СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОТЛОЖЕНИЙ ВЕРХНЕЙ ПЕРМИ ЮЖНЫХ РАЙОНОВ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ НГП

В. С. ПАРАСЫНА, С. Л. ФЕДОТОВ, В. В. ВАСИЛЬЕВ (Печорагеофизика)

Терригенные отложения верхней перми Тимано-Печорской НГП – один из перспективных объектов поисково-разведочных работ на нефть и газ [1, 5]. Их продуктивность уже доказана открытием ряда месторождений в песчаниках от морских до континентальных [2, 4].

Начиная с середины 70-х годов в верхнепермских отложениях было открыто несколько залежей нефти на Мичаюском, Северо-Савиноборском, Пашнинском месторождениях, на Безымянной и Верхнекосьюской площадях. Практически все выявленные залежи приурочены к ловушкам комбинированного структурно-литологического типа, хотя нельзя отрицать возможность обнаружения чисто литологических залежей [1].

Сложность строения ловушек подобного типа обусловлена прежде всего резкими литолого-фациальными изменениями разреза и фильтрационно-емкостных свойств терригенных отложений верхней перми. Установление закономерностей их строения и перспектив нефтегазоносности – неотложная проблема на современном этапе геологоразведочных работ на юге Тимано-Печорской НГП. Повышение эффективности поисково-разведочных работ связано с созданием седиментационных моделей верхнепермского палеобассейна и детальным изучением фациально-палеогеографических и тектонических особенностей верхнепермского разреза.

Целенаправленная постановка сейсморазведочных работ объединением Печорагеофизика позволила установить в этой части разреза ряд аномалий волнового поля: “врез”, “холм”, “косой слой” и другие, которые не находили однозначной геологической интерпретации. Для уверенной интерпретации этих аномалий наиболее правильно создание опорных полигонов, на которых проводятся комплексные геофизические исследования в совокупности с бурением глубоких скважин с полным отбором керна и ГИС. Такой шаг был сделан в 1987–1989 гг. Полярноуралгеология провела с Печорагеофизикой структурно-поисковое бурение в южной части Ижма-Печорской впадины на Лемьюской и Верхнекосьюской площадях. Цель работ – выяснение природы геофизических аномалий, предположительно связанных с литолого-фациальными и структурными особенностями верхнепермских терригенных отложений и выработка критериев поиска ловушек неантиклинального типа.

Для решения этих задач в пределах сейсмических профилей 832-02 (УСЭ) и 41089-02 (СГЭ-10) было пробурено пять скважин общим объемом 5121,9 м до вскрытия кровли карбонатов артинского возраста с полным отбором керна и отработан полный комплекс ГИС. В результате выполненных исследований получен геолого-геофизический материал, который был обработан и обобщен специалистами Полярноуралгеологии (Г.К. Лебедева, В.П. Моденов и др., 1990 г.). В 1990 г. опытно-методической партией УСЭ через эти скважины был отработан сейсмический профиль 13290-02. В качестве источников возбуждения сейсмических колебаний использовались взрывы в одиночных скважинах из под зоны малых скоростей; оптимальная величина заряда составляла 7,5 кг. Система наблюдений обеспечивала 24-кратное прослеживание отражающих границ и максимальную длину годографа – 587 м. Расстояние между пунктами приема составляло 25 м. Регистрация сейсмических колебаний велась сейсмостанцией Прогресс-2 как на открытом канале, так и на фильтрации (ФВЧ-48 Гц). Обработка полученных материалов выполнена с использованием комплекса СЦС-3 ПГР. Диапазон регистрируемых частот составил 8–90 Гц при среднем уровне отношения сигнал/помеха на окончательных временных динамических разрезах 50–60.

К интерпретации привлекались временные разрезы с сохранением истинных соотношений амплитуд, мгновенных фаз, разрезы эффективных коэффициентов отражений (ЭКО-разрезы), геолого-геофизические материалы по глубоким скважинам. Интерпретация осуществлялась в два этапа.

На первом этапе была выполнена привязка основных геофизических реперов К₀, К_I, К_II, которым на временном разрезе в интервале 0,4–0,7 с соответствуют интенсивные динамически выраженные отражения, и их корреляция по профилю. Корреляция основных реперных отражений позволила установить целую систему субвертикальных бескорневых нарушений (рис. 1, а). Нарушения секут породы казанского яруса, затухают в отложениях триаса и уфимского яруса и находят отражение в зонах развития трещиноватости в карбонатных отложениях нижней перми. Наличие таких нарушений подтверждается в разрезах глубоких скважин, где отмечены интенсивные зеркала скольжения в казанской и уфимской частях разрезах. В скв. 485 Верхнекосьюской ниже репера К_II отмечено выпадение части разреза и наличие интенсивных зеркал скольжения. Наиболее вероятным механизмом формирования подобной системы бескорневых нарушений является сжатие пород осадочного чехла со сдвигом по системам долгоживущих разломов, рассекающих породы карбонатного основания.

При исследовании механизмов формирования систем бескорневых нарушений [3] выявлено, что в различных районах, несмотря на их различную структурно-тектоническую позицию, приповерхностные мелкие складки и разрывы имеют тектоническую природу и образовались над новейшими или активизированными разломами сдвигового типа, рассекающими породы жесткого основания.

Поскольку материалы сейсморазведки показывают, что бескорневые нарушения в исследованном районе не проникают ниже кровли карбонатов артинского возраста, можно предположить, что жестким основанием сдвиговых зон служили не только породы фундамента, но и нижняя карбонатная часть платформенного чехла до поверхности артинских карбонатов. Область разгрузки сдвиговых деформаций могла существовать вдоль системы разломов, разделяющих различные ступени фундамента. По имеющимся материалам сейсморазведки зоны бескорневых нарушений простираются на север и юг от площади исследований и имеют широкое распространение.

Таким образом, выделенная система нарушений в пределах профиля позволила установить блоковое строение терригенных отложений верхнепермского возраста, которое является причиной значительных аномалий волнового поля в исследуемой части разреза. Установленные амплитуды смещения блоков колеблются от 20 до 40 м, углы падений нарушений – от субвертикальных до 45°.

На втором этапе интерпретации нами были выполнены палеореконструкция временных разрезов (рис. 1, б) по реперу К_II с учетом разломной тектоники и детальная корреляция отложений нижнеказанской терригенной толщи (Р₂kz¹₁) между реперами К_I и К_II (рис. 2, рис.3).

Нижняя терригенная толща представлена глинистым и песчано-глинистым типом разреза, имеет мощность около 100 м. Подошва этой толщи фиксируется репером К_II который сложен красноцветными глинами с большим содержанием карбонатных конкреций или пластом обломочного известняка. По мнению А.А. Алабушина, формирование отложений этого репера происходило в условиях выровненной (пенепленизированной) слаборасчлененной полупустыни, которая покрывалась субаэральной карбонатной панцирной корой (каличе).

Формирование нижнеказанской толщи происходило в континентальных условиях, о чем свидетельствуют пестроокрашенные породы, плохая отсортированность обломков, обилие растительного детрита. В разрезе преобладают глины красновато-коричневые, серовато-бурые, зеленовато-серые, в отдельных интервалах с пятнистой окраской, глины обычно алевритистые, неравномерно известковистые, уплотненные, с раковистым изломом, с многочисленными включениями карбонатных конкреций, реже с тонкими пропластками известняка. Песчаники полимиктовые серые, зеленовато-серые, буровато-красные, обычно мелко-среднезернистые, глинистые, слабосцементированные. Иногда в подошве песчаников наблюдаются отдельные включения гальки или прослои гравелита. Песчанистость разреза незначительна. На долю песчаников и гравелитов приходится от 2 до 8 %. На подстилающие отложения песчаные пласты налегают по резкой эрозионной границе; с вышележащими алевритистыми разностями связаны постепенным переходом.

В целом разрез нижнеказанской толщи во всех пяти скважинах представлен фациями аллювиальных равнин. С учетом специфической цикличности строения этой толщи можно предположить, что русловые, пойменные фации, многократно повторяясь в разрезе, располагаются друг над другом на разных уровнях. В пределах толщи выделено пять литолого-стратиграфических пачек (см. рис. 3, а), отражающих этапы последовательного формирования аллювиальной равнины путем врезания отложений молодых циклов осадконакопления в отложения более древних.

Первая пачка (Р₂kz¹₁¹). Представлена в основном глинистыми отложениями пойменных фаций, мощность пачки колеблется от 15 (скв. 480 Лемьюская) до 10 м (скв. 485 Верхнекосьюская). Как правило, это переслаивающиеся глины и алевролиты. Встречаются маломощные прослои мергелеподобных пород. Глины алевритистые, красно-коричневые с незначительными прослоями (до 0,15 м) песчаников. Отмечается наличие обугленных растительных остатков. Аргиллиты с редкими стяжениями известняка, красно-коричневые. Скважиной 485 Верхнекосьюской вскрыт песчаный пласт мощностью 6 м. Песчаники полимиктовые, грубозернистые, зеленовато-серые с косыми глинистыми прослойками.

Вторая пачка (Р₂kz¹₁²). Имеет четкое микроритмическое строение, число ритмов по разным скважинам различно. Мощность ритмов 5–6,5 м. Верхняя часть ритмов сложена глинами (4–4,5 м), которые вниз по разрезу сменяются алевролитами (0,2–1,4 м). Базальные части ритмов сложены песчаниками (0,2–0,3 м). Песчаники разнозернистые, полимиктовые, в основании с галькой и гравием, косослоистые. Скв. 481 Лемьюской вскрыт такой песчаник мощностью 7 м. Алевролиты глинистые коричневые. Глины со стяжениями известняка. Мощность пачки колеблется от 8 до 35 м.

Третья пачка (Р₂kz¹₁³). В разрезе пачки наиболее широко развиты пласты песчаников аллювиальных фаций. Песчаники полимиктовые разнозернистые, известковистые, косослоистые. Выше по разрезу переходят в массивные песчанистые алевролиты, которые сменяются алевритистыми глинами с крупными стяжениями известняка. В основании песчаника залегают гравелиты с галькой кварца, сланцеватых глинистых и кремнистых пород. Для пачки характерно микроритмичное строение. Развитие песчаников предполагается на двух уровнях. Песчаники первого уровня вскрыты скважинами 480, 482 Лемьюскими; второго – скважинами 486, 484, 485 Верхнекосьюскими. С песчаниками второго уровня связана залежь нефти. Мощность пачки изменяется оот 14 до 20 м.

Четвертая пачка (P₂kz¹₁⁴). Представлена преимущественно глинистыми отложениями. Глины аргиллитовидные неравномерно алевритистые, пятнисто-окрашенные в красно-коричневый, зеленовато-желтые, сиреневые цвета, участками темно-серые с углистыми остатками. Отмечаются мелкие стяжения известняка и зеркала скольжения. В пределах пачки выделены две линзы (скважины 481 и 480 Лемьюские), представленные отложениями аллювиальных фаций, в основании которых выделены маломощные пласты песчаников. Общая мощность пачки изменяется от 25 (скв. 486 Верхнекосьюская) до 35 м (скв. 480 Лемьюская).

Пятая пачка (P₂kz¹₁⁵). Состоит преимущественно из глинистых отложений. Глины аргиллитовидные в разной степени алевритистые, известковистые, пестроцветные со стяжениями известняков и обугленными растительными остатками. Встречаются пласты карбонатных обломков. Мощность пачки колеблется от 10 до 25 м.

Нижнеказанская терригенная толща перекрывается отложениями карбонатно-глинистой пачки, повсеместно распространенной на юге Тимано-Печорской НГП и являющейся надежным региональным репером (K₁). Мощность этой пачки довольно выдержана и колеблется от 25 до 45 м. Представлена она преимущественно глинами красновато-бурыми и вишнево-красными, участками переходящими в мергель. Иногда встречаются прослои серых глин и темно-серых известняков, в которых найдены остракоды [1].

Установленный генезис песчаных пластов и наличие системы бескорневых нарушений позволяют предполагать наличие в нижнеказанской толще ловушек УВ литологического и комбинированного типов (литолого-тектонических). В пределах площади исследований в ловушке комбинированного типа обнаружена залежь нефти. Скважиной 486 Верхнекосьюской в интервале 663,4–666,8 м в отложениях третьей пачки вскрыт пласт песчаников эффективной мощностью 3,4 м. При опробовании пласта в открытом стволе получен приток нефти объемом 1,15 м³ за 2 ч. В двух соседних скважинах 484 и 485 Верхнекосьюских эти песчаники вскрыты на более низких гипсометрических отметках и обводнены (см. рис. 3, б).

Анализ полученных материалов позволяет сделать следующие выводы:

1. Значительные аномалии волнового поля (“холм”, “врез”, “косой слой” и др.), выделяемые производственными партиями, обусловлены не только фациальными особенностями разреза, но и системой широко развитых бескорневых нарушений.

2. Система бескорневых нарушений – один из структурообразующих факторов, контролирующих наличие ловушек УВ в отложениях терригенной перми.

3. Сейсморазведочные работы должны проводиться в комплексе с бурением структурно-параметрических скважин.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алабушин А.А., Турчанинов Г.Н. О перспективах нефтеносности верхнепермско-триасовых отложений на Мичаюской площади / В кн.: Проблема освоения Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции.– М.: ВНИИОЭНГ.– 1981.
2. Алабушин А.А. Перспективы открытия залежей нефти в верхнепермских отложениях на Пашнинском месторождении / В сб.: Перспективы развития нефтедобычи на Европейском Севере СССР.– М.: ВНИИОЭНГ.– 1985.– С. 8–13.
3. Крапивнер Р.Б. Бескорневые неотектонические структуры.– М.: Недра.– 1986.
4. Малышева Е.О. Модель строения дельтовых резервуаров в пермских отложениях Печорского нефтегазоносного бассейна.– Сыктывкар: Коми научный центр УрО АН СССР.– 1988.
5. Никонов Н.И., Головань В.С. Нефтегазоносность верхнепермских песчаников в центральной части Колвинского мегавала // Геология нефти и газа.– 1983.– № 1.– С. 8–14.

ABSTRACT

As a result of integrated geological/geophysical studies conducted in the reference areas in the southern part of the Timan-Pechora province, a complex structure of the terrigenous deposits of Upper Permian age has been established. A system of root-free dislocations has been recognized which may be responsible for significant anomalies in seismic time sections. The defined genesis of sand formations and the availability of the above-mentioned system make it possible to assume the presence of hydrocarbon traps of a combined type (depositional-tectonic) in the Lower Kazanian strata.

РИС. 1. ВРЕМЕННЫЕ РАЗРЕЗЫ С СОХРАНЕНИЕМ ИСТИННЫХ СООТНОШЕНИЙ АМПЛИТУД (А) И С ВЫПОЛНЕННОЙ ПАЛЕОРЕКОНСТРУКЦИЕЙ ПО ОСНОВНЫМ НАРУШЕНИЯМ (Б):

1 – бескорневые нарушения; 2 – основные реперы; площади: ВК – Верхнекосьюская, Л – Лемьюская

РИС. 2. ФРАГМЕНТ ВРЕМЕННОГО РАЗРЕЗА (ЭКО-РАЗРЕЗА) С ВОССТАНОВЛЕНИЕМ ЭФФЕКТИВНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ОТРАЖЕНИЯ.

РИС. 3. ПАЛЕОГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 13290-02 (А) И ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ (Б):

1 – границы размыва; 2 – глины; 3 – конгломерат гравийный; 4 – алевролит; 5 – аргиллит; 6 – алевролит глинистый; 7 – глинисто-карбонатные отложения; 8 – глинисто-карбонатные отложения с обломками карбонатов; 9 – стяжения, конкреции известняков; 10 – песчаники; 11 – зеркала скольжения в глинах; 12 – глина алевритистая; песчаник: 13 – водонасыщенный, 14 – нефтенасыщенный; 15 – углефицированные остатки флоры; 16 – кривая радиоактивного каротажа; 17 – кривая электрокаротажа; 18 – литолого-стратиграфические пачки.