|
© Коллектив авторов, 2002 |
ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ КАЖИМСКОЙ ЗОНЫ НА РУССКОЙ ПЛАТФОРМЕ
Н.К. Булин (ВСЕГЕИ), А.В. Егоркин, Е.Е. Золотов, В.А. Ракитов (Центр ГЕОН)
Кажимская прогнозная зона, перспективная в отношении нефтегазоносности, была выделена в створе геотраверса “Рубин” (Золотов Е.Е., Костюченко С.Л., Ракитов В.А. и др., 1998) по данным многоволнового глубинного сейсмического профилирования (МГСП) (Булин Н.К., Егоркин А.В., 2000) в непосредственной близости от западного крыла Кажимского (Вятского, Кировско-Кажимского) рифейского авлакогена (рис. 1). В глубинном строении кристаллической земной коры в рассматриваемой зоне (рис. 2) отмечаются специфические особенности скоростного разреза, характерные для рифтогенных структур газлинского-уренгойского типа: нижнекоровый сейсмический волновод для поперечных (S ) волн, среднекоровый волновод для продольных (Р ) волн, отличающийся пониженными значениями параметра Vp/Vs = 1,64-1,69.
Проведенное в осевой части авлакогена и в пределах прогнозного участка (скв. 7, 8) разведочное бурение не выявило промышленно значимой нефтегазоносности. По мнению Н.В. Неволина [1], отрицательные результаты поиска промышленных залежей УВ в пределах Кажимского авлакогена “обусловлены отсутствием ловушек в допермских отложениях инверсионных поднятий”, столь характерных для возрожденных рифей-палеозойских авлакогенов, к числу которых относится и Кажимский авлакоген [2]. С позиций абиогенного синтеза основных УВ-скоплений в осадочном чехле можно предложить и другое вероятное объяснение причин отрицательных результатов бурения в районе ранее выделен ной прогнозной зоны (см. рис. 1), базирующееся на данных сейсмической томографии верхней мантии по наблюдениям продольных волн удаленных землетрясений (см. рис. 2, В).
Согласно представлениям сторонников абиогенного синтеза УВ (Н.А. Кудрявцев, П.Н. Кропоткин и др.) любая углеводородобразующая система состоит по меньшей мере из двух крупных частей - мантийной и коровой. В первой находится инициальный (материнский) очаг (очаги) УВ-генерации, а во второй сосредоточены пути восходящей миграции УВ, промежуточные очаги углеводородонакопления, экраны (покрышки) и собственно залежи УВ. Эту элементарную схему углеводородобразующей системы необходимо дополнить мантийными и коровыми (в кристаллической земной коре) экранами, препятствующими обвальной дегазации и дефлюидизации верхних оболочек Земли. Только при наличии достаточно мощных (первые километры) экранов можно рассчитывать на формирование в осадочной оболочке крупных залежей УВ. В качестве экранов могут служить сейсмические домены с повышенной жесткостью и добротностью пород, выделяемые как зоны повышенной скорости Vs и реже Vp, а в качестве инициального, а также дочерних очагов УВ-генерации и УВ-накопления можно рассматривать относительно локальные (анклавного типа) зоны пониженной скорости Vs и (или) Vp. Судя по немногочисленным данным (Булин Н.К., Щеглов А.Д., Егоркин А.В., Солодилов Л.Н., 1999) вероятные инициальные очаги УВ-генерации находятся преимущественно в интервале глубин 200-250 км.
Рассмотрим строение кристаллической земной коры и верхней мантии в колонке геологических образований между пунктами 114 и 118 (см. рис. 2), где по уточненным данным находится область, наиболее перспективная по глубинным сейсмическим критериям в отношении нефтегазоносности. Самой дифференцированной по значениям Vp/Vs и Vs является верхняя половина кристаллической земной коры: контрасты d(Vp/Vs) достигают 5,2 % на глубине 10 км и 4,5 % на глубине 20 км, вследствие чего отмечаются два домена с пониженными Vp/Vs (1,64 и 1,69). В интервале глубин 14-20 км наблюдается домен анклавного типа, отличающийся пониженной скоростью Vs как в радиальном разрезе, так и по латерали со скоростными контрастами dVs = DVS/VS соответственно 6,4 и 5,2-6,4 %. На глубине 20-26 км находится домен с повышенной скоростью Vs = 4,0 км/с, проявленный как в радиальном направлении, так и по латерали.
Рассматриваемая колонка геологических образований, ограниченная сквозькоровыми субвертикальными контактами, находится непосредственно над областью повышенной скорости Vp в мантии на глубине 50-130 км, причем скоростные вариации (прирост скорости Vp) на глубине 60-100 км достигают 2 %. На глубине 220-270 км контрастно проявлена обширная область пониженной скорости, в пределах которой Vp уменьшается на 1-2 %. Небольшое понижение скорости Vp (~1 %), отмечаемое в относительно локальной области, зафиксировано на глубине 150-160 км (см. рис. 2, В).
Таким образом, в районе, непосредственно примыкающем к восточному крылу Кажимского авлакогена (см. рис. 1), наблюдается пространственная корреляция местоположений коровых и мантийных сейсмических (скоростных) аномальных зон, независимо установленных в кристаллической земной коре по данным МГСП, а в верхней мантии - по данным сейсмического просвечивания продольными волнами от удаленных землетрясений (сейсмической томографии). Ось симметрии коромантийной колонки геологических образований в интервале глубин от 10 до 270 км занимает субвертикальное положение и проецируется в район пункта 114 геотраверса “Рубин” (см. рис. 2).
Таким образом, согласно новым уточненным сейсмическим данным наиболее перспективной в отношении нефтегазоносности является прогнозная зона II (см. рис. 1), расположенная в 75-100 км к юго-востоку от ранее выделенной зоны I. Зона II (Утьвинская) находится в бассейне рек Утьва и Черная, в юго-западной части Коми-Пермяцкого автономного округа вдоль его границы с Кировской областью.
В новой Кажимской (Утьвинской) прогнозной зоне фиксируются все необходимые атрибуты углеводородобразующей системы (снизу вверх): вероятный инициальный очаг УВ-генерации (Н = 240-270 км, возможно глубже), верхнемантийный (Н = 50-130 км), среднекоровый (Н = 20-26 км) и верхнекоровый (Н = 10-14 км) экраны, очаг углеводородонакопления (H = 14-20 км), совпадающий с зоной пониженной скорости Vs = 3,65 км/с, и пути восходящей УВ-миграции в виде субвертикальных скоростных контактов.
Что касается прогнозной зоны I, то под ней отсутствует мантийный экран, а имеющаяся на глубине 50-120 км зона пониженной скорости Vp со скоростным контрастом <2% не является самой оптимальной для образования инициальных очагов УВ-генерации (Булин Н.К., Щеглов А.Д., Егоркин А.В., Солодилов Л.Н., 1999). Кроме того, нижнекоровая зона повышенной скорости Vs = 4,20 км/с, могущая служить экраном для восходящей УВ-миграции, имеет малую мощность. Таким образом, с позиций теории абиогенного синтеза УВ основными вероятными причинами безрезультативности разведочного бурения в районе прогнозной зоны I явились выпадение из углеводородобразующей системы такого важного звена как мантийный экран и отсутствие в разрезе мантии глубокой (> 200 км) зоны пониженной скорости Vp, могущей служить материнским очагом УВ-генерации.
Как известно, доля разведанных запасов УВ в геоструктурах рифтогенного типа по грубым оценкам составляет около 10 % общих мировых выявленных запасов нефти и газа [2]. Однако эта цифра, возможно, несколько завышена, поскольку во многих случаях УВ-скопления локализованы не непосредственно в рифтогенных зонах, а в их ближайшем окружении. Например, такие локальные УВ-скопления, как Уренгойское и Заполярное месторождения, традиционно относимые к мезозойской Колтогорско- Уренгойской рифтогенной системе, на самом деле удалены от оси последней на несколько десятков километров.
Основными причинами избирательной приуроченности промышленно значимых УВ-скоплений к определенным рифтогенным системам и (или) к их ближайшему обрамлению являются, скорее всего, очаговый (“плюмовый”) характер площадного распространения мантийных очагов УВ-генерации, а также специфические особенности размещенных над ними фрагментов углеводородобразующих систем (степень развития экранов, промежуточных очагов углеводородонакопления и др.). Немаловажное значение в локализации УВ-залежей и обеспечении их сохранности в масштабе геологического времени имеет современное геодинамическое состояние недр, в частности их сейсмоактивность. В связи с этим привлекают к себе внимание данные о недавнем тектоническом землетрясении, очаг которого находился в западном обрамлении Кажимского (Вятского) рифта (см. рис. 1).
В заключение отметим, что прогнозная Кажимская (Утьвинская) зона заслуживает детального изучения методом МОГТ с целью выявления структурных форм осадочного чехла, благоприятных для локализации УВ-залежей. По опыту прогнозирования региональной нефтегазоносности недр на основе глубинных сейсмических критериев наиболее перспективным участком для постановки МОГТ является зона глубинного скоростного контакта, расположенная в 40-50 км восточнее пос. Кажим.
Литература
1. Неволин Н.В. К вопросу о нефтегазоносности Центральных районов Русской платформы // Геология нефти и газа. - 1996. - № 6. - С. 39-42.
2. Шахновский И.М. Строение и нефтегазоносность рифтогенных структур // Геология нефти и газа. - 1996. - № 4. - С. 19-25.
A review of the location and significance of the Kazhim prognostic field distinguished exclusively from data on multiwave deep seismic profiling (MDSP) and which presumably seems promising for oil and gas presence is given in the paper. The review is based on new information on deep seismic tomography along the geotraverse “Rubin” not being used before, according to which an area of higher (to 2%) P-wave velocities at a depth of 50-130 km and an area of lower (to 1%) P-wave velocities were distinguished in the upper mantle east of the Kazhim (Vyatka) aulacogen. From a position of abiogenic synthesis of hydrocarbons, the area of higher P-wave velocities is interpreted as a screen which prevents total degasation and defluidization of the Earth’s interior, and the area of lower elastic wave velocity is treated as a probable parent hearth of hydrocarbon generation.
In the studied crystalline Earth’s crust over the mantle anomalous zones there are also some velocity anomalous zones similar to crustal anomalies below major oil and gas fields. The new Kazhim (Utva) prognostic zone distinguished by MDSP and seismic tomography occurs in the basin of rivers Utva and Chernaya within the Komi-Perm Autonomous Area (along its border with Kirovsk Region). A zone of deep-seated velocity contact 40-5© km east of the settlement of Kazhim is most promising for detailed CDP seismic prospecting aimed at searching favourable structural forms in the sedimentary cover within the Utva prognostic area.
Рис. 1. СХЕМА РАЗМЕЩЕНИЯ КАЖИМСКОЙ ПЕРСПЕКТИВНОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ЗОНЫ
1 - Кажимский авлакоген (по Е.Д. Мильштейн и Ю.М. Эринчеку); 2 - потенциально нефтегазоносные зоны, предполагаемые по данным глубинной сейсмики: а - ранее намеченная, б - уточненная, более перспективная; 3 - примерные контуры эпииентральной зоны корового тектонического землетрясения с магнитудой М = 3,6, произошедшего 18.01.2000 г. (по В. Удоратину); 4 - линия геотраверса МГСП и сейсмические пункты наблюдения
Рис. 2. ГЛУБИННОЕ СТРОЕНИЕ КАЖИМСКОИ ПЕРСПЕКТИВНОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ЗОНЫ
А - расположение Кажимской зоны в плане; Б - сейсмический разрез земной коры по данным многоволнового ГСЗ (А.В. Егоркин, Л.Б. Щеглова и др.); В - скоростной разрез верхней части мантии по данным сейсмической томографии (Е.Е. Золотов, В.А. Ракитов и др.). Значения отклонений скорости продольных сейсмических волн Vр показаны в процентах от стандартной модели IASP-91; 1 - элементы линейных структур, выделенные по данным дешифрирования космических снимков; 2 - положение Кажимской прогнозной зоны: ранее намеченное (а) и уточненное по данным сейсмической томографии (б); 3 - проекция на линию геотраверса скважин глубокого бурения; 4 линия геотраверса МГСП и номера пунктов наблюдения; 5 - сейсмические границы: а - рядовые; опорные: Ф - поверхность кристаллического фундамента, М граница Мохоровичича; 6 - среднепластовая скорость поперечных волн Vs, км/с и Vp/VS в скобках; 7 - граничная скорость продольных волн Vp, км/с; 8 - условные границы сейсмических доменов, различающихся по скоростным характеристикам (скоростные контрасты); 9 - домены с пониженными значениями Vp/Vs при скоростном контрасте в их кровле более 2 %; 10 - зоны с повышенной скоростью Vs (а выделяемые в радиальном направлении, б - то же по латерали); 11 - зоны пониженной скорости сейсмических волн, выделяемые в радиальном направлении при скоростных контрастах dV = DV/V в кровле зоны: а - по Р-волнам при dVp = 2 %, б - по S-волнам при dVs >= 3,5 %