Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Методика многовариантного картографического моделирования 23
1.1. Методики моделирования, применявшиеся при исследовании 26
1.1.1. Тренд-анализ и методы построения трендов 27
1.1.2. Градиентный анализ карт-моделей 35
1.2. Подготовка исходных данных для моделирования 39
1.2.1. Расположение исходных точек наблюдения 39
1.2.2. Методы построения регулярной сети при моделировании геологических поверхностей 40
1.2.3. Подготовка данных при моделировании в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции 45
1.2.4. Подготовка данных при моделировании в Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции 47
1.2.5. Подготовка данных при моделировании в нефтегазоносных провинциях Восточной Сибири 49
1.2.6. Подготовка данных при моделировании в акватории Северного Каспия 50
1.3. Сравнение исходных карт с формализованными моделями . 51
Глава 2. Моделирование поверхности складчатого основания Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции 54
2.1. Геологическое строение Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции 55
2.2. Моделирование и анализ подошвы осадочного чехла 59
Глава 3. Моделирование доюрской структурной поверхности Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции 80
3.1. Геологическое строение Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции 81
3.2. Моделирование и анализ доюрской структурной поверхности 85
Глава 4. Моделирование поверхности кристаллического фундамента нефтегазоносных провинций Восточной Сибири 106
4.1. Геологическое строение нефтегазоносных провинций Восточной Сибири 107
4.2. Моделирование и анализ структурной поверхности фундамента 112
Глава 5. Моделирование поверхности верхнеюрских отложений акватории Северного Каспия 135
5.1. Геологическое строение акватории Северного Каспия 138
5.2. Моделирование и анализ структурной поверхности верхнеюрских отложений 141
Глава 6. Рекомендации 155
Заключение 158
Список литературы
- Подготовка исходных данных для моделирования
- Подготовка данных при моделировании в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции
- Моделирование и анализ подошвы осадочного чехла
- Моделирование и анализ структурной поверхности фундамента
Введение к работе
Актуальность многовариантного картографического моделирования геологических поверхностей и их трансформаций вызвана необходимостью получения дополнительной информации и приобретения новых знаний о геологических объектах и процессах Постоянная необходимость расширения ресурсной базы углеводородного сырья в России диктуется несколькими причинами. Во-первых, многолетняя эксплуатация открытых и обустроенных месторождений нефти и газа в континентальной части ведет к быстрому, естественному и значительному истощению разрабатываемых залежей практически во всех нефтегазоносных провинциях и областях. Во-вторых, новые месторождения открываются значительно медленнее, чем истощаются разрабатываемые залежи или участки В-третьих, месторождения на территориях обширного шельфа, опоясывающего Россию, в большей части расположены в приполярных широтах, что требует значительных материальных затрат. Все это определяет актуальность проведения дополнительных геологоразведочных работ на слабо изученных территориях и повторных исследований в пределах открытых и эксплуатируемых залежей нефти и газа в континентальной части нефтегазоносных провинций, наряду с интенсивным изучением шельфов омывающих морей
В настоящее время, переосмысливая геологическое строение многих регионов, различными геологическими организациями ведутся обобщения уже накопленного геолого-геофизического материала, используя при этом различные компьютерные программы Автор на протяжении многих лет проводила исследования структурных поверхностей, используя компьютерное многовариантное моделирование с целью получения дополнительной инфэрмации, сравнивая ее с раннее выполненными построениями, уточняя строение и перспективы нефтегазоносности геологических структур. Моделирование осуществлялось как для крупных регионов, так и для выделения объектов поисков нефти и газа
Целью работы является изучение глубоко погруженных геологических поверхностей в нефтегазоносных регионах с применением многовариантного компьютерного моделирования для получения дополнительной информации.
при выделении особенностей тектонического рельефа структурных поверхностей в Тимано-Печорской, Западно-Сибирской и Восточно-Сибирских нефтегазоносных провинциях, а также в пределах Северной акватории Каспийского моря (кряжа Карпинского);
при выявлении деструктивных форм структурных поверхностей в пределах исследованных территорий,
при прогнозировании крупных, средних и малых структурно-тектонических элементов в исследованных регионах,
при прогнозировании перспективных зон нефтегазоносности (Восточная Сибирь).
Основные задачи исследования сформулированы следующим образом:
оценить возможности и целесообразность применения тренд-анализа и градиентного анализа карт структурных геологических поверхностей при региональных исследованиях в крупных нефтегазоносных провинциях,
наметить общие технологические подходы к построению карт-моделей структурных поверхностей и их трансформант, иллюстрирующих особенности тектонического рельефа глубоко погруженных геологических структур,
использовать тренд-анализ и градиентный анализ как методические приемы изучения погребенного тектонического рельефа и деструктивных зон в исследуемых регионах,
продемонстрировать возможности извлечения дополнительной информации при получении результативных материалов компьютерного моделирования
Научная новизна проведенной работы. Впервые для обширных нефтегазоносных регионов Тимано-Печоры, Западной и Восточной Сибири, а также в пределах акватории Северного Каспия (кряжа Карпинского) представлены
многовариантное моделирование, которое заключалось в создании,
анализе и преобразовании картографических моделей тектониче
ского рельефа структурных поверхностей,
практические методические приемы и технология решений задач анализа и интерпретации данных компьютерного моделирования,
результаты выполнения тренд-анализа и градиентного анализа исследуемых нефтегазоносных провинций и полученная при этом дополнительная информация о геологическом строении регионов;
доказательства достаточно высокой эффективности примененных методик при незначительных материальных затратах
Основные защищаемые положения диссертации:
Технология компьютерного моделирования геологических структур на основе тренд-анализа и градиентного анализа, позволяющая получить дополнительную информацию о строении исследуемой структурной поверхности Моделирование заключалось в подготовке геолого-геофизических данных, построении формализованных карт-моделей, выполнении тренд-анализа и градиентного анализа, в получении новой информации по отдельным регионам и локальным объектам
Результативные материалы моделирования в виде дополнительной информации по отдельным регионам и локальным объектам поисков нефти и газа.
Дополнительная информация по отдельным регионам
по Тимано-Печорскому — уточнены границы впадин, поднятий по подошве палеозойских отложений, дополнена система тектонических нарушений и выделены зоны динамического влияния разломов на геологические структуры (зоны напря-желно-деформационного состояния среды),
по Западно-Сибирскому — конкретизированы контуры впадин, поднятий доюрского складчатого основания и крупных рифтовых структур, уточнена система разломов, выделены зоны динамического влияния разломов на геологическую среду;
по Восточной Сибири — дополнена система тектонических нарушений, ограничивающая рифтообразные зоны, выделены зоны динамического влияния разломов на геологические струк-
туры, построена схема возможно перспективных зон нефтега-зоносности.
Дополнительная информация по выделению локальных объектов, перспективных для поисков углеводородов:
- по акватории Северного Каспия (в пределах кряжа Карпин
ского) — выделены прогнозные структуры (локальные объекты
поисков), уточнена система тектонических нарушений, уста
новлены зоны динамического влияния разломов на геологиче
ские структуры
3. Практические рекомендации по использованию методических приемов тренд-анализа и градиентного анализа для уточнения строения нефтегазоносных комплексов и выделения локальных структур, а также по проведению поисково-разведочных работ-
в акватории Северного Каспия (в пределах кряжа Карпинского) — на выделенных по тренд-анализу прогнозных структурах (локальных поисковых объектах) Восточно-Промыслов-ской, Приморской, Гавриловской, Западно-Широтной, Южно-Широтной и Лукинской, с целью уточнения их строения рекомендуется провести сейсморазведочные работы,
в Западной Сибири — на локальных куполах и валообразных поднятиях (в отложениях неокома и юры) в пределах Никольской впадины и западного склона Ханты-Мансийской впадины, с целью поисков неантиклинальных и комбинированных ловушек провести моделирование геологических структур, используя компьютерные технологии.
Практическая ценность и реализация работы. В диссертации акцентировано внимание на эффективных способах обработки геолого-геофизических данных в разнообразных по геологическому строению регионах Разработаны методические приемы выделения деструктивных зон, которые рассматриваются как зоны динамического влияния разломов на геосреду, как зоны, образующие тектонические границы между крупными структурными блоками
Итерационный процесс многовариантного моделирования позволяет в условиях дефицита исходной геологической информации построить несколько вариантов моделей. Моделирование дает возможность реконструировать развитие геологических структур, выявлять и исследовать деструктивные зоны и уточнять районирование исследуемых территорий.
Результативные модели дают дополнительную информацию по отдельным регионам и локальным объектам поисков нефти и газа. Она представлена в качественно оцениваемых и количественно охарактеризованных параметрах (трендов и градиентов), воспроизводима при заданных параметрах и доступна для уточнения с новыми данными. Такое моделирование эффективно не только при региональных исследованиях, но и при исследованиях на локальных площадях.
Фактический материал и личный вклад автора. Исходными данными при исследованиях служили геолого-геофизические материалы и региональные структурные построения различных авторов.
В пределах Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции для моделирования подошвы палеозойских отложений использованы имеющиеся (на момент исследования) данные по 95 скважинам глубокого бурения и по 18 региональным сейсморазведочным профилям МОГТ, по которым построена исходная структурная карта для моделирования
Для анализа рельефа доюрской поверхности Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции исходным материалом послужила структурная карта масштаба 1.2500000, построенная коллективом авторов под редакцией В С. Суркова и др , 1998.
На Сибирской платформе исходным материалом для моделирования выбрана структурная карта поверхности кристаллического фундамента в масштабе 1 2500000, также построенная коллективом авторов под редакцией В С Суркова и др , 1998
В акватории Северного Каспия компьютерное моделирование выполнено с использованием структурной карты верхнеюрской поверхности свода вала Карпинского (по Медведеву П. В., Одолееву Г. О., Цыганкову В А, Поповичу С В , Самойленко Ю. Н , 2003)
При подготовке диссертации использованы, в основном, собственные результаты исследований, которые опубликованы в открытой печати. Все карты-модели, их трансформанты и компьютерная графика выполнены
непосредственно автором.
Апробация работы. Результаты многовариантного моделирования геологических поверхностей обсуждены на Второй Международной конференции «Геоинформационные системы в геологии», Москва, 2004 г.; доложены и обсуждены на Второй Международной конференции «Геодинамика нефтегазоносных бассейнов», Москва, 2004 г.; материалы по моделированию в пределах акватории Северного Каспия представлены на Южнороссийской конференции «Проблемы бассейнового и геолого-гидродинамического моделирования», Волгоград, 2006 г.
Публикации. Результаты исследований автора отражены: в научно-производственных отчетах, в монографии «Многовариантное картографическое моделирование структурных геологических поверхностей (по методике тренд-анализа)», 2004 г. и в девяти статьях по данной тематике Материалы исследований опубликованы в сборнике ВНИГНИ и в журналах «Геология нефти и газа», «Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений»
Объемы работы. Диссертация состоит из Введения, б глав с 11-ю разделами и Заключения Список литературы включает 85 наименований Всего в диссертации содержится 192 стр. текста, 64 иллюстрации и 13 приложений
Автор благодарит всех лиц, оказавших содействие при работе над диссертацией: особенно доктора г -м.н., профессора К А. Клещёва, доктора г -м.н., профессора В С Шеина за ценные советы по выбору направлений исследований и конструктивные замечания, доктора г.-м.н М.И Лоджевскую, доктора г -м н А И. Петрова, доктора г.-м.н. В. И. По-роскуна, кандидата г-м.н. Б Д Гончаренко, кандидата т.н Н.М. Емельянову за полезные советы в ходе выполнения диссертации; кандидата г -м н О В Иванову, кандидата г.-м.н А. В. Алференка, кандидата г-м н. ММ Богданова за обсуждение полученных результатов. Автор признательна доктору т н Д К Крылову и кандидату г -м н Кучеруку за поддержку и советы по структуре работы
Подготовка исходных данных для моделирования
Концептуальные модели геологического строения изучаемых регионов, которыми, в большинстве случаев, оперирует геолог, могут содержать (и часто содержат) представления о возможных причинно-следственных связях между изучаемыми явлениями или объектами. И уже на стадии сбора данных исследователь пытается построить формальную модель изучаемого явления или объекта, получить ответы на специальные вопросы относительно собранных данных и наглядно проиллюстрировать правильность своих выводов в графической форме. Результативные материалы в виде двумерного графика (карты или разреза) бывают наиболее предпочтительными, потому что они являются и иллюстративной формой, и служат инструментом выявления существующих зависимостей между природными характеристиками. К сожалению, очень редко концептуальная модель в своей исходной форме двумерного графика достаточно хорошо отражает геологическую действительность. И еще реже она дает возможность установить зависимость между скрытыми природными характеристиками изучаемых объектов или явлений. Обычно приходится дополнять собранные данные, видоизменять постановку и формулировку задач, перестраивать первоначальные модели, изменять методологию исследования. По выражению У. Крамбейна «моделирование в геологии представляет собой последовательныи процесс, на каждой стадии которого проверяется пригодность Подавляющее большинство карт — это оценки некоторых непрерывных функций по результатам наблюдений в дискретных исходных точках. Несмотря на непрерывность изображения на карте изолиний, в действительности она строится на основе дискретной сети, узлами которой служат обособленные точки. Характер влияния распределения точек наблюдения на качество карты в пределах площади исследования всегда существенен. Как отмечал Дж. Девис [18], геологи являются большими профессионалами в наглядном выражении информации с помощью карт пространственных зависимостей, изображенных в виде изолиний. Построение карт в изолиниях является своего рода искусством. Поэтому при картопострое-нии стремятся использовать всевозможную дополнительную информацию о первичных результатах наблюдения. В ряде случаев дополнительная информация, при умелой интерпретации первичных результатов наблюдений, в значительной степени повышает качество создаваемой карты изолиний.
Компьютерные методы создания карт изолиний тем хороши, что они являются экономически выгодными из-за их высокой технологичности; препятствуют сильному воздействию персонального фактора при построении карт; и, главное, требуют пристального внимания исследователей не на технике построения, а на оценке достоверности построенных компьютерных карт. Субъективизм при выборе некоторых алгоритмов построения карты может иметь место, хотя сам выбор между различными математическими процедурами осуществляется с помощью соответствующих формальных критериев. Выбор алгоритма интерполяции определяется опытным путем.
В диссертации задачи многовариантного математического моделирования рельефа, глубоко погруженных структурных поверхностей в нефтегазоносных провинциях, будут проиллюстрированы изображениями нескольких вариантов картографических моделей. Ниже будет показано, что пространственный анализ таких математических моделей представляет значительный интерес для исследователей. Многовариантность моделирования привносит новую дополнительную информацию в настоящие исследования. При поисках и разведке преобладающих, в настоящее время, мелких и сложно-построенных месторождений нефти и газа, расположенных, в основном, на больших глубинах, в условиях дефицита исходной геологической информации, можно построить несколько, иногда достаточно отличающихся друг от друга геологических моделей геологического строения территории исследования, т.е. несколько равновероятных моделей строения. Весь этот ряд возможных геологических моделей будет отражать достигнутый уровень изученности объекта. Реализация этой методики без применения компьютерных технологий практически невозможна.
Количество вариантов геологических построений, можно в дальнейшем сократить, выбрав только те, которые поддаются геологическому истолкованию. Таким образом, основная проблема применения метода многовариантного моделирования состоит в том, что для его реализации необходимо выполнять не только достаточно большой объем геологических построений (несколько вариантов структурных карт, карт остаточных аномалий, карт матричного сглаживания и т.д.), но и провести выбор вариантов карт, которые по мнению исследователя отображают геологическое строение исследуемых территорий.
Перейдем к краткому описанию методических приемов, использованных автором.
Графоаналитические приемы анализа карт, основанные на компьютерных технологиях, не ограничиваются построениями по картам различных профилей, разрезов, графиков, диаграмм и блок-диаграмм и др. Используя карты, выполняются различные математические операции с поверхностями, проводится анализ морфометрических форм и картометрические измерения (вычисляются количественные величины). В геологии большое значение имеет структурная морфометрия, изучающая формы геолого-структурных поверхностей погребенных горизонтов и палеорельефа. В этой отрасли морфометрии разработаны специальные приемы разложения исследуемых поверхностей на составляющие разных порядков (тренд-анализ), способы анализа структур разной иерархии. Главные задачи структурной морфометрии — прогноз полезных ископаемых и количественная оценка различных показателей структурных поверхностей, поскольку морфометрия может отражать не только современные, но и прошлые состояния рельефа поверхностей.
В геологической практике наиболее успешная обработка геолого-геофизических данных на ЭВМ основывается на координатно-привязанной информации. Для обработки такой информации разработан и успешно применяется как математический аппарат, так и программные комплексы.
Описание многочисленных приемов и методик картографического моделирования не входит в задачу настоящих исследований, поскольку даже простой перечень их значительно превысил бы требуемый объем диссертации. В настоящем разделе будут освещены только две методики, использованные диссертантом при изучении структурных поверхностей кровли фундаментов в нефтегазоносных провинциях, а именно: тренд-анализ структурных поверхностей и градиентный анализа карт-моделей.
Подготовка данных при моделировании в Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции
Параметр «Эффект самородка» (эффект дыры) используется тогда, когда экспериментальные точки наблюдения в узловых точках измерены с некоторой погрешностью. При задании этого параметра, метод Kriging a становится сглаживающим интерполятором. И чем больше значение параметра «эффект самородка», тем более гладкой становится результирующая интерполяционная функция.
Метод радиальных базисных функций (Radial Basis Function) — рассматривается как наилучший метод с точки зрения построения гладких поверхностей, проходящих через экспериментальные точки. Это точный интерполятор. Радиальные базисные функции аналогичны вариаграммам в методе Kriging a.
Метод триангуляции с линейной интерполяцией (Triangulation with Linear Interpolation) — точный интерполятор. Суть метода в том, что исходные точки соединяются, образуя непересекающиеся грани треугольника. Каждый треугольник определяется тремя исходными экспериментальными точками, а значения в узлах «регулярной сети» внутри треугольника образуют плоскость, проходящую через вершины исходных точек. Метод хорошо работает при числе исходных точек от 200 до 1000, равномерно распределенных по площади исследований. Использование метода при малом количестве точек чревато большими неточностями, а при большом количестве — программа медленно работает. Метод эффективен, если требуется сохранить линии разрывов поверхности.
Метод степени обратного расстояния (Inverse Distance to a Power) может быть как точным, так и сглаживающим интерполятором. Этот метод вычисляет взвешивающие функции по экспериментальным данным. Вес, присвоенный отдельной точке данных при вычислении узла сети, пропорционален заданной степени обратного расстояния от точки наблюдения до узла «сети». Недостатком метода является генерация концентрических структур. Они в какой-то мере устраняются введением коэффициента анизотропии. Метод быстрый при использовании до 1000 точек наблюдений.
Метод минимальной кривизны (Minimum Curvature) довольно широко используется, но не является точным методом. Он генерирует наиболее гладкую поверхность, проходящую максимально близко к экспериментальным точкам, но эти экспериментальные точки не обязательно принадлежат интерполяционной поверхности.
Метод полиномиальной регрессии (Polinomial Regression) используется для выделения больших трендов и структур на площади, исходя из имеющихся данных. Это строго не интерполяционный метод, поскольку сгенерированная поверхность не проходит через экспериментальные точки.
Метод Шепарда (Shepard s Method) подобен методу обратных расстояний. Он использует обратные расстояния при вычислении весовых коэффициентов, с помощью которых взвешиваются 2-значения в экспериментальных точках наблюдений. При построении интерполяционной функции в локальных областях используется метод наименьших квадратов, что уменьшает вероятность появления концентрических структур. Метод Шепарда может быть как точным, так и сглаживающим интерполятором.
Итак, анализ приведенных методов построения интерполяционных сеточных функций показывает, что для большинства множеств экспериментальных данных наиболее эффективным является метод Kriging a с линейной вариаграммой, который задается программой по умолчанию. Вторым по распространенности применения в исследованиях является метод радиальных базисных функций. Указанные два метода построения интерполяционных функций слабо зависят от числа точек исходных экпериментальных данных.
На исследованных территориях при графоаналитическом моделировании структурных поверхностей для расчета «равномерных сеток» выбран метод степени обратного расстояния (Inverse Distance to a Power). Выбор именно этого метода расчета сетки обоснован тем, что он входит в группу точных интепроляторов, но может работать и как сглаживающий интерполятор. Данный метод достаточно быстро работает с множеством точек большого размера, что удобно при построении региональных карт. Метод позволяет вычислять тренды высоких степеней. Сравнение его с другими методами расчета сеток [1,7,52], проведенное раннее, показало хорошее совпадение при имевшемся количестве исходных точек наблюдений на исследуемых территориях. При использовании равномерных сеток, рассчитанных методом степени обратного расстояния, удобно работать с результативными картами-моделями и выполнять с ними всевозможные математические процедуры и трансформации.
Для выделения нелинейных трендов и локальных аномалий на площади привлекателен также метод полиномиальной регрессии, однако сгенерированная этим интерполяционным методом поверхность не проходит через исходные точки.
Для моделирования в пределах Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции использовались имеющиеся (на момент исследования) данные по 95 скважинам глубокого бурения и по 18 региональным сейсморазве-дочным профилям МОГТ и КМПВ. Всего было набрано и введено 890 точек наблюдений. Такого количества использованной информации, конечно, недостаточно для составления детальных карт, поэтому представленные ниже структурные построения по подошве палеозойских отложений носят сугубо региональный характер (рис. 1.5).
Схема расчетных точек, использованных при построении на ЭВМ моделей поверхности фундамента Сибирской платформы при построении моделей. размером 0,5 см графически снимались контрольные точки с условными координатами и значениями аппликат и создавалась матрица исходных данных для картографического моделирования (рис. 1.7). Эта матрица [x\y\z] исходных значений в последствии пересчитывалась в равномерную «сеть». Для этого применен метод степени обратного расстояния (Inverse Distance to a Power), используемый в пакете Surfer (описание на странице 43).
Подготовка данных при моделировании в акватории Северного Каспия
Подготовка данных для тренд-анализа. В пределах этого участка автором выполнено компьютерное моделирование с использованием структурной карты верхнеюрской поверхности свода вала Карпинского (по Медведеву П. В., Одолееву Т.О., Цыганкову В. А. и др., 2003).
В основу построений положена структурно-цифровая модель рельефа исследуемой поверхности, представляющая матрицу исходных данных [xyz]. Числа в указанной матрице характеризуют положение (координаты) и значения параметра в неравномерно расположенных по площади точках наблюдений. Процедура подготовки исходных данных реализована в соответствии с требованиями программного пакета Surfer, как было описано выше по другим регионам.
Моделирование и анализ подошвы осадочного чехла
Становится очевидным, что для объективного анализа геолого-геофизических материалов о строении нефтегазоносной провинции и поисков ловушек нетрадиционного типа необходимы достоверные структурные карты по всем выделенным структурным этажам, и в первую очередь, нужна карта по кровле подстилающего осадочные породы кристаллического фундамента. Следует отметить, что нижние горизонты и, в частности, кристаллический фундамент слабо изучены сейсморазведкой и бурением [4].
Задачи исследования фундамента и поисков неантиклинальных ловушек требуют нетрадиционного подхода к анализу геолого-геофизических материалов. В частности, представляется целесообразным применение методик разделения структурных планов на региональную и локальную составляющие, а также градиентного анализа, который позволяет получать необходимые дополнительные данные о расположении и интенсивности тектонических нарушений. Анализ результативных материалов при нетрадиционном исследовании исходных данных будет изложен в этой и трех последующих главах.
Геологическое строение Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция приурочена к северо-восточной части Восточно-Европейской платформы [63]. Провинция ограничена на западе и юго-западе поднятием Тимана, а на востоке и северо-востоке — складчатым Уралом и Пай-Хоем, а также прилегающим Преду-ральским краевым прогибом. В провинции выделяются следующие крупные тектонические структуры: Ижма-Печорская впадина, Печоро-Колвин ский рифт, Хорейверская впадина и Варандей-Адзьвинскнй рифт, Коро-таихинский прогиб, Косью-Роговская впадина, Большесыненская впадина, Верхнепечорская впадина, аллохтон гряды Чернышова, Восточно-Тиман-ский вал, Среднепечорское поднятие.
Структурная карта поверхности фундамента Тимано-Печорской провинции под редакцией В.В. Семеновича и др. (фрагмент, [7І]) гипсометрическая шкала поверхности рифейского фундамента, 2 — области выхода на поверхность дорифейского фундамента и их граница, местами совпадающая с разломами; 3 — области выхода на поверхность складчатых комплексов и их граница, местами совпадающая с разломами; 4 — изогипсы поверхности фундамента (в км); 5 — разломы выраженные в структуре поверхности фундамента. На всей территории нефтегазоносной провинции допалеозойский фундамент слагают дислоцированные верхнепротерозойские породы и венд-рифейские отложения. Кристаллический фундамент выделяется в приподнятых дислоцированных блоках на Тимане и Урале, где он вскрывается скважинами. Поверхность фундамента резко расчленена на протяженные прогибы северо-западного простирания и осложнена разрывными нарушениями. Прогибы чередуются с выступами и поднятиями. Глубина изменения кровли фундамента в регионе меняется от 0 до 6 км, резко увеличиваясь в восточном направлении до 10-12 км (рис. 2.1).
На рисунке 2.2 представлен геологический профиль по линии Ижма-Печорская впадина — Урал по B.C. Шеину [81], который характеризует расчлененность поверхности фундамента в регионе и строение осадочного чехла. Осадочный чехол состоит из отложений палеозоя, мезозоя и
Геологический профиль по линии Ижма-Печорская впадина — Урал [81] кайнозоя. Общая его мощность достигает 6-7 км. В покрывающем осадочном чехле выделяется несколько структурных этажей, в которых структуры фундамента постепенно выполаживаются кверху, а иногда — имеют инверсионный характер рельефа.
Особенностью раннепалеозойского этапа развития Тимано-Печорского бассейна явилась зависимость структуры бассейна от строения фундамен Варандеи-Адзьвинская структурная зона _„ Хорейверская впадина
Временной сейсмический разрез по линии 1-І (Хорейверская впадина — Варандеи-Адзьвинская структурная зона ) СП ОО та. Глубинные разломы фундамента, активизировавшиеся в результате раз-двига Уральского океана, оказали решающее действие на строение Печорского шельфа и внутреннего бассейна [4].
Характер расчлененности фундамента иллюстрируется на временном сейсмическом разрезе по линии Хорейверская впадина — Варандей-Адзьвинская структурная зона (рис. 2.3).
В конце венда и в начале кембрия столкновение Восточно-Европейской платформы с островной дугой и привело к образованию гетерогенного складчатого пояса — неоднородной системы северо-западного простирания. Шов столкновения проходил по Печоро-Колвинской зоне [12].
В пределах Тимано-Печорской провинции выявлено 218 месторождений [81]. Промышленная нефтегазоносность приурочена к ордовикско-нижнедевонским, среднедевонско-нижнефранским, верхнедевонско-турней-ским, верхневизеиско-артинским, кунгурско-верхнепермским и триасовым комплексам [63]. Месторождения связаны с антиклинальными или брахи-антиклинальными складками, часто осложненными нарушениями, а также с рифогенными массивами и комбинированными ловушками.
Изучение верхнего протерозоя проводилось в регионе недостаточно [4]. Здесь находится всего одна скважина (Ярега-700), которая заложена специально для изучения отложений венда и рифея [66]. В остальных (более 100 скважинах) верхний протерозой вскрывался на небольшую глубину при решении нефтепоисковых задач в палеозойских отложениях.
Моделирование и анализ структурной поверхности фундамента
Судя по увеличению интенсивности отрицательных аномалий, после слияния рукавов в один бассейн осадко-накопления, здесь, по-видимому, уже формировался мелководный морской бассейн. Затем, по мере продвижения к северу, общая впадина юрского осадконакопления опять разделяется на два рукава: один из них направлен в Хатангскую депрессию, а другой - в сторону полуострова Ямал. Между отрицательными аномалиями выделяются положительные аномалии. Интенсивность отрицательных аномалий возрастает в северном направлении по сравнению с аномалиями, расположенными южнее приподнятого Приобского блока. В юго-западной части исследуемой территории вырисовывается Тургайский прогиб северо-восточного простирания, в котором, по-видимому, также шло интенсивное раннеюрское осадконакопление.
Схема прогнозных возможно нефтегазоносных впадин в доюрском этаже нефтегазоносное была сопоставлена с расположением месторождений. В доюрских комплексах залежи нефти и газа связаны с коллекторами в самых различных породах: карбонатах, песчаниках, гравелитах, кремнисто-глинистых толщах, кварц-серицитовых сланцах и гранитах. Причем, зачастую они подвергались метасоматозу [81]. Необходимо отметить, что месторождения распространены как в пределах выделенных впадин (Ханты-Мансийский, Верхнехетский, Усть-Тымский, Нюрольский), так и на западном склоне Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (рис. 3.15).
Итак, проведенные исследования позволили выделить впадины ранне-юрского осадконакопления, по преимуществу в грабенообразных углублениях доюрской структурно-эрозионной поверхности. Установлено, что система выделяемых мелких тектонических нарушений образует диагональную сеть, совпадающую с планетарной (регматической) системой нарушений [75]. Кроме этих тектонических нарушений по карте модуля градиента выделены зоны динамического влияния разломов на геологические структуры. Эти деструкции геосреды могли влиять на развитие самих коллекторов, а также на формирование и строение самих залежей. Вдоль разломов, по-видимому, формировались зоны наибольшей трещиноватости, что могло способствовать образованию трещинно-поровых коллекторов.
Наиболее интенсивные аномалии остаточного поля и модуля градиента доюрской поверхности фундамента подчеркивают системы позднетриасо-вых рифтов в регионе и уточняют их трассировку. По карте сглаженных остаточных аномалий структурного поля намечаются несколько рукавооб-разных прогнутых зон, в пределах которых происходило наиболее интенсивное осадконакопление ранне- среднеюрских толщ. Указанные прогнутые зоны интерпретируются как возможные нефтегазоносные впадины в доюрском этаже нефтегазоносности Западной Сибири.
Здесь же выделяются несколько приподнятых участков доюрского ложа. Эти приподнятые блоки могли быть зонами столкновений микроконтинентов с островными дугами и областями сноса обломочного материала при заполнении грабенообразных углублений в прогнутых зонах (Клещев К А., Шеин ВС, 2004 [41]). Отложения нижней и средней юры формировались, по-видимому, в условиях озерно-болотистой равнины с разветвлен 105 ной сетью речных долин. В условиях регионального погружения территории, видимо, имел место дефицит сносимого обломочного материала, поскольку площади локального сноса грубообломочных отложений были невелики. При этом накапливался в основном тонкодисперсный материал преимущественно алевролито-пелитовых толщ, а опесчанивание отложений происходило только в условиях речной эрозии выступов и при накоплении материала в желобах и локальных прогибах. Большие площади и мощности распространения тюменской свиты в регионе указывают на их перспективность в смысле образования пород-колекторов и накапливания органического вещества в озерно-болотных условиях осадконакопления в локальных впадинах.
Интенсивность аномалий в трансформациях доюрского основания свидетельствует о том, что локальные доюрские впадины образованы интенсивными тектоническими сбросами. Направления рифтовых зон по данным настоящих исследований совпадают с данными предыдущих исследований, но несколько уточняется их трассировка и расположение отдельных элементов. Локальные аномалии потенциальных полей совпадают с выделяющимися рифтовыми зонами, но оказываются несколько смещенными в плане.
Полученные дополнительные данные учтены при плитотектоничес-ком районировании [81], в частности, многие региональные разломы, ограничивающие позднепермско-триасовые рифты, выделенные впадины и другие геологические структуры.
Предложенную технологию можно использовать и на локальных геологических структурах. Это тем более необходимо, так как проведение полевых исследований в данном регионе весьма затруднительно из-за суровых климатических условий.
