К оглавлению

УДК 553.98.061.15:551.763.31(571.1)

Условия образования продуктивной толщи сеномана на севере Тюменской области

В.И. ЕРМАКОВ, А.А. ШАЛЯ (ВНИИГаз)

С вводом Уренгойского газового месторождения в разработку появилась возможность детально изучить особенности состава, строения и генезиса продуктивной сеноманской толщи. Разрез сеноманской толщи Медвежьего месторождения описан нами в работе [5]. С помощью фациально-циклического метода попробуем стратифицировать и сопоставить разрезы этих двух месторождений.

В продуктивной толще Уренгойского месторождения выделено восемь циклов мощностью 15-50 м. Каждый цикл состоит из алеврито-песчаных пород, которые постепенно по направлению к кровле сменяются алеврито-глинистыми. Базальный пласт - трансгрессивный элемент цикла - залегает обычно с внутриформационным несогласием (рис. 1).

Верхний неполный цикл I имеет преимущественно алеврито-песчаный состав. Залегает на неровной поверхности глин, а иногда и песков подстилающего цикла, выполняя эрозионные карманы, в связи с чем мощность его колеблется от 20 до 50 м. В средней части разреза прослеживаются линзы глин с прослоями алевролитов, которые образуют в плане цепочку непроницаемых тел субширотного простирания.

Цикл II в кровле сложен глинами с прослоями алевролитов мощностью до 23 м. Этот пласт выдержан по простиранию и однозначно коррелируется в пределах месторождения, хотя в ряде случаев и прорезается вышележащими песчаными отложениями. Базальные алевролитовые и песчаные породы (при преобладании последних) имеют линзовидное строение и переменную мощность от 5 до 40 м. Поля развития песчаных отложений максимальной мощности образуют широкие полосы, пересекающие Уренгойский вал в субширотном направлении, не согласуясь с современным структурным планом (рис. 2).

Все нижележащие циклы построены подобным образом.

Как видно, строение циклов и морфология песчаных и глинистых тел в Медвежьем и Уренгойском разрезах аналогичны: 1) песчаные пласты основания имеют на одних участках линзовидное строение с резко переменной мощностью, на других - покровное с относительно постоянной незначительной мощностью, 2) кровельные глинистые пласты, хотя и более выдержанные по простиранию и по мощности, также имеют прерывистое распространение, 3) часто наблюдается языкообразное взаимопроникновение одних пластов в другие. Такое строение продуктивной толщи во многом определяет газогидродинамическую характеристику залежей и специфику их разработки. В связи с этим опыт разработки Медвежьего месторождения может быть использован на Уренгойском месторождении.

Продуктивная толща Уренгойского месторождения представлена песчано-алевритовыми породами светло-серого цвета, чаще всего мелкозернистыми, плохо отсортированными. Более крупнозернистые и чистые разности обычно слагают основания циклов, но в некоторых случаях отмечается увеличение размерности к кровле (скв. 21). В составе двух верхних циклов присутствуют единичные прослои крупно и средне зернистых песчаников и конгломератов (скв. 2, 21), что является индивидуальной особенностью Уренгойского разреза. По составу породы полевошпатово кварцевые, каолинизированные с гидрослюдисто-каолинитовым, иногда хлоритовым цементом порово пленочного типа[4].

Все морфологические типы глин характеризуются высоким содержанием алевритового материала, который то равномерно распределен по всей массе, то сконцентрирован в тонкие прослои.

Встречаются также глинистые брекчии и известняки. Серые и углистые микрозернистые известняки слагают маломощные прослои среди пачек переслаивания по всему разрезу (скв. 9 и 26), но чаще в составе верхних циклов. К этим же циклам приурочены и прослои песчанистых известняков ракушников (скв 24).

Для уренгойского разреза характерна более высокая угленосность, чем для медвежьего. Линзы углей залегают обычно среди алеврито-песчаных отложений. В глинах содержится тонко рассеянное пигментирующее углистое вещество. Во всех разностях пород встречается янтарь.

Таким образом, для продуктивной толщи обоих месторождений характерны мелкозернистость породы высокая степень каолинизации обломочных зерен, значительное, часто преобладающее содержание каолинита в составе глин и цемента, заметное содержание угля и янтаря. Имеющиеся же различия появление в основании цикла II Уренгойского месторождения известняков ракушняков, грубообломочных пород водорослевых остатков.

Особенностью изученных разрезов является одновременное присутствие мощных пачек обломочных пород морского и неморского генезиса и их взаимное проникновение, что характерно для дельтового типа осадконакопления. Клинья морских отложений (породы с глауконитом, прослоями ракушников, раковинами фораминифер, алюможелезистыми и фосфатными оолитами и др. ) известны также в сеноманских отложениях Сургутского свода, Тазовского, Заполярного, Русского и других северных месторождений [2]. Клинообразные морские фации более характерны для самых верхних частей покурской свиты, но иногда встречаются в 100 м и ниже кровли (скв 453 Медвежье).

Нижняя часть продуктивной толщи (для Уренгоя это нижние шесть циклов) имеет аллювиально-дельтовый генезис с полным набором типично аллювиальных фаций: в основании элементарных циклов - рус-ловых, протоковых, старичных, в их кровле - поименных, болотных, озерных. Возможно, что часть фаций принадлежит не самой речной системе, а ее наземной дельте (террадельте). Об этом можно судить по развитию покровных песков - фаций приустьевых временно затопляемых равнин и песчаных тел с морской фауной - фаций приустьевых баров. Русловым фациям как речной системы, так и дельтовых проток свойственны залегание на эрозионной поверхности, рукавообразная форма, отсутствие связи их распространения со структурой. Покровные алеврито-глинистые отложения - это образования болотно-пойменных и озерных фаций. Последние играют в уренгойском разрезе более заметную роль, чем в медвежьем. Это мощные пачки алевролитов и глин, с прослоями известняков, линзами углей, водорослевыми остатками.

Уголь является автохтонным, часть его испытала незначительный перенос и переотложение. Янтарь также местного происхождения. Аккумуляция его происходила в прирусловых отмелях и барах. Такого рода включения янтарей встречаются в одновозрастных древнеаллювиальных отложениях бегичевской и леляной свит Хатангской впадины [9]. Уренгойский район входит в состав Северо-Сибирской янтареносной провинции мелового возраста, где источником янтаря были богатые леса на прибрежной равнине, изрезанной сетью рек.

К концу покурского времени (два верхних цикла) дельтовые условия осадконакопления становятся преобладающими. Наряду с фациями аллювия и террадельты получают развитие и фации подводной дельты (авандельты), сочетающие русловые (протоковые) песчаные отложения и клинья морских глин, а также прибрежно-морские фации - баровые и пляжевые (песчаные тела с лучшей сортировкой обломочного материала и погрубением вверх по разрезу, с раковинами пелеципод).

Таким образом, верхняя часть покурской свиты (примерный аналог сеномана) представляет собой образования аллювиально-дельтовой равнины. Полифациальность и цикличность ее подчинены седиментационному контролю. Тектонический фактор - постоянная тенденция к погружению - обеспечил формирование мощной многоярусной толщи терригенных пород.

Аллювиально-дельтовая равнина Надым-Пурского междуречья в сеноманский век была образована аккумулятивно-эрозионной деятельностью палео-Пура и его притоков. Исследованиями [3] в различных регионах мира установлены случаи многократного принципиального совпадения в плане разновозрастных речных систем, так называемый “пространственный консерватизм”. Альб-сеноманские отложения севера Западной Сибири составляют лишь небольшую часть мощной древнеаллювиально-дельтовой толщи, формирование которой с краткими перерывами началось со средней юры, а может быть, и ранее в бассейнах палео-Оби, палео-Таза, палео-Пура и других древних рек.

Современная р. Пур (к которой географически тяготеет Уренгойское месторождение) имеет длину 780 км, площадь бассейна 118 тыс. км2. Хорошо разработанная долина р. Пур, шириной несколько десятков километров, занимает огромную площадь. В бассейне широко развиты озера и болота; в низовьях русло реки разбивается на рукава и образует сильно заболоченную дельту. По режиму р. Пур аналогична другим рекам этого региона - Тазу, Надыму и даже Оби, но отличается от последней масштабами. Все это типично равнинные реки с малым падением русла, обширными долинами и поймами, с изобилием протоков, озер, болот, с мелкозернистым твердым стоком [6].

Осадконакопление в альб-сеноманское время, вероятнее всего, происходило именно в таком приморском аккумуляторном бассейне, каким является современная территория Севера Западной Сибири. Открытым остается вопрос о положении береговой линии альб-сеноманского полярного моря. Геологическая история полярного бассейна (современные Карское, Баренцево и др. моря) характеризуются развитием в его пределах, начиная с готерива, огромной озерно-аллювиальной равнины [8], временами заливавшейся морем (ранний альб, турон-Маастрихт). Только в неогене произошла перестройка, приведшая к образованию глубоководного Арктического бассейна.

Поэтому более вероятно, что древний морской бассейн располагался на западе в области современной Ханты-Мансийской мегавпадины и прилегающей к ней с запада системы зауральских мегапрогибов. Исследованиями [2] установлено, что эта территория в течение длительного времени имела тенденцию к опусканию и была ареной морского осадконакопления даже в моменты господства континентального режима почти на всей Западно-Сибирской плите. Интересные фактические данные, подтверждающие эту гипотезу, имеются для уватской свиты (сеномана) на Чуэльской, Макаркинской, Ванзеватской, Шеркалинской, Шухтунгорской и других площадях [2], на том отрезке р. Оби, где широтное течение меняется на меридиональное. Здесь верхняя часть песчаной толщи уватской свиты резко замещается глинами вне связи с современным структурным планом. В этом районе, по-видимому, вскрывается бурением непосредственный переход аллювиально-дельтовых песчаных отложений в морские глинистые отложения континентального склона.

Известно, что за геологическое время реки меняли направление течения; это подтверждает изучение древнеаллювиальных отложений р. Лены и других крупных равнинных рек [1, 3]. О масштабах миграции устья можно судить по истории эволюции Обской губы, для которой перемещение с севера на юг в течение плиоцена достигало нескольких сот километров [7].

Таким образом, с одной стороны, унаследованность речных систем, а с другой - очень крупные масштабы миграции привели к образованию мощных аллювиально-дельтовых отложений в северных и центральных районах Западной Сибири.

Широкое развитие дельтовых фаций в составе сеноманских отложений значительно повышает потенциальную продуктивность разреза. Для дельтового комплекса характерен парагенез нефтегазоматеринских отложений, коллекторов и ловушек, что при благоприятных геотектонических условиях приводит к образованию автономных систем генерации и аккумуляции УВ. Анализ распределения запасов УВ в нефтегазоносных погребенных речных системах показал, что как суммарные запасы, так и запасы отдельных месторождений много выше в дельтовых комплексах по сравнению с речными. По-видимому, именно эта генетическая способность продуктивной покурской толщи явилась одним из решающих факторов формирования сеноманских залежей газа на севере Западной Сибири.

Надым-Пурская и прилегающая к ней с юга Среднеобская нефтегазоносные провинции в течение длительного времени были ареной дельтового осадконакопления. В этих областях залежи газа связываются не только со структурными ловушками, фонд которых не бесконечен, но и с литологическими ловушками в русловых и дельтовых песчаных отложениях.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Антонов В.С. Дельта р. Лены. - Труды океан. комиссии АН СССР. 1960, т. VI, с. 103-115.
  2. Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович. И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др. М, Недра, 1975
  3. Дельты - модели для изучения. Ред. М. Буссарт. М., Недра, 1979.
  4. Ежова А.В., Овчинников С.И. Минералогия глин верхнемеловых продуктивных и покрывающих отложений газовых месторождений Севера Западно-Сибирской плиты. - Труды СНИИГГИМС, 1970, вып. 106, с 16-20.
  5. Ермаков В.И., Миронова С.В., Шаля А.А. Циклический анализ сеноманской продуктивной толщи месторождения Медвежье. - Геология нефти и газа, 1978, № 5, с. 17-22.
  6. Природные условия и естественные ресурсы СССР. Западная Сибирь. М., Наука, 1968.
  7. Самойлов И.В. Устья рек. М., Географиздат, 1952.
  8. Советская Арктика. М., Наука, 1970.
  9. Трофимов В.С. Янтарь. М., Недра, 1974.

Поступила 5/II 1981 г.

Рис. 1. Палеогеологический разрез сеноманской продуктивной толщи Уренгойского месторождения (составлен А.А. Шаля по данным стандартного каротажа).

Породы: 1 - хорошо проницаемые алеврито-песчаные, 2 - проницаемые алевритовые, 3 - слабопроницаемые глинисто-алевритовые. 4 - непроницаемые алеврито-глинистые; I- VIII - циклы осадконакопления; 1-7 - коррелируемые пачки

Рис. 2. Схема распространения песчаных образований в основании верхней толщи сеномана (прибрежно-морские н баровые фации) Уренгойского месторождения.

1- поля распространения преимущественно алеврито-глинистых пластов; 2 - поля распространения песчаных отложений; 3 - контур газоносности