Модели седиментации юрской толщи нефтеносной площади Потанай (Западная Сибирь)

УДК 551.8:553.98.04

Е.Е. Карнюшина1, Н.И. Коробова2, С.Р. Корост3

МОДЕЛИ СЕДИМЕНТАЦИИ ЮРСКОЙ ТОЛЩИ НЕФТЕНОСНОЙ ПЛОЩАДИ ПОТАНАЙ

По данным литологических исследований керна юрской толщи, вскрытой на площади Потанай, которая расположена на северо-востоке Шаимского мегавала, созданы модели седиментации отложений тюменской (верхняя часть) и абалакской свит (пласты Ю2-3 и Ю:2, Ю^ соответственно). Эти модели демонстрируют изменение в течение средней—поздней юры континентальных условий на подводно-дельтовое, лагунное и затем шельфовое осадконако-пление.

Ключевые слова: терригенная юрская толща, седиментационная цикличность, генетический тип, эволюция осадконакопления.

Models of sedimentation for upper part Tyumen formation (U2-3 productive layers) and Abalak formation (U2-3, U:2 and Uj1 productive layers) were constructed according to the data from the lithological analyses of core material from the Potanay oil-field (north-west of Shaimskiy swell). These models show a change of depositional environments during of middle and late Jurassic period from continental to deltaic, lagoonal and in the end to shelf.

Key words: terrigenous Jurassic deposits, sedimentary cyclicity, genetic type, evolution of sedimentation.

Введение. Авторами выполнены литологические исследования юрского терригенного комплекса, вскрытого скважинами на западе площади Потанай, входящей в состав Потанай-Картопьинского нефтяного месторождения на северо-востоке Шаимского мегавала Западно-Сибирского бассейна, с целью построения моделей седиментации пластов Ю2-3 тюменской свиты, Ю12 и Ю11 абалакской свиты.

Суммарная толщина изученных терригенных отложений достигает 80 м. К их особенностям относится локальное распространение и залегание на разновозрастных образованиях коры выветривания доюрского фундамента [Карнюшина, 2005], который был полностью перекрыт осадками лишь в баженов-ское время (рис. 1). Юрская седиментация в пределах изученного района началась в конце батского века и характеризовалась постепенной трансгрессивной направленностью, что нашло отражение в цикличном строении и составе отложений (рис. 2).

Тюменская свита, пласт Ю2_3. Типичные отложения верхней части тюменской свиты описаны на севере площади, где они залегают на дезинтегрированных доюрских хлоритовых сланцах. Здесь в интервале 2183,1—2199,8 м (16,7 м) в терригенной сероцветной субугленосной толще выделено 40 элементарных циклитов, характерных для аллювиальной долины. Они имеют толщину от 0,06 до 0,7 м, состоят из двух или трех элементов циклитов (эц). Нередко циклиты

Рис. 1. Схема расположения скважин и выходов фундамента на предбаженовскую поверхность: 1 — скважины, 2 — выход фундамента на предбаженовскую поверхность

1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, профессор, ст. науч. с.; e-mail: evgem@geol.msu.ru

2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, ассистент; e-mail: evgem@geol.msu.ru

3 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, кафедра геологии и геохимии горючих ископаемых, инженер; e-mail: mardanova_sv@bk.ru

Рис. 2. Модели седиментации юрской толщи: 1—9 — породы: 1 — угли, 2 — глины, 3 — ритмиты песчано-алевролитовые, 4 — песчаники, 5 — дресвяники с прослоями глин, 6 — брекчии, 7 — конглобрекчии, 8 — известняки, 9 — породы коры выветривания; 10—14 — текстура: 10 — горизонтальная параллельная, 11 — волнистая, 12 — косая однонаправленная, 13 — косая разнонаправленная, 14 — зеркала скольжения; 15—19 — включения: 15 — стебли растений, 16 — остатки корней, 17 — фауна, 18 — ходы илоедов, 19 — онколиты; 20—32 — зоны седиментации: 20—21 — русло (20 — наземное, 21 — подводное); 22—23 — прирусловой вал (22 — наземный, 23 — подводный); 24—25 — приустьевой вал (24 — наземный, 25 — подводный); 26—27 — пойма (26 — низкая, 27 — высокая); 28 — озера и болота; 29 — склоны аллювиальной долины; 30 — лагуна; 31 — острова, иловые и водорослевые банки, обрамленные продуктами их

разрушения; 32 — шельф вне банок и островов

редуцированы, и верхние эц в них отсутствуют. По характеру строения элементарные циклиты сгруппированы в 7 циклопачек толщиной 0,8—3,2 м. Снизу вверх в их наиболее полных типах наблюдается смена относительно грубообломочных русловых отложений с однонаправленной косой слоистостью мелкообломочными волнистослоистыми разностями прирусловых валов. Русловые и прирусловые песчаники и алевролиты в циклопачках имеют толщину не больше 1,2 м и иногда нефтенасыщены. Русловые отложения преобладают в нижней части изученного разреза. Верхняя часть циклопачек состоит из пойменных глинистых отложений с включениями углефицированных растительных остатков (в том числе остатков корней). Иногда в аллювиальных циклитах присутствуют пропластки и прослои черных блестящих каменных углей, толщина которых южнее описанного разреза достигает 0,2 м. Мощность углисто-глинистых частей циклопачек возрастает вверх по разрезу, достигая 2 м, что связано с широким развитием пойм в поясе речного меандрирования.

Для песчаников и алевролитов характерен угловатый, реже полуокатанный обломочный материал, преимущественно олигомиктовый, иногда кварц-граувакковый. Кварц (50—75%) часто гипи-диоморфный либо присутствует в виде уплощенных брусковидных и вытянутых треугольных зерен, трещиноватый, с облачным и блочным погасанием, иногда односторонне регенерированный. Обломки пород (20—25%) представлены хлоритовыми, кварц-хлоритовыми, кварц-мусковитовыми и кремнистыми сланцами, кварцитами. Встречаются фрагменты измененных серицитизированных и каолинитизированных метаморфических пород, а также переотложенных осадочных образований. Количество полевых шпатов, слюд (мусковит, серицит, измененный биотит) и пластинчатого хлорита составляет несколько процентов (иногда полевые шпаты отсутствуют). В отдельных прослоях суммарная доля этих минералов достигает 10%. Среди редких полевых шпатов присутствуют несдвойникованные пелитизированные зерна. Ак-цессории представлены эпидотом, апатитом, сфеном, рудными минералами, которые обычно окислены. Аутигенные выделения оксидов железа и титана характеризуют окислительную стадию диагенеза. Наряду с ними встречаются пирит и сидерит более поздних стадий. Аутигенные кварц и глинистые минералы входят в состав цемента.

Цемент в пойменных обломочных породах составляет до 40—50%, что позволяет выделять смешанные песчано-алевритово-глинистые разности. В отложениях прирусловых валов содержание глинистого цемента не превышает 10—15%. Каолинит, гидрослюды и хлорит заполняют поры и образуют пленки вокруг зерен. В русловых песчаниках преобладает цемент соприкосновения зерен. Межзерновые контакты в малоцементных разностях песчаников и алевролитов обычно конформные.

Таким образом, состав отложений тюменской свиты тесно связан с материалом доюрских кор выветривания, формировавшихся на водоразделах, склонах холмистого рельефа и переотложенных в аллювиальных долинах гумидной зоны (рис. 2).

Абалакская свита включает два пласта, соответствующих нижней и верхней подсвитам, имеет суммарную мощность до 50 м.

Пласт Ю12 обеспечивает основную продуктивность месторождения, имеет толщину от 4 до 20 м, залегает по неровной границе со следами размыва на подстилающих субугленосных отложениях либо трансгрессивно перекрывает доюрский комплекс. Отложения обладают преимущественно бежевой и желтой окраской, отличаются от пород тюменской свиты усложнением минерального состава, присутствием карбонатной примеси, более крупными циклитами, толщина которых обычно превышает 1 м.

В центральной части площади выше выветрелых доюрских метабрекчиий на глубине 2109—2118 м вскрыты конглобрекчии, брекчии и гравелиты, состоящие из обломков разнородных образований коры выветривания и пород тюменской свиты и содержащие обычно примесь карбонатного материала. Цикличность разреза обусловлена чередованием обрушенных в русло реки коренных пород берега и перемытых алевропесчаных отложений прирусловых валов. Севернее на глубине 2117—2124 м описаны циклично чередующиеся гравийно-песчаные и гравийные практически бесцементные породы, содержащие обильную примесь углефицированных фрагментов древесных стволов и по резкой, неровной границе контактирующие с белесой каолинитизированной корой выветривания.

В разрезах скважин, расположенных вдоль восточной границы площади, распространены преимущественно песчаные и алевропесчаные циклиты прирусловых и приустьевых валов дельтовой системы. Генетические признаки этих отложений свидетельствуют об изменении условий их образования по направлению с запада на восток от континентально-прибрежной до лагунной зоны (рис. 2). Лагунные накопления вне дельтовой седиментации представлены ритмитами глинисто-алевролитовыми с карбонатной примесью. Во всех описанных отложениях встречаются включения фрагментов белемнитов, попавших в них при штормовых забросах. В прибрежных периодически зарастающих валах обломки белемнитов соседствуют с остатками корневых систем растений [Карнюшина и др., 2005].

Обломочные компоненты песчаных и алевро-песчаных дельтовых накоплений пласта Юх2 характеризуются снизу вверх по разрезу сменой состава от олигомиктового до полимиктового. Это объясняется, с одной стороны, наличием новых источников сноса, а с другой — аридизацией климата. К признакам засушливости климата относятся карбонатность отложений даже в области наземной дельты, увеличение

степени их полимиктовости за счет увеличения доли полевых шпатов и появления фрагментов вулкано-кластической природы, а также изменения в составе глинистых минералов. Постепенно из их ассоциации, упомянутой выше, исчезает каолинит, постоянными компонентами становятся смешанослойные монтмориллонит-гидрослюдистые образования.

Еще один из признаков, позволяющих оценить направленность изменений условий седиментации, — типоморфизм зерен кварца [Марданова, 2004]. Кварц в отложениях тюменской свиты имеет преимущественно волнистое погасание, содержит газово-жидкие и прозрачные минеральные включения. Кварц в нижней части абалакской свиты имеет нормальное погасание, среди включений (помимо указанных) наблюдаются рудные минералы. Характерна коррозия и регенерация зерен, некоторые из них окаймлены железистыми пленками, возможно, эолового происхождения.

Пласт Ю11 толщиной до 30 м трансгрессивно перекрывает образования коры выветривания, отложения тюменской свиты и пласт Юх2 и эффектно выделяется в разрезе юрской толщи по необычному облику. В большинстве случаев это черные глины и их брекчии с гнездами ярко-зеленых глауконититов, бежевыми обломками белемнитов, крупных серовато-белых онколитов, неравномерно расслоенные белыми

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Карнюшина Е.Е. Кора выветривания фундамента — возможный объект добычи нефти на северо-востоке Ша-имского мегавала Западной Сибири // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 6. С. 35-44.

Карнюшина Е.Е., Коробова Н.И., Корзун А.Л. Литофа-циальный прогноз строения верхнеюрского продуктивного пласта Потанайской нефтеносной площади (Западная Си-

и розовыми обломочными известняками и их брекчиями, а также поликомпонентными пестроцветными брекчиями, включающими (помимо перечисленных обломков) фрагменты кор выветривания и подстилающих юрских пород. Отличительная особенность известняковых компонентов — присутствие в их составе марганцевых форм карбонатов, в том числе родохрозита. На юге площади разрез сложен пестроо-крашенными гравелитами и песчаниками. Перечисленные разности образуют циклиты толщиной от 0,2 до 2 м. Они часто редуцированы и контактируют по границам размыва.

Заключение. Состав и строение пласта Ю/ свидетельствуют о том, что он формировался в зоне шельфа, где фоновая пелитовая седиментация периодически осложнялась поступлением материала разрушающихся иловых банок с водорослевыми матами и островов, сложенных среднеюрскими-кимериджскими и/или доюрскими породами (рис. 2).

Цикл юрской седиментации завершился образованием относительно глубоководной глинисто-биогенно-кремнистой баженовской свиты, отложения которой трансгрессивно перекрыли и запечатали терригенные резервуары аллювиального и дельтового генезиса, обеспечив сохранность залежей нефти на площади Потанай в пластах группы Ю тюменской и абалакской свит.

бирь) // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 4. Геология. 2005. № 2. С. 38-48.

Марданова С.Р. Типоморфные особенности кварца в продуктивной толще нефтяного месторождения Потанай (Западная Сибирь) // Актуальные проблемы в геологии и геохимии нефти и газа (памяти Б.А. Соколова и В.В. Семеновича): Мат-лы VII Междунар. конф. М.: ГЕОС, 2004. С. 331-332.

Поступила в редакцию 16.02.2012