К оглавлению журнала | |
УДК 551.351.2:553.981/982 |
© Г.Е. Рябухин, В.А. Зинин, 1993 |
Перспективы
нефтегазоносности меловых формаций шельфа арктических морей РоссииГ.Е. РЯБУХИН, В.А. ЗИНИН (ГАНГ)
Осадконакопление в меловое время в арктических морях России связано главным образом с платформенным режимом. Породы мелового возраста, так же как и юрские отложения, занимают до 70 % площади Заполярья, включая шельф.
Меловые отложения привлекают внимание благодаря открытию в них многочисленных залежей нефти и газа: за рубежом в Северном море, в бассейне архипелага Свердруп, в устье р. Маккензи, в прибрежной зоне Северной Аляски (месторождение-гигант Купарук и др.). В Карском море в меловых отложениях также обнаружены крупные газовые и газоконденсатные залежи (месторождения Русаковское, Ленинградское). Определенные перспективы имеют некоторые районы Баренцева моря, где мощности меловых пород значительны.
Этими открытиями не исчерпываются потенциальные возможности мелового комплекса Арктики. Поиск новых залежей газа, конденсата и нефти в нем необходимо продолжать. С целью выделения наиболее благоприятных областей для образования и накопления углеводородов нами был проведен анализ пространственного распределения мощностей и формационных комплексов меловых пород, геодинамических условий их формирования и закономерностей размещения в их пределах скоплений нефти и газа. Эти исследования совместно с данными по геохимии, петрофизике меловых пород были положены в основу оценки перспектив нефтегазоносности арктических морей России и определения направления дальнейших нефтегазопоисковых работ.
В меловое время (в соответствии с концепцией плитной тектоники) Арктика, по данным В.П. Гаврилова, Л.Н. Зоненшайна и других, распалась на три плиты: Аляскинскую, Чукотскую и Новосибирскую. Произошло раскрытие Канадского океанического бассейна, по его периферии в смежных морях происходило осадконакопление, одним из источников которого был хр. Брукса на Аляске, тогда как в домеловое время источником сноса являлся Канадский щит. Согласно исследованиям Л.Н. Зоненшайна и Л.М. Натапова, Канадский океанический бассейн вместе с морями достиг крупных размеров
– больших, чем современный Ледовитый океан, включая северные моря.В Арктике в меловое время, в отличие от юрского и триасового, рифтогенез имел ограниченное распространение. Молодые рифты в значительном количестве сосредоточены в Северном и Норвежском морях. В пределах более восточных акваторий моря Лаптевых находится крупная Лено-Янская система рифтов протяженностью более 1000 км с амплитудой по меловым отложениям до 3000 м. Эти рифты имеют морскую и наземную части. Вблизи северного побережья Аляски остался от юрского времени рифт Динкум.
В отличие от раннего мезозоя, когда воды в арктические моря проникали с востока из Тихого океана, в меловое время основной водный поток продвигался из Атлантики. Вначале воды поступили в районы Северного и Норвежского морей, а затем на восток в районы Баренцева и Карского морей.
В современной структуре Российского сектора Арктики можно выделить несколько обособленных областей развития платформенных меловых осадочных пород: Печорскую, Баренцево-Северо-Карскую, Южно-Карскую и Анабаро-Предверхоянскую.
Печорская область занимает северную часть Тимано-Печорской провинции, включая ее подводную часть
– морское продолжение до широты о-ва Колгуев, и граничит на севере с Баренцево-Северо-Карской областью.Меловой разрез Печорской части шельфа представлен нижнемеловыми отложениями, которые на всей территории области выходят на поверхность морского дна. Континентальные формации северной части Тимано-Печорской провинции, включая ее подводную часть, вскрыты многими скважинами. В нижнемеловых отложениях отмечены лишь газопроявления. Озерно-аллювиальный состав, малая и небольшая глубина залегания
(300–450 м) позволяют считать меловые породы в этом регионе бесперспективными.Баренцево-Северо-Карская область развития меловых отложений является наиболее обширной и включает северную часть Карского моря (Северо-Карский прогиб) и Баренцево море, которое на северо-западе и севере ограничено архипелагами Шпицберген и Земля Франца-Иосифа. На юго-востоке область ограничена островами Новой Земли. Западная граница простирается вдоль Кольской тектонической ступени на расстоянии 150
–200 км от современного берега континента. На юге граница проходит по широте о-в Колгуев.Распространение меловых отложений по территории контролируется унаследованными от юрского времени бассейнами осадконакопления. Схематическая карта мощности мелового комплекса для Баренцево-Карского региона (
рисунок) позволяет судить о пространственном изменении накопленных мощностей меловых отложений, которые местами значительны и колеблются от 0 до 2200 м.В большинстве меловые породы региона представлены морскими мелководными песчано-глинистыми формациями, вскрытыми в скважинах на Мурманской, Северо-Кильдинской, Штокмановской и других структурах. В Баренцевом море наиболее глубокой' (до 2200 м) по меловым отложениям является Южно-Баренцевская впадина, где наблюдается довольно равномерное увеличение мощности от центральной части к ее бортам.
В Северо-Баренцевской и Северо-Новоземельской впадинах меловой комплекс по геофизическим
данным сокращается до 1 –1,5 км. Все рассматриваемые области прогибания вытянуты вдоль Новой Земли и имеют субмеридиональное простирание.На шельфе Баренцева моря кроме того выделяются многочисленные районы сокращенной мощности отложений мела. На северо-западе
– это современные Свальбардская, Центрально-Баренцевская антеклизы, Западно-Баренцевская синеклиза, где мощность меловых осадков не превышает 300 м.Таким
образом, общая тенденция изменения мощности меловых отложений на внутренней части Баренцевского шельфа довольно закономерна. В среднем мощности невелики и колеблются от 0 до 1000 м, лишь иногда достигая 1500–2000 м.В Баренцевом море меловой комплекс залежей углеводородов не содержит, однако потенциальные возможности его нефтегазоносности благоприятны. В песчано-глинистой формации этого региона отчетливо выделяется глинисто-алеврито-песчаная толща апта
– нижнего альба и преимущественно алеврито-глинистая толща среднего – верхнего альба и верхнего мела. Первая может рассматриваться как коллекторская, а вторая как экранирующая. Залежи нефти и газа могут быть обнаружены здесь за счет вертикальной миграции из юрско-триасовых отложений по тектоническим нарушениям.Особого внимания заслуживают неокомские отложения, подошва которых в центральной части Баренцева моря залегает на глубине до 2500– 3100 м, а мощность достигает 700 м. Эти отложения характеризуются спецификой сейсмических записей, типом слоистости и внутренней микроструктурой. По данным Е.Б. Диденко, Л.С. Моргулиса, выделяются три сейсмофациальные зоны с увеличением мощности с востока на запад, что свидетельствует о восточном источнике сноса терригенного материала. Наиболее перспективной предполагается западная часть клиноформ.
Рассматриваемый тип пород представляет интерес с точки зрения поисков песчаных коллекторов – потенциальных ловушек углеводородов в нижнемеловых отложениях арктического шельфа, неглубоко залегающих и сравнительно дешевых для поисков и разведки.
В северной части Карского моря выделяются две области развития меловых пород: одна включает рифтообразный прогиб Святой Анны, где мощность мелового комплекса достигает 1500 м, вторая занимает обширную территорию современной Северо-Карской впадины, которая отличается значительным сокращением мощности мелового чехла. В прогибах, осложняющих Северо-Карскую синеклизу (грабенообразный прогиб Уединения, Центральный, Арктического института), мощность мела не превышает 600 м при глубине залегания подошвы осадочного чехла по сейсмическим данным 10–12 км.
В прогибе Северный, расположенном на продолжении северо-восточного окончания Новой Земли, мощность отложений мела увеличивается до 900 м. На поднятиях (о-ва Ушакова, Визе) мощность меловых пород резко сокращается, иногда до полного выклинивания (поднятие Вернадского).
Меловые отложения Северо-Карской плиты, вероятно, представлены песчано-глинистой формацией, аналогичной и существенно не отличающейся от формации Баренцева моря, где она потенциально нефтегазоносна. Однако небольшая мощность меловых отложений (до 500 м) при малой глубине залегания, слабая дифференцированность ее распределения по территории позволяют Северо-Карскую область прогибания считать малоперспективной в нефтегазоносном отношении.
Южно-Карская область занимает п-ва Ямал, Гыдан и южную часть Карского моря, что соответствует в тектоническом отношении Южно-Карской впадине. На северо-западе граница области проходит по юго-западному побережью Новой Земли. На востоке область ограничена западным окончанием Таймырского полуострова, включая западную часть Таймырской депрессии до Ягодо-Горбинского выступа.
Меловые отложения данной области входят в состав плитного юрско-кайнозойского комплекса, представляющего собой пологозалегающую толщу мощностью до 7 км.
Мелководный глинисто-песчаный комплекс п-ва Ямал содержит богатейшие залежи нефти и газа. К югу от Ямала разведано газовое месторождение-гигант Ямбургское (19 газовых залежей), на Ямале – газоконденсатное Харасавейское, нефтегазоконденсатное Новопортовское и др. На севере п-ва Ямал, на о-ве Белый в меловых осадках отмечены незначительные притоки нефти (1,5–2 т/сут) в песчаниках валанжина и готерива. На п-ве Гыдан в меловых отложениях открыты газоконденсатные месторождения Утреннее, Гыданское, Геофизическое и др. Как видим, в меловых породах преобладают газ и газоконденсат. Практически все газоносные отложения мела преимущественно континентальные и переполнены углистым материалом. В связи с этим многие исследователи(И.И. Нестеров, А.Э. Конторович, Г.Е. Рябухин и др.) генезис газа в меловых и частично в юрских породах связывают с рассеянным веществом, что вполне вероятно. Однако применить это обстоятельство для оценки перспектив и размера месторождений в зависимости от мощности угольных пластов маловероятно.
В южных районах Карского моря (Южно-Карская синеклиза) в мелководном песчано-глинистом угленосном комплексе открыты крупные газовые месторождения: Русановское и Ленинградское. Основные перспективы здесь связаны с готерив-аптским и альб-сеноманским нефтегазоносными комплексами.
Критерии раздельной оценки на нефть и газ и фактические данные по материалам бурения на шельфе позволяют говорить о преимущественной газоносности готерив-аптских отложений. Область наиболее высоких перспектив аптского комплекса охватывает районы с песчанистостью разрезов 30– 70 %, в том числе район Русановского месторождения, аптские отложения которого в отличие от аналогичных образовании Ленинградского месторождения характеризуются наибольшей концентрацией ресурсов углеводородов.
Анализ альб-сеноманского разреза, проведенный сотрудниками ПО Севморнефтегазразведка, показывают общее уменьшение мощности песчаных продуктивных горизонтов или их выклинивание. Альб-сеноманские отложения наиболее перспективны к югу от Русаковской структуры, где мощность продуктивных горизонтов на Ленинградском месторождении резко увеличивается.
Анабаро-Предверхоянская область развития меловых отложений включает восточную часть Таймырской депрессии, дельту р. Лена и северную часть Предверхоянского перегиба, Анабарский прогиб и его северное погружение в море Лаптевых (Южно-Лаптевская впадина). Мощность меловых образований изменяется от 1000 до 2000 м. В области широко развиты прибрежно-морские глинисто-песчаные угленосные комплексы формаций, хорошо изученных в низовьях р. Лена и на севере Предверхоянского прогиба. Мощность мелового комплекса в этих районах изменяется от 800 до 1700 м. В разрезе меловых отложений присутствует большое количество угольных пластов, с которыми может быть связана промышленная газоносность. В шельфовой зоне моря Лаптевых глубокое бурение не проводилось.
Возможные нефтегазоносные бассейны меловых отложений арктического региона России расположены к востоку от Верхоянского хребта в пределах Восточно-Сибирского и Чукотского морей – Новосибирский и Лонгочукотский. Здесь выявлены поднятия и впадины с мощностью осадочных пород 3–5 км (по геофизическим данным). В районе низовьев р. Колыма бассейны Северо-Колымский, Тахтахский сложены мезозойскими, преимущественно осадочно-вулканогенными породами. В Тахтахском бассейне в меловых породах отмечается угленосность, и к югу от пролива Дмитрия Лаптева в одной из мелких скважин наблюдались газопроявления. Мощность осадочно-вулканогенного чехла всех указанных бассейнов невелика – менее 1000 м и реже 1–2 км. Бассейны малоперспективны или бесперспективны.
Интерес в нефтегазоносном отношении имеет Чаунский бассейн, расположенный частично в море и частично на суше в прибрежной зоне Чаунской губы. Здесь в меловых отложениях при бурении мелких скважин отмечались значительные газопроявления.
Выводы
1. В арктическом бассейне на шельфе и побережье России выделяются несколько областей развития платформенных меловых осадочных образований: Баренцево-Северо-Карская, Печорская, Южно-Карская, Анабаро-Предверхоянская.
2. В меловых отложениях шельфа арктических морей России установлены следующие формационные комплексы: мелководный песчано-глинистый (Баренцево море, северная часть Карского моря); озерно-аллювиальный терригенный (шельф Тимано-Печорской провинции); мелководный песчано-глинистый, угленосный (южная часть Карского моря); мелководный глинисто-песчаный (п-ва Ямал, Гыдан, о-в Белый); прибрежно-морской, глинисто-песчаный, угленосный (низовье р. Лена, Предверхоянский прогиб).
3. Потенциальная нефтегазоносность меловых отложений (преимущественно неокомских) Баренцева моря может быть связана лишь с центральными и западными районами Южно-Баренцевской впадины, которая характеризуется мелководной песчано-глинистой формацией и значительными (до 2000 м) мощностями мелового комплекса (мощность неокома 700 м). В апт-нижнеальбских отложениях Южно- и Северо-Баренцевской впадин могут быть открыты вторичные залежи нефти и газа.
Меловые формации на остальной части шельфа Баренцева моря имеют небольшие глубины залегания и сокращенную мощность (до 1000 м), что резко снижает их перспективность. Особенно это относится к экваториальной части Тимано-Печорского региона, где меловой комплекс представлен озерно-аллювиальными терригенными породами с малыми (до 400 м) мощностями.
4. Нефтегазоносность меловых отложений Карского моря связана лишь с Южно-Карской синеклизой, где развита мелководная песчано-глинистая, местами угленосная формация со значительными (до 400 м) мощностями. Наиболее перспективны готерив-аптские и альб-сеноманские отложения. Характерно для мелового разреза возрастание глинистости по направлению от континента (п-ов Ямал) к центру синеклизы, что, по-видимому, положительно влияет на свойства флюидоупорных толщ.
Меловые отложения Северо-Карской плиты, вероятно, представлены мелководной песчано-глинистой формацией, аналогичной и существенно не отличающейся от формации Баренцева моря, где она потенциально нефтегазоносна. Однако небольшая мощность меловых отложений (до 500 м) при малой глубине залегания, слабая дифференцированность ее распределения по территории позволяют считать Северо-Карскую область прогибания малоперспективной в нефтегазоносном отношении.
Wide distribution on shelf of artic seas of Russia has sandshale formations of cretaceous age. They occupies about a two third area of shelf. In this formations of Yuzhno – Kara cyneclise in the South of Kara Sea has been found two gient fields of natural gas liquid (Rusanovskoye and Leningradskoye). Analysis of thickness map of cretaceous sandshale formations of Barents – Kara Region showed that individual areas of Barents Sea have a positive petroleum potential. Hydrocarbon prospects of shelfy sand-shale formations of Laptev, East Siberian, and Chuckhee Seas can be favourable too.
Схематическая карта мощностей меловых отложений Баренцево-Карского региона:
1 –
области современного отсутствия или резкого сокращения меловых отложений; 2 – изопахиты, км; 3 – тектонические нарушения; 4 – внешняя граница шельфа