Тектоника и особенности нефтегазоносности Геофизического мезовала (север Западной Сибири)

Ключевые слова:

тектоника,

надвиг,

ранняя юра,

неоком,

структурная

ловушка.

Keywords:

tectonics,

thrust,

Early Jura, Neocomian, structural trap.

УДК 551.24:553.98

В.Ф. Подурушин

Тектоника и особенности нефтегазоносности Геофизического мезовала

Геофизический мезовал расположен на севере Западной Сибири в основном газодобывающем регионе России. Преобладающая по площади западная часть мезовала находится в акватории Обской губы, восточное окончание выходит на Гыданский п-ов, где ведется разведка Геофизического нефтегазоконденсатного месторождения (НГКМ) с залежами в отложениях верхнего, нижнего мела и средней юры (рис. 1). Проведенные на месторождении поисково-разведочные работы (ПРР) позволили получить значительный объем фактического материала. Детальное изучение и правильная оценка этих данных необходимы для составления достоверных геологической и гидродинамической моделей известного месторождения, выбора правильного направления поисков в акваториальной части мезовала, а также развития общих представлений о геологическом строении и перспективах нефтегазоносности Ямало-Гыданского региона.

Геофизический мезовал является структурой II порядка, осложняющей строение надпорядковой Антипаютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы (см. рис. 1), верхний структурный этаж которой образован среднетриасово-кайнозойским осадочным чехлом. Ниже расположены рифтогенный верхнепермско-среднетриасовый промежуточный структурный этаж и складчатый палеозойский фундамент (нижний структурный этаж) (рис. 2) [1].

мегамоноклизы Внешнего пояса

отрицательные надпорядковые структуры: I - Агапско-Енисейский желоб

отрицательные структуры I порядка: 1 - Южно-Карская мегавпадина; 2 - Енисейская мегавпадина; 3 - Тадебеяхинский мегапрогиб; 6 - Яптиксалинская мегавпадина; 7 - Восточно-Антипаютинская мегавпадина

промежуточные надпорядковые тектонические элементы

положительные надпорядковые структуры: II - Мессояхский порог

положительные структуры

I порядка: 4 - Гыданский мегавыступ

положительные структуры

II порядка: 5 - Геофизический мезовал

Геофизическое месторождение

разрывные нарушения Геофизического мезовала

региональный сейсмопрофиль 105

региональный сейсмопрофиль 105

границы надпорядковых структур

границы структур I и II порядков

береговая линия

Рис. 1. Структурно-тектоническая схема Ямало-Гыданского региона

500

500

4000

A

4000

4500

- 4500

- A

5000

5000

Яптиксалинская мегавпадина юв

Трехбугорное КП

50 60 70 80 90 100 км

3000

3500

СЗ Геофизический мезовал

км 10 20 20

мс

мс

отражающие горизонты в меловых отложениях

отражающие горизонты в юрских отложениях

отражающий горизонт 1а в кровле триаса

отражающий горизонт А в подошве тампейской серии среднего-верхнего триаса

главные разрывные нарушения

X

второстепенные разрывные нарушения

Рис. 2. Интерпретация северной части временного сейсмического разреза по региональному профилю № 105

В работах предшественников [1-4] мезовал рассматривался как антиклинальная штам-повая складка осадочного чехла, возникшая над блоком фундамента, выдвинутым вверх

по субвертикальным разломам. Выполненный автором тектонический анализ позволил существенно дополнить традиционные представления.

Описание структуры

На карте и временном разрезе по региональному сейсмопрофилю № 105 отражено, что южная и северная границы Геофизического мезова-ла образованы субширотными сбросами, проникающими в осадочный чехол из нижележащих отложений (см. рис. 1, 2) [2, 5]. Вблизи подошвы юры (отражающего горизонта 1а) южный сброс сменяется надвигом, наклоненным на север под углом 37°, а северный сохраняет сбросовую кинематику, но, пересекая отражающий горизонт А (подошва чехла), меняет угол наклона до 24° и становится субпараллельным нижележащему надвигу (рис. 2, 3).

Блок, заключенный между этими двумя нарушениями, надвинут к югу на триасовую толщу более чем на 1 км и поднят на 250 м. Под надвинутым блоком отражающий горизонт А локально опущен на 850 м относительно поднятого блока и на 600 м по сравнению с окружающими площадями. В поднятом блоке разрез триаса сокращен почти вдвое из-за размыва. Перекрытие надвига нижнеюрскими отложениями позволяет датировать его формирование началом ранней юры.

Выше отражающего горизонта 1а до примерно 2/3 расстояния между отражающими горизонтами Т4 и Т1 структура, подстилающая Геофизический мезовал, слабо выделяется на окружающем фоне, образуя вершину значительно более обширного пологого поднятия. Лишь по граничным разломам, представленным зонами малоамплитудных нарушений шириной 1,5—3,5 км, заметны просадки отражающего горизонта Т4 и других рефлекторов.

В юрско-нижнемеловой толще, собственно образующей Геофизический мезовал, возможно наличие двух надвигов, полого наклоненных к югу. Критериями выделения надвигов на временном разрезе служили: 1 - разрыв, срезание и подворот отражений от осадочных слоев; 2 - смещение разорванных отражений с горизонтальным перекрытием крыльев разрывного нарушения и сдваиванием разреза; 3 - наличие отражающих площадок от поверхностей надвигов, секущих отражения от осадочных пород; 4 - наличие в висячем крыле асимметричной антиклинальной складки (рис. 4).

Надвиги Геофизического мезовала зарождаются в толще средней юры ниже по склону Антипаютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы. Смещения носят характер субпослойных срывов. Углы падения надвигов составляют

1° 20' (нижний) и 2° (верхний) (см. рис. 3). Во фронтальной части углы падения увеличиваются до 3° 30' и 4-5° соответственно, придавая сместителям листрическую форму.

Основное значение имеет нижний надвиг. Его протяженность по падению - 28 км, он сечет границу юры и мела и заканчивается на пересечении с субвертикальным нарушением, ограничивающим Геофизический мезовал с севера. По надвигу происходит сдваивание в разрезе отражающих горизонтов Б и Т1 с горизонтальным перекрытием амплитудой до 2 км. В аллохтоне образуется асимметричная антиклинальная складка, на вершине которой сейсморазведкой и бурением установлен размыв верхнеюрской баженовской свиты (отражающий горизонт Б) [4], а выше сокращена мощность клиноформной части неокома (см. рис. 2, 3). Видимая вертикальная амплитуда складки - 200 м, с учетом размыва она может быть на 50 м больше.

Надразломная складка наиболее отчетливо выражена до кровли апта (отражающий горизонт М'). Выше она выполаживается, и в сеноманских отложениях структура Геофизического мезовала исчезает, переходя в погребенное состояние.

Верхний субпослойный срыв имеет второстепенное значение. На севере он заканчивается, упираясь в южный граничный разлом мезовала. Горизонтальное перекрытие горизонта Б по верхнему надвигу не превышает 400 м, надразломная антиклинальная складка не развита. В тыловой части аллохтона расположена серия мелких сбросов с вертикальным смещением до 100 м.

Зоны разломов, ограничивающих мезовал с севера и юга, разорваны и смещены нижним надвигом, в висячем крыле которого сужаются до 0,8-1,1 км. Северный разлом смещен на 1,5 км к северу, автохтонная и аллохтонная части южного разлома подвернуты к поверхности срыва.

Выше неокомской клиноформной толщи по граничным разломам происходят сбросовые перемещения, приводящие к проседанию осевой части мезовала. В верхнеюрско-нижне-неокомской части аллохтона такие просадки отсутствуют. Смещения отражений с разрывом сплошности по обоим разломам, постепенно затухая, фиксируются до кровли сеномана (отражающий горизонт Г); в вышележащей толще сейсмические отражения испытывают лишь изгибы без видимых разрывов.

Nb 3 (19) / 2014

сз

км

Геофизический мезовал 10 20

30

40

Яптиксалинская мегавпадина 50 60 70 80

90

Трехбугорное КП ЮВ

100 км

- 1000

- 2000

- 3000

- 4000

отражающие \ главные разрывные вектор неокомского

горизонты \ нарушения 1==^> прямого сжатия

вектор раннеюрского сжатия

размывы з: второстепенные

отложений разрывные нарушения ^ 1

вектор неокомского сжатия

Рис. 3. Геологическая интерпретация северной части временного сейсмического разреза по региональному профилю № 105

00

сл

Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих регионов России

йй8й§л

~ A^V, ,

U^.. 1л*«**ч *\v ’

ш&ш

Рис. 4. Признаки неокомских надвигов на временном сейсмическом разрезе:

1 - разрыв отражения; 2 - срезание отражения; 3 - подворот отражения;

4 - горизонтальное перекрытие отражения со сдваиванием разреза; 5 - отражение от поверхности надвига, секущее отражения от слоистости пород; 6 - приразломная

антиклинальная складка

История развития и геодинамика

Консолидация палеозойского фундамента Анти-паютинско-Тадебеяхинской мегасинеклизы произошла в поздней перми в обстановке орогенно-го сжатия. В конце поздней перми сжатие сменилось растяжением, орогенный режим уступил место рифтогенезу и накоплению пород промежуточного структурного этажа, к кровле которого приурочен отражающий горизонт А [1].

К началу отложения платформенного чехла на месте Геофизического мезовала существовал остаточный прогиб, который был сначала заполнен, а затем перекрыт плащом средневерхнетриасовых терригенных отложений.

На границе триаса и юры последовал кратковременный эпизод сжатия, направленного с севера из акватории Карского моря на юг. По времени этот эпизод совпадает со становлением Пайхойско-Новоземельского складчато-надвигового пояса и, видимо, имеет общий с ним источник. Северный борт средне-верхнетриасового прогиба был надвинут к югу, перекрыв осадочное выполнение более чем на 1 км. Вертикальная составляющая сжимающей силы вызвала подъем аллохтонного блока и частичный размыв триасовой толщи в его кровле.

Основная часть юрского периода и берри-асский век раннего мела характеризовались обстановкой спокойного погружения, о чем сви-

детельствует взаимная параллельность опорных рефлекторов Т4, Т1 и Б.

В валанжине начался длительный неоком-ский этап умеренного горизонтального сжатия, ориентированного с севера на юг, источник которого располагался севернее Западно-Сибирской плиты [6]. Но в районе Геофизического мезовала в верхних горизонтах чехла образовались надвиги со смещением аллохтонов к северу, т.е. в направлении, противоположном вектору регионального сжатия. Этот парадокс объясняется тем, что сжимающая сила возникала в мантии и воздействовала прежде всего на жесткий фундамент, вызывая его уплотнение. В расположенном выше осадочном чехле возобладали силы противодействия, направленные с юга на север, которые и привели к субпослойным срывам слабо уплотненных в то время средневерхнеюрских отложений.

Основные дислокации были приурочены к нижнему надвигу, достигнув максимума в его фронтальной части, где надразломная антиклиналь создала структуру Геофизического мезовала. В тыловых частях надвигов сжатие слабело и сменялось относительным растяжением, благодаря которому появились мелкие сбросы, осложнившие висячее крыло верхнего надвига.

Ослабление неокомского сжатия продолжалось до сеномана и включало две фазы, соответствующие формированию клиноформной и субпараллельно-слоистой толщ. В течение каждой фазы сжимающие силы слабели постепенно, а на их границе - скачкообразно.

Субмеридиональное сжатие сопровождалось проседанием замка надразломной антиклинали (см. рис. 2, 3), которое на временном разрезе читается выше клиноформной толщи неокома, но отсутствует в верхнеюрско-нижненеокомском интервале, что создает проблему пространства, необходимого для погружения. Эта проблема решается при рассмотрении структурной карты Геофизического месторождения по кровле пласта ТП12 (рис. 5) [4], на которой показана субмеридионально вы-

тянутая депрессия с днищем, опущенным по встречно падающим сбросам. Причиной появления этой структуры очевидно было растяжение, ориентированное вдоль оси мезовала и поперек вектору сжатия. Из-за того что депрессия простирается вдоль профиля № 105, субширотное раздвигание не выражено на разрезе, однако становится ясным на карте. Раздвигание произошло во вторую фазу формирования Геофизического мезовала в форме проскальзывания верхненеокомско-сеноманской части разреза по кровле клиноформной толщи.

В сеномане сжатие завершилось и на время накопления верхней части разреза сменилось незначительным растяжением, обусловившим слабое (без разрывов) прогибание днища поперечной депрессии.

стратоизогипсы кровли пласта ТПп

разрывные нарушения

региональный сейсмопрофиль 105

береговая линия

км 0

5 10 км

Рис. 5. Геофизическое нефтегазоконденсатное месторождение. Структурная карта кровли пласта ТП12 [6]

Влияние тектоники на нефтегазоносность

Проведенный тектонический анализ позволил уточнить структуру продуктивных верхнеюрско-нижнемеловых отложений Геофизического НГКМ и выделить в ее составе: 1 - сдваивание разреза верхней юры; 2 - антиклинальные ловушки в аллохтоне и автохтоне; 3 - срезание надвигом ряда слоев с возможным образованием тектонических экранов; 4 - возможные тектонически экранированные ловушки в зоне экранирования пластов-коллекторов северным и южным граничными разломами.

Учет перечисленных особенностей повышает достоверность геологической и гидродинамической моделей месторождения, а в дальнейшем позволит оптимизировать его разработку. Согласно полученным результатам, можно предполагать, что нижнеюрский надвиг является флюидоупором и может рассматриваться в качестве положительного аргумента при определении перспектив поисков углеводородных скоплений в глубокопогруженных отложениях среднего и верхнего триаса.

Результаты анализа геолого-геофизических данных указывают на значительную роль разрывной тектоники, в частности надвиговых структур, в формировании верхнеюрско-ниж-немеловой и средне-верхнетриасовой частей разреза Геофизического мезовала и одноименного месторождения.

Установлено, что структура собственно Геофизического мезовала образована антиклиналью, развитой в аллохтоне надвига над его фронтальной частью.

С надвигами могут быть связаны разрывы и сдваивание продуктивных пластов, структурные ловушки в аллохтоне и автохтоне, текто-

Список литературы

1. Геология и полезные ископаемые России. - Т 2: Западная Сибирь / под ред. А.Э. Конторовича, В.С. Суркова. - СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2000. -477 с.

2. Ермилов О.М. Особенности геологического строения и разработки уникальных залежей газа Крайнего Севера Западной Сибири / О.М. Ермилов, Ю.Н. Карогодин,

A. Э. Конторович и др. - Новосибирск:

Изд-во СО РАН, 2004. - 141 с.

3. Рудкевич М.Я. Нефтегазоносные комплексы Западно-Сибирского бассейна / М.Я. Рудкевич, Л.С. Озеранская, Н.Ф. Чистякова и др. - М.: Недра, 1988. - 303 с.

4. Скоробогатов В.А. Гыдан: геологическое строение, ресурсы углеводородов, будущее /

B. А. Скоробогатов, Л.В. Строганов. - М.: Недра-Бизнесцентр, 2006. - 261 с. 5 6

5. Тектоническая карта юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Масштаб 1:6500000 /

под ред. А. Э. Конторовича. - Новосибирск: ИГНГ СО РАН, 2000.

6. Подурушин В.Ф. Особенности строения и история формирования структур неокомского возраста в Ямало-Гыданском регионе / В.Ф. Подурушин // Вести газовой науки: Проблемы ресурсного обеспечения газодобывающих районов России до 2030 г. -М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2013. - № 5 (16). -

C. 66-73.

нические экраны, которые необходимо учитывать при поисках, разведке и разработке Геофизического и подобных ему месторождений.

Для правильного понимания структуры изучаемых геологических объектов интерпретация материалов сейсморазведки должна включать построение сейсмогеологических разрезов с соотношением горизонтального и вертикального масштабов 1:1.

Предложенный подход может быть применен к аналогичным структурам на севере Западной Сибири. Возможными аналогами Геофизического мезовала являются Нурмин-ский мегавал и Мессояхский порог.

References

1. Geology and mineral resources of Russia. -Т 2: Western Siberia / under the editorship of A.E. Kontorovitch, V.S. Surkov. - Spb.: Publishing house VSEGEI, 2000. - 477 p.

2. Ermilov O.M. Peculiarities of geological structure and development of unique gas deposits of the Extreme North of the Western Siberia / O.M. Ermilov, Yu.N. Karogodin,

A.E. Kontorovitch et al. - Novosibirsk: Publishing house of the SB of the RAS, 2004. - 141 p.

3. Rudkevitch M.Ya. Oil-gas bearing complexes of the Western-Siberian basin / M.Ya. Rudkevitch, L.S. Ozeranskaya, N.F. Chistyakova et al. - M.: Nedra, 1988. - 303 p.

4. Skorobogatov V.A. Gydan: geological structure, hydrocarbon resources, future /

V.A. Skorobogatov, L.V Stroganov. - M.: Nedra-Biznestsentr, 2006. - 261 p.

5. Tectonic map of the Jurassic structural tier of the Western-Siberian oil-gas bearing province. Scale 1:6500000 / under the editorship of A.E. Kontorovitch. - Novosibirsk: IGNG SO RAN, 2000.

6. Podurushin VF. Features of a structure and history of formation of structures of Neocomian age in Yamalo-Gydansky region / V.F. Podurushin //

Vesti gazovoy nauki: Resource support problems of Russian oil-producing regions up to 2030. -Moscow: Gazprom VNIIGAZ, 2013. - № 5 (16). -P. 66-73.