К оглавлению журнала

 

УДК 550.814:553.98(571.12)

© Коллектив авторов, 1994

АЭРОКОСМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ И НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДА

В.М. ПЕРЕРВА, В.Е. ФИЛИППОВИЧ (Центр аэрокосмических исследований Земли АН Украины), В.Н. БАРИНОВ (АО "КОНДПЕТРОЛЕУМ"), В.А. СИДОРОВ (ИГиРГИ)

В пределах Красноленинского свода, как и всей Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП), на современном этапе его изучения практически полностью исчерпан фонд нефтегазопоисковых объектов антиклинального типа, что не может не сказаться на объемах нефтедобычи и темпах прироста запасов. Дальнейшее развитие нефтегазовой отрасли в этом регионе связывается с выявлением промышленных скоплений УВ в ловушках неантиклинального типа как в осадочном чехле, так и в образованиях промежуточного комплекса в верхней части кристаллического фундамента, переработанных экзогенными, тектоническими и флюидодинамическими процессами (древние коры выветривания, дилатантная трещиноватость).

Однако выявление промышленных скоплений УВ в ловушках более сложного строения требует совершенствования научной и технической базы нефтегазопоиска, повышения уровня его капиталоемкости. В этих условиях высокая геологическая и экономическая эффективность работ может быть обеспечена лишь широким внедрением в практику геолого-разведочных работ современных достижений науки и техники. К числу таких достижений относятся дистанционные методы. Более чем 30-летняя мировая и отечественная практика показала высокую эффективность их использования при поиске, разведке и разработке месторождений нефти и газа.

В западной части Красноленинского свода в 1992 г. были выполнены региональные аэрокосмогеологические исследования (масштаб 1:200 000). В процессе исследований использованы материалы космических (многозональная, спектрозональная) и самолетных съемок. В целях повышения уровня информативности материалы подвергались фотографической, оптико-электронной и цифровой обработке в интерактивном режиме.

В тектоническом отношении исследуемый регион представлен серией прогибов (Южно-Рогожниковский, Кальмановский, Северо-Ингинский), валов (Малоатлымский, Талинский), поднятий (Потымецкое, Ендырское). Структуры II порядка осложнены тектоническими элементами III и IV порядков, образующими сложную мозаику локальных поднятий и впадин.

Достоверность геологической информации, получаемой по данным аэрокосмогеологических исследований (АКГИ), определяется, с одной стороны, научной обоснованностью методологии исследований и техническим совершенством средств дистанционного зондирования Земли, а с другой - уровнем причинно-следственных связей компонентов ландшафта с геологическими структурами и процессами, протекающими в земной коре. Изучение этих связей на основе дальнейшего совершенствования методов дистанционного изучения Земли в различных зонах спектра электромагнитных колебаний составляет новое и интенсивно развиваемое направление в науке. Речь идет об изучении механизма передачи к дневной поверхности энергии различных физических полей земной коры (сейсмического, магнитного, гравитационного, теплового и некоторых других) и их влияния на формирование типов ландшафтов или их отдельных компонентов и закономерности их изменения. Выделение и изучение разнообразных ландшафтных компонентов (в последнее время получивших название геоиндикаторов) как элементов большой и чрезвычайно сложной системы, генетически связанных с геологическими структурами и процессами, составляют основу аэрокосмогеологических исследований.

В связи с этим важным является вопрос соотношения структурных планов подразделений изучаемых литолого-стратиграфических комплексов. Для западной части Красноленинского свода анализ структурных планов кровли кристаллического фундамента, тюменской, баженовской и викуловской свит показал довольно высокую степень совпадения в плане положительных и отрицательных структурных форм. Наиболее полное совпадение структурных планов установлено в пределах центральной части изучаемого региона, для которого характерна наибольшая устойчивость тектонического режима на протяжении его геологического развития. Коэффициент корреляции структурных планов для указанных литолого-стратиграфических подразделений достигает 0,70-0,74, что хорошо согласуется с данными других исследователей [3]. По обрамлению центральной части степень совпадения структурных планов хотя несколько и снижается, однако в целом не выходит за пределы установленной оценки. Изложенное в первом приближении можно рассматривать как следствие преимущественно вертикальных блоковых движений кристаллического фундамента, определивших современный структурный план и литофациальный облик нефтегазоносных комплексов мезозоя.

По результатам выполненных региональных АКГИ в пределах западной части Красноленинского свода установлена плотная сеть линеаментов, интерпретируемых как разрывные нарушения (РН) различных морфологических и генетических типов (рис. 1). При этом допускается, что на отдельных участках или же в пределах определенных структурных зон некоторые РН переходят в складчато-разрывные формы деформаций.

Практически всем РН присущ дискретный характер их выраженности в элементах ландшафта. Обусловлено это, по нашему мнению, развитием низкоамплитудных разрывных деформаций в осадочном комплексе, сложенном глинами, песчаниками и алевролитами различной плотности с небольшим объемом карбонатных разностей. В силу указанных петрофизических особенностей этих пород разрывные нарушения формируются преимущественно в виде дискретных зон с различной степенью интенсивности проявления в них разрывных деформаций. В то же время дискретность проявления РН в ландшафте определяется также морфологией элементов ландшафта. В доюрском комплексе РН, по всей вероятности, имеют более четкую линейную локализацию вследствие иных петрофизических свойств пород, свойственных образованиям кристаллического фундамента и промежуточных комплексов.

Все выявленные РН по характеру их выражения в ландшафте, положению в сейсмическом, магнитном и гравитационном полях разделены на четыре группы: трансрегиональные, межрегиональные, региональные и локальные. Трансрегиональные РН, отвечающие категории глубинных разломов, являются нередко границами крупных тектонических зон, таких как Красноленинский свод, Шаимский мегавал.

Межрегиональные РН, предположительно корового и частично подкорового заложения, по сравнению с трансрегиональными, охватывающими несколько структурных элементов I и II порядков, распространены в пределах изучаемого и смежного с ним регионов.

Наиболее развиты региональные РН, пересекающие изучаемый регион. В основном РН этой группы формируют блоковую структуру региона. Предполагается, что они секут всю толщу отложений плитного комплекса, образуя блоки в среднем 4х6 км, соизмеримые со средними размерами складчатых структур, имеющих нефтегазопоисковый интерес и с которыми связаны известные промышленные скопления УВ. Все РН подразделяются на широтные, меридиональные и диагональные. Среди последних различают северовосточные (15, 30-35, 65-75, 80°), северозападные (290, 305, 335, 350° ). Всего отмечается 10 направлений простирания РН. Примечательно, что указанные направления РН образуют пары направлений, угол между которыми составляет 90° .

Важным вопросом в научном и практическом отношении является определение связи складчатых структур с блоковыми полями. Для исследуемой части Красноленинского свода установлена закономерность подчиненности или совпадения простирания изогипс кровли кристаллического фундамента, тюменской, баженовской и викуловской свит с простиранием РН. Так, на площади Ем-Еговской структурный план кровли кристаллического фундамента представлен антиклиналью, состоящей из трех куполов. Ось восточного купола ориентирована в северо-западном направлении, подчиняясь простиранию РН, центральный купол ориентирован в широтном, а западный - в северо-восточном направлениях. По сути дела, каждый купол отражает принадлежность к отдельному тектоническому блоку.

Аналогичная закономерность наблюдается и для группы талинских антиклиналей. Так, изогипса - 2425 м (абс.), очерчивающая восточное крыло антиклиналей Восточно- и Мало-Талинской, в своем простирании подчинена меридиональным, широтным и северо-восточным РН. При этом при переходе от одной ориентировки к другой отмечается резкий изгиб изогипс, более свойственный структурным планам блоковых полей, чем складчатым структурам.

Аналогичные закономерности прослеживаются и по другим площадям региона (Каменная, Сиговская, Ковенская, Айторская и др.). Влияние блоковых полей кристаллического фундамента на формирование структурного плана подразделений плиточного комплекса обусловливает его своеобразную мозаичность, отсутствие протяженных складчатых форм, их в основном изометричный или близкий к нему облик. По всей исследуемой территории отмечается закономерная связь складчатых структур с блоковыми полями.

Современный структурный план мезозойских отложений сформирован в основном под контролирующим влиянием тектонических режимов блоковых полей кристаллического фундамента и при преимущественном воздействии вертикальных движений земной коры. Блоковая структура является контролирующей в формировании морфологии, пространственном размещении и взаимном соотношении складчатых структур. Активная роль РН в истории геологического развития Красноленинского свода, формировании его складчатой структуры определяет грабенообразный характер зон прогибов (район развития шеркалинской толщи Талинского месторождения) и горстообразный - зон поднятий (антиклинали района площади Каменной и др.).

В исследуемом регионе отчетливо видно влияние блоковых полей на размещение и характер структурно-фациальных зон мезозойских отложений. Отмечается связь линий выклинивания продуктивных горизонтов с конкретными РН (см. рис. 1), которая характерна не только для собственно плитного комплекса, но и для его базального горизонта, а также образований, вызванных деструкцией верхней части кристаллического фундамента, представляющих нефтегазопоисковый интерес.

Определяя соотношение площадного развития коры выветривания кристаллического фундамента с блоковыми полями по имеющимся данным (площадь Каменная), можно отметить, что оно связано с тектоническими блоками, испытавшими интенсивные восходящие движения и определявшими формирование положительных форм палеорельефа. Формирование природных резервуаров в этих образованиях обусловлено также процессами активной тектонической переработки пород. В первую очередь интерес представляют зоны трансрегиональных и межрегиональных разломов, а также узлы пересечения РН различной категории. В размещении палеорусловых тел базального горизонта в исследуемом регионе установлена контролирующая роль блоковых полей. Небезынтересно отметить факт совпадения в плане на площади Каменной современной долины р. Сеуль и палеоруслового тела базального горизонта. Совпадение в плане древнего и указанного современного водотоков фрагментарное.

В силу немногочисленности данных о положении палеоводотоков говорить о возможном закономерном унаследовании современными водотоками определенных элементов древней гидрографической сети преждевременно. Однако как постановку проблемы, имеющей важное нефтепоисковое значение и требующей более пристального изучения, рассматривать нужно. Изучение этой проблемы может дать ценную информацию для прогнозирования палеорусловых образований в разрезе юрских и меловых отложений.

Связь блоковых полей и зон развития как аллювиальных, так и аллювиально-делювиальных отложений базального горизонта уверенно прослеживается по большинству участков. Причем по некоторым участкам с одними РН связаны линии выклинивания нескольких горизонтов. Обращает на себя внимание факт влияния одних и тех же РН на размещение как древних, так и современных водотоков.

Аналогичная закономерность наблюдается и при рассмотрении блоковых полей и структурно-фациальной зольности отложений штатного комплекса. Через всю западную часть изучаемой территории прослеживается полоса шеркалинской пачки (горизонты ЮК10, ЮК11). Устанавливается совпадение РН различного порядка с линиями литологического выклинивания продуктивных горизонтов ЮК10, ЮК11 на всем протяжении этой пачки.

Четкое проявление РН этой зоны на космических изображениях - следствие их активизации на новейшем этапе. Активизация РН выразилась не только в возобновлении вертикальных перемещений тектонических блоков, но и в проявлении флюидогеодинамических процессов в зонах разломов, что обусловило гидротермальные изменения пород. Эти процессы вызвали по ряду участков улучшение коллекторских свойств отложений [I].

Аналогичная закономерность в соотношении положений РН и линий выклинивания продуктивных горизонтов присуща и отложениям тюменской (горизонты ЮК2-9), баженовской и викуловской свит (ВК2-3). На площади Каменной и смежных с нею площадях, расположенных в зоне древнего поднятия, отличающегося унаследованным характером развития, палеогеоморфологическая обстановка более сложная, что отразилось на развитии указанных продуктивных горизонтов. Тем не менее и здесь прослеживается соотношение РН с линиями их выклинивания. Особенности развития палеоподнятия района площади Каменной благоприятствуют выявлению ловушек неантиклинального типа (тектонически и лиотологически экранированного типов).

По ряду районов западного склона Красноленинского свода установлены довольно обширные поля нефтегазоносности, охватывающие несколько антиклинальных складок, поднятий, куполов (площади Ем-Еговская, Каменная). В то же время проблемным является прогнозирование коллекторов, обеспечивающих получение удовлетворительных притоков нефти в условиях высокой степени изменчивости коллекторских свойств отложений тюменской и викуловский свит. Следует отметить, что это проблематично не только для мезозойских отложений Красноленинского свода, но и других тектонических зон Западно-Сибирской НГП. Для решения этой проблемы важно выявление факторов, контролирующих изменение коллекторских свойств. Выполненные АКГИ и данные геолого-геофизических исследований позволили установить, что контролирующими являются литологический (литофациальный) и тектонический факторы. Соотношение этих факторов по различным тектоническим зонам (или отдельным площадям) разное, однако в большинстве случаев преобладает тектонический. При этом следует подчеркнуть, что этот фактор контролирует не только коллекторские свойства отложений, но и формирование ловушек тектонически экранированного типа.

Как известно, процессы формирования коллекторов порово-трещинного типа и в этой связи своеобразных природных резервуаров наиболее полно развиваются в условиях растяжения земной коры, сопровождающихся вторичными постдиагенетическими изменениями пород под воздействием флюидодинамических компонентов. По результатам исследований составлена рабочая модель методики выявления таких зон. Она заключается в фотографической, оптико-электронной и цифровой обработке материалов космических и воздушных съемок и комплексном анализе результатов обработки с материалами сейсморазведочных работ.

Формирование природных резервуаров в зонах растяжения земной коры в пределах рассматриваемого региона обусловлено его положением в структуре Западно-Сибирской НГП, а также некоторыми особенностями тектонического режима Красноленинского свода. Пожалуй, наиболее важным тектоническим фактором является общий восходящий характер вертикальных движений земной коры в пределах этого региона. Второе важное обстоятельство - положение Красноленинского свода в зоне глубинных разломов субширотной ориентировки. Далее в восточном направлении эти разломы прослеживаются в районе широтного течения р. Обь, Небезынтересно в этой связи подчеркнуть факт приуроченности к этой части НГП наиболее крупных месторождений нефти и газа (Самотлорское, Усть-Балыкское, Салымское, Сургутское, Ермаковское).

Известно, что пластовое давление в значительной мере зависит от геодинамических условий. Например, в пределах Северо-Западного Кавказа, характеризующегося в период развития новейшего этапа условиями субгоризонтального сжатия земной коры, коэффициент аномальности пластовых давлений достигает 2,2. В свете аналогичных закономерностей можно допустить, что низкие пластовые давления в рассматриваемом регионе обусловлены преимущественным проявлением процессов растяжения земной коры. Геодинамическая составляющая в данном случае играет роль снижающего фактора в формировании пластового давления. В этих условиях развиваются процессы переформирования и, возможно, частичного разрушения промышленных скоплений УВ за счет повышения степени флюидопроводимости земной коры. Однако эти же условия определяют и низкие пластовые давления, что препятствует широкому развитию указанных процессов. В данные процессы вовлекаются не только пластовые, но и глубинные флюиды. О том, что такие процессы имеют место, свидетельствуют многочисленные факты присутствия в разрезе мезокайнозоя различных компонентов глубинной природы [1, 2, 4].

В пределах Красноленинского свода выявлены и прогнозируются скопления УВ, связанные с палеорусловыми отложениями. Поэтому их прогнозирование представляет собой важную задачу как в пределах Красноленинского свода, так и других зон Западно-Сибирской НГП. В целях решения этой задачи в исследуемом регионе выполнены анализ складчатой структуры региона с позиций волновой концепции и последующая интерпретация полученных результатов в комплексе с данными АКГИ. Анализ показал, что структурные элементы изучаемой территории характеризуются закономерным соотношением положительных и отрицательных структур. Последние в плане образуют решетчатую систему линейно ориентированных ортогональных и диагональных зон.

Основными структурообразующими зонами, связанными с волнообразными тектоническими движениями на данной территории, являются меридиональные и широтные. Прослежено шесть положительных и шесть отрицательных зон, объединяющих локальные структуры III и IV порядков широтного простирания. В меридиональном направлении прослежено десять положительных и девять отрицательных зон. При пересечении меридиональных и широтных зон одного знака выявляются своеобразные центры деформаций, представленные высокоамплитудными структурами. Например, к таким центрам приурочены Ем-Еговская, Ситовская, Каменная и другие структуры III порядка. На основной фон простираний главных ортогональных структурных зон накладываются аналогичные зоны северо-западного и северовосточного простираний.

Исходя из приведенной волновой модели формирования структурного плана Красноленинского свода, можно заключить, что в этих процессах принимали участие последовательно сменявшие друг др., га в пространстве и времени волны складчатости меридионального, широтного, северо-восточного и северо-западного простираний. Эта модель позволила выполнить прогноз локализации палеорусловых тел, с которыми могут быть связаны скопления УВ (рис. 2). Сопоставление карты прогноза палеорусловых тел с фактическими данными по разбуренным площадям показало высокую сепень достоверности (50-70%). Указанный методический подход прогнозирования палеорусловых тел может быть использован и для других зон Западно-Сибирской НГП.

Таким образом, выполненные региональные аэрокосмогеологические исследования (масштаб 1:200 000) в пределах западного склона Красноленинского свода позволили уточнить представления о геологическом строении региона, истории его геологического развития, процессах, определяющих его промышленную нефтегазоносность, а также выявить высокую эффективность дистанционных методов. Основными результатами выполненных исследований, которые могут быть использованы в других структурно-тектонических зонах Западно-Сибирской НГП, являются следующие.

1. Красноленинский свод, как, вероятно, практически вся Западно-Сибирская НГП, имеет блоково-складчатое строение, обусловленное развитием субширотных, субмеридиональных и диагональных РН.

2. Блоково-складчатое строение региона прослеживается на протяжении всей истории его постгеосинклинального развития. Тектонические режимы блоковых полей определили облик и размещение структурно-фациальных зон нефтегазоносных комплексов мезозоя. Положение линий выклинивания продуктивных горизонтов контролируется РН. Указанная закономерность имеет важное нефтепоисковое значение в прогнозировании нефтегазопоисковых объектов неантиклинального типа в отложениях штатного комплекса.

3. Выявленные РН на новейшем и современном этапах характеризуются различной геодинамической обстановкой. Некоторые из них сформированы в зонах растяжения земной коры, обеспечивающих формирование коллекторов порово-трещинного типа и своеобразных природных резервуаров. С коллекторами указанного типа связаны наиболее высокие притоки нефти (площадь Ем-Еговская и др.). В условиях высокой степени изменчивости коллекторских свойств отложений прогноз данных природных резервуаров является важной практической задачей. Такой прогноз возможен по данным комплексных аэрокосмогеологических и геофизических исследований.

4. Методика анализа складчатой структуры отложений штатного комплекса на основе волновой концепции складчатых деформаций позволяет оптимизировать процессы прогнозирования ловушек, связанных с деятельностью палеорек.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Вертикальная и латеральная миграция поровых флюидов в юрском комплексе Красноленинского свода/М.Ю. Зубков, А.В. Балуев, С.В. Дворам и др.// Физико-литологические особенности и коллекторские свойства продуктивных пород глубоких горизонтов Западной Сибири. -Тюмень: ЗапСибНИГНИ. - 1988. - С. 68-77.

2. Перерва В.М. Аэрокосмогеологические исследования в оптимизации процессов разведки и разработки месторождений нефти и газа// Геология нефти и газа. - 1992. - № 6. - С. 16-20.

3. Прогноз зон развития нижнеюрских нефтегазоносных отложений Красноленинского свода/ С.А. Афанасьев, Г.Ф. Букреева, А.С. Вакуленко и др.//Геология и геофизика. -1992. - № 8. - С. 25-33.

4. Формирование углеводородных систем в зонах АВПД Западной Сибири/ Н.Н. Немченко, А.С. Ровенская, Н.Н. Гренков и др.// Флюидодинамический фактор в тектонике и нефтегазоносности осадочных бассейнов. М., 1989. - С. 135-139.

 

Abstract

Revealing of commercial hydrocarbon pools is proposed in non-anticlinal traps in the sedimentary cover as well as in intennidiate complex at the upper part of the cristalline basement, transformed by exogenetic, tectonic and fluid-dynamic processes, because the fund of oil - gas prospecting objects of anticlinal type is run out. Geological-structural substantiation of effective use of space shooting materials for revealing and tracing oil controlling tectonic zones is given for Krasno-leninskiy dome of Western Siberia basement. The results of investigations showed, that Krasnoleninskiy dome, like practically the whole Western Siberia, has block-folded structure, connected winh sub-latitudial, sub-meridianial and diagonal faults. Block-folded structure of the region fan be traced through the whole history of its post-geosynclinal development. Tectonic regimes of block Fields caused the appearance and location of structure-fades zones of the Mezoizoic oil-gas complexes. Productive horizonis pinhching out is controlled by faults. The revealed faults at the mordern stage are charaterized by different geodynamic conditions. Some of them formed at the zones of the earth crust strain, which caused pore-fracture reservoirs formation. The highest oil outputs are connected with this type of reservoirs. Forecast of the marked natural reservoirs is an importet task under conditions of high degree of reservoir variety. This forecast is possible with use of complex space and geophisical investigations. The method for analysis of plate complex folded structure at the base of wave conception of folded deformations allows to improve forecasting of traps, connected with paleo-rivers activity.

 

 

Рис. 2. Схема прогнозируемого размещения палеоводотоков:

1 - палеоводотоки; 2 - участки палеовозвышенностей; 3 -схематизированные контуры поднятий: А - Каменное, Б -Ем-Еговское, В - Талинское, Г - Северо-Талинское, Д -Ларбинское, Е - Ингинское, Ж - Яганокуртское; 4 - зона палеоврезов