К оглавлению журнала

 

УДК (550.822.2:532.11)(470.1 + 571.1)

© О.А. Улыбин, В.П. Трунов, 1992

РОЛЬ РАЗЛОМОВ В ФОРМИРОВАНИИ СКОПЛЕНИЙ УВ И СОПУТСТВУЮЩИХ ИМ ЗОН АВПД (НА ПРИМЕРЕ ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ И ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПЛИТ)

О. А. УЛЫБИН, В. П. ТРУНОВ (ВНИГРИ)

Анализ условий нефтегазоносности и проявлений АВПД в пределах Тимано-Печорской и Западно-Сибирской плит позволяет сделать вывод о их взаимосвязи с разломами осадочного чехла (рисунок). Примером, где эта взаимосвязь достаточно отчетливо устанавливается, может служить хорошо изученная бурением Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция. Известно, что одним из главных условий продуктивности того или иного комплекса отложений служит наличие регионального флюидоупора. В рассматриваемой провинции эту роль играют кыновско-саргаевские аргиллит-глинистые слои верхнего девона. В местах, где эти слои не нарушены разломами и сохраняют высокие изолирующие свойства, основная продуктивность приурочена к нижележащим отложениям. К тем же глубокопогруженным терригенным среднедевонским и карбонатным ордовикско-силурийско-нижнедевонским образованиям тяготеют и наиболее интенсивные проявления АВПД. Таким образом, скопления УВ и зоны АВПД формируются под высококачественной региональной покрышкой. В зонах АВПД нижних частей осадочного разреза иногда отмечается увеличение коэффициента аномальности Кан с глубиной вплоть до фундамента (от 1,1 до 1,5 км и более). Это, по-видимому, объясняется проявлением бароэффектов в глубокозалегающих карбонатных породах, в том числе девонских рифогенных образованиях, обладающих в целом одинаковыми способностями как аккумуляции УВ, так и сохранности их залежей, т. е. являющихся одновременно и коллектором, и покрышкой. Такого типа залежи с АВПД развиты на севере Варандей-Адэвинской структурной зоны. Здесь они вскрываются по разрезу намного ниже региональной покрышки в карбонатной и сульфатно-карбонатной толщах (Сарембойская, Тобойская площади и др.). Из приведенного примера высокого качества региональной покрышки одновременно можно заключить, что, несмотря на продуктивность практически всего разреза осадочного чехла нефтематеринские толщи в Тимано-Печорской провинции, очевидно, локализуются преимущественно в его низах.

Нарушенность разломами региональной покрышки приводит к повышению этажа нефтегазоносности, а степень проникновения разломов в осадочный чехол влияет на характер размещения скоплений УВ как по разрезу, так и в плане. При этом основную роль играют структурообразующие и неотектонически активные глубинные разломы [4]. Наиболее благоприятно сочетание этих двух качеств. В отношении нефтегазоносности наилучшими показателями характеризуется система наиболее древних допалеозойских разломов, неоднократно обновившихся в течение формирования платформенного чехла и являющихся активными поныне. Разломы этой системы обусловливают наличие структурных ловушек в осадочном чехле и повышенную его проницаемость. Самая молодая кайнозойская система разломов не создает структур, но ее повышенная активность на новейшем тектоническом этапе способствует резкому увеличению проницаемости осадочной толщи. Поэтому вполне закономерно, что к зонам пересечения допалеозойской и кайнозойской систем разломов приурочены наиболее крупные, часто характеризующиеся АВПД, месторождения (Усинское, Возейское, Лаявожское, Вуктыльское и др.). Для этих же зон характерны повышение этажа нефтегазоносности чехла вплоть до триасовых отложений и приуроченность продуктивности к более молодым комплексам (Усинское, Лаявожское, Южно-Шапкинское, Возейское и другие месторождения). При этом на месторождениях Усинское и Южно-Шапкинское объем УВ в силурийско-нижнедевонских нефтегазоносных комплексах (НГК) во много раз меньше, чем в вышележащих пермокарбоновых.

Следовательно, активизация глубинных разломов приводит к повышению этажа нефтегазоносности и формированию по разрезу новых локальных зон АВПД. Иначе говоря, она является фактором разрушения и переформирования залежей УВ и связанных с ними АВПД. Разрушительная роль дизъюнктивной тектоники в отношении зон АВПД подтверждается значительными изменениями коэффициентов аномальности в целом по провинции, как в плане, так и в разрезе. Так, двух- и трехкратная разница в величине напоров девонских пластовых вод на северо-западных и южных участках месторождения Возейское связана с наличием тектонического нарушения, проходящего между скв. 51 и 62 [3]. Аномально высокие уровни подошвенных вод позволяют прогнозировать проявление АВПД и в вышележащих толщах (например, в доманиковых отложениях), так как они способствуют перемещению скоплений УВ вверх по разрезу с образованием новых залежей в его верхних частях.

При отсутствии кыновско-саргаевской региональной экранирующей толщи зоны АВПД либо не встречаются до отложений нижнего девона (скв. Кумжинская-8, Северо-Шапкинская-21), силура (скв. Выдшор-1, У дачная-1) и даже рифея (скв. Носовая-1), либо развиты эпизодически, пространственно подчиняясь зонам распространения локальных флюидоупоров (скв. Вуктыльская-1, Салюкинская-1, Кочмесская-3). При этом коэффициенты аномальности не бывают высокими и достигают значений 1,2 редко 1,5 (скв. Кочмесская-3). В Варандей-Адзвинской структурной зоне повышенные давления (Кан до 1,15) отмечаются в подошве верхнего девона (скв. Варандей-8), а аномально высокие – только в нижнем девоне – силуре (скв. Варандей-2).

В целом в пределах Тимано-Печорской провинции продуктивные структуры с АВПД тяготеют к наиболее крупноамплитудным нарушениям, ограничивающим мегавалы, а также к местам пересечения этих разломов с разломами более поздней генерации.

Рассмотренные закономерности соотношения разломов и АВПД намечаются и для Западно-Сибирской провинции (см. рисунок). Так, Ямало-Тазовская зона структур с АВПД связана с Ямало-Пуровским авлакогеном, а участки сгущения таких структур приурочены к узлам пересечения Омской зоны разломов палеозойского заложения с региональным неотектонически активным Арало-Хатангским разломом. Салымская и Красноленинская группы структур с АВПД (Средне-Обская зона) локальны на пересечении Тарско-Юганского авлакогена Широтно-Обской региональной системой разломов. В этих зонах вскрываемые скважинами объекты с АВПД прямо или косвенно связаны с наиболее древними структурообразующими разломами, обновлявшимися впоследствии вплоть до новейшего тектонического этапа. Например, высоконапорные притоки пластовой горячей воды с давлением до 60,8 МПа в скв. Бованенковская-67 (п-ов Ямал) и газоконденсата с водой в скв. Геофизическая-41 (п-ов Гыдан), скорее всего, свидетельствуют о наличии здесь зон новейшей тектонической активности.

Максимально высоконапорные дебиты флюидов, достигающие 400–500 м3/сут, получены также в зонах Западно-Омского и Восточно-Омского разломов, принадлежащих Ямало-Пуровскому авлакогену (скв. Южно-Русская-21, Тазовская-29). При этом аномальные зоны фиксируются в глубокопогруженных комплексах триаса, юры и нижнего мела. В зонах АВПД триас-юрского комплекса преобладает затрудненный элизионный режим флюидов [2]. Здесь наблюдается переток флюидов вверх по разрезу не только из низов мезозоя, но и из глубокозалегающих домезозойских отложений. Аномальные поля в залежах УВ распространены мозаично: на отдельных структурах фиксируются как аномальные и повышенные, так и пониженные пластовые давления, зависящие от тектонических условий отдельных блоков плиты и литолого-фациального состава разреза. В то же время, промышленные притоки УВ с АВПД в рифей-палеозойских толщах Новопортовского месторождения п-ова Ямал, а также на ряде структур Красноленинского свода, Ханты-Мансийской и Фестивальной площадей, Широтного Приобья свидетельствуют о значительной перспективности нижних частей осадочного чехла. В глубокопогруженных толщах палеозоя резервуарами УВ могут быть различные по генезису породы, в том числе рифогенные. В пределах Салымской группы месторождений по термобарическим аномалиям можно судить об активном современном тектогенезе и возможных инъекциях флюидов, в том числе из нижележащих, предположительно рифогенных тел северо-западного и северо-восточного простираний [1]. Аналогичные условия, по-видимому, характерны также для Надымской и Ханты-Мансийской впадин, находящихся на пересечении рифейской системы рифтов (Тюменского и Иртыш-Печорского), проявляющих неотектоническую активность.

Отмеченные закономерности распространения нижнепалеозойских потенциально нефтегазоносных барьерных рифов, как и в Тимано-Печорской провинции подтверждаются результатами бурения глубоких скважин Фроловской-1, Молодежной-1, Ханты-Мансийской-5, Надымской-7, вскрывших зоны повышенных пластовых давлений и температур.

Рифогенные карбонатные массивы часто служат резервуарами очагового типа, при формировании пустотного пространства в которых заметную роль играла трещиноватость, связанная как с литификацией осадков, так и с тектоническими движениями [1]. Так, в пределах Печоро-Колвинского мегавала наиболее эффективная трещиноватость карбонатных пород девона и. силура, в два раза превышающая фоновую, приурочена к зонам развития АВПД. Низкие значения трещиноватости в подобных разрезах характерны для гряды Чернышева, где аномальные значения пластовых давлений не фиксируются. Как отмечалось, в Тимано-Печорской провинции карбонатные толщи в зонах АВПД могут локально выполнять вспомогательную роль флюидоупора для генерирующих ими же скоплений УВ и поступающих из нижележащих толщ флюидов. Сохранение зон АВПД в залежах УВ в терригенных горизонтах осадочного чехла определяется высоким качеством региональных или зональных покрышек.

Из приведенных данных следует, что характер структуры пустотного пространства в терригенных породах зон АВПД северной части Западной Сибири предопределяет в них развитие сложного порово-трещинного и крайне редко, особенно в юрских отложениях, порового типа коллекторов. Такие резервуары имеют прихотливый, мозаичный характер распространения и линзовидное строение, вызванное вторичными преобразованиями осадочных пород. В условиях АВПД, близких к геостатическим, трещиноватость может возникнуть за счет естественных гидроразрывов. В этом случае возможно развитие скоплений УВ, связанных с зонами разуплотнения вторично трещиноватых пород, в том числе и аргиллитов.

Рассмотренные геологические данные по Тимано-Печорской и Западно-Сибирской провинциям позволяют в общих чертах наметить принципиальную схему формирования, сохранности и эволюции скоплений УВ и сопутствующих им зон АВПД в осадочных бассейнах, а также оценить роль глубинных разломов в этих процессах.

В целом характер распределения продуктивности и зон АВПД обусловлен особенностями геологического строения и развития территории. Выявлена четко проявляющаяся закономерность повышения стратиграфического уровня нефтегазоносности и АВПД в зонах развития систем разрывных нарушений все более молодого возраста. С одной стороны, наиболее обширный этаж продуктивности, охватывающий практически весь разрез осадочного чехла, характерен для зон проявления новейших систем разломов, ограничивающих на обеих плитах наиболее крупные положительные структуры, с другой – самый низкий стратиграфический уровень нефтегазоносности и развития зон АВПД приурочен к наиболее погруженным комплексам крупных отрицательных структур, отличающихся слабым проявлением неотектонических движений. С учетом этих особенностей общую схему формирования и размещения скоплений УВ можно представить в следующем виде.

В истории развития осадочных бассейнов рассматриваемых провинций, очевидно, проявилось несколько циклов активного образования УВ и связанных с ними АВПД, соответствующих этапам завершения формирования основных структурно-вещественных комплексов осадочного чехла. Следовательно, сложные и своеобразные черты нефтегазоносности данных плит, наблюдающиеся в процессе изучения, обусловлены наложением на сформировавшуюся первоначальную продуктивность последующих циклов генерации нефти и газа.

Результаты этого наложения, приводившего, по-видимому, к резкому оживлению процессов перераспределения УВ в разрезе, проявлялись индивидуально в различных тектонических зонах. Из этого следует, что продуктивность относительно более высоких НГК имеет смешанный сингенетично-эпигенетический характер в силу того, что они сформировались как за счет собственных генерационных возможностей этих комплексов, так и в результате подтока УВ из нижележащих толщ.

Основными условиями для образования месторождений нефти и газа, осуществляющегося в общем случае за счет ступенчатой миграции УВ, в каждом цикле служат наличие надежных региональных и локальных покрышек и совпадение по времени заложения и интенсивного роста структур – ловушек с проявлением фаз активного нефтегазообразования. В этих процессах роль разломов, очевидно, определяющая. Они способствуют формированию локальных структур, улучшают фильтрационно-емкостные свойства пород и служат каналами струйной миграции УВ. Некоторые исследователи придают разрывным нарушениям универсальное значение.

Следует подчеркнуть роль новейших разломов в рассматриваемых процессах. С одной стороны, оживляя более древние нарушения, они вызывают в этих зонах переформирование зон нефтегазонакопления и АВПД, с другой – в наиболее молодых сравнительно неглубоко залегающих НГК приводят к разрушению залежей УВ и зон АВПД.

Современное равновесное состояние геофлюидо-динамической системы, часто наблюдаемое в осадочном разрезе Тимано-Печорской плиты, по-видимому, является свидетельством завершенности к настоящему времени в большинстве ее районов процессов формирования и переформирования залежей. В пределах Западно-Сибирской плиты, отличающейся оживленной неотектоникой, напротив, в ряде тектонических зон эти процессы интенсивно протекают и в настоящее время.

Таким образом, опыт прогнозирования и технологий вскрытия зон АВПД хорошо разбуренной Тимано-Печорской плиты может способствовать более эффективному изучению глубинных процессов, происходящих в недрах Западно-Сибирской провинции и более рациональному их освоению.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Афанасьев Ю.Т., Коваленко Е.Г., Погорелов Б.С. К проблеме поисков глубокопогруженных палеозойских рифов в среднем Приобье и на севере Западной Сибири // Термобарические условия и геологоразведочные работы в сверхглубоких депрессиях.– М.: 1981.
  2. Кругликов Н.М., Нелюбин В.В., Яковлев О.Н. Гидрогеология Западно-Сибирского нефтегазоносного мегабассейна и особенности формирования залежей углеводородов.– Л.: Недра, 1985.
  3. Невская Н.М. Влияние гидрогеологических условий на размещение залежей нефти и газа в разрезе осадочного чехла // Перспективы нефтегазоносности Тимано-Печорской провинции.–Л., 1979.–С. 114–130.
  4. Шаблинская Н. В. Разломная тектоника Западно-Сибирской и Тимано-Печорской плит и вопросы нефтегазоносности палеозоя.–Л.: Недра, 1982.

ABSTRACT

A general scheme of hydrocarbon pools formation, and connected with them abnomally high pressure zones with deep faults is fixed up on the base of accumulated'data. It is emphasized, that the decisive pools forming factor is the presence of effective fluid-resistant bed in the sequence and coincidence of stages of local structures intensive growth and phases of active oil and gas formation. Recent faults are concidered to be of special importance, becose they cause reformation and in more recent complexes destruction of pools.

СХЕМА РАЗЛОМОВ, МЕСТОРОЖДЕНИЙ УВ, ЗОН АВПД ТИМАНО-ПЕЧОРСКОЙ И ЗАПАДНО-СИБИРСКОЙ ПРОВИНЦИЙ

1 – разломы допалеозойского (а) и палеозойского (б) заложения: I – Западно-Тиманский, II – Печорский, III – Югано-Варандейский, IV – Средне-Печорский, V – Западно-Омский, VI – Восточно-Омский; 2 – разломы (а) и зоны разломов (б), проявляющиеся на новейшем этапе: VII – Арало-Хатангский, VIII – Широтно-Обский, IX – Больше-Юганская, Х – Колтогорско-Уренгойская; 3 – структурные зоны распространение АВПД: А – Печоро-Колвинская, Б – Варандей-Адзвинская; В – Ямало-Пуровская, Г – Салымская, Д – Красноленинская; 4 – месторождения УВ с АВПД (а) и с нормальным гидростатическим давлением (б); 5 – складчатая зона Урала