плиты в связи с их нефтегазоносностью
В.А. БЕНЕНСОН (ИГиРГИ)
В последние годы в связи с увеличением общего объема геолого-геофизических работ значительно возросла информация о доюрских образованиях Западной Сибири. Стало очевидным, что под чехлом платформенных юрско-кайнозойских отложений широкое (но не повсеместное) развитие имеют триасовые и палеозойские образования, отличающиеся совокупностью специфических структурно-геологических свойств. Это послужило основанием для выделения их в самостоятельный переходный структурный комплекс или этаж (А.А. Трофимук, В.С. Вышемирский, М.Я. Рудкевич, Н.Я. Кунин, Н.П. Запивалов, В.А. Бененсон и др.).
Формирование пород переходного структурного комплекса (ПСК) происходило в условиях заметного дробления (деструкции) гранитометаморфического допалеозойского фундамента на блоках с полуконтинентальным (рифтогенные зоны) и континентальным (межрифтовые зоны) типами земной коры [1, 2]. Столь отличные условия накопления осадков привели к существенной латеральной изменчивости структурно-формационных свойств и стратиграфического объема ПСК. В этом проявляется основное отличие ПСК от юрско-кайнозойских пород платформенного чехла, сохраняющих существенную выдержанность состава и свойств на больших расстояниях.
Для ПСК характерны резкие латеральные изменения мощности отложений: от 4-8 в депрессионных зонах (Пур-Гыданская, Нюрольская и др.) до 1-2 км и полного выклинивания в зонах поднятий (Александровско-Часельская, Каймысовско-Нижневартовская и др.). Уменьшение мощности ПСК сопровождается большей дислоцированностью и преобразованностью доюрских пород. Такое наблюдение особенно четко фиксируется на примере доверхнепалеозойских отложений Нюрольской депрессии и сопредельных зон поднятий, где имеется достаточно большая информация бурения и сейсморазведки. Анализ данных по плотности верхнепалеозойских аргиллитов показал, что относительно более высокой плотностью (свыше 2,70 г/см3) нижнекарбоновые - девонские аргиллиты отличаются в районах крупных поднятий с сокращенной мощностью ПСК (Парабельско-Пудинское, Каймысовское). В направлении к внутренним участкам Нюрольской депрессии плотность одновозрастных аргиллитов уменьшается до 2,68-2,55 г/см3. Такое снижение плотности пород сопровождается уменьшением в этом направлении уровня катагенетической преобразованности ОВ, числа разломных нарушений и содержания магматических образований [2].
Существенная латеральная изменчивость условий формирования переходного комплекса проявляется также в заметных отличиях его стратиграфического объема. Так, в левобережье р. Енисей широкое развитие имеют нижнепалеозойские - позднерифейские морские карбонатные отложения с подчиненным содержанием терригенных и вулканогенных образований. Среднепалеозойские отложения имеют ограниченное распространение и представлены континентальными пестроцветными, в основном терригенно-вулканогенными породами.
Морские среднепалеозойские терригенно-карбонатные породы с включением эффузивных образований появляются в Обь-Вахском междуречье (Усть-Тымская депрессия). Далее на запад, в Обь-Васюганском междуречье (Нюрольская депрессия), указанная ассоциация пород замещается на преимущественно карбонатные отложения.
В Прииртышском и Среднеобском районах среди морских отложений среднего палеозоя вновь преобладают терригенные и эффузивные образования [3].
Предполагается, что на севере, в Пур-Тазовском междуречье и соседних районах, в составе нижнего подкомплекса ПСК, помимо среднепалеозойских, присутствуют и нижнепалеозойские отложения.
В дополнение к результатам бурения определенные сведения о составе доверхнепалеозойских пород можно почерпнуть из материалов сейсморазведки КМПВ. В последнее десятилетие в итоге применения в работах КМПВ автоматических сейсмостанции с магнитной записью, а также усовершенствованных систем наблюдений и более мощных взрывных зарядов удалось выделить в переходном комплексе три группы волн с граничными скоростями: 5,4-5,8; 5,8-6,2 и 6,3-6,5 км/с (рисунок).
По привязкам к глубоким скважинам намечается, что первая группа преломленных волн отражает преимущественное развитие в доверхнепалеозойском подкомплексе эффузивно-терригенной ассоциации пород (Усть-Тымский, Прииртышский, Среднеобский бассейны). Повышение граничных скоростей в кровле доверхнепалеозойского подкомплекса Нюрольского бассейна до 6- 6,2 км/с характеризует доминирующее развитие в нем разнотипных карбонатных пород. Заметно увеличиваются граничные скорости (до 6,5 км/с) в кровле доверхнепалеозойского подкомплекса на севере Западной Сибири (см. рисунок). Такое увеличение значений граничных скоростей согласуется с допущением преимущественного развития здесь доломитов и доломитизированных известняков.
Таким образом, приведенные данные о граничных скоростях важно учитывать для предварительного прогнозирования вещественного состава переходного комплекса. Особый интерес следует связывать с прогнозированием зон вероятного развития карбонатных пород в средне и нижнепалеозойских разрезах, с которыми связываются основные перспективы нефтегазоносности ПСК.
Наряду с накопленной информацией бурения и сейсморазведки КМПВ по переходному комплексу сохраняются серьезные сложности с представлениями о внутренней его структуре. Большие надежды в этом отношении возлагались на региональные работы МОГТ. Однако, поскольку они ориентировались главным образом на картирование отражающих горизонтов в платформенном юрско-кайнозойском чехле, в ходе работы применялись соответствующие системы наблюдений и способы обработки полевых материалов. При этом, учитывая, что подавляющая часть профилей отрабатывалась лишь с 12-кратным прослеживанием отражающих границ, информация об отражающих горизонтах в ПСК сохраняется до сих пор весьма ограниченной.
Несколько более полные сведения о доюрских отражающих горизонтах имеются по северным районам Западной Сибири. Здесь, по материалам ряда региональных профилей МОГТ, общая длина которых достигает нескольких сот километров, выделяется серия отражающих горизонтов разной протяженности в нижней и верхней частях палеозойского разреза. По итогам этих работ в геоструктуре доюрских отложений на глубинах свыше 5 км намечается Пур-Гыданская депрессионная область, осложненная группой горстовидных и сводовых поднятий. В направлении к этим поднятиям существенно ухудшается сейсмическая запись, что согласуется с повышением дислоцированности ПСК в зонах его сокращенной мощности. Заметное снижение качества сейсмической записи, вплоть до полного отсутствия регулярных волн, характерно для нижней (в основном доверхнепалеозойской) части разреза. Есть основания полагать, что последнее обстоятельство связано, как уже отмечалось выше, с доминирующим развитием карбонатных, возможно хемогенных, образований, отличающихся слабой акустической дифференциацией. Такое заключение согласуется, в частности, с данными сейсмического и акустического каротажа по карбонатному разрезу среднего палеозоя Нюрольской депрессии.
Применение систем МОГТ с повышенной Кратностью перекрытия наблюдений и усложненных программ обработки полевых материалов позволило при отработке Среднеобского регионального профиля(ЗапСибнефтегеофизика) выделить группу регулярных волн в триасовых грабенах Ярсомовско-Сургутской зоны и, видимо, в палеозойских грабенах на северном склоне Нижневартовского поднятия.
Заметная акустическая дифференцированность терригенно-карбонатно-эффузивного среднепалеозойского разреза Вагай-Ишимской депрессии обусловила выделение в нем группы достаточно динамически выраженных отраженных волн. Протяженный характер отражающих горизонтов в сочетании с данными бурения о малых углах залегания слоев позволяет сделать вывод о площадном субгоризонтальном залегании здесь пород переходного комплекса.
Определенные достижения в последние годы намечаются в получении информации об условиях залегания доюрских отложений на юго-востоке Западной Сибири. Здесь, в левобережье р. Енисей, Томским геофизическим трестом и объединением Енисейгеофизика в палеозойском разрезе закартированы опорные сейсмические горизонты. Принципиальное значение имеют отражающие горизонты в нижнепалеозойском позднерифейском, в основном карбонатном, подкомплексе. С учетом результатов бурения переходный комплекс левобережья р. Енисей выдвигается в число новых перспективных объектов Западной Сибири.
Применение в тресте Сибнефтегеофизика 96-канальных сейсмостанций, внедрение систем наблюдений МОГТ с повышенной кратностью прослеживания отражающих границ (24- и 48-кратное перекрытие) при удлиненных базах регистрации позволили получить по одному из профильных разрезов Нюрольской депрессии в 1,5-2-х км ниже кровли ПСК регулярные отраженные волны. В итоге стало очевидным общее синклинальное залегание доверхнепалеозойского подкомплекса и, таким образом, несостоятельной оказывается концепция о складчатой структуре палеозойских образований центральной часть Нюрольского бассейна.
Наконец, помимо решения чисто структурных задач, последние материалы МОГТ при комплексировании их с данными бурения позволяют прогнозировать размещение зон, различающихся структурно-литологическими особенностями разреза ПСК. Так, в Хантымансийском Приобье на площади Горелая В.Г. Остапенко, А.Н. Задоенко и др. в доюрском разрезе выделили зону шириной 3-4 и протяженностью более 15 км хаотической записи отраженных волн ослабленной интенсивности. К западу и востоку от нее сейсмическая картина заметно меняется. В этих направлениях появляются горизонты разной протяженности с яркой динамической выраженностью. Сопоставление этих сейсмических материалов с разрезами пробурённых скважин показало, что первый тип волн соответствует средне-верхнедевонским преимущественно карбонатным отложениям, а второй ассоциируется в основном с терригенно-эффузивными образованиями раннего карбона. Полученные результаты в картировании горстовидной зоны, сложенной карбонатными породами, имеют принципиальное значение, поскольку из прикровельной части такого поднятия на Горелой площади получен фонтан нефти дебитом до 240 м3/сут. Таким образом, обобщение накопленной сейсмогеологической информации позволяет наметить особенности переходного структурного комплекса.
Установлено широкое, однако, не повсеместное развитие отложений ПСК. Отмечается высокая латеральная изменчивость их структурно-литологических и петрофизических свойств. Степень дислоцированности и уровень преобразованности пород ослабевают в направлении к зонам унаследованного прогибания и большой мощности комплекса. В соответствии с этим в указанном направлении повышаются перспективы нефтегазоносности. Следовательно, приведенные данные свидетельствуют о серьезных специфических чертах строения ПСК, во многом отличных от структурно-геологических свойств отложений платформенного чехла.
Несмотря на отмеченные достижения в изучении комплекса, до сих пор сохраняется заметный дефицит информации, главным образом касающейся внутренней региональной и локальной структуры триас-палеозойских отложений. Последнее обстоятельство, в свою очередь, сдерживает обоснованное выделение перспективных зон и объектов на постановку геолого-поисковых работ.
К настоящему времени известно, что примерно на 20-ти площадях Западной Сибири в прикровельной части доверхнепалеозойского подкомплекса выявлены нефтегазовые скопления. Основная их часть (16) обнаружена в трещинно-кавернозных карбонатных коллекторах среднего палеозоя Нюрольской депрессии (Герасимовская, Южно-Табаганская, Малоичская и др.).
В последние годы фонтанные притоки дебитом до 200 м3/сут получены из прикровельной части среднепалеозойских отложений в Среднем Приобье (Горелая, Северо-Варьеганская площади). Наконец, фонтан газа дебитом до нескольких млн. м3/сут получен из девонских известняков на Новопортовской площади.
Приведенные сведения могут быть дополнены данными о непромышленных (0,2- 0,7 м3/сут) притоках нефти и газа на трех площадях Нюрольской депрессии в 800- 1500 м ниже подошвы юрского чехла. Установлено, что нефть и газ сингенетичны вмещающим нижнедевонским - силурийским отложениям [4].
Таким образом, результаты бурения свидетельствуют об отчетливой региональной нефтегазоносности доверхнепалеозойского подкомплекса ПСК. Вместе с тем известно, что перечисленные нефтегазовые скопления (за исключением, видимо, Новопортовского) относятся к категории мелких. При этом следует признать, что все они выявлены в пределах либо слабо подготовленных, либо не подготовленных сейсморазведкой МОГТ локальных объектов в палеозойских отложениях.
Отсутствие информации о подготовленных объектах по внутрипалеозойским реперным горизонтам, несомненно, является следствием недостаточного внимания к целенаправленному развитию сейсмогеологических работ в отложениях переходного комплекса.
Принципиально отличные от платформенного чехла закономерности изменения структурно-формационных и петрофизических свойств доюрских пород должны лечь в основу разработки специальных методических приемов выполнения в переходном комплексе, и в первую очередь в доверхнепалеозойском его подразделении геолого-геофизических нефтегазопоисковых работ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Information on the structural and lithofacies features of the lower unit of the transient structural complex ot the West Siberian platform is provided on the basis of combined recent results of drilling and seismic exploration. A conclusion is drawn regarding a high lateral variability of these indices. Plunged flank areas and near-axial zones of depression regions can be distinguished as promising exploration plays. The main prospects are associated with the pre-Upper Paleozoic orga-nicclastic and biohermal differences of carbonate rocks.
Схема распространения доверхнепалеозойских отложений переходного структурного комплекса
Границы: 1 - распространения допалеозойских и палеозойских образований на дневной поверхности. 2 - площадного распространения доверхнепалеозойского подкомплекса ПСК, 3 - выступ фундамента с маломощными (до 0,5 км) и сильнопреобразованными доверхнепалеозойскими породами. 4 - сейсмические профили. Районы с разными значениями граничных скоростей в кровле доверхнепалеозойского подкомплекса ПСК (км/с): 5 - 6,2-6.5; 6 - 5.8-6.2, 7 - 5,4-5.8; 8 - нефтегазовые скопления. Разведочные площади: а - Малоичская, б - Горелая, в - Северо-Варьеганская. г - Новопортовская. Депрессии: I - Нюрольская, II - Усть-Тымская, III - Пур-Гыданская