Содержание к диссертации
Введение
1. История изучения Южно-Тунгусской нефтегазоносной области 8
2. Модель геологического строения Южно-Тунгусской нефтегазоносной области 13
2.1 Разрез осадочного чехла 15
2.1.1 Рифей 15
2.1.2 Венд 16
2.1.3 Кембрий 18
2.1.4 Ордовик 29
2.1.5 Силур 30
2.1.6 Девон 32
2.1.7 Карбон 32
2.1.8 Средний карбон и Пермь 32
2.1.9 Триас 32
2.2 Тектоника 33
2.2.1 Фундамент 34
2.2.2 Чехол 35
2.3 Трамповый магматизм 46
2.4 Перспективы нефтегазоносности 49
3 Методика уточнения и детализации геологической модели с целью прогноза нефтегазоносности и предложениями по дальнейшему направлению геологоразведочных работ 55
3.1 Общие постановочные вопросы 58
3.2 Уточнение строения осадочного чехла 59
3.2.1 Рифовые постройки 60
3.2.2 Стандартные фациальные пояса Уилсона 62
3.2.3 Кембрийские рифовые постройки 66
3.3 Нсотектонпка 66
3.3.1 Методика построения карты новейших тектонических движений для платформенных областей Сибири 69
3.4 Газогеохнмичсская съемка 76
3.4.1 Методика газогеохимической съемки 79
3.4.2 Методы интерпретации материалов газогеохимической съёмки 83
3.4.3 Газогеохимические аномалии на эталонных участках 86
3.4.4 Последовательность работ при газогеохимической съемке на новом участке 99
3.5 Влияние траппового магматизма на нефтегазоносность 100
4 Результаты применения разработанного системного подхода для прогноза нефтегазоносности слабоизученных территорий (на примере Бахтинского поискового участка) 103
4.1 Предварительный анализ перспектив нефтегазоносности Южно-Тунгусской ИГО 103
4.2 Влияние траппов на поисковые объекты Южно-Тунгусской нефтегазоносной области 107
4.3 Поисковые объекты Бахтинского участка ПО
4.3.1 Рифы моктаконской свиты 111
4.3.2 Рифы дельтулинской, таначинской свит 112
4.3.3 Рифы известняковой толщи 113
4.4 Новейшая тектоника Бахтинского участка 114
4.5 Результаты геохимических исследований на территории Бахтинского поискового участка 123
4.6 Прогноз нефтегазоносности Бахтинского района 141
4.7 Предложения но дальнейшему направлению работ 149
Заключение 166
Литература 167
Введение к работе
Актуальность работы. В условиях реализации проекта по транспорту углеводородов на Азиатско-Тихоокеанские рынки возрастает необходимость целесообразного распределения финансовых и организационно-технических ресурсов при геологоразведочных работах с целью приращения запасов нефти и газа в Восточной Сибири.
Рассматриваемая в настоящей работе система методов детализации геологической модели слабоизучешюй территории Бахтинского района Южно - Тунгусской ІІГО при малой затратности работ в значительной мере позволяет уточнить прогноз нефтегазоносиости территории с выделением перспективных зон, оптимизировать систему дальнейших геологоразведочных работ на нефть и газ в слабоизученных районах Сибирской платформы.
В Бахтинском нефтегазоносном районе имеются предпосылки к обнаружению многочисленных, достаточно емких ловушек углеводородов, связанных с одиночными рифовыми телами и системами краевых рифов карбонатных платформ. Они могут быть приурочены к карбонатным горизонтам (моктаконскому, абакунскому, дельтулинскому и таначинскому) нижне-среднекембрийского сульфатно-галогенно-карбонатного комплекса.
Объектом исследования настоящей работы являются кембрийские отложения Южно-Туигусской нефтегазоносной области Сибирской платформы. В административном отношении площадь работ охватывает часть Туруханского района Красноярского края и западную часть Эвенкийского автономного округа. Здесь при общей, относительно неравномерной изученности территории глубоким бурением и сейсмическими работами открыты залежи углеводородов на Моктаконской и Таначинской площадях. Залежи связаны с ловушками в рифовых постройках. Имеются основания предполагать распространение таких ловушек в подобных геологических условиях на территории Бахтинского нефтегазоносного района.
Цели и основные задачи исследований. Целью работы является обоснование нефтегазогеологической модели строения Бахтинского района Южно — Тунгусской ИГО целостной системой геологических, неотектонических и геохимических методов исследования для уточнения прогноза нефтегазоносиости и оптимизации дальнейших геологоразведочных работ.
В соответствии с этой целью решались следующие задачи: - провести анализ материалов предшествующих работ по данной территории и уточнить наиболее перспективные на нефть и газ стратиграфические интервалы разреза осадочного чехла, определить возможные классы объектов для поиска залежей углеводородов;
- выявить и оценить геологические факторы, повышающие и понижающие оценку перспектив нсфтсгазоносности, определить минимальный перечень критериев, позволяющих провести прогноз нефтегазоносности в соответствии с требуемой детальностью;
- наметить объекты поисков и возможные зоны их распространения, расположенные в благоприятных неотектонических условиях (градиентных зонах унаследованного развития), провести их проверку газогеохимической съемкой;
- дать прогноз нефтегазоносности и обосновать предложения по направлению дальнейших геологоразведочных работ на нефть и газ.
Защищаемые полооїсения и разработка:
1. Усовершенствованная методика пеотектонических и геохимических исследований, адаптированная для территории Сибирской платформы в целом и Бахтинского района - в частности. Методика обеспечивает решение задач геологического моделирования при прогнозе нефтегазоносности в условиях распространения ловушек рифового типа на трех стратиграфических уровнях нижнего и среднего кембрия и широкого развития трапповых тел, участвующих в формировании геологического разреза.
2. Современная модель геологического строения Бахтинского нефтегазоносного района, учитывающая результаты ГРР, неотектонических и геохимических исследований. В рамках данной модели установлена пространственная связь проекции рифовых построек моктаконской и абакунской свит нижнего кембрия на дневную поверхность (Хурингдинской, Нименской и Топкинской) с аномалиями геохимических полей и умеренно активными зонами унаследованных неотектонических движений. Обнаружены многочисленные совпадения геохимических аномалий и благоприятных неотектонических зон с предполагаемыми по результатам сейсмогеологического анализа одиночными рифовыми постройками амгинского возраста в Имбакской зоне. На Аяхтинском куполовидном поднятии выявлен ряд перспективных участков, в которых при проведении сейсморазведочных работ, возможно, будут обнаружены ловушки, содержащие залежи УВ.
3. На основе предложенного комплекса методов, основанного па совокупности сейсмогеологических, неотектонических исследований и газогеохимической съемки впервые проведено районирование слабо изученной территории Бахтинского района по перспективам нефтегазоносности и обоснованы предложения по направлению дальнейших геологоразведочных работ.
Научная новизна. Автором усовершенствована методика неотектонических исследований, направленная на оценку перспектив и заключающаяся в расчетах относительных амплитуд суммарных новейших движений.
Впервые установлены закономерные связи проекций на дневную поверхность выявленных и прогнозируемых по сейсмогеологическим данным рифовых кембрийских построек с зонами, перспективными по неотектоническим показателям. Возможность наличия залежей УВ в связанных с ними ловушках подтверждается результатами газогеохомической съемки.
Для сложно построенных нефтегазоносных объектов кембрия Восточной Сибири предложен обоснованный комплексный подход, включающий использование неотектопических, сейсмогеологических и геохимических критериев прогноза залежей УВ.
Фактический материал и личный вклад. В основу диссертационной работы положены материалы, полученные автором при участии в геохимической съемке по подпочвенным отложениям и снежному покрову с 1997 по 2003 годы на различных площадях Сибирской платформы и Западно-Сибирской плиты. По результатам этих работ проанализировано более 3000 образцов подпочвенных отложений и более 1000 газовых снеговых проб. Помимо этого, автор участвовал в разработке метода и составлении карт новейшей тектоники с применением ПЭВМ масштаба 1:200 000 и 1:100 000 различных участков северо-восточной части Западно-Сибирской плиты и запада Сибирской платформы. В ходе выполнения работы автором была составлена карта неотектоники, принято участие в организации и проведении газогеохимической съемки в Бахтинском районе и анализе полученных результатов. Возможность распространения залежей УВ в прогнозируемых ловушках подтверждается анализом результатов газогеохимической съемки, выполненным Хилько А.П. и автором, что нашло свое отражение в итоговом прогнозе нефтегазоносности Бахтинского района.
При характеристике геологического строения, нефтегазоносности, проведении анализа палеотектонических, неотектонических и химико-аналитических данных, учете влияния траппов автор использовал работы И.П. Варламова, Н.В. Мельникова, Л.И.Килиной, А.В. Исаева, В.С Старосельцева, А.И. Ларичева, Н.А Горюнова, А.В Хоменко, Л.Д. Малюшко, СВ. Дыхан, А.И. Сурнииа, А.П. Хилько, СИ. Дорониной, Г.Ф. Попелухи и других исследователей.
Практическая значимость работы. Применяемый комплексный подход, включающий сейсмогеологический анализ с привлечением неотектонических и геохимических исследований является малозатратным инструментом уточнения и детализации модели строения слабоизучеиной территории и позволяет с приемлемой точностью дать прогноз нефтегазоносное™ и обосновать рекомендации по оптимизации дальнейшего направления геологоразведочных работ.
Апробация. С применением указанной методики получены результаты, которые вошли в отчеты, выполненные ФГУП «СПИИГГиМС» по различным территориям Сибири с 1997 по 2004 годы. Скважины, пробуренные ОАО «Славнефть» на Куюмбииском участке после 1998 года, дали результаты, не противоречащие прогнозу перспектив нефтегазоносности, данному в 1998 г. после проведения работ по предлагаемой методике при участии автора па Куюмбииском участке. Данный комплекс методов использован при составлении 6 отчетов СНИИГГиМС.
Выводы и ряд положений работы опубликован в виде 5 научных статей. Одна статья принята к печати.
Результаты исследований докладывались и обсуждались на различных совещаниях и конференциях: на II Всероссийском металлогеническом совещании (Иркутск, 1998); на совещании «Проблемы нефтегазоносности Сибирской платформы» (Новосибирск, 2003); на XXXVII тектоническом совещании (Новосибирск, 2004). Готовится к публикации доклад, сделанный на совещании по проблемам геологоразведочных работ на территории Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия), проходившем в марте 2006 г. в СНИГГиМСе г. Новосибирска.
Автор признателен за ценные критические замечания, советы и помощь в написании работы своему научному руководителю Н.В. Мельникову, а также B.C. Старосельцеву, А.П. Хилько, Л.Д. Малюшко, А.И. Сурнину, СВ. Дыхан, А.В. Мигурскому, В.В. Гребенюку, Л.И. Килиной.
Большую помощь в оформлении текста и графических приложений автору оказали М.С. Грахничева, С.Г. Шаулина.
История изучения Южно-Тунгусской нефтегазоносной области
Территория Сибирской платформы и ее обрамления в настоящее время служит важным объектом для поисков и разведки залежей углеводородного сырья. На ней расположены Бахтинский НГР, изучение которого и легло в основу данной работы.
Бахтинский НГР располагается на территории Красноярского края, по нефтегеологическому районированию это западная часть Южно-Тунгусской нефтегазоносной области. Территория имеет низкую и неравномерную изученность глубоким бурением и сейсмическими работами с высокой кратностью наблюдений (рис. 1.1).
До середины XX го века территория Сибири в целом и Сибирской платформы в частности была изучена слабо и не регулярно. На западном обрамлении Тунгусской синеклизы значительный интерес к проблеме нефтегазоносности начал проявляться в 40-х годах XX го века в связи с обнаружением нефтепроявлений в Турухапском районе. В этот период оценкой нефтегазоносности территории занимались: П.Г. Верхоланцев, Л.М. Шорохов, А.Г. Вологдин, А.И Гусев, Н.И. Стрижов, А.А. Предтеченский, Ф.Г. Марков, Г.И. Кириченко. Мнения по оценке перспектив нефтегазоносности разделились. Одни из исследователей отрицательно оценивали перспективыТуруханского района, другие положительно.
В начале сороковых годов прошлого века начаты работы по проведению мелко- и среднемасштабной геологической съемки. В результате работ первого этапа были созданы первые стратиграфические схемы, получены представления о современной структуре верхних горизонтов осадочного чехла, выявлены общие черты магматизма.
Систематическое изучение геологии и нефтегазоносности территории началось в пятидесятых годах сотрудниками ВНИГРИ, СНИИГГиМСа, ВСЕГЕИ, ИНГГ СО РАН СССР, НИИГА.
В период с 1952 по 1954 гг. В.И. Драгунов и И.В. Кузнецов изучали нефтегазоиосность этой территории, дали ей положительную оценку.
С 1955 г. по 1963 г. изучением геологии и нефтегазоносности Туруханского и Норильского районов занималась экспедиция СНИИГГиМС (СП. Микуцкий и др., 1963) положительно оценившая перспективы нефтегазоносности западного обрамления Тунгусской синеклизы. (и отбора проб: а - снежного покрова (2003г.}, 6 - газа метолом вытяжки (2003г.), в - подпочвенных отложений (2002г.); 2 -ны: а- поисковые, 6 -параметрические, в- колонковые; 3 - региональные маршруты; 4 - сейсмические профи ш: 5 -профили, обработанные но метолш .кч а анализа скоростей
В 1956 г. ВНИГРИ приступил к изучению нефтегазоносности Тунгусской синеклизы и ее обрамления. Группой исследователей (В.Н. Винкжов, В.Д. Козырев, Г.К. Невский, Н.А. Осипова, Л.С. Петров, 1957) были обобщены имеющиеся материалы и на их основании высказано предположение о перспективности Тунгусской синеклизы и обоснована необходимость постановки тематических экспедиционных исследований. Тогда же были систематизированы по площади и разрезу все известные к тому времени нефтегазопроявлеиия, имеющие широкое развитие. Намечены возможные горизонты коллекторов и покрышек. В этот период в центральной части Тунгусской синеклизы было известно лишь одно нефтепроявление (асфальты в районе оз. Бельдучан).
В 1957 г. Организован Тунгусский сектор ВНИГРИ (научный руководитель В.Д. Козырев) В 1957-1959 гг. рекогносцировочные работы проводились пятью отрядами:
- В.Д. Козырев и Г.А. Полякова работали в северной части Тунгусской синеклизы, ее западном и восточном обрамлении (низовья рек Котуя, Маймечи, Чопко, Курейки, Нижней и Сухой Тунгусок),
- Л.И. Станкевич - в центральной части синеклизы (бассейн р. Нижней Тунгуски),
- И.С. Гольдберг- в юго-восточной части (бассейн р. Могды),
- Н.А. Осипова в юго-западном районе Тунгусской синеклизы и ее юго-западном обрамлении (бассейн рек Подкаменной Тунгуски и Вахты).
- Н.А. Осиповой (1959 г.) к вероятно перспективным землям отнесен Бахтипский район и низовья р. Подкаменной Тунгуски.
- В.Д. Козырев, Г.А.Полякова, Г.Д. Кулик к 1960 году в пределах Тунгусской синеклизы и обрамления обобщают все известные к этому времени и вновь обнаруженные нефтегазопроявлеиия и минерализованные источники. Ими установлен широкий вертикальный диапазон нефтегазопроявлений в отложениях от верхнего докембрия до нижнего триаса.
В конце 1959 г., В.Д. Козыревым и Г.Д. Куликом завершен анализ геологических, геофизических материалов по всему региону и составлена карта перспектив нефтегазоносности, представленная на ученом совете ВНИГРИ и координационном совещании при КГУ.
Кембрий
На территории Южно-Тунгусской НГО по составу кембрийских отложений выделено пять фациальных зон: Туруханская, Сурингдаконская, Тынепская, Светлинская и Байкитская /Мельников, 1995, 2004/ (рис.2.2). Разделение территории на фациальные зоны обусловлено в основном различиями в рельефе палеобассейна. Разница в скорости прогибания и степень компенсации осадконакопления привело к накоплению отложений различной мощности и состава. В раннем кембрии в Туруханской зоне формировались карбонатные отложения. В Сурингдаконской и Тынепской зонах в это время также отлагались преимущественно карбонаты, но на нижнеусольском и толбачанском уровнях проявляются соленосно-карбонатные породы зона отличается от выше описанных зон большей соленасыщеиностью усольского горизонта. Здесь бессолевыми остаются только отложения осииского подгоризонта. Вышележащие нижнекембрийские отложения аналогичны таковым в Сурингдаконской зоне (рис. 2.3).
Большая степень прогибания дна бассейна на территории Байкитской зоны привело к образованию чередования карбонатных и соленосно-карбонатных отложений.
Некомпенсированный прогиб на территории Моктаконской, Усть-Дельтулинской, Хурингдинской и Бахтинской площадей обусловил различие в фациальпом составе осадков верхней части нижнего и низах среднего кембрия, здесь выделена Тыиепская фациальная зона. Различие в фациальпом составе осадков Тыпепской зоны были заложены еще в ботомском веке, когда в пределах Тынепского прогиба в значительной мере прекратилось накопление осадков, в итоге из разреза булайской свиты исчезли верхняя пачка. В тойонском веке дальнейшее прогибание привело к возникновению «голодного» бассейна, в это время здесь накопилась маломощная глинисто-известняковая толща, коррелируемая Мельниковым Н.В. с мощной делыпулипской свитой смежных фациальных зон. В первой половине амгинского века рост глубин в некомпенсированном прогибе замедлился, что выразилось в накоплении достаточно мощной известняковой толщи. К концу амгинского и началу майского веков осадконакопление происходило только в Тыпепской и Байкитской зонах (см. рис 2.3).
Отложения майского яруса среднего и верхнего кембрия повсеместно представлены переслаиванием пестроцветных доломитов, мергелей, аргиллитов и известняков летпинской и усть-пеляткипской свит, которым соответствует овеикийская свита в Байкитской зоне.
В составе нижнего кембрия выделены томмотский, атдабанский, ботомский и тойонский ярусы.
Томмотский и низы атдабанского ярусов объединены в усольский горизонт, который в Тыпепской и Сурингдаконской зонах включает в себя три свиты снизу вверх -ясенгскую, моктаконскую и марскую.
Ясепгская свита в нижней половине представлена солью (5-15 м), сменяющуюся выше доломитами, глинистыми доломитами до мергеля в кровле. Мощность свиты меняется от 28 до 41 м.
Моктаконская свита согласно перекрывает ясенгскую и в целом сложена доломитами, часто водорослевыми, известковистыми.
Стандартные фациальные пояса Уилсона
Неотектоника - особый раздел исторической геотектоники, рассматривающий последний этап развития литосферы - позднеолигоцен-четвертичный. Причиной такого обособления является как специфичность самого этапа, так и методов его изучения. История развития неотектоники. Классической страной для изучения новейших тектонических движений издавна считается Швеция /Николаев, 1948/, где в 1731 г. Шведской академией наук была заложена первая марка для наблюдений над уровнем состояния моря. После этого было обнаружено колебание уровня моря, которое связывалось то с климатическими факторами, то с глубинными тектоническими процессами, приводящими к подъему или опусканию обширных территорий. Понятие неотектоники было введено в систему геологических знаний в конце 30-х XX века В.А. Обручевым. По В.А. Обручеву - предметом неотектоники является: новейшая история развития структуры земной коры и отражение этой структуры на земной поверхности, а также в пределах глубин планеты, доступных для изучения с помощью специфических геологических и геофизических методов. С этого началась новейшая тектоника, как наука о совокупности движений приведших к деформациям земной коры и их приповерхностным следствиям. Которые создали на месте изначальных равнинных или полуравнипных поверхностей современный рельеф Земли, или как минимум его каркас, структурную основу /Варламов И.П., 1981/. При этом возникли и существуют до сих пор неясности в некоторых исходных положениях. Прежде всего, вопросы о начале проявления неотектонического этапа, т.е. о конечном геологическом времени существования изначальных недеформированных поверхностей, о степени проявления новейших тектонических деформаций в чехлах платформ и плит, в фундаменте последних и в особAенности в областях более раннего горообразования, лишенных платформенного чехла, а также вопросы об условиях и степени непосредственного проявления неодеформаций в рельефе земной поверхности в ходе постоянной денудации /Мирчинк, 1936/.
Независимо от советских исследователей Г. Штилле также отметил усиление тектонической активности земли /Н. Stille, 1936/. Это позволило ему говорить, что мы живем в заключительную стадию орогенического периода.
К этому же времени относится появление термина «новейшая тектоника», предложенного С.С. Шульцем в 1937 г. для Тянь-Шаня. Термин «новейшая тектоника» больше подходит для обозначения этапа последней тектонической активизации, чем применяемые В.А. Обручевым понятия «юные», «молодые» движения («юная», «молодая» тектоника. В дальнейшем термин «новейшая тектоника» в уточненном понимании приобрел более широкое значение.
В 1947 г. Н.И. Николаевым была показана повсеместность проявления новейших и современных тектонических движений, которые ранее описывались только на отдельных участках. Позже этот вывод повторили Е. Вегманн (1957) и Хуан Цзи-цин /Хуон Цзи-цин, 1960/.
Большое число исследователей отмечали широкое развитие процессов горообразования в плейстоцене, а некоторые каждую горную цепь рассматривали, как ныне поднимающуюся систему складок /Ж. Буркар, 1955/.
На конференции Московского общества испытателей природы в 1948 г. В.А. Обручев предложил выделить новый раздел геологии — неотектонику. Под неотектоникой, к этому времени, он понимал учение о структурах земной коры, «созданных при молодых ее движениях, происходивших в конце третичного и в первой половине четвертичного периода», имеющих «существенное значение в формировании современного рельефа земной поверхности». Тогда же В.А. Обручев предложил рассматривать проявление этих движений как самостоятельный цикл тектогенсза отличный от альпийского. Его идеи были развиты, уточнены, и было предложено выделить новый, самый молодой этап развития земной коры/Николаев, 1950, 1952, 1954,1962, Милаиовский, 1956/.
К началу 60-х годов прошлого столетия в основном был создан метод исследования новейших движений, сознательное применение которого позволило показать новые качественные особенности проявления жизни земной коры, объяснить и правильно понять многие факты. Это оказалось возможным после накопления фактического материала и развития стратиграфии новейших отложений, тектоники, геоморфологии, топографии, океанологии. Только когда были разработаны основы стратиграфии неоген-четвертичных отложений, когда появились хорошие топографические карты и были сформулированы основные положения геоморфологии, стал понятен механизм и ход многих денудационных процессов и процессов выветривания, возникла возможность разработки метода исследований новейших движений.
Первое время исследователи мало задавались вопросом о роли денудации в самом процессе создания неотектонических форм земной поверхности. Эта роль всегда и всеми признавалась, но долгое время считалась не очень существенной. Неясным остается и представление об «абсолютном нуле» - о начале отсчета амплитуд новейших тектонических движений. За него принимается до сих пор уровень современного океана, хотя всеми признается очень большая условность такого допущения. Ведь давно было ясно, что даже в четвертичный период возникновение и затем таяние покровных материковых льдов существенно влияли на положение уровня мирового океана. Высказывались и сомнения насчет морфологической простоты исходной поверхности неотектонических деформаций - единой поверхности денудационного выравнивания или исходного пенеплена.
Принятые представления о нижнем возрастном рубеже неотектонического этапа для всей Сибири, и допущения об отсутствии существенного колебания уровня Мирового океана конца олигоценового времени сами по себе не оказывают значительного влияния на оценки амплитуд /Варламов, 1981/. Для карт новейшей тектоники и целей которым она служит, важны не столько абсолютные величины этих амплитуд, сколько их относительные значения в конечном счете и определяющие величины градиентов как поднятий,так и опусканий.
