В Институте геологии нефти и газа СО РАН проводятся систематические исследования геохимии УВ, посвященные, в частности, проблеме изучения связей нефтематеринские породы - нефти [4]. Результаты этих исследований позволили сделать вывод о том, что свыше 80 % геологических ресурсов западносибирской нефти генетически связаны с кремнисто-глинистыми породами баженовской свиты. Отложения баженовской свиты уникально обогащены ОВ, которое выступает в качестве одного из важнейших породообразующих компонентов [2-4]. В течение волжского века и раннего берриаса в западносибирском морском бассейне накопилось 170 трлн. т тонкопелитового терригенного, органогенно-карбонатного, кремнистого и керогенного (углеводородистого) материала, в том числе свыше 18 трлн. т преимущественно планктоно- и бактериогенного ОВ (керогена). Среднее содержание Сорг в карбонатно-кремнисто-глинистых породах составляет 5-12 %, первоначальная средняя концентрация Сорг в безводном осадке превышала 10 %. В зоне батиали волжско-раннеберриасского западносибирского моря содержание ОВ повсеместно превышало 15-20 %.

Органическое вещество баженовской свиты представлено в основном аморфным планктоно- и бактериогенным веществом - коллоальгинитом, кероген содержит 7,0-8,5 % водорода. На большей части территории Западной Сибири отложения баженовской свиты находятся в главной зоне нефтеобразования.

Исключительный состав ОВ баженовской свиты предопределил его очень высокий генерационный потенциал. В областях распространения пород с невысоким катагенезом (ПК-MK₁¹) остаточный генерационный потенциал ОВ баженовской свиты равен 400-500 мг УВ/г Сорг. С ростом катагенеза эта величина уменьшается. К концу градации МК₂ - началу градации МК₃ остаточный генерационный потенциал достигает 100-200 мг УВ/г Сорг [2,3].

Генерационный потенциал нефтепроизводящих пород характеризуют следующие параметры [2,3]:

• содержание ОВ (Сорг), %;
• объем пород, вмещающих ОВ;
• качество ОВ;
• степень катагенеза ОВ.

Два первых показателя в свою очередь характеризуют абсолютное количество ОВ, содержащееся в породе.

Баженовская свита с высоким генерационным потенциалом распространена в западной и центральной частях Томской области. В направлении обрамления плиты глинисто-кремнистые породы баженовской свиты замещаются обычными пластичными аргиллитами марьяновской свиты, а затем песчанисто-глинисто-алевритистыми породами максимоярской свиты [5]. Формирование отложений баженовской свиты происходило на глубине порядка 400 м, марьяновской - 200 м, максимоярской - 60-80 м [1].

Таким образом, на исследуемой территории выявлен закономерный фациальный ряд от глубоководных отложений в западных районах исследуемого региона до прибрежно-морских песчано-алевролитовых толщ на востоке.

Генерационный потенциал отложений марьяновской и максимоярской свит существенно ниже, чем баженовской, содержание ОВ в этих породах составляет соответственно 1-3 и 0,3-0,5 % [1].

Как отмечалось, глинисто-кремнистые породы баженовской свиты обладают повышенной битуминозностью. Высокое содержание битумоидов (классического диэлектрика) и незначительное количество минерализованых вод в отложениях свиты предопределили аномально высокие значения кажущегося сопротивления (КС) этих отложений. На диаграммах стандартного каротажа баженовская свита характеризуется значениями КС, составляющими в среднем 200 Омм. В скважинах с признаками нефти значение этого показателя возрастает до 900 Омм.

Особенностью глинисто-кремнистых пород баженовской свиты является также высокое содержание урана ~ средние значения радиоактивности, фиксируемые на кривых гамма-каротажа (ГК), составляют 80 g. По мере замещения этих отложений более мелководными изохронными аналогами (марьяновская, максимоярская свиты) содержание урана в породах существенно падает. Отложения марьяновской свиты характеризуются стандартными для аргиллитов значениями КС (<20-25 Ом м) и естественной радиоактивности (<30 g). На это обстоятельство еще в 70-е гг. обращал внимание И.И. Плуман.

Автор данной статьи поставил перед собою две задачи.

Задача 1. На базе анализа распределения значений КС и ГК уточнить зоны распространения баженовской и марьяновской свит и выделить "переходную" зону.

В рамках настоящих исследований с использованием всех скважинных данных были построены схематические карты значений КС ( рис. 1 ) и ГК ( рис. 2 ) волжских отложений.

Анализ полученных материалов позволяет отметить, что в западных и центральных районах области в характере распределения значений ГК и КС находят отражение тектонические элементы, выделенные в современном рельефе баженовской свиты:

1. Максимальные значения КС и ГК, превышающие соответственно 250 Ом м и 80 g, зафиксированы в крупных депрессионных зонах - Колтогорском мезопрогибе и Нюрольской мегавпадине (Колтогорско-Нюрольском желобе). Относительно высокими значениями этих показателей характеризуются также волжские отложения Неготского и Сампатского мезопрогибов, расположенных в западной части Усть-Тымской мегавпадины.

2. В направлении крупных положительных структур - Александровского, Нижневартовского, Каймысовского сводов, Средневасюганского мегавала, Парабельского мегавыступа, Пудинского и Горелоярского мезоподнятий - значения КС и ГК уменьшаются соответственно до 60-150 Омм и 50-70 g. Причем минимальные значения фиксируются в пределах наиболее контрастных куполовидных поднятий, осложняющих структуры I порядка.

3. В восточном направлении значения КС и ГК регионально уменьшаются соответственно до 20 Омм и 30 g и далее на восток меняются незначительно. Вероятно, именно на этих "рубежах" следует провести границу зоны "перехода" баженовской свиты в марьяновскую. В этом случае восточная граница зоны распространения баженовской свиты будет проходить по западным склонам Пыль-Караминского и Пайдугинского мегавалов, юго-западным частям Парабельского мегавыступа и Калгачского мезовыступа (см. рис. 1 , рис. 2 ).

Примечателен тот факт, что значения ГК и КС уменьшаются в пределах зон, соответствующих в плане положительным тектоническим элементам. Основное фациальное отличие марьяновской свиты от баженовской заключается в том, что она формировалась в более мелководных условиях. Это обстоятельство нашло отражение на уменьшении битуминозности и радиоактивности пород, что в свою очередь отобразилось на распределении значений КС и ГК.

Уменьшение значений ГК и КС в пределах крупных положительных структур позволяет сделать вывод о том, что в волжском веке им отвечали палеоподнятия, где условия формирования осадков были несколько менее глубоководными, нежели в пределах палеодепрессий.

Анализ распределения толщин волжских отложений ( рис. 3 ) позволяет отметить, что региональная изогипса, проведенная на отметке 35 м, практически совпадает с границей зоны распространения баженовской свиты, а в пределах территории, где распространены глинисто-кремнистые битуминозные породы, изменение толщин волжских отложений происходит аналогично изменению значений КС и ГК. В депрессионных зонах, соответствующих Колтогорскому мезопрогибу, Нюрольской мегавпадине и западной части Усть-Тымской мегавпадины, толщина волжских отложений составляет 25-35 м. В направлении к Александровскому, Нижневартовскому, Каймысовскому сводам, Средневасюганскому мегавалу, Пудинскому и Горелоярскому мезоподнятиям толщина баженовской свиты сокращается и в наиболее приподнятых частях положительных палеоструктур составляет 5-15 м.

Таким образом, характер распределения толщин волжских отложений также свидетельствует о том, что большинство современных крупных тектонических элементов, выделенных в рельефе баженовской свиты, существовало и в волжском веке. Поскольку в зоне распространения баженовской свиты наибольшие осадочные толщи накопились в палеодепрессиях, то можно сделать вывод о том, что на этой территории формирование осадков шло по "законам" компенсированного осадконакопления.

В зоне распространения марьяновской свиты толщина волжских отложений сокращается в юго-восточном направлении - в направлении "выклинивания" юры. В северо-восточной приенисейской части области толщина волжских отложений, напротив, возрастает до 45-55 м за счет более активного привноса в эти районы терригенного материала со структур обрамления. В этой части региона получили распространение песчано-алевролитоглинистые породы максимоярской свиты.

Из этого следует, что увеличение толщины волжских отложений отмечается, с одной стороны, в осевых частях палеодепрессий, расположенных в западных районах области, где происходило осаждение наибольшего количества тонковзвешенного материала, с другой - в наиболее приближенной к Енисейскому кряжу периферийной части бассейна за счет увеличения объема терригенного материала и повышения песчанистости разреза.

Региональные особенности строения волжских отложений исследуемого региона можно кратко сформулировать следующим образом: по мере уменьшения глубины палеобассейна по направлению к обрамлению Западно-Сибирской плиты происходит уменьшение:

• содержания ОВ;
• значений КС;
• значений ГК.

Учитывая, что процесс сокращения концентрации ОВ в волжских отложениях сопровождается уменьшением их битуминозности и радиоактивности, резонно предположить, что значения КС и ГК должны характеризовать распределение ОВ.

Задача 2. На базе анализа распределения значений КС и ГК оценить процентное содержание ОВ в отложениях Волжского яруса.

Информация о содержании ОВ в волжских отложениях по 52 площадям Томской области была предоставлена А.С. Фомичевым (СНИИГГиМС). Обобщенные данные включали результаты исследований по серии образцов из различных скважин и различных интервалов волжского разреза.

В процессе исследований по каждой рассматриваемой площади были рассчитаны средние значения КС и ГК, после чего анализировались взаимосвязи между средними значениями КС, ГК и содержанием Сорг.

Полученные зависимости ( рис. 4 ) показали, что между содержанием ОВ и значениями КС и ГК существуют устойчивые связи. В то же время на каждом из графиков имеют место два типа зависимостей (I и II). Зависимость I, в которую попадает большинство площадей, характерна для западной части исследуемого региона (Нижневартовский, Каймысовский, Александровский, Колтогорский, Нюрольский нефтегазоносные районы и западная часть Усть-Тымской мегавпадины) - зоны распространения "классической баженовской свиты".

Для этой территории зависимость содержания Сорг от значений КС и ГК описывается соответственно следующими уравнениями:

Зависимость II соответствует "переходной" зоне между баженовской и марьяновской свитами (см. рис. 4 ). Для этой территории при относительно низких значениях КС=0-100 Ом•м и ГК=20-55g тем не менее достаточно высокие концентрации ОВ. "Переходная" зона отмечается ограниченное распространение и контролируется на западе и северо-западе изолиниями КС = 100 Ом•м, ГК = 50g. Эта территория включает значительную часть Чузикско-Чижапской мезоседловины, Бакчарскую мезовпадину, Горелоярское мезоподнятие, Парабельский мегавыступ, восточную и северную части Усть-Тымской мегавпадины, Караминскую мезоседловину и Окуневское куполовидное поднятие.

Для этих площадей зависимость содержания Сорг от значений КС и ГК выглядит следующим образом:

Относительно высокая концентрация ОВ в породах при низких значениях КС и ГК, т.е. при низкой битуминозности и радиоактивности, может быть связана с двумя обстоятельствами.

1. На периферии волжского морского бассейна при сокращении содержания сапропелевого ОВ за счет близости континентальных источников сноса может наблюдаться увеличение доли гумусового ОВ, повышенное содержание которого не приводит к увеличению битуминозности.

2. В периферийных частях бассейна окисление сапропелевого ОВ происходило значительно активней, нежели в осевой части мегасинеклизы, что могло приводить к его "превращению" в "псевдогумусовое". В работе [4] было отмечено, что в периферийных частях бассейна, где темп терригенного осадконакопления был выше, а обстановка менее восстановительной, в осадках возрастала роль липидных компонентов живого вещества, занесенных с глинистыми частицами с суши. В зависимости от природы ОВ меняется и состав нефтей. В исследуемом регионе нефти из месторождений, расположенных к востоку от Александровского свода и Средневасюганского мегавала, принципиально отличаются от классических баженовских нефтей, распространенных в западных районах области.

Результатом изложенных исследований стало построение карты распределения процентного содержания ОВ на территории Томской области ( рис.5 ).

Наибольшие значения Сорг фиксируются в Нюрольской мегавпадине, Колтогорском мезопрогибе, восточной части Усть-Тымской мегавпадины и зоне сочленения Пудинского и Горелоярского мезоподнятий (9-12 %). Причем в последнем случае высокие концентрации ОВ связаны с повышением роли гумусовой либо "псевдогумусовой" органики.

В пределах крупных положительных структур концентрация ОВ сокращается до 6-8 %. На востоке исследуемого региона в зоне распространения марьяновской свиты содержание ОВ повсеместно не превышает 2-3 %.

Карты распределения ОВ в волжских отложениях Западной Сибири строятся на протяжении нескольких десятилетий, и результаты, полученные в рамках настоящей работы, принципиально от них не отличаются. Так, вывод о невысоких перспективах нефтегазоносности мезо-кайнозойских отложений в восточных районах области, сделанный еще в конце 60-х - начале 70-х гг., базировался, в частности, на характере распределения ОВ в отложениях баженовской свиты и ее аналогов. В то же время в основе этих построений лежали данные по единичным скважинам, охарактеризованным керном. Определения зависимостей содержания ОВ в породах волжского яруса от значений КС и ГК, сведения о которых имеются по всем скважинам, расположенным на территории области, позволили существенно детализировать выполненные ранее построения.

Карта распределения Сорг в совокупности с картой толщин волжских отложений является той основой, которая позволяет оценить генерационный потенциал волжских отложений и объемы генерации УВ.

1. Баженовский горизонт Западной Сибири / Ю.В. Брадучан, Ф.Г. Гурари, А.В. Захаров и др. - Новосибирск: Наука, 1986.
2. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др. -М.: Недра, 1975.
3. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып. 2. Западно-Сибирский бассейн / А.Э. Конторович, В.С. Сурков, А.А. Трофимук и др. - Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994.
4. Нефтематеринские формации Западной Сибири: старое и новое видение проблемы / А.Э. Конторович, В.П. Данилова, Е.А. Костырева и др. // Тез. докл. науч. совещ. "Органическая геохимия нефтепроизводящих пород Западной Сибири". - Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1999 - С.10-12.
5. Стратиграфический словарь мезозойских и кайнозойских отложений Западно-Сибирской низменности / Под ред. Н.Н. Ростовцева. - Л.: Недра, 1978.

Bazhenov suite with high generation potential is distributed in the western and central parts of Tomsk area. Towards the plate's framing, the argillo-siliceous rocks of Bazhenov suite are replaced by normal plastic argillites of Maryanov suite and then by arenaceous argillo-aleurolitic rocks of Maximoyar suite. The author solved the following tasks: from analysis of apparent resistance and gamma logging values distribution, the zones of Bazhenov and Maryanov suites occurrence are clarified, "transition zone" is distinguished, and the percentage of organic matter in Volgian formations is evaluated.

Рис. 1. КАРТА СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ КС ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область), масштаб 1:3 500 000

1 - граница Томской области; 2 - изолинии значений КС, Омм; 3 - контуры крупных положительных структур; 4 - граница распространения юрских отложений; 5 - граница "переходной" зоны; крупные тектонические элементы: I - Нижневартовский свод, II - Каймысовский свод, III - Александровский свод, IV - Средневасюганский мегавал. V - Пыль-Караминский мегавал. VI - Пайдугинский мегавал. VII - Парабельский мегавыступ. VIII - Пудинское меэоподнятие. IX - Горелоярское мезоподнятие. X - Лавровский мезовыступ. XI - Калгачский мезовыступ, XII - Колтогорский мезопрогиб. XIII - Нюрольская мегавпадина. XIV - Усть-Тымская мегавпадина, XV ~ Барабинско-Пихтовская мегамоноклиналь

Рис. 2. КАРТА ЗНАЧЕНИЙ ГК ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область), масштаб 1: 3 500 000

1 - изолинии значений ГК, g. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1

Рис. 3. КАРТА ТОЛЩИН ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область, масштаб 1 3 500 000

1 - изопахиты волжских отложений, м; 2 - западная граница зоны распространения марьяновской свиты. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1

Рис. 5. КАРТА СОДЕРЖАНИЯ ОВ В ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ (Томская область), масштаб 1 : 3 500 000

1 - изолинии Сорг, %. Остальные условные обозначения см. на рис. 1, 3