Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

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

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Структура мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и история его тектонического развития"

На правах рукописи

Фомин Михаил Александрович

СТРУКТУРА МЕЗОЗОЙСКО-КАЙНОЗОЙСКОГО ОСАДОЧНОГО ЧЕХЛА ЕНИСЕЙ-ХАТАНГСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГИБА И ИСТОРИЯ ЕГО ТЕКТОНИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ (В СВЯЗИ С НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬЮ)

25.00.12 - Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ і "..... * .Ш

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

005061753

Новосибирск - 2013

005061753

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук,

Беляев Сергей Юрьевич

Официальные оппоненты: Каминский Валерий Дмитриевич, доктор

геолого-минералогический наук, Федеральное государственное унитарное предприятие «Всероссийский научно-исследовательский институт геологии и минеральных ресурсов Мирового океана имени И.С. Грамберга», директор

Москвин Валерий Иванович, доктор геолого-минералогических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, ведущий научный сотрудник

Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Защита диссертации состоится 3 июля 2013 г в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 003.068.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, в конференц-зале ИГМ/ИНГГ (главный корпус), 630090, г. Новосибирск, просп. Акад. Коптюга, 3

тел. (8-383) 330-95-17, факс (8-383) 333-23-01, (8-383) 333-25-13 e-mail: KostvrevaEA@ipgg.sbras.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИНГГ СО РАН Автореферат разослан 28 мая 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, к. г.-м.н.

Е.А. Костырева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время все большее внимание исследователей привлекают арктические регионы Сибири и шельфы северных морей. В Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН) на современном научном и технологическом уровне проводится обобщение стратиграфических, литологических, геохимических, геофизических и других материалов, полученных за долгие годы изучения геологии и нефтегазоносности этих регионов.

К относительно слабоизученным арктическим регионам Средней Сибири относится и Енисей-Хатангский региональный прогиб (ЕХРП), юрско-меловые отложения которого выступают в качестве объекта исследований в настоящей работе.

Выполненные в ИНГГ СО РАН и других организациях исследования свидетельствуют о том, что этот бассейн в разрезе мезозойско-кайнозойских отложений является продолжением Западно-Сибирской геосинеклизы, и интерес в отношении нефтегазоносности представляют здесь, в первую очередь, юрско-меловые осадочные комплексы. На построенной в ИНГГ СО РАН последней карте нефтегазогеологического районирования Сибири эта территория выделена как Енисей-Хатангская нефтегазоносная область Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Еще на ранних стадиях изучения этот осадочный бассейн считался перспективным в отношении нефтегазоносности. Изучению его геологического строения в то время были посвящены работы Н.А.Гедройца, Н.Н.Ростовцева, В.Н.Сакса, А.А.Трофимука, М.К.Калинко, И.С.Грамберга, А.И.Данюшевской, Г.Н.Карцевой, Б.С.Пука, З.З.Ронкиной, Д.С.Сорокова. В открытии первых месторождений в регионе выдающийся вклад внесли И.Г.Левченко, Л.Л.Кузнецов,

B.Д.Накоряков, Д.Б.Тальвирский. Позднее проблемами геологии этой территории занимались специалисты ПГО «Енисейнефтегазгеология», «Енисейгеофизика», НИИГА (сегодня ВНИИОкеангеология), ИГГ АН СССР (сегодня ИНГГ СО РАН), СНИИГГиМСа: А.Н.Азарнов, Г.Д.Гинсбург, В.В.Гребенюк, В.А.Захаров, Г.А. Иванова, В.И.Казаис, В.А.Каштанов, А.Э.Конторович, В.А.Кринин, Л.Л.Кузнецов,

C.В.Меледина, К.И.Микуленко, В.Д. Накаряков, И.Д.Полякова, В.Н.Сакс, В.Г.Сибгатуллин, Е.И.Соболева, В.С.Старосельцев, Г.Ф.Степаненко, Ю.А.Филипцов, Б.Н.Шурыгин и др. В последние годы изучением современного строения и перспектив нефтегазоносности занимаются: А.С.Ефимов, С.В.Ершов,

A.В.Исаев, В.И.Казаис, А.Э.Конторович, А.А.Конторович, В.А.Конторович,

B.А.Кринин, Ю.А.Филиппцов, Л.Н.Болдушевская, О.Н.Злобина, Н.С.Ким, Д.А.Новиков, А.В.Ступакова, А.Н.Фомин и др.

В настоящее время в западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы открыто большое количество газовых месторождений. Промышленные скопления нефти выявлены на Пайяхском, Байкаловском, Восточно-Мессояхском и Новосоленинском месторождениях. Несколько южнее гигантские запасы

углеводородов установлены на месторождениях Ванкоро-Тагульской группы поднятий.

В начале XXI века после длительного перерыва в Енисей-Хатангском региональном прогибе возобновлены нефтегазопоисковые работы, которые проводятся в рамках Федеральной программы и проектов крупных нефтяных компаний. По результатам анализа геолого-геофизических материалов в последние десятилетия опубликовано значительное количество работ, касающихся локальных вопросов стратиграфии, литологии, тектоники и нефтегазоносности ЕХРП. В то же время, последние обобщающие работы по геологии этого региона относятся к 70-80-м годам прошлого столетия.

Появление нового фактического материала, а также значительно усовершенствованные методики обработки и интерпретации геолого-геофизической информации позволяют с большей детальностью изучить строение осадочных комплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба и существенно уточнить оценку перспектив их нефтегазоносности.

В связи с этим комплексное изучение всей геолого-геофизической информации с использованием современных методических и технологических приемов научного анализа является весьма актуальным в настоящее время.

Научная задача - на основе комплексного анализа данных глубокого бурения, материалов сейсморазведки, грави- и магниторазведки уточнить современную структуру мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, восстановить историю тектонического развития этого бассейна в мезозойскую и кайнозойскую эры и на этой основе оценить перспективы нефтегазоносности юрско-меловых мегакомплексов.

Поставленная задача решалась в несколько этапов:

1) интерпретация временных сейсмических разрезов по региональным и композитным профилям, включающая стратификацию и корреляцию реперных отражающих горизонтов, выделение сейсмогеологических мегакомплексов и комплексов и сейсмофациальный анализ;

2) на базе комплексной интерпретации карт мезозойских структурных поверхностей (по подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла и кровлям среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов), региональных и композитных сейсмических разрезов и карт потенциальных полей осуществлялось выделение и трассирование по площади разрывных нарушений; определение времени их формирования и глубины проникновения;

3) на основе построенных дизъюнктивных версий структурных карт проводилось тектоническое районирование среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов;

4) построение серии папеоразрезов и карт толщин среднетриас-юрского, берриас-аптского, апт-альб-сеноманского и турон-кайнозойского мегакомплексов; анализ мезозойско-кайнозойской истории тектонического развития исследуемой территории, определение этапов формирования ключевых структур;

5) комплексный анализ полученных геолого-геофизических материалов и результатов нефтегазопоисковых работ, выделение перспективных объектов в юрских и меловых отложениях и разработка рекомендаций по их изучению.

Фактический материал и методы исследования. Теоретической основой решения поставленной задачи являются осадочно-миграционная теория нафтидогенеза и фундаментальные разработки российской геологической школы в области тектонического районирования и истории тектонического развития нефтегазоносных осадочных бассейнов (В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, Ф.Г.Гурари, В.Д.Наливкин, М.Я.Рудкевич, В.С.Старосельцев, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др.), а также современные методы количественной оценки перспектив нефтегазоносности (М.Д.Белонин, Л.М.Бурштейн, Н.И.Буялов, М.Ф.Двали, В.И.Демин, Г.Х.Дикенштейн, А.Э.Конторович, С.П.Максимов, В.Д.Наливкин, И.И.Нестеров, В.В.Семенович, Г.П. Сверчков, А.А.Трофимук, В.И.Шпильман и

др.).

Методические приёмы комплексной интерпретации материалов сейсморазведки и геологических данных опираются на основные принципы сейсмостратиграфии. Термин «сейсмическая стратиграфия» был предложен американскими учеными П.Вейлом и М.Митчемом в конце 50-х годах прошлого столетия. В дальнейшем это направление развивалось в работах как зарубежных, так и российских геологов и геофизиков. Применительно к мезозойско-кайнозойским отложениям Западной Сибири

сейсмостратиграфические подходы реализовывались и совершенствовались в работах Р.М.Бембеля, Г.Н.Гогоненкова, А.Ф.Глебова, В.С.Бочкарева, В.А.Конторовича, Н.Я.Кунина, О.М.Мкртчяна, А.А.Нежданова, Д.И.Рудницкой, В.С.Соседкова, Л.Л.Трусова, И.Л.Цибулина, А.Е.Шлезингера и др.

Тектоническое районирование проводилось с использованием классификации тектонических элементов молодых платформенных областей [Наливкин и др., 1962], уточненной в ИНГГ СО РАН [Конторович В.А. и др., 2001], которая опирается на морфологический принцип при выделении структур.

Анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое осуществлялся с использованием «метода мощностей», который был предложен Н.С.Шатским в 1924 году. В последующем этот метод развивали в своих работах В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, В.Б.Нейман, К.А.Машкович, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др. [Белоусов, 1940, 1954; Хаин, 1954; Гарецкий, 1960; Машкович, 1976].

Фактическим материалом для исследований послужили база стратиграфических разбивок разрезов 265 скважин, собранная сотрудниками ИНГГ СО РАН, региональные временные сейсмические разрезы, результаты обработки сейсмокаротажа по 5 скважинам и результаты испытаний пластов юрско-мелового возраста в 215 скважинах.

Для построения карт градиентов рельефа, карт тектонического районирования, а также карт толщин юрско-меловых отложений, использовались структурные карты по подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла, по кровлям среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского

мегакомплексов, по кровле малышевской свиты, по подошве пеляткинской и по кровле пимской пачек суходудинской свиты.

На временных сейсмических разрезах, полученных по профилям, пересекающим исследуемую территорию в субширотном и субмеридиональном направлениях, выполнялась корреляции реперных отражающих горизонтов и их стратификация с последующим выделением сейсмогеологических комплексов. При восстановлении истории тектонического развития использовались палеоразрезы.

Интерпретация сейсмических материалов проводилась с использованием программно-интерпретационного комплекса W-Seis, разработанного в ИНГГ СО РАН под руководством В.А.Конторовича и В.В.Лапковского. Картопостроение выполнялись посредством программного пакета Surfer (Golden Software) и пакетов построения и редактирования сеточных моделей GridBilder- GridMaster, разработанных в ИНГГ СО РАН и являющихся ассоциированными модулями комплекса W-Seis. Оформление графических приложений и рисунков проводилась с помощью программного пакета CorelDRAW. Для создания различных баз данных использовалась программа для работы с электронными таблицами MS Excel.

Защищаемые научные положения и результаты:

1. Карты тектонического районирования юрско-меловых нефтегазоперспективных мегакомплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба, отвечающие современной стадии изученности бассейна; результаты структурно-тектонического анализа, позволившие выделить в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле серию новых тектонических элементов разных порядков, наиболее крупными из которых являются Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Матудский и Хэрбэйский мегапрогибы.

2. Енисей-Хатангский региональный прогиб унаследованно развивался на протяжении всего мезозоя и кайнозоя. В отличие от северных районов Западно-Сибирского мегабассейна, где доминирующее влияние на современное строение осадочного чехла оказали кайнозойские тектонические процессы, в Енисей-Хатангском региональном прогибе определяющим стал берриас-аптский этап развития, в течение которого был сформирован современный облик практически всех ключевых положительных и отрицательных структур.

3. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы наибольший интерес в отношении нефтегазоносности представляют берриас-аптские отложения, в которых залежи углеводородов могут находиться как в антиклинальных структурах, так и в сложнопостроенных структурно-литологических и литологических ловушках, связанных с шельфовыми и ачимовскими песчаными пластами клиноформного комплекса.

Научная новизна, личный вклад:

1. Построена схема основных дизъюнктивных дислокаций, на которой показаны новые, не выделявшиеся ранее зоны разрывных нарушений, и выполнена дифференциация разломов по времени формирования и глубине проникновения:

^ разлом, расположенный в северо-восточной части Хетской депрессии, «затухает» в юрских отложениях;

разрывные нарушения, осложняющие южную прибортовую часть Енисей-Хатангского регионального прогиба, протягиваются в апт-сеноманский комплекс пород;

^ большинство разрывных нарушений, выделяемых в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле, были сформировано на этапе позднеюрско-раннемеловой тектонической активизации: к этому классу относятся разломные зоны, выделенные в восточной части Мессояхской наклонной мегагряды, на Усть-Портовском мегавыступе и Рассохинском наклонном мегавале.

В целом, разломы осевой части ЕХРП образуют единую сбросо-сдвиговую систему, в которой разрывные нарушения поперечного простирания играют подчиненную роль.

2. Анализ структурных планов юрских и меловых реперных уровней свидетельствует о том, что в региональном плане эти поверхности в значительной степени подобны. В то же время они принципиально отличаются по степени дифференцированности рельефа и характеризуются рядом индивидуальных особенностей. В рамках настоящих исследований на базе комплексной интерпретации всей имеющейся геолого-геофизической информации впервые построен набор карт тектонического районирования мезозойских нефтегазоперспективных мегакомплексов (среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского), которые детально отображают строение мезозойско-кайнозойского чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и позволяют прослеживать динамику изменения параметров тектонических элементов различных порядков. По результатам структурно-тектонического анализа на исследуемой территории выделен ряд новых тектонических элементов: Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Хэрбэйский и Матудский мегапрогибы, Восточно-Ямбутовский структурный мыс и другие.

3. Впервые на современном информационном уровне выполнен детальный анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое. В частности, показано, что Владимирское поднятие, несмотря на близкое расположение с Балахнинским наклонным мезовалом, имеющим инверсионную природу, приурочено к выступу домезозойского основания, который на протяжении всего мезозоя и кайнозоя испытывал тенденцию к росту. По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что доминирующее влияние на современный структурный план кровли среднетриас-юрского мегакомплекса и меловых стратиграфических уровней в

Енисей-Хатангском региональном прогибе оказал берриас-аптский этап развития, в течение которого были сформированы практически все ключевые структуры.

4. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба выявлены неизвестные ранее перспективные в отношении нефтегазоносности локальные поднятия, не изученные глубоким бурением: Юпаяхинское, Левинское и Нижнеагапское.

5. Обоснованы высокие перспективы нефтегазоносности берриас-нижнеаптских (неокомских) отложений, в которых залежи углеводородов могут быть сконцентрированы как в антиклинальных, так и в сложно построенных структурно-литологических и литологических ловушках. Анализ временных сейсмических разрезов позволил сделать вывод о том, что берриас-готеривские отложения Енисей-Хатангского регионального прогиба имеют клиноформное строение, причем большинство клиноформ «ныряет» к северу от Усть-Портовского мегавыступа и Рассохинского наклонного мегавала и приближается к верхней юре в притаймырской зоне. Вероятно, именно в центральной части бассейна следует ожидать формирования литологически экранированных залежей в ачимовских песчаных пластах.

Практическая значимость и реализация работы. Выполнен прогноз перспектив нефтегазоносности юрско-меловых отложений западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающей части Западно-Сибирской геосинеклизы. Для дальнейшего проектирования геологоразведочных работ выделено девятнадцать неизученных глубоким бурением поднятий площадью до 2000 км2. Согласно полученным закономерностям наиболее перспективными из них являются: Лайдинская, Периптаветская, Южно-Суходудинская, Нижнепаелаваяхинская, Юпаяхинская, Левинская и Нижнеагапская структуры.

Исходя из стратиграфической приуроченности выявленных залежей, на ряде площадей с уже доказанной нефтегазоносностью рекомендованы дополнительные поисково-разведочные работы, направленные на поиск скоплений углеводородов в юрско-меловых осадочных комплексах. На Семеновской, Тампейской и Малохетской площадях перспективными могут быть средне-верхнеюрские отложения, а также нижняя часть нижнехетской и верхи суходудинской свит. Детальное изучение разрезов байкаловской и суходудинской свит на Яровской и Паютской площадях, а также нижнехетской свиты на Токачинской площади может способствовать обнаружению промышленных скоплений углеводородов в этих толщах.

На базе анализа сейсмических материалов, результатов структурных построений с привлечением последних материалов по геохимии и литологии обоснованы перспективы клиноформного комплекса мела, и определены границы нефтегазоперпективных зон. На качественном уровне оценена газоносность мезозойских отложений Гыдано-Пясинской гемиантеклизы, где наибольший интерес представляют Нижнепаелапаяхинское, Перептаветское и Лайдинское поднятия.

Апробация работы. Основные результаты исследований по теме диссертации были представлены на конференциях, совещаниях, симпозиумах и конгрессах различного уровня: Всероссийской молодежной научной конференции с участием иностранных ученых «Трофимуковские чтения», г. Новосибирск, 2007, 2008, 2011 гг.; Международной конференции геофизиков и геологов, г. Тюмень, 2007 г.; Всероссийском научном совещании «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса. От океана к континенту», г. Иркутск, 2007-2012 гг.; Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс», г. Новосибирск, 2006-2009 гг.; Международного симпозиуме им. ак. М.А.Усова студентов и молодых учёных «Проблемы геологии и освоения недр», г. Томск, 2008, 2009 гг.; Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов», г. Москва, 2009 г.; Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Перспективы развития нефтегазовой геологии», г. Санкт-Петербург, 2009 г.; Тектоническом совещании «Тектоника и геодинамика складчатых поясов и платформ фанерозоя», г. Москва, 2010 г.; Международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь», г. Новосибирск, 2010, 2012, 2013 гг.; Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика», г. Иркутск, 2011 г., 2013 г.; Междисциплинарной молодежной научной конференции «Современные методы научных исследований», г. Владивосток, 2011 г.; Всероссийской конференции молодых ученых «Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России», г. Владивосток, 2012 г.

По теме диссертации опубликовано лично и в соавторстве 27 работ, из них 3 в рецензируемых журналах из перечня ВАК: «Нефтегазовая геология. Теория и практика», «Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений», «Геология нефти и газа».

Работа выполнена в лаборатории сейсмогеологического и математического моделирования природных нефтегазовых систем Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А.Трофимука СО РАН (г. Новосибирск).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения, общим объемом 232 страницы, включая 56 рисунков, 5 таблиц и список литературы из 297 наименований.

Благодарности. За постановку проблемы, повседневное внимание, интересное обсуждение результатов исследования, всестороннюю помощь при подготовке работы и за обучение общегеологическому мышлению автор признателен своему научному руководителю кандидату

геолого-минералогических наук С.Ю.Беляеву.

Автор благодарен коллективу лаборатории сейсмогеологического и математического моделирования природных нефтегазовых систем Института нефтегазовой геологии и геофизики за передачу знаний и накопленного опыта, а также за предоставление фактического материала и помощь в его обработке. Отдельную благодарность автор выражает заведующему лабораторией, члену-корреспонденту РАН В.А.Конторовичу за всестороннюю поддержку, полезные дискуссии и консультации на всех этапах исследования. За ценные

советы, внимание, помощь в понимании принципиальных аспектов геологии изучаемого региона, постоянные консультации, а также за беспокойство о научной судьбе автор благодарен своему учителю и в годы обучения в НГУ, и в аспирантуре академику РАН А.Э.Конторовичу.

При подготовке работы автор пользовался консультациями специалистов ИНГГ СО РАН - членов-корреспондентов РАН: В.А.Каширцева, Б.Н.Шурыгина; докторов геолого-минералогических наук: Л.М.Бурштейна, В.И.Москвина, А.Н.Фомина, Г.Г.Шемина; кандидатов геолого-минералогических наук: И.А.Губина, С.А.Гуськова, С.В.Ершова, Н.С.Ким, С.А.Моисеева, Я.В.Садыковой, сотрудников: Н.В.Гетманова, А.Ю.Калинина, В.И.Самойловой, П.И.Сафронова, М.Ю.Скузоватова, Е.С.Суриковой. Всем им автор выражает искреннюю признательность и благодарность.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Карты тектонического районирования юрско-меловых мегакомплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба, отвечающие современной стадии изученности бассейна; результаты структурно-тектонического анализа, позволившие выделить в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле серию новых тектонических элементов разных порядков, наиболее крупными из которых являются Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Матудский и Хэрбэйский мегапрогибы.

Для изучения современного строения мезозойско-кайнозойского осадочного чехла были проинтерпретированы временные разрезы вдоль серии региональных и композитных сейсмических профилей, расположенных в западной части исследуемой территории, и выполнена стратификация отражающих горизонтов. В западной части исследуемой территории триасовые и палеозойские отложения вскрыты единичными скважинами, поэтому привязка глубокопогруженных горизонтов А и Р осуществлялась с привлечением данных глубокого бурения по прилегающей части Западно-Сибирской геосинеклизы. Горизонты Б, М и Г приурочены к пачкам аргиллитов в базальной части яновстанской, в кровельных частях малохетской и долганской свит соответственно.

Для количественной и качественной характеристики контрастности рельефов различных структурных поверхностей были построены и проанализированы карты градиентов рельефа [Фомин М.А., 2011а]. Вместе с сейсмогеологическими разрезами они явились основой для выделения и определения параметров (возраст, протяженность в плане, амплитуда смещения и др.) наиболее крупных разломных зон в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле Енисей-Хатангского регионального прогиба.

Большинство разрывных нарушений, проникающих в мезозойские отложения, были сформированы на этапе позднеюрско-раннемеловой тектонической активизации. Эти разломы уверенно фиксируются в разрезе среднетриас-юрского мегакомплекса и «затухают» в нижнем мелу. К этому классу относятся разрывные нарушения, осложняющие восточную часть Мессояхской

наклонной мегагряды, Усть-Портовский мегавыступ и Рассохинский наклонный мегавал.

С учетом выделенных разрывных нарушений было осуществлено построение дизъюнктивных вариантов структурных карт по подошве мезозойских терригенных отложений, по кровлям среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-ссноманского мегакомплексов, и проведено тектоническое районирование мезозойско-кайнозойского осадочного чехла. Построенные структурные карты учитывают всю имеющуюся геолого-геофизическую информацию и отвечают современной стадии изученности бассейна.

Ниже приведена краткая характеристика современного строения мезозойско-кайнозойского осадочного чехла. В Енисей-Хатангской депрессии выделяются Внутренняя (наиболее прогнутая) область и Внешний пояс (Рисунок 1, см. вкл.), который представлен мегамоноклизами (Предтаймырская, Предъенисейская и Северо-Сибирская), осложняющими бортовые части регионального прогиба.

В наиболее прогнутой, центральной, части Енисей-Хатангского регионального прогиба, находится одноименный наклонный мегажелоб, осложненный Беловско-Агапским и Боганидско-Жданихинским наклонными желобами. Они разделены серией контрастных поднятий, объединенных в Балахнинско-Рассохинскую наклонную гряду, которая на западе граничит с Мессояхской наклонной мегагрядой. На юго-западе района работ выделяется северо-восточная окраина Большехетской мегасинеклизы, а также восточная часть Танамской мегаседловины.

В мезозойско-кайнозойском осадочном чехле автором выделены новые структуры. Наиболее крупной является Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, расположенная в северо-западной части исследуемой территории. Этот тектонический элемент уверенно выделяется в рельефе всех опорных стратиграфических уровней. Матудская депрессия в подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла представляет собой структуру II порядка, вверх по разрезу ее площадь увеличивается, и она выделяется как тектонический элемент I ранга. В рельефе кровли апт-альб-сеноманского мегакомплекса Матудский мегапрогиб отсутствует. В этой зоне, несколько западнее, расположен Хэрбэйский мегапрогиб.

2. Еиисей-Хатангский региональный прогиб унаследованно развивался на протяжении всего мезозоя и кайнозоя. В отличие от северных районов Западно-Сибирского мегабассейна, где доминирующее влияние на современное строение осадочного чехла оказали кайнозойские тектонические процессы, в Енисей-Хатангском региональном прогибе определяющим стал берриас-аптский этап развития, в течение которого был сформирован современный облик практически всех ключевых положительных и отрицательных структур.

Современный рельеф кровли юрских отложений более расчленен по сравнению со структурными планами кровли берриас-аптских и кровли апт-альб-сеноманских образований. Это говорит о том, что тектоническая

активность в позднемеловую эпоху и кайнозойскую эру была существенно ниже, чем в раннем мелу.

Мессояхская наклонная мегагряда начала формироваться в поздней юре, а наиболее активно развивалась в берриас-апте. Это подтверждается данными глубокого бурения на Малохетской, Точинской, Восточно-Мессояхской и др. площадях, где верхнеюрские и частично нижнемеловые отложения размыты. На протяжении апт-кайнозойского времени наклонная мегагряда практически не развивалась. В разрезе верхнемеловых и кайнозойских отложений амплитуда структуры существенно меньше, чем в среднетриас-юрском мегакомплексе.

Современный структурный план Беловско-Агапского наклонного желоба сформировался, в целом, в берриас-апте. В турон-кайнозое депоцентр Беловской мегавпадины сместился на несколько десятков километров к востоку, однако значительного влияния на развитие наклонного желоба тектонические процессы этого время не оказывали.

В берриас-аптское время началось образование Большехетской мегасинеклизы. На этом этапе развития она представляла собой небольшую по площади контрастную депрессию амплитудой 500 м. Депоцентр структуры был вплотную приближен к Мессояхской наклонной мегагряде и располагался несколько южнее Мессояхской и Новосоленинской площадей.

В центральной части Енисей-Хатангского регионального прогиба с берриас-аптского времени в качестве самостоятельного тектонического элемента обособляется Рассохинский наклонный мегавал, который на протяжении мезозоя и кайнозоя представлял собой контрастное поднятие.

В поздней юре - раннем мелу произошла инверсия, приведшая к формированию Балахнинской структуры, которая впоследствии развивалась как поднятие. Результатом воздымания стал размыв верхне- и частично среднеюрских отложений. На северо-западе исследуемой территории в это же время начала формироваться Гыдано-Пясинская гемиантеклиза.

В апт-альб-сеноманское время тектонический режим был относительно спокойным. Наблюдалось слабоинтенсивное унаследованное развитие как положительных, так и отрицательных структур.

Турон-кайнозойский этап развития характеризуется значительным приростом амплитуд уже существующих на тот момент структур, а также образованием новых небольших по размерам поднятий и депрессий.

Выполненный анализ позволил сделать вывод о том, что современное строение мезозойско-кайнозойского осадочного чехла в значительной степени определили тектонические процессы, протекавшие в берриас-аптское время. На этом этапе развития бассейна происходило наиболее интенсивное формирование ключевых структур в осадочном чехле.

Этап раннемеловой тектонической активизации сопровождался формированием дизъюнктивных нарушений, отчетливо выраженных в разрезе среднетриас-юрского мегакомплекса. С позиции нефтегазоносное™ эти разломы можно разделить на два класса. Если разрывные нарушения являются проводящими, то они могут служить каналами для миграции углеводородов из

юрских и берриасских нефтепроизводящих толщ в вышележащие нижнемеловые резервуары. Если к моменту начала генерации углеводородов эти разломы были залечены, они могут выполнять роль тектонических экранов. Имеющаяся геолого-геофизическая информация не позволяет разделить выявленные разрывные нарушения на проводящие и экранирующие. В то же время при проведении поисковых работ необходимо учитывать возможность формирования как многопластовых залежей, связанных с процессами вертикальной миграции, так и тектонически экранированных ловушек углеводородов.

3. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы наибольший интерес в отношении иефтегазопоспости представляют берриас-аптские отложения, в которых залежи углеводородов могут находиться как в антиклинальных структурах, так и в сложно построенных структурно-литологических и литологических ловушках, связанных с шельфовьши и ачимовскими песчаными пластами клиноформного комплекса.

В Енисей-Хатангском региональном прогибе рельеф кровли берриас-аптских отложений дифференцирован существенно выше, чем структурный план кровли апт-альб-сеноманского мегакомплекса. При этом вниз по разрезу существенно увеличиваются площади и амплитуды локальных поднятий - потенциальных ловушек для залежей углеводородов. В разрезе берриас-аптских отложений выделяется серия глинистых уровней, которые прослеживаются на значительные расстояния и могут контролировать залежи нефти и газа. Нижняя часть берриас-аптского мегакомплекса имеет клиноформное строение, для которого характерно формирование песчаных тел шельфового генезиса и ачимовских песчаных пластов. Учитывая, что энергетически выраженные отражающие горизонты неокома формируются на низкоскоростных глинистых пачках, наличие качественных покрышек в этой части разреза также не вызывает сомнений.

В Енисей-Хатангском региональном прогибе в апт-кайнозое поднятия практически не формировались, что предопределило отсутствие крупных ловушек в яковлевской и долганской свитах. Кроме того, в центральной и восточной частях депрессии опесчанивается туронский региональный флюидоупор. Оба этих фактора негативно влияют на перспективы нефтегазоносности апт-альб-сеноманских отложений.

Перспективы нефтегазоносности антиклинальных ловушек

В связи с тем, что основные нефтематеринские толщи (яновстанская, гольчихинская свиты) начали генерировать жидкие углеводороды в кампане [Сафронов и др., 2012] и еще находятся в главной зоне нефтеобразования (или только вышли из нее), не имеет принципиального значения, когда начали формироваться положительные тектонические элементы - антиклинальные ловушки для нефти, газа и газового конденсата. Тем не менее, автором на основе анализа современных структурных и палеоструктурных построений выявлены закономерности, которые позволяют более точно прогнозировать возможные места локализации углеводородов в антиклинальных ловушках.

На первом этапе исследования был проведен анализ истории тектонического развития тех поднятий, к которым приурочены все открытые в этом регионе месторождения. Установлено, что по времени начала их формирования все структуры можно разделить на три группы (Таблица 1).

Таблица 1 - Время начала формирования положительных структур, к которым приурочены месторождения углеводородов

Домезозойское время Позднеюрско-раннеготеривское время Апт-кайнозойское время

Мессояхское Сузунское Байкаловское

Восточно-Мессояхское Нижнехетское Казанцевское

Ванкорское Лодочное

Озерное Тагульское

Южно-Соленинское

Новосоленинское

Пеляткинское

Нанадянское

Северо-Соленинское

Зимнее

Джангодское

Ушаковское

Горчинское

Хальмерпаютинское

Проведенный анализ позволил сформулировать некоторые закономерности, которые могут быть использованы на этапе локального прогноза нефтегазоносности. Наиболее перспективными являются поднятия, начавшие формироваться в позднеюрско-раннеготеривское время (70 % структур). Тектонические элементы, наследующие выступы домезозойского основания, и структуры, заложившиеся в апт-кайнозое, представляют меньший интерес в отношении нефтегазоносности.

Опираясь на стратиграфическую приуроченность залежей углеводородов, все открытые месторождения объединены в группы и локализованы по площади. На основании этого выделены прогнозные зоны поиска новых залежей углеводородов в отложениях различного возраста.

На исследуемой территории выделены девятнадцать поднятий площадью до 2000 км2, не изученных глубоким бурением. История формирования этих структур и время из заложения позволили типизировать перспективные объекты и выделить серию прогнозных зон, представляющих интерес в отношении нефтегазоносности (Таблица 2). Выполненный анализ позволил сделать вывод о том, что наиболее перспективными в отношении нефтегазоносности являются Периптаветское, Южно-Суходудинское, Нижнепаелаваяхинское, Лайдинское, Левинское, Нижнеагапское и Юпаяхинское поднятия.

По результатам выполненных исследований разработаны рекомендации по доразведке уже изученных глубоким бурением площадей. На Семеновской,

Тампейской и Малохетской площадях перспективными могут быть средне-верхнеюрские отложения, а также нижняя часть нижнехетской свиты. Дополнительное изучение разрезов байкаловской и суходудинской свит на Яровской и Паютской площадях, а также нижнехетской свиты на Токачинской площади также может привести к открытию промышленных скоплений углеводородов.

Таблица 2 — Время начала формирования неизученных глубоким бурением поднятий_

Домезозойское время Позднеюрско-раннеготеривское время Апт-кайнозойское время

Верхнеянгодинское Лайдинское Яптеяхинское

Сурыяхинское Периптаветское Харвутаяхинское

Есяяхинское Южно-Суходудинское Восточно-Ямбутовское

Нижнепаелаваяхинское Усть-Буотанкагское

Юпаяхинское Южно-Хучетовское

Левинское Быстровское

Нижнеагапское Муссуйяхинское

Луцимпяяхинское

Среднетанамское

Перспективы нефтегазоносности клиноформного комплекса

Наиболее велика вероятность открытия новых скоплений углеводородов в нижнехетской и суходудинской свитах и их возрастных аналогах (шуратовская и низы байкаловской свиты), характеризующихся клиноформным строением. Наиболее перспективными являются глубоководные части клиноформ, в которых формировались линзы песчаников ачимовского типа, и шельфовые пласты, где залежи углеводородов могут контролироваться антиклинальными, литологическими и структурно-литологическими ловушками.

Анализ сейсмогеологических разрезов показал, что все клиноформы в нижней части берриас-аптского мегакомплекса наклонены в северном и северо-западном направлениях и доходят практически до Таймырской складчатой области. В рамках выполненных исследований протрассированы северная и южная границы распространения клиноформного комплекса и выделена перспективная в отношении нефтегазоносности зона.

Основываясь на результатах структурно-тектонического анализа с учетом стратиграфической приуроченности залежей нефти и газа, а также материалов по геохимии и литологии, составлена схема перспектив нефтегазоносности западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы (Рисунок 2, см. вкл.). Все поднятия, не изученные глубоким бурением, дифференцированы по степени перспективности, также на схеме показаны прогнозные нефтегазоперспективные зоны в отложениях различного возраста.

Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, обрамляющая северо-западную часть регионального прогиба, перспективна в отношении газоносности. В настоящее

время на ее южном склоне в верхней части шуратовской - нижней части байкаловской свит открыты газовые залежи на Хабейском и Дерябинском месторождениях. В пределах гемиантеклизы выделяется значительное число поднятий, являющимися потенциальными ловушками для газовых залежей. Наибольший интерес представляют Нижнепаелаваяхинская, Лайдинская и Периптаветская структуры.

В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба, находится Беловская мегавпадина - очаг генерации жидких углеводородов. Перспективы нефтеносности в этой зоне связываются, в основном, с песчаными пластами шуратовской свиты. К востоку от депрессии в этих отложениях открыты нефтяные залежи на Пайяхском, Северо-Пайяхском и Байкаловском месторождениях. Новые скопления углеводородов могут быть выявлены в пределах Беловского очага, а также в непосредственной близости от него.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексный анализ сейсмогеологических разрезов и палеоразрезов, а также структурных карт, карт тектонического районирования и карт толщин юрско-меловых и кайнозойских отложений, позволил уточнить принципиальные черты современного строения мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, восстановить историю его тектонического развития в мезозое и кайнозое и оценить перспективы нефтегазоносности юрско-меловых отложений.

Основные выводы и результаты:

1. Енисей-Хатангский региональный прогиб унаследованно развивался на протяжении всего мезозоя и кайнозоя, однако доминирующее влияние на его современное тектоническое строение оказали берриас-аптские тектонические движения.

Обоснована схема распространения разломных зон и установлено время их формирования. Показано, что разрывные нарушения, осложняющие контрастные поднятия в осевой части регионального прогиба, образуют единую систему, ориентированную вдоль длинной оси положительных структур, и представляют собой сбросы с амплитудой смещения до 500-700 м. Подчиненную роль играют разломы поперечного простирания.

На картах тектонического районирования юрско-меловых нефтегазоперспективных мегакомплексов выделены новые структуры разных рангов, наиболее крупными из которых являются Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Матудский и Хэрбэйский мегапрогибы.

2. Детально проанализировано формирование всего Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы в мезозойскую и кайнозойскую эры. В осевой части Енисей-Хатангского регионального прогиба традиционно выделяется серия контрастных поднятий, образующих гряду, вытянутую параллельно оси ЕХРП. При этом каждый из этих положительных тектонических элементов имеет свою

индивидуальную историю развития. Рассохинский наклонный мегавал и Владимирский вал являются структурами древнего заложения, приурочены к выступам комплекса основания и являлись поднятиями на протяжении мезозоя и кайнозоя. Мессояхская наклонная мегагряда начала формироваться в юрский период, а наиболее интенсивно развивалась в раннемеловую эпоху. Балахнинский наклонный мезовал образовался в результате инверсии на рубеже юры и мела.

3. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы перспективы нефтегазоносности связываются, главным образом, с берриас-аптскими отложениями. В этом регионе выявлено девятнадцать не изученных глубоким бурением поднятий, которые являются потенциальными ловушками для залежей углеводородов. Наиболее перспективными являются: Лайдинское, Периптаветское, Южно-Суходудинское, Нижнепаелаваяхинское, Левинское и Нижнеагапское поднятия. Выделена область, представляющая интерес в отношении нефтегазоносности берриас-готеривского клиноформного комплекса.

Составлена схема перспектив нефтегазоносности, на которую, помимо антиклинальных структур, вынесены зоны, представляющие интерес для поиска новых скоплений углеводородов в юрско-меловых нефтегазоперспективных мегакомплексах. На Семеновской, Тампейской, Малохетской, Яровской, Паютской и Токачинской площадях рекомендованы дополнительные геологоразведочные работы, направленные на поиск скоплений углеводородов в конкретных юрско-меловых толщах.

Расположенная на северо-западе исследуемой территории Гыдано-Пясинская гемиантеклиза и приподнятые бортовые части Енисей-Хатангского регионального прогиба представляют наибольший интерес с позиции поиска газовых залежей, которые будут сконцентрированы преимущественно в антиклинальных структурах. Центральная, наиболее прогнутая часть Енисей-Хатангского регионального прогиба перспективна в отношении жидких углеводородов. Залежи нефти в этом районе, вероятно, будут контролироваться структурно-литологическими и литологическими ловушками.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Фомин М. А. Тектоническое районирование мезозойско-кайнозойского осадочного чехла территории Енисей-Хатангского регионального прогиба / М. А. Фомин, С. Ю. Беляев, Р. О. Кузнецов // «Трофимуковские чтения 2007». Всероссийская научная конференция молодых ученых. 8-14 октября 2007 г.: материалы конференции. - Новосибирск, 2007. - С. 73 - 74.

2. Беляев С. Ю. Анализ истории формирования современной структуры осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба / С. Ю. Беляев, М. А. Фомин // Всероссийское научное совещание «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса. От океана к континенту». 14-18 октября 2008 г.: материалы совещания. - Иркутск, 2008. - Т.1. - С. 40 - 42.

3. Фомин М. А. Современная структура мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба по опорным уровням [Электронный

ресурс] / М. А. Фомин // Нефтегазовая геология. Теория и практика: электрон, науч. журнал. 2010а. - Т.5. - №1 .-10 с. Режим доступа: http://www.ngtp.ni/rub/4/l 2010.pdf.

4. Конторович А. Э. Новые структурные и тектонические построения по опорным уровням мезозойско-кайнозойского осадочного чехла восточной части Енисей-Хатангского регионального прогиба / А. Э. Конторович, С. Ю. Беляев, Е. В. Борисов, Г. Ф. Букреева, С. В. Ершов, А. В. Истомин, Р. В. Кабанов, А. А. Конторович, В. А. Конторович, В. О. Красавчиков, М. В. Соловьев, М. А. Фомин // ГЕО-Сибирь-2010. Т. 2. Недропользование. Горное дело. Новые направления технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых: Сборник материалов VIII Международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2010». 10-20 апреля 2010 г. Новосибирск. - Новосибирск: СГТА, 2010. - С. 83 - 87.

5. Фомин М. А. Отражение современной структуры осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба в потенциальных полях / М. А. Фомин // Всероссийское научное совещание «Геодинамическая эволюция литосферы Центрально-Азиатского подвижного пояса. От океана к континенту». 14 - 17 окт. 2010 г.: материалы совещания. - Иркутск, 2010. -Т. 2. - С. 139 - 141.

6. Фомин М. А. Анализ современного структурного плана опорных горизонтов осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба по структурным картам и картам градиентов рельефа / М. А. Фомин // XXIV Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика». 19-24 апреля 2011 г.: материалы конференции. - Иркутск, 2011. — С. 34 - 35.

7. Фомин М. А. Пликативная и дизъюнктивная тектоника мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба / М. А. Фомин, С. Ю. Беляев, С. В. Ершов // Геология нефти и газа. - 2011. -№5.-С. 128- 132.

8. Фомин М. А. Анализ тектонического строения мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба по опорным горизонтам и тектонические предпосылки его нефтегазоносности / М. А. Фомин // Геология-геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2011. - №9. - С. 4 - 20.

9. Фомин М. А. Дизъюнктивные нарушения в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле Енисей-Хатангского регионального прогиба и их влияние на нефтегазоносность / М. А. Фомин // «Трофимуковские чтения молодых ученых 2011». Всероссийская научная конференция молодых ученых, посвященная 100-летию со дня рождения академика Андрея Алексеевича Трофимука. 16 - 23 октября 2011 г.: материалы конференции. - Новосибирск, 2011. - С. 319-321.

10. Фомин М. А. Сейсмогеологическая характеристика и анализ современной структуры мезозойско-кайнозойских отложений зоны сочленения Западно-Сибирской геосинеклизы и Енисей-Хатангского регионального прогиба / М. А. Фомин // ГЕО-Сибирь-2012. Т. 1. Недропользование. Горное дело. Новые направления технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых: сборник материалов VIII Международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2012» 10-20 апреля 2012 г., Новосибирск. - Новосибирск: СГГА, 2012. - С. 83 - 87.

11. Фомин М. А. Состав и строение фундамента Енисей-Хатангского регионального прогиба и его возможная геодинамическая природа / М. А. Фомин, С.Ю. Беляев // Всероссийское научное совещание «Геодинамическая эволюция литосферы

Рисунок 1 - Карга тектонического районирования мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающих территорий

Условные обозначения: I границы Енисей-Хатангского регионального прогиба; 2 - выходы палеозойских пород на дневную поверхность; 3 - разрывные нарушения; 4 - граница Внутренней области и Внешнего пояса. Тектонические элементы. Положительные: 5 - надпорядковые; 6 - нулевого порядка; 7 - первого порядка; 8 - второго порядка; 9 - третьего порядка. Отрицательные: 10 - надпорядковые; 11 - нулевого порядка; 12 -первого порядка; 13-второго порядка; 14-третьего порядка. Промежуточные: 15 - мегамоноклизы Внешнего пояса; 16-моноклинали Внутренней области; 17-ссдловины.

Список тектонических элементов. Положительные. Надпорядковые: А - Балахнинско-Рассохинская наклонная гряда; В Гыдано-Пясинская гемиантеклиза; С - Мессояхская наклонная мегагряда. Структуры I порядка: I - Киряка-Тасский наклонный мегавал; 11 - Тигяно-Анабарский наклонный мегавал; 111 -Янгодо-Горбитский мсгавыступ; IV-Рассохинский наклонный мегавал; У-Усть-Портовский мегавыступ; VI- Ванкоро-Тагульский наклонный мегавал. Структуры II порядки: 1 - Гусихинский мезовал; 2 - Балахнинский наклонный мезовал; 3 - Малохстский мезовал; 4 - Восточно-Мсссояхский мезовал. Структуры III порядка: 1 -Журавлиное кп; 2 - Северо-Кунгасалахское кп; 3 - Осиповский вал; 4 - Киряка-Тасский вал; 5 - Нордвикское кп; 6 - Косистос кп; 7 - Бслогорско-Сопочный вал; 8 - Владимирское кп; 9 - Ильинско-кожсвниковское кп; 10 -Призаливноскп; 11 -Хатангский структурный мыс; 12-Суоламскийструктурный мыс; 13-Сурыяхинскоекп; 14-Рыбинское кп; 15-Кубалахскоскп; 16-Балахнинскоекп; 17-Есяяхинскос кп; 18-Периптаветскоекп; 19 - Новый вал; 20 - Яптеяхинский вал; 21 - Джангодский вал; 22 - Всрхнеянгодинский вал; 23 - Озерное кп; 24 - Яровскос кп; 25 - Южно-Суходудинское кп; 26 - Точинскос кп; 27 - Мсссояхский вал; 28 - Сузунский наклонный вал; 29 - Ванкорский вал; 30 Тагульскос кп. Отрицательные. Надпорядковые: А - Ениссй-Хатангский наклонный мегажслоб; В - Эджанский наклонный желоб; С - Боганидско-Жданихинскнй наклонный желоб; О - Беловеко-Агапский наклонный желоб; Е - Большехетская мегасинеклиза. Структуры 1 порядка: I - Хара-Тумусский наклонный мсгапрогиб; II - Хстский наклонный мсгапрогиб; III - Матудский мсгапрогиб; IV Бсловская мсгавпадина; V - Севсро-Тазовская мсгавпадина. Структуры II порядка: I Силюстурковский структурный мезозалив; 2 - Усть-Анабарский мезопрогиб; 3 - Пясинский мезоврез; 4 Усть-Агапская мезовпадина; 5 - Рассомашья мезовпадина; 6 - Южно-Носковская мезовпадина. Структуры III порядка: 1 - Малахайтарийский прогиб; 2 Кунгасалахский прогиб; 3 - Ямунерский прогиб; 4 - Бсгичевская впадина; 5 Сырутатурковская впадина; 6 Болотная впадина; 7 - Тигян-Сснскская впадина; 8 - Северная впадина; 9 - Нойутотурковская впадина; 10 - Ха гангская впадина; 11 - Большебалахнинская впадина; 12 - Улаханская впадина-13 - Южно-Надэтурковская впадина; 14 - Озерная впадина; 15 - Бснюдская впадина; 16 - Логатекая впадина; 17 - Таридская впадина; 18 - Массоновский прогиб; 19 - Ссвсро-Шаманский прогиб; 20 Ямбутовский структурный залив; 21 - Нижнсбоганидская впадина; 22 - Шаманская впадина; 23 - Тогонкмакский прогиб; 24 - Западно-Матудский прогиб; 25 - Буровская впадина; 26 - Подхребетная впдаина; 27 - Казакъяхинская впадина; 28 - Большспякояхинский прогиб; 29 - Мелкоозерный прогиб; 30 - Восточно-Дудыптинская впадина; 31 Танамский прогиб; 32 - Дудыптинская впадина; 33 - Восточно-Романихинская впадина; 34 - Боярский прогиб; 35 - Ссвсро-Псляткинская впадина; 36 - Нижнсянгодинский прогиб; 37 Нижнсагапский прогиб; 38 - Мсждухетский прогиб; 39 - Мудуйяхинская впадина; 40 - Надояхинский прогиб; 41 - Ячиндинский наклонный прогиб; 42 - Хальмерпаютинская впадина; 43 Хуричангдинская впадина. Промежуточные. Моноклизы: 1 - Южно-Таймырская моноклиза. Седловины и мегаседловины: I - Владимирская седловина; II -Внутренняя седловина; III Танамская мсгассдловина.

Гольчихин?гая*

(абейское

ковлевская

ТанамсЙя

Джангодское

Верхне-Кубинская

Байкаловское

Рассохинская

)зврное

шяхское

Нанадянское

Аномальная • Средне-Яровская

Муксунихинская

Песчаная

Суходуд!

¿W»» Точинская íanbxeTCKSji * * ,:Sn.

чК *

Ф / »Долганска

Уижнехетское

i

Семеновская |

Зйинее.

XVIII

Дудинка

Талнах

«Майская тейская

¡anoMi

Условные обозначения

ючно-1

Тайкинская

Большелайдинская

Тофчинская ■

Сфунское

Тайкинская

(инская

'Туколандо-Вадинская

¡ьмерраютинское

Снежного

мкорское

10ЧНЭ1

КЛодучное Т

Тагу'льское

Медвежья

Игарка

Рисунок 2 - Схема перспектив нефтегазоносное™ западной части Енисей-Хагаш ского регионального гтогиба и прилегающей территории Западно-Сибирской i еосинеклизы

Условные обозначения: 1 - границы Ениссй-Хатангского регионального прогиба; 2 - разбуренные площади; 3 - газовые газокондснсатныс залежи; 4 нефтяные залежи; 5 - административные границы. Зоны прогноза поиска новых залежей углеводородов в отложениях различного возраста: 6 - в долганской свите; 7 - в мсгионской свите; 8 в нижней подсвите суходудинской свиты; 9 - в срсдне-верхнеюрских отложениях' в нижней части нижнсхетской свиты; 10 в нижней части нижнехстской, в верхней части малохстской и в нижней части яковлсвской свиг П-в байкаловской свите; 12 - границы перспективности литологичсских ловушек в клиноформном комплексе. Поднятия, перспективные для поисков залежей нефти и газа: 13 высокопсрспективные; 14 - перспективные. Список поднятий: I - Сурыяхинскос; II - Усть-Буотанкагское- III Быстровское; IV - Есяяхинскос; V - Лайдинское; VI - Периптавстекое; VII - Восточно-Ямбутовскос; VIII - Нижнспаславаяхинское- IX Южно Хучетовскос; X - Яптсяхинскос; XI - Всрхнеянгодинскос; XII - Среднстанамскос; XIII - Муссуйяхинское; XIV - Южно-Суходулинскос- XV -Луцимпяяхинскос; XVI - Нижнеагапскос; XVII Левинскос; XVIII Юпаяхинскос XIX-Харвутаяхинекос.

Центрально-Азиатского подвижного пояса. От океана к континенту». 16-19 окт. 2012 г.: материалы совещания. - Иркутск, 2012. - Т. 2. - С. 131 - 133.

12. Фомин М. А. История тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое в связи с нефтегазоносностью / М. А. Фомин // XXV Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика». 23 - 28 апреля 2013 г.: материалы конференции. - Иркутск, 2013. - С. 88 - 90.

_Технический редактор Е.В.Бекренёва_

Подписано в печать 20.05.2013 Формат 60x84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Тайме

_Печ.л. 0,9. Тираж 150. Зак. № 90_

ИНГГ СО РАН, 630090, Новосибирск, просп. акад. Коптюга, 3

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Фомин, Михаил Александрович, Новосибирск

Оглавление

Введение........................................................................................................................................3

Глава 1. История геологического изучения района исследовании. Геолого-гсофизическан изученность.....................................................................................................12

Глава 2. Краткий очерк геологического строения.............................................................22

2.1. Стратиграфия и литология....................................................................................22

2.2. Тектоника..................................................................................................................38

2.3. Нефтегазоносиость.................................................................................................51

Глава 3. Фактический материал и методика исследований.............................................64

3.1. Характиристика фактического материала.........................................................64

3.2. Методы исследования..............................................................................................64

Глава 4. Структурно-тектоническая характеристика мезозойско-кайнозойского осадочного чехла........................................................................................................................74

4.1. Сейсмостратиграфическая характеристика осадочного чехла западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба................................................................79

4.2. Современная структура осадочного чехла............................................................91

4.3. Дизъюнктивная тектоника.....................................................................................97

4.4. Тектоническое строение осадочного чехла.........................................................108

Глава 5. История тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба.......................................................................................................................................132

5.1. Палеозойский этап развития................................................................................133

5.2. Позднепермско-раннетриасовый этап развития...............................................135

5.3. Триас-юрский этап развития................................................................................137

5.4. Берриас-аптский этап развития..........................................................................142

5.5. Апт-альб-сеноманский этап развития................................................................147

5.6. Турон-кайнозойский этап развития.....................................................................149

Глава 6. Перспективы нефтегазоносности мезозойско-кайнозойского осадочного чехла...........................................................................................................................................156

6.1. Нефтегазоносиость западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы................161

6.2. Нефтегазоносиость центральной и восточной частей Енисей-Хатангского регионального прогиба и территории Анабаро-Хатангской седловины.................197

Заключение...............................................................................................................................202

Литература................................................................................................................................204

Введение

Актуальность работы. В настоящее время все большее внимание исследователей привлекают арктические регионы Сибири и шельфы северных морей. В Институте нефтегазовой геологии и геофизики им. A.A. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук (ИНГГ СО РАН) на современном научном и технологическом уровне проводится обобщение стратиграфических, лигологических, геохимических, геофизических и других материалов, полученных за долгие годы изучения геологии и нефтегазоносности этих регионов.

К относительно слабоизучепным арктическим регионам Средней Сибири относится и Енисей-Хатангский региональный прогиб (ЕХРП), юрско-меловые отложения которого выступают в качестве объекта исследований в настоящей работе.

Выполненные в ИНГГ СО РАН и других организациях исследования свидетельствуют о том, что этот бассейн по мезозойским отложениям является частью Западно-Сибирской геосинеклизы, и интерес в отношении нефтегазоносности представляют здесь, в первую очередь, юрско-меловые осадочные комплексы. IIa построенной в ИНГГ СО РАН современной карте нефтегазогеологического районирования Сибири эта территория выделена в качестве Енисей-Хагангской нефтегазоносной области Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции.

Еще на ранних стадиях изучения этот осадочный бассейн считался перспективным в отношении нефтегазоносности. Большой вклад в изучение геологического строения этого региона внесли: П.А.ГедроГщ, Н.Н.Ростовцев, В. II. Сакс, А.А.Трофимук, М.К.Калинко, И.С.Грамберг, А.И.Дашошевская, Г.Н.Карцева, Б.С.Пук, З.З.Ронкина, Д.С.Сороков,. В открытии первых месторождений в регионе выдающийся вклад внесли И.Г.Левченко, Л.Л.Кузнецов, В.Д.Накаряков, Д.Б.Тальвирский. Позднее проблемами геологии этой территории занимались специалисты ПГО «Енисейнефтсгазгеология», «Енисейгеофизика», НИИГА (сегодня ВНИИОкеангеология), И IT (сегодня ИНГГ) АН СССР, СПИИГГиМСа: А.Н.Азарнов, Г.Д.Гинсбург, В.В.Гребешок, В.А.Захаров, Г.А. Иванова, В.И.Казаис, В.А.Каштанов, А.Э.Конторович, В.А.Кринин, Л.Л.Кузнецов, С.В.Меледина, К.И.Микуленко, В.Д.Накаряков, И.Д.Полякова, В.Н.Сакс, В.Г.Сибгатуллин, Е.И.Соболева, В.С.Старосельцев, Г.Ф.Степаненко, Ю.А.Филипцов, Б.Н.Шурыгин и др. В последние годы изучением современного строения и перспектив нефтегазоносности занимаются: А.С.Ефимов, С.В.Ершов, А.В.Исаев, В.И.Казаис,

А.Э.Конторович, А.А.Конторович, В.А.Конторович, В.А.Кринин, Ю.А.Филиппцов, Л.Н.Болдушевская, О.Ы.Злобина, Н.С.Ким, Д.А.Новиков, А.В.Ступакова, А.Н.Фомин и др.

В настоящее время в западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы открыто большое количество газовых месторождений. Промышленные скопления нефти выявлены на Пайяхском, Байкаловском, Восточно-Мессояхском и Новосоленинском месторождениях. Несколько южнее гигантские запасы нефти и газа установлены на месторождениях Ванкоро-Тагульской группы поднятий.

В начале XXI века после длительного перерыва в Енисей-Хатангском региональном прогибе возобновлены нефтегазопоисковые работы, которые проводятся как в рамках Федеральной программы, так и по проектам крупных нефтяных компаний.

По результатам анализа геолого-геофизических материалов в последние десятилетия опубликовано значительное количество работ, касающихся локальных вопросов стратиграфии, литологии, тектоники и нефтегазоносности Енисей-Хатангского регионального прогиба. В то же время последние обобщающие работы по геологии этого региона относятся к 70-80-м годам прошлого столетия.

Появление нового фактического материала, а также значительно усовершенствованные методики обработки и интерпретации геолого-геофизической информации позволяют с большей детальностью изучить строение осадочных комплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба и существенно уточнить оценку перспектив их нефтегазоносности.

В связи с этим комплексный анализ всей геолого-геофизической информации с использованием современных методических и технологических приемов научного анализа представляется весьма актуальным исследованием.

Научная задача - на основе комплексного анализа данных глубокого бурения, материалов сейсморазведки, грави- и магниторазведки уточнить современную структуру мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, восстановить историю тектонического развития этого бассейна в мезозойскую и кайнозойскую эры и на этой основе оценить перспективы нефтегазоносности юрско-меловых мегакомплексов.

Поставленная задача решалась в несколько этапов:

1) интерпретация временных сейсмических разрезов по региональным и композитным профилям, включающая стратификацию и корреляцию реперных отражающих горизонтов, выделение сейсмогеологических мегакомплексов и комплексов и сейсмофациальный анализ;

2) на базе комплексной интерпретации карт мезозойских структурных поверхностей (по подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла и кровлям среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов), региональных и композитных сейсмических разрезов и карг потенциальных полей выделение и трассирование по площади разрывных нарушений; определение времени их формирования и глубины проникновения;

3) на основе построенных дизъюнктивных версий структурных карг тектоническое районирование среднетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов;

4) построение серии палеоразрезов и карг толщин среднетриас-юрского, берриас-аптского, апт-альб-сеноманского и турон-кайнозойского мегакомплексов; анализ мезозойско-кайнозойской истории тектонического развития исследуемой территории, определение этапов формирования ключевых структур;

5) комплексный анализ полученных геолого-геофизических материалов и результатов нефтегазопоисковых работ, выделение перспективных объектов в юрских и меловых отложениях и разработка рекомендаций но их изучению.

Фактический материал и методы исследовании. Теоретической основой решения поставленной задачи являются осадочно-миграционная теория нафтидогенеза и фундаментальные разработки российской геологической школы в области тектонического районирования и истории тектонического развития нефтегазоносных осадочных бассейнов (В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, Ф.Г.Гурари, В.Д.Наливкин, М.Я.Рудкевич, В.С.Старосельцев, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др.), а также современные методы количественной оценки перспектив нефтегазоносное™ (М.Д.Белонин, Л.М.Бурштейн, Н.И.Буялов, М.Ф.Днали, В.И.Демин, Г.Х.Дикенштейн, А.Э.Конгорович, С.П.Максимов, В.Д.Наливкин, И.И. Нестеров, В.В.Семенович, Г.Г1. Сверчков, А.А.Трофимук, В.И.Шпильман и др.).

Методические приёмы комплексной интерпретации материалов сейсморазведки и геологических данных опираются на основные принципы сейсмостратиграфии. Термин сейсмическая стратиграфия был предложен американскими учеными П.Вейлом и М.Митчемом в конце 50-х годах прошлого столетия. В дальнейшем это направление развивалось в работах как зарубежных, так и российских геологов и геофизиков. Применительно к мезозойско-кайнозойским отложениям Западной Сибири сейсмостратиграфические подходы решшзовывались и совершенствовались в работах Р.М.Бембеля, Г.Н.Гогоиепкова, А.Ф.Глебова, В.С.Бочкарева, В.А.Конторовича,

НЛ.Кунина, О.М.Мкртчяна, А.А.Нежданова, Д.И.Рудницкой, В.С.Соседкова, Л.Л.Трусова, И.Л.Цибулина, А.Е.Шлезиигера и др.

Тектоническое районирование проводилось с использованием классификации тектонических элементов молодых платформенных областей [Наливкин и др., 1962], уточненной в ИНГГ СО РАН [Конторович В.А. и др., 2001], которая опирается на морфологический принцип при выделении структур.

Анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое осуществлялся с использованием «метода мощностей», который был предложен Н.С.Шагским в 1924 году. В последующем этот метод развивали в своих работах В.В.Белоусов, Р.Г.Гарецкий, В.Б.Нейман, К.А. Машкович, В.Е.Хаин, А.Л.Яншин и др. [Белоусов, 1940, 1954; Хаин, 1954; Гарецкий, I960; Машкович, 1976].

Фактическим материалом для исследований послужили база стратиграфических разбивок 265 скважин, собранная сотрудниками ИНГГ СО РАН, региональные временные сейсмические разрезы, результаты обработки сейсмокаротажа по 5 скважинам и результаты испытания юрско-меловых пластов в 215 скважинах исследуемой территории.

Для построения карт градиентов рельефа, карт тектонического районирования мезозойско-кайнозойского осадочного чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба, а также карт толщин юрско-меловых отложений, использовались структурные карты но подошве мезозойско-кайнозойского осадочного чехла, по кровлям средпетриас-юрского, берриас-аптского и апт-альб-сеноманского мегакомплексов, по кровле малышевской свиты, по подошве пеляткинской и по кровле пимской пачек суходудинской свиты.

На временных сейсмических разрезах, полученных по профилям, пересекающим исследуемую территорию в субширотном и субмеридиопальном направлениях, выполнялась корреляции реперных отражающих горизонтов и их стратификация с последующим выделением сейсмогеологических комплексов. При восстановлении истории тектонического развития использовались палеоразрезы.

Интерпретация сейсмических материалов проводилась с использовашшем программно-интерпретационного комплекса W-Seis, разработанного в ИНГГ СО РАН под руководством В.А.Конторовича и В.В.Лапковского. Картопостроение выполнялись с использованием программного пакета Surfer (Golden Software) и пакетов построения и редактирования сеточных моделей GridBilder- GridMaster, разработанных в ИНГГ СО РАН и являющихся ассоциированными модулями комплекса W-Seis. Оформление графических приложений и рисунков проводилась с помощью программного пакета CorelDRAW. Для создания различных баз данных использовалась программа для работы с электронными таблицами MS Excel.

Защищаемые научные положения и результаты:

1. Карты тектонического районирования юрско-меловых нефтегазоперспективных мегакомплексов Енисей-Хатангского регионального прогиба, отвечающие современной стадии изученности бассейна; результаты структурно-тектонического анализа, позволившие выделить в мезозойско-кайнозойском осадочном чехле серию новых тектонических элементов разных порядков, наиболее крупными из которых являются Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Матудский и Хэрбэйский мегапрогибы.

2. Енисей-Хатангский региональный прогиб унаследованно развивался на протяжении всего мезозоя и кайнозоя. В отличие от северных районов ЗападноСибирского мегабассейна, где доминирующее влияние на современное строение осадочного чехла оказали кайнозойские тектонические процессы, в Енисей-Хагангском региональном прогибе определяющим стал берриас-аптскин этап развития, когда был сформирован современный облик практически всех ключевых положительных и отри цател ьных структур.

3. В западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба и на прилегающей территории Западно-Сибирской геосинеклизы наибольший интерес в отношении нефтегазоносное™ представляют берриас-аптские отложения, в которых залежи углеводородов могут находиться как в антиклинальных структурах, так и в сложнопосгроенных структурно-литологических и литологических ловушках, связанных с шельфовыми и ачимовскими песчаными пластами клиноформного комплекса.

Научная новизна, личный вклад.

1. Построена схема основных дизъюнктивных дислокаций, на которой показаны новые, не выделявшиеся ранее зоны разрывных нарушений, и выполнена дифференциация разломов по времени формирования и глубине проникновения:

^ разлом, расположенный в северо-восточной части Хетской депрессии, «затухает» в юрских отложениях;

^ разрывные нарушения, осложняющие южную прибортовую часть Енисей-Хатангского регионального прогиба, проникают в апт-сеноманский комплекс пород;

большинство разрывных нарушений, проникающих в мезозой, было сформировано на этапе позднеюрско-раннемеловой тектонической активизации: к этому классу относятся разломные зоны, выделенные в восточной части Мессояхской наклонной мегагряды, на Усть-Портовском мегавыступе и Рассохинском наклонном мегавале.

В целом, разломы осевой части ЕХРП образуют единую сбросо-сдвиговую систему, в которой разрывные нарушения поперечного простирания играют подчиненную роль.

2. Анализ структурных планов юрских и меловых рсперных уровней свидетельствует о том, что в региональном плане эти поверхности в значительной степени подобны. В то же время они принципиально отличаются по степени дифференцированности рельефа и характеризуются рядом индивидуальных особенностей. В рамках настоящих исследований на базе комплексной интерпретации всей имеющейся геолого-геофизической информации впервые построен набор карт тектонического районирования мезозойских нефтегазоперспективных мегакомплексов (среднетриас-юрского, берриас- аитского и апт-альб-сеноманского), которые детально отображают строение мезозойско-кайнозойского чехла Енисей-Хатангского регионального прогиба и позволяет прослеживеггь динамику изменения параметров тектонических элементов различных порядков. По результатам структурно-тектонического анализа на исследуемой территории выделен ряд новых тектонических элементов: Гыдано-Пясинская гемиантеклиза, Хэрбэйский и Магудский мегапрогибы, Восточно-Ямбутовский структурный мыс и другие.

3. Впервые па современном информационном уровне выполнен детальный анализ истории тектонического развития Енисей-Хатангского регионального прогиба в мезозое и кайнозое. В частности, показано, что Владимирское поднятие, несмотря на близкое расположение с Балахпипским наклонным мезовалом, имеющим инверсионную природу, приурочено к выступу домезозойского основания, который на протяжении всего мезозоя и кайнозоя испытывал тенденцию к росту. По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что доминирующее влияние на современный структурный план кровли юры и меловых стратиграфических �