К оглавлению

УДК 553.98:515.6(571.1/.5)

Раздельный прогноз размещения газа, нефти и битумов на Сибирской платформе

И.С. ГОЛЬДБЕРГ, Б.А. ЛЕБЕДЕВ, Б.М. ФРОЛОВ (ВНИГРИ)

Создание в Восточной Сибири новой нефтегазодобывающей базы страны и необходимость повышения эффективности региональных и поисково-разведочных работ требуют раздельного прогноза размещения УВ различного типа. Слабая изученность Сибирской платформы весьма затрудняет такой прогноз, однако, уже сейчас появляется возможность фактически обосновать общую схему формирования преимущественного состава УВ для крупнейших структур рассматриваемой территории. Основой прогноза явились: история тектонического развития платформы, распределение в ее чехле региональных изолирующих и проницаемых комплексов, фактически выявленная нефтегазоносность и битуминозность, состав УВ и битумов, схема образования нефти на стадиях MK1-МК3 и газа на стадиях МК4-AK1 [3]. Результатом прогноза является выделение областей концентрации УВ различного типа (см. рисунок ).

При прогнозе учитывались следующие характерные особенности Сибирской платформы: большая консервативность крупнейших структурных элементов, выделяемых на всех этапах развития по поверхности фундамента и нижним горизонтам чехла, что приводит к постоянству положения основных зон преимущественной генерации и аккумуляции УВ и постоянству основных путей их миграции; широкое развитие траппового магматизма; накопление основной части объема чехла в венд-раннекембрийский этап развития: наличие мощной соляной покрышки в отложениях нижнего кембрия на значительной части территории и в нижнедевонских породах на северо-западе и востоке платформы; соответствие начала стадии MK1 глубинам максимального погружения подсолевых отложений, равным примерно 2,5 км, а МК4 - 4 км, что вне контура развития соляных покрышек соответствует глубинам 2 и 3 км.

Формирование осадочного чехла эпикарельской Сибирской платформы началось в широких масштабах уже с начала рифея. Интенсивные и дифференцированные движения этого этапа привели к созданию основных крупнейших структур, среди которых выделяются: Анабарская, Алданская, Непско-Ботуобинская и Байкитская антеклизы, Саяно-Енисейская и Эвенкийская синеклизы; Патомо-Вилюйский, Енисей-Хатангский, Лено-Анабарский и другие региональные прогибы (см. рисунок ). В рифее начали формироваться и первые на Сибирской платформе скопления УВ. Однако отсутствие в разрезе рифейских отложений сколько-нибудь выдержанных региональных покрышек, а также длительное нахождение их в зоне денудации в течение предъюдомского перерыва привело к практически полному разрушению залежей рифейского времени. В дальнейшем рифейские отложения могли, вероятно, генерировать лишь незначительные количества газа в пределах наиболее погруженных частей крупнейших отрицательных структур.

Начало формирования существующих ныне нефтяных и газовых скоплений на Сибирской платформе следует относить к рубежу среднего и позднего кембрия (I этап), когда отложения венда и нижнего кембрия, являющиеся основными генерирующими комплексами платформы, были в пределах крупнейших отрицательных структур погружены на глубины более 2,5 км. Это относится прежде всего к Эвенкийской и Саяно-Енисейской синеклизам, южной части Патомо-Вилюйского прогиба, а также к западным, северным и восточным перикратонным погружениям платформы. К этому времени нефтяные скопления сформировались в подсолевых отложениях венда- нижнего кембрия и началась миграция УВ на склоны положительных структур. При этом в пределах Непско-Ботуобинской и Байкитской антеклиз мощная нижнекембрийская соляная покрышка обеспечила почти полную сохранность скоплений УВ, тогда как на Анабарской и Алданской антеклизах отсутствие подобных экранов привело к значительным потерям газовой составляющей и началу образования тяжелых нефтей, особенно в сводовых частях этих структур. Продолжавшееся в течение позднего кембрия, ордовика и силура (II этап) дифференцированное погружение платформы привело к формированию в границах отрицательных структур на глубинах свыше 4 км первичных газовых систем и к смене на основных путях миграции нефти газом. В рассматриваемый этап ввиду формирования орогенных сводовых поднятий вдоль западной периферии Сибирской платформы и в Байкальской горной области миграция газа в пределы западного склона Алданской антеклизы практически не происходила, а в пределы западного крыла Байкитской и восточного крыла Непско-Ботуобинской антеклиз резко сократилась. В конце ордовикского периода в Эвенкийской и Саяно-Енисейской синеклизах, а также в северной части Патомо-Вилюйского регионального прогиба предполагается наличие (на разных глубинах) первичных нефтяных, газоконденсатных и газовых систем. Тогда же в достаточно изолированных региональными и зональными покрышками положительных структурах в результате внедрения больших масс газа в существовавшие до того нефтяные скопления сформировались залежи легких газоконденсатов (Байкитская и Непско-Ботуобинская антеклизы). Это подтвердили и палеогидродинамические реконструкции [5]. В осадочном чехле Анабарской и Алданской антеклиз отсутствовали региональные и зональные покрышки, здесь предполагается дальнейшая дегазация систем УВ и образование тяжелых нефтей.

В начале III этапа (девонский период) характер тектонических колебательных движений в пределах Сибирской платформы резко меняется. Дифференцированные по интенсивности нисходящие движения сменяются движениями дифференцированными по знаку - положительными для положительных и отрицательными для отрицательных крупнейших структур. При этом размещение последних в целом для платформы осталось неизменным, однако, в структуре платформы появился новый весьма важный элемент, охвативший всю ее западную часть, - Тунгусская структурно-вулканическая зона, где широко проявился трапповый магматизм.

В карбоне, перми и триасе крупнейшие структуры Сибирской платформы развивались, так же как и в девонском периоде. Результаты развития систем УВ к концу рассматриваемого этапа представляются следующими. В центральной части Эвенкийской синеклизы, в северной части Патомо-Вилюйского регионального прогиба, юго-западной части Саяно-Енисейской синеклизы, а также по северной и восточной периферии платформы, где верхнекембрийские, ордовикские и силурийские отложения с пониженным генерационным потенциалом не могли дать значительных масс УВ, шло дальнейшее преобразование уже существующих углеводородных систем. Погружение первичных нефтяных и газовых залежей на весьма значительные глубины (более 5 км) привело здесь к формированию залежей тяжелых газоконденсатов за счет внедрения больших объемов газа в уже существовавшие скопления нефти в отложениях венда - нижнего кембрия. В пределах Эвенкийской синеклизы интенсивный трапповый магматизм, сопровождаемый повышением вертикальной проницаемости осадочного чехла, вызвал разрушение части систем тяжелых газоконденсатов и формирование благодаря этому в верхних горизонтах чехла парафинистых дериватных нефтей. Следы разрушения последних наблюдаются в виде проявлений озокерита-гатчетита[1]. На восточном склоне Алданской антеклизы, прилежащем к Юдом-Майскому перикратонному прогибу платформы, продолжалось формирование залежей тяжелых нефтей. В пределах Непско-Ботуобинской антеклизы резкая смена опусканий поднятиями привела (когда глубина залегания продуктивных комплексов достигла 2-2,5 км) к распаду легких газоконденсатов на газовую и нефтяную фазы с образованием залежей газоконденсатов с нефтяными оторочками на Ярактинском, Среднеботуобинском, Аянском и других месторождениях. Нефти оторочек этих залежей отличаются рядом специфических свойств: при сравнительно низкой плотности (0,820-0,845 г/см3) они обладают повышенной температурой начала кипения (105-150°С), что объясняется переходом самых легких компонентов (до 100 °С) в конденсатный газ, а также особенностями углеводородного состава [4].

На площади Анабарской антеклизы существовавшие прежде тяжелые нефти были преобразованы в асфальтовые битумы, которые ныне формируют крупные скопления на склоне Анабарского свода (Восточно-Анабарское месторождение, в пределах Оленекского свода (Куойкское, Солоолийское и др.), а также на Хараулахском выступе (Чекуровское). С рассматриваемым периодом связано, видимо, перераспределение нефти вне контура нижнекембрийской соляной покрышки (Анабарская антеклиза) и образование скоплений битумов в средне-верхнекембрийских отложениях Шологонцевской зоны поднятий и Оленекского свода.

Таким образом, к началу юрского периода практически оформилось современное распределение разных типов УВ и битумов в венд-нижнекембрийском комплексе крупнейших структурных элементов платформы (см. рисунок ). Для мезозоя - кайнозоя (IV этап) характерны весьма значительные потери газа в результате вертикальной миграции в пределах всех крупнейших структур Сибирской платформы. При этом в крупных мезозойских прогибах (Приверхоянский, Енисей-Хатангский), где имеются удовлетворительные региональные и зональные покрышки, в мезозойских отложениях сформировались газовые залежи, генетически связанные, видимо, с пермскими породами, содержащими мощные глинистые толщи, обогащенные ОВ. В Лено-Анабарском прогибе большие углы падения крыльев при малой ширине структуры, а также отсутствие удовлетворительных покрышек привели к значительным потерям газа и к преобладанию нефтяных скоплений в пермских и мезозойских отложениях. В мезозое и кайнозое латеральная миграция нефти из прогибов, выполненных мощными толщами верхнего палеозоя, мезозоя и кайнозоя, привела к образованию скоплений тяжелых нефтей и битумов в образованиях венда - нижнего кембрия на северном склоне Алданской антеклизы, в юрских отложениях на юго-восточном склоне Анабарской антеклизы и в пермских на северном склоне Оленекского свода. Эти битумы отличает от битумов I и II этапов миграции меньшая степень их измененности, пониженное содержание асфальтеновых компонентов, отсутствие метаморфизованных разностей (связанных с воздействием трапповых интрузий или гидротерм) и большая концентрация в породах (до 10-12 мас.% в юрских отложениях).

Проведенный анализ показывает, что современными областями преимущественного битумонакопления являются Анабарская, Алданская антеклизы и Турухано-Норильская гряда. Стратиграфический этаж битумонозности охватывает на Алданской антеклизе отложения венда - нижнего кембрия, среднего и верхнего кембрия, перми и юры, на Алданской антеклизе - венда - нижнего кембрия и на Турухано-Норильской гряде (южная часть) - нижнего и среднего палеозоя. В погруженных частях Анабарской антеклизы и на склонах Турухано-Норильской гряды возможно локальное нефтенакопление.

К нефтегазоносным областям относятся Эвенкийская синеклиза, центральная и северная части Непско-Ботуобинской антеклизы, южная часть Байкитской антеклизы и Катангская седловина. При этом на Непско-Ботуобинской антеклизе под нижнекембрийской соляной покрышкой наряду с нефтями газоконденсатного генезиса содержатся легкие конденсатные газы. В пределах Катангской седловины, вероятно, преобладают нефтяные скопления в отложениях венда - нижнего кембрия, поскольку газ должен был мигрировать на склоны прилегающих антеклиз. Эвенкийская синеклиза предположительно содержит в разрезе нефть и тяжелые газоконденсаты под соляной нижнекембрийской покрышкой в южной части и под девонской соляной покрышкой - в северной.

Областями концентрации преимущественно газов и легких газоконденсатов в отложениях венд-нижнекембрийского комплекса является, очевидно, южная часть Непско-Ботуобинской антеклизы и Ангаро-Ленская ступень. Это обусловлено широким распространением здесь битумов (асфальтенитов), для образования которых объемы газа должны были значительно (не менее чем в 4-5 раз) превышать объемы исходной нефти [2].

Приведенная схема областей концентрации УВ в настоящее время не может быть подкреплена строгой количественной оценкой их типового состава. Представляется, однако, что она позволит более обоснованно ориентировать региональные и поисковые работы на выявление скоплений наиболее ценного углеводородного сырья.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Гольдберг И.С. О закономерностях распределения битумопроявлений в северной части Тунгусской синеклизы. - Труды ВНИГРИ, Л., вып. 186, 1961, с. 128-142.
  2. Гольдберг И.С. Использование аналогии природных и технологических процессов деасфальтизации нефтей при изучении распределения твердых битумов в нефтегазоносных пластах. - В кн.: Проблемы нефтегеологического подобия. Л., 1978, с. 116-130.
  3. Рогозина Е.А., Неручев С.Г., Успенский В.А. О месте и условиях проявления главной фазы газообразования в процессе погружения осадков. - Изв. АН СССР. Сер. Геол., 1974, № 9, с. 124-132.
  4. Старобинец И.С. Геолого-геохимические особенности газоконденсатов. Л., Недра, 1974.
  5. Фукс А. Б., Фукс Б.А. Генезис нефтяных оторочек залежей Непско-Ботуобинской антеклизы. - Геология нефти и газа, 1979, № 2, с. 47-50.

Поступила 30/IV 1980 г.

Рисунок

Прогноз областей концентрации газа, газоконденсатов, нефтей и битумов на Сибирской платформе.

Области преимущественного накопления: 1 - газа, 2 - легких газоконденсатов, 3 - тяжелых газоконденсатов, 4 - нефтей, 5 - битумов; 6 - области малых концентраций УВ; возраст вмещающих отложений: 7 - венд-нижнекембрийский, 8 - ордовикско-силурийский, 9 - пермско-мезозойский; основные направления латеральной миграции: 10 - нефти, 11 - газа (этапы миграции: I - ранне-среднекембрийский, II - позднекембрийско-силурийский, III - девонско-триасовый, IV - мезозойско-кайнозойский); границы распространения региональных соляных покрышек: 12- нижнекембрийской, 15 - девонской; 14 - краевые швы платформы, 15 - границы крупнейших структур, 16 - крупные поднятия, 17 - выходы пород фундамента на дневной поверхности