К оглавлению журнала

 

УДК 553.98

© В.Н. Воронов, В.К. Коркунов, Д.А. Ивашкеева, 1997

ПАЛЕОЗОЙСКИЕ РИФОГЕННЫЕ ПОСТРОЙКИ - НОВЫЕ НЕФТЕГАЗОПОИСКОВЫЕ ОБЪЕКТЫ ЯМАЛА

В.Н. Воронов, В.К. Коркунов, Д.А. Ивашкеева (ЗапСибНИИгеофизика)

В последнее время проблеме поисков нефти и газа в доюрской части разреза Западно-Сибирской плиты уделяется пристальное внимание. Согласно фактическому материалу по нефтегазоносности фундамента региона практически все известные здесь углеводородные проявления приурочены либо к толще пород, принимающих участие в строении осадочных бассейнов, либо к дезинтегрированным породам поверхности погребенных выступов (Сурков В.С. и др., 1981).

Исходя из мировой и отечественной нефтепоисковой практики весьма перспективными представляются рифогенные карбонатные постройки, выявлению и изучению которых в регионе, на наш взгляд, не уделялось должного внимания.

Несмотря на то, что погребенные рифовые массивы как вместилища залежей нефти и газа – явление достаточно распространенное [1,4], для Западно-Сибирской плиты достоверных данных об их участии в строении той или иной площади до сих пор не получено. Имеются лишь сведения о проблематичных объектах, выделяемых в волновых и потенциальных полях [2], которые многие исследователи без достаточного на то обоснования рассматривают как карбонатные постройки рифогенной природы. Определенная часть таких геологических тел, выделяемых по материалам сейсморазведки, при их исследовании в грави- и магнитных полях интерпретируется как эродированные выступы фундамента, нередко сложенные магматическими образованиями.

Исходя из сейсмических материалов наиболее перспективны на обнаружение рифогенных массивов такие структуры, как Ханты-Мансийская впадина (Горелая площадь), Юганский мегапрогиб (Полуньяхская площадь) и др. Близкие по геологической позиции и характеру волновой записи подобные объекты следует ожидать на Биттемской, Пямалияхской площадях, в зауральской части плиты и т.д. Однако в свете современных геологических представлений наиболее перспективна территория Ямала, в частности Новопортовская структура. Данный объект давно привлекает внимание многих исследователей, поскольку из палеозойских, преимущественно карбонатных, отложений здесь получены промышленные (скв. 107 и др.) притоки газа, конденсата и проявления нефти (скв. 138).

Основные сведения о геолого-тектонических особенностях строения Новопортовской площади приведены в работах [3,5], поэтому отметим лишь, что по данным бурения в этом районе Ямала доминируют карбонатные и терригенно-карбонатные отложения среднего палеозоя, несогласно залегающие на метаморфитах байкальского [3] либо каледонского основания. Вскрытый в различных частях Новопортовской структуры среднепалеозойский разрез представлен органогенными, органогенно-детритовыми, пелитоморфными известняками, реже их доломитизированными разностями и доломитами. На отдельных участках отмечаются прослои алевропелитов, алевропесчаников, известковистых аргиллитов и горизонты вулканитов основного состава. В известняках встречаются плохой сохранности мшанки, остраподы, криноидеи, спикулы губок и водоросли, которые, тем не менее, дают основание датировать возраст описываемых отложений как силур-девонский (Богуш О.И. и др., 1989). По данным В.С. Бочкарева (1989), здесь возможно развитие отложений ранне-среднекаменноугольного возраста. Однако эти отложения изучены явно недостаточно, поскольку скважинами обычно вскрывается лишь кровля палеозойских пород, пересеченная мощность которых 50-150 м, реже 380-820 м [5]. Особое внимание к проблеме изучения терригенно-карбонатной части палеозойского разреза возникло с момента установления продуктивности известняков, залегающих в подошве плитного комплекса. Большинство исследователей связывает эти газоконденсатные проявления с зонами дезинтеграции и выщелачивания карбонатных отложений, механизм образования которых, вероятнее всего, аналогичен таковому залежей нефти на Урманном, Калиновом и других месторождениях региона (Запивалов Н.П. и др., 1978). Однако этот тип скопления углеводородов по мнению геологов-нефтяников менее продуктивен, чем первичные залежи в породах осадочных бассейнов доюрского основания и в первую очередь в рифогенных постройках. По этой причине в процессе поискового этапа исследований особое внимание следует уделять выявлению именно таких геологических объектов, ранее достоверно неизвестных.

В результате предоставленной Ямалгеофизикой возможности проанализировать современные сейсмические материалы по Новопортовской площади в комплексе с данными высокоточной гравиразведки появилась и объективная геоинформация о развитии рифогенных образований в карбонатном разрезе палеозоя (рис. 1). При наличии общего характера волновой картины, так называемого визуального эффекта, отметим и ряд прямых признаков, свидетельствующих о присутствии в данном разрезе карбонатных сооружений. Выделение геологических объектов рифогенной природы основано на характере отражений в их кровле и на крыльях, наличии четкого подошвенного налегания осей синфазности, а также облекания вышележащих пластов и т.д. (см. рис. 1, рис. 2). К числу косвенных критериев можно отнести аномалии пластовой скорости, определяющие участки с оптимальными геологическими условиями для развития органогенных построек и т.д.

При высоком качестве сейсмического материала на рассматриваемом профиле (023), пересекающем вкрест простирания основные структуры доюрского основания (Бочкарев В.С., 1989), отчетливо проявилось рифовое тело с максимальной мощностью 500 м, зафиксированное в районе пикетов 12600-18360 (см. рис. 1). С этих же позиций были просмотрены и другие, ранее полученные сейсмические материалы. В результате установлены дополнительные данные, свидетельствующие, что в описываемом районе рифообразование - явление, несомненно, не случайное. Так, на ряде сейсмических профилей по характерным особенностям волновой записи (см. рис. 1, рис.2) фиксируются идентичные объекты, имеющие, вероятнее всего, близкую природу. Таковые, в частности, выявлены на профиле 002, в районе пикетов 24-72 и 120-168, с положением кровли тел соответственно на глубине 5,0-5,6 и 2,9-3,6 км (см. рис. 2). В построениях предыдущих исследователей (Бочкарев В.С., 1989) эти особенности волнового поля не связывались с рифогенными постройками, а рассматривались лишь как перегибы антиклинального типа, свидетельствующие о наличии пликативных дислокаций в толще терригенно-карбонатных отложений среднего палеозоя.

Однако отметим, что авторы указанных исследований не исключали возможность присутствия рифогенных образований, и в первую очередь на Новопортовской площади. Но этот прогноз выполнялся, как правило, исходя из общегеологических соображений. Особо следует выделить работы [3, 5], авторы которых на основании обобщения региональных и площадных сейсморазведочных работ и данных бурения прогнозируют развитие органогенных построек в зоне крупной тектоноседиментационной структуры, имеющей вид протяженного уступа субмеридионального простирания. С карбонатными отложениями среднего палеозоя этой морфоструктуры Л.Ш. Гиршгорн и др. связывают основную нефтегазоносность доюрской части разреза.

Комплексные исследования, включавшие грави- и магниторазведку по линиям сейсмических профилей (рис. 3), позволили внести определенные коррективы в представления о строении данной территории и расшифровать особенности внутренней структуры слагающих ее палеозойских отложений. Эти данные свидетельствуют о достаточно напряженной складчатости и дизъюнктивной дислоцированности стратифицируемых образований района от силура до карбона включительно.

В волновом поле района отчетливо картируются такие важные элементы строения, как карбонатные платформы в форме крупных антиклинальных поднятий с уплощенными вершинами [4], палеовпадины, тектонические блоки и надвиговые зоны. Указанные структуры осложняются складками и блоками более высокого порядка. На благоприятных для рифообразования карбонатных платформах [4] хорошо проявляются положительные структуры, часть из которых, несомненно, имеет рифогенную природу. Такие образования в волновой картине характеризуются четкими ограничениями, проявляющимися в специфической морфологии отраженных волн, контрастно подчеркивающих кровлю и борта постройки (см. рис. 1, рис. 2). В число признаков также входят форма налегания отражающих горизонтов на тело самой постройки и наличие подошвенного налегания осей синфазности (см. рис. 1, рис.2). Эти куполовидные структуры размером от 4,0x2,5 до 6,0x8,0 км при мощности ~ 0,5-0,7 км с углами наклона пластов не более 10-15° зафиксированы на профилях 010, 012, 023, 031 и др.

Комплексный анализ геофизических материалов свидетельствует, что, помимо сейсмической информации, в процессе выделения рифовых тел достаточно большое значение имеют данные гравиразведки. При этом наиболее информативными считаются трансформанты поля силы тяжести [2 ]. По предварительным материалам, полученным при апробации системы "Пангея" на одном из профилей (023), предполагаемая рифогенная постройка достаточно отчетливо отразилась в виде локального повышения значений ускорения свободного падения. Следует также отметить, что по результатам площадных высокоточных гравиметрических наблюдений, охвативших Новопортовскую структуру, на ряде ее участков контрастно проявились аномалии с характерным профилем типа "сомбреро", являющиеся общепризнанным отображением в поле силы тяжести рифовых массивов [2 ].

В итоге на площади Новопортовской структуры было выявлено шесть различных по размерам и, как правило, изометричных геологических объектов, имеющих, на наш взгляд, рифогенную природу. При этом в их размещении наблюдается определенная закономерность: подковообразное расположение в плане. Закартированные карбонатные постройки контролируют бортовые части крупной палеовпадины (см. рис. 3). К сожалению, она пока оконтурена частично, ее максимальная ширина в установленных границах достигает 15-16 км. Падение пород на ее бортах пологое, обычно составляет 15-25° и не превышает 30°.

Гравитационное поле здесь в целом характеризуется отрицательными значениями, повышающимися с -0,02 см/с2 на западе до -0,01 см/с2 в береговой зоне Обской губы. Наиболее прогнутой части палеовпадины соответствует отчетливо проявленная отрицательная гравитационная аномалия интенсивностью -0,016 см/с2 с северо-восточной ориентировкой. При этом в контур аномалии попадают две локальные впадины, сложенные, вероятнее всего, терригенными отложениями среднего - верхнего карбона.

Западнее, в переходной зоне Восточного склона Полярного Урала и Западно-Сибирской плиты располагается достаточно хорошо изученный район (Воронов В.Н., 1976), имеющий много общего с геологическим строением описываемой территории. Аналогами прогнозируемых рифовых массивов Новопортовской площади, несомненно, являются девонские бокситоносные рифовые постройки Щучьинского синклинория, свидетельствующие о близких геолого-тектонических и палеоклиматических условиях рифообразования.

Главная сложность в обосновании предлагаемых построений заключается в том, что ни одна из пробуренных на исследуемой территории глубоких скважин не вскрыла рифогенные образования по той причине, что их местоположение определялось иными представлениями о геологическом строении района. Это достаточно ясно следует из обзора прилагаемых материалов (см. рис.1, рис.2, рис.3).

В наиболее оптимальных условиях, на наш взгляд, заложены скв. 126 (профиль 002, 1989 г.) и 211 (профиль 023, 1994 г.), однако их бурение, к сожалению, было преждевременно прекращено.

Другой важной особенностью строения интересующего нас района является исключительно широкое развитие разрывных дислокаций. Выявленная по комплексу данных сеть разломов впервые для данной площади позволила с обоснованной детальностью установить ее сложное блоковое строение и широкое распространение пологих надвиговых структур.

До последнего времени считалось (Бочкарев В.С., 1988), что геологическое строение доюрского основания рассматриваемой территории во многом определяется сравнительно крутыми разрывами, секущими не только породы фундамента, но и отложения плитного комплекса [5].

Интерпретация новых данных сейсморазведки позволила выявить в толще палеозойских пород широкое развитие пологих (15-30°) надвиговых тектонических структур. Новизна этих результатов вызывает особый интерес с точки зрения возможного прогнозирования участков с увеличенной мощностью терригенно-карбонатных отложений за счет сдваивания разреза в целях поисков залежей углеводородов в поднадвиговых частях описываемых структур.

В этом отношении достаточно показательна тектоническая зона, выявленная в волновом рисунке на профиле 023, в районе его пересечения с профилем 008. Проявляется она в виде двух параллельных прямолинейных отражающих границ, отстоящих друг от друга на расстоянии до 500 м (см. рис. 1). В пространстве между указанными линеаментами рисунок волновой записи неоднородный: либо хаотический, либо в виде прерывисто-коротких и параллельных отражений, характерных для зон интенсивного рассланцевания вмещающих пород. В частях разреза, прилегающих к плоскостям сместителя, наблюдаются срезание отражающих границ или их "затяжки" и т.д. Указанная мощность зоны в данном случае не является истинной, а, скорее всего, представляется значительной вследствие пересечения ее указанным профилем под острым углом. Кроме того, на сейсмическом разрезе (см. рис. 1) и других аналогичных материалах за счет искаженного отражения в волновом поле реальной геологической картины создается впечатление о крутопадающем характере этих объектов, что иногда и воспринималось как истинное. В результате выполненных авторами геолого-тектонических построений в соответствующих требованиям масштабах (1:1) устанавливается их пологое падение (15-30°) до полного выполаживания и затухания в более высоких участках разреза. По характеру и типу проявления описанная дизъюнктивная зона, вероятно, надвиговая структура. Подобных нарушений, исходя из соотношения плоскостей сместителя со стратифицируемыми подразделениями и элементами пликативной тектоники, в районе закартировано значительное число (профили 004, 010, 012, 027 и др.). Обычно они кососекущие по отношению к геологическим границам, иногда совпадают с ними и, как правило, хорошо подчеркивают склоны выявленной палеовпадины.

Располагая данными о значительных надвиговых перемещениях (до 25 км), проявленных в одновозрастных отложениях переходной зоны восточного склона Полярного Урала и Западно-Сибирской плиты (Воронов В.Н., 1976), считаем возможным прогнозировать эти процессы и в исследуемом районе, ожидая такие же масштабы сдвигов.

Выявленная по сейсмическим материалам разрывная структура находит отражение и в гравимагнитных полях, что позволяет проследить ее дальше от исходного участка к северу и югу (см. рис. 3). Примечательно, что к этому тектоническому элементу приурочены известные в районе притоки углеводородов, полученные при бурении скв. 94, 211, 306.

Остальные выявленные по комплексу данных разломы в основной своей массе структуры более высокого порядка и сбросового типа. Они характеризуются более крутым падением, меньшими выразительностью и протяженностью, амплитудами смещений до первых десятков метров и т.д.

Подводя итог выполненным в районе исследованиям, отметим следующее:

1. Получена информация, позволяющая, на наш взгляд, с большой долей уверенности рассчитывать на обнаружение в терригенно-карбонатном разрезе среднего палеозоя рифогенных карбонатных построек – перспективнейших нефтегазопоисковых объектов.

2. Намечена определенная связь промышленных притоков газоконденсата с разломами, в зонах которых за счет деструктивных преобразований пород возможно существенное увеличение их емкостных свойств.

3. Наряду со сложным блоковым строением устанавливается и широкое развитие тектонических покровов (шарьяжей).

4. Даны рекомендации по размещению скважин глубокого бурения с целью заверки выявленных объектов и их опробования (см. рис. 3).

ЛИТЕРАТУРА

  1. Бабб Д.Н., Хитлелинг В.Г. Выделение карбонатных построек по сейсмическим данным // Сейсмическая стратиграфия (пер. с англ.). - М.: Мир, 1982. -Т.1. - С.326-357.
  2. Варламов А.С. Применение и эффективность гравиразведки при поисках рифогенных структур. - М., 1984. - 46 с. - (Обзор, информ./ ВИЭМС. Сер. "Разведочная геофизика").
  3. Гиршгорн Л.Ш., Кабалык В.Г., Соседков B.C. Окраины Сибири как объекты нефтегазопоисковых работ // Геология нефти и газа. - 1988. -№ 4. -С.7-12.
  4. Ильин В.Д., Фортунатова Н.К. Методы прогнозирования и поисков нефтегазоносных рифовых комплексов. - М.: Недра, 1988.
  5. Максимов С.П. Палеозойский карбонатный комплекс - перспективный объект поисков залежей УВ на Ямале // Геология нефти и газа. -1987. -№ 10. -С.30-36.

ABSTRACT

First for the region the evidence of reef masses in Paleozoic terrigene-carbonaceous section is presented by the authors with most reliable reasons. Features of the revealing of these buildups in profile shooting data and their forecasting using gravity prospecting data are examined. The authors have revealed regularities of their dislocation and given recommendations for deep wells drilling.

Together with the complex block composition the region of the Novoportovsky structure is characterized by the extensive low-angle overthrust dislocation development. The authors have revealed specific connections between the high-output influx of natural gas liquids and faults where reservoirs of fracture type are formed by means of the rock destruction transformations.

Рис.1. ВРЕМЕННОЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 023 (ЯМАЛГЕОФИЗИКА, 1993 -1994)

1 - карбонатные породы; 2 - результаты опробования: а - газ, б - конденсат; 3 - прогнозируемый контур рифогенной постройки; 4 - разломы; 5 - зоны рассланцевания; 6 - скважина: а - вскрывшая доюрские отложения, б - рекомендуемая; А, Б - отражающие сейсмические горизонты

Рис.2. ГЛУБИННЫЙ СЕЙСМИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ПО ПРОФИЛЮ 002 (Ямалгеофизика, 1989)

1 - сланцы глинисто-алевритовые, глинисто-песчанистые; 2 - скважины продуктивные. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1

Рис.3. СХЕМА ТЕКТОНИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ ДОЮРСКОГО ОСНОВАНИЯ НОВОПОРТОВСКОЙ ПЛОЩАДИ (составили В. Н. Воронов и Д. А. Ивашкеева)

1 - границы развития метаморфитов докембрия; 2 - предполагаемые границы Помелангской впадины, сложенной девонкаменноугольными отложениями; 3 - геологические границы: а - уверенные, б - предполагаемые; 4 - контуры рифогенных массивов с указанием глубины (среднего значения) их подошвенного прилегания, км; 5 - карбонатные породы: а - известняки, б - доломиты, доломитизированные известняки; 6 - метаморфические образования; 7 - сланцы глинисто-известковистые; 8 - песчаники, алевролиты, глинистые сланцы; 9 - порфиритоиды; 10 - габбро; 11 - разломы глубинного заложения; 12 - тектонические нарушения более высокого порядка с указанием направления падения сместителя; разломы: 13 - установленные по данным: а - грави-, б - магнито-, в - сейсморазведки, 14 - установленные в результате ранее выполненных сейсмических работ; 15 - схема расположения системы проанализированных профилей; 16 - скважина: а - вскрывшая доюрские образования, б - рекомендуемая