Условия формирования юрских резервуаров Баренцева моря

В

Юрские отложения Баренцева моря вскрыты на Штокмановском месторождении, на поднятии Лоппа скв.7219/9-1 и обнажаются в геологическом разрезе на архипелаге Шпицберген. Разрез представлен достаточно полно всеми отделами и ярусами юрской системы. Максимальная мощность юрских отложений составляет 900 м (скв. Штокмановская-1).

Юрский период в Баренцевом море характеризуется прогрессирующей трансгрессией Арктического океана, достигающей своего пика в конце юрского периода, когда были образованы битуминозные «Черные глины». Наиболее приподнятыми поверхностями в то время были Свальбардская антеклиза, Центральная зона Баренцевоморских поднятий, Балтийский щит, Земля Франца Иосифа и Тимано-Печорская антеклиза. Эти поднятия были главными источниками материала.

Юрский разрез Баренцева моря очень сильно изменяется и не является постоянным с запада на восток. Главная закономерность – это то, что юрский разрез утоняется с востока на запад, изменяясь по мощности. Это происходит преимущественно из-за наиболее активно протекающих эрозионных процессов в западной части Баренцева моря (рис. 2.).

Нижнее-средне юрский разрез изучаемой территории представлен пачкой переслаивания песчаников, алевролитов и глин, образованных в континентальных, лагунно-континентальных и прибрежно-морских условиях осадконакопления. Мелководно-морские и песчано-алевролитовые отложения зафиксированы на сводах поднятий, а глинистые образования на наиболее погруженных участках. Юрские песчаники были образованы в дельтовых и прибрежно-морских условиях, в то время климат был теплый и гумидный.

Таким образом, в Баренцевом море было выделено пять единых циклов осадконакопления.

Первый цикл соответствует формации Тубоен на поднятии Лоппа. Он отражает максимум регрессии моря в раннеюрское время. Отложения представлены переслаиванием песчаников, глин и алевролитов. Преобладает песчаный материал. Отложения формации Тубоен сопоставляются с отложениями тоарского яруса Штокмановского месторождения. В скважине Штокмановская-1 отложения нижне-юрского возраста представлены песчаниками с тонкими и редкими прослоями аргиллитов, алевролитов и конгломератов. Также отмечаются многочисленные углистые прослои. Условия осадконакопления континентальные и прибрежно-морские. Мощность варьирует от 200 м на Штокмановском месторождении до 30 м на Шпицбергене. Мощность нижнего цикла на поднятии Лоппа составляет около 100 м.


Рис. 2. Литолого-стратиграфическая схема Баренцевоморского региона.
Второй цикл фиксируется повышением уровня моря, что отражено вышележащей формацией Нордмела на западе Баренцева моря. Разрез представлен терригенными отложениями. Доля песчаной составляющей уменьшается. В нижней части преобладают глинистый материал, в верхней – песчаный. Такая же закономерность может быть прослежена в верхней части нижнеюрских отложений разреза архипелага Шпицбереген и в нижней части среднеюрских отложений Штокмановского месторождения. Отложения имеют алювиально-дельтовоый генезис. Мощность варьирует от 150 м на Штокмановском своде до 60 м на архипелаге Шпицберген.

Третий цикл характеризуется очередной трансгрессией моря и может быть зафиксирован по отложениям формации Сто на западе Баренцева моря. Песчаная составляющая уменьшается вверх по разрезу. Такая же закономерность может быть зафиксирована и в отложениях байосского яруса на Штокмановском месторождении, а также в тоарско-байосских отложениях на Шпицбергене. Отложения образовались в прибрежных, литоральных условиях. Мощность варьирует от 220 м на Штокмане до 100 м на Шпицбергене.

Четвертый цикл представлен пачкой переслаивания песчаников, глин и алевролитов. Преобладают глинистые породы, но также отмечаются и слои песчаников. Песчаная составляющая увеличивается лишь в верхней части цикла. В западной части Баренцева моря цикл представлен отложениями байоса, также он выходит на поверхность в обнажениях на архипелаге Шпицберген. Этот свидетельствует о том, что условия осадконакопления на севере и западе Баренцева моря были единые – мелководно морские. Мощность отложений варьирует от 170 м на Штокмановском месторождении до 20 м на Шпицбергене.

Пятый цикл представлен отложениями нижнее-среднекелловейского яруса. На всех изучаемых территориях цикл начинается с глинистых отложений. На Шпицбергене и в скважине 7219/9-1 глины сменяются на алевролиты. А в разрезе Штокмановского месторождения в кровле присутствует довольно большой песчаный пласт, образованный за счет локального сноса материала. Мощность цикла меняется от 150 м на Штокмановской седловине до 15 м на Шпицбергене.

Данный анализ и исследование Баренцевоморского региона проводился на основе геофизических данных по Штокмановскому месторождению, а также норвежской скважине 7219/9-1. Западная и северная (Шпицберген) части Баренцева моря дают возможность анализа, выявления структурного развития, восстановление палеогеографической картины всего бассейна.

Циклы осадконакопления в Баренцевом море были образованы в разное время и омолаживаются с запада на восток (рис. 5.2.). Вероятно, это может быть подверждением того, что море трансгрессировало в Баренцевоморский бассейн с западной стороны. Трансгрессия бассейна началась в раннеюрское время и сопровождалась спокойными тектоническими обстановками. К концу юрского времени море достигло наивысшей трансгрессии, что явилось следствие образования битуминозных «черных глин».

Постепенное утонение циклов с востока на запад говорит об эрозионных процессах, происходивших в большей части на западе. Юрские коллекторы имеют достаточно хорошие физико-емкостные свойства. Изучение юрского разреза дает возможность прогнозирования распространения таких коллекторов в пределах всей территории Баренцева моря, за исключением областей, подвергшихся эрозионным процессам.

Наиболее перспективные комплексы юрских отложений Баренцева моря с точки зрения установленной нефтегазоносности приурочены к Штокмановской седловине, на которой выделяется Штокмановское газконденсатное месторождение с запасами 3,7 трлн. т газа и 28 млн. т газоконденсата.

Уникальное богатство Штокмановского месторождения объясняется его приуроченностью к Штомановско-Лунинской мегаседловине площадью 87 тыс. км² и амплитудой порядка 500 м, разделяющей крупнейшие отрицательные структуры Баренцевоморского шельфа – Южно- и Северо-Баренцевские впадины. Первоначально предполагалось, что мегаседловина как крупное поднятие начала формироваться с начала средней юры.

Палеоструктурные и палеофациальные реконструкции юрского периода позволяют считать, что формирование коллекторов и покрышек здесь контролировалось обсуждаемой положительной палеоструктурой. В среднеюрское время, частично в начале поздней юры, отдельные наиболее приподнятые области вблизи мегаседловины подвергались размыву, продукты которого транспортировались в окружающие депрессии, занятые морскими бассейнами. Следы этих процессов видны на сейсмических разрезах в виде клиноформ бокового наращивания. Судя по размеру и направлению падения клиноформ, наиболее интенсивный снос был со стороны Ферсмановского поднятия, расположенного к западу от мегаседловины. Продукты выноса, отлагаясь на палеосклонах, формировали высокопористые песчаные коллекторы, латерально экранированные трансгрессивными юрскими глинами.

Штокмановско-Лунинская мегаседловина оказалась особо благоприятным объектом для процессов аккумуляции углеводородов, поскольку она, с одной стороны, служила областью нефтесбора по отношению к крупнейшим депрессиям – Южно- и Северо-Баренцевским синеклизам, а с другой – содержит более мощный, чем на смежных поднятиях, юрско-меловой комплекс отложений с наиболее емкими резервуарами и надежной верхнеюрской-нижнемеловой глинистой покрышкой.

Продуктивными отложениями Штокмановского месторождения являются породы среднеюрского возраста, в которых выделяются три продуктивных пласта Ю₂, Ю₁ и Ю₀. Они представляют сосбой мощные обособленные резервуары, отделенные друг от друга, непроницаемыми толщами глин, обуславливающими надежную изоляцию залежей. По геологическому строению и выдержанности продуктивных пластов месторождение относится к простым. Залежи классифицируются как пластово-сводовые. Полагаясь на керновые данные наиболее детально был изучен разрез пласта Ю_2.

Разрез пласта Ю₂ построен тремя пачками, различающимся по характеру строения, вещественному составу отложений и генетическому типу. Разрез характеризуется трансгрессивным строением, где снизу вверх происходит смена условий осадконакопления от алювиально-дельтовых, непосредственно дельтовых авандельтовыми. Состав песчаных фракций также изменяется в этом направлении от кварцевых граувакков до мезомиктовых пород.

Первая пачка имеет алювиально-дельтовый генезис и состоит из десяти циклитов преимущественно двухчленного строения. Нижние элементы циклитов представлены песчаниками мелко-среднезернистыми преимущественно кварцевого грауваккового состава. Верхние элементы циклитов сложены алевролитами и алевролито-песчаными породами состоящими из ритмичного чередования разностей различных гранулометрических типов.

Песчаники первой пачки битумонасыщены. Вероятно, это была древняя нефтяная толща, которая позже была переформирована в газоконденсатную. В кровле пачки отмечается повышенное содержание пирита, что вероятно связано с уровнем стабилизации древнего ВНК.

Породы пачки характеризуются средними фильтрационно-емкостными свойствами, с открытой пористостью 14-18%, проницаемостью до 0,1 Д.

Вторая пачка по строению циклитов и характеру переслаивания литологических типов пород, их текстурно-структурным особенностям по генетическому типу отложений может быть отнесена дельтовому. В кровле пачки границы между циклитами осложнены перемывами.

Нижние элементы циклитов представлены карбонатными песчаниками мелко-среднезернистыми, реже крупнозернистыми мезомиктовыми по составу. Верхние элементы циклитов представлены не карбонатными песчаниками мелкозернистыми.

Песчаники пачки битумонасыщены. Отмечаются также зоны пиритизации, что можно связать со следующим уровнем стабилизации древнего ВНК. Песчаники содержат переменное количество карбонатов и карбонатных минералов. Наблюдаются нарушения, связанные с небольшими эрозионными врезами.

Вторая пачка в отличие от первой характеризуется уже более высокими показателями емкостно-фильтрационных свойств, с открытой пористостью 15-20% и проницаемостью до 1Д.

Третья пачка по генетическому типу относится к ааван-дельтовому и состоит из шести циклитов преимущественно двухчленного строения.

Нижние элементы циклитов сложены преимущественно гравеллитами и крупнозернистыми песчаниками. Верхние элементы циклита представлены алевролитами мелко-крупнозернистыми, представленными тонким ритмичным чередованием различных гранулометрических типов.

Третья пачка обладает низкими емкостно-фильтрационными свойствами за счет появления более глинистых разностей в разрезе. Показатель пористости не превышает 12%, а проницаемости 2мД.

Таким образом, продуктивные интервалы юрского комплекса отложений формировались в условиях трансгрессино-регрессинвого режима осадконакопления на фоне общей трансгрессии морского бассейна. Трансгрессия бассейна началась в раннеюрское время и к концу юрского времени море достигло наивысшей трансгрессии, что явилось следствие образования битуминозных «черных глин».

Постепенное утонение циклов с востока на запад говорит о эрозионных процессах, происходивших в большей части на западе. Юрские коллекторы имеют достаточно хорошие физико-емкостные свойства. Изучение юрского разреза дает возможность прогнозирования распространения таких коллекторов в пределах всей территории Баренцева моря, за исключением областей, подвергшихся эрозионным процессам.

1. 
   Грамберг И.С., Супруненко О.И., Таныгин И.А., Федоровский Ю.С., Шипелькевич Ю.В. Штокмановское уникальное газоконденсатное местрождение (Баренцево море). Тез. Докл. СПб, ВНИИОкеангеология, 2002. С. 660-663.
   
2. 
   Грамберг И.С., Супруненко О.И., Шипелькевич Ю.В. Структурные седловины (мегаседловины) Баренцевоморского шельфа как высокоперспективные обьекты поисков месторождений нефти и газа. Докл. РАН. 2000. Т. 374. №5. С. 654-656.