Сдвиговая тектоника в районе Надым-Тазовского междуречья и методика прогноза нефтяных залежей

Западно-Сибирская эпипалеозойская геосинеклиза (ЗСГС) является уникальным геологическим объектом, и в первую очередь по своим масштабам и соответственно по многообразию фациальных обстановок осадконакопления, типов коллекторов и залежей УВ на фоне весьма высокого уровня изученности. Поэтому она должна выступать своеобразным эталоном и даже полигоном для новых идей и методик в области нефтегазовой геологии крупных осадочных бассейнов. Однако реальная картина свидетельствует о совершенно обратных тенденциях. В силу исторически сложившихся обстоятельств в геологической службе региона, особенно среди специалистов производственной сферы, преобладает определенный консерватизм мышления. По-видимому, достаточно быстрое открытие гиганских и крупных зон нефтегазонакопления, контролируемых в основном антиклинальными структурами I и II порядков, оказало крайне негативное влияние и послужило причиной упрощенного подхода к изучению геологии как всей ЗСГС, так и отдельных локальных объектов. Как следствие — низкая эффективность поисково-разведочных работ. По существу, открытия последних лет носят случайный характер, да и промышленная значимость подавляющего большинства из них весьма проблематична.

Актуальность проблемы. Западно-Сибирская геосинеклиза (ЗСГС) остается в настоящее время основным нефтегазодобывающим бассейном в.

России. При этом в регионе ощущается значительный дефицит реальной базы перспективных ресурсов для поддержания и развития добычи. Фонд антиклинальных структур I и II порядков был разбурен уже к середине 80-х годов XX века, малоразмерные же поднятия III и IV порядков с учетом низкого уровня подтверждаемое&tradeне дают необходимого объема прироста активных запасов, не говоря уж о расширенном воспроизводстве.

В период 80−90-х годов прирост запасов во многом был обеспечен переориентацией геолого-разведочных работ на поиск и разведку з неантиклинальных объектов, контролируемых региональным литолого-фациальным фактором — на клиноформно построенные отложения неокомского комплекса. Однако и этот резерв можно считать во многом исчерпанным. Исключение составляют лишь отложения ачимовской толщи, не представляющие пока значительного промышленного интереса ввиду чрезвычайно низких фильтрационно-емкостных свойств. Их промышленное освоение — это проблема больше технологическая, нежели геологическая. Таким образом, более чем назрела необходимость пересмотра методических подходов к геологоразведочным работам на нефть и газ в Западной Сибири. В качестве такого прогрессивного направления может служить широкое применение тектоно-динамического анализа и принятие концепции о преобладающей роли в тектоническом развитии доюрского основания и осадочного чехла ЗСГС сдвиговых деформаций.

В Западно-Сибирском нефтегазоносном бассейне уже выявлено существенное количество «неклассических» продуктивных объектов, которые не контролируются сугубо структурно-тектоническим или литолого-фациальным факторами. Больше того, по результатам эксплуатационного разбуривания и промышленного освоения месторождений УВ отмечаются многочисленные геологические «аномальности», которые не укладываются в традиционные представления о генезисе и строении залежей. К подобным объектам, в первую очередь, конечно, относятся структуры, связанные со сдвиговыми деформациями. Причем, их следует рассматривать не только в плане собственно поисково-разведочных работ, но и в качестве индикаторов региональных и зональных геологических процессов формирования и развития продуктивных отложений осадочного чехла.

До последнего времени проблемы дизъюнктивной тектоники Западной Сибири рассматривались практически исключительно в рамках «фиксистких» представлений. Упоминания о дислокациях, связанных с горизонтальными тектоническими движениями, носили неакцентированный и спорадический характер: в основном в ряду общих перечислений тектонических дислокаций.

Поразительный факт, что первыми специалистами, кто заговорил еще 70−80-х прошлого века о довольно масштабном развитии в Западной Сибири сдвигов, были геологи-съемщики («кайнозойщики»), фиксировавшие их проявление в поверхностных условиях. В первую очередь, следует выделить работы Генералова П. П. и Крапивнера Р.Б.

К рубежу веков ситуация начала относительно меняться. Причем, эта проблематика рассматривается независимо в двух направлениях, которые между собой в общем никак не соотносятся, что вполне закономерно, поскольку анализируются системы несопоставимо разного порядка. Одно направление можно отнести к надрегиональному уровню, где выделяются трансконтинентальные дизъюнктивные линеаменты, в том числе определяемые как сдвиги и секущие Западно-Сибирскую геосинеклизу преимущественно в диагональных направлениях: Натальин Б. А. и Шенгёр

A.М.Д. (2000) — Филиппович Ю. В. (2001) — Денисов С. Б. (2001) — Подурушин.

B.Ф. (2002) — Егоров A.C. и Чистяков Д. Н. (2003), Пучков В. Н. (2003) — Старосельцев B.C. (2003) — Соборнов К. О. и Якубчук A.C. (2006). Их выделение и трассирование основывается на межрегиональном анализе структурно-тектонического строения Западно-Сибирского и смежных секторов ЕвроАзиатского континента, в первую очередь, Урало-Монгольского складчатого пояса.

Второе направление имеет локальный и зональный характер и опирается на данные площадных сейсморазведочных работ, большей частью отработанные по методике ЗД, то есть большинство результатов исследований представлены в научно-производственных отчетах и соответственно не доступны широкому кругу специалистов. Анализ публикаций и достаточно большого количества фондовых материалов позволяет говорить, что наиболее последовательно вопросами сдвиговой тектоники в приложении к моделированию залежей УВ в Западной Сибири занимаются только две группы исследователей. Одна группа специалистов из Центральной геофизической экспедиции (г. Москва) под руководством Гогоненкова Г. Н. и Тимурзиева А. И., другая из г. Новосибирска под руководством Глухмаичука Е. Д. и Василевского А. Н. (Объединенный институт геологии и геофизики СО РАН). При этом подходы обоих групп исследователей несколько отличаются. Специалисты ЦГЭ рассматривают проблему с преимущественно геологических позиций (классический структурно-тектонический анализ), а новосибирские исследователи отдают предпочтение физической стороне вопроса (анализ полей напряжений).

Объектом исследования автор выбрал район Надым-Тазовского междуречья (Ноябрьская зона), где сдвиговые структуры наиболее ярко проявлены и широко развиты. В последнее десятилетие он по существу превращается в своеобразный нефтегеологический полигон, на котором проходят проверку различные методики прогноза развития новых нефтегазоперспективных объектов.

В качестве целевого литолого-стратиграфического уровня автор выбрал васюганский горизонт Ю1 оксфордского возраста, с которым связывается значительный потенциал прироста запасов и добычи в Ноябрьском регионе. Цель работы — увязать данные по сдвиговой тектонике Надым-Тазовской области (Ноябрьская зона), начиная с регионального уровня и заканчивая локальным прогнозом нетрадиционных продуктивных объектов в верхнеюрских отложениях и обоснованием их пространственного ограничения.

В рамках исследования решались следующие основные задачи: Обоснование широкого регионального проявления сдвиговых деформаций в пределах Западной Сибири.

Изучение региональных и локальных закономерностей распространения и кинематики сдвиговых деформаций на территории Надым-Тазовского междуречья.

Выявление особенностей проявления сдвиговых деформаций в истории тектонического развития структур и их влияние на характер нефтегазоносности верхнеюрских отложений Ноябрьской зоны.

Локальный прогноз площадного ограничения продуктивных и перспективных объектов в интервале горизонта Юх Ноябрьской зоны. Методы решения поставленных задач.

Систематизация, обобщение и анализ опубликованной и фондовой научно-технической информации по сдвиговым дислокациям Западной Сибири и ее складчатого обрамления.

Комплексная геологическая интерпретация сейсмических материалов МОГТ-2Д и 3 Д.

Структурно-тектонический и динамо-кинематический анализ строения юрских отложений Надым-Тазовского междуречья в условиях широкого развития горизонтально-сдвиговых деформаций. Палеотектонический анализ.

Анализ результатов испытания и эксплуатации скважин. Основные защищаемые положения.

Установлено широкое развитие сдвиговых деформаций в доюрском основании и осадочном чехле Западной Сибири.

Определены основные закономерности пространственной ориентировки, морфологии и кинематики сдвиговых деформаций.

Обосновано, что неотектонические инверсионные перестройки структур является прямым следствием сдвиговых движений.

Доказан палеоструктурный контроль нефтегазоносности верхнеюрских отложений васюганской свиты Пур-Тазовского района. Научная новизна.

Подтвержден авторский прогноз 2000;2001гг. доминирующей диагональной направленности региональной системы разрывных дислокаций с горизонтально сдвиговой кинематикой в пределах Надым-Тазовского междуречья.

Установлен равномерный площадной шаг однонаправленных сдвигов и кратность соотношения сдвиговых систем различного ранга.

Установлен реверсный характер кинематики (смена знака движения) сдвиговых нарушений в динамической зоне влияния основных региональных сдвигов фундамента.

Выполнен прогноз распространения разноранговых сдвиговых нарушений и их кинематических параметров на участках отсутствия сейсморазведочных работ МОГТ-ЗД в пределах Надым-Тазовского междуречья. Для Пуровского района обоснована эффективная методика прогноза залежей нефти в верхнеюрском горизонте Ю1 на основе палеотектонических реконструкций.

Предложена методика прогноза аномального пластового давления для инверсионных структур Ноябрьской зоны, как дополнительного поискового критерия.

Практическая значимость. В последние 10 лет автор принимал непосредственное участие в составлении программ ГРР по Западной Сибири в крупных нефтяных компаниях ТНК-ВР, ЛУКОЙЛ и Газпром нефть, работая соответственно начальником отдела региональных поисковых работ в ЗАО «ТННЦ», главным геологом Интерпретационного центра в ООО «КогалымНИПИ-нефть» и начальником департамента планирования и анализа ГРР в ООО «Газпромнефть НТЦ». Естественно, что результаты собственных авторских исследований использовались при обосновании геологических моделей поисковых объектов и залежей, рекомендаций на заложение поисково-разведочных и эксплуатационных скважин. Сама специфика геологоразведочных работ в нефтяных компаниях, а именно, подавляющее преобладание уже разрабатываемых активов, изначально не предполагает открытие новых крупных месторождений. ГРР преимущественно направлено по подготовку запасов для эксплуатационного бурения. В тоже время, можно отметить, что по результатам бурения рекомендованных скважин был открыт ряд новых залежей, либо существенно расширены (уточнены) контуры нефтеносности уже выявленных объектов. В качестве наиболее значимых примеров можно привести Няртольскую площадь (Бахиловская группа месторождений — ОАО «Варьеганнефтегаз») — Кошильское, Мало-Сикторское и Окуневское месторождения (ОАО Нижневартовское нефтяное предприятие"), Етыпуровское, Валынтойское, Вынгапуровское и Вынгаяхинское месторождения (ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз»), где успешность составляет не менее 75%. К сожалению, у автора отсутствуют данные по результатам рекомендованного поисково-разведочного бурения на объектах ОАО «ЛУКОЙЛ».

Следует отметить, что для разведки и разработки юрских продуктивных объектов на Вынгапуровском месторождении по рекомендации автора широко применяется углубление скважин верхнего эксплуатационного фонда, что существенно сокращает затраты.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований автора докладывались в течение последних 11 лет на 6-ти всероссийских и международных научно-практических конференциях, в том числе: IV и VIII-я конференции «Пути реализации нефтяного потенциала ХМАО» (г.Ханты-Мансийск, 2000, 2004) — VII, IX и XII-я Международные научно-практические конференции (г.Геленжик, 2005, 2007, 2010) — 15-й Конгресс геологов Сербии с международным участием (г.Белград, 2010).

Публикации. По теме диссертации в период с 1991 по 2011гг. опубликовано 15 печатных работ.

Личный вклад. В представленной диссертационной работе в большом объеме использованы результаты региональных научно-тематических исследований, выполненных автором в качестве ответственного исполнителя в ЗАО «Тюменский нефтяной научный центр» (2004;2005 гг.) и ООО «Газпромнефть НТЦ» (2009;2010гг.). Кроме того, привлекались данные из 14 научно-производственных отчетов по отдельным месторождениям и площадям (сейсмические отчеты и проекты поисково-разведочных работ), в которых картировались и обосновывались нарушения с горизонтально сдвиговой кинематикой и где диссертант выступал ответственным исполнителем или основным соавтором: ЦАГГИ (южный филиал ОАО «Хантымансийскгеофизика») в 1997;2001гг., ООО «КогалымНИПИнефть» (тюменский филиал) в 2006;2008гг., ООО «Газпромнефть НТЦ» в 20 082 011гг.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Текст изложен на 182 страницах, включая 83 рисунка и список литературы из 86 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

К основным результатам исследований по теме диссертации можно отнести следующие выводы:

1. Обосновано широкое развитие в доюрском основании и осадочном чехле Западно-Сибирской геосинеклизы сдвиговых деформаций и их периодическая активность на всем протяжении мезозойско-кайнозойского осадконакопления.

Наиболее яркими примерами являются знаменитые палеоген-четвертичные безкорневые дислокации бассейна нижнего течения р. Оби и северо-востока ЗС (Гыданский и Тазовский п-ва), генезис которых в традиционном представлении связывается с процессами диапиризма верхнемеловых — палеогеновых глинистых пород и складками нагнетания вследствие катакластического течения. Однако приуроченность этих дислокаций к региональным линейно вытянутым зонам, эшелонированный и дугообразный характер позволяет отнести их к масштабным проявлениям дизъюнктивной тектоники со сдвиговой кинематикой.

Таким образом, даже в неотектоническом отношении ЗСГС не является пассивным геологическим образованием, и для нее характерны те же тектонические процессы, что и для всей современной литосферы планеты в целом. Оценочно для структур осадочного чехла преобладающие амплитуды горизонтальных смешений составляют от нескольких десятков метров до нескольких километров (в зависимости от ранга сдвигов).

При рассмотрении методологических аспектов выделения сдвиговых деформаций в доюрском основании и осадочном чехле Западной Сибири на основе дистанционных геофизических методов установлено, что практически все характерные параметры сдвигов находят свое отражение на сейсмогеологических материалах по месторождениям и перспективным площадям Западной Сибири: сегментация (кулисность) протяженных дизъюнктивных зонгруппирование в периодические серииформирование.

170 ромбов деформации" (дуплексов) — проявление «динамопар» (сдвигонадвигов и сдвиго-раздвигов) и т. п.

2. По данным площадных сейсморазведочных работ МОГТ-2Д и ЗД закартирована региональная система разрывных нарушений для территории Надым-Тазовского междуречья. Подтверждена ее геометрически диагональная направленность и установлена кратность подсистем разного уровня.

3. На основе установленных закономерностей зонального и площадного распространения системы сдвиговых линеаментов (диагональная направленность и равномерность шага) выполнено прогнозное трассирование сдвиговых нарушений и их кинематических параметров на участках отсутствия сейсморазвед очных работ МОГТ-ЗД территории Надым-Тазовского региона.

4. Выявлена прямая взаимосвязь инверсионных тектонических структур и сдвиговых деформаций.

5. Проведен региональный палеогеографический анализ формирования целевого верхнеюрского комплекса.

6. Обоснована эффективная методика прогноза залежей нефти в верхнеюрских отложениях (горизонт Ю]) в пределах Надым-Тазовского района. Установлена приуроченность этих продуктивных объектов к палеоподнятиям позднемелового возраста.

7. Предложена методика прогноза аномального пластового давления для инверсионных структур Ноябрьской зоны, как дополнительного поискового критерия.

8. Выполнен локальный прогноз площадных границ залежей горизонта Ю1 на ряде месторождений Ноябрьской зоны.