Введение к работе
Актуальность. Проблема связи нефтегазоносности с дизъюнктивной тектоникой изучается около 150 лет. За это время установлены: приуроченность месторождений нефти и газа к зонам разломов, особенно к узлам их пересечений; влияние дизъюнктивной тектоники на седиментационные процессы, создание структурных ловушек; существование проводящих и экранирующих разрывов. Вместе с тем, до сих пор не исследованы особенности воздействия на онтогенез УВ кинематически различных дизъюнктивов, формирующихся в условиях тектонического растяжения, сжатия или сдвига. Практически полностью не изучено барическое воздействие на нефтегазоносность магматических процессов, при которых также происходит нарушение сплошности пород. Не исследована зависимость нефтегазоносности от соотношения во времени этапов активизации разломов и основных периодов нафтидогенеза (накопление нефтематеринских толщ, главные фазы нефте- и газообразования, генезис месторождений и их разрушение). Нет единой методики оценки воздействия разрывных нарушений на онтогенез УВ.
Применение новейших достижений дизъюнктивной тектоники в нефтяной геологии может помочь точнее выявлять соотношение нефтегазоносности и разломов в пространстве и времени для территорий различной степени изученности. Особенно это важно для юга Сибирской платформы, пережившего насыщенную тектоническими событиями историю, активные магматические процессы. На этом фоне, начиная с рифея, накапливались нефтематеринские толщи, шло образование УВ и их миграция, возникали, переформировывались и разрушались скопления нефти и газа, т.е. осуществлялся полный онтогенез УВ. В связи с этим, исследование воздействия разломов на нефтегазоносность на примере южной части Сибирской платформы, является актуальной научной проблемой, решение которой существенно повысит эффективность научного прогноза распределения месторождений нефти и газа как на рассматриваемой территории, так и в других регионах платформенного строения.
Цель исследований - повышение эффективности нефтегазопо-исковых работ в зонах влияния кинематически различных дизъюнктивов в условиях тектонических режимов растяжения, сжатия и сдвига в платформенных областях. Для ее достижения решались следующие задачи:
определить воздействие кинематически различных разломов (раздвигов, надвигов, сдвигов и расколов) на структурные, седиментационные, магматические и флюидодинамические процессы;
установить изменения в распределении скоплений УВ в различные периоды активизаций дизъюнктивной тектоники;
- оценить влияние различных разрывных нарушений на нефте-газоносность и их суммарный вклад в размещение скоплений УВ.
Решение этих задач позволило выделить в южной части Сибирской платформы новые первоочередные объекты нефтегазопо-исковых работ.
Материалы и методы исследований. В основе работы лежат материалы по тектонике и нефтегазоносности вулканогенно-осадочных ообразований, собранные автором в течение 25 лет в процессе полевых работ с изучением обнажений, описанием керна глубоких скважин в различных регионах Сибирской платформы, смежных Енисейского кряжа, Байкало-Патомского нагорья, бассейна Амадеус в Австралии. Были использованы первичная геолого-геофизическая информация ГГП "Востсибнефтегазгеология", "Енисейнефтегазгеология", "Ленанефтегазгеология", "Енисейгеофи-зика", Иркутскгеофизика", "Иркутскгеология", " "Красноярскгео-логия", "Лкутскгеология", а также результаты тематических исследований по тектоническому строению, нефтегазоносности и влиянию на нее дизъюнктивной тектоники, проведенные в СНИИГГиМСе, ОИГГиМ СО РАН, ВостСибНИИГГиМСе, ВНИГРИ. ВНИГНИ, ГАНГ, ИГиРГИ, ИГ ЯИЦ СО РАН. МГУ и других организациях.
В процессе работы для исследуемых регионов построено свыше сотни тектонических, палеотектонических карт, схем, блок-диаграмм, геолого-геофизических профилей разных масштабов (локальных, зональных, региональных), в которых учтены данные свыше 1500 глубоких и колонковых скважин.
Для уточнения роли траппового магматизма в нафтидогенезе разработан метод определения интенсивности барического воздействия пластовых интрузий на продуктивные горизонты пород (J). Он базируется на представлениях о гидростатическом механизме внедрения основной магмы, изложенном в трудах Дж.Робертса (1972), В.С.Попова (1973), С.А.Федотова (1984) и других исследователей. Параметр J зависит от степени раскрытия (w) полости, занятой силлом, мощности надынтрузивной толщи пород (Н) и удаленности (h) от силла продуктивного горизонта
J = Hw/h
С учетом идей Н.А.Кудрявцева (1963), В.П.Гаврилова (1975), В.К.Гавриша (1978), J.Lowell (1985) и других исследователей, личных наработок, предложен метод дифференцированной оценки воздействия разных разломов на нефтегазоносность.
Автором защищаются следующие основные положения.
1. Дизъюнктивная тектоника является одним из ведущих факторов онтогенеза УВ в платформенных областях. Нефтегазогеоло-гическое районирование на основе анализа дизъюнктивной тектоники
зависит от кинематики, размеров разломов и связи периодов их активизации с основными этапами нафтидогенеза Развитие раздвигов приводит к формированию осадочных бассейнов и создает предпосылки для генезиса нефтематеринских толщ, резервуаров различных рангов. Скопления УВ в это время концентрируются в центральных частях бассейнов. Надвиги, расколы вызывают латеральную миграцию флюидов и перераспределяют предшествующие скопления УВ. В условиях растяжения и сжатия в равной мере развиваются сдвиги, создающие зональные и локальные ловушки.
2. На юге Сибирской платформы связь нефтегазоносности с раз
ломами прослеживается на протяжении всего позднепротерозойско-
фанерозойского времени. Собственно формирование осадочного
чехла и накопление основных нефтематеринских толщ началось в
рифтогенных депрессиях (Байкало-Пагомская, Приенисейская, Ир-
кинеево-Чадобецкая) рифей-вендского этапа развития. С этими же
депрессиями связаны основные конседиментационные антикли
нальные и частью неантиклинальные ловушки УВ. Создание пост-
седиментационных антиклинальных и различных эпигенетических
ловушек связано с разломами более поздних активизаций. Дизъюнк
тивной тектоникой определялись основные направления латеральной
миграции флюидов на рубежах силур-девон (каледонское шарьяжеоб-
разование) и пермо-триас (трапповый магматизм). Совокупная роль
различных разломов должна учитываться при зональном и локальном
районировании перспективных земель для поиска нефти и газа.
Сдвиги были активны и при растяжении, и при сжатии. Они обусловили полосное распределение земель повышенной перспективности. Ширина этих полос около 5 % от длины сдвигов.
-
Динамическое воздействие траппового магматизма на вмещающие породы проявилась в уплотнении в первую очередь продуктивных частей горизонтов коллекторов, в преимущественном от-жатии УВ от центральных частей крупных силлов к периферии, иногда к внутренним участкам пониженного барического воздействия. Об этом говорит приуроченность значительной части месторождений нефти и газа на юге Сибирской платформы к границам выклинивания двух крупных трапповых полей - Усольского и Ангарского силлов.
-
Перспективные зоны, пояса в пределах влияния кинематически различных разломов, пересекаясь между собой, создают узлы концентрации самых крупных скоплений УВ.
Научная новизна работы. Личный вклад. Работа является первым крупным для юга Сибирской платформы научным обобщением связей нефтегазоносности с дизъюнктивной тектоникой. Наиболее значимы положения в ней:
і
- впервые исследованы динамические аспекты влияния трап-
пового магматизма на скопления УВ, доказано отжатие УВ от оча
говых районов крупных пластовых тел к их периферии;
детальный анализ морфологии локальных поднятий позволил установить генезис большей их части. К примеру, поднятия Собин-ское, Пайгинское имеют сдвиговую, Талаканское - раздвиговую, а Кытымское - надынтрузивную природу;
предложена концепция крупномасштабных (десятки километров) шарьяжных смещений в зоне сочленения Сибирской платформы с Байкало-Патомским нагорьем;
- установлена близость процессов латеральной миграции
флюидов при шарьяже- и траппообразовании;
- выдвинут и обоснован тезис о зависимости распределения
скоплений УВ в алло- и автохтоне от положения детачмента (выше,
внутри или ниже) основных нефтегазоносных комплексов пород.
Практическая ценность. Разработка новых критериев оценки перспектив нефтегазоносное платформенных территорий способствует увеличению эффективности поисково-разведочных работ. Обоснование крупномасштабных шарьяжных перемещений в сочленении Сибирской платформы с Байкало-Патомским регионом привело к увеличению площади Лено-Тунгусской провинции на 70 тыс.кв.км. Применение структурно-парагенетического анализа в Байкало-Патомском палеорифте с использованием анализа виргаций линейных дислокаций срывной природы позволило выявить крупную Чичикано-Нижнехамакинскую рифтовую ступень - новый перспективный объект поисков месторождений нефти и газа.
Практические рекомендации автора реализованы при количественных оценках начальных геологических ресурсов нефти, газа и конденсата на Сибирской платформе по состоянию на 01.01.83 г., 01.01.88 г. и 01.01.93 г. Они учтены в "Комплексной целевой научно-производственной программе ускоренной подготовки запасов нефти и газа на территории Сибирской платформы на 1986-1990 г.г. и до 2005 года", в "Программе ускоренной подготовки запасов нефти, природного газа и конденсата в Иркутской области на 1991-1995 гг." в ежегодных рекомендациях (с 1977 по 1987 г.г.) к планам геологоразведочных работ на нефть и газ на юге Лено-Тунгусской провинции и т.д.
Результаты исследований явились составной частью ряда отчетов СНИИГГиМСа, ГГП "Ленанефтегазгеология", "Иркутскгеофи-зика", в которых рекомендованы конкретные объекты для постановки нефтегазопоисковых работ. Часть рекомендаций (Талакан-ский объект, шарьяжная модель строения Байкало-Патомского региона) реализована в процессе нефтегазопоисковых, структурно-
поисковых, региональных сейсморазведочных работ на территории деятельности ГГП "Ленанефтегазгеология", "Востсибнефтегазгео-логия", "Иркутскгеофизика".
Автор участвовал в составлении карт тектонического районирования, нефтегазоносное Сибирской платформ (1976-1995 гг.).
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных и рабочих совещаниях, конференциях, семинарах, посвященных тектоническим (Тюмень, 1975, Москва, 1993, 1995, Санкт-Петербург, 1994, Новосибирск, 1994), неотектоническим (Новосибирск, 1981), флюидодинамическим (Ашхабад, 1987) исследованиям осадочных бассейнов, влиянию траппового магматизма на нефтегазоносность осадочного чехла (Новосибирск, 1980), проблемам геологии и полезных ископаемых Сибири (Иркутск, 1979,1992, Томск,1983, Якутск,1983, Новосибирск, 1990), напряжениям в литосфере (Москва, 1994), новым идеям в науках о Земле (Москва, 1997).
Результаты работы апробированы на Ученом совете СНИИГГиМСа и научно-технических советах ГГП "Иркутск-геофизика", "Ленанефтегазгеология", на приемке материалов в Pacific Oil and Gas Pty Limited (Австралия) при защите отчетов по тематическим исследованиям, в рамках которых они разрабатывались.
Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 3 коллективных монографиях и в 40 статьях. Всем защищаемым положениям отвечают циклы опубликованных работ. Из них в список литературы внесены самые полные и важные.
Структура работы. Диссертация состоит из 5 глав общим объемом 228 стр. текста, 2 таблиц, 69 рисунков, 5 приложений и списка литературы, который включает 524 опубликованных и 14 фондовых работ.
Работа выполнена в Сибирском научно-исследовательском институте геологии, геофизики и минерального сырья (СНИИГГиМС) на первом (15 лет) этапе под руководством доктора г.-м.н., профессора, академика РАЕН В.С.Старосельцева и академика РАН А.Э.Конторовича. Их внимание и интерес к исследованиям автора с обсуждением основных положений и разработок продолжались и далее и способствовали тщательности изучения и большей ясности в понимании сути проблемы. За все это, а также за терпимость при возникновении разногласий автор выражает им глубокую признательность. Выполнению работы в значительной мере способствовали советы, критические замечания академиков РАН В.С.Суркова, А.А.Трофимука, Н.В.Черского, чл.-корр. РАН Ч.Б.Борукаева, докторов г.-м.н. П.М.Бондаренко, И.П.Варламова, В.Н.Воробьева, В.В.Гайдука, Ф.Г.Гурари, Д.И.Дробота, В.А.Каштанова, М.М.Ман-дельбаума, Н.В.Мельникова, К.И.Микуленко, И.Д.Поляковой,
Г.Г.Ремпеля, Г.С.Фрадкина, Г.Г.Шемина, кандидатов г.-м.н. С.Л.Арутюнова, В.И.Вожова, В.В.Гребенюка, М.П.Гришина, Н.К.Губиной, Т.А.Дивиной, А.О.Ефимова, Л.И.Килиной, А.И.Ларичева, В.МЛебедева, М.В.Лебедева, В.БЛеонтовича, П.А.Пат-рикеева, А.М.Пустыльникова, А.А.Растегина, В.С.Ситникова, П.Н.Соболева, Л.Е.Старикова, Г.Ф.Степаненко, А.И.Сурнина, В.А.Топешко, Н.В.Умперовича, В.Б.Хмелевского, А.В.Хоменко, Л.С.Черновой, геологов Л.А.Кроль, М.И.Муратова, Н.И.Муратова, А.В.Паршина, Г.Ф.Попелухи, А.А.Салихова, А.Я.Хлебникова, Е.В.Филатовой и других исследователей. Автор им всем искренне благодарен. Особую признательность хотелось бы выразить П.К.Мазаевой, в творческом содружестве с которой автор проработал свыше 20 лет.
Большая помощь в оформлении материалов была оказана инженерами В.Ю.Богатовой, О.Г.Рыльским, ведущим инженером Г.Н.Кулишом, картографами В.А.Виншу, И.Н.Каряновой, И.В.Филатовой, Т.В.Чупахиной и Н.Е.Шарифовой. Им, а также остальным коллегам, в той или иной мере способствовавшим появлению на свет работы, большое спасибо.