Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геологическое строение и оценка перспектив нефтегазоносности Таймырской системы надвигов

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геологическое строение и оценка перспектив нефтегазоносности Таймырской системы надвигов"

На правах рукописи

МУНАСЫПОВ НАИЛЬ ЗУФАРОВИЧ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ТАЙМЫРСКОЙ СИСТЕМЫ НАДВИГОВ

Специальность 25.00.10 - «Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолога-минералогических наук

5 Ш 2013

Екатеринбург - 2013

005542633

005542633

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный

горный университет»

Научный руководитель - Талалай Александр Григорьевич,

доктор геолого-минералогических наук, профессор

Официальные оппоненты: Иванов Кирилл Святославович.

доктор геолого-минералогических наук, заведующий лабораторией региональной геологии и геотектоники ФГБУН «Институт геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого» УрО РАН

Зудилин Александр Эдуардович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геоинформатики ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Ведущая организация - Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»

«КогалымНИПИнефть», г. Тюмень

Защита состоится 23 декабря 2013 г. в 10.00

на заседании диссертационного совета Д 212.280.01, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, корпус III, ауд. 3326.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Автореферат разослан 22 ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ' А.Б. Макаров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Добыча и переработка углеводородного сырья - одна из важнейшей отраслей экономики современной России. Руководством нашей страны принимается комплекс мер, направленный на снижение зависимости экономики от экспорта нефти и газа, но в ближайшей перспективе основу бюджета России будут составлять поступления, так или иначе связанные с нефтегазовым сектором. В таких условиях одной из стратегически важных задач является обеспечение и поддержание добычи ресурсной базой - новыми месторождениями.

Согласно «Энергетической стратегии России на период до 2030 года», предусмотрен рост к 2030 г добычи нефти до 535 млн т и газа до 940 млрд м3.

Ресурсы базовых районов нефте- и газодобычи, к которым традиционно относят Западную Сибирь, Волго-Урал, Юг европейской части России, могут обеспечить лишь 30-40% намеченных приростов, остальные ожидаются на новых территориях. Увеличение перспективных и прогнозных ресурсов нераспределенного фонда недр возможно за счет вовлечения в ГРР сла-боизученных районов Сибири и Арктики, включая п-ова Таймыр и Гыдан (Таймырский сектор Арктики).

Территория Таймырской екладчато-надвиговой области, или Горного Таймыра (северная часть Таймырского муниципального района Красноярского края), является крупным (более 300 000 км2) осадочным бассейном в континентальной части России. Причем ресурсные перспективы па углеводородное сырье данной обширной территории по настоящее время остаются неоцененными.

Это обусловлено слабой геолого-геофизической изученностью и сложностью геологического строения региона. До сих пор не выяснены основные закономерности современного геологического строения, истории геологического развития, генерации УВ и локализации их скоплений, что влияет на эффективность проводимых геолого-поис.ковых работ на нефть, газ и другие полезные ископаемые.

Необходимость расшифровки геологической модели и оценки перспектив нефтегазоиосности Таймырской екладчато-надвиговой области определяется ее геологической значимостью как одной из крупнейших структур Арктики, неоднозначностью, низкой достоверностью имеющихся геологических моделей и практически полным отсутствием оценок прогнозных ресурсов УВ для этой слабоизученной территории. Поэтому необходимо на основе комплексного анализа всей доступной геолого-геофизической информации, включая новые высокоинформативные геолого-геофизические данные, полученные в последние годы (2005-2012 гг.), на новом технико-методическом уровне уточнить модель геологического строения, оценить

перспективы нефтегазоносности и выработать эффективную стратегию поиска залежей нефти и газа в регионе.

Цель работы. Изучение геологического строения и обоснование перспектив нефтегазоносности рифей-палеозойских отложений в западной части Горного Таймыра на основе комплексного анализа геолого-геофизической и геохимической информации, с опорой на данные сейсмо-разведочных работ МОГТ-2Б.

Основные задачи исследований.

• Расчленение рифей-палеозойских и мезозойских отложений на трехмерные седиментационные тела различных уровней сейсмостратигра-фической иерархии;

• Изучение структурного плана поверхностей седиментационных комплексов по основным сейсмическим горизонтам с обоснованием их стратиграфической приуроченности и возможной природы;

• Анализ стратиграфии и объема седиментационных комплексов, их местоположения в разрезе осадочного чехла;

• Изучение тектоники рифей-палеозойских и мезозойских отложений, выделение и систематизация тектонических нарушений, региональных зон проявления инверсионной и надвиговой тектоники, оценка масштабов надвигообразования;

• Анализ информативности структурно-тектонического моделирования при интерпретации геолого-геофизических материалов в условиях сложной надвиговой тектоники;

• Выделение возможных зон нефтегазонакопления и крупных нефтега-зоперспективных объектов;

• Вероятностная оценка масштабов нефтегазообразования и прогнозных ресурсов;

• Разработка основных направлений и программы геологоразведочных работ на нефть и газ.

Методы исследования. Современные методики анализа сейсмических волновых полей в комплексе с результатами геологической съемки, потенциальных полей, электроразведочных и геохимических исследований; моделирование структурно-тектонических процессов с помощью современных компьютерных программ.

Фактографическая база исследований. Основой диссертации послужили исследования автора, проводившиеся в регионе в 2005-2013 гг. В качестве опорных данных использовались материалы сейсморазведочных работ МОГТ-2Б общим объемом более 12 ООО пог. км, увязанные с имеющимися материалами геологической (М 1:1 ООО 000- 1:200 000) и геохимической (профильной, М 1:200 000) съемок, с имеющимися ограниченными материалами по 31 скважине глубокого бурения на севере Гыдана и Таймыра, другими геолого-геофизическими данными (мелкомасштабные гравиразведка и магниторазведка, профильная электроразведка МТЗ и др.).

При выполнении исследований автором был проанализирован большой объем сейсмических данных MOIT-2D (более 8 000 пог. км), отработанных производственными партиями ОАО «Таймыргеофизика» на севере Гыдана и Таймыра. Из них 2 500 пог. км - новые материалы МОГТ-2Б повышенной кратности (60-120) и глубинности (длина регистрации - 18 сек), а 5 500 пог. км - профили М0ГТ-20 прошлых лет (1982-1991), переобработанные в 2008-2011 гг. на современном методико-технологичёеком уровне. Также использованы сейсмические разрезы по профилям MOFT-2D, отработанным в XXI в. ФГУПП ГНЦ «Южморгеология» в Енисейском заливе (950 пог. км) и ФГУНПП «Севморгео» - в акватории Карского моря (более 2 000 пог. км). Кроме того, в пределах Гыданского полуострова к анализу привлекались сейсмические разрезы региональных маршрутов ПГО «Ямал-геофизика» общим объемом около 1000 пог. км, также переобработанные в последние годы на современном уровне.

При прогнозе литологии, кроме материалов геологической съемки и сейсморазведки, привлекались результаты электроразведки МТЗ общим объемом 2 400 ног. км. выполненной в 2007-2009 гг. ООО «Северо-Запад» (Москва) непосредственно по новым сейсмическим профилям ОАО «Таймыргеофизика».

При прогнозе нефтегазоносности региона на основе изучения возможных нефтегазоматеринских отложений, их катагенетической преобразованное™, истории реализации материнскими породами своего генерационного потенциала и других геохимических параметров использовались результаты геохимических исследований, выполнявшихся в различные годы специалистами СНИИГГиМС и ИНГГ СО РАН (Новосибирск), КНИИГиМС (Красноярск) и др. Основное внимание уделялось результатам профильной геологической и геохимической съемок, выполненных А.П. Романовым (КНИИГиМС, 2009) непосредственно по новым сейсмическим маршрутам ОАО «Тайм ыргеофизи ка».

Также учитывались результаты исследований, проводившихся в различные годы геологами и геофизиками Красноярскгеологии, Енисейнефте-газгеологии, ВНИИОкеанологии (НИИГА), Севморгеологии, СНИИГГиМС, КНИИГиМС, ВСЕГЕИ, ИНГГ СО РАН, других научных и производствен-

ных организаций, представленные в статьях, монографиях и научно-производственных отчетах.

Научная новизна определяется следующими основными результатами, впервые полученными для западной части Горного Таймыра:

1. Закартированы в объемном варианте 7 крупных седиментационных комплексов в рифей-палеозойских и мезозойских отложениях осадочного чехла и архей-раннепротерозойское основание, установлены особенности их структуры и распространения.

2. Обоснована стратиграфическая приуроченность и возможная природа реперных сейсмических границ рифей-палеозойского осадочного чехла, уточнены стратиграфия, объем и местоположение седиментационных ком-плексов.

3. Выявлена важнейшая роль в формировании осадочного чехла тектонических конседиментационных и постседиментационных движений по Пясино-Фаддеевскому, Пограничному и Южно-Таймырскому глубинным разломам; установлено, что основные перестройки земной коры произошли вследствие инверсионной и надвиговой тектоники по этим разломам в раннемезозойское время.

4. Показана высокая информативность структурно-тектонического моделирования с получением сбалансированных сейсмогеологических разрезов при интерпретации геолого-геофпзических материалов в условиях сложной надвиговой тектоники Горного Таймыра.

5. Выполнена реконструкция истории геологического развития рифей-палеозойских комплексов, учитывающая постседимептационные на-двиговые перестройки в раннемезозойское время.

6. Выделен новый нефтегазоперспективный седиментационный бассейн предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям - ЮжноТаймырский.

7. Выделены возможные зоны нефтегазонакопления и крупные нефтега-зоперспективпые объекты.

8. Дана оценка возможных масштабов нефтегазообразования и прогнозных ресурсов.

Практическая значимость работы. Существенно уточнена модель геологического строения Южно-Таймырс.кой тектонической зоны Горного Таймыра как одной из крупнейших структур Арктики. В ее пределах

по рифей-палеозойским отложениям выделен новый нефтегазоперспектив-ный седиментационный бассейн предгорного (форландового) типа - ЮжноТаймырский. Основные положения работы использованы при составлении текущих и долгосрочных планов геологоразведочных работ по Федеральной Программе геологического изучения недр на нефть и газ на севере Красноярского края и ЯН АО на 2007-2012 гг. и на период до 2020 г. Научные разработки и результаты исследований автора использованы в 4-х производственных отчетах ОАО «Таймыргеофизика» и ООО НПЦ «Геостра», которые выполнялись по заказу Федерального агентства по недропользованию по Красноярскому краю за счет средств федерального бюджета, научно-производственных рекомендациях по вопросам совершенствования методики интерпретации сейсмических и других геолого-геофизических данных в условиях надвигов, обоснованиях направлений работ на нефть и газ в Арктике.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы были доложены на международных конференциях ЕАСЕ, ЭЕС, ЕАГО (Тюмень, 2009; Амстердам, 2009; Геленджик, 2011; Санкт-Петербург, 2012; Сочи, 2012), региональных научно-практических конференциях и ведомственных совещаниях (Москва, 2007, 2009-2013; Красноярск, 2009, 2010; г. Тюмень, 2009-2013; Когалым, 2009; Сургут, 2011; Уфа, 2010-2012).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе 8 работ в ведущих рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК.

Личный вклад. Автор лично участвовал в постановке задач исследований, комплексном анализе, обобщении полученных геолого-геофизических материалов, которые послужили основой диссертационной работы, а также в научном обосновании выводов, заключений по оценке возможностей практического применения результатов исследований.

Основные защищаемые научные положения:

1. Структурно-тектоническое моделирование, выполненное с помощью современных компьютерных программ, позволяет в условиях сложной надвиговой тектоники западной части Горного Таймыра восстанавливать историю формирования геологического разреза и контролировать качество интерпретации геолого-геофизических материалов, тем самым существенно повышая достоверность геологической модели и оценки перспектив нефтегазоносности исследуемого района.

2. В пределах Южно-Таймырской тектонической зоны Горного Таймыра выделяются две крупные надпорядковые структуры - Гыдано-Таймырский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда триас-

палеозойских валов и поднятий, которые представляют собой отдельный седиментационный бассейн с мощной (до 10-15 км) толщей преимущественно осадочных рифей-палеозойских отложений.

3. Южно-Таймырская гряда и Гыдано-Таймырский передовой прогиб являются новым, ранее неизвестным Южно-Таймырским нефтега-зоперспективным бассейном предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям, в котором прогнозируется широкое развитие пород со значительным нефтегазогенерационным потенциалом и условия, способствующие образованию скоплений углеводородов.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения и библиографического списка, содержащего 145 источников. Работа изложена на 210 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка и 1 таблицу.

В первой главе «Анализ геолого-геофизической изученности Горного Таймыра» анализируются результаты основных этапов геолого-геофизических исследований, современное состояние геологоразведочных работ и существующие взгляды на геологическое строение Таймыра. Формулируются проблемы и задачи, требующие решения в условиях сложного геологического строения, слабой изученности территории и наличия разных точек зрения на геологическую эволюцию Горного Таймыра.

Во второй главе «Характеристика основных тектонических структур западной части Горного Таймыра и сопредельных территорий» рассмотрены особенности выделенных тектонических нарушений в связи с их определяющим влиянием на формирование и структурное строение осадочного бассейна, а также на условия генерации, миграции и консервации залежей УВ. Проанализировано строение крупных структурно-тектонических элементов западной части Горного Таймыра и граничащих областей.

В третьей главе «История геологического развития Таймыра и сопредельных территорий» рассмотрены особенности геодинамической эволюции изучаемой и сопредельных территорий, которые позволили с новых позиций оценить перспективы нефтегазоносности западной части Горного Таймыра. Проведен анализ информативности структурно-тектонического моделирования, выполненного с помощью современных компьютерных программ, в условиях сложной надвиговой тектоники западной части Горного Таймыра и использования полученных результатов при восстановлении истории формирования геологического разреза и контроля качества интерпретации геолого-геофизических материалов.

В четвертой главе «Сейсмостратиграфическая и литолого-фациальная характеристика седиментационных комплексов осадочного

чехла» выполнен анализ структуры земной коры и седиментационных комплексов осадочного чехла. Выделено 7 крупных седиментационных комплексов в рифей-палеозойских и мезозойских отложениях. Выполнен прогноз литологии и фациальных условий осадконакопления комплексов.

В пятой главе «Прогноз нефтегазоносности западной части Таймырской складчато-надвиговой области» рассмотрены геохимические факторы прогноза нефтегазоносности. Выполнена оценка масштабов нефтегазообра-зования.

В шестой главе «Перспективы дальнейшего изучения и освоения углеводородного потенциала западной части Горного Таймыра и прибрежного шельфа Карского моря» обосновано выделение Южно-Таймырского неф-тегазоперспективного седиментационного бассейна. Выявлены возможные зоны нефтегазонакопления, дана предварительная оценка ресурсов УВ, показаны основные направления поисков месторождений.

В заключении сформулированы основные результаты выполненных исследований.

Благодарности. Автор глубоко благодарен научному руководителю диссертации доктору геолого-минералогических наук, профессору А.Г. Талалаю и выражает искреннюю признательность сотрудникам ОАО «Башнефтегсофизика» и ООО НПЦ «Геостра» (дочернего предприятия ОАО «Башнефтегеофизика») за полезные консультации и помощь при оформлении работы. Особую благодарность автор выражает главному геофизику ООО НПЦ «Геостра» Балдину В.А. за ценные консультации и содействие при проведении исследований.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ НАУЧНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПЕРВОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Структурно-тектоническое моделирование, выполненное с помощью современных компьютерных программ, позволяет в условиях сложной на-двиговой тектоники западной части Горного Таймыра восстанавливать историю формирования геологического разреза и контролировать качество интерпретации геолого-геофизических материалов, тем самым существенно повышая достоверность геологической модели и оценки перспектив нефтегазоносности исследуемого района.

Структурно-тектонические компьютерные модели можно разделить на динамические и кинематические. Основа динамического моделирования -физические законы, описывающие поведение геоматериалов в различных термо-динамических условиях, что требует знания значительного количества исходных параметров (упругие и неупругие свойства вещества, линейные и нелинейные эффекты, описание сплошных и разрывных сред на

макро- и микроуровнях и т. п.). Все это значительно снижает возможность практического применения динамического моделирования, так как нужной информации обычно не хватает.

Кинематическое моделирование основывается на соотношениях, описывающих геометрическую деформацию без расчета напряжений, то есть учитываются только изменение формы и перемещение геологического тела. Вместо физических законов используются допущения о том, как может изменяться форма тела при его перемещении, например, допущение о неизменности объема. Кинематические модели достаточно адекватно описывают геометрию, кинематику реальных геологических структур и являются вполне достаточными для решения научно-практических задач. Кинематические модели в структурной геологии тесно связаны с так называемым методом сбалансированных разрезов («balanced cross-sections»), разработанным геологами Северной Америки и обобщающим результаты структурно-тектонических исследований в различных складчато-покровных областях мира. Основное правило - сохранение объема деформируемой структуры в пространстве или же ее площади в плоскости разреза (выражение закона сохранения вещества).

Под сбалансированным разрезом понимается логичный разрез, удовлетворяющий разумным ограничениям и непротиворечиво объясняющий наблюдаемые структуры на поверхности, в скважинах и на сейсмических профилях. Проверка, является ли разрез сбалансированным или нет, осуществляется разворотом его в недеформированное состояние. Если разрез сбалансирован, то на восстановленном разрезе все слои должны совместиться вдоль траектории надвигов без пробелов и перекрытий. Если структурный разрез не поддается палеореконструкции, то, скорее всего, в исходных данных или в построениях имеется ошибка. Поэтому «балансировка» исходного разреза, т. е. приведение его в соответствие с принципами структурной геологии, является одним из важных критериев для контроля качества сейсмической интерпретации.

Выявленные в процессе палеореконструкции проблемные участки корректируют на палеоразрезе в соответствии с геологическими предположениями об условиях их образования, затем с помощью прямого моделирования проводят ретродеформацию разреза, то есть возвращают ему современный деформированный облик. Если разрез «не поддается» реконструкции, это может быть поводом для пересмотра геологической концепции, положенной в основу построения разреза.

Результатом кинематического моделирования является сбалансированный деформированный разрез, согласованный с исходными данными и построенный в соответствии с некоторой геологической концепцией. В качестве дополнительной информации мы получаем набор палеореконструк-ций, освещающих картину тектонической эволюции. Чем больше априор-

ной независимой информации было использовано в ходе кинематического моделирования, тем больше доверия к его результатам и тем разнообразнее может быть область применения. Восстановленная тектоническая история разреза может являться основой для оценки трещиноватости пород, оценки нефтегазоматеринского потенциала, для моделирования миграции флюидов, оценки проводящих и экранирующих свойств разломов и т. п.

При интерпретации сейсмических материалов МОГТ-2Б по западной части Горного Таймыра картирование структурных поверхностей и тектонических нарушений было затруднено из-за сложной волновой картины, обусловленной повышенной тектонической дислоцированностью разреза (инверсии структурных форм, взбросо-надвиги, сдвиги, сбросы разной направленности и амплитуды) (рис. 1). Для контроля качества интерпретации сейсмических данных выполнено структурно-тектоническое моделирование в программе GeoSec 2D (программный пакет компании Paradigm). Структурно-тектоническое моделирование выполнялось в западной части Горного Таймыра (Енисей-Пясинское междуречье) по сейсмическим профилям MOTT-2D субмеридионального простирания, вкрест надвигового пояса.

Рис. 1. Сейсмогеологический разрез по субмеридиональному региональному маршруту (ПР 209; 228 км) через Южно-Таймырскую тектоническую зону в Енисей-Пясинском междуречье (на восток от правого берега р. Енисей более 100 км)

На первом этапе работы тектонические блоки в интерактивном режиме были возвращены на свои исходные позиции до начала сдвиговых деформаций. В результате было установлено, что профиль удлинился на 27 км (на 11% от его длины). Анализ возможного перемещения блоков во многом

опирался на априорную структурно-тектоническую интерпретацию сейсмических данных. Однако в процессе работы вскрылись погрешности интерпретации, такие как резкие изменения мощностей отдельных пластов на границе тектонических нарушений, вызванные необоснованным изменением амплитуды смещения горизонта вдоль разлома, отсутствие интерпретации отдельных горизонтов в краевых частях тектонических блоков и т. д. Все эти неточности были устранены на финальном разрезе, полученном после палеореконструкции, на основе предположения о том, что до начала активных тектонических движений процесс седиментации происходил в спокойном режиме без резких колебаний мощностей.

На втором этапе работы было проведено структурно-тектоническое моделирование возможного механизма формирования надвиговой зоны, которое в целом, с небольшими изменениями, подтвердило первоначальную структурную интерпретацию (рис. 2). Анализ исходных данных позволил выдвинуть гипотезу о существовании двух генераций разломов. В результате первой генерации были сформированы преимущественно вертикальные тектонические нарушения. Вторая генерация связана с надвиговыми дислокациями, которые перемещали уже нарушенные тектонические блоки.

Таким образом, применяя современные приемы компьютерного моделирования структурно-тектонических процессов, можно решать целый ряд практических задач:

• контролировать качество сейсмической интерпретации, уменьшая влияние субъективного фактора, что особенно важно для районов со сложной волновой картиной сейсмических материалов;

• получать сбалансированный сейсмогеологический разрез с последующим выявлением структурно-тектонических и других типов ловушек;

• обосновывать трассирование тектонических нарушений;

• восстанавливать историю геологического развития региона.

Для западной части Горного Таймыра использование современных компьютерных приемов структурно-тектонического моделирования позволило провести реконструкцию истории геологического развития рифей-палеозой-ских комплексов, учитывающую значительные постседиментационные перестройки в виде инверсий и надвигов в раннемезозойское время. Показано, что в палеозойское время Южно-Таймырская тектоническая зона Горного Таймыра развивалась как нормальный осадочный бассейн устойчивого прогибания (Гыдано-Таймырский прогиб), а основные перестройки земной коры произошли в результате инверсионной и надвиговой тектоники в регионе в ранне- мезозойское время. Следствием таких перестроек явилось пост-

седиментационное образование на месте прогиба крупных положительных структурно-тектонических элементов инверсионного и надвигового типов.

Рис. 2. Модель тектонической эволюции надвиговой зоны Горного Таймыра.: 1-13 - последовательные стадии формирования разреза от исходного палеоразреза (1) до современного состояния (13)

ВТОРОЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

В пределах Южно-Таймырской тектонической зоны Горного Таймыра выделяются две крупные надпорядковые структуры - Гыдано-Таймырский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий, которые представляют собой отдельный седиментацион-ный бассейн с мощной (до 10-15 км) толщей преимущественно осадочных рифей-палеозойских отложений.

Таймырская складчатая система (Горный Таймыр) имеет дугообразное строение и занимает северную часть Таймырского полуострова, восточную часть Гыданского полуострова с погружением в акваторию Карского моря на северо-западе, а на востоке - с погружением в акваторию моря Лаптевых. На юге она граничит с Енисей-Хатангским региональным прогибом преимущественно мезозойского заполнения, а на севере - с широкой зоной шельфа Северного Ледовитого океана.

В процессе изучения геологического строения Таймырской складчатой области (Горного Таймыра) существовало несколько моделей тектонического развития. H.H. Урванцев (1931, 1949), В.А. Вакар, И.П. Атласов и др. (1958) рассматривали данную область с позиции классической для того времени геосинклинальной теории. Ю.Е. Погребицкий (1971) предложил идею внегеосинклинального развития Таймырской складчатой области на платформенном основании, в результате складчатых движений и деформаций в карбоне-триасе, связанных с развитием Верхоянской геосинклинали и Тихоокеанского пояса.

С 80-х годов строение Горного Таймыра рассматривается большинством исследователей с позиций геодинамической теории литосферных плит с выделением в Таймырской складчато-надвиговой области трех различ-ных по строению крупных структурно-тектонических зон: Северо-, Центрально- и Южно-Таймырской, которые разделены Главным Таймырским и Пясино— Фадцеевским глубинными разломами - надвигами. Из-за слабой геолого-геофизической изученности взгляды исследователей на историю геологического развития и современное строение Таймырской системы надвигов весьма разноречивы.

На всей огромной (более 300 тыс. км2) сухопутной территории Горного Таймыра, в том числе и Западного, до сих пор не пробурено ни одной параметрической или глубокой поисковой скважины. Не проведены в необходимом объеме сейсмические и другие геофизические исследования, позволяющие объективно оценить особенности глубинного строения региона и перспективы его нефтегазоносности. До XXI в. все геолого-геофизические исследования на Горном Таймыре сводились к созданию геологической основы - государственных геологических карт м-бов 1:1 ООО ООО - 1 200 00, а также поиску каменного угля и рудных полезных ископаемых.

При этом Южно-Таймырская зона изучена существенно меньше, чем Северо- и Центрально-Таймырская тектонические зоны. Это связано с тем, что значительная часть Южно-Таймырской зоны, включая западное окончание (весь Гыданский п-ов) и южную часть (в Енисей-Пясинском междуречье - до Пограничного разлома), перекрыта маломощным (от первых десятков-сотен метров, до километра и более) чехлом юрско-меловых отложений и поэтому недоступна геологосъемке.

Южно-Таймырская структурно-тектоническая зона, по данным геоло-госъемки, известна как Южно-Быррангский авлакоген. Он протягивается от побережья Енисейского залива до моря Лаптевых на 1100 км при ширине от 100 до 180 км. По формационному составу слагающих отложений он сходен с Сибирской платформой, но на ранней стадии (до позднего ордовика включительно) характеризуется несколько увеличенной мощностью па-леозойского карбонатного чехла; вышележащие отложения сопоставляются с Сибирской платформой в мощностях и в фациях. Основные структуры Южно-Быррангского авлакогена - Тарейско-Фаддеевский антиклино-рий, Западно-Таймырский и Восточно-Таймырский мегасинклинории, перекрытые мульдами - Диксонской, Центральной и Цветковской.

По данным геологической съемки, в пределах Южно-Таймырской зоны достоверно установлены наиболее древние отложения начиная с ордовика. Ордовикско-нижнекаменноугольный интервал разреза сложен существенно карбонатными, в том числе рифогенными породами. Встречаются выходы гипсов. Среднекамеппоугольные - пермские отложения представлены морской и прибрежно-морской терригенной толщей, содержащей угленосные пачки. Разрез заканчивается осадочно-вулканогенными образованиями поздней перми-триаса.

Впервые выполненные в западной части Горного Таймыра в начале XXI в. региональные сейсмические исследования MOFT-2D повышенной кратности и глубинности позволили в комплексе с другими геолого-геофизическими данными принципиально изменить представление о геологическом строении данного района.

По результатам интерпретации высокоинформативных разрезов МОГТ в комплексе с другой геолого-геофизической информацией в ЮжноТаймырской зоне выделены две крупные надпорядковые структуры: Гыдано-Таймырский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий (рис. 3). Гыдано-Таймырский передовой прогиб прослеживается в северо-восточном направлении через весь Таймыр и ограничен с севера Пясино-Фаддеевским, а с юга - Пограничным разломами-надвигами. Южно-Таймырская гряда выделяется между Пограничным и Южно-Таймырским глубинными разломами и также прослеживается от восточной части Гыдана через весь Таймыр на расстояние более 1 000 км.

Гыдано-Таймырский передовой прогиб образовался в позднепалеозой-ское время и претерпел значительные трансформации (вплоть до инверсии структурных форм и образования надвигов) в результате мезозойских коллизий. Прогиб выполнен мощной (до 3-5 км и более) толщей карбонатно-терригенных верхнепалеозойских отложений. Предгорный комплекс позднего палеозоя подстилают (между Пясино-Фаддевским и Пограничным глубинными разломами) преимущественно карбонатные отложения пассивной

Рис. 3. Сейсмогеологические временные разрезы через Южно-Таймырскую тектоническую зону

окраины раннего палеозоя мощностью до 5 км, а также слабодислоцирован-ные предположительно рифейские платформенные отложения мощностью до 5-7 км (в пределах всей Южно-Таймырской зоны).

Характерной особенностью Южно-Таймырской структурно-тектонической зоны является несоответствие структурных планов по юрско-меловым и подстилающим триас-палеозойским отложениям. Под маломощным (от О до 1-2 км) чехлом юрско-меловых отложений с моноклинальным падением слоев в сторону Енисей-Хатангского регионального прогиба, по доюрским отложениям между Пограничным и Южно-Таймырским глубинными разломами выделена крупная Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий, которая ограничена с юга Енисей-Хатангским прогибом мезозойского выполнения, а с севера - Гыдано-Таймырским передовым прогибом, сложенным преимущественно палеозойскими отложениями (рис. 4). На востоке гряда складывается из Быррангской и Кульдимской антиклиналей, известных по геологическим данным, на западе в нее входит Тарейский мегавал, выделяемый по сейсморазведочным материалам.

Образовавшиеся в Южно-Таймырской структурно-тектонической зоне в позднем палеозое Гыдано-Таймырский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда валов и поднятий представляют собой предгорный седимента-ционный бассейн швов столкновения литосферных плит. Общая мощность слабодислоцированных рифей-палеозойских осадочных отложений по сейсмическим данным составляет здесь 10-15 км. Дислоцированность отложений увеличивается с запада на восток. В районе Енисейского залива прогиб

J

Рис. 4. Схема тектонического районирования Таймырского полуострова и сопредельных территорий

(В.А. Балдин, 2007 г.)

Условные обозначения: Литосферные плиты: А - Карский континент, Б - Сибирская платформа, В -Северная Ледовитая океаническая плита. Надпорядковые и I порядка структурно-тектонические элементы: I. Центрально-Таймырский аккреционный пояс. И. Гыдано-Таймырский верхнепалеозойский передовой прогиб. III. Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий с эрозионным размывом в мезозое. Южно-Таймырская мезозойская моноклиза. IV. Южно-Карская мезозойская впадина с некомпенированным клиноформным строением в неокоме (готерив-баррем). V. Усть-Енисейский мезозойский желоб (Центрально-Таймырский и Турку - Логатский мегапрогибы) с некомпенсированным клиноформным строением в неокоме (валанжин-готерив). VI. Пендомаяхская мезозойская впадина с некомпенсированным клиноформным строением в неокоме (берриас). VII.

Хатангский мезозойский желоб (Дудыптинский и Жданихинский мегапрогибы) с покровно-компенсированным строением в неокоме (берриас-баррем). VIII. Обско-Лаптевская гряда мезозойских валов и поднятий с неокомским эрозионным размывом. IX. Большехетский мезозойский мегавал. X. Пакулихинская мезозойская моноклиналь. XI. Северо-Сибирская мезозойская моноклиза. XII. Хатангская мезозойско-верхнепалеозойская седловина. XIII. Енисей-Анабарская гряда рифей-палеозойских валов и поднятий с эрозионным размывом в позднем палеозое-мезозое. XIV. Хантайско-Рыбнинский рифей - нижнепалеозойский мегавал с эрозионным размывом в позднем палеозое-мезозое. XV. Дудинский рифей - нижнепалеозойский мегавал с эрозионным размывом в позднем палеозое-мезозое. Глубинные разломы: 1 - Северо-Земельский. 2 - Главный Таймырский. 3 - Пясино-Фаддеевский, 4 - Пограничный, 5 - Южно-Таймырский, 6 - Енисей-Хатангский (Малохетско-Россохинско-Балахнинский), 7 - Северо-Сибирский, 8 - Худосейский, 9 - Приенисейский, 10 - Норильско-Хараелахский, 11 - КетагИрбинский, 12 - Пясинский, 13 - Тарся-Боганидовский, 14 - Хета-Логатинский, 15 - Монголо-Сибирский.

инверсирован постседиментационными раннемезозойскими дислокациями. В Енисей-Пясинском междуречье рифей-палеозойские отложения Гыдано— Таймырского прогиба дислоцированы больше, вплоть до образования ран-немезозойских надвигов.

ТРЕТЬЕ ЗАЩИЩАЕМОЕ ПОЛОЖЕНИЕ

Южно-Таймырская гряда и Гыдано-Таймырский передовой прогиб являются новым, ранее неизвестным Южно-Таймырским нефтегазо-перспективным бассейном предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям, в котором прогнозируется широкое развитие пород со значительным нефтегазогенерационным потенциалом и условий, способствующих образованию скоплений углеводородов.

По сложившимся к настоящему времени представлениям, северная часть п-ова Таймыр в пределах Таймырской складчатой системы (Таймырской зоны надвигов) в нефтегазоносном отношении определена как бесперспективная. В то же время известно, что в конце XX века области развития надвиговых структур в ряде стран мира (США, Иран, Венесуэла и др.) вошли в число важнейших объектов поисков нефти и газа.

На территории бывшего СССР в настоящее время освоена лишь незначительная часть нефтегазового потенциала зон надвигов. Вместе с тем в их пределах уже открыто свыше 150 месторождений, разработка которых обеспечивает заметную долю топливного сырья в общей его добыче. Но на Таймыре огромная территория зоны надвигов (более 300 тыс. км2) оставалась до настоящего времени совершенно не исследованной для поисков на нефть и газ.

Накопленные в начале XXI века по северу Таймыра и Гыдана новые геолого-геофизические данные в ходе выполнения производственных геофизических работ по различным объектам на Таймыре, Гыдане и в Карском море позволяют уточнить геологическое строение и перспективы нефтега-зоносности западной части Горного Таймыра на региональном уровне.

По данным сейсморазведки MOFT-2D, в западной части Южно-Таймырской структурно-тектонической зоны выделены крупные сводообразные структуры, а также многочисленные структуры инверсионного и надвиго-вого типов. Наличие в разрезе мощных горизонтов, обладающих нефтега-зогенерационными и коллекторскими свойствами, установлено по данным геологической и геохимической съемок, а также прогнозируется на основе анализа сейсмических волновых полей и электроразведочных данных. По совокупности геолого-геофизических и геохимических данных в пределах Гыдано-Таймырского передового прогиба и Южно-Таймырской гряды выделяется новый, ранее неизвестный нефтегазоперспективный седимента-ционный бассейн предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям - Южно-Таймырская НГПО.

Границами выделенной Южно-Таймырской НГПО являются: на севере - Пясино-Фаддеевский глубинный разлом, а на юге - Южно-Таймырский глубинный разлом. Западная граница проводится ориентировочно по за-

падному обрамлению Таймырского выступа в районе Гыданской губы, а восточная граница из-за слабой изученности пока не установлена.

Основаниями для выделения в южной части Таймырского пояса надвигов нового нефтсгазоперспективного седиментационного бассейна предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям (ЮжноТаймырская НГПО) являются:

• наличие в Южно-Таймырской тектонической зоне мощной (до 5-7 км и более) толщи терригенно-карбонатных отложений верхнего палеозоя, способных генерировать УВ и содержать залежи;

• развитие в Гыдано-Таймырском передовом прогибе (между Пясино-Фаддеевским и Пограничным глубинными разломами) подстилающих предгорный орогенный комплекс позднего палеозоя платформенных преимущественно карбонатных отложений пассивной окраины нижнего-среднего палеозоя мощностью до 5 км и более, с характерными для них типами формаций и условиями нефтегазоносности;

• развитие под палеозойскими отложениями слабодислоцированных, пред-положителыю рифейских платформенных отложений мощностью 5-10 км и более, которые могут быть как нефтегазоматерински-ми породами, так и содержать залежи УВ (по аналогии с Сибирской платформой);

• расположение южнее крупного мезозойского прогиба - ЕХРП с мощной (до 20 км и более) толщей осадочных отложений (в том числе до 8-10 км юрско-меловых), которые генерируют УВ и могут подпитывать перекрытую меловыми отложениям верхнюю часть доюрского мегакомплекса за счет латеральной миграции из ЕХРП вверх по восстанию;

• установленное по данным МОГТ и геологической съемки наличие крупных валов и поднятий по доюрским отложениям (ЮжноТаймырская гряда и др.), которые могут быть ловушками УВ структурного, струк-турно-тектонического и других типов;

• слабая дислоцированность доюрских комплексов в ЮжноТаймырской тектонической зоне, способствующая сохранности залежей УВ;

• перекрытие нижнетриас-верхнепалеозойских отложений в юго-западной части Южно-Таймырской НГПО по эрозионному срезу маломощным чехлом преимущественно глинистых отложений мела,

которые могут быть экраном для ловушек в верхней части доюр-ского мегакомплекса, связанных с корой выветривания и иными (структурно-тектоническими и др.) факторами;

• залегание нефтегазоперспективных палеозойских и рифейских отложений на доступных для бурения глубинах (0-5 км);

• наличие прямых признаков нефтеносности доюрских отложений в виде нефте- и битумопроявлений, установленных по результатам геолого- геохимических исследований (рис. 5);

• широкое развитие палеозойских пород со значительным нефтегазо-генерационным потенциалом, часть из которых, согласно катагени-ческой преобразованности органического вещества, прошли главную зону нефтегазообразования, другие продолжают генерировать углеводороды в настоящее время.

Т. -

... и

' .лйаВР

Рис. 5. Наличие прямых признаков нефтеносности доюрских отложений в виде нефтепроявлений,

установленных по результатам геологической съемки. Битум в трещине в глинисто-кремнистом сланце. Т.н. 5.6. Ба-Е^ир. (усть-пясинская свита). X 72 без анализатора (фото А.П. Романова, 2009)

По результатам геолого-геофизических и геохимических исследований в осадочном разрезе западной части Горного Таймыра предполагается несколько возможных нефтегазоматеринских толщ: в отложениях рифея, кембрия, нижнего силура, девона и, возможно, в разрезе пермо-карбоновой терригенной угленосной толщи.

Выполненный в КНИИГиМС и ИНГГ СО РАН (2008-2010) сравнительный анализ распределения УВ-биомаркеров битумов базальтов нижнего триаса Сырадасайской площади с нефтями и конденсатами юрско-меловых отложений Енисей-Хатангкого регионального прогиба показывает, что образование нефтей и битумов Сырадасайской площади и юрских и меловых углеводородных флюидов связано с разными источниками, так как

распределения нормальных алканов, трициклических терпанов, стеранов существенно отличаются. По результатам исследования УВ-биомаркеров нефтематерин- ским ОВ для твердых битумов, заключенных в триасовых базальтах Сырадасайской площади, является не террагенное органическое вещество подстилающих пермских отложений, а аквагенное (сапропелевое) планктоногенно- водорослевое по генезису органическое вещество, вероятно, палеозойских отложений усть-пясинской (Бг-Огир), домбинской (Бз<1т), зеледеевской (Схг1) и макаровской (Сгтк) свит.

По результатам геолого-геохимических исследований последних лет толь-ко в пределах Енисей-Пясинского междуречья Западного Таймыра количество эмигрировавших УВ из черных сланцев усть-пясинской (Бг-Б2ир), домбинской (Бзс1т), зеледеевской (0^1) и макаровской (С2тк) свит оценивается на уровне 4 млрд т, при расчетной интенсивности эмиграции 89,1 тыс.т/км2. Особенно это касается южной зоны непосредственного сочленения Горного Таймыра и Енисей-Хатангского прогиба, где палеозойские отложения, по всей видимости, испытали максимальное погружение только в меловое время.

По сейсмическим и другим геолого-геофизическим данным в Енисей-Пясинском междуречье Западного Таймыра выделяются 3 крупные зоны возможного нефтегазонакопления в Гыдано-Таймырском прогибе (Ефре-мовская, Сырадасайская, Чулыосская), в которых даже по скромным оценкам суммарные прогнозные ресурсы категории Д]Л составляют 460 млн т (рис. 6).

Данные зоны представляют собой продольные антиклинальные складки и надвиговые пояса Гыдано-Таймырского палеозойского прогиба, испытавшего значительные постседиментационные дислокации в раннемезозой-ское время. Кроме того, весьма масштабными могут быть прогнозные ресурсы Южно-Таймырской гряды. В этой шарнирной зоне между Гыдано-Таймырским и Енисей-Хатангским прогибами по сейсмическим данным к своду выклиниваются практически все нижнепалеозойские комплексы, а верхнепалеозойско-триасовые отложения залегают непосредственно на предположительно рифейских осадочных комплексах платформенного типа. При этом, основное выполнение верхнего палеозоя составляют преимущественно терригенные осадочные образования, находящиеся сейчас в главной зоне нефтегазообразования. Помимо палеозойской нефти, здесь также возможна подпитка углеводородами верхней части доюрского мегакомплек-са за счет генерации и латеральной миграции УВ вверх по восстанию из мезозойских отложений ЕХРП. Требуют дальнейших оценок на нефтегазонос-ность рифейские платформенные образования большой (5-10 км) мощности, которые здесь слабо дислоцированы и находятся на доступных для бурения глубинах. Перспективы нефтегазоносности Южно-Таймырской гряды связываются как с краевыми валами шарнирной зоны, так и с зонами вы-

клинивания и срезания палеозойских и мезозойских отложений на бортах гряды.

Рис. б. Схема перспектив нефтегазоносности палеозойских отложений Южно-Таймырской НГПО:

1 - Чулыосский участок, перспективная площадь 2735 км2, прогнозные ресурсы 85-135 млн т УУВ;

2 - Сырадасайский участок, перспективная площадь 3325 км2, прогнозные ресурсы - 100-165 млн т УУВ; 3 - Ефремовский участок, перспективная площадь 3175 км2, прогнозные ресурсы - 95-160 млн т

УУВ. Суммарные ресурсы - 280-460 млн т УУВ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований получены следующие основные научные и практические результаты:

1. Для территории западной части Южно-Таймырской структурно-тектонической зоны Таймырской системы надвигов, включающей восточную часть Гыданского и западную часть Таймырского п-ов, интерпретация около 12 ООО пог. км сейсмических профилей МОГТ-2Б в комплексе с данными геологической съемки и электроразведки МТЗ позволила впервые:

• обосновать стратиграфическую приуроченность и возможную природу реперных сейсмических границ рифей-палеозойского осадочного чехла, уточнить (определить) стратиграфию, объем и местоположение седиментационных комплексов;

• выполнить объемное картирование 7 крупных седиментационных комплексов: 6 комплексов (среднерифейский, верхнерифейский, венднижнепалеозойский, среднепалеозойский, верхнепалеозойский, верхнепермско-нижнетриас.овый) в рифей-палеозойском осадочном чехле и маломощный мезозойско-кайнозойский мега-комилекс. - в верхней части разреза вблизи южной границы Горного Таймыра.

2. Палеотектоннческий анализ по комплексу геолого-геофизических данных, с опорой на материалы сейсморазведки МОГТ, выполненный с использованием современных программ структурно-тектонического моделирования, дал новую ценную информацию о тектонике Горного Таймыра и позволил впервые для данного региона:

• установить сеть разломов северо-восточного и северозападного направлений, проникающих через всю толщ}' рифей-палеозойских отложений;

• выявить важнейшую роль в формировании осадочного чехла тектонических конс.едиментационных и постседиментационных движений по Пясино-Фаддеевскому, Пограничному и Южно-Таймырс.кому глубинным разломам северо-восточной ориентировки;

• по результатам структурно-тектонического моделирования с получением сбалансированных сейсмогеологических разрезов показано, что в палеозойское время Южно-Таймырская тектоническая зона Горного Таймыра развивалась как нормальный осадоч-

ный бассейн устойчивого прогибания (Гыдано-Таймырс.кий прогиб), а основные перестройки земной коры произошли в результате инверсионной и надвиговой тектоники в регионе в раннеме-зозойское время.

3. По результатам комплексной интерпретации геолого-геофизических данных, с опорой на материалы новых региональных сейсморазведоч-ных профилей МОГТ, впервые отработанных в начале XXI в., в пределах Южно-Таймырской тектонической зоны Горного Таймыра выделены две крупные надпорядковые структуры - Гыдано-Таймырский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий. Показано, что в близком к современному облике эти надпорядковые структуры сформировались в конце палеозоя - начале мезозоя в результате столкновения Карского и Сибирского палеокон-тинентов по Главному Таймырскому глубинному разлому и представляют собой отдельный седиментационный бассейн с мощной (до 1015 км) толщей преимущественно осадочных рифей-палеозойских отложений.

4. На основе комплексной интерпретации гсолого-геофизических и геохимических данных показано, что Южно-Таймырская гряда и Гыдано-Таймырский передовой прогиб являются новым, ранее неизвестным Южно-Таймырским нефтегазоперспективиым бассейном предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям, в пределах которого впервые прогнозируется широкое развитие пород со значительным нефтегазогенерационным потенциалом и условий, способствующих образованию скоплений углеводородов; выявлены возможные зоны нефтегазонакопления и крупные нефтегазоперспективные объекты; дана оценка возможных масштабов нефтегазообразования и прогнозных ресурсов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

I. Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в перечень ВАК:

1. Опыт использования результатов волновой инверсии при интерпретации материалов наземной 2Д и ЗД сейсморазведки на примере месторождений Урайского региона / М. Ф. Печеркин, Г. 3. Валеев, Т. В. Ше-стоух, Н. 3. Мунасыпов, М. Ю. Одинцова // Технологии сейсморазведки. - Тверь, 2004. - № 2. - С. 42-47.

2. Метод непродольного вертикального сейсмического профилирования в комплексе геофизических работ ОАО «Башнефтегеофизика» / Г. 3. Валеев, Р. Я. Адиев, В. Ф. Пахомов, Ю. Г. Антипин, Н. 3. Мунасыпов /'/ НТВ «Каротажник», вып. 102. - Тверь, 2004. - С. 138-151.

3. Компьютерное структурно-тектоническое моделирование в пакете РагасПётТМСеоЗесБ для контроля качества интерпретации сейсмических данных / Н. 3. Мунасыпов, В. А. Балдин, В. В. Макаров, Т. В. Ольнева // Технологии сейсморазведки. - 2010. - № 2. - С. 49-54.

4. Адиев Р. Я., Мунасыпов Н. 3., Крекнин С. Г. и др. Перспективы нефтегазоносное™ юго-западной части Свердловской области. //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений: ежемесячный научно-технический журнал. № 12/2011 - М.: ВНИИОЭНГ, 2011. - С. 12-15.

5. Адиев Р. Я., Балдин В. А., Мунасыпов Н. 3. Нефть и газ севера Красноярского края: проблемы освоения, перспективы развития // Геофизика, вып. 4-12, Евро-Азиатское геофизическое общество. - М., 2012. -С. 4-13.

6. Селянин В. Ф., Киселев В. В., Мунасыпов Н. 3. Историко-гсологическая модель и перспективы нефтегазоносности Находкинско-Юрхаровской зоны инверсионно-кольцевых структур меловых отложений Большехетской впадины // Геофизика, вып. 4-12, ЕвроАзиатское геофизическое общество. - М., 2012. - С. 13-19.

7. Особенности геологического строения Юрюзано-Сылвенской депрессии на территории Свердловской области по данным детальной сейсморазведки / Р. Я. Адиев, Н. 3. Мунасыпов, С. Г. Крекнин, А. В. По-грецкий, В. В. Киселев // Геофизика, вып. 4-12, Евро-Азиатское геофизическое общество. - М., 2012. - С. 32-35.

8. Балдин В. А., Адиев Р. Я.. Мунасыпов Н. 3. Разведочные работы современного уровня на ранее открытых месторождениях - резерв значительного увеличения запасов УВ // Геофизика, вып. 4-12, ЕвроАзиатское геофизическое общество. - М., 2012. - С. 39-43.

II. Публикации в других изданиях:

9. Скважинная сейсморазведка в комплексе геолого-геофизических методов исследования нефтегазоперспективных интервалов геологического разреза Западной Сибири / К. Г. Скачек, Г. 3. Валеев, Р. Я. Адиев, М. Р. Мазитов, И. И. Гарифуллин, Н. 3. Мунасыпов // Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО. Шестая научно-практическая конференция. - Ханты-Мансийск, 2003. - С. 339-346.

10. Альмухаметов А. А., Мунасыпов Н. 3., Балдин В. А. Особенности геологического строения инверсионных кольцевых структур Северо-Востока Западной Сибири // Материалы научно-практической конференции (II EAGE/EAGO/SEG International Geosc.ience Conference Exhibition - Tyumen, Russia, 2-5 March 2009). - Тюмень, 2009. http://www.earthdoc.org/detail. php?pubid=45889

11. Almukhametov A. A.. Munasvpov N. Z., Baldin V. A. Inversion Ring Structures of the Western Siberia Northeast. // Материалы научно-практической конференции (71st EAGE Conference Exhibition -Amsterdam, The Netherlands, 8-11 June 2009). - Амстердам. - 2009. http://www.earthdoc.org/detail php?pubid=24140

12. Балдин В. А., Адиев P. Я..Мунасыпов H. 3. Перспективы нефтегазо-носности Гыдаиа и западной части Таймыра //XI Российский нефтегазовый конгресс. - М., 2013. - 25.06.2013-27.06.2013.

13. Балдин В. А., Козьмина К. X., Мунасыпов Н. 3. Доюрские комплексы северо-востока Западной Сибири // Третья международная научно-практическая конференция для геологов и геофизиков «Проблемы и достижения нефтегазовой геологии». 27-31.05.2013. - Калининград, 2013.

14. Балдин В. А., Адиев Р. Я., Мунасыпов Н. 3. Западная Сибирь: основные направления ГРР и перспективы развития в XXI веке // Third International Geoscience Conference. 25-29.03.2013. - Тюмень, 2013.

МУНАСЫПОВ НАИЛЬ ЗУФАРОВИЧ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ТАЙМЫРСКОЙ СИСТЕМЫ НАДВИГОВ

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогичееких наук

Подписано к печати 21.11.2013. Бумага офсетная. Печать лазерная. Гарнитура Times New Roman Усл. печ. л. 1.0. Усл. кр.-отт. 1.0. Уч.-изд.л. 1.0. Тираж 100 экз. ООО НПЦ «Геостра» 450071, Уфа, ул. Луганская, 3.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мунасыпов, Наиль Зуфарович, Екатеринбург

ФГБОУ ВПО «УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

На правах рукописи УДК 550.835.

0420145156-5

МУНАСЫПОВ НАИЛЬ ЗУФАРОВИЧ

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ОЦЕНКА ПЕРСПЕКТИВ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ТАЙМЫРСКОЙ СИСТЕМЫ НАДВИГОВ

25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, доцент Талалай Александр Григорьевич

Екатеринбург - 2013

Оглавление

Список сокращений 4

Введение 5

Глава 1. Анализ геолого-геофизической \

изученности Горного Таймыра 12

1.1. Основные этапы

геолого-геофизических исследований .................12

1.2. Краткий обзор существующих взглядов

на геологическое строение Таймыра..................23

1.3. Современное состояние

нефтегазопоисковых работ.......................36

Глава 2. Характеристика основных тектонических структур

западной части Горного Таймыра 43

2.1. Основные тектонические нарушения..................43

2.2. Крупные структурные элементы....................53

Глава 3. Анализ истории

геологического развития Таймыра

и сопредельных территорий 78

3.1. Структурно-тектоническое моделирование для восстановления истории

геологического развития региона....................81

3.2. Геодинамическая эволюция Таймыра

и сопредельных территорий.......................89

Глава 4. Структура земной коры

и седиментационные комплексы

осадочного чехла 103

4.1. Структура земной коры.........................104

4.2. Рифейский мегакомплекс.........................115

4.3. Палеозойский (венд-палеозойский-?) мегакомплекс .........130

4.4. Верхнепермско-нижнетриасовый мегакомплекс............152

4.5. Мезозойско-кайнозойский мегакомплекс................158

Глава 5. Прогноз нефтегазоносности западной части Таймырской

складчато-надвиговой области 166

5.1. Геохимические факторы прогноза нефтегазоносности........167

5.2. Оценка масштабов нефтегазообразования...............174

Глава 6. Перспективы дальнейшего изучения и освоения углеводородного потенциала западной части Горного Таймыра

и прибрежного шельфа Карского моря 178

6.1. Южно-Таймырский нефтегазоперспективный седиментационный бассейн ..................................178

6.2. Предполагаемые зоны нефтегазонакопления

и оценка ресурсов УВ..........................183

Заключение 188

Список работ, опубликованных по теме диссертации 191

Список использованных источников 194

Список сокращений

ГГС государственная геологическая съёмка

гис геофизические исследования скважин

ГРР геологоразведочные работы

ГСЗ глубинное сейсмическое зондирование

ЕХРП Енисей-Хатангский региональный прогиб

кмпв корреляционный метод преломленных волн

мов метод отраженных волн

могт метод общей глубинной точки

мтз (метод) магнитотеллурического зондирования

мтп (метод) магнитотеллурического профилирования

Введение

Актуальность работы. «Энергетическая стратегия России на период до 2030 года» предусматривает рост к 2030 г. добычи нефти до 535 млн т и газа до 940 млрд м3. Ресурсы базовых районов нефте- и газодобычи могут обеспечить лишь 30-40% намеченных приростов, остальные ожидаются на новых территориях. Увеличение перспективных и прогнозных ресурсов нераспределенного фонда недр возможно за счет вовлечения в ГРР слабоизученных районов Сибири и Арктики, включая п-ова Таймыр и Гыдан (Таймырский сектор Арктики).

Территория Таймырской складчато-надвиговой области (северная часть Таймырского муниципального района Красноярского края) является крупным (более 300 тыс.км2) осадочным бассейном в континентальной части России. Причем ресурсные перспективы на углеводородное сырье данной обширной территории по настоящее время остаются неоцененными.

Это обусловлено слабой геолого-геофизической изученностью территории и сложностью геологического строения региона. До сих пор не выяснены основные закономерности современного геологического строения, истории геологического развития, генерации УВ и локализации их скоплений, что влияет на эффективность проводимых геолого-поисковых работ на нефть-газ и другие полезные ископаемые.

Необходимость расшифровки геологической модели и оценки перспектив нефтегазоносности Таймырской складчато-надвиговой области определяется ее геологической значимостью как одной из крупнейших структур Арктики, неоднозначностью, низкой достоверностью имеющихся геологических моделей и практически полным отсутствием оценок прогнозных ресурсов УВ для этой слабоизученной территории. Поэтому необходимо на основе комплексного анализа всей доступной геолого-геофизической информации, включая новые высокоинформативные геолого-геофизические данные, полу-

ченные в последние годы (2005-2012 гг.) для западной части Горного Таймыра, на новом технико-методическом уровне уточнить модель геологического строения, оценить перспективы нефтегазоносности и выработать эффективную стратегию поиска залежей нефти и газа в регионе.

Цель и задачи исследований. Целевым назначением данной работы является уточнение геологического строения и обоснование перспектив нефтегазоносности рифей-палеозойских отложений в западной части Горного Таймыра на основе комплексного анализа геолого-геофизической и геохимической информации, с опорой на данные сейсморазведочных работ МОГТ-2Б.

В этой связи для западной части Горного Таймыра решались следующие задачи:

• расчленение рифей-палеозойских и мезозойских отложений на трехмерные седиментационные тела различных уровней сейсмостритиграфиче-ской иерархии;

• изучение структурного плана поверхностей седиментационных комплексов по основным сейсмическим горизонтам с обоснованием их стратиграфической приуроченности и возможной природы;

• анализ стратиграфии и объема седиментационных комплексов, их местоположения в разрезе осадочного чехла;

• изучение тектоники рифей-палеозойских и мезозойских отложений, выделение и систематизация тектонических нарушений, региональных зон проявления инверсионной и надвиговой тектоники, оценка масштабов надвигообразования;

• выделение возможных зон нефтегазонакопления и крупных нефтегазо-перспективных объектов;

• вероятностная оценка масштабов нефтегазообразования и прогнозных ресурсов;

• разработка основных направлений и программы геолого-разведочных работ на нефть и газ.

Научная новизна определяется следующими основными результатами, полученными автором. Впервые для западной части Горного Таймыра:

• закартированы в объемном варианте семь крупных седиментационных комплексов в рифей-палеозойских и мезозойских отложениях осадочного чехла и архей-раннепротерозойское основание, установлены особенности их структуры и распространения;

• обоснована стратиграфическая приуроченность и возможная природа реперных сейсмических границ рифей-палеозойского осадочного чехла, уточнены стратиграфия, объем и местоположение седиментационных комплексов;

® выявлена важнейшая роль в формировании осадочного чехла тектонических конседиментационных и постседиментационных движений по Пясино-Фадеевскому, Пограничному и Южно-Таймырскому глубинным разломам; установлено, что основные перестройки земной коры произошли вследствие инверсионной и надвиговой тектоники по этим разломам в раннемезозойское время;

• показана высокая информативность структурно-тектонического моделирования с получением сбалансированных сейсмогеологических разрезов при интерпретации геолого-геофизических материалов в условиях сложной надвиговой тектоники Горного Таймыра;

• выполнена реконструкция истории геологического развития рифей-палеозойских комплексов, учитывающая постседиментационные надви-говые перестройки в раннемезозойское время;

• выделен новый нефтегазоперспективный седиментационный бассейн предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям -Южно-Таймырский;

• выявлены возможные зоны нефтегазонакопления и крупные нефтега-зоперспективные объекты;

• дана оценка возможных масштабов нефтегазообразования и прогнозных ресурсов.

Основные защищаемые научные положения:

1. Структурно-тектоническое моделирование, выполненное с помощью современных компьютерных программ, позволяет в условиях сложной на-двиговой тектоники западной части Горного Таймыра восстанавливать историю формирования геологического разреза и контролировать качество интерпретации геолого-геофизических материалов, тем самым существенно повышая достоверность геологической модели и оценки перспектив нефтегазоносности исследуемого района.

2. В пределах Южно-Таймырской тектонической зоны Горного Таймыра выделяются две крупные надпорядковые структуры - Гыдано-Таймыр-ский передовой прогиб и Южно-Таймырская гряда триас-палеозойских валов и поднятий, которые представляют собой отдельный седимента-ционный бассейн с мощной (до 10-15 км) толщей преимущественно осадочных рифей-палеозойских отложений.__

3. Южно-Таймырская гряда и Гыдано-Таймырский передовой прогиб являются новым, ранее неизвестным Южно-Таймырским нефтегазопер-спективным бассейном предгорного (форландового) типа по рифей-па-леозойским отложениям, в котором прогнозируется широкое развитие пород со значительным нефтегазогенерационным потенциалом и условий, способствующих образованию скоплений углеводородов.

Практическая значимость работы работы связана с существенным уточнением модели геологического строения Южно-Таймырской тектонической зоны Горного Таймыра, как одной из крупнейших структур Арктики, и выделением в ее пределах нового нефтегазоперспективного седиментацион-ного бассейна предгорного (форландового) типа по рифей-палеозойским отложениям - Южно-Таймырского. Основные положения работы реализованы

при составлении текущих и долгосрочных планов геологоразведочных работ по Федеральной Программе геологического изучения недр на нефть и газ на севере Красноярского края и ЯНАО на 2007-2012 гг. и на период до 2020 г. Научные разработки и результаты исследований использованы в 4-х производственных отчетах ОАО «Таймыргеофизика» и ООО НПЦ «Геост-ра», научно-производственных рекомендациях по вопросам совершенствования методики интерпретации сейсмических и других геолого-геофизических данных в условиях надвигов, обоснованиях направлений работ на нефть и газ в Арктике.

Апробация. Основные положения диссертационной работы докладывались на международных конференциях ЕАСЕ, БЕС, ЕАГО (Тюмень, 2009 г.; Амстердам, 2009 г.; Санкт-Петербург, 2012 г.; Сочи, 2012 г.; Калининград, 2013 г.; Москва, 2013 г.), региональных научно-практических конференциях и ведомственных совещаниях (Москва, 2007 г., 2009-2012 гг.; Красноярск, 2009 г., 2010 г.; Тюмень, 2009 г., 2012 г.; Когалым, 2009 г.; Геленджик, 2011 г.; Сургут, 2011 г.; Уфа, 2010-2012 гг.), опубликованы в восьми статьях рецензируемых геолого-геофизических журналов и материалах докладов шести международных конференций.

Фактографическая база исследований. Основой диссертации послужили исследования автора, проводившиеся в регионе с 2005 по 2012 год. В качестве опорных данных использовались материалы сейсморазведочных работ МОГТ-2Б общим объемом более 12 тыс.пог.км, увязанные с имеющимися материалами геологической (м-бов 1: 1 000 000-1 200 000) и геохимической (профильной, м-ба 1:200 000) съемок, имеющимися ограниченными сведениями по глубокому бурению на севере Гыдана и Таймыра (31 скв), другими геолого-геофизическими данными (мелкомасштабные гравиразведка и магниторазведка, профильная электроразведка МТЗ и др.).

При выполнении исследований автором был проанализирован большой объем сейсмических данных МОГТ-2Б (более 8000 пог.км), отработанных

производственными партиями ОАО «Таймыргеофизика» на севере Гыдана и Таймыра. Из них 2500 пог.км - новые материалы МОГТ-2Б повышенной кратности (60-120) и глубинности (длина регистрации - 18 сек), а 5500 пог.км - профили МОГТ-2Б прошлых лет (1982-1991 гг.), переобработанные в 20082011 гг. на современном методико-технологическом уровне. Также использованы сейсмические разрезы по профилям МОГТ-2Б, отработанным в XXI веке ФГУГТП «ГНЦ Южморгеология» в Енисейском заливе (950 пог.км) и ФГУНПП «Севморгео» - в акватории Карского моря (более 2000 пог.км). Кроме того, в пределах Гыданского п-ова привлекались сейсмические разрезы региональных маршрутов ПГО «Ямалгеофизика» общим объемом около 1000 пог.км, также переобработанные в последние годы на современном уровне. При прогнозе литологии, кроме материалов геологической съемки и сейсморазведки, привлекались результаты электроразведки МТЗ общим объемом 2400 тыс.пог.км, выполненной в 2007-2009 гг. ООО «Северо-Запад» (г. Москва) непосредственно по новым сейсмическим профилям ОАО «Тай-мыргеофизики».

При-протнозе нефтегазоносности региона на основе изучения возможных нефтегазоматеринских отложений, их катагенетической преобразованное™, истории реализации материнскими породами своего генерационного потенциала и других геохимических параметров использовались результаты геохимических исследований, выполнявшихся в различные годы специалистами СНИИГГиМС (г.Новосибирск), КНИИГиМС (г.Красноярск) и др. Основное внимание уделялось результатам профильной геологической и геохимической съемок, выполненных А.П. Романовым (КНИИГиМС, 2009 г.) непосредственно по новым сейсмическим маршрутам ОАО «Таймыргеофизика».

Также учитывались результаты исследований, проводившихся в различные годы геологами и геофизиками Красноярскгеологии, Енисейнефте-газгеологии, ВНИИ Океанологии (НИИГА), Севморгеологии, СНИИГГиМС,

КНИИГиМС, ВСЕГЕИ, ИНГГ СО РАН, других научных и производственных организаций и представленные в статьях, монографиях и научно-производственных отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, изложенных на 210 страницах текста, иллюстрируется 43 рисунками, список использованной литературы включает 145 наименований.

Настоящая диссертационная работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Благодарности. Автор глубоко благодарен научному руководителю диссертации доктору геолого-минералогических наук, профессору А.Г. Талалаю и выражает искреннюю признательность сотрудникам ОАО «Башнефтегеофизика» и ООО НПЦ «Геостра» (дочернего предприятия ОАО «Башнефтегеофизика») за полезные консультации и помощь при оформлении работы. Особую благодарность автор выражает главному геофизику ООО НПЦ «Геостра» Балдину В.А. за ценные консультации и содействие при проведении исследований.

Глава 1

Анализ геолого-геофизической изученности Горного Таймыра

1.1. Основные этапы

геолого-геофизических исследований

Горный Таймыр, несмотря на довольно длительную историю изучения его геологического строения, до сих пор остается одним из самых слабо изученных регионов России.

До 1935 г. исследования рассматриваемого региона были не систематическими и связаны с отдельными сообщениями общегеологического характера, сделанными в результате посещений низовьев Енисея и Пясины рядом исследователей: А.Ф. Миддендорфом (1840-1841 гг.), И.А. Лопатиным и Ф.Б. Шмидтом (1866-1867 гг.), А.Э. Норденшельдом (1875-1877 гг.), И.П. Толмачевым (1905 г.), H.H. Урванцевым (1919 г., 1922 г., 1929 г.), И.Я. Ермиловым (1927 г.), А.И. Толмачевым (1926 г., 1928 г.) и другими.

Первые сведения о геологическом строении Западного Таймыра приведены в работе А.Ф. Миддендорфа «Путешествие на север и восток Сибири», в которой изложены результаты экспедиции 1843 г. В ней, в частности, автор сообщает, что хребет Бырранга сложен граувакковыми сланцами и известняками, собранными в складки.

В 1922 г. экспедиция H.H. Урванцева прошла р. Пясину от истоков до устья. В 1929 г. он продолжает работы на Центральном Таймыре к востоку от описываемой площади. Составленная стратиграфическая схема использовалась в геологических построениях до 1935 г. Высказана мысль о надвиговом характере ряда разломов.

Планомерные систематические геологические исследования северной части Таймырского полуострова начались в 30-е годы XX века в результате

открытия Н. Н. Урванцевым Норильского медно-никелевого месторождения и угольных залежей по реке Пясина (1922 г.) и рекам Верхняя и Нижняя Таймыра (1929 г.).

В изучении геологии западной части Горного Таймыра можно наметить четыре этапа.

На первом этапе (с 1935 г., по конец 50-х годов XX века) силами Горно-геологического управления Главсевморпути (ГГУ ГУСМП) проводились маршрутные и площадные геолого-геофизические исследования, включающие геологическую съемку и комплекс геофизических работ (магнитометрия, гравиметрия). Кроме того, геологическая съемка различных масштабов проводилась экспедициями треста «Арктикразведка» и Научно-исследовательского института геологии Арктики (НИИГА). Основными направлениями геологических работ были поиски и разведка полиметаллических руд в северной части гор Путараны, гор Бырранга, островов Северная