Эволюция рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна юга сибирской платформы и его нефтегазоносность

ПОСТНИКОВА ОЛЬГА ВАСИЛЬЕВНА

ЭВОЛЮЦИЯ РИФЕЙ-ВЕНД-КЕМБРИЙСКОГО ОСАДОЧНОГО БАССЕЙНА ЮГА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ И ЕГО НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬ.

Специальность: 25.00.06 -Литология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора

геолого-минералогических наук

Москва – 2007

Работа выполнена в Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина (РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина) на кафедре «Литология»

Оффициальные оппоненты:

Ведущее организация - Институт проблем нефти и газа Российской академии наук (ИПНГ РАН)

Защита состоится 25 марта 2008 г. на заседании диссертационного Совета Д 212.200.02. при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина по адресу: 119991, Ленинский проспект, 65, Москва, В-296, ГСП-1

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Автореферат разослан «_______» _____________ 2008 г.

Ученый секретарь

диссертационного Совета

_____________ Леонова Е.А.

В настоящее время юг Сибирской платформы является одним из наиболее перспективных регионов, для увеличения углеводородной ресурсной базы России. Успешность открытия и освоения нефтегазовых месторождений во многом определяется знанием закономерностей строения рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна, в котором сосредоточены основные объемы открытых и потенциальных ресурсов нефти и газа. Слабая степень изученности природных резервуаров рифей-венд кембрийского осадочного бассейна, их состава, строения, распространения сдерживает эффективное освоение территорий, перспективных для поисков нефти и газа.

Целью исследования явилось выявление закономерностей строения, эволюции и нефтегазоносности рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна юга Сибирской платформы и приуроченных к нему природных резервуаров.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• 
  типизация разрезов рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна и их корреляция;
  
• 
  создание литогеодинамической модели рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна;
  
• 
  палеогеографические реконструкции основных этапов развития рифей-венд кембрийского осадочного бассейна;
  
• 
  выделение и анализ строения нефтегазоносных комплексов в структуре рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна;
  
• 
  выделение генетических типов природных резервуаров рифей-венд кембрийского осадочного бассейна и выявление закономерностей их строения в различных геодинамических зонах.
  

Работа базируется на применении широкого спектра методов, включающих: литологические исследования пород в разрезах, образцах керна, шлифах, сканобразах, прокрашенных шлифах и шлифах больших размеров; петрофизические исследования. В работе широко использовались методы циклостратиграфического анализа, которые основывались на изучении закономерностей строения разреза по данным литологических исследований и результатам ГИС. Для выявления внутренней структуры осадочного бассейна применялись методы формационного анализа, включающие построение вертикальных и горизонтальных формационных рядов. Для уточнения региональных особенностей строения отдельных структурных элементов осадочного чехла в работе использовались результаты сейсмических и грави-магнитометрических исследований. Проведенный в работе палеогеографический анализ, основывался на изучении литологических особенностей разрезов осадочного бассейна, закономерностей изменения мощностей и результатах палеогеоморфологических исследований. Палеогеоморфологический анализ, основанный на выделении и исследовании толщ выполнения и поверхностей выравнивания широко применялся для выявления особенностей морфологии поверхности природных резервуаров. К методическим особенностям работы, позволившим воссоздать целостную структуру бассейна, можно отнести проведенное автором сопоставление литолого-формационных характеристик рифей венд-кембрийских отложений, как складчатого обрамления, так и погруженных районов платформы.

• 
  разработана схема сопоставления разрезов рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна различных геодинамических зон складчатого обрамления и платформенных областей;
  
• 
  создана литогеодинамическая модель рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна;
  
• 
  проведены палеогеографические реконструкции основных этапов развития рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна;
  
• 
  выявлено зональное и иерархически соподчиненное циклическое строение осадочного бассейна и входящих в него природных резервуаров;
  
• 
  обосновано выделение нового, более древнего, рифейского потенциально нефтегазоносного комплекса, развитого в пределах палеорифтовых депрессий, Байкитского мегасвода, на склонах Алданской антеклизы; в пределах палеорифтовых депрессий, увеличен стратиграфический объем непско-тирского нефтегазоносного комплекса за счет верхнерифейских (байкальских) отложений, и выделены потенциально нефтегазоносные комплексы в верхних частях разрезов нижнего кембрия;
  
• 
  установлено, что литогеодинамическая структура рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна определяет стратиграфический объем, строение и области распространения нефтегазоносных комплексов;
  
• 
  выявлены закономерности строения рифей-венд-кембрийских природных резервуаров, проведена их типизация и выделены терригенные молассовые природные резервуары в палеорифтовых депрессиях.
  

Установленные закономерности строения рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна и приуроченных к нему природных резервуаров в различных геодинамических зонах юга Сибирской платформы позволяют выявить новые объекты поисково-разведочных работ на нефть и газ и оптимизировать их направления. Результаты научных исследований в рамках договорных работ использовались производственными организациями, осуществлявшими поисково-разведочное бурение на нефть и газ на территории Сибирской платформы, таких как ПГО «Ленанефтегазгеология», «ВостСибнефтегазгеология», ОАО «Газпром» и АК «АЛРОСА» (ЗАО).

1. 
   Разрез рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна юга Сибирской платформы имеет зональное и иерархически соподчиненное циклическое строение, выраженное в закономерной повторяемости в разрезе литогеодинамических комплексов и составляющих их формаций
   

3. Литогеодинамическая структура рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна определяет стратиграфический объем, строение и область распространения нефтегазоносных комплексов

4. 
   Литогеодинамические комплексы характеризуются определенным набором генетических типов природных резервуаров, закономерности строения и распространения которых определяются принадлежностью к тем или иным геодинамическим и палеогеографическим зонам бассейна
   
5. 
   Распределение пород-коллекторов в объеме рифей-венд-кембрийских природных резервуаров определяется строением, слагающих их седиментационных циклитов. Вещественный состав пород-коллекторов и типы пустотного пространства, определяются фациально-палеогеографическим фактором и направленностью вторичных изменений
   

Основные положения выполненных исследований были доложены и обсуждались на Всесоюзном совещании «Геология рифов и их нефтегазоносность» (г. Карши, 1985), на IV сессии Академии естествознания «Естествознание на рубеже столетий» (Дагомыс, 2001), на ХIV, ХVI, ХVII Губкинских чтениях (Москва, 1996, 1999, 2002, 2004), на IV, V, VI научно-технических конференциях «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (Москва, 2001, 2003, 2005, 2007), на научно-технической конференции «Современные проблемы нефтегазоносности Восточной Сибири» (Москва, 2006), на международной конференции Global Infracambrian Hydrocarbon Sistems and the Emerging Potential in North Africa (Лондон, 2006), на Всероссийской конференции «Фундаментальный базис новых технологий нефтяной и газовой промышленности» (Москва, 2007).

В основу диссертационной работы положены результаты исследований по геологии и нефтегазоносности Сибирской платформы, проводимых автором с начала 80-х годов в качестве исполнителя, а с 2000 г. в качестве заведующего научно-исследовательской лаборатории по проблемам нефтегазоносности Восточной Сибири РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина.

Автором было исследовано около 700 разрезов скважин глубокого бурения, около100 из которых охарактеризованны керновым материалом. Исследовано более 1000 образцов пород в шлифах, а также обобщены результаты более 500 определений петрофизических свойств пород и химических анализов. В работе использованы результаты сейсмических и грави-магнитных исследований, космогеологические данные, а также использованы описания обнажений рифей-венд-кембрийских отложений горноскладчатого обрамления Сибирской платформы.

Кроме результатов личных исследований в работе использованы опубликованные источники, в которых рассмотрены вопросы геологического строения и развития, а также нефтегазоносности рифей-венд-кембрийских отложений Сибирской платформы. В методическом отношении исходными материалами явились работы А.Н..Дмитриевского, В.Г.Кузнецова, А.А.Бакирова, В.Е.Хаина, А.Н.Золотова, О.В.Япаскурта, И.Е. и В.Г.Постниковых, В.В.Хоментовского, Б.А.Соколова, В.П.Гаврилова, Т.К.Баженовой и других исследователей.

На разных этапах выполнения работы автор получал интеллектуальную поддержку и методическую помощь от профессора В.Г.Кузнецова, академика А.Н.Дмитриевского, доктора геолого-минералогических наук Св.А.Сидоренко, доктора геолого-минералогических наук О.К.Баженовой. Автор признателен коллективу кафедры литологии РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина и коллегам за помощь в работе.

Объем работы

Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, общим объемом 360 машинописных страниц, 60 рисунков и списка литературы из 280 наименований.

ВВЕДЕНИЕ

В связи с этим в рифей-венд-кембрийском осадочном бассейне юга Сибирской платформы предлагается выделить комплексы отложений сформировавшихся на разных стадиях геодинамического развития региона и состоящих из набора горизонтальных и вертикальных рядов формаций – литогеодинамические комплексы (ЛГДК). Изучение закономерностей их строения, распространения, вещественного состава, условий формирования позволяет создать литогеодинамическую модель осадочного бассейна, а также выявить особенности природных резервуаров и нефтегазоносных комплексов, в различных его геодинамических зонах.

Современные представления о тектоническом строении Сибирской платформы были заложены в трудах А.А.Архангельского, А.А.Бакирова, Э.А.Базанова, В.Е.Бакина, А.К.Башарина, Н.А.Берзина, А.К.Битнера, С.Ю.Беляева, В.Г.Васильева, Ф.Г.Гурари, М.П.Гришина, А.Н.Дмитриевского, В.А.Егорова, В.В.Забалуева, А.Н.Золотова, С.М.Замараева, Н.С.Зайцева, А.А.Зиновьева, Л.Н.Илюхина, Ю.А.Косыгина, И.П.Карасева, К.А.Клещева, А.Э.Конторовича, К.В.Мокшанцева, Г.Г.Моора, Н.В.Мельникова, А.В.Мигурского, М.М.Мандельбаума, В.А.Обручева, М.М.Одинцова, Л.Е.Оффмана, Ю.А.Притулы, О.М.Розена, Б.Л.Рыбьякова, Т.Н.Спижарского, В.В.Самсонова, Б.А.Соколова, В.С.Ситникова, В.С.Старосельцева, В.С.Суркова, К.А.Спижарского, К.А.Савинского, А.А.Трофимука, Д.А.Туголесова, В.Е.Хаина, Н.П.Хераскова, Т.Н.Херасковой, К.Р.Чепикова, В.С.Шеина, Н.С.Шатского, А.Л.Яншина и др. Структурно-тектоническое районирование Сибирской платформы, отражено на картах под редакцией Л.И.Ровнина, В.В.Семеновича, А.А.Трофимука, Н.С.Малича, а также в монографиях коллективов СНИИГГиМС, ОИГГиМ СО АН СССР, ВостСибНИИГГиМС, ИГЯНЦ СО АН СССР, ВНИГНИ, ВНИГРИ, ИГИРГИ, РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина.

Стратиграфическое расчленение отложений докембрия Сибирской платформы остаётся до настоящего времени предметом острых дискуссий и, особенно, это касается трассирования границы между рифеем и вендом. Трудности стратификации докембрийских отложений во многом обусловлены отсутствием или незначительным количеством фаунистических остатков, а сравнительно часто встречающиеся остатки водорослей, микрофоссилий и продуктов их жизнедеятельности не всегда позволяют принимать однозначные стратиграфические решения. Разрезы скважин юга Сибирской платформы значительно удалены от стратотипических разрезов рифея и венда, литологически отличаются от последних, существенно изменяются в мощностях. Большие сложности существуют и с геохронологическими данными, которые часто противоречивы. История изучения позднего докембрия Сибирской платформы была достаточно освещена в ряде монографий и многочисленных статьях. Основой для расчленения и корреляции рифей-венд-кембрийских отложений юга Сибирской платформы послужили основные положения IV межведомственного совещания 1986 года и пленума МСК 1988 года. В работе широко используются геолого-геофизические материалы, данные по скважинам глубокого бурения юга Сибирской платформы, а также материалы многочисленных исследований этой проблемы в работах А.К.Боброва, О.А.Вотаха, А.Г.Вологдина, З.А.Журавлевой, М.А.Жаркова, И.Т.Журавлевой, В.Г.Краевского, В.А.Комара, Г.А.Карловой, И.Н.Крылова, Б.М.Келлера, В.П.Маслова, Д.И.Мусатова, Н.В.Мельникова, В.В.Меннера, С.Г.Петрова, Я.К.Писарчик, А.А.Постникова, И.Е.Постниковой, А.М.Пустыльникова, В.Т.Работного, М.Е.Раабена, А.Ю.Розанова, Т.Н.Спижарского, М.А.Семихатова, Ю.К.Советова, В.Е.Савицкого, Л.И.Салопа, Р.Я.Склярова, Б.С.Соколова, А.А.Терляева, М.Ш.Файзулина, В.В.Хоментовского, Е.М.Хабарова, Э.И.Чечеля, Н.М.Чумакова, В.Ю.Шенфиля и др. Наиболее полный объем исследуемых отложений установлен в обрамлении Сибирской платформы в пределах Предпатомского прогиба (Березовская впадина, Уринский антиклинорий), Присаянья и Енисейского кряжа. Зоны отсутствия выявлены в пределах Байкитской, Ангаро-Ботуобинской антеклиз, Сунтарского свода, Алданского щита. В пределах Сибирской платформы исследуемые отложения имеют крайне изменчивый стратиграфический объем. В результате, проведенной корреляции типов разрезов рифей-венд-кембрийского осадочного бассейна, были установлены основные закономерности изменения стратиграфического объема, мощности и литологического состава отложений в различных структурных зонах (рис.1). В восточной части платформы разрез рифейских отложений вскрыт скважинами глубокого бурения в пределах Предпатомского прогиба, Березовской впадины, Алданской антеклизы, Учуро-Майской впадины, на склоне Талаканского поднятия. Наиболее полный разрез рифея в пределах изучаемой территории прогнозируется в пределах Ыгыаттинской, Кемпендяйской впадин, Предпатомского прогиба. Общая мощность рифея от 5- до 12км.

В центральных частях Ангаро-Ботуобинской антеклизы отложения байкалия практически отсутствуют и отложения венда залегают на поверхности фундамента. В отдельных скважинах, расположенных на склонах Предпатомского прогиба (Талаканская скв.803), мощность байкалия резко увеличивается до 300 м.

На западе платформы, в пределах Байкитского мегасвода, Теринского прогиба, зоны Ангарских дислокаций, Присаяно-Енисейской синеклизы отложения байкалия резко изменяются по мощности и залегают на более древних породах рифея. Отложения байкалия стратиграфически представлены чингасанской и тасеевской сериями, сложенными терригенными и терригенно-карбонатными породами. Зоны отсутствия этих отложений приурочены к приподнятым частям Байкитского мегасвода. Ареал их распространения связан с погруженными надрифтовыми депрессиями. В Иркинеево-Чадобецкой рифтовой зоне мощность байкальских отложений в скважине Имбинская №180 достигает 700 м.

В центральных частях платформы (Ангаро-Ленская моноклиналь) отложения байкалия практически отсутствуют, за исключением Ковинской зоны, где они выделяются в объеме ковинской свиты. Здесь они залегают на карбонатных отложениях рифея, выделяемого в объеме седановской свиты, вскрытая мощность которой составляет 56м.