СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗВИТИЯ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫХ РАБОТ В ВЕРХНЕЮРСКО-НЕОКОМСКОЙ ТОЛЩЕ ЛАТЕРАЛЬНОГО НАРАЩИВАНИЯ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ

О.М. Мкртчян

Верхнеюрско-неокомская толща латерального наращивания, содержащая многочисленные шельфовые и клиноформные резервуары, является главным вместилищем нефтяных ресурсов Западной Сибири. Успешностью и эффективностью поисков и разведки новых залежей и прироста запасов в шельфовых резервуарах неокома определяются общее состояние и перспективы развития сырьевой базы добычи нефти в провинции.

На наиболее перспективных территориях эта толща охвачена весьма плотной сетью сейсмопрофилей и глубоких скважин, в связи с чем, возможности выявления новых значительных по размерам локальных поднятий и связанных с ними месторождений почти исчерпаны. В настоящее время и в будущем фонд структур будут составлять в основном мелкие локальные поднятия с перспективой открытия на них небольших месторождений.

Вместе с тем в последнее десятилетие в неокоме открыты различные по размерам месторождения в ловушках принципиально новых для провинции типов, определяемых тем или иным сочетанием седиментационных (литолого-стратиграфических) и палеогеоморфологических факторов. Наиболее крупные из них - Приобское, Сугмутское.

В понимании и разработке сейсмогеологических моделей строения уже выявленных месторождений этого типа достигнуты ощутимые успехи, чего пока нельзя сказать об их прогнозе и целенаправленных поисках. Известно, в частности, что в процессе бурения на юрский комплекс песчаных резервуаров, ловушек и залежей нефть в неокомских отложениях Приобского месторождения не прогнозировалась. Открытие носило, в принципе, случайный характер и не было основано на использовании клиноформной модели строения неокома. Последняя, как это ни парадоксально, при всей очевидности сейсмических и буровых данных долгое время с недоверием или даже обструкцией воспринималась многими учеными и практиками Западной Сибири. Последнее обстоятельство в определенной степени сдерживало развитие новых принципов сейсмогеологического анализа и целенаправленных эффективных поисков в неокоме ловушек и залежей нетрадиционного типа, а также способствовало неадекватному толкованию строения многих открываемых залежей, в первую очередь, в клиноформных ачимовских песчаниках. Применительно к ачимовской толще груз сложившихся ранее стереотипных представлений о горизонтально-слоистой ее модели, условиях залегания, корреляции и индексации приуроченных к ней песчаных резервуаров сыграл особенно негативную роль. В результате этого по большому числу ранее открытых ачимовских залежей необходима детальная ревизия геолого-геофизических материалов в целях уточнения циклостратиграфической приуроченности, строения ловушек и запасов углеводородов.

Принадлежность неокомских отложений Западной Сибири к так называемым толщам латерального наращивания, их регионально-косослоистая сейсмогеологическая модель к настоящему времени обоснованы в значительном числе публикаций (М.М. Биншток, 1980; В.А. Корнев, 1978; А.Л. Наумов и др., 1986; А.А. Нежданов и др., 1984; М.Я. Рудкевич и др., 1984; Л.Я. Трушкова и др., 1987; 4.5). Существенный вклад в разработку и практическое внедрение этой модели внесли также работы ИГиРГИ [1-3], исследования которого в этом направлении продолжаются.

По ряду важных черт геологического строения осадочные толщи рассматриваемого типа имеют принципиальные отличия от горизонтально-слоистых комплексов и в связи с этим требуют несколько иного подхода к их нефтегеологическому изучению и прогнозу нетрадиционных ловушек. Ранее это было обосновано в работах ИГиРГИ, посвященных карбонатным и терригенным верхнедевонским, турнейским и нижневизейским клиноформным отложениям Волго-Уральской области (Камско-Кинельские системы прогибов), а затем и неокомским клиноформным отложениям Западной Сибири.

Для горизонтально (параллельно)-слоистых комплексов одним из основных документов, определяющих их строение и служащих базой для выбора направлений геологоразведочных работ на нефть и газ, обычно является структурная карта опорного (возможно продуктивного) горизонта. Строение толщ латерального наращивания характеризуется различными формами несогласованного соотношения слоев и погребенного аккумулятивного (атектонического) палеорельефа, а также взаимосвязанными с ними литолого-фациальными изменениями отложений, создающими в совокупности предпосылки формирования ловушек литолого-стратиграфического экранирования. В связи с этим оно не может быть отображено структурной картой какого-либо одного базисного горизонта, а тем более традиционной схемой структурно-тектонического районирования.

Как известно, процесс латерального наращивания сопровождается формированием и последовательным перемещением по латерали главных фациально-палеогеоморфологических зон - ундаформы (мелкого шельфа), клиноформы (склона) и фондоформы (глубокого дна). Общая регрессивная направленность развития неокомского бассейна Западной Сибири обусловила на огромном его протяжении широтную миграцию указанных зон во времени внутрь бассейна и частичное наложение их друг на друга в разрезе. В результате такого развития в неокомских отложениях сложилась целая система погребенных фациально-палеогеоморфологических зон и соответствующих им крупных осадочных теп, которые по сейсмическим и буровым данным могут быть охарактеризованы определенным набором картируемых элементов, представляющих основу для регионально-зонального районирования толщи латерального наращивания. Из этого следует, что рассматриваемый тип комплексов требует, помимо структурно-морфологического, также и объемного районирования, предусматривающего выделение и картирование осадочных тел.

К числу основных элементов районирования таких комплексов следует отнести линии бровок шельфов и расположенные между ними краевые части палеошельфов, границы выклинивания клиноформ, депоцентральные, фронтальные и тыловые зоны последних, которые выделяются по картам общей мощности каждой клиноформы. При рассмотрении отдельных клиноформ необходимо закартировать мощности и границы распространения заключенных в них песчаников, а для шельфов - мощности песчаных пород и линии их выклинивания в направлении бровки шельфа. Особенности морфологии бровок шельфов в сочетании с мощностью клиноформных отложений дают определенное представление о крупных чертах аккумулятивного рельефа края шельфа и его склона, который служит одним из регуляторов распределения мощности и состава осадков, в том числе песчаных. Краевые части шельфов, заключенные между бровками смежных шельфов, соответствуют зонам латерального наращивания отложений, перехода шельфовых фаций в клиноформные, разрастания их мощности, появления ранних трансгрессивных глинистых пачек, расслоения регрессивных песчаных пачек с образованием так называемых "подшельфовых" песчаных линзовидных пластов. Последние располагаются в разрезе между более круто наклоненными клиноформными слоями и поздней регрессивной частью собственно шельфовых отложений.

В разрезе краевых частей шельфов может отмечаться, местами, благоприятное сочетание палеогеоморфологических и литолого-стратиграфических предпосылок формирования значительных по размерам нетрадиционных ловушек и залежей, каковые были обнаружены в процессе бурения в Приобской, Сугмутской и других зонах.

Схема районирования неокомских отложений, учитывающая указанные элементы, характеризует главные особенности процесса проградации во времени и пространстве шельфов и клиноформ и должна рассматриваться в качестве основы для нефтегеологического анализа, определения перспектив и направлений геологоразведочных работ.

При решении задач литолого-фациального и палеогеоморфологического районирования толщи латерального наращивания возникает проблема однозначного расчленения ее на сквозные для основных фациально-палеогеоморфологических зон изохронные осадочные комплексы, представляющие завершенную последовательность слоев. В отечественной литературе такие комплексы наиболее полно выражены понятием "осадочный циклит". Вопросы цикличности неокомских отложений Западной Сибири в той или иной форме освещались в нашей литературе. В последнее время внимание к ним возрастает в связи с развитием сейсмостратиграфического (сейсмогеологического) или сейсмолитмологического анализа в целях прогнозирования, выявления и поиска литолого-стратиграфических и палеогеоморфологических ловушек.

Вертикальная литологическая конструкция неокомских отложений является весьма отчетливым свидетельством циклической их седиментации. Определенное отражение она находит и в особенностях общей сейсмической волновой картины неокома, представленной в шельфовой его части серией преимущественно выдержанных чередующихся отражений различной интенсивности, сформированных пачками и пакетами разного литологического состава и, как правило, связанных с границами осадочных циклитов. При более детальном изучении каротажных и сейсмических разрезов на границах циклитов устанавливаются типичные признаки трансгрессивных и регрессивных слоев и сейсмофаций и их соотношений, позволяющие судить также об относительных изменениях уровня моря. Иными словами, в настоящее время мы можем располагать определенной суммой существенных критериев для выделения и прослеживания в неокоме таких циклостратиграфических подразделений (или седиментационных сейсмических комплексов), которые объективно отражают естественные этапы осадочной эволюции и являются основой для ограничения изохронных геологических тел - объектов объемного сейсмогеологического и нефтегеологического картирования и анализа. Существуют попытки ранжирования неокомских циклов и циклитов на относительно крупные региональные и более мелкие зональные в зависимости, в частности, от предполагаемых масштабов проявления и распространения разделяющих циклы трансгрессий. Однако эта проблема нуждается в более глубоком как региональном, так и локальном изучении, прежде всего, с точки зрения установления объективных вещественных критериев, позволяющих судить о времени проявления, направлениях и масштабах трансгрессивных и регрессивных тенденций и относительных изменениях уровня моря. В этих целях необходим весьма скрупулезный анализ каротажных и сейсмических разрезов, а также каменного материала.

Следует при этом отметить, что возможности повсеместного однозначного прослеживания границ выделенных осадочных циклитов в разных фацильно-палеогеоморфологических зонах, как и детальный анализ внутренней структуры циклитов, в известной мере определяются степенью сейсмической и буровой изученности территории и качеством фактического геолого-геофизического материала. В связи с этим, повышение качества изученного материала, разрешенности записи глубины обработки является одним из важнейших условий эффективного изучения толщ латерального наращивания и прогноза в них литолого-стратиграфических ловушек.

Таким образом, еще раз подчеркнем, что главный объемный элемент при районировании неокомской толщи латерального наращивания - трансгрессивно-регрессивный циклит и составляющие его геологического тела, сформированные в основных фациально-палеогеоморфологических зонах бассейна.

На сейсмических разрезах, прежде всего с высокоразрешенным характером записи, ориентированных вкрест простирания шельфов и клиноформ, границы большинства циклитов могут быть прослежены из шельфовой зоны в клиноформную в виде наклонных, в том числе сигмоидных отражений, которые прекращают следиться вблизи горизонта Б (баженовской свиты) по типу подошвенного прилегания. Отдельные клиноформы выклиниваются раньше, на аккумулятивном фронтальном склоне предыдущей клиноформы, не достигая поверхности фондформной зоны и баженовских глин.

В клиноформной, более значительной по мощности части циклитов в сравнении с шельфовой, на сейсмических разрезах появляется большое число дополнительных, в разной степени наклонных отражений различной, преимущественно небольшой протяженности, неодинаковой амплитуды и конфигурации. Они характеризуют новые фациальные типы осадков латерального наращивания, закономерно накапливающиеся в большинстве клиноформ, а также отражают более мелкую и более полную цикличность и стратиграфическую полноту клиноформных отложений. Среди сейсмических фаций клиноформ преобладают сигмовидные, тангенциальные, расходящиеся, косонаклоненные, холмистые, черепицеобразные и другие разновидности, свойственные этому типу морских терригенных толщ латерального наращивания. В клиноформной части циклита с верхней и нижней его границами эти отражения находятся в несогласных соотношениях типа кровельного прилегания, подошвенного трансгрессивного налегания и подошвенного прилегания. В отдельных частях клиноформ можно проследить пологонаклонные отражения с подошвенным прилеганием, плоскопараллельным, реже холмистым рисунком сейсмической записи.

Песчаные слои, способные образовывать ловушки литолого-стратиграфического экранирования, сосредоточены в переходной зоне между шельфовыми и клиноформными отложениями циклита, а также в подножной части клиноформы (ачимовские песчаники), Значительно реже песчаные фации накапливаются на преимущественно трансгрессивных этапах циклов, но и они могут образовывать резервуар и ловушку. В связи с этим выделению и анализу строения и особенностей распространения трансгрессивных клиноформных частей циклов необходимо удалять серьезное внимание.

Регрессивные шельфовые песчано-алевритовые пласты циклита, непосредственно перекрывающие клиноформные отложения, отличаются в большей или меньшей степени черепицеобразным строением, которое находит отражение также в сейсмическом рисунке в виде одноименных сейсмических фаций. Оно обусловлено миграцией регрессивных песчаных шельфовых фаций во времени и пространстве, происходящей по мере формирования и выдвижения клиноформ, а затем и края шельфа внутрь бассейна. В одних случаях это явление выражено периодическим отслаиванием от нижней части шельфового пласта постепенно разрастающихся и отклоняющихся от него все более молодых песчано-алевритовых, как бы "подшельфовых" слоев, залегающих непосредственно около основного покровного пласта. В других - происходят неоднократное выклинивание и ныряние песчаных фаций и появление на более высоком уровне новых.

В связи с этим в пределах указанных зон шельфовые песчано-алевритовые пласты (пачки) отличаются микро-клиноформным строением и микродиахронностью. Иначе говоря, в направлении от края предшествующего палеошельфа к центру бассейна основания шельфовых песчано-алевритовых пачек несколько омолаживаются, т.е. нижнее положение в их разрезе постепенно занимают все более молодые слои. Комплекс указанных песчано-алевритовых фаций, формирующихся в процессе заключительных регрессивных этапов латерального и вертикального наращивания клиноформ и миграции края шельфа, перекрывающий клиноформные отложения, отнесен к ассоциации шельфовых и подшельфовых слоев. Они характеризуются наличием предпосылок для формирования ловушек литолого-стратиграфического экранирования при благоприятном сочетании основных необходимых факторов. Однако не следует полагать, что на всем протяжении края шельфа и клиноформы непрерывно существовали условия, при которых могли быть образованы такого рода перспективные ловушки, а тем более значительных разменов. Вместе с тем рассматриваемые зоны отдельных циклитов различаются между собой масштабами накопления материала, дальностью его переноса, типами песчаных тел, формирующихся вблизи бровки шельфа и на его склоне. Эти обстоятельства определяют различные перспективы обнаружения значительных резервуаров и ловушек, а, следовательно, и нефтегазоносный потенциал. Например, в западной части широтного Приобья краевая зона шельфа АС₁₁ обладает несравненно большим потенциалом, чем аналогичные зоны шельфов БС₁ - БС₆. В то же время, вероятно, более половины нефтяных ресурсов, заключенных в резервуарах АС₁₁ в краевой зоне их шельфа и в клиноформе, сосредоточено в уникальном Приобском конусе выноса песчаного материала. Необходима дифференцированная оценка каждой перспективной краевой части шельфа на всем ее протяжении, Прогноз может основываться лишь на результатах комплексного, целенаправленного сейсмогеологического анализа строения края шельфа и клиноформы при условии необходимой освещенности их данными сейсморазведки и бурения.

В связи с задачами количественной оценки прогнозных ресурсов следует снова подчеркнуть, что по простиранию края шельфов и клиноформы изменяются по общей мощности, песчанистости, сейсмофациальным характеристикам, формам погребенного аккумулятивного рельефа поверхности склона. Указанные изменения обусловлены различным сочетанием палеогеоморфологических, седиментологических и тектонических факторов, в том числе изменениями уровня моря и активностью выноса материала, дальностью и скоростью трансгрессий, регрессий и транзита грубозернистых осадков, особенностями расположения мелких и крупных артерий, питающих край шельфа.

В связи с необходимостью более избирательного локализованного прогноза перспектив нефтегазоносности и размещения неоткрытых ресурсов углеводородов целесообразно приступить к регионально-зональному сейсмогеологическому районированию неокомской толщи латерального наращивания с картированием краевых частей шельфа, клиноформ и песчаных фаций по всей территории провинции. Решение задачи может быть обеспечено достигнутым к настоящему времени уровнем сейсмической и буровой изученности.

Гораздо более сложным может оказаться преодоление существующих организационных трудностей, в том числе касающихся возможности использования первичной геолого-геофизической информации, а также финансирования и совместной работы различных научных коллективов.

Прогноз, выявление и картирование предполагаемых резервуаров и ловушек нетрадиционного типа в переходных зонах между шельфовой и клиноформной формациями, как и в самих клиноформах, требуют методически целенаправленного проведения геолого-геофизических работ и, вероятно, определенного изменения в их проектировании и системах наблюдений, если это касается сейсморазведки. Необходимо разработка региональной программы всего комплекса сейсмогеологических исследований и геологоразведочных работ для определения долгосрочных направлений поиска залежей углеводородов новых типов в неокомской толще латерального наращивания.

Список литературы

1. Мкртчян О.М. Задачи сейсмогеологического изучения верхнеюрско-нижнемелового клиноформного комплекса Западной Сибири // Палеогеографические критерии нефтегазоносности. - М.: Препринт ИГиРГИ, 1987. - С.6-17.
2. Мкртчян О.М., Трусов Л.Я., Белкин Н.М. Сейсмогеологический анализ нефтегазоносных отложений Западной Сибири. - М.: Наука, 1987.
3. Мкртчян О.М., Гребнева И.Д; Игошкин В.П. Сейсмогеологическое изучение клиноформных отложений Среднего Приобья. - М.: Наука, 1990.
4. Наумов АЛ.. Онищук. Т.М., Биншток М.М. Об особенностях формирования разреза неокомских отложений Среднего Приобья // Геология и разведка нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири. - Тюмень, 1977. - С. 39-46.
5. Онищук Т.М., Наумов А.Л., Векслер Л.А. Корреляция продуктивных пластов нижнего мела в Среднеобской НГО // Геология нефти и газа. - 1977. - № 6. - С. 32-37.

Abstract

The Upper Jurassic-Neocomian formation of lateral growth, containing numerous shelf and clinoform reservoirs, is the main receptacle of oil recources at Western Siberia. The structure fund mainly contains small local uplifts, where small fields can be dicovered, because the knowledge degree of the territory is high. Besides, during the last ten years fields of diverse sizes and with principally new traps, connected with sedimentary and paleogeomorthological facfors, are discovered in the Neocomian. The process of lateral growth is accompanied by formation and subsequent lateral moving of main paleogeomorphological zones - unda-forms (shallow shelf), clinoforms (slope) and fund-forms (deep bottom). The main regressive direction of the Neocomian basin development caused large migration of the marked zones to the basin center in time and their partial superposition in the sequence at the enormous extend of Western Siberia basin. Thus, the regarded type of complexes needs both structural-morphological and usual mapping, for which sedimentary bodies should be picked up. The main elements of these complexes zoning are lines of shelf brows and marginal parts of paleo-shelfs, situated between them, borders of clinoforms pinching out, depocentral, front and rear zones of clinoforms, that can be outlined by maps of every clinoform total thickness. Vertical lithological construction of the Neocomian deposits is a clear evidence of sedimentation cyclic character. It reflects in seismic image of the Neocomian too. At seismic sequences borders of the majority of cycles can be traced from shelf to clinoform zones as inclined including sigma-like reflections. In the ctinoform part of the cycle large quantity of additional, differentally inclined reflections with various amplitude and form appear. Sand layers, forming traps of litho-stratigraphic screening are concentrated in transitional zone between shelf and clinoform deposits as well as at the foot of clinoforms. The forecast, revealing and mapping of supposed reservoirs and traps in transitional zones between shelf and chnoform formations as well as in clinoforms themselves require goal-directed geological-geophisical works.