Структура мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и история его тектонического развития

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, гравии 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 нарушенийопределение 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 мегакомплексованализ 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&trade- (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 GridBilderGridMaster, 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 бассейнарезультаты 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&tradeпредставляют 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 отложенияхразрывные нарушения, осложняющие южную прибортовую часть Енисей-Хатангского регионального прогиба, проникают в апт-сеноманский комплекс породбольшинство 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, берриасаитского 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.