Структура мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и история его тектонического развития: в связи с нефтегазоносностью тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.12, кандидат геолого-минералогических наук Фомин, Михаил Александрович

• Фомин, Михаил Александрович
• кандидат геолого-минералогических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Фомин, Михаил Александрович

Введение.

Глава 1. История геологического изучения района исследовании. Геолого-гсофизическан изученность.

Глава 2. Краткий очерк геологического строения.

2.1. Стратиграфия и литология.

2.2. Тектоника.

2.3. Нефтегазоносиость.

Глава 3. Фактический материал и методика исследований.

3.1. Характиристика фактического материала.

3.2. Методы исследования.

Глава 4. Структурно-тектоническая характеристика мезозойско-кайнозойского осадочного чехла.

4.1. Сейсмостратиграфическая характеристика осадочного чехла западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба.

4.2. Современная структура осадочного чехла.

4.3. Дизъюнктивная тектоника.

4.4. Тектоническое строение осадочного чехла.

Глава 5. История тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба.

5.1. Палеозойский этап развития.

5.2. Позднепермско-раннетриасовый этап развития.

5.3. Триас-юрский этап развития.

5.4. Берриас-аптский этап развития.

5.5. Апт-альб-сеноманский этап развития.

5.6. Турон-кайнозойский этап развития.

Глава 6. Перспективы нефтегазоносности мезозойско-кайнозойского осадочного чехла.

6.1. Нефтегазоносиость западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы.

6.2. Нефтегазоносиость центральной и восточной частей Енисей-Хатангского регионального прогиба и территории Анабаро-Хатангской седловины.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структура мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и история его тектонического развития: в связи с нефтегазоносностью»

Актуальность работы. В настоящее время все большее внимание исследователей привлекают арктические регионы Сибири и шельфы северных морей. В Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН) на современном научном и технологическом уровне проводится обобщение стратиграфических, лигологических, геохимических, геофизических и других материалов, полученных за долгие годы изучения геологии и нефтегазоносности этих регионов.

К относительно слабоизучепным арктическим регионам Средней Сибири относится и Енисей-Хатангский региональный прогиб (ЕХРП), юрско-меловые отложения которого выступают в качестве объекта исследований в настоящей работе.

Выполненные в ИНГГ СО РАН и других организациях исследования свидетельствуют о том, что этот бассейн по мезозойским отложениям является частью Западно-Сибирской геосинеклизы, и интерес в отношении нефтегазоносности представляют здесь, в первую очередь, юрско-меловые осадочные комплексы. IIa построенной в ИНГГ СО РАН современной карте нефтегазогеологического районирования Сибири эта территория выделена в качестве Енисей-Хагангской нефтегазоносной области Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Еще на ранних стадиях изучения этот осадочный бассейн считался перспективным в отношении нефтегазоносности. Большой вклад в изучение геологического строения этого региона внесли: П.А.ГедроГщ, Н.Н.Ростовцев, В. II. Сакс, А.А.Трофимук, М.К.Калинко, И.С.Грамберг, А.И.Дашошевская, Г.Н.Карцева, Б.С.Пук, З.З.Ронкина, Д.С.Сороков,. В открытии первых месторождений в регионе выдающийся вклад внесли И.Г.Левченко, Л.Л.Кузнецов, В.Д.Накаряков, Д.Б.Тальвирский. Позднее проблемами геологии этой территории занимались специалисты ПГО «Енисейнефтсгазгеология», «Енисейгеофизика», НИИГА (сегодня ВНИИОкеангеология), И IT (сегодня ИНГГ) АН СССР, СПИИГГиМСа: А.Н.Азарнов, Г.Д.Гинсбург, В.В.Гребешок, В.А.Захаров, Г.А. Иванова, В.И.Казаис, В.А.Каштанов, А.Э.Конторович, В.А.Кринин, Л.Л.Кузнецов, С.В.Меледина, К.И.Микуленко, В.Д.Накаряков, И.Д.Полякова, В.Н.Сакс, В.Г.Сибгатуллин, Е.И.Соболева, В.С.Старосельцев, Г.Ф.Степаненко, Ю.А.Филипцов, Б.Н.Шурыгин и др. В последние годы изучением современного строения и перспектив нефтегазоносности занимаются: А.С.Ефимов, С.В.Ершов, А.В.Исаев, В.И.Казаис,

А.Э.Конторович, А.А.Конторович, В.А.Конторович, В.А.Кринин, Ю.А.Филиппцов, Л.Н.Болдушевская, О.Ы.Злобина, Н.С.Ким, Д.А.Новиков, А.В.Ступакова, А.Н.Фомин и др.

В настоящее время в западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы открыто большое количество газовых месторождений. Промышленные скопления нефти выявлены на Пайяхском, Байкаловском, Восточно-Мессояхском и Новосоленинском месторождениях. Несколько южнее гигантские запасы нефти и газа установлены на месторождениях Ванкоро-Тагульской группы поднятий.

В начале XXI века после длительного перерыва в Енисей-Хатангском региональном прогибе возобновлены нефтегазопоисковые работы, которые проводятся как в рамках Федеральной программы, так и по проектам крупных нефтяных компаний.

По результатам анализа геолого-геофизических материалов в последние десятилетия опубликовано значительное количество работ, касающихся локальных вопросов стратиграфии, литологии, тектоники и нефтегазоносности Енисей-Хатангского регионального прогиба. В то же время последние обобщающие работы по геологии этого региона относятся к 70-80-м годам прошлого столетия.

Появление нового фактического материала, а также значительно усовершенствованные методики обработки и интерпретации геолого-геофизической информации позволяют с большей детальностью изучить строение осадочных комплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба и существенно уточнить оценку перспектив их нефтегазоносности.

В связи с этим комплексный анализ всей геолого-геофизической информации с использованием современных методических и технологических приемов научного анализа представляется весьма актуальным исследованием.

Научная задача - на основе комплексного анализа данных глубокого бурения, материалов сейсморазведки, грави- и магниторазведки уточнить современную структуру мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, восстановить историю тектонического развития этого бассейна в мезозойскую и кайнозойскую эры и на этой основе оценить перспективы нефтегазоносности юрско-меловых мегакомплексов.

Поставленная задача решалась в несколько этапов:

1) интерпретация временных сейсмических разрезов по региональным и композитным профилям, включающая стратификацию и корреляцию реперных отражающих горизонтов, выделение сейсмогеологических мегакомплексов и комплексов и сейсмофациальный анализ;

2) на базе комплексной интерпретации карт мезозойских структурных поверхностей (по подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла и кровлям среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов), региональных и композитных сейсмических разрезов и карг потенциальных полей выделение и трассирование по площади разрывных нарушений; определение времени их формирования и глубины проникновения;

3) на основе построенных дизъюнктивных версий структурных карг тектоническое районирование среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов;

4) построение серии палеоразрезов и карг толщин среднетриас-юрского, берриас-аптского, апт-альб-сеноманского и турон-кайнозойского мегакомплексов; анализ мезозойско-кайнозойской истории тектонического развития исследуемой территории, определение этапов формирования ключевых структур;

5) комплексный анализ полученных геолого-геофизических материалов и результатов нефтегазопоисковых работ, выделение перспективных объектов в юрских и меловых отложениях и разработка рекомендаций но их изучению.

Фактический материал и методы исследовании. Теоретической основой решения поставленной задачи являются осадочно-миграционная теория нафтидогенеза и фундаментальные разработки российской геологической школы в области тектонического районирования и истории тектонического развития нефтегазоносных осадочных бассейнов (В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, Ф.Г.Гурари, В.Д.Наливкин, М.Я.Рудкевич, В.С.Старосельцев, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др.), а также современные методы количественной оценки перспектив нефтегазоносное™ (М.Д.Белонин, Л.М.Бурштейн, Н.И.Буялов, М.Ф.Днали, В.И.Демин, Г.Х.Дикенштейн, А.Э.Конгорович, С.П.Максимов, В.Д.Наливкин, И.И. Нестеров, В.В.Семенович, Г.Г1. Сверчков, А.А.Трофимук, В.И.Шпильман и др.).

Методические приёмы комплексной интерпретации материалов сейсморазведки и геологических данных опираются на основные принципы сейсмостратиграфии. Термин сейсмическая стратиграфия был предложен американскими учеными П.Вейлом и М.Митчемом в конце 50-х годах прошлого столетия. В дальнейшем это направление развивалось в работах как зарубежных, так и российских геологов и геофизиков. Применительно к мезозойско-кайнозойским отложениям Западной Сибири сейсмостратиграфические подходы решшзовывались и совершенствовались в работах Р.М.Бембеля, Г.Н.Гогоиепкова, А.Ф.Глебова, В.С.Бочкарева, В.А.Конторовича,

НЛ.Кунина, О.М.Мкртчяна, А.А.Нежданова, Д.И.Рудницкой, В.С.Соседкова, Л.Л.Трусова, И.Л.Цибулина, А.Е.Шлезиигера и др.

Тектоническое районирование проводилось с использованием классификации тектонических элементов молодых платформенных областей [Наливкин и др., 1962], уточненной в ИНГГ СО РАН [Конторович В.А. и др., 2001], которая опирается на морфологический принцип при выделении структур.

Анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое осуществлялся с использованием «метода мощностей», который был предложен Н.С.Шагским в 1924 году. В последующем этот метод развивали в своих работах В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, В.Б.Нейман, К.А. Машкович, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др. [Белоусов, 1940, 1954; Хаин, 1954; Гарецкий, I960; Машкович, 1976].

Фактическим материалом для исследований послужили база стратиграфических разбивок 265 скважин, собранная сотрудниками ИНГГ СО РАН, региональные временные сейсмические разрезы, результаты обработки сейсмокаротажа по 5 скважинам и результаты испытания юрско-меловых пластов в 215 скважинах исследуемой территории.

Для построения карт градиентов рельефа, карт тектонического районирования мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, а также карт толщин юрско-меловых отложений, использовались структурные карты но подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла, по кровлям средпетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов, по кровле малышевской свиты, по подошве пеляткинской и по кровле пимской пачек суходудинской свиты.

На временных сейсмических разрезах, полученных по профилям, пересекающим исследуемую территорию в субширотном и субмеридиопальном направлениях, выполнялась корреляции реперных отражающих горизонтов и их стратификация с последующим выделением сейсмогеологических комплексов. При восстановлении истории тектонического развития использовались палеоразрезы.

Интерпретация сейсмических материалов проводилась с использовашшем программно-интерпретационного комплекса W-Seis, разработанного в ИНГГ СО РАН под руководством В.А.Конторовича и В.В.Лапковского. Картопостроение выполнялись с использованием программного пакета Surfer (Golden Software) и пакетов построения и редактирования сеточных моделей GridBilder- GridMaster, разработанных в ИНГГ СО РАН и являющихся ассоциированными модулями комплекса W-Seis. Оформление графических приложений и рисунков проводилась с помощью программного пакета CorelDRAW. Для создания различных баз данных использовалась программа для работы с электронными таблицами MS Excel.

Защищаемые научные положения и результаты:

1. Карты тектонического районирования юрско-меловых нефтегазоперспективных мегакомплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба, отвечающие современной стадии изученности бассейна; результаты структурно-тектонического анализа, позволившие выделить в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле серию новых тектонических элементов разных порядков, наиболее крупными из которых являются Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Матудский и Хэрбэйский мегапрогибы.

2. Енисей-Хатангский региональный прогиб унаследованно развивался на протяжении всего мезозоя и кайнозоя. В отличие от северных районов ЗападноСибирского мегабассейна, где доминирующее влияние на современное строение осадочного чехла оказали кайнозойские тектонические процессы, в Енисей-Хагангском региональном прогибе определяющим стал берриас-аптскин этап развития, когда был сформирован современный облик практически всех ключевых положительных и отри цател ьных структур.

3. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы наибольший интерес в отношении нефтегазоносное™ представляют берриас-аптские отложения, в которых залежи углеводородов могут находиться как в антиклинальных структурах, так и в сложнопосгроенных структурно-литологических и литологических ловушках, связанных с шельфовыми и ачимовскими песчаными пластами клиноформного комплекса.

Научная новизна, личный вклад.

1. Построена схема основных дизъюнктивных дислокаций, на которой показаны новые, не выделявшиеся ранее зоны разрывных нарушений, и выполнена дифференциация разломов по времени формирования и глубине проникновения: разлом, расположенный в северо-восточной части Хетской депрессии, «затухает» в юрских отложениях; разрывные нарушения, осложняющие южную прибортовую часть Енисей-Хатангского регионального прогиба, проникают в апт-сеноманский комплекс пород; большинство разрывных нарушений, проникающих в мезозой, было сформировано на этапе позднеюрско-раннемеловой тектонической активизации: к этому классу относятся разломные зоны, выделенные в восточной части Мессояхской наклонной мегагряды, на Усть-Портовском мегавыступе и Рассохинском наклонном мегавале.

В целом, разломы осевой части ЕХРП образуют единую сбросо-сдвиговую систему, в которой разрывные нарушения поперечного простирания играют подчиненную роль.

2. Анализ структурных планов юрских и меловых рсперных уровней свидетельствует о том, что в региональном плане эти поверхности в значительной степени подобны. В то же время они принципиально отличаются по степени дифференцированности рельефа и характеризуются рядом индивидуальных особенностей. В рамках настоящих исследований на базе комплексной интерпретации всей имеющейся геолого-геофизической информации впервые построен набор карт тектонического районирования мезозойских нефтегазоперспективных мегакомплексов (среднетриас-юрского, берриас- аитского и апт-альб-сеноманского), которые детально отображают строение мезозойско-кайнозойского чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и позволяет прослеживеггь динамику изменения параметров тектонических элементов различных порядков. По результатам структурно-тектонического анализа на исследуемой территории выделен ряд новых тектонических элементов: Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Хэрбэйский и Магудский мегапрогибы, Восточно-Ямбутовский структурный мыс и другие.

3. Впервые па современном информационном уровне выполнен детальный анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое. В частности, показано, что Владимирское поднятие, несмотря на близкое расположение с Балахпипским наклонным мезовалом, имеющим инверсионную природу, приурочено к выступу домезозойского основания, который на протяжении всего мезозоя и кайнозоя испытывал тенденцию к росту. По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что доминирующее влияние на современный структурный план кровли юры и меловых стратиграфических уровней в Енисей-Хатангском региональном прогибе оказал берриас-аптский этап развития, на котором были сформированы практически все ключевые структуры.

4. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба выявлены неизвестные ранее перспективные в отношении нефтегазоносиости локальные поднятия, не изученные глубоким бурением: Юпаяхипское, Левииское и Нижнеагапское.

5. Обоснованы высокие перспективы нефтегазоносиости берриас-нижнеаптских (неокомских) отложений, в которых залежи углеводородов могут быть сконцентрированы как в антиклинальных, так и в сложно построенных структурно-литологических и литологических ловушках. Анализ временных сейсмических разрезов позволил сделать вывод о том, что берриас-готеривские отложения Енисей-Хатангского регионального