ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 440, № 1, с. 105-110
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 552.16:553.98 (571.1)
БАЖЕНОВСКАЯ СВИТА - ИСТОЧНИК ПРОМЫШЛЕННЫХ НЕФТЕЙ И ЖИРНЫХ ГАЗОВ В ТИТОН-НЕОКОМСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ ЮЖНО-КАРСКОГО РЕГИОНА © 2011 г. И. Д. Полякова, В. И. Богоявленский
Представлено академиком А.Н. Дмитриевским 21.02.2011 г. Поступило 04.03.2011 г.
В настоящее время в Южно-Карском регионе, охватывающем арктические районы Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна (НГБ) и прилегающий шельф, основным объектом промышленной газоносности является апт-сеноман-ская продуктивная толща, в которой на глубинах до 2.5 км открыты уникальные и крупные газовые и газоконденсатные месторождения (Уренгойское, Ямбургское, Медвежье, Заполярное, Ново-портовское, Русановское, Ленинградское и др.). В последнее десятилетие крупные открытия продолжились в той же толще на территории Обской и Тазовской губ (Каменномысское-море, Северо-Каменномысское, Чугорьяхинское и др.). Однако ресурсы дешевого сухого газа легкодоступных залежей не бесконечны, и уже в ближайшем будущем придется планомерно осваивать более глубокие горизонты, где, по мнению многих исследователей, присутствуют скопления жирного газа и конденсата, а также в залежах возможны оторочки легких нефтей.
В контексте этой проблемы интерес представляют результаты геохимического изучения баже-новской свиты (титон—нижний берриас), характеризующейся исключительно высокими концентрациями планктоногенного органического вещества (ОВ) и являющейся основным генератором нефтей в центральных и западных частях Западно-Сибирского НГБ. Феноменальная обо-гащенность этой свиты должна сохраняться и в высоких широтах, так как подобные ей высокоуглеродистые отложения, возникновение которых часто связано с глобальными аноксическими событиями, получили широкое распространение в конце позднеюрской эпохи на территории многих северных НГБ (Североморский, Западно-Норвежский, Баренцевоморский, Западно-Сибирский, Северного склона Аляски, Маккензи,
Геологический институт Российской Академии наук, Москва Институт проблем нефти и газа Российской Академии наук, Москва
Свердруп, Жанны д'Арк), где подобные толщи стали источниками промышленной нефтеносности.
Баженовская свита сложена карбонатно-крем-нисто-глинистыми битуминозными отложениями с высокими концентрациями планктоноген-ного органического вещества (среднее Сорг 5.1% и в прослоях до 30%) [1]). Эти отложения по аналогии с доманикитами называются баженовитами. Они занимают практически всю площадь бассейна, в пределах которой средние содержания Сорг увеличиваются от 1 до 11%, а битумоидов от 0.3 до 1% и более по направлению от внешнего контура к внутренним глубоководным частям.
Сравнение литолого-минералогических характеристик пород, содержаний и состава присутствующего в них ОВ с данными стандартного и радиоактивного каротажа (КС и ГК) позволило установить определенные соответствия терриген-ных, биогенно-терригенных и биогенных частей разреза баженовской свиты величинам КС и ГК [2]. Выявленная корреляция между этими показателями легла в основу классификации разрезов баженовитов и их крупномасштабного картирования. К наиболее благоприятным для формирования нефтяных залежей отнесены классы разрезов с пачками высокоомных кремнистых, карбонатных и кремнисто-карбонатных сапропелево-глинистых пород, приуроченных к впадинам и склонам поднятий. ОВ этих разрезов почти полностью представлено коллоальгинитом и содержит 7—8.5% водорода, а микропустоты пород часто заполнены нефтью. Г.Н. Перозио и Е.А. Предте-ченской в 1985 г. [2] введено понятие "палеосодер-жание радиолярий", включающее в себя сумму их видимых остатков, сконцентрированных в виде тончайших линз, слоев и/или единичных раковин, а также оставшихся от них пустот по всему объему породы. Было установлено, что палеосо-держание радиолярий 30 ± 5% является количественным показателем, свидетельствующим о возможности формирования коллектора в баже-новитах. Особенно качественными коллекторами
считаются те части разреза, в которых наблюдается микропереслаивание доломитизированного кальцита с коллоальгинитом, составляющим до 50% площади шлифа. Эти классы разрезов, закар-тированные нами для центральной и юго-восточной части НГБ [2], являются основными производителями "морских" нефтей, накопившихся не только в баженовском, но также и неокомских резервуарах.
Дальнейшие исследования [3] показали, что именно кремнистые (опоки) и карбонатные (доломиты первичные и вторичные) прослои в баже-новитах, характеризующиеся высокими значениями показателя 8! Яоек-Еуа1, содержат свободные углеводороды и представляют собой сформировавшийся для углеводородных скоплений коллектор в условиях АВПД. Происходящее снижение пластовых давлений при освоении залежей баженовской свиты обычно компенсируется искусственно, например путем термогазового воздействия на залежь, активизирующего флюид о -динамическую систему и способствующего восстановлению ее сообщаемости. Огромная масса микронефти (синбитумоиды) баженовитов законсервирована в не являющихся коллектором нефтематеринских породах. Она составляет главный энергетический ресурс свиты, о методах извлечения которого думают многие специалисты.
Выявленные закономерности фиксируются для хорошо изученных баженовитов южных, западных и центральных районов Западно-Сибирской плиты, где выполнен большой объем бурения. Здесь они залегают преимущественно на глубинах 2—3 км и катагенетическая преобразованность содержащегося в них ОВ отвечает градациям раннего мезо-катагенеза (МК^МК^). Во впадинах и прогибах северных и тем более арктических районов баже-новиты находятся на больших глубинах и выделяются в разрезе в значительной степени по геофизическим данным. Также здесь отложения изучались непосредственно по кернам некоторых глубоких и двух сверхглубоких скважин Тюменской СГ-6 и Ен-Яхинской СГ-7. Наиболее полно разрезы изучены в двух последних скважинах, расположенных в зоне Большого Уренгоя.
В обеих СГ скважинах баженовиты имеют близкие глубины залегания, не превышающие 4 км, и практически одинаковую геохимическую характеристику. В Тюменской СГ-6 [4] с глубинного интервала 3782—3844 м поднят керн баженовской свиты, в котором геохимические показатели ОВ (Сорг = 1.68-9.83%, Б^ = 0.32-1.51%, водородный индекс (Н1) = 200-590 мг УВ/г Сорг) свидетельствуют о сохранении высокого генерационного потенциала. Наиболее обогащена ОВ верхняя пачка мощностью около 12 м с коэффициентом битуминозности 18-20%. Катагенетическая пре-образованность ОВ в баженовитах Тюменской
СГ-6 соответствует Ro 0.76—0.8%, т.е. средней и нижней части градации МК2, а в Ен-Яхинской СГ-7 — преимущественно ее нижней части. В той и другой скважинах свита находится в главной зоне нефтеобразования и по геохимическим особенностям практически не отличается от таковой в центральной части бассейна.
Для оценки перспектив нефтеносности титон-неокомских отложений в арктических районах важно составить представление о катагенезе ОВ в баженовитах этой территории. История изучения катагенеза ОВ в осадочном чехле Западно-Сибирской плиты началась в середине 1960-х гг. [5]. В дальнейшем по мере накопления материалов работы планомерно продолжались, постепенно распространяясь на северные территории. В последнее пятилетие заметной вехой в этой истории стала серия карт катагенеза ОВ мезозойских и палеозойских отложений для всей территории Западно-Сибирского НГБ [6]. В этой серии имеется карта и для кровли верхнеюрских отложений, на которой в пределах Ямало-Ненецкого национального округа выделялись весьма обширные площади среднего—позднего мезокатагенеза (МК3—МК5), не входящие, по мнению автора этих карт А.Н. Фомина, в главную зону нефтеобразования. Такой вывод существенно снижает перспективы промышленной нефтеносности рассмотренной территории.
Авторы имеют основания пересмотреть сделанные оценки и продолжить их в акваторию, где располагается шельфовая Южно-Карская мега-впадина с открытыми Русановским и Ленинградским газоконденсатными месторождениями апт-сеноманского возраста. С этой целью проводилось прогнозное картирование катагенеза ОВ также для акватории и привлекались в качестве аналогий примеры высокоуглеродистых отложений, подвергшихся воздействию позднего мезо-катагенеза и апокатагенеза в других бассейнах.
На основе известных региональных закономерностей, позволяющих интерполировать и экстраполировать результаты определений Ro по конкретным площадям, составлена схематическая карта изореспленд в баженовитах для ЮжноКарского региона. В построениях использованы опубликованные материалы А.П. Афанасенкова, ТВ. Белоконь-Карасевой, Л.Н. Болдушевской, Г.Ч. Борукаева, А.Э. Конторовича, И.Д. Поляковой, Е.И. Соболевой, В.А. Скоробогатова, А.Н. Фомина, А.С. Фомичева и М.Г. Фрик.
Предварительно строились графики зависимости отражательной способности витринита от глубины (рис. 1) и устанавливались нижние границы градаций катагенеза ОВ для крупных структурных зон и отдельных площадей по всему мезозойскому разрезу. На графиках для глубин до 4 км самыми большими значениями Ro выделяются тренды Русановской площади Южно-Карской ме-
БАЖЕНОВСКАЯ СВИТА
107
Яо, %
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0 3.2 3.4 3.6 3.8 4.0
Рис. 1. График зависимости отражательной способности витринита от глубины. Структурные зоны и площади: 1 — Уренгойский мегапрогиб (Тюменская СГ-6, пл. Уренгойская и Евояхинская), 2 — Ен-Яхинская СГ-7, 3 — Нурминский мегавал (пл. Бованенковская, Харасавэйская, Крузенштернская, Средне-Ямальская, Нурминская), 4 — Антипаютин-ская и Большехетская мегавпадины (пл. Ямбургская, Тазовская, Заполярная, Штормовая, Утренняя, Геофизическая, Северо-Уренгойская, Тотаяхинская), 5 — Енисей-Хатангский региональный прогиб (пл. Северо-Соленинская, Юж-но-Соленинская, Гольчихинская, Хабейская, Дерябинская, Суходудинская, Озерная, Рассохинская, Мессояхская, Новая), 6 — Южно-Карская мегавпадина (пл. Русановская).
гавпадины, несколько меньшими значениями — Бованенковской, Харасавэйской, Крузенштерн-ской и Средне-Ямальской площадей Нурминско-го мегавала и от
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.