Ключевые слова: нефтегазоносность, доюрское основание, Западная Сибирь, Верхнеляминский вал.
Западный борт Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна в пределах Ханты-Мансийского автономного округа – Югры является одной из главных зон локализации залежей углеводородов (УВ) в доюрском комплексе (ДЮК). Основные запасы и добыча нефти из пород доюрского основания здесь приурочены к Шаимскому мегавалу и Красноленинскому своду [1, 4, 9 и др.]. Верхнеляминский вал расположен вблизи северо-восточной границы Красноленинского свода (рис. 1).
Рисунок 1. Схема расположения Верхнеляминского вала на структурной карте по подошве осадочного чехла Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна
Близкое расположение с крупными зонами нефтегазонакопления в ДЮК, схожие черты геологического строения доюрского разреза, залежи нефти в фундаменте на Назымском месторождении и множество проявлений УВ позволяют рассматривать Верхнеляминский вал в качестве перспективного района поисков углеводородов в доюрском основании. Поэтому детальное изучение геологического строения и нефтегазоносности ДЮК является важной задачей исследований в этом районе.
Объект исследований, рассматриваемый в данной статье, расположен в восточной половине Верхнеляминского вала в пределах Тортасинского блока лицензионных участков ООО «Соровскнефть». Несмотря на значительное количество скважин, вскрывших ДЮК, изученность состава пород этого интервала невысокая. Значительная часть керна охарактеризована лишь полевыми описаниями и малоинформативна.
В доюрском интервале установлены горные породы, представленные разнообразными магматическими и метаморфическими образованиями (рис. 2), как правило, существенно дислоцированными и измененными гипергенными и метасоматическими процессами.
Рисунок 2. Состав пород ДЮК по керновым данным
К магматическим породам района относятся граниты в скважинах Восточно-Унлорской и Северо-Итьяхской площадей, метаандезиты и метабазальты в скважинах Тортасинской площади. Метаморфические породы представлены апоперидотитовыми серпентинитами на Восточно-Унлорской площади, аповулканогенными хлоритовыми и глинисто-кремнисто-хлоритовыми сланцами в скважинах Восточно-Унлорской и Северо-Итьяхской площадей, апотерригенными глинистыми и глинисто-кремнистыми сланцами на Северо-Итьяхской и Тортасинской площадях. Также в трех скважинах Тортасинской площади описаны и подтверждены исследованиями известняки. На Мытаяхинском лицензионном участке, судя по полевым описаниям керна, вскрыты в разной степени метаморфизованные магматические образования основного состава.
На сопредельной территории вскрываются аналогичные породные комплексы, а также отмечены слабометаморфизованные эффузивы кислого и основного состава.
Пространственное распространение и условия залегания установленных породных ассоциаций изучены комплексом геофизических методов, включавшим гравиразведку, магниторазведку и сейсморазведку 2D и 3D.
При сопоставлении гравитационного и магнитного полей и их трансформант с составом пород ДЮК, были выявлены определенные закономерности. Кислые магматические породы концентрируются в зонах отрицательных аномалий. Основные, и в особенности ультраосновные породы, а также аповулканогенные хлоритовые и глинисто-хлоритовые сланцы, напротив, тяготеют к зонам положительных значений как в гравитационном, так и в магнитном поле. Для апотерригенных метаморфических пород характерна приуроченность к участкам знакопеременных полей, а для карбонатов – к зонам слабо повышенного гравитационного поля при слабо пониженном магнитном. Эти особенности полностью соответствуют закономерностям распределения плотности и магнитной восприимчивости петрографических групп горных пород, установленным по результатам петрофизических исследований (таблица 1).
Таблица 1. Значения объемной плотности и магнитной восприимчивости доюрских горных пород
В частности, на изучаемой территории наибольшую плотность 2,86 г/см3 имеют интрузивные породы основного состава. При этом ультраосновные породы, преобразованные процессами метаморфизма в серпентиниты, обладают минимальной объемной плотностью за счет вторичного пустотного пространства, образовавшегося при гидротермальных изменениях минералов гипербазитов.
Также пониженной плотностью 2,61 г/см3 обладают гранитоиды, что обусловлено малой плотностью входящих в их состав силикатных минералов (кварца и полевых шпатов). Аналогичная закономерность наблюдается в магнитности магматических пород: гранитоиды обладают минимальными значениями магнитной восприимчивости. Базиты имеют аномально высокую магнитную восприимчивость, однако максимальные значения этого параметра характерны для серпентинизированных гипербазитов из-за свойственного им высокого содержания магнетита.
Метаморфические породы характеризуются пониженными значениями магнитной восприимчивости, но существенным разбросом плотности, повышенные значения которой характерны для глинистых и хлоритовых сланцев, а пониженные – для глинисто-кремнистых сланцев. Карбонатным породам свойственны сравнительно высокие плотности и низкие значения магнитной восприимчивости, почти нулевые в чистых известняках и доломитах, и немного увеличенные в глинистых карбонатах.
Как видно из таблицы 1, в абсолютном выражении плотность изменяется менее контрастно, чем магнитная восприимчивость, однако породы, для которых характерны предельные значения плотности, слагают крупные массивы большого объема и, соответственно, массы. Поэтому аномалии поля силы тяжести имеют широкие, местами сглаженные очертания. Гравитационные минимумы обычно соответствуют интрузиям гранитоидов (рис. 3). Тела гипербазитов, как правило, намного меньше гранитных батолитов, поэтому не создают интенсивных минимумов, а более характерны для градиентных зон гравитационного поля. Такая же закономерность характерна для мелких интрузивных тел гранодиоритов, вероятно, имеющих более древний, чем граниты, возраст, и фрагментированных в позднем палеозое на стадии орогенеза.
Рисунок 3. Соответствие разломов и интрузий, выделенных по результатам комплексной интерпретации, локальным аномалиям гравитационного поля
Значения магнитной восприимчивости основных и ультраосновных пород на два порядка выше значений этого параметра для остальных петрографических классов. Поэтому именно с базитами и гипербазитами связаны интенсивные положительные аномалии магнитного поля (рис. 4). Из-за того, что магма основного состава обладает повышенной текучестью, она легко проникает по разломам, и застывая в них, формирует субвертикальные и крутопадающие магматические тела плоской формы значительной протяженности. Также и гипербазиты, имея глубинное происхождение, как правило, выходят на поверхность по плоскостям разломов. Поэтому тела, сложенные этими породами, создают в магнитном поле линейные аномалии и их протяженные цепочки, по которым можно протрассировать главные тектонические нарушения.
Рисунок 4. Соответствие разломов и интрузий, выделенных по результатам комплексной интерпретации, локальным аномалиям магнитного поля
По волновой картине на сейсмических разрезах, в сопоставлении с локальными аномалиями гравитационного и магнитного полей и составом пород ДЮК, в доюрском основании изучаемой территории выделены и прослежены дизъюнктивные нарушения, интрузии и формационные комплексы различного состава и возраста. Интрузивные тела были закартированы в основном по гравимагнитным данным. Разломы протрассированы по цепочкам линейных положительных магнитных аномалий и по градиентным зонам гравитационного поля. Формационные комплексы ДЮК были условно выделены на выборочных сейсмических разрезах (рис. 5), а их латеральное распространение спрогнозировано по аномалиям гравитационного и магнитного поля. Выделение геологических тел опиралось на фактические данные о составе пород по керну поисковых и разведочных скважин. Выделенные геологические объекты вынесены на схематическую геологическую карту (рис. 6).
Рисунок 5. Геолого-геофизический разрез через Северо-Итьяхский и Тортасинский ЛУ
Самая крупная интрузия гранитоидов имеет площадь более 100 км2, охватывает северо-восточный угол Северо-Итьяхского ЛУ, северо-западный угол Восточно-Унлорского ЛУ и распространяется за их северную границу. Она характеризуется наиболее интенсивной на всей территории отрицательной гравитационной аномалией и, судя по полевому описанию керна (кристаллическая порода зеленовато-серого цвета, массивная, среднезернистая), вскрыта на Северо-Итьяхской площади.
Также в этой зоне граниты вскрыты скважиной на Восточно-Унлорской площади, по которой имеются детальные описания и исследования керна. Но данная скважина расположена в градиентной области гравитационного поля, и связь вскрытых в ней гранитов с интрузией, вскрытой на северо-востоке Северо-Итьяхской площади, не очевидна. Это может быть как апофиза от основного магматического очага, так и самостоятельное тело гранитоидов, сформированное на более раннем тектоническом этапе. На данной стадии изученности принята вторая версия, и данные граниты условно отделены от основной интрузии блоком предполагаемых раннепалеозойских пород.
Через южную половину Восточно-Унлорского ЛУ, Мытаяхинский ЛУ и далее на восток проходит линейная зона интенсивных положительных магнитных аномалий, сопоставляемых с выходами интрузий основного состава и серпентинизированных гипербазитов. Эти породы вскрыты и охарактеризованы керном в скважинах на Восточно-Унлорской, Мытаяхинской и Восточно-Мытаяхинской площадях. Характерной особенностью этой зоны является кулисообразное расположение тел базитов и гипербазитов в плане и в разрезе, что позволяет предположить развитие сдвига по глубинному разлому восточно-северо-восточного простирания. В результате этого сдвига сформировалась грабенообразная депрессия и серия мелких линейных структур вдоль ее бортов, ориентированных конформно линии глубинного разлома.
Рисунок 6. Схематическая геологическая карта ДЮК
В зоне знакопеременных значений гравитационного поля на севере Тортасинского ЛУ скважинами вскрыты метаосадочные породы: глинистые, глинисто-кремнистые сланцы и известняки, а в пределах зон повышенного гравитационного поля доюрский керн представлен аповулканогенными хлоритовыми и глинисто-хлоритовыми сланцами. По взаимному положению в разрезе метаосадочные породы перекрывают аповулканогенные, поэтому, проводя аналогии со стратифицированными разрезами ДЮК соседнего Красноленинского района [6], первые отнесены к среднему палеозою (условно: девон – ранний карбон), а вторые – к нижнему-среднему палеозою (условно: ордовик – силур – ранний девон).
Основное простирание доюрских структур и разломов в пределах изучаемых участков субширотное и восточно-северо-восточное, не характерное для простирания структур на региональных тектонических и геологических картах фундамента Западно-Сибирской плиты [3, 7, 8 и др.]. Северо-западное простирание локальных структур, конформное региональным, наблюдается лишь на восточной периферии изучаемой территории. Можно предположить, что локальные структурно-тектонические элементы ДЮК Тортасинского блока формировались под влиянием напряжений от внедрявшейся интрузии гранитоидов. Другое объяснение может быть связано со скучиванием структур в зоне стыковки Центрально-Западно-Сибирской и Уральской складчатых систем, в результате которого нарушилась регулярность взаимного расположения структур.
Отмеченные детали геологического строения фундамента Верхнеляминского вала обнаруживают значительное сходство со строением доюрского нефтегазоносного комплекса на Красноленинском своде, для которого нами ранее были разработаны критерии прогноза продуктивности ДЮК [10]. Это дает основание применять эти критерии для оценки перспектив обнаружения промышленных залежей в доюрском комплексе на рассматриваемой территории.
Распространение коллекторов в доюрском интервале связано с образованием трещинно-каверно-порового пустотного пространства в породах различного состава. В силу своих физико-механических свойств и устойчивости к изменению состава и процессам растворения горные породы в разной степени способны становиться эффективными коллекторами. Статистика определений фильтрационно-емкостных свойств по залежам ДЮК показывает, что наилучшие коллекторы образуются в кислых магматических породах, карбонатах, кристаллических, глинисто-кремнистых сланцах и метапесчаниках. На основе построенной геологической карты сделан прогноз участков распространения пород, благоприятных для образования в них пустотного пространства.
Коллекторы в доюрских породах имеют различную физическую природу: тектогенная трещиноватость, физическое или химическое выветривание, гидротермальные и метасоматические процессы. Чаще всего имеет место наложение всех этих процессов с преобладанием одного из них. Зоны распространения коллекторов можно условно разделить на два типа: тектогенные, обусловленные разломной тектоникой, и гипергенные, обусловленные процессами выветривания.
Тектогенные зоны разуплотнения ДЮК, как правило, приурочены к склоновым частям структур и связаны с определенными тектоническими обстановками. В присводовых частях поднятий в условиях сжатия происходило образование антиформ и дробление пород, усиленное горизонтальными напряжениями. Для таких зон характерно пересечение разломов разного направления. На бортах погруженных зон преобладали процессы растяжения, способствовавшие образованию конформных субпараллельных разломных зон, а также длительному раскрытию трещин и активной флюидодинамике.
Гипергенные процессы наиболее проявлены в осевых частях поднятий, которые дольше других участков доюрской поверхности подвергались процессам выветривания. Большую роль в развитии пустотного пространства зон выветривания и дробления играли процессы выщелачивания, протекавшие после перекрытия доюрских пород отложениями осадочного чехла. Таким образом, закономерности площадного развития зон разуплотнения зависят от морфологии доюрской эрозионной поверхности, интенсивности и направленности разрывной тектоники, состава и особенностей преобразования горных пород ДЮК.
Традиционно основным методом локального прогноза ловушек углеводородов, в том числе в ДЮК, является сейсморазведка [2, 5, 10 и др.]. Однако в условиях доюрского разреза размер акустических неоднородностей значительно меньше разрешающей способности стандартных сейсмических методов как по латерали, так и по вертикали. Типовые процедуры обработки сейсмических данных направлены на изучение слоистых сред с конформным расположением слоев. Неоднородности ДЮК и, в частности, зоны разуплотнения расположены в основном хаотично или субвертикально, что затрудняет их выделение в волновом поле. К тому же, как отмечено выше, различные по составу породы в большей или меньшей степени подвержены процессам, приводящим к разуплотнению, а использование данных сейсморазведки для прогноза состава пород весьма ограничено. Поэтому детальный прогноз должен основываться на комплексном использовании различных геофизических методов и опираться на глубокий анализ геологических данных.
Несмотря на доказанную глубоким бурением возможность существования проницаемых интервалов в ДЮК, остается проблема, связанная с высоким риском наличия в них промышленно значимых скоплений углеводородов, что, в свою очередь, определяется высокой степенью метаморфической переработки пород, приводящей к перезреванию возможных нефтегазоматеринских толщ в доюрском разрезе. Поступление УВ в резервуары ДЮК наиболее вероятно за счет боковой и нисходящей миграции из продуктивных горизонтов и нефтегазоматеринских пород нижней части осадочного чехла. Поэтому, как показывает статистика, в большинстве случаев промышленные скопления УВ обнаруживаются в верхней части доюрского основания Западной Сибири, хотя проявления углеводородов, как в керне, так и по результатам испытаний, устанавливаются на глубинах в сотни метров – первые километры от поверхности доюрского основания. Тем не менее расположение ловушки в ДЮК выше уровня ВНК налегающих юрских залежей можно рассматривать как несомненно благоприятный фактор при прогнозе ее заполнения углеводородами.
Точный прогноз поисковых объектов в ДЮК крайне затруднен в силу значительных неопределенностей и недостатка априорной информации. Одним из решений в подобных условиях является оценка геологических рисков и ранжирование объектов по вероятности успеха. С учетом изложенных выше предпосылок, перспективные участки, выделенные на рассматриваемой территории, были обрискованы по вероятности наличия ловушки, коллектора и ее заполнения УВ (рис. 7). Наиболее привлекательными, как по размеру ловушек, так и по минимальным рискам, являются объекты на западе Северо-Итьяхской и в центре Восточно-Унлорской и Тортасинской площадей.
Рисунок 7. Карты рисков по наличию ловушки, коллектора и УВ насыщения
В результате выполненных исследований установлено значительное сходство геологического строения доюрского основания Верхнеляминского вала и Красноленинского свода, в пределах которого открыты многочисленные залежи нефти в доюрском комплексе. В фундаменте изученной территории вскрыты скважинами и спрогнозированы по площади на основе геолого-геофизической интерпретации породные комплексы, благоприятные для формирования трещинных и гипергенных коллекторов (гранитоиды, карбонаты, апотерригенные глинисто-кремнистые сланцы). Выполнен прогноз поисковых объектов и проведено их ранжирование по геологическим рискам.
Таким образом, Верхнеляминский вал можно рассматривать в качестве одного из перспективных направлений поиска залежей углеводородов в доюрском комплексе.
Литература
1. Атлас месторождений нефти и газа Ханты-Мансийского автономного округа – Югры. Том 1. АУ «НАЦ РН им. В.И. Шпильмана». Екатеринбург: ИздатНаукаСервис, 2013. – 236 с.
2. Зубков М.Ю. Критерии оценки перспектив промышленной нефтегазоносности кровельной части доюрского комплекса Западно-Сибирской геосинеклизы. // Горные ведомости. – 2005, № 1 (8). – С. 9–28.
3. Клец А.Г., Конторович В.А., Иванов К.С. Геодинамическая модель доюрского основания – основа нефтегазогеологического районирования верхнедокембрийско-нижнетриасового структурного этажа Западно-Сибирской нефтегазоносносй провинции // Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала ХМАО. Т. 1. – Ханты-Мансийск, 2007. – С. 79–90.
4. Клещев К.А., Шеин В.С. Перспективы нефтегазоносности фундамента Западной Сибири. М.: ВНИГНИ, 2004. – 214 с.
5. Курышева Н.К. Прогнозирование, картирование залежей нефти и газа в верхней части доюрского комплекса по сейсмогеологическим данным в Шаимском нефтегазоносном районе и на прилегающих участках. Автореферат диссертации на соиск. уч. степ. к.г.-м.н. Тюмень, ТюмГНГУ, 2005. – 23 с.
6. Сидоров Д.А., Лапина Л.В., Холманских Н.В., Емельянов Д.В., Мельников Л.П., Федоров Д.А. Геологическое строение доюрского основания центральной части Красноленинского свода в свете новых геолого-геофизических данных. // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2021, № 4. – С. 59–69.
7. Сурков В.С., Жеро О.Г. Фундамент и развитие платформенного чехла Западно-Сибирской плиты. – М., «Недра», 1981. 143 с.
8. Тектоническая карта фундамента Западно-Сибирской плиты. Ред. В.С. Сурков. – Новосибирск, СНИИГГиМС, 2000.
9. Тугарева А.В., Чернова Г.А., Яковлева Н.П., Мороз М.Л. Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности доюрских отложений центральной части Западно-Сибирской плиты // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО-Югры. Двадцатая научно-практическая конференция. Т. 1. – Ханты-Мансийск, 2017. – С. 105–124.
10. Холманских Н.В., Сидоров Д.А., Лапина Л.В., Яневиц Р.Б., Фищенко А.Н., Емельянов Д.В., Мельников Л.П. Прогноз продуктивных зон в доюрском комплексе на Красноленинском месторождении. // Геология и недропользование. 2022. № 4 (8) – С. 4–17.
