научная статья по теме СЛЕДЫ МИГРАЦИИ РАССОЛОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ В ИЗОТОПНОМ СОСТАВЕ С, О И S КОЛЛЕКТОРОВ ТАЛАКАНСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, ЮГО-ЗАПАДНАЯ ЯКУТИЯ Геология

Текст научной статьи на тему «СЛЕДЫ МИГРАЦИИ РАССОЛОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ В ИЗОТОПНОМ СОСТАВЕ С, О И S КОЛЛЕКТОРОВ ТАЛАКАНСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, ЮГО-ЗАПАДНАЯ ЯКУТИЯ»

ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2009, № 3, с. 284-293

УДК 551

СЛЕДЫ МИГРАЦИИ РАССОЛОВ И УГЛЕВОДОРОДОВ В ИЗОТОПНОМ СОСТАВЕ С, О И S КОЛЛЕКТОРОВ ТАЛАКАНСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ, ЮГО-ЗАПАДНАЯ ЯКУТИЯ

© 2009 г. Б. Г. Покровский

Геологический институт РАН 119017 Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: pokrov@ginras.ru Поступила в редакцию 03.04.2008 г.

В доломитах продуктивного осинского горизонта (верхняя подсвита билирской свиты, нижний кембрий) на Талаканском месторождении отчетливо проявлено уменьшение величин 5180 на 1-2%с (от 23-24%с до 21-22%), которое, очевидно, маркирует зону относительно высоких отношений вода/порода. Продуктивные скважины характеризуются умеренными значениями 534S (от 25.1 до 30.6%) и отрицательной корреляцией 534S (в ангидрите) и 5 О (в ассоциирущем с ангидритом доломите), свидетельствующей о частичном восстановлении сульфата на стадии катагенеза. В непродуктивной скважине значения 534S заметно выше (31.4 ... 35.6%) и связаны с 5180 в доломите прямой зависимостью. Породы, вскрытые непродуктивной скважиной, вероятно, были перекристаллизованы еще на стадии раннего диагенеза, в результате чего потеряли проницаемость и способность к порообразованию. Изотопный состав углерода в известняках и доломитах осинского горизонта не выходит за пределы "нормально-морского" интервала 513C = 0 ± 1% и не свидетельствует о заметной роли органического вещества в постседиментационной перекристаллизации карбонатных осадков. Положительный экскурс 513C (до 4.5%), зарегистрированный в нижней подсвите билирской свиты возник, вероятно, еще на стадии осадконакопления - в период высокой биопродуктивности и высокой скорости захоронения органического вещества в осадках.

Более пятидесяти лет назад было обнаружено, что образование и эпигенетическая трансформация органического вещества сопровождается разделением изотопов углерода [Craig, 1953]. Это обстоятельство широко используется в нефтегазовой геологии [Галимов, 1975; Galimov, 2006]. Значительно меньше внимания уделяется изотопным системам коллекторов нефтегазовых месторождений, хотя опубликованные к настоящему времени работы [Macaulay et al., 1998; Wilkinson et al., 2004] свидетельствуют о перспективности такого рода исследований: изотопный состав кислорода, в частности, содержит информацию о миграции флюидов и условиях взаимодействия вода-порода, серы - о степени редукции сульфатов, которые являются важнейшими окислителями углеводородов на стадии эпигенеза, карбонатного углерода - об этапах накопления и деструкции органического вещества в осадках.

В предлагаемой статье рассматриваются результаты изучения изотопного состава С, О и S в раннекембрийских сульфатно-карбонатных отложениях осинского горизонта - основного продуктивного горизонта крупнейшего в Якутии Та-лаканкого нефтегазового месторождения. Отложения венда и раннего кембрия являются на Сибирской платформе основными зонами скопления углеводородов [Конторович и др., 1982]. Вместе с тем, для них характерны крупнейшие

изотопно-углеродные аномалии [Magaritz et al., 1987; Покровский, Миссаржевский, 1993; Покровский, 1996; Kaufman et al., 1996; Виноградов и др., 20066; Покровский и др., 2006а, б], которые могут быть связаны как с глобальными изменениями природной среды, так и с региональными условиями седиментогенеза и эпигенеза. Цель предлагаемой работы - определение особенностей поведения изотопов углерода, кислорода и серы в зонах миграции углеводородов и оценка возможной роли эпигенеза сульфатоносных и нефтегазоносных отложений в формировании карбонатов с аномальными изотопными характеристиками.

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Талаканское поднятие, в пределах которого располагается одноименное месторождение, занимает наиболее приподнятую сводовую часть пологой Непско-Ботуобинской антеклизы (рис. 1), которая является одной из наиболее перспективных структур для добычи нефти и газа на юге Сибирской платформы [Непско-Ботуобин-ская..., 1986]. Площадь месторождения, разбитого разломами на три субмеридиональных блока -Таранский (западный), Центрально- и Восточно-Талаканский - около 1800 км2 [Кузнецов и др., 1995]; разведанные запасы - около 120 млн т неф-

Рис. 1. Местоположение Талаканского нефтегазового месторождения.

ти и ~50 млрд м3 природного газа. Основная газонефтяная залежь приурочена к сульфатно-карбонатной толще, которую нефтяники именуют осинским горизонтом [Кузнецов и др., 1995; Сафронов и др., 2004], а стратиграфы выделяют в качестве верхней подсвиты билирской свиты, относимой к нижнему кембрию [Хоментовский, Кочнев, 1999; Сухов и др., 2007]. Разрез переходных толщ от венда к кембрию представлен на территории месторождения тремя свитами (снизу вверх): юряхской, билирской (с двумя подсвита-ми) и юрегинской, имеющими согласные границы и связанными постепенными переходами. Юрях-ская свита мощностью около 100 м сложена доломитами, содержащими сравнительно редкие и маломощные прослои ангидритов, алевролитов и аргиллитов. В билирской свите общей мощностью около 80 м доминируют доломиты и доломит-ангидритовые породы; подчиненную роль играют известковистые доломиты, глинистые доломиты и доломитовые известняки. В перекрывающей билирскую юрегинской свите мощностью 200-250 м, наряду с карбонатными породами и сульфатами, заметную роль играют соли, которые служат экранирующей толщей.

Венд-раннекембрийские отложения района практически не содержат ни фауны, ни объектов, пригодных для радиоизотопного датирования, вследствие чего их возрастное расчленение на-

дежно не обосновано. На основании литологиче-ских характеристик и межрегиональных корреляций [Хоментовский, Кочнев, 1999; Сухов и др., 2007] билирскую свиту обычно относят к томмот-скому ярусу нижнего кембрия, а юряхскую свиту - к немакит-далдынскому ярусу (горизонту), который в России традиционно относят к венду, а в зарубежных схемах - также к нижнему кембрию (табл. 1).

Осинский горизонт (верхняя подсвита билирской свиты), лито логический состав которого изучался наиболее детально [Кузнецов и др., 1995; Сафронов и др., 2004], имеет выдержанную по площади мощность (около 50 м) и весьма разнообразный по структуре набор карбонатных пород: фитогенных, строматолитовых, микрозернистых, разнокристаллических и т.д., свидетельствующий о формировании осадков в мелком теплом морском бассейне, временами повышенной солености. Фациальное строение осинского горизонта крайне неоднородно и быстро меняется по простиранию. Отмечено, что фильтрацион-но-емкостные параметры, определяющие нефте-газоносность пород, связаны отчасти с фациаль-ными особенностями осадконакопления, отчасти с постседиментационной перекристаллизацией: лучшими коллекторскими свойствами (наибольшей пористостью и проницаемостью) характеризуются пелоидальные осадки, сформированные в

Таблица 1. Схема корреляции переходных толщ от венда к кембрию на Талаканском месторождении и сопредельных территориях [Хоментовский, Кочнев, 1999; Сухов и др., 2007]

Иркутский амфитеатр Талаканское месторождение р. Алдан Ярус (горизонт) Российская схема Международная схема

Усольская свита Юрегинская свита Пестроцветная свита Томмотский Нижний кембрий Нижний кембрий

Билирская свита, верхняя п/св (Бг2) (осинский горизонт)

Билирская свита, нижняя п/св (Бг1)

Мотская свита Юряхская свита (иг) Усть-Юдомская свита Немакит-дал-дынский Венд

Эдиакарий

условиях относительно высокой гидродинамической активности, в дальнейшем перекристаллизованные и превращенные в крупнозернистые доломитовые спариты. Низкими коллекторскими свойствами отличаются, как правило, микриты и ламиниты с признаками хемогенной садки, сформированные в изолированных впадинах с ослабленной водной циркуляцией [Сафронов и др., 2004].

Нами был проанализирован изотопный состав углерода и кислорода в карбонатах, а также серы в ангидритах, отобранных в трех скважинах: двух продуктивных, одна из которых пробурена на территории Центрально-Талаканского блока, а другая в центральной части Таранского блока, и одной непродуктивной, пробуренной в западной части Таранского блока. Опробованные интервалы в продуктивных скважинах практически полностью совпадают с осинским горизонтом. В непродуктивной скважине частично опробованы также породы, подстилающие осинский горизонт (табл. 2).

АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Для определения изотопного состава углерода и кислорода образцы разлагались в 100% орто-фосфорной кислоте в два этапа: при 25°С в течение 1.5-2-х часов и затем при 100°С в течение 1-го часа. На первом этапе практически полностью разлагается кальцит и в очень небольшом количестве (2-3%) доломит; на втором этапе полностью разлагается доломит, что позволяет измерить изотопный состав углерода и кислорода отдельно в кальците и доломите, а также определить соотношение кальцита и доломита в карбонатной фазе (объемным методом) с точностью ±5% [Я^епЪаит, БИеррагё, 1986]. Поскольку величина фракционирования изотопов кислорода различна при кислотном разложении кальцита

при 25°С (10.2%) и доломита при 100°С (9.1%), измеренные значения 518О в доломите увеличены на 1.1%. Подавляющее большинство проанализированных карбонатов представляют собой практически чистые доломиты с содержанием кальцита в пределах 5% (см. табл. 2). Доломитовые известняки, с содержанием кальцита до 80% обнаружены лишь в средней части осинского горизонта.

Ангидрит для определения изотопного состава серы разлагался с помощью пятиокиси ванадия в присутствии меди при 1100°С. Измерения изотопного состава углерода, кислорода и серы проводились на масс-спектрометре МИ 1201В. Все значения приводятся в промилле: 513С относительно стандарта РББ, 518О относительно стандарта БМС^ 5348 относительно метеоритного стандарта (МБ) "Сихотэ-Алинь". Точность (воспроизводимость) определения 518О и 513С находится в пределах ±0.2%, 534Б - ±0.3%.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Изотопный состав углерода в карбонатах продуктивных скважин весьма однообразен и в основном не выходит за пределы наиболее типичных для морских осадочных карбонатов значений 513С = 0 ± 1% (см. табл. 2). Изменения величин 513С по разрезам очень невелики;

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.

Показать целиком