Ключевые слова: врезанные долины, эрозионный врез, секвенс-стратиграфическая модель, секвенс-стратиграфические поверхности, системные тракты, генетические секвенсы.
Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, являющийся одним из крупнейших
в мире, охватывает территорию площадью более миллиона квадратных километров и включает в себя множество крупных месторождений нефти и газа. Но, несмотря на значительные объемы геологоразведочных работ, многие участки в северной части бассейна остаются малоизученными. В связи с этим, поисково-оценочные работы на таких территориях являются важной задачей для обеспечения стабильности добычи в будущем.
В качестве одного из основных объектов прироста запасов углеводородов на севере Западной Сибири в настоящее время рассматривается ачимовская толща – совокупность разновозрастных, не выдержанных по простиранию пластов песчаников, залегающих в основании неокомского комплекса [10]. По современным представлениям, ачимовская толща представляет собой отложения глубоководных конусов выноса, сформированных в ходе последовательной проградации нижнемеловых клиноформ [4, 10, 11, 12, 14].
Впервые ачимовская толща была выделена Ф.Г. Гурари в 1959 г. Как отмечено в [10], особое внимание исследователей она привлекла после открытия уникальной по запасам углеводородов Самбургско-Уренгойской зоны нефтегазонакопления. С тех пор ачимовские отложения успешно изучаются в рамках клиноформной концепции, основы которой были разработаны А.Л. Наумовым и Л.Я. Трушковой. Вместе с тем, как отмечено в [5], современный этап изучения клиноформ характеризуется, во-первых, существенным усложнением геологического строения новых перспективных объектов, уменьшением их размеров, во-вторых, существенным увеличением разрешающей способности сейсморазведки. В этих условиях необходимо дальнейшее развитие клиноформной концепции, в основу которой может быть положена секвенс-стратиграфическая методология [5].
Настоящая статья посвящена результатам исследования одного из ключевых элементов секвенс-стратиграфической модели, генетически связанного с резервуарами подводных конусов выноса улучшенного качества – врезанных долин на седиментационном шельфе.
Комплекс отложений, выполняющий врезанные долины, как правило, отличается повышенной песчанистостью и создает благоприятные предпосылки для формирования и сохранения литологических ловушек углеводородного сырья [8]. Согласно исследованиям Ван Вагонера и др. [18] наиболее продуктивные резервуары в шельфовой зоне секвенса ассоциированы с отложениями врезанных долин. Следовательно, данные геологические структуры характеризуются значительным потенциалом нефтегазоносности.
Так, например, высокая продуктивность комплекса заполнения врезанных долин доказана на Каменной площади, где в них были оконтурены нефтяные залежи [9, 1]. Врезы идентифицировались по комплексу признаков, выявленных по данным сейсморазведочных работ 2D, геофизическим исследованиям скважин и керну, а позднее подтверждены сейсморазведочными работами 3D и бурением более 200 добывающих скважин. Согласно результатам исследований, песчаники заполнения обладают более крупнозернистой структурой и лучшими фильтрационными свойствами. Залежи, приуроченные к врезанным долинам, отнесены к высокопродуктивным объектам. Введение в разработку только первой залежи привело к увеличению добычи на месторождении более чем на 50 % в течение первого года эксплуатации [7].
История проблемы и постановки задачи исследования
Как отмечено в [6], секвенс-стратиграфическая модель осадочного бассейна, описывающая секвенс как последовательность системных трактов, была сформирована в конце синтетического периода развития дисциплины (конец 80-ых годов прошлого века). Глубоководные конусы выноса в ней были включены в базальную часть нижнего (lowstand - LST) системного тракта. Считалось, что уровень моря падает практически мгновенно, поэтому шельфовых аналогов глубоководных конусов выноса не выделялось [16]. На шельфе в период падения уровня моря и активизации деятельности рек формировались эрозионные врезы, по которым осадочный материал поступал в глубоководную часть бассейна. При последующем подъеме уровня моря в позднюю фазу формирования нижнего системного тракта они заполнялись осадочным материалом.
В начале аналитического периода развития секвенс-стратиграфии происходило углубленное изучение всех элементов новой секвенс-стратиграфической модели [6]. В частности, было установлено, что уровень моря падает не мгновенно, поэтому в ундоформной части клиноформ глубоководным конусам выноса соответствует регрессивная последовательность осадочных тел мелководно-морского генезиса. Все это привело к выделению самостоятельного системного тракта стадии падения уровня моря (falling stage systems tract - FSST), включающего отложения подводных конусов выноса.
В результате стало очевидно, что интенсивность падения уровня моря может быть критерием прогноза в глубоководных конусах выноса зон коллекторов улучшенного качества [17]:
-
в случае более интенсивного падения уровня моря устья аллювиальных потоков выдвигались непосредственно к краю шельфа, и это способствовало формированию более грубозернистых отложений у подножия склона;
-
в случае менее интенсивного падения уровня моря устья аллювиальных потоков локализовались далеко от бровки шельфа, поэтому глубоководные конусы выноса имели более тонкозернистый состав;
-
в качестве морфологического признака интенсивного падения уровня моря можно рассматривать наличие эрозионных врезов, осложняющих морфологию стратиграфических несогласий.
В статье [2] отмечено, что вследствие интенсивного тектонического прогибания при накоплении нижнемеловых клиноформ Западной Сибири уровень моря никогда не опускался ниже их бровок. Вместе с тем, в последнее время исследователи, анализируя современные материалы сейсморазведки 3D, выявили в волновом поле, соответствующем клиноформному комплексу, сейсмические аномалии, напоминающие по форме шельфовые и склоновые эрозионные врезы [3, 13]. Из [13] следует, что данные сейсмические аномалии могут соответствовать не только субаэральным врезанным долинам, возникшим в результате падения уровня моря, но и подводным врезанным долинам, возникшим в периоды паводков. Очевидно, что и те, и другие маркируют латеральное положение подводных конусов выноса у подножия континентального склона, но свойства их могут различаться.
В связи с этим возникает необходимость сбора и систематизации новой информации об эрозионных врезах в клиноформном комплексе Западной Сибири, в частности об их стратиграфической приуроченности, положении внутри секвенс-стратиграфического каркаса, форме и размерах соответствующих сейсмических аномалий.
Поэтому в настоящей статье приведены данные о сейсмической аномалии типа «эрозионный врез», выявленной в ходе интерпретации современного куба 3D на Западно-Минховской площади.
Секвенс-стратиграфическая модель объекта исследования
Объект исследования приурочен к клиноформному комплексу ахской свиты. В результате корреляции со стратотипическим разрезом скважины Тота-Яхинская-25 на Минховской площади были идентифицированы пимская, енъяхинская, приобская и ямбургская маркирующие пачки аргиллитов [15]. Секвенс-стратиграфическая интерпретация Западно-Минховской площади была выполнена по той же методике.
Изучаемая аномалия находится внутри енъяхинского генетического секвенса. Он ограничен в подошве поверхностью максимального затопления (MFS), соответствующей кровле пимской пачки, в кровле – поверхностью MFS, соответствующей кровле енъяхинской пачки (Рис. 1).
РИСУНОК 1. Временной разрез по линии I-I с прослеженными секвенс-стратиграфическими границами
Между пимской и енъяхинской MFS в разрезе надежно выделяется поверхность стратиграфического несогласия (SU), обоснованием которой служат многочисленные взаимоотношения с ней расположенных ниже осей синфазности по типу «эрозионный врез».
Выше пимской MFS условно выделено отражение, соответствующее базальной поверхности форсированной регрессии (BSFR). Ниже енъяхинской MFS – отражение, соответствующее поверхности максимальной регрессии (MRS).
Указанные поверхности позволили расчленить енъяхинский генетический секвенс на следующие системные тракты:
-
верхний системный тракт (HST), ограниченный снизу пимской MFS, сверху – комбинированной поверхностью BSFR+SU;
-
системный тракт стадии падения уровня моря (FSST), ограниченный снизу BSFR, сверху – SU. В составе FSST можно условно выделить нижнюю и верхнюю части, разделенные акустически контрастной геологической поверхностью;
-
нижний системный тракт (LST), ограниченный снизу SU, сверху – MRS;
-
трансгрессивный системный тракт (TST), ограниченный снизу MRS, сверху - енъяхинской MFS.
Построенный секвенс-стратиграфический каркас позволил определить стратиграфическую приуроченность выявленной аномалии типа «эрозионный врез». Установлено, что она связана с геологическим телом заполнения эрозионной долины, осложняющей поверхность стратиграфического несогласия внутри енъяхинского генетического секвенса. Соответственно, само тело заполнения входит в состав системного тракта LST, что полностью соответствует секвенс-стратиграфической методологии [17].
Приведенные результаты моделирования допускают следующую генетическую интерпретацию. На ранней стадии падения относительного уровня моря был сформирован нижний FSST, включающий как мелководно-морские, так и глубоководные отложения. Далее, вследствие интенсивного падения уровня моря началось формирование верхнего FSST с обнажением шельфа и формированием эрозионных врезов, по которым аллювиальные осадки выносились в глубоководную часть бассейна. Затем, после начала подъема относительного уровня моря, произошло заполнение эрозионных врезов тонкозернистым глинистым материалом, что стало причиной интенсивных аномалий волнового поля.
Морфологические особенности сейсмических аномалий
Морфологические особенности сейсмических аномалий типа «эрозионный врез» изучались посредством:
-
спектральной декомпозиции волнового поля;
-
анализа временных разрезов.
Так в западной части площади по данным спектральной декомпозиции хорошо прослеживаются два эрозионных вреза северо-западного направления (Рис. 2).
РИСУНОК 2. Примеры отображения эрозионных врезов на временных сейсмических разрезах
Протяженность наиболее крупного вреза в северо-западной части площади составляет 5,6 км, а его ширина варьирует от 280 до 895 м. Протяженность второго вреза – 2,3 км, а ширина - от 150 до 580 м. В плане эти объекты имеют достаточно сложную форму вследствие наличия боковых притоков.
В обоих случаях телам заполнения эрозионных врезов соответствуют интенсивные отрицательные отражения, которые в перпендикулярных сечениях часто имеют характерную изометричную форму «капли».
Обсуждение результатов
В результате проведенных исследований в интервале енъяхинского генетического секвенса ахской свиты Западно-Минховской площади были выявлены сейсмические аномалии, соответствующие значительным по размерам эрозионным врезам, которые могли быть причиной формирования ачимовских резервуаров улучшенного качества.
Поскольку изученные эрозионные врезы осложняют поверхность регионального стратиграфического несогласия, то с высокой вероятностью можно предположить, что они возникли в результате интенсивного падения относительного уровня моря в районе береговых линий.
Известно [17], что падение относительного уровня моря обусловлено взаимодействием эвстатики и тектонического прогибания.
Полученные материалы позволяют утверждать:
-
во-первых, что изменения абсолютного уровня моря во время формирования енъяхинского генетического секвенса благоприятствовали интенсивному формированию на седиментационных шельфах поверхностей стратиграфических несогласий и врезов;
-
во-вторых, что степень тектонического прогибания бассейна в районе Западно-Минховской площади в рассматриваемое время также не препятствовала обнажению седиментационных шельфов и формированию эрозионных врезов.
Исходя из изложенного, имеет смысл проведение исследований, направленных на построение секвенс-стратиграфической модели енъяхинского генетического секвенса в районе исследования и выявление палеотектонического режима его формирования. Районы с интенсивностью палеотектонического прогибания, не большей, чем на Западно-Минховской площади, рекомендуется рассматривать как перспективные на поиски структурно-литологических ловушек в ачимовском резервуаре енъяхинского секвенса.
Заключение
В настоящее время особый интерес на территории севера Западной Сибири представляют ачимовские резервуары, являющиеся одним из основных источников прироста запасов углеводородов на данной площади.
Освоение ачимовских отложений предполагает прогноз в них зон улучшенных коллекторов. Одним из критериев такого прогноза могут быть сформированные вследствие интенсивного падения уровня моря эрозионные врезы, по которым аллювиальные осадки выносились непосредственно к подножию склона. После начала подъема относительного уровня моря происходило заполнение эрозионных врезов тонкозернистым глинистым материалом, что стало причиной интенсивных аномалий волнового поля.
В данной статье описаны эрозионные врезы, осложняющие поверхность стратиграфического несогласия внутри енъяхинского генетического секвенса, ограниченного кровлями пимской и енъяхинской пачек. В плане врезы имеют сложную форму вследствие наличия боковых притоков.
По результатам работ сделан вывод, что зоны распространения енъяхинского секвенса с интенсивностью палеотектонического прогибания, не большей, чем на Западно-Минховской площади, могут быть перспективными в плане наличия ачимовских резервуаров улучшенного качества и структурно-литологических ловушек углеводородов.
Литература
1. Белоусов С. Л. Врезанная долина викуловских отложений Красноленинского свода / Белоусов С. Л., Нукалов Е. Н., Хамитуллин И. М. // Геомодель-2008: тезисы докладов Х-ой юбилейной международной научно-практической конференции. М.: ЕАГЕ Геомодель. - 2008 (CD).
2. Ершов С. В. Сиквенс-стратиграфия берриас-нижнеаптских отложений Западной Сибири / Ершов С. В. // Геология и геофизика. - 2018. Т. 59. № 7. С. 1106-1123. DOI: 10.15372/GiG20180711
3. Жемчугова В. А. Секвенс-стратиграфическая модель нижнего мела Западной Сибири
4. Конторович А. Э. Палеогеография Западно-Сибирского осадочного бассейна в меловом периоде / Конторович А. Э., Ершов С. В., Казаненков В. А., Карогодин Ю. Н. и др. // Геология и геофизика. - 2014. Т. 55. № 5–6. С. 745–776.
5. Лебедев М. В. Развитие клиноформной модели нижнего мела севера Западной Сибири на основе принципов секвенс-стратиграфии: новые возможности стратификации
6. Лебедев М. В. История становления и современное состояние секвенс-стратиграфии / Лебедев М. В. // Экспозиция Нефть Газ. - 2024. № 7. С. 12–19. DOI: 10.24412/2076-6785-2024-7-12-19
7. Масалкин Ю. В. Новый виток развития Каменного месторождения / Масалкин Ю. В. // Новатор. 2008. № 20 (январь-февраль). С. 9-13.
8. Медведев А. Л. Аптские врезанные речные долины Каменной площади Западной Сибири: региональные аспекты нефтегазоносности
9. Медведев А. Л. Врезанные речные палеодолины: история изучения и современное состояние вопроса / Медведев А. Л. // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2010. № 4. С. 31-43.
10. Нежданов А. А. Геология и нефтегазоносность ачимовской толщи Западной Сибири / Нежданов А. А., Пономарев В. А., Туренков Н. А., Горбунов С. А. // М.: Изд. Академии горных наук, - 2000. 247 с.
11. Сынгаевский П. Е. Глубоководные конусы выноса и турбидиты / Сынгаевский П. Е., Хафизов С. Ф., Шиманский В. В. // М.: ИКИ. - 2015. 480 с.
12. Танинская Н. В. Фациально-палеогеографические реконструкции валанжин-готеривских отложений нижнего мела Гыданского полуострова и западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба
13. Храмцова А. В. Гиперпикнальные турбидиты как основной тип песчаных отложений ачимовской толщи Западной Сибири / Храмцова А. В., Зверев К. В., Мельников А. В. // Геология нефти и газа. - 2024. № 6. С. 45–56. DOI: 10.47148/0016-7894-2024-6-45-56
14. Храмцова А. В. Фациальные модели ачимовской толщи Восточно-Уренгойского лицензионного участка как основа для оптимизации систем разведки и разработки
15. Шакирова А. Н. Секвенс-стратиграфическое моделирование неокомского пласта БГ27 Минховского месторождения / Шакирова А. Н., Фищенко А. Н., Шепелев Я. А., Снохин А. А., Макулов Р. И., Черченко Д. В., Лебедев М. В. // Нефтяное хозяйство. - 2022. № 7. С. 76-80. DOI: 10.24887/0028-2448-2022-7-76-80
16. Van Wagoner J. C. An overview of sequence stratigraphy and key definitions / J. C. Van Wagoner, H. W. Posamentier, R. M. Jr. Mitchum [et al.] // Sea-level changes: an integrated approach. SEPM Special Publication. 1988. V. 42. P. 39-45.
17. Catuneanu O. Principles of sequence stratigraphy. / Catuneanu O. // Amsterdam: Elsevier. - 2006. 375 p.
18. Van-Wagoner J. C. Siliciclastic Sequence Stratigraphy in Well Logs, Cores, and Outcrops: Concepts for High-Resolution Correlation of Time and Facies / Van-Wagoner J. C., Mitchum R. M., Campion K. M. and Rahmanian V. D. // AAPG Methods in Exploration Series. - 1990. No 7. 55 р.
