К оглавлению

Ó Ю.В. Шипелькевич, 2000

РЕГИОНАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ И ПОКРЫШЕК В ЮРСКИХ ПРОДУКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ НА БАРЕНЦЕВОМОРСКОМ ШЕЛЬФЕ

Ю.В. Шипелькевич (ВНИИокеангеология)

В результате региональных обобщений геолого-геофизического материала сложилась генерализованная модель формирования юрских отложений на Баренцевоморском шельфе (Шипелькевич Ю.В., 1993; [1]). Главной ее особенностью является последовательное от начала юры до неокома включительно развитие морских трансгрессий, которое обеспечило формирование выдержанных по латерали переслаивающихся песчано-глинистых пластов с хорошими коллекторскими и экранирующими свойствами. Однако особенности генезиса, как продуктивных песчаных пластов, так и покрышек в Штокмановско-Лунинской газоносной зоне остаются неясными.

Совместный детальный анализ региональных сейсмических данных и разрезов скважин позволяет восстановить особенности седиментации, важные для понимания закономерностей размещения здесь ловушек УВ.

Методика интерпретации

Анализ волновой картины для юрского интервала разреза свидетельствует об изменении отражающих свойств рефлекторов, среди которых наиболее заметно колеблется амплитуда отраженных волн. Сопоставление этих наблюдений с данными акустического каротажа показывает, что изменения амплитуды контролируются двумя основными факторами - степенью глинизации отражающей пачки, определяющей ее скоростную характеристику, и ее мощностью. Первый фактор, прежде всего, определяется мористостью разреза, или удаленностью морского бассейна от источников сноса, а второй - длительностью существования морских условий седиментации. Следя за вариациями амплитуды каждого отдельного рефлектора, можно не только распознавать и картировать области, различные по условиям седиментации, но и извлекать информацию об устойчивости и длительности этих процессов.

Сопоставляя данные о распределении свойств отражающих горизонтов по площади с информацией о вещественном составе отложений, мощности песчано-глинистых слоев и их возрасте и генезисе, удается с известной долей приближения восстановить палеогеографические условия осадконакопления, существовавшие в течение юрского периода.

Палеореконструкции

В начале юры, на рубеже плинсбаха и тоара, морской режим охватывал небольшие пространства на юге шельфа, несколько восточнее современного депоцентра Южно-Баренцевской впадины. Океанические воды Атлантики спорадически поступали сюда главным образом через узкий пролив на западе, располагавшийся на продолжении Нордкапского прогиба. Признаки морской седиментации, относящейся к этому периоду (микрофитопланктон), обнаружены лишь в скв. Куренцовская, пробуренной в центре этой мористой зоны.

На периферии бассейна существовала болотистая озерно-аллювиальная равнина, редко заливаемая морем. На южном обрамлении этого бассейна, в зоне контакта Печорской плиты и Южно-Баренцевской впадины, фиксируются сейсмические признаки дельтовых и русловых фаций (Шипелькевич Ю.В., 1993), в которых обычно встречается наиболее благоприятное для образования ловушек сочетание коллекторов и покрышек.

К концу аалена-байоса в результате трансгрессии границы зоны морской седиментации расширились, а морской режим стал более устойчивым. Это подтверждают остатки морской фауны ааленского возраста и водорослей, обнаруженные в ряде морских скважин. Сейсмические признаки трансгрессии, происходившей в этот период, мы видим на временных разрезах, пересекающих палеобереговую зону. Среднеюрские рефлекторы здесь трансгрессивно налегают по типу onlар на подстилающий субстрат, что является классическим примером сейсмического изображения наступающего моря (Шипелькевич Ю.В., 1993).

В течение аалена-келловея морские бассейны продолжали расширять свои границы. Помимо южной части шельфа, где области устойчивой морской седиментации по-прежнему локализовались в Южно-Баренцевской впадине, море проникло в Северо-Баренцевскую впадину.

Прямые определения вещественного состава и генезиса осадков пока отсутствуют, но, используя сейсмофациальный анализ, мы можем прогнозировать здесь в конце келловея устойчивый морской режим, схожий с таковым в Южно-Баренцевской впадине. Зона повышенных амплитуд среднеюрских рефлекторов протягивается относительно узкой полосой в пределах шельфа в субмеридиональном направлении, расширяясь в Южно- и Северо-Баренцевской впадинах.

В структурном отношении эти две впадины были разделены субширотным Баренцево-Карским поясом поднятий. Начинаясь на западе в зоне Центрально-Баренцевского поднятия, где он осложнен Ферсмановской локальной структурой, пояс протягивается в восточном направлении, включая в себя Адмиралтейское поднятие и часть островов Новая Земля, а далее на восток переходит в Северо-Сибирский порог. Палеореконструкции предыдущих геологических эпох дают основание считать эту структуру унаследованной с допалеозойского времени. В центральной части пояс осложнен относительно опущенной Штокмановско-Лунинской мегаседловиной.

Мощность юрских отложений сокращается от 1,8 км во впадинах до почти полного выклинивания на западных и восточных поднятиях Баренцево-Карского пояса поднятий. В узкой (50-70 км) зоне, заключенной между этими поднятиями и пространственно совпадающей со Штокмановско-Лунинской мегаседловиной, мощности сокращены лишь на 400-500 м.

Как показывает совместный анализ палеорельефа и сейсмофаций, наиболее приподнятые области Баренцево-Карского пояса поднятий в среднеюрское время и в начале поздней юры были зонами размыва, а его склоны - областями транспортировки обломочного материала. Так, в непосредственной близости от поднятия, располагавшегося на западе Баренцево-Карского пояса поднятий, на сейсмических разрезах фиксируются многочисленные седиментационные тела - от небольших клиноформ до мощных авандельт типа "фанов" (Ферсмановская площадь). На фрагменте сейсмического разреза видно строение одного из таких седиментационных тел (рис. 1). В продольном сечении оно состоит из серии клиноформных секвенций бокового наращивания, проградирующих в направлении морского бассейна. В поперечном сечении оно имеет форму линзы с выпуклой кровлей и относительно горизонтальной подошвой.

Общая мощность этого "фана" 200-250 м, а, судя по мощностям слагающих его отдельных секвенций, глубина моря в период их формирования не превышала 100 м. Такие седиментационные тела часто сами являются хорошими ловушками УВ, однако в нашем случае существование здесь многочисленных разрывных нарушений, по-видимому, снижает аккумулятивные свойства этой толщи. Еще ряд более мелких проградационных тел располагается на восточном и южном склонах этого палеоподнятия.

Кроме того, признаки небольших клиноформ обнаружены и на Адмиралтейском поднятии Баренцево-Карского пояса поднятий в пределах его северного склона.

Областями разгрузки палеопотоков служили северный и южный морские бассейны, а также, по-видимому, и область опущенной Штокмановско-Лунинской мегаседловины, которую в среднеюрское время занимал пролив между южным и северным бассейнами (рис. 2). Восточный - "адмиралтейский" - борт этого пролива имел более крутой склон, а западный - "ферсмановский" - более пологий.

Интересная деталь отмечается в ходе сравнения современного и палеорельефа этой зоны. Область Лудловского локального поднятия, в настоящее время располагающаяся на склоне Адмиралтейского поднятия, т.е. на восточном борту мегаседловины, в среднеюрское время, как это видно на рис. 2, находилась на ее западном склоне, в зоне транспортировки и отложения продуктов выноса. Продукты выноса, накапливаясь на пологих склонах морских бассейнов, сформировали здесь высокопористые песчаные коллекторы, ряд из которых вскрыт в скважинах (газоносные пласты Ю0, Ю1, Ю2-3). Эта особенность формирования песчаных тел, по-видимому, объясняет их локальный характер распространения и высокие фильтрационно-емкостные свойства [3]. Судя по направлениям потоков выноса, основные из которых имели северо-восточную ориентировку, наиболее насыщенным такими изолированными песчаными коллекторами следует ожидать разрез на северном склоне Баренцево-Карского пояса поднятий.

В этот же период, чередуясь с процессом формирования коллекторов, здесь отлагались трансгрессивные глинистые слои. В период с бата-келловея до кимериджа-титона море охватило значительные пространства Баренцевоморского шельфа. С запада и севера через существовавшие проливы сюда поступали океанические воды Атлантики. На востоке Баренцевоморского шельфа границы позднеюрского бассейна определить трудно, так как юрские отложения здесь эродированы. Однако, судя по имеющимся находкам позднеюрской фауны на островах Новая Земля, какая-то ее часть, вероятно область пролива Маточкин Шар, также была охвачена мелким морем. Несмотря на господство морского режима и кажущееся однообразие седиментации, в этот период, как и в предыдущие, идентифицируются различные фациальные зоны.

На сейсмических разрезах видны две четко обособленные зоны, в пределах которых отраженная волна от верхнеюрского горизонта В имеет наибольшие амплитуды. В разрезах скважин этому интервалу соответствует низкоскоростная глинистая толща мощностью до 100-120 м. Пространственно эти зоны наследуют местоположение предшествовавших морских бассейнов и совпадают с депоцентрами двух крупных впадин - Южно- и Северо-Баренцевских. Вместе с тем по сравнению с предыдущим периодом в конце юры условия седиментации в них приобрели специфический характер. Здесь при относительном тектоническом покое в застойном море, вдалеке от источников сноса отлагались тонко отмученные битуминозные "черные" глины. В разрезах скважин они очень богаты органическим веществом и при определенных условиях могут, по типу "баженитов" Западной Сибири, продуцировать УВ.

Однако и в этот период, как и в предыдущий, в областях, примыкающих к Баренцево-Карскому поясу поднятий, сохранились обстановки седиментации, близкие к прибрежно-морским. На рис. 3 видно, что зоны "застойной" седиментации, занимающие области двух впадин, разделены Штокмановско-Лунинской мегаседловиной, в пределах которой лишь Штокмановская площадь входила в область длительного накопления "черных" глин. Здесь эта глинистая толща служит основным региональным флюидоупором для газоносного пласта Ю0. В направлении к присводовым частям поднятий наблюдаются сокращение мощности средне-верхнеюрских отложений, исчезновение сейсмофаций "черных" глин, а в разрезах скв. Лудловская фиксируется частичное, а в скв. Ферсмановская - почти полное замещение как литофаций "черных" глин, так и основного газоносного пласта Ю0 [2], что в целом существенно снижает перспективы обнаружения ловушек УВ в присводовых зонах вала.

Как показала практика нефтегазопоисковых работ на шельфе, наиболее крупные скопления газа (Штокмановское, Ледовое) располагаются на южном склоне субширотного Баренцево-Карского пояса поднятий, на дистальном продолжении путей массопереноса, где отлагались хорошо отсортированные латерально изолированные песчаные слои, перекрытые мощными верхнеюрскими глинами. Приведенные результаты палеоструктурных и палеофациальных реконструкций юрского периода позволяют предположить, что такие же, если не еще более благоприятные, условия возникали и на северном склоне этой палеоструктуры. Существующая к настоящему времени его довольно низкая изученность сейсморазведкой позволяет надеяться на обнаружение здесь крупных ловушек УВ.

Литература

  1. Баренцевская шельфовая плита. / Под ред. акад. И.С. Грамберга. - Л.: Недра, 1988.
  2. Захаров Е.В., Юнов А.Ю. Направления поисков залежей УВ в юрских отложениях на Российском шельфе Баренцева моря. // Геология нефти и газа. - 1994. - № 2. - С. 13-15.
  3. Штокмановско-Лунинский структурный порог Баренцевоморского шельфа - новый крупный нефтегазоносный район России. / А.В. Борисов, И.А. Таныгин, В.С. Винниковский, И.А. Борисова // Геология нефти и газа. - 1995. - № 7. -С. 10-15.

Abstract

The area division of Jurassic deposits by sedimentation conditions on the Barents shelf is made on the basis of joint analysis of wave properties of Jurassic reflectors and well data. It is shown that near arch areas of sublatitudinal Barents-Kara lifted belt in Jurassic time there were the erosional regions and their slopes were the transportation ways for terrigeneous material. It is supposed that formation of pay reservoirs in this gas-bearing zone was at the same time with transportation and redeposition of sand material. Produced paleoreconstructions of relief and directions of paleostreams allow to prognose the most favourable regions for hydrocarbon traps formation.

Рис. 1. ФРАГМЕНТ ВРЕМЕННОГО РАЗРЕЗА ПО ПРОФИЛЮ 048949, ИЛЛЮСТРИРУЮЩИЙ ПРОГРАДАЦИОННЫЕ КЛИНОФОРМЫ В СРЕДНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ

Рис. 2. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СХЕМА СРЕДНЕЮРСКОИ ЭПОХИ (аален-келловей)

Сейсмофации: 1 - устойчивого морского бассейна, 2 - прибрежно-морской равнины, периодически заливаемой морем, 3 - области размыва отложений, 4 - области транспортировки осадочного материала (клиноформы); границы: 5 - Баренцево-Карского пояса поднятий, 6 - наиболее прогнутой зоны среднеюрского палеорельефа, 7 - проградационных седиментационных тел типа "фанов", 8 - области, наиболее благоприятной для формирования латерально изолированных песчаных тел; 9 - направление палеопотоков; 10 - залежи газа и газоконденсата (1 - Штокмановская, 2 - Ледовая, 3 - Лудловская); 11 - фрагмент сейсмического профиля 048949; структурные элементы: ЮБВ - Южно-Баренцевская впадина, СБВ - Северо-Баренцевская впадина, ЦБП - Центрально-Баренцевское поднятие, АП - Адмиралтейское поднятие, ШЛМС - Штокмановско-Лунинская мегаседловина

Рис. 3. ПАЛЕОГЕОГРАФИЧЕСКАЯ СХЕМА ПОЗДНЕЮРСКОЙ ЭПОХИ (Оксфорд - кимеридж)

Сейсмофации: 1 - "застойной" морской седиментации - накопление мощной толщи "черных" глин, 2 - морского бассейна с существенно сокращенной мощностью "черных" глин, 3 - мелкого моря с частичным размывом отложений; 4 - отсутствие сейсмофаций "черных" глин. Остальные усл. обозначения см. на рис. 2