Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Геологическое строение западной части Сибирской платформы и ее обрамления 17
1.1. Стратиграфическая шкала верхнего протерозоя Сибирской платформы 17
1.2. Тектоника венд-фанерозойского комплекса осадочного чехла 19
1.3. Кристаллический фундамент 24
1.4. Состав и строение рифейского комплекса отложений осадочного чехла, сопоставление рифея разных районов
1.4.1. Литология и стратиграфия рифейских отложений Байкитской ан-теклизы 38
1.4.2. Литология и стратиграфия рифейских отложений Катангской седловины 43
1.4.3. Тектоника рифейского комплекса осадочного чехла западной части Сибирской платформы 53
1.4.4. Литолого-фациальные изменения рифейских отложений в пределах южного склона Байкитской антеклизы 72
1.4.5. Сопоставление разрезов рифея Байкитской антеклизы и Ангаро-Питского синклинория Енисейского кряжа 90
1.4.6. Сопоставление разрезов рифея Байкитской антеклизы, Чадобец кого поднятия и Катангской седловины 121
1.4.7. Рифейские отложения Тейской зоны Енисейского кряжа и при мыкающей части Сибирской платформы 138
1.4.8. Рифейские отложения Курейско-Бакланихинского мегавала и примыкающей части Сибирской платформы 155
1.4.9. Рифейские отложения Игарского района и западного склона Хан тайско-Рыбнинского мегавала 158
1.5. Состав и строение вендского комплекса отложений осадочного чехла западной части Сибирской платформы 165
Глава 2. Геохимия рассеянного органического вещества и нефтей рифейских и вендских отложений западной части Сибирской платформы... 186
2.1. Материал и методы исследования органического вещества 186
2.2. Обогащенность органическим веществом отложений рифея и венда западной части Сибирской платформы 201
2.3. Характеристика керогена отложений рифея и венда западной части Сибирской платформы 239
2.4. Групповой состав битумоидов рифейских и вендских отложений... 263
2.5. Геохимия углеводородов - биомаркеров в битумоидах рифейских и вендских отложений 272
2.6. Характеристика верхнепротерозойских нефтей западной части Сибирской платформы 310
Глава 3. Обоснование шкалы палеоглубинной зональности катагенеза органического вещества отложений западной части Сибирской платформы 343
Глава 4. История нефтегазообразования и прогноз зон нефтегазонакоп ления 365
4.1. История нефтегазообразования и нефтегазонакопления в ри фейских и вендских отложениях западной части Сибирской платформы ... 365
4.2. Прогноз фазового состава залежей углеводородов и зон нефтегазона копления в рифейских и вендских отложениях западной части Сибирской платформы 390
Заключение 398
Список литературы 407
Список рисунков 438
Список таблиц
- Литология и стратиграфия рифейских отложений Байкитской ан-теклизы
- Сопоставление разрезов рифея Байкитской антеклизы и Ангаро-Питского синклинория Енисейского кряжа
- Обогащенность органическим веществом отложений рифея и венда западной части Сибирской платформы
- История нефтегазообразования и нефтегазонакопления в ри фейских и вендских отложениях западной части Сибирской платформы
Введение к работе
Актуальность представленной работы заключается в необходимости обеспечения на перспективу ресурсами нефти и газа реализуемых на изучаемой территории крупных проектов нефтегазодобычи. В соответствии с имеющимися сегодня на государственном балансе полезных ископаемых запасами и конъюнктурой мирового рынка, в 2014 г. было начато строительство нефтепровода «Тайшет – Куюмба», протяженностью более 700 км, рассчитанного на прокачку 15 млн т нефти ежегодно. Строительство должно завершиться в конце 2016 г. Нефтепровод свяжет уникальные Юрубче-но-Тохомское и Куюмбинское месторождения с нефтепроводной системой ВСТО (Восточная Сибирь – Тихий океан) и позволит России поставлять дополнительные объемы нефти на бурно развивающиеся рынки юго-восточной Азии.
В случае успешного начала промышленной добычи нефти на месторождениях западной части Сибирской платформы, возможно увеличение пропускной способности нефтепровода, которое потребует ускоренного прироста ресурсной базы. Прирост запасов нефти необходим также для поддержания объемов добычи на высоком уровне в течение длительного времени. В то же время успешность открытия новых месторождений нефти
и газа в западной части Сибирской платформы в значительной мере зависит от точности наших представлений о ее геологическом строении и верности прогнозов ее нефтегазоперспективности.
Байкитская антеклиза и примыкающие к ней районы на западе Красноярского края являются регионом, где доказана промышленная нефтегазо-носность и открыты уникальные месторождения в самых древних осадочных комплексах протерозоя. Отдельные проблемы нефтегазоносности верхнего протерозоя запада Сибирской платформы (рифея и венда) рассматривались и ранее многими исследователями (Баженова Т.К., Гришин М.П., Кащенко С.А., Конторович А.Э., Конторович А.А., Кренцлер Б.Б., Кузнецов Л.Л., Кринин В.А., Левченко И.Г., Скоробогатых П.П., Старосельцев В.С., Сурков В.С., Трофимук А.А.), в том числе и автором. Однако крупных обобщений по объекту исследований в целом с учетом принципиально важных новейших материалов до последнего времени не было. Сказанное кратко характеризует разработанность темы настоящего исследования.
Первые теоретические идеи по проблемам нефтегазоносности докембрия принадлежали В.И. Вернадскому, М.А. Усову, И.С. Грамбергу, А.А. Трофимуку. При анализе геологии и нефтегазоносности докембрия автор опирался на методологические и теоретические разработки научных школ Н.Б. Вассоевича, А.Э. Конторовича, Ю.А. Косыгина, А.В. Сидоренко, Б.С. Соколова, А.А. Трофимука, которые они адаптировали к изучению геологии и нефтегазоносности докембрия.
В работе автор широко использовал методы стратиграфии, принятые при корреляции докембрийских осадочных толщ, сейсмостратиграфический анализ, методы тектонического, седиментологического анализа, аналитические методы и методы интерпретации, принятые в органической геохимии и т.д.
Представленная работа обобщает большой объем полученных в последние годы результатов бурения, сейсморазведочных работ и аналитических исследований. Целью ее является выявление ключевых факторов, определивших масштабы нефтегазоносности отложений рифея и венда, и оценка перспектив нефтегазоносности западной части Сибирской платформы.
Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующие задачи.
1. Рассмотреть имеющиеся в настоящее время представления о геологическом строении западной части Сибирской платформы и, используя результаты геолого-геофизических и буровых работ последних 10 – 15 лет, представить вариант сопоставления стратиграфических разрезов рифейских отложений разных районов Сибирской платформы и ее складчатого обрамления.
2. Выполнить тектоническое районирование верхнепротерозойского
подэтажа района исследований с учетом новейших данных глубокого буре
ния и сейсморазведки.
-
На основе изучения геологического строения территории исследования, обогащенности вскрытых скважинами отложений рифея и венда органическим веществом (ОВ), детального изучения органической геохимии углеродистых рифейских и вендских отложений, выделить возможные нефтегазоматеринские отложения и провести сравнение состава битумоид-ной части ОВ и нефтей западной части Сибирской платформы.
-
На основе изучения катагенетической преобразованности ОВ ри-фейских и вендских отложений воссоздать историю формирования катаге-нетической зональности в осадочном чехле западной части Сибирской платформы, провести реконструкцию истории нефтегазообразования, выделить очаги нефтегазогенерации и зоны нефтегазонакопления с прогнозом фазового состава залежей углеводородов (УВ).
-
Выполнить оценку перспектив нефтегазоносности и выработать рекомендации по направлениям дальнейшего изучения объекта исследований.
Фактическим материалом для обобщения в представленной работе послужили результаты бурения параметрических, поисковых и разведочных скважин (более 300), накопленные за все время проведения нефтегазопоис-ковых работ в западной части Сибирской платформы. Также были проанализированы и обобщены данные региональных сейсмических и комплексных геофизических работ по более чем 40 тыс. км профилей, выполненных в последние годы по усложненным методикам, что дало возможность значительно повысить информативность окончательных временных разрезов.
Материалом для изучения рассеянного органического вещества (РОВ) рифейских и вендских отложений являлся, прежде всего, керн более 140 параметрических, поисковых и разведочных скважин и образцы горных пород из обнажений Енисейского кряжа (на реках Ангара с притоками и Иркинеева), Курейско-Бакланихинского мегавала Сибирской платформы (на р. Сухая Тунгуска), опробование которых осуществил лично автор в течение 1994–2013 гг., при выполнении работ по заказу Комитета природных ресурсов по Красноярскому краю и, в дальнейшем, в частном порядке. Всего было отобрано и проанализировано методом пиролиза Rock-Eval более 1500 проб рифейских и вендских отложений западной части Сибирской платформы. Также были проанализированы в СНИИГГиМС и ИНГГ СО РАН отобранные автором 23 большие пробы пород рифея и венда и дана детальная характеристика выделенных керогенов и битумоидов. Дополнительно были привлечены результаты анализа 29 проб керогена, отобранных другими исследователями и проанализированных в СНИИГГиМС.
В представленной работе были использованы результаты детального анализа нефтей, проведенного в ИНГГ СО РАН. Всего было изучено 17
проб нефтей Юрубчено-Тохомского и Куюмбинского месторождений, по одной пробе нефти из Шушукского месторождения и залежи на Сейсмораз-ведочной площади и одна проба конденсата из скв. Аргишская-273.
Все это в совокупности, а также учет новейших теоретических разработок в области теории образования нефти определяет достоверность результатов исследования.
Научная новизна
-
Доказано существование единой системы рифейских прогибов, протягивающихся под чехлом венд-фанерозойских отложений западной части Сибирской платформы и разделенных протяженными выступами кристаллического фундамента.
-
Разрезы рифейских отложений Катангской седловины, Байкитской антеклизы и Чадобецкого поднятия Сибирской платформы скоррелированы между собой и сопоставлены с разрезами рифея Ангаро-Питского синкли-нория Енисейского кряжа. Обосновано, что разрез рифейских отложений Катангской седловины надстраивается сверху отложениями, одновозраст-ными породам камовской серии Байкитской антеклизы, которые в свою очередь перекрываются отложениями, обнажающимися на Чадобецком поднятии.
-
Основными нефтегазогенерирующими породами в западной части Сибирской платформы являлись углеродистые отложения рифея (широкого стратиграфического диапазона) и в меньшей степени – венда. Рифейские нефтегазоматеринские породы сохранили к началу вендских погружений различный в разных районах остаточный генерационный потенциал.
Залежи нефти и газа, которые могли формироваться в рифейское время, были в основном разрушены на предвендском эрозионном этапе развития территории, в течение которого были эродированы и вмещавшие их рифейские отложения мощностью до 3–6 км. Значительный размыв отложений зафиксирован по геолого-геофизическим данным и в осевых частях рифейских прогибов, и в краевых частях (являвшихся зонами аккумуляции УВ, мигрировавших на этапе рифейских погружений). Менее значительные погружения отложений в рифее зафиксированы на восточном борту Ангаро-Котуйского прогиба.
Глубоко погружавшиеся в рифее углеродистые материнские породы реализовали свой потенциал генерации нефти еще на рифейском этапе развития. На этапе венд-фанерозойских погружений (в районах, где они превзошли рифейские по глубине, а главное – по температуре прогрева отложений) эти углеродистые породы могли генерировать газовые углеводородные флюиды.
Менее преобразованные в рифейское время углеродистые отложения реализовали свой нефте-, а затем газогенерационный потенциал в районах
глубокого их погружения в венд-фанерозойское время (после перекрытия их надежными соленосными флюидоупорами венда и кембрия).
В районах глубоких фанерозойских погружений – очагах нефтегазоге-нерации реализовали свой потенциал и вышележащие вендские материнские породы.
4. В результате проведенного обобщения доказаны высокие перспективы открытия новых залежей нефти и газа в пределах выделенных ранее Юрубчено-Тохомской и Собинско-Тэтэринской зон нефтегазонакопления с расширением их нефтегазоносных площадей. Впервые выделена Котуйская (Прианабарская) зона нефтегазонакопления. На склонах Байкитской ан-теклизы, Катангской седловины, Бахтинского мегавыступа и на Богучано-Манзинском выступе Присаяно-Енисейской синеклизы выделены несколько зон, которые могут содержать газоконденсатные залежи в рифейских отложениях и в нижней части вендских отложений и, возможно, нефтегазокон-денсатные залежи в карбонатных коллекторах верхней части венда.
Личный вклад. Автор участвует в работах по изучению геологии и обоснованию перспектив нефтегазоносности западной части Сибирской платформы без малого тридцать лет, участвовал во всех работах, выполнявшихся в СНИИГГИМСе и его Красноярском филиале по оценке перспектив нефтегазоносности Красноярского края с 1987 г. В течение 1994– 2002 гг. автор лично опробовал керн, направил на исследования органического вещества коллекции образцов из более 140 параметрических и нефте-газопоисковых скважин, пробуренных на территории западной части Сибирской платформы, и обнажений рифейских углеродистых отложений на Енисейском кряже и в Туруханском районе, а после получения результатов исследований – проанализировал полученные данные. В последние годы являлся непосредственным участником обоснования и постановки работ по бурению параметрических скважин Аргишская-273, Майгуннская-275 и Чункинская-282 и значительной части сейсморазведочных работ, выполненных на территории западной части Сибирской платформы в 2002–2014 гг.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всероссийских и региональных конференциях «Нефтегазовая геология на рубеже веков. Прогноз, поиски, разведка и освоение месторождений» (Санкт-Петербург, 1999), «Актуальные вопросы природопользования и пути эффективного освоения минеральных ресурсов Эвенкии» (Тура; Красноярск, 2001), «Проблемы нефтегазоносности Сибирской платформы» (Новосибирск, 2003), «Пути повышения эффективности геолого-разведочных работ на нефть и газ в Восточной Сибири и Республике Саха (Якутия)» (Новосибирск, 2006), «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Центральной Сибири и прилегающих территорий» (Красноярск, 2007), «Геология, геофи-
зика и минеральное сырье Сибири» (Новосибирск, 2014), на многочисленных совещаниях в Роснедра России.
По теме диссертации опубликовано 27 работ, 19 из которых в соавторстве, в том числе в научных изданиях, рекомендованных перечнем ВАК, опубликовано 11 работ.
Практическая реализация. Выводы и рекомендации автора, полученные в результате проведенных исследований, позволили обосновать и выполнить в 2004–2014 гг. сейсморазведочные и комплексные геофизические работы более чем по 30 объектам государственного заказа, бурение параметрических скважин Аргишская-273, Майгуннская-275 и Чункинская-282, подготовить к лицензированию и распределить недропользователям более 10 новых участков недр.
Параметрическая скв. Аргишская-273, пробуренная на склоне Байкит-ской антеклизы, дала приток конденсатного газа из прикровельной части рифейских доломитов, открыв газоконденсатную залежь.
Защищаемые положения
-
Рифейские отложения широко распространены в западной части Сибирской платформы и образуют единую систему, состоящую из протяженных Ангаро-Котуйского и Приенисейского прогибов. Мощность рифейских отложений в приосевых частях прогибов достигает 6–10 км. Рифейские прогибы и обрамляющие их обширные выступы кристаллического фундамента пенепленизированы и плащеобразно перекрыты венд-фанерозойскими отложениями.
-
Рифейские отложения краевых частей прогибов содержат мощные толщи карбонатных пород, которые при погружении к осевым частям прогибов фациально замещаются карбонатно-терригенными и терригенными отложениями.
Рифейские отложения Катангской седловины надстраиваются разрезом отложений, одновозрастных камовской серии Байкитской антеклизы, который, в свою очередь, перекрывается рифейскими отложениями, обнажающимися на Чадобецком поднятии.
3. Основными материнскими породами (для рифей-вендского уровня
нефтегазонакопления) в западной части Сибирской платформы (установ
ленными в настоящее время) являются рифейские отложения. В меньшем
объеме участвовали в генерации нефти и газа пачки углеродистых аргилли
тов и алевролитов некоторых разрезов венда.
Принципиально важным для нефтегазоносности западной части Сибирской платформы является остаточный генерационный потенциал ри-фейских отложений, который они сохранили к началу вендского времени.
Высокий потенциал генерации нефти к началу вендского этапа осадко-накопления сохранили (и впоследствии реализовали на большей части территории распространения) пачки углеродистых аргиллитов ирэмэкенской
толщи, углеродистых аргиллитов и мергелей аянской толщи. Газогенерационные возможности сохранились к началу венда у более древних (или у более глубоко преобразованных молодых) рифейских отложений и были реализованы в фанерозое в областях глубоких погружений этих отложений.
-
Очаги нефтегазогенерации на венд-фанерозойском этапе развития западной части Сибирской платформы формировались в зонах наибольшего погружения отложений в прогибах и в центральных частях синеклиз, последовательно увеличиваясь в размерах при вовлечении в погружение все более обширных территорий распространения нефтегазоматеринских отложений. Фазовый состав углеводородов, мигрировавших из очагов генерации, зависел от остаточного (к началу венда) генерационного потенциала ри-фейских материнских отложений и максимальных глубин палеозойских и раннетриасового погружений рифейских и вендских материнских пород.
-
Главными зонами нефтегазонакопления в западной части Сибирской платформы, в которых имеются все предпосылки для открытия новых месторождений в рифейских и вендских отложениях, являются выделенные ранее нефтегазоносные Юрубчено-Тохомская и Собинско-Тэтэринская зоны. Преимущественно газоконденсатные залежи прогнозируются в Нижнеангарской, Тынепской, Чункинско-Учаминской, Илимпейской, Богучано-Манзинской зонах нефтегазонакопления. Впервые выделена Котуйская (Прианабарская) зона нефтегазонакопления, которая должна содержать га-зоконденсатные (в западной части) и нефтегазоконденсатные (в северовосточной части) залежей.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, общим объемом 449 страниц машинописного текста, содержит 173 рисунка, 55 таблиц и список цитируемой литературы из 251 наименования.
Литология и стратиграфия рифейских отложений Байкитской ан-теклизы
Тектонические особенности территории являются отражением истории ее геологического развития. Различия в мощностях накопившихся осадков в прогибах и впадинах, с одной стороны, и на поднятиях, с другой, закономерно сочетаются с различиями в фациальных особенностях отложений. Различия в интенсивности восходящих и нисходящих движений на этапах тектонических перестроек также закономерно связаны с тектонической приуроченностью разных районов. Для удобства дальнейшего изложения материала по столь сложному и далеко не до конца изученному региону, каким является западная часть Сибирской платформы, целесообразно начать его характеристику с освещения тектонических особенностей территории.
Тектоника Сибирской платформы начиная с 1930-х гг. являлась объектом изучения многих выдающихся исследователей: Н.С. Шатского, С.В. Обручева, Г.Г. Моора, А.Д. Архангельского, Б.А. Иванова, Д.А. Туголесова, М.М. Одинцова, Н.С. Зайцева, С.П. Ситникова, Т.Н. Спижарского, П.Е. Оффмана, И.П. Атласова, А.С. Кириллова, Н.С. Малича и др. В дальнейшем обобщением результатов геофизических и буровых работ Сибирской платформы в целом (и ее западной части в частности) занимались такие исследователи как А.И. Трофимук, В.В. Семенович, Л.И. Ровнин, И. И. Краснов, В.Д. Козырев, Э.Э Фотиади, А.Э. Конторо-вич, В.С. Старосельцев, Н.В. Мельников, Ю.А. Косыгин, И.Г. Левченко, Г.Д. Назимков, Л.Л. Кузнецов, А.К. Башарин, В.С. Сурков, И.Н. Сулимов, М.А. Дмитриев, Ю.А. Притула, В.В. Забалуев, М.П. Гришин, А.А. Конторович, В.Д. Накаряков, В.Г. Сибгатулин и др. Установленные ими основные черты строения Сибирской платформы уточняются в настоящее время при проведении сейсморазведочных работ по современным технологиям и глубокого нефтегазового бурения.
Осадочный чехол Сибирской платформы (за исключением наложенных мезозойских прогибов и Вилюйской гемисинеклизы, глубинное строение которых в настоящее время достоверно не установлено) отчетливо разделяется на две части: рифейскую и венд-фанерозойскую. По предложению исследователей СНИИГГиМС верхнюю часть разделяют на несколько структурных ярусов: нижнепалеозойский (в составе венд-силурийских отложений), среднепалеозойский (в составе девонско-нижнекаменноугольных отложений), верхнепалеозойский (в составе каменноуголь-но-пермских угленосных отложений), триасовый (вулканогенно-осадочный) [127; 34; 84; 126; 128]. Учитывая принципиальные различия в складчатости рифейского комплекса и вышележащих отложений, надежно установленные в последнее время на обширных территориях Сибирской платформы, было бы нелогичным уравнять в иерархии рифейские отложения с вышеназванными ярусами. Поэтому, в свете современных данных, рифейский комплекс отложений может считаться либо структурным надъярусом, либо подэтажом осадочного чехла Сибирской платформы.
Детали тектонического строения рифейского комплекса отложений, скрытого под образованиями венда-фанерозоя до последнего времени являются предметом дискуссий и предположений. Вместе с тем, проведенные в последние годы в западной части Сибирской платформы региональные сейсморазведочные работы по современным технологиям, а также параметрическое и поисковое бурение позволили значительно уточнить его строение, выделить систему протяженных рифейских прогибов, разделенных обширными выступами кристаллического фундамента, и предложить обоснованный вариант сопоставления разрезов рифея внутренних районов платформы и ее обрамления. Более подробно результаты проведенного анализа этих работ и уточненный в соответствии с этим структурный план рифейского комплекса осадочного чехла будут освещены ниже.
Образования венд-фанерозойского комплекса отложений плащеобразно перекрывают рифейские прогибы и обширные выступы кристаллического основания Сибирской платформы.
По горизонтам венд-нижнепалеозойской части осадочного чехла на западе Сибирской платформы выделяют Курейскую и Присаяно-Енисейскую синекли-зы, Байкитскую антеклизу и ее северо-западное продолжение – Бахтинский ме-гавыступ, Катангскую седловину и западные части Непско-Ботуобинской и Ана-барской антеклиз [34] (Рисунок 3). На рисунке 3 нанесены генерализованные изогипсы по регионально прослеженному в западной части Сибирской платформы отражающему горизонту Б (соответствующему кровле тэтэрской свиты венда-нижнего кембрия). За основу приняты данные дежурной структурно-тектонической карты ежегодно составлявшейся и корректировавшейся специалистами ГГП «Енисейнефтегазгеология» под редакцией главных геологов Л.Л. Кузнецова, В.А. Кринина, А.К Битнера и уточнявшейся в последнее время специалистами КНИИГГиМС [203].
Верхнепалеозойско-нижнетриасовая часть осадочного чехла западной части Сибирской платформы в целом наследует структуру нижней его части, но в то же время, имеются некоторые отличия в ее региональном строении. Эти отличия заключаются в более широком распространении каменноугольно-пермских угленосных и туфо-лавовых раннетриасовых образований, несогласно перекрывающих подстилающие отложения от позднедевонских и раннекаменноугольных на северо-западе до ордовикских и нижне-среднекембрийских на юге. В соответтвии с этим по горизонтам верхнепалеозойско-нижнетриасовых отложений в западной части Сибирской платформы выделяют (вместо менее обширной Ку-рейской) Тунгусскую синеклизу, которая частично перекрывает краевые части Бахтинского мегавыступа, Байкитской антеклизы, Катангскую седловину и северо-западный склон Непско-Ботуобинской антеклизы.
На севере характеризуемой территории предполагается распространение венд-раннетриасовых отложений осадочного чехла под глубоким наложенным Енисей-Хатангским региональным прогибом, переходящим к востоку в Анабаро-Хатангскую седловину. Эти депрессии начали формироваться в мезозойское время и выполнены мезозойско-палеогеновыми отложениями. С запада Сибирская платформа ограничена Енисейским складчатым поясом, включающим структуры Енисейского кряжа (на юге) и продолжающие его в северном направлении при погружении под мезозойские отложения восточного края Западно-Сибирской плиты складчатые протерозойские образования, которые с востока ограничены краевыми структурами Сибирской платформы: Курейско-Бакланихинским и Хантайско-Рыбнинским мегавалами (см. рисунок 3).
Мощность сохранившихся в настоящее время венд-фанерозойских отложений западной части Сибирской платформы колеблется от 2,2–2,5 км (в пределах Байкитской и западной части Непско-Ботуобинской антеклиз) до 10–11 км (в самых глубоких впадинах и прогибах Курейской синеклизы). На этапе наибольшего погружения территории в конце раннего триаса общая мощность осадочного чехла западной части Сибирской платформы превышала современную. Начавшийся затем этап преобладающего воздымания территории сохраняется и поныне и сопровождается размывом отложений: более значительным в краевых частях платформы и других областях повышенной тектонической напряженности (например, в Ангарской зоне складок) и на территории унаследованно развивающихся антеклиз: Анабарской, Байкитской и Непско-Ботуобинской
Сопоставление разрезов рифея Байкитской антеклизы и Ангаро-Питского синклинория Енисейского кряжа
Как уже было отмечено выше, на информативность окончательных временных разрезов оказывают существенное влияние поверхностные сейсмогеологиче-ские условия проведения работ. При появлении на поверхности нижнетриасовых грубообломочных образований корвунчанской серии и возрастании ее мощности, отражающие границы внутри рифейского комплекса отложений резко теряют свою выразительность или совсем перестают прослеживаться. Это вероятно связано как с уменьшением мощности сейсмического сигнала при возбуждении, так и с рассеянием отраженных сейсмических волн в верхней части разреза.
Следующим фактором, также снижающим информативность временных разрезов на рифейском уровне, является насыщенность геологического разреза венд-фанерозойского чехла интрузивными телами траппов. Чем больше в разрезе наблюдается интрузий и чем больше их суммарная мощность, тем выше становится фон кратных высокочастотных волн, формирующихся на резких акустических контактах трапповых тел, внедрившихся в соленосные породы. Фон интенсивных кратных волн часто нацело затушевывает более низкочастотные внутри-рифейские отражения на временных разрезах.
При высокой насыщенности разреза межпластовыми интрузиями (силла-ми), как правило, растет и число секущих даек и интрузий более сложной формы, так как по многочисленным данным бурения силлы почти никогда не остаются на одном уровне, а имеют тенденцию скачкообразно перескакивать с одного стратиграфического уровня на другой (сохраняя в целом приуроченность к крупным стратиграфическим подразделениям, что в районах невысокой насыщенности ими разреза позволяет давать им собственные наименования: катангский силл, усольский силл и т. д.). Наличие секущих тел траппов также значительно усложняет волновую картину, наблюдаемую на временных разрезах.
Усложнение структуры рифейского комплекса отложений: появление складок и разломов, смещающих разные блоки, также ведет к потере отражений на уровне рифея.
И еще один важный фактор должен учитываться при интерпретации, но только после тщательного исключения влияния всех вышеперечисленных – это фациальные изменения рифейских отложений, а также степень их метаморфизма (в глубоко когда-либо погружавшихся частях разреза).
При наличии глинистых пачек и прослоев в карбонатных, преимущественно доломитовых толщах формируются отчетливые отражения на литологических границах, соответствующих скачкообразным изменениям плотности пород: R4, R3, R2. При фациальном замещении карбонатов глинистыми отложениями такие границы исчезают. В том случае, когда мощные карбонатные толщи (юрубчен-ская, куюмбинская и т. д.) замещаются переслаивающимися глинисто-карбонатными и глинистыми пачками – на временных разрезах появляются многочисленные резкие отражения, среди которых опорные границы R4, R3 и R2 теряются и перестают прослеживаться.
Метаморфизация осадочных отложений ведет к преобразованию их минерального состава, что в свою очередь также зачастую стирает различия в плотности пород разного состава, а значит, препятствует формированию сколько-нибудь отчетливых отражений на их границах. В результате этого, иногда мета-морфизованный комплекс отложений (например, изначально сложенный только терригенными песчано-глинистыми породами) становится как бы сейсмически «прозрачным» – практически лишенным отражающих границ.
Учитывая все вышеизложенное, рассмотрение разрезов 100–112 южного склона Байкитской антеклизы, полученных по ортогональной сети профилей, проложенных почти вдоль и вкрест простирания разнофациальных зон в ри-фейском комплексе отложений, позволило выявить важные особенности его строения, которые не столь отчетливо видны на региональных профилях (см. рисунки 10, 11).
Следует также отметить, что информативность полученных по параллельным профилям временных разрезов существенно различается, вследствие указанных выше причин (прежде всего, различий в поверхностных сейсмогеологи-ческих условиях). Но благодаря простому моноклинальному в целом погружению с северо-запада на юго-восток рифейских отложений на северном борту Ир-кинеево-Ванаварской части прогиба, который пространственно соответствует южному склону Байкитской антеклизы (на венд-палеозойском уровне осадочного чехла), удалось выявить некоторые закономерно повторяющиеся на каждом профиле особенности рифейского разреза, которые не могут быть случайными флуктуациями, вызванными совсем не геологическими причинами.
Наиболее ярко на полученных разрезах выявляется карбонатное тело между отражающими границами R4 и R3, протягивающееся от Юрубченской площади на юго-восток (см. рисунки 34–36). Это тело образовано отложениями юруб-ченской, долгоктинской и куюмбинской толщ, характеризуется практически полным отсутствием отражений между R4 и R3 и подтверждается результатами бурения скв. Верхне-Тайгинской-1 (на которую почти выходит профиль 105) и новых, пробуренных ОАО «Газпром»: Камовская-1, -2, -3, Платоновская-1, -2, -3 (см. рисунки 8, 33).
При прослеживании отражающей границы R4 на юго-восток – в сторону наибольшего погружения рифейских отложений к оси Иркинеево-Ванаварской ячеи Ангаро-Котуйского прогиба на всех параллельных профилях (100–107) выше отражения R4 появляются дополнительные отражения, что приводит иногда к ошибкам в интерпретации в зонах потери отражений на разрезах и перескоку с одной фазы на другую со скачкообразным изменением временной мощности между отражающими границами (Рисунок 37). Тремя стрелками на разрезах А и Б на рисунке 37 показана временная мощность между границами R4 и R2 плавно возрастающая в зону прогиба. Но если на рисунке Б (профиль 105) прослеживае-мость внутририфейских отражений достаточно хорошая, то на рисунке А (профиль 104) имеются зоны потери отражений, и вновь появившееся над R4 отражение интерпретатор принял за границу R4 [201]. Стрелками показано положение истинных границ R4 и R2. Рисунок 37 – Сопоставление участков временных разрезов по профилям 1608104 (А) и 1608105 (Б). Расположение профилей показано на рисунке 33. Эти вновь появляющиеся отражения имеют клиноформный характер, что позволяет говорить о фациальных замещениях рифейских отложений (в составе юрубченской и на более высоком стратиграфическом уровне – куюмбинской толщ). Появившиеся между границами R4 и R3 отражения фиксируют довольно резкое клинообразное уменьшение мощности карбонатных толщ, которое должно было сопровождаться во время осадконакопления (в юрубченское, а затем – позже – в куюмбинское время) формированием некомпенсированных осадками прогибов, расположенных к юго-востоку от карбонатной платформы.
Важно отметить, что в подобных прогибах при отсутствии существенного привноса в бассейн седиментации терригенного материала в отдельные отрезки времени, как правило, накапливаются обогащенные органическим веществом илы, преобразующиеся затем в углеродистые и высокоуглеродистые нефтемате-ринские отложения.
В последующем (при усилении привноса в бассейн седиментации обломочного материала, вероятно вследствие некоторого усиления тектонической активности в областях водосбора на окружающей суше или при понижении уровня моря – базиса эрозии и, вследствие этого, усилении эрозионной деятельности водотоков при возможном одновременном изменении климатических условий) над углеродистыми отложениями формируется толща заполнения, компенсирующая более молодыми осадками существующий прогиб. На наблюдаемых разрезах такие толщи заполнения, характеризуются увеличением мощности в сторону осевой части прогиба (Рисунок 38).
Обогащенность органическим веществом отложений рифея и венда западной части Сибирской платформы
Предложенный вариант сопоставления разрезов рифея Байкитской ан-теклизы и Катангской седловины довольно хорошо согласуется с отнесением ба-зальной части рифейских отложений восточного борта Ангаро-Котуйского прогиба, обнажающихся на земной поверхности в пределах западного склона Ана-барской антеклизы, к нижнему рифею в составе (снизу вверх): ильинской, бур-дурской, лабазтахской, усть-ильинской, котуйканской свит. Только юсмастахская свита (самая верхняя часть вскрытого современной эрозией рифейского разреза) датирована средним–верхним рифеем [131; 100; 184; 115]. На карте полезных ископаемых Красноярского края под редакцией А.К. Мкртычьяна [230] юсмастах-ская свита также отнесена к среднему–верхнему рифею (см. рисунки 4, 5).
Хорошо в целом сопоставляется и литология рифейских отложений, изученных в пределах Катангской седловины и на западном склоне Анабарской ан-теклизы. Нижняя толща Катангского разреза – ереминская – имеет преобладающе терригенный состав, вышезалегающая чуварская толща сложена аргиллитами. Над этими отложениями залегает преобладающе карбонатный комплекс отложений, в переслаивании с терригенными (преимущественно глинистыми) пачками и толщами (см. рисунки 14, 15).
В составе мукунской серии (ильинская, бурдурская и лабазтахская свиты) западного склона Анабарской антеклизы также преобладают терригенные отложения, в состав которых входят гравелиты, конгломераты и песчаники. Усть-ильинская свита, которую разные авторы относят или к мукунской или к вышележащей преимущественно карбонатной билляхской серии, сложена алевролитами, аргиллитами с прослоями доломитов в верхней части. Выше залегают котуйканская и юсмастах-ская свиты, в составе которых преобладают доломиты, часто строматолитовые с редкими прослоями аргиллитов и алевролитов [131; 115; 209; 215; 241].
Для прогноза нефтегазоносности западной части Сибирской платформы предложенное сопоставление разрезов рифея Байкитской антеклизы, Катангской седловины, Чадобецкого поднятия и юго-востока Енисейского кряжа имеет большое практическое значение. Значительная часть разреза кординской свиты Енисейского кряжа по данным геологических съемок сложена «углистыми» – углеродистыми сланцами и филлитами. Также встречаются углеродистые пачки сланцев и филлитов в вышележащих свитах сухопитской серии рифея Енисейского кряжа. Предложенное выше сопоставление показывает, что на бортах ри-фейского прогиба в течение длительных периодов времени формировались карбонатные платформы. Но при продвижении к оси прогиба карбонатные фации замещались бассейновыми, глинистыми фациями, в составе которых можно с достаточной уверенностью прогнозировать наличие углеродистых пачек, протяги вающихся далеко на восток от бывшей краевой части платформы (Ангаро-Питского синклинория) вдоль оси Ангаро-Котуйского прогиба.
Завершая рассмотрение представленных результатов работ на Катангской седловине, можно сделать следующие выводы.
1. Разрез рифея Катангской седловины в целом более древний, чем вскрытый на Байкитской антеклизе разрез камовской серии. Самая верхняя часть вскрытого в пределах Катангской седловины разреза: ушиктинская толща соответствует низам камовской серии: юрубченской – мадринской толщам, а аянская толща Катангского разреза сопоставляется с вэдрэшевской толщей Байкитского разреза.
2. Карбонатные толщи Катангского разреза (сегочамбинская, аявинская, огневская, елохтинская, пайгинская) при продвижении с востока на запад – к оси Иркинеево-Ванаварской секции Ангаро-Котуйского рифейского прогиба замещаются карбонатно-глинистыми и глинистыми одновозрастными отложениями. Корреляция Катангского разреза с разрезами рифея юго-востока Енисейского кряжа показывает, что весь трехкилометровый рифейский комплекс от еремин-ской до ушиктинской толщ включительно, увеличивающийся по данным сейсморазведки снизу по мощности и стратиграфической полноте (надстраивающийся снизу более древними отложениями) при продвижении к оси рифейского прогиба, может быть сопоставлен с нижней частью сухопитской серии, представленной нижней половиной удерейской свиты, горбилокской и кординской свитами.
В северо-восточной части Енисейского кряжа, в Тейской структурно-формационной зоне, на дневной поверхности широко развиты отложения сухо-питской серии рифея (Рисунки 70, 71, 72). В отличие от Ангаро-Питского син-клинория, отложения тунгусикской серии (красногорской, джурской, шунтар-ской свит) в пределах северо-востока Енисейского кряжа присутствуют только в ядрах синклинальных складок на самом северном погружении его структур под чехол Сибирской платформы. На остальной части территории на различных свитах сухопитской серии с размывом залегают преобладающе терригенные верхне-рифейские отложения чингасанской серии в составе лопатинской, карьерной и чивидинской свит, которые на западе, в Верхневороговской зоне, фациально замещаются отложениями верхневороговской серии: ковригинской, оленьинской, луговской и захребтинской свитами (см. рисунки 70–72, 45). Площадь распространения отложений чингасанской и верхневороговской серий совпадает с границами выделенного в северо-восточной части Енисейского кряжа Тейского прогиба (см. рисунок 70).
История нефтегазообразования и нефтегазонакопления в ри фейских и вендских отложениях западной части Сибирской платформы
Таким образом, в пределах вендского комплекса отложений западной части Сибирской платформы в настоящее время не обнаружено мощных, обогащенных органическим веществом пачек пород, обладавших на начальных стадиях ката-генетического преобразования ОВ богатым нефтегазоматеринским потенциалом. Увеличение мощности чистяковской свиты в пределах прогибавшейся Катской впадины Присаяно-Енисейской синеклизы и появление в ее составе более обогащенных Сорг пород позволяет говорить о дополнительном нефтегазогенераци-онном источнике. Учитывая очень пологое погружение вендских отложений с одновременным наращиванием их мощности и стратиграфической полноты на склонах Байкитской антеклизы и Катангской седловины, а также тот факт, что основные выявленные в настоящее время запасы нефти и газа находятся стратиграфически ниже обогащенных ОВ отложений оскобинской (чистяковской) свиты: в рифейских и ванаварских коллекторах, следует признать, что основной источник нефти и газа уже открытых залежей должен был находиться ниже по разрезу.
То же, в целом, можно сказать и в отношении обогащенных Сорг прослоев в ванаварской свите, в которой не выявлено значительных по мощности и содержанию Сорг пачек пород. Более того, в разрезах многих скважин, пробуренных в пределах Байкитской антеклизы и Катангской седловины, установлено, что ва-наварская свита сложена преимущественно красноцветными породами.
Обогащенность органическим веществом пачек доманикоидных аргиллитов в некоторых наиболее полных разрезах в верхней части непского горизонта (а также в нижней части тирского) давно известна на юго-восточном обрамлении
Сибирской платформы – в Предпатомском прогибе и в зоне сочленения с ним: тирбесская свита, пачка доманикоидных аргиллитов (с содержанием Сорг до 8 %), опробованная В.И. Чекановым в верхней части непской свиты из скв. Ичерская-189 [122, 131]. Можно предположить, что при значительном увеличении мощности вендских отложений, установленном по сейсморазведочным данным, в пределах самой погруженной части Курейской синеклизы также возможно появление обогащенных органическим веществом отложений тирского и непского горизонтов (см. рисунок 93).
Но, даже если это так, проведенный анализ показывает, что обширные территории Байкитской антеклизы, Бахтинского мегавыступа, Катангской седловины и южного борта Курейской синеклизы не имеют в разрезе вендских отложений таких обогащенных ОВ пачек пород, а на значительной части территории отсутствуют и сами отложения непского и тирского горизонтов.
В то же время в западной части Сибирской платформы, под чехлом венд-фанерозойских пород обнаружена система протяженных прогибов, выполненных мощными толщами рифейских отложений регионально нефтегазоносных на Бай-китской антеклизе и Катангской седловине. В краевых частях этих прогибов находятся уже открытые месторождения: Юрубчено-Тохомское и Куюмбинское.
Геологическое строение рифейских прогибов было освещено выше. Также в главе 1 была предложена схема сопоставления отложений рифея разных районов западной части Сибирской платформы.
Обогащенность отложений рифея органическим веществом также была изучена на основе массового опробования керна нефтегазопоисковых и параметрических скважин и обнажений рифейских пород на обрамлении Сибирской платформы.
Основная масса керна рифейских пород, поднятого на поверхность при бурении скважин, представлена доломитами многочисленных преимущественно карбонатных толщ: ирэмэкенской, вингольдинской, юктэнской и других на Бай-китской антеклизе; и пайгинской, елохтинской, огневской и других на Катанг-ской седловине. В обнажениях Енисейского кряжа аналогичные доломиты слагают свиты Серого ключа и джурскую. Содержание Сорг в этих породах не превышает 0,1–0,2 %. Исключение составляют тонкие (обычно до первых миллиметров мощностью) часто стилолитизированные прослои аргиллитов, часто присутствующие в доломитах, по которым породы раскалываются на плитки. При раскалывании эти прослои иногда отслаиваются в виде корочек, но часто они настолько тонкие и плотные, что откалываются вместе с чистыми доломитами. Содержания Сорг в пробах таких доломитов с корочками, обогащенными глинисто-органическим веществом, достигают 0,5–0,8 %. Но в целом, при расчете средневзвешенных концентраций Сорг, эти тонкие прослои практически не влияют на обогащенность пород органическим веществом, вследствие очень незначительной их мощности и довольно редкой частоты в разрезе доломитов. Не все корочки обогащены Сорг, часто доломиты имеют тонкие прослои аргиллитов ярко-зеленого или даже красно-бурого цвета. Но в единичных случаях зафиксировано увеличение мощности таких аргиллитовых волнистых прослоев в доломитах до первых сантиметров (скв. Огневская-132, огневская толща) и повышение содержания Сорг в них до 2,31 %.
В составе глинистых толщ, разделяющих мощные доломитовые комплексы рифея обычно присутствуют красноцветные и зеленые аргиллиты, также обедненные органическим веществом [246].
Но в то же время в результате изучения обогащенности отложений рифея органическим веществом в пределах Байкитской антеклизы и Катангской седловины было выявлено несколько углеродистых толщ и пачек аргиллитов, в разной степени доломитистых, сохранивших на начальном этапе погружения территории в вендское время богатый нефтегазогенерационный потенциал, который они реализовали уже в фанерозое. Мощности этих пачек и фациальная однородность отложений позволяют причислять их к богатым по генерационному потенциалу нефтематеринским отложениям.
На территории Байкитской антеклизы нижним, наиболее выдержанным уровнем, обогащенным ОВ, являются пачки аргиллитов, мергелей, глинистых доломитов и известняков вэдрэшевской и мадринской толщ. Эти толщи вскры 221 ты во многих скважинах, к кровле вэдрэшевской тощи приурочен один из основных внутририфейских отражающих горизонтов R4, прослеживаемый по сейсмическим данным на обширной территории. Средневзвешенные по толщам содержания Сорг составляют 0,45 и 0,46 % для отложений мадринской и вэдрэшевской тощ соответственно [246].
Доказанная керном мощность наиболее обогащенных ОВ пачек в составе толщ достигает 30–40 м. Содержание Сорг в глинистых доломитах и аргиллитах этих пачек составляет 0,5–2,5 % (Таблица 9).
Учитывая фациальную выдержанность отложений как по разрезу пачек, так и по площади, а также то обстоятельство, что отбор керна производился из разных частей разреза, можно при помощи каротажного материала определить, что общая мощность выдержанных пачек аргиллитов и мергелей достигает 100– 120 м.
В последнее время мадринская и вэдрэшевская толщи были вскрыты скв. Шушукская-1 на Шушукском лицензионном участке (недропользователь ООО «Харьяга»). Керн этой скважины был изучен Н.В. Лопатиным [237]. Проведенный анализ показал, что содержания Сорг в пачках глинистых доломитов и аргиллитов мадринской и вэдрэшевской толщ составляют 0,75–3,27 % при мощности пачек от 5 до 25 м (Таблица 10).
Следующим (вверх по разрезу) обогащенным Сорг уровнем являются отложения самой молодой, вскрытой скважинами на территории Байкитской ан-теклизы, ирэмэкенской толщи, сложенной светло-серыми доломитами, содержащими довольно мощные и однородные прослои зеленоватых и углеродистых черных с буроватым отттенком аргиллитов.