К оглавлению журнала

 

УДК 553.981.2.061.15

© Коллектив авторов, 1992

О МЕХАНИЗМЕ ФОРМИРОВАНИЯ РИФЕЙСКОГО ПРИРОДНОГО РЕЗЕРВУАРА ЮРУБЧЕНО-ТОХОМСКОЙ ЗОНЫ

Д.Б. ГОРИНА, Л.Н. ИЛЮХИН, В.Г. КУЗНЕЦОВ, О.В. ПОСТНИКОВА, Г.И. ТИХОМИРОВА (ГАНГ)

Открытие промышленных залежей УВ в рифейских отложениях Юрубчено-Тохомской зоны [3,5] имело важное значение, так как выявило принципиально новый перспективный объект поисково-разведочных работ в древних отложениях, не имеющий пока аналогов в нашей стране. Месторождения в отложениях этого возраста в мире также редки. Вместе с тем открытие поставило и целый ряд вопросов, от решения которых зависит выбор оптимальных и эффективных методов прогноза, поисков, разведки и эксплуатации подобных месторождений. В настоящее время практически общепринята тектоно-денудационная модель формирования ловушки.

Рифейский природный резервуар представляет собой достаточно однородную толщу, сложенную доломитами строматолитовыми, полифитовыми (состоящими из различных по характеру выделений цианобактерий), перекристаллизованными с реликтовой водорослевой структурой и тонкокристаллическими. Формирование отложений происходило в мелководном теплом морском бассейне, причем даже в пределах сравнительно ограниченной площади намечаются определенные изменения. Для их выявления проанализировано размещение пород с сохранившейся первичной структурой, т. е. без учета вторично перекристаллизованных разностей. При этом обособились три зоны, имеющие примерно субширотное или запад-юго-запад восток-северо-восточное простирание и различающиеся по характеру породообразующих водорослевых сообществ.

В средней части исследуемой площади (скв. 8, 11, 21 Юрубченские) выделяется зона, где преимущественно развиты строматолитовые доломиты. Они, видимо, формировались в условиях крайнего мелководья, и поэтому обстановки характеризовались очень слабой подвижностью вод. По северному и южному обрамлениям этой зоны широко развиты доломиты с реликтовой органогенно-водорослевой структурой и полифитовые с обособленными форменными элементами. Наличие последних указывает на более активную гидродинамику, которая и определила перекатывание по дну цианобактериевых выделений. Подобная динамика могла существовать в сравнительно более глубоком водоеме с такой толщей воды, где возможно возникновение волнений. Глубины здесь вряд ли превышали несколько метров, но все же были больше, чем в зоне развития обволакивающих “пластовых” строматолитов.

Сопоставление фациальной карты с современной структурой выявляет совпадение области крайнего мелководья, выделенной по литологическим данным, со сводовой частью современной структуры. Это свидетельствует о том, что положительная структура начала формироваться уже в рифейское время и была выражена морфологически в рельефе морского дна, что и зафиксировано развитием здесь крайнего мелководья. А на ее склонах в условиях несколько больших глубин отлагались доломиты с обособленными водорослевыми образованиями.

Для восстановления орографии довендской поверхности рифея был применен разработанный для эпох континентальных перерывов [1, 2, 4] метод палеогеоморфологического картирования, основанный на изучении распределения толщин вышележащих отложений, выполняющих неровности рельефа. Для этого, прежде всего, было необходимо выявить выдержанный реперный горизонт в вышележащих отложениях венда, перекрывающих реконструируемую поверхность. Такой горизонт должен иметь широкое площадное распространение, выдержанность по толщине и литологическому составу, указывающие на идентичность батиметрических условий осадконакопления, и расположен как можно ближе к искомой поверхности.

Доломиты рифея в юго-западной части Юрубченской и Вэдрэшевской площадей перекрываются красноцветными терригенными отложениями ванаварской свиты венда, представленной переслаиванием пестроцветных (красно-бурых, реже зеленовато-серых) алевролитов с песчаниками, гравелитами и конгломератами. Толщина свиты меняется от 0 до 40 м. К северо-востоку от линии скважины Ю-18, 19, 17 и В-6 эти отложения отсутствуют и на рифейских карбонатах залегают отложения оскобинской свиты, представленные переслаиванием алевролитов, песчаников, доломитов, ангидритов и глинисто-песчано-алевролито-кремнисто-карбонатных пород, имеющих брекчиевидный и гравелитоподобный облик. Толщина свиты меняется от 0 до 70 м.

К северо-востоку от Вэдрэшевской площади отложения оскобинской свиты также выклиниваются, и в скв. В-5, 156 Мадринской и на Куюмбинской площади рифейские доломиты перекрываются морскими глинисто-карбонатными накоплениями катангской свиты, распространяющимися на всю территорию Байкитской антеклизы.

Отложения ванаварской и частично оскобинской свит представляют собой делювиально-пролювиальные, а в верхней части озерные и прибрежно-морские образования. Они в целом заполнили отрицательные элементы рельефа и в основном выровняли его, поэтому отложение катангской свиты происходило уже в морском бассейне с относительно плоским дном. Это определяет возможность выбора базисного горизонта для палеогеоморфологических реконструкций в отложениях катангской свиты. Таким горизонтом может служить пачка аргиллитов, залегающая в основании катангской свиты, хорошо выделяемая по данным ГИС и прослеживающаяся во всех скважинах.

Подошва пачки условно была принята за горизонтальную поверхность, от которой вниз по вертикали определялись расстояния до кровли рифейского карбонатного комплекса. Эти расстояния (взятые с обратным знаком), представляющие собой суммарную толщину оскобинской и ванаварской свит, являются гипсометрическими отметками рельефа рифея, т. е. карта изопахит ванаварской и оскобинской свит имеет не тектонический смысл, а отражает палеогеоморфологическую ситуацию к началу венда.

На изучаемой территории поверхность рифейских карбонатных отложений представляла собой относительно выровненное плато, постепенно погружающееся к югу и юго-западу (рис. 1). Самая высокая часть плато находилась на Вэдрэшевской и восточной части Юрубченской площади, относительно пониженный участок рельефа располагался в юго-западной части Юрубченской площади в районе скв. Ю-11, 21, 20. Несмотря на то, что перепад палеовысот между этими участками составляет примерно 80–90 м склон очень пологий, так как уклон составляет всего 5 м на 1 км.

Юго-западный и южный склоны плато осложнены долинами. На данном этапе исследования были установлены четыре палеодолины, первая из кото- рых располагалась вдоль линии скв. Ю-18, 15, вторая вдоль скв. Ю-20, 17, 8, 14, третья вдоль скв. Ю-31, 40 и четвертая по линии В-6, 1.

Морфология этих долин (их ширина, глубина, крутизна склонов) может быть различной. Отметим, что западные, более разбуренные, долины относительно узкие и глубоко врезаются в поверхность плато, восточная, по нашим данным, значительно шире. Они отделены друг от друга постепенно погружающимися в том же направлении пологими мысами.

Происхождение долин может быть эрозионным, не исключено, что они представляют собой цепь карстовых форм (впадин, котловин, поноров и т. д.), которые затем соединились за счет деятельности поверхностных текучих вод. Позднее, уже в венде, они были заполнены красноцветными делювиально-пролювиальными отложениями ванаварской свиты. Отсутствие буровых скважин на юге и юго-западе зоны не позволяет подробно охарактеризовать палеорельеф этой территории. Можно лишь указать, что здесь располагались понижения рельефа, но степень его расчлененности пока не ясна.

Сравнение современного структурного плана и карты палеорельефа эрозионной поверхности рифея (см. рис. 1) показывает их хорошее соответствие, т. е. эта поверхность не претерпела серьезных тектонических перестроек, хотя контрастность ее отдельных элементов возросла. Так, если разница палеовысот между скв. Ю-28 и Ю-20 составляла 92 м, то в современных абсолютных отметках она стала равной 176 м, т. е. увеличилась на 84 м. Следовательно, примерно половина современной амплитуды поднятия обусловлена довендским рельефом и примерно столько же последующими поствендскими тектоническими движениями.

Надо отметить, что Юрубчено-Тохомская зона, или точнее ее осевая субширотная часть, была, видимо, тектонически и геоморфологически приподнята достаточно давно. При характеристике фациальной природы отложений отмечалась приуроченность к зоне наиболее мелководных отложений, что указывает на геоморфологическую выраженность осевой зоны. Сложнее решается этот вопрос с помощью анализа внутренней структуры карбонатной толщи из-за ее однородности и отсутствия четких реперных уровней. Однако внутри нее с определенной степенью вероятности выделены и прослежены по данным литологического анализа и материалам ГИС отдельные пачки (В. Е. Деловая, 1988 г.). Принимая в целом с некоторой корректировкой ее построения, можно наметить наличие структурного перегиба этих пачек уже в довендское время. Соотношение поверхности эрозионного рельефа и палеоструктуры (рис. 2) показывает, что денудация захватила в основном южные и частично центральные части рифейской структуры.

Распределение структурно-генетических типов пород, иди степень их вторичного преобразования, тесно связано с положением разреза в палеорельефе. Наиболее часто вторично измененные породы развиты в скважинах, расположенных в пониженных участках и в палеодолинах (рис. 3). Подобные соотношения степени измененности карбонатных пород и их палеогеоморфологического положения позволяют предположить развитие карстовых процессов в приподнятом в рельефе карбонатном массиве. В довендское время это карбонатное плато служило областью сбора метеорных вод. Последние фильтровались через массив и разгружались в пониженных участках рельефа и, в частности, в долинах. При этом воды активно взаимодействовали с вмещающими породами, растворяя карбонаты.

В области разгрузки, где падало пластовое давление, происходило ретроградное выпадение карбонатов кальция и магния, что и фиксируется в виде интенсивной переработки, перекристаллизации пород. Обильные выделения гематита в породах также свидетельствуют об активных процессах вторичного минералообразования на путях фильтрации растворов.

Предлагаемый механизм: выщелачивание вещества в верхней и средней части массива, его перенос с водами в теле массива и выделение в зоне разгрузки, по-видимому, объясняет и широко развитое здесь окремнение. Воды, несущие растворенные карбонаты (видимо, бикарбонаты), имели высокий щелочной резерв, что способствовало растворению или, если они были внесены с метеорными водами, сохранению в растворе кремнекислоты.

В области же разгрузки карбонаты выпадали из раствора, рН вод снижалось, растворимость кремнезема уменьшалась, и он осаждался из раствора, заполняя пустоты и замещая доломит. Так, в скв. Ю-10, 11, 21, 8, расположенных в долинах и на их склонах, наблюдаются интенсивные процессы окремнения. При этом ведущее значение в распределении зон окремнения и перекристаллизации имела не абсолютная высота нахождения того или иного разреза на путях фильтрации, а его положение в палеорельефе. Так, скв. Ю-11 находится гипсометрически несколько ниже, чем скв. Ю-8, но степень перекристаллизации в ней меньше, так как она расположена в пределах мыса, разделявшего две долины, а скв. Ю-8 находится на склоне долины, в области разгрузки.

Таким образом, особенности рифейского палеорельефа контролируют распределение вторичных изменений пород и, следовательно, размещение пород-коллекторов. Породы рифея как при макроизучении, так и в шлифах плотные, их пористость и проницаемость ничтожны. Развитие же карстовых процессов привело к появлению каверн, что в совокупности с тектонической трещиноватостью определило трещино-каверновый тип коллектора, который развит преимущественно в гипсометрически наиболее приподнятых в палеоплане зонах. Напротив, в скважинах, расположенных в палеодепрессиях (скв. Ю-11) или на их склонах (скв. Ю-21), т. е. на путях выхода подземных вод и соответственно в зоне вторичной минерализации, часто не удается получить никаких притоков, так как разрез сложен здесь плотными непроницаемыми породами. Аналогично “сухими” являются глубокие горизонты, не затронутые действием карстующих подземных вод (скв. В-2, 3), что может вести к изоляции залежи от подошвенных вод и влиять на режим разработки залежи.

Характер распределения притоков в скважинах показывает, что основная часть УВ приурочена именно к этой наиболее высокой части карбонатного массива. Более того, в ряде случаев продуктивность скважин теснее связана с положением их в палеорельефе, чем с современным структурным планом.

Таким образом, палеогеоморфология рифейского рельефа явилась решающим фактором, как в формировании объема ловушки, так и в формировании в ней пород-коллекторов и определении закономерностей их распределения в пространстве.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Котлуков В. А. Значение и методы построения реконструкций палеорельефа суши платформенных областей / В сб.: Методы палеогеоморфологических исследований. Вып. 1.– М.: Недра.– 1964.– С. 96–108.
  2. Котлуков В. А. Палеогеоморфологические исследования при поисках углей / В сб.. Проблемы палеогеоморфологии.М.: Наука.–1970.–С. 121–129.
  3. Нефтегазоносность древних продуктивных толщ запада Сибирской платформы / А. К. Битнер, В. А. Кринин, Л. Л. Кузнецов и др. Красноярск.– 1990.
  4. Проничева М. В. Палеогеоморфология в нефтяной геологии.– М.: Недра.– 1973.
  5. Юрубчено-Тохомская зона газонефтенакопления важный объект концентрации региональных поисково-разведочных работ в верхнем протерозое Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции / А. А. Конторович, А. Э. Конторович, В. А. Кринин и др. / Геология и геофизика.1988.–№ II.–С. 45–55.

ABSTRACT

Lithofacies characterization of the Riphean carbonate productive strata of the Yurubcheno-Tokhoma zone is given. A karst model for tfie formation mechanism of a Riphean natural reservoir is presented.

РИС. 1. СХЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТА ПАЛЕОРЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ РИФЕЯ ЮРУБЧЕНСКОЙ И ВЭДРЭШЕВСКОЙ ПЛОЩАДЕЙ:

1 – изопахиты суммарной толщины ванаиарской и оскобинской свит, м; 2 – предположительный выход кристаллического фундамента на довендскую поверхность; 3 – область отсутствия отложений ванаварской и оскобинской свит; 4 – карбонатное плато; 5 – эрозионно-карстовые долины; б области разгрузки грунтовых и пластовых вод; 7 – скважины

РИС. 2. ЛИТОЛОГО-ПАЛЕОГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОФИЛЬ РИФЕЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ПО ЛИНИИ СКВАЖИН 28–21 ВЭДРЭШЕВСКОЙ ПЛОЩАДИ.

Доломит: 1– строматолитовый, 2 – с реликтовой органогенно-водорослевой структурой, 3 – полифитовый, 4 – разнокристаллический, 5 – сильно окремнелый; 6 направление фильтрации подземных вод; 7 – граница вторичной перекристаллизации; 8 – поверхность размыва; 9 – скважина

РИС. 3. ЧАСТОТА ВСТРЕЧАЕМОСТИ N РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУРНО-ГЕНЕТИЧЕСКИХ ТИПОВ КАРБОНАТНЫХ ПОРОД В РАЗРЕЗАХ СКВАЖИН В ПРЕДЕЛАХ ДРЕВНЕГО ПЛАТО (A), В ПАЛЕОДОЛИНАХ И ПОНИЖЕННЫХ УЧАСТКАХ (Б).

Доломиты:1 – стронатолитовые, 2 –полифитовые, 3 – с реликтовой водорослевой структурой, 4– разнокристаллические

Сайт создан в системе uCoz