Содержание к диссертации
Введение
1. Методологические вопросы исследований 14
1.1. Методы стратиграфии 15
1.1.1. Цитологические методы 15
1.1.2. Методы биостратиграфии 18
1.1.3. Геофизические методы корреляции 25
1.1.3.1. Корреляция по данным ГИС 26
1.1.3.2. Корреляция разрезов по данным сейсморазведки МОГТ 26
1.1.4. Практическая геолого-геофизическая корреляция нефтегазоносных отложений 29
1.2. Восстановление древних обстановок осадконакопления 31
1.3. Сейсмостратиграфические исследования 3 6
1.3.1. Общие вопросы сейсмостратиграфии 38
1.3.2. Обзор состояния сейсмостратиграфических исследований в Западной Сибири 51
2. Анализ цикличности осадочных толщ - методологическая основа сейсмогеологических исследований 63
2.1. Выделение седиментационных циклов 66
2.2. Основные задачи и методология изучения цикличности 68
2.2.1. Циклостратиграфическое направление 69
2.2.2. Формационно-циклическое направление 76
2.3. Понятия о режимах циклогенеза и типах циклитов. Конвергенция структуры циклитов 79
2.4. Некомпенсированное осадконакопление и природа стратиграфических несогласий 88
2.5. Региональная схема цикличности мезозоя-кайнозоя 97
2.6 Природа региональной цикличности 129
2.8. Цикличность и нефтегазоносность 137
3. Сейсмогеологическое картирование неантиклинальных и комбинированных ловушек и залежей УВ 143
3.1. Основные типы неантиклинальных и комбинированных ловушек УВ в Западной Сибири 144
3.2. Ловушки доюрского комплекса 157
3.3. Ловушки УВ в нижней-средней юре 176
3.4. Ловушки УВ в верхней юре 185
3.4.1. Продуктивный горизонт Ю і 185
3.4.2. Вогулкинская толща 187
3.4.3. Ловушки УВ в пласте К>і 187
3.4.4. Баженовская свита (резервуар Юо) 188
3.5. Русловые и канальные ловушки и залежи УВ 190
3.6. Тупиковые ловушки УВ неокомского мегакомплекса 201
3.6.1. Ловушки УВ в ачимовской толще 202
3.6.2 Ловушки и залежи УВ в шельфовых пластах 223
3.7. Другие типы ловушек и залежей УВ 226
4. Строение и условия формирования мезозойских отложений в связи с прогнозом ловушек и залежей углеводородов 229
4.1. Нижняя-средняя юра 229
4.1.1. Условия образования ранне-среднеюрских отложений 231
4.1.2. Дискуссионные вопросы стратификации нижних горизонтов осадочного чехла ЗС 245
4.1.2.1. Номенклатура и обоснованность выделения ранне-среднеюрских свит 245
4.1.2.2. Расчленение триас-нижнеюрской части разреза Тюменской сверхглубокой скважины (СГ-6) 251
4.1.2.3. Стратификация триас - среднеюрских отложений восточного склона Приполярного Урала (Ляпинский мегапрогиб) 257
4.1.2.4. Проблема юрско-мелового вулканизма 261
4.2. Строение верхней юры на северо-западе Западной Сибири 266
4.3. Неоком 279
4.3.1. Вопросы стратиграфии неокома 280
4.3.2. Условия формирования и строение неокомских отложений 287
4.3.2.1. Общая характеристика обстановок осадконакопления 288
4.3.2.2. Особенности строения зональных комплексов 291
4.3.2.3. Шельфовые ловушки УВ 305
4.3.2.4. Закономерности строения ачимовской толщи 319
4.4. Аномальные разрезы битуминозных глин 339
5. Вопросы нефтегазонакопления и основные закономерности размещения нефтегазоперспективных объектов в глубоких горизонтах севера Западной Сибири 353
5.1. Современные представления об истории развития бассейна и формировании залежей УВ 353
5.1.1. Геодинамическая эволюция литосферы и нефтегазоносность 356
5.1.2. Рифтогенная модель Западной Сибири 363
5.1.3. Связь рифтогенеза и нефтегазоносности 373
5.2. Критерии прогноза нефтегазоносности 389
5.3. Перспективы нефтегазоносности 394
5.3.1. Доюрский нефтегазоперспективный комплекс 394
5.3.2. Нижне-среднеюрский мегакомплекс 404
5.3.2.1. Нижнеюрский комплекс 405
5.3.2.2. Средняя юра 412
5.3.3. Перспективы нефтегазоносности ачимовских отложений ЯНАО и основные направления поисковых работ 413
5.3.4. Общая концепция геологоразведочных работ ОАО
«Газпром» в ЗС 420
Заключение 421
Литература 431
- Практическая геолого-геофизическая корреляция нефтегазоносных отложений
- Понятия о режимах циклогенеза и типах циклитов. Конвергенция структуры циклитов
- Русловые и канальные ловушки и залежи УВ
Введение к работе
Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн (ЗСНБ), ресурсы которого, по разным оценкам, освоены на 50-70%, был и остается основой нефтегазодобывающей промышленности Росси, определяющей экономическое состояние страны.
И в перспективе роль Западной Сибири (ЗС) в восполнении запасов природных энергоносителей остается весьма высокой. Поэтому актуальность работы, направленной, в основном, на выявление скрытой нефтегазо-носности ЗС, очевидна и определяется значением нефтегазового комплекса этого региона в экономике России и необходимостью подготовки здесь новых ресурсов УВ сырья, рентабельного для разработки.
В связи с исчерпанием фонда крупных антиклинальных структур, с которыми связаны уникальные по запасам месторождения УВ, поисково-разведочные работы на нефть и газ преимущественно ориентированы на сложно построенные объекты, которые в большинстве относятся к неантиклинальным и комбинированным ловушкам и залежам УВ, залегающим на больших глубинах. Проводятся геологоразведочные работы и в новых, окраинных районах бассейна, строение которых слабо изучено, а УВ потенциал -дискуссионен.
Объектом исследований, в связи с этим, явились практически все нефтегазоносные районы ЗС, а также ее периферийные территории, примыкающие к Уралу и р. Енисей, южная часть Тюменской области.
Ведущим методом поисково-разведочных работ на нефть и газ является сейсморазведка МОГТ и возникшее на ее основе новое интегративное геолого-геофизическое научное направление - сейсмостратиграфия или сейсмогеология. Широкое использование принципов сейсмостратиграфии и интерпретация с этих позиций данных сейсморазведки МОГТ привели к существенному уточнению строения большого числа месторождений нефти и газа в разных регионах мира, в том числе и в ЗС.
Сейсмогеологическому изучению регионального строении ЗСНБ, прогнозу и картированию ловушек и залежей УВ посвящены исследования А.Н. Бабурина, Н.М. Белкина, P.M. Бембеля, В.А. Бененсона, И.И. Бобровника,
И.А. Гавриленко, Е.А. Галаган, В.Я. Гидиона, Л.Ш. Гиршгорна, А.Н. Задоен-ко, В.П. Игошкина, В.А. Конторовича, В.А. Корнева, В.И. Кузнецова, Н.Я. Кунина, О.М. Мкртчяна, А.Л. Наумова, А.А. Нежданова, В.В. Огибенина,
* В.Г. Смирнова, Л.Е. Сокола, В.И. Соколова, B.C. Соседкова, Ю.Н. Суркова,
Н.Н. Туманова, Н.А. Трапезниковой, Л.Л. Трусова, СП. Тюнегина, В.П. Чет
вертных, И.Л. Цибулина, Ю.А. Цимбалюка и многих других. Этими работа
ми заложен фундамент существующих представлений о строении нефтегазо
носных комплексов, разработаны методические приемы сейсмогеологическо-
го изучения ловушек и залежей УВ, закартированы перспективные объекты,
в которых открыты новые залежи нефти, газа и газового конденсата. Услож-
4 нение поисковых задач требует совершенствования методик картирования
нефтегазоносных объектов сложных типов, разработки новых интерпретационных подходов. Сейсмостратиграфия опирается на понятия циклической седиментации, или циклогенеза, однако многие теоретические и практические вопросы этого научного направления разработаны недостаточно.
Изучением вопросов регионального геологического строения ЗС и прогнозом нефтегазоносности различных районов и комплексов, в разные годы,
* с использованием различных критериев (и с разных позиций) занимались
С.В.Аплонов, В.Н.Бородкин, В.С Бочкарев, Ф.Г.Гурари, В.ПХаврилов,
Г.А.Габриэлянц, А.Н.Дмитриевский, Е.Г.Журавлев, Н.П.Запивалов, Г.П.Мяс-
никова, О.М.Мкртчян, Ю.Н.Карогодин, В.И.Кислухин, А.Э.Конторович,
К.А.Клещев, Н.Х.Кулахметов, П.К.Куликов, А.Л.Наумов, Н.Н.Немченко,
И.И.Нестеров, Н.Н.Ростовцев, М.Я.Рудкевич, В.С.Сурков, В.А.Скоробогатов,
А.П.Соколовский, Ф.З.Хафизов, В.И.Шпильман и многие другие исследова
тели. Несмотря на то, что ЗСНБ является во многих отношениях детально
изученным, отдельные принципиальные вопросы его строения и нефтегазо
носности остаются дискуссионными вплоть до настоящего времени.
К таким геологическим вопросам следует отнести стратификацию
* нижних горизонтов осадочного чехла и неокомских отложений, формирова
ние так называемых «аномальных» разрезов битуминозных глин. В отноше
нии нефтегазоносности - это выбор критериев прогноза скоплений УВ, оцен
ка перспективности различных нефтегазоносных комплексов и районов бас-
сейна. Геолого-геофизическая информация, полученная в ЗС в последние десятилетия и позволяющая во многом решить эти вопросы, требует осмысления с учетом современных научных парадигм и теорий. Кроме того, использование широкого комплекса геолого-геофизических методов исследований потребовало уточнения методологических вопросов геологических и сейсмо-стратиграфических исследований.
В связи с вышеизложенным, основные цели исследований преследовали поиск общих закономерностей строения и размещения нефтегазоперспек-тивных объектов сложных типов, разработку методики их прогноза, оптимизацию поисков и разведки ловушек и залежей УВ по комплексу геолого-геофизических методов.
Исходя из общей цели исследований, решались следующие задачи:
уточнение методологии геолого-геофизических исследований;
изучение цикличности и условий образования нефтегазоносных юр-ско-меловых отложений;
разработка приемов и методики картирования тупиковых ловушек и залежей УВ по комплексу геолого-геофизических методов, в первую очередь, по данным сейсморазведки МОГТ и бурения;
анализ строения, закономерностей формирования и размещения неантиклинальных и комбинированных (тупиковых) ловушек и залежей УВ основных нефтегазоносных комплексов ЗС;
- оценка перспектив нефтегазоносности отдельных районов ЗСНБ,
обоснование методики и основных направлений геологоразведочных работ,
проводимых предприятиями ОАО «Газпром» в ЗС.
Фактический материал и методы исследований
Представленная работа является результатом многолетних исследований, проводимых автором в учебной и научно-исследовательских организациях Тюмени (ТИИ - ныне ТюмГНГУ, ЗапСибНИГНИ, ЗапСибНИИГеофизи-ка - ныне ЗапСибНИИГиГ) и завершенных в ООО «ТюменНИИгипрогаз».
Работа основана на обширном геолого-геофизическом материале, включающем описания керна более 1000 поисковых и разведочных скважин,
выполненные автором за период с 1969 г. по 2001 г., результаты палеонтологических и палинологических исследований, в том числе и по многочисленным личным находкам фауны, компилятивные и полученные автором данные по литологии, геохимии и минерально-петрографическому составу пород юрско-меловых отложений разных районов ЗС. Использованы данные ГИС по большинству поисковых и разведочных скважин, пробуренных в ЗС, обширная нефтегеологическая информация (результаты испытания скважин, определения коллекторских свойств), материалы как региональных (около 40 тыс. пог. км) так и площадных сейсморазведочных работ МОГТ 2D и 3D (более 100 сейсмопартий), интерпретация материалов по многим из которых выполнена при участии, или под руководством автора.
В комплексе проведенных исследований использованы приемы лито- и биостратиграфического, литолого-палеогеографического, формационного и сейсмостратиграфического видов анализа. В качестве общеметодического подхода при выполнении работы использован системный анализ, основанный на комплексном изучении объектов, выявлении причинно-следственных связей между разнородными геологическими явлениями. Это относится как к выделению и изучению породно-слоевых ассоциаций или тел-систем (цикли-тов), так и к анализу общих закономерностей строения и развития ЗСНБ. Использованы результаты геолого-геофизических исследований, обработка которых выполнена на современных программно-технических комплексах.
Научная новизна диссертации заключается в следующем: - разработан ряд принципиальных вопросов теории циклической седиментации (циклогенеза), в частности, введено понятие «конвергенции», или перерождения структуры циклитов в разных фациальных условиях при едином трансгрессивно-регрессивном режиме циклогенеза. Использование этой модели позволило, в отличие от ранее предлагавшихся схем цикличности, проследить по сейсмогеологическим данным изохронные (квазисинхронные) границы седиментационных циклов в разнофациальных отложениях юры и мела ЗС в региональном - зональном плане, разработать региональную схему цикличности мезозоя-кайнозоя ЗС, имеющую прогностическое значение и в плане нефтегазоносности;
- с позиций циклогенеза - обосновать классификацию осадков по страти
графической полноте, что позволило более полно познать строение продук
тивных отложений;
^ - созданы новые методики картирования сложнопостроенных ловушек и
залежей УВ по данным сейсморазведки МОГТ и бурения, что позволило успешно выполнить их изучение на многих площадях и месторождениях;
- установлены общие и индивидуальные закономерности размещения ре
зервуаров, способных содержать залежи УВ как в пределах единичных цик-
литов, так и основных нефтегазоносных комплексах ЗС, что позволило дать
прогноз их локализации по сеисмогеологическим данным при исследованиях
,ф. различного масштаба, на разных стадиях геологоразведочного процесса;
- определена ведущая роль геодинамических факторов как в развитии
ЗСНБ (эндогенный контроль глобальных и региональных трансгрессий), так
и в размещении скоплений УВ. На этом основаны региональные циклостра-
тиграфические построения и высокая оценка перспектив доюрского
нефтегазоносного комплекса в целом по ЗС, а также возможность более
обоснованно дифференцировать слабо изученные районы по продуктивно-
'# сти. Защищаемые положения
1. Модель циклогенеза (циклической седиментации), заключающаяся в признании доминирующим трансгрессивно-регрессивного режима осадкона-копления. Реализация этого режима в разных фациальных зонах приводит к формированию циклитов разных структурных типов (явление конвергенции структуры циклитов) и разрезов различной стратиграфической полноты (де-
* фициентные, перфектные, транзиентные типы разрезов).
Циклостратиграфические исследования, основанные на этой модели, позволили уточнить стратиграфию мезозойских отложений Западной Сибири (циклостратиграфическая схема нижней-средней юры, предложения по выделению циклитов, или хронолитов в верхней юре, неокоме, апте-альбе).
^ 2. Методы прогноза и картирования неантиклинальных и комбиниро-
ванных (тупиковых) ловушек и залежей УВ по сеисмогеологическим данным, основанные на их морфогенетической классификации и «сейсмических образах». Ведущим методическим приемом является сейсмопалеогеоморфо-
логический подход, основанный на анализе временных толщин и морфологии сейсмокомплексов.
3. Региональные и локальные закономерности размещения резервуаров
'* неантиклинальных и комбинированных ловушек и залежей УВ, определяю
щие основные направления и методику геологоразведочных работ. Общей,
универсальной закономерностью является связь повышенных толщин песча
ных резервуаров с аллювиально-дельтовыми источниками питания бассейна
обломочным материалом (наличие русловых и канальных седиментационных
форм, «наложенных» и «вложенных депоцентров» в юрских и меловых от
ложениях).
щ Такой же общей закономерностью является приуроченность повышен-
ных толщин песчаных резервуаров в базальных трансгрессивных толщах к склонам конседиментационных поднятий. Это обусловлено влиянием закона миграции фаций и увеличением длительности трансгрессивного намыва песков на палеогеоморфологических барьерах.
Для нижней-средней юры установлено повышение песчанистости разрезов и улучшение коллекторских свойств на территориях, приближенных к
'* региональным и крупным внутренним источникам сноса терригенного мате-
риала. Это определяет стратегию поисков рентабельных для разработки месторождений в нижней-средней юре.
В клиноформных циклитах неокома - поздней юры выявлена приуроченность песчаных резервуаров к палеогеоморфологическим зонам - преимущественно к ундатеме и фондотеме; отмечена прямая связь толщин ачи-
* мовских отложений с темпами проградационного заполнения глубоководно-
го бассейна осадками;
4. Закономерности локализации неантиклинальных и комбинирован
ных (тупиковых) ловушек и залежей УВ в кровле доюрского основания, в от
ложениях юры и неокома, позволяющие более обоснованно прогнозировать
'*' их локализацию по сейсмогеологическим данным на разных стадиях поиско-
во-разведочного процесса;
5. Модель развития и нефтегазоносности рифтогенного ЗСНБ, опреде
ляемая глобальными и региональными геодинамическими процессами:
глобальные и региональные трансгрессии, отражаемые цикличностью строения осадочного чехла ЗС, связаны либо с этапами глобального повышения уровня мирового океана вследствие спрединга, либо - с этапами активного регионального прогибания западносибирского сегмента земной коры;
размещение нефтяных и газовых месторождений контролируется расстоянием от палеорифтов и рифтоподобных структур;
древняя зона субдукции Урало-Казахстанской и Сибирской плит контролирует расположение большинства уникальных месторождений УВ ЗС. По этой зоне наиболее «жестко» передались горизонтальные сдвиговые деформации, обусловленные раскрытием Евразийского арктического бассейна в палеогене, что привело к формированию крупных антиклинальных структур, контролирующих основные месторождения Западной Сибири;
уникальные скопления УВ в глубоких горизонтах юры и неокома (ачимовская толща) севера ЗС, характеризующиеся наличием массивной системы АВПД, связаны с активными геодинамическими (флюидодинамиче-скими) зонами.
Отмеченные закономерности использованы для прогноза нефтегазо-носности и определения основных направлений и методов геологоразведочных работ предприятий ОАО «Газпром» в ЗС.
Практическая значимость. Исследования автора, проводившиеся в рамках научных программ МинГео (ЗапСибНИГНИ, ЗапСибНИИГеофизики) и ОАО «ГАЗПРОМ» (ООО «ТюменНИИгипрогаз»), бьши тесно связаны с решением производственных задач, планированием и проведением геологоразведочных работ (сейсморазведка МОВ ОГТ, поисковое и разведочное бурение).
Результаты стратиграфических исследований реализованы в региональной стратиграфической схеме нижней-средней юры ЗС, утвержденной МСК в 1991 г., а также в каталогах стратиграфических разбивок.
Карты строения отложений ранней-средней юры и неокома, как в целом по ЗС, так и по отдельным нефтегазоносным районам, использованы для постановки площадных сейсморазведочных работ МОГТ «Хантымансийск-геофизикой», «Ямалгеофизикой», «Баларусьгеофизикой». Закономерности
распространения ловушек неантиклинального и комбинированного типов учтены при планировании геологоразведочных работ «Главтюменьгеологией» и ОАО «Газпром». Рекомендации на постановку глубокого поискового и разведочного бурения реализованы в производстве.
По рекомендациям автора и проектам, выполненным под его руководством или при непосредственном участии, открыты Западно-Талинское нефтяное месторождение (пласты Ю7, Юю) в Красноленинском нефтегазоносном районе, Западно-Айпимское нефтяное месторождение (пласты Ю2, Ю0, ачимовская толща, АСю-АСц) в Сургутском районе, Северо-Кальчинское (Уватский район) и Восточно-Медвежье (Надымский район) нефтяные месторождения (ачимовская толща), Средненадымское нефтяное месторождение (пласт Ю2), Северо-Каменномысское, Каменномысское-море и Обское газовые месторождения (сеноман) в Обской губе.
Открыты новые залежи УВ на Песцовом (юра, ачимовская толща) месторождении, проведена доразведка Западно-Таркосалинского, Губкинского, Северо-Губкинского, Присклонового, Восточно-Таркосалинского, Уренгойского, Ямбургского и др. месторождений. Получены (на момент написания автореферата диссертации) прямые признаки нефтегазоносности глубоких горизонтов (неоком, юра) на уникальном Медвежьем (Надымский район) газовом месторождений.
Методические приемы картирования ловушек УВ литологического, стратиграфического и комбинированного типов использованы в производстве («ЗапСибНИИГеофизика», ООО «ТюменНИИгипрогаз», ЦАГТИ АО «Хантымансийскгеофизика», АО «Ямалгеофизика», АО «Башнефтегеофизи-ка», АО «Paradigm Geophysical» и др.).
Апробация работ. Результаты проведенных исследований и основные положения диссертации докладывались:
- на международных симпозиумах, совещаниях и конференциях - на 34-ом (Будапешт, 1989 г.) и 35-ом (Варна, 1990 г.) геофизических симпозиумах, на симпозиуме «Геодинамическая эволюция осадочных бассейнов» (Москва, 1992 г.), на геофизическом симпозиуме SEG-95 (Санкт-Петербург, 1995 г.) и др.;
на всесоюзных совещаниях и конференциях: - «Роль минералогии в поисках нефтяных и газовых месторождений» (Киев, 1976 г.), «Палеогео-морфологические методы и их роль в повышении эффективности поисковых работ на нефть и газ» (Москва, 1978 г.), «Методика поисков стратиграфических и литологических залежей нефти и газа» (Баку, 1983 г.), «Конкреции и конкреционный анализ нефтегазоносных формаций» (Тюмень, 1983 г.), «Значение стратиграфических исследований при поисках нефти и газа» (Ашхабад, 1983г.), «Цикличность осадконакопления и закономерности размещения залежей углеводородов» (Новосибирск, 1985 г.), «Перерывы, несогласия, неантиклинальные ловушки по данным сейсмостратиграфии» (Минск, 1987 г.), "Сейсмостратиграфические исследования при поисках месторождений нефти и газа (Чимкент, 1988 г.), «Современные методы геологической интерпретации геофизических данных при решении задач поисков и разведки залежей нефти и газа» (Ленинград, 1991 г.);
на межведомственных совещаниях - по разработке Региональных стратиграфических схем мезозойских отложений Западно-Сибирской равнины (Тюмень, 1976, 1990, 2004 г.г.), на заседаниях секции «Сейсмостратигра-фия» научного совета АН СССР по проблемам физики Земли и геофизическим методам разведки (Москва, 1988, 1990 г.г.), на совещании по принципам составления литмо(цикло)стратиграфических схем в СО АН СССР (Новосибирск, 1986 г.).
на региональных совещаниях: «Геология, стратиграфия и полезные ископаемые Сибири» (Томск, 1979 г.), «Комплексирование геолого-геофизических методов исследования при локальном прогнозе и разведке залежей нефти и газа Западной Сибири» (Тюмень, 1983 г.), «Корреляция и индексация продуктивных пластов мезозоя Западной Сибири» (Тюмень, 1986 г.), «Проблемы локального прогноза и разведки залежей нефти и газа Западной Сибири» (Тюмень, 1987 г.), «Принципы индексации и корреляции сейсмических отражающих горизонтов и разработка региональных стратиграфических схем» (Тюмень, 1988 г.), «Обоснование терминологии и номенклатуры стратиграфических подразделений юры и неокома Западной Сибири» (Ханты-Мансийск, 1989 г.), «Основные проблемы нефтегазоносности Запад-
ной Сибири и современные методы обработки геолого-геофизической информации» (Тюмень, 1989 г.).
- на сессиях Тюменского отделения Всесоюзного минералогического общества (Тюмень, 1980, 1982, 1987, 1989, 1991 г.г.), на рабочих совещаниях «Главтюменьгеологии» и концерна «Тюменьгеология» по рассмотрению планов работ на нефть и газ (Тюмень, 1985-1993 г.г.), на совещаниях по направлениям геологоразведочных работ предприятий ОАО «ГАЗПРОМ» и освоению сырьевой базы Ямало-Ненецкого АО (г.г. Новый Уренгой, Салехард, Тюмень, Надым, Ямбург, Москва, 1996-2004 г.г.), на выездных заседаниях комиссии газовой промышленности по разработке месторождений и использованию недр и ежегодного координационного геологического совещания ОАО «ГАЗПРОМ» (г.г. Москва, Тюмень, Раменское, Тверь, Сочи, Астрахань, 1998-2004 г.г.) и др.
Публикации. Автором опубликована 101 научная работа, из них по теме диссертации - 47 публикаций, в том числе две книги и два научно-технических обзора. Кроме того, результаты выполненных исследований изложены более чем в 50 научно-производственных отчетах.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения и содержит 297 стр. текста, 121 рис., библиография - 271 наименование.
Благодарности. Автор выражает признательность своим коллегам и руководителям по многолетним исследованиям, проводимым в ЗапСибНИГ-НИ и ЗапСибНИИГеофизике.
За помощь и поддержку выражаю признательность руководству ООО «ТюменНИИгипрогаз» - Г.В. Крылову и Н.А. Туренкову, особо благодарен я своим коллегам, которые осуществили практическую реализацию моих идей - Е.В. Герасимовой, С.А. Горбунову, И.В. Косареву, Л.Б. Кадербаевой, М.И. Куренко, Г.В. Магденко, В.В. Огибенину, А.Д. Авраменко, В.А. Боровин-ской, С.А. Черкащину, Н.Н. Яицкому и др.
Практическая геолого-геофизическая корреляция нефтегазоносных отложений
В практике изучения строения нефтегазоносных отложений ЗС сложился набор некоторых методов стратификации разрезов, основанный на комплексной корреляции изучаемых разрезов по геолого-геофизическим данным, с привлечением палеонтологической информации, которая является, в большинстве случаев, ограниченной и недостаточно достоверной.
Главную роль в этом наборе методов играет промыслово-геофизическая информация, которая имеется по каждой поисковой и разведочной скважине и позволяет проводить литологическое расчленение разрезов с необходимой детальностью. В первую очередь выделяются реперные пачки, или МГ. Это (для условий Западной Сибири) глинистые пачки, имеющие устойчивое строение. Затем между этими характерными реперами (или МГ), с использованием метода перспективной геометрии Хейтса, адаптированного для условий ЗС И.И. Нестеровым [40], или, проще говоря, с соблюдением примерно равных мощностей и схожести строения коррелируемых разрезов, проводится выделение одноименных пластов и пачек.
В дальнейшем результаты корреляции оцениваются по непротиворечивости с данными палеонтологии («биостратиграфии») и литологическими характеристиками выделенных стратонов по керну и либо принимаются, либо уточняются. Этот процесс является длительным и многоэтапным, но последовательность операций именно такова. Важную роль при такой корреляции играют взгляды исследователей на генезис коррелируемых отложений. При доминирующих в 60-70-х г.г. в геологической науке представлениях о мелководно-морском генезисе юрско-меловых отложений Западной Сибири, принцип сохранения мощностей коррелируемых разрезов был вполне правомерным.
Именно таким путем была проведена стратификация нефтегазоносных отложений Западной Сибири, выделены неокомские песчаные пласты групп А и Б, занимающие примерно одинаковое положение в разрезах разных нефтегазоносных районов, на основании чего предполагалась их одновозраст-ность [40]. Естественно, что сейсморазведка для стратиграфических целей в этот период не использовалась из-за отсутствия метода общей глубинной точки и низкой информативности имеющихся данных МОВ. Как показало время, для неокомских отложений эта методология оказалась неприемлемой, для остальных же частей мезозойско-кайнозойского разреза корреляция по похожести строения и с соблюдением мощностей коррелируемых частей раз резов (точнее, их пропорциональности) дала результаты, используемые и в настоящее время. Неверная (мелководная) модель строения неокома сыграла роль шор на глазах многих исследователей, которые игнорировали достаточ но устойчивые и ярко выраженные глинистые маркирующие горизонты, ко торые противоречили субгоризонтальной стратификации неокома, погружа ясь к баженовской свите в направлении к центру бассейна. Именно знания А.Л. Наумова, до ЗС изучавшего неокомские отложения Северного Кавказа с признанным глубоководными условиями осадкона-копления, и позволили ему разработать клиноформную модель строения не окома ЗС. Это выдающееся научное достижение, вероятно, не будет иметь прецедентов в ЗС, т.к. обширные данные сейсморазведки МОГТ однозначно свидетельствуют, что резко выраженное клиноформное строение имеют только позднеюрские и неокомские отложения. Остальные же мезозойские и кайнозойские отложения стратифицированы практически субгоризонтально. Клиноформы в турон-сенонских и палеогеновых отложениях, также впервые Щ описанные А.Л. Наумовым [201], по масштабу не соизмеримы с неокомски ми и не имеют большого практического значения. Этот пример свидетельствует о следующем. Во-первых, при стратифи кации разрезов необходимо опираться на хотя бы общие данные об условиях, образования изучаемых отложений. Во-вторых, описанная выше практиче ская геолого-геофизическая корреляция разрезов является ведущим методом стратификации нефтегазоносных отложений ЗС. Несоответствие палеонтологических данных корреляции неокомских отложений "было отмечено еще в 1969 г. [21]. Однако это не помешало использовать сложившуюся схему стратификации еще более 20 лет, т.к. клиноформная модель строения неокома А.Л. Наумова была (далеко не в полном объеме) принята на МРСС в г. Тюмени только в 1990 г. Справедливости ради надо заметить, что и она не в полной мере подтверждена палеонтологически.
Понятия о режимах циклогенеза и типах циклитов. Конвергенция структуры циклитов
Выше рассмотрены четыре основных структурно-морфологических типа циклитов, выделенных Ю.Н.Карогодиным. С.И.Романовский [174] ввел понятие о "режиме циклогенеза" — т.е. о процессе, приводящем к направленной смене пород в пределах единичного цикла и устойчивом по отношению к смене единичных циклов. Этим исследователем выделено 11 режимов циклогенеза, классифицируемых по различным показателям. В первую очередь они подразделяются на классы по схемам слоеобразования.
По этому признаку выделены миграционный, мутационный и миграци-онно-мутационный классы. Для первого из них характерна возрастная миграция слоев единого состава; мутационная слоистость формируется практически одновременно и характерна для толщ, накапливающихся с высокими скоростями (турбидиты, флиш). Выделяется также класс смешанных, мигра-ционно-мутационных режимов, куда С.И.Романовский включает ледниковый и флювиальный режимы циклогенеза. Класс миграционных режимов подразделяется на трансгрессивный, регрессивный и трансгрессивно-регрессивный режимы. Первый из них характеризуется погружением базиса седиментации, второй - (регрессивный режим) связан с подъемом базиса седиментации, трансгрессивно-регрессивный режим циклогенеза определяется периодическим опусканием и воздыманием базиса седиментации.
Мутационный класс режимов также включает три самостоятельных циклогенеза: хроногенный, инъекционный и хроногенно-инъекционный. Если циклическая седиментация является непрерывной функцией времени, то такой режим называется хроногенным. В хроногенном режиме формируются циклы ленточных глин, сезонные циклы эвапоритов, океанические глубоководные глины [174]. Инъекционный режим циклоседиментогенеза реализуется при поступлении в седиментационный бассейн отдельных порций класти-ческого материала.
Несмотря на серьезную теоретическую проработку этой классификации С.И.Романовского, в ней есть серьезные логические противоречия. Во-первых, мутационное слоеобразование может формироваться и на фоне трансгрессивного, регрессивного и трансгрессивно-регрессивного режимов циклогенеза. В этом случае бессмысленно и выделение третьего, миграцион-но-мутационного класса.
Во-вторых, как могут накладываться друг на друга циклы одной направленности режима седиментации, например, только на трансгрессивные или только регрессивные? Если цикл (циклит) устойчиво повторяющийся в разрезе набор пород, обусловленный генетически, то где же повторяемость признаков, возврат системы в исходное состояние? Хотя классификация режимов циклогенеза, предложенная С.И.Романовским, представляет большой познавательный интерес (в частности, выделение инъекционных режимов), практическое ее использование вряд ли возможно в силу отмеченных выше недостатков. Режим циклогенеза может быть только один - это исходное создание седиментационной емкости, которая заполняется осадками на последующем этапе развития седиментационного бассейна. Это трансгрессивно-регрессивный режим в широком смысле. А как реализуется процесс седимен-тогенеза - хроногенным или инъекционным путем - определяется конкретными условиями осадконакопления. Только трансгрессивно-регрессивный режим может обеспечить формирование повторяющихся в разрезе тел-систем, имеющих определенную устойчивость в геологическом пространстве, позволяющую изучать их для практических целей.
Структурно-морфологические же характеристики или структурные типы циклов (циклитов) формирующихся при трансгрессивно-регрессивном режиме могут быть самыми различными: проциклиты, рециклиты и про-рециклиты по Ю.Н.Карогодину[80], либо трансгрессивно-регрессивные, трансгрессивные и регрессивные циклиты по С.И.Романовскому [174].
Явление изменения структуры (структурно-морфологического, структурного типа) циклитов, формирующихся в различных фациальных зонах при едином, трансгрессивно-регрессивном режиме развития седиментационного бассейна, предлагается называть конвергенцией (перерождением) структуры циклитов. Это явление, обусловленное фациальной дифференциацией осадков, изучено недостаточно, хотя оно имеет большое значение как для прогноза состава, так и для выделения и корреляции границ циклитов. В ЗС явление конвергенции структурных типов циклитов может быть изучено на различных стратиграфических уровнях, наиболее ярко проявляется оно в отложениях поздней юры (рис. 2.2), которые надежно стратифицированы по палеонтологическим данным, а также в неокоме.
В восточной половине Западной Сибири (ЗС) выделяются циклиты трансгрессивно-регрессивного (про-ре по Ю.Н.Карогодину) типа (см. рис. 2.2). В их основании прослежены характерные трансгрессивные маркирующие горизонты раннекелловейского, кимериджского и титонского (?) возраста [130]. Они сложены тонкоотмученными глинами и содержат в нижней части прослои, обогащенные гравийно-песчаным материалом с богатым комплексом аутогенных компонентов (глауконит, фосфаты, гидрогетит-шамозитовые образования, известковые и сидеритовые конкреции) и остатками раковин двустворок, аммонитов, рострами белемнитов.
Вверх по разрезу верхнеюрских свит, развитых в восточной части ЗС (сиговская, васюганская, яновстанская), наблюдается постепенный переход к алевролитам и песчаникам. Для последних характерны признаки, однозначно указывающие на мелководно-морские и субконтинентальные условия их образования [145]. Зернистость песчаных пород закономерно возрастает вверх по разрезу. В западном направлении песчаные пласты яновстанской, сигов-ской и васюганской свит последовательно замещаются глинисто-битуминозными, алеврито-глинистыми и глинистыми отложениями, входящими в состав марьяновской, баженовской и абалакской свит.
В этих глинистых толщах выявить направленность изменения (про-, ре-) строения разреза затруднительно, однако характерные маркирующие горизонты уверенно выделяются и в этих отложениях.
Наличие этих протяженных базальных горизонтов, связанных с инициально-трансгрессивными слоями, свидетельствует о региональном характере келловейской, кимериджской и титонской (?) трансгрессий. При наступлении моря на плоские равнины центральных и восточных районов ЗС трансгрессии протекали в геологическом масштабе времени практически мгновенно. С этим, очевидно, и связаны низкие мощности келловейского и кимериджского базальных горизонтов. При максимуме трансгрессии, когда море доходило до обрамления ЗС, обладающего расчлененным рельефом, скорость трансгрессии замедлялась даже при постоянной скорости подъема уровня моря, хотя боле вероятно снижение этого показателя.
Русловые и канальные ловушки и залежи УВ
Наличие канальных форм седиментации в продуктивных отложениях юры и мела Западной Сибири предполагалось еще на первых этапах изучении геологии и нефтегазоносности этого бассейна и описано в работах В.П.Маркевича, Ф.Г.Гурари, С.Г.Саркисяна, Ю.Н.Карогодина, М.В.Коржа, А.И.Сидоренкова, С.И.Филиной, А.Г.Мухер, Г.СЯсовича, М.Ю. Эрвье, Ф.Т.Яншиной и многих других исследователей. Однако широкое распространение аллювиальных и дельтовых русловых и канальных песчаных тел предполагалось исходя из общих представлений о фациальном составе и условиях формирования отложений юры и мела. Установить точное плановое положение аккумулятивных тел канального генезиса по редкой сети поисковых и разведочных скважин было практически невозможно.
В дальнейшем, при возрастании степени изученности продуктивных отложений бурением, появилась возможность выделять канальные (русловые) песчаные тела в разрезах разведочных и эксплуатационных скважин. «Шнурковые» залежи УВ, приуроченные к таким резервуарам, установлены и изучены на многих месторождениях ЗС. Тем не менее, даже при типичной "русловой" форме записи каротажных кривых (возрастание амплитуды ПС в основании песчаного пласта), картирование русел и, тем более, прогноз их планового положения между скважинами или на неразбуренных участках месторождений, оставались трудно решаемыми задачами.
Типичная русловая форма записи кривой ПС против песчаных пластов широко распространена в нижней-средней юре, неокоме (особенно готерив-баррем), апте-сеномане. Однако при сопоставлении разрезов скважин, в которых одновозрастные песчаные пласты имеют русловую форму каротажных кривых, зачастую выясняется, что эти пласты имеют широкое площадное, а не канальное распространение. Возможно, что это аллювиальные отложения, связанные с поясами активного меандрирования рек.
Анализ циклического (трансгрессивно-регрессивного) развития западно-сибирского седиментационного бассейна в мезозое свидетельствует также, что в начальные этапы трансгрессий, при некотором повышении уровня моря, или седиментационной емкости бассейна, происходит последовательное, медленное наступление на континент дельтового-пляжевого пояса осадков, для которых характерна повышенная зернистость базальных слоев и уменьшение зернистости за счет заиливания в кровле пластов.
Таким образом, учет динамического развития седиментационного бассейна позволяет заключить, что форма каротажных кривых не может являться единственным и надежным критерием выделения канальных (русловых) аккумулятивных тел.
Принципиально новые возможности картирования индивидуальных аккумулятивных тел канального генезиса открывает сейсморазведка МОВ ОГТ 3D. В настоящее время канальные седиментационные формы выявлены по этим данным в отложениях апта (пласты ВКі_2 викуловской свиты) на Приобском, Енъяхинском, Уренгойском и др. месторождениях (рис. 3.17, 3.18), в пласте АС4 (Сургутский район) и АВі (Нижневартовский район), в отложениях неокома (пласт БС9) Сугмутского месторождения, в пластах БУю, БУц, БУі2 на Песцовом, Енъяхинском и Уренгойском месторождениях (рис. 3.19-3.21 ), в верхней юре (пласт Юі) Нижневартовского района, в средней юре на месторождениях Большого Уренгоя (рис. 3.22, 3.23).
Наиболее эффектно каналы проявляются на пластовых сечениях выровненных по опорным отражающим горизонтам (Б, М) кубов сейсмических данных, хорошо заметны они и на обычных пластовых сечениях кубов данных МОВ ОГТ 3D на малоамплитудных тектонических структурах, на которых структурный фактор сказывается незначительно. На пластовых сечениях канальные седиментационные формы больше всего напоминают изображения рек на географических картах. Они имеют различную степень извилистости, характеризуются наличием меандр и притоков, выражаются в волновом поле резким изменением амплитуд отраженных волн относительно окружающих участков.
