А.А. Граусман (ОАО "НК "ЛУКойл"), П.Е. Сынгаевский (Университет Луизианы), С.Ф. Хафизов (ОАО "Тюменская нефтяная компания")

Высокая прогнозная оценка нефтегазоносности нижнеюрского комплекса Широтного Приобья привлекает к нему пристальное внимание. Основные перспективы поисков залежей связаны с зонами стратиграфического выклинивания и фациального замещения на бортах положительных структур. Многие исследователи с ловушками такого типа связывают возможности увеличения добычи нефти в Западной Сибири. Решение этой проблемы сдерживается как объективными трудностями (большая глубина залегания, расчлененный рельеф, нехватка геолого-геофизического материала), так и субъективными (интерпретация нижнеюрских отложений как континентальных, поиск палеоврезов и аллювиальных осадков в них, а при прогнозе фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) – ориентация на литологические (кварцевые) аналоги продуктивного горизонта ЮК_10-11 Талинской группы месторождений).

Полученные в последние годы данные поисковых и эксплуатационных скважин позволили пересмотреть представления о строении и условиях осадконакопления юрской толщи, по-новому подойти к вопросам выделения и прослеживания одновозрастных отложений. Так, А.А. Нежданов (1984) и В.В. Огибенин (1986) предполагают, что формирование осадков в ранней юре происходило в условиях крупного осадочного бассейна типа озеро – море. На это указывают повышенные содержания бора, отношение B/Ga, находки раковин двустворок и филлопод на Северо-Варьеганской площади (скв. 1, 2, 4, 9), двустворок на Уренгойской площади (скв. 266) и динофлагеллят на Ханты-Мансийской (Горелой) площади (скв. 6). В.К.Комиссаренко [1] по находкам обедненных комплексов фораминифер в плинсбах-тоарских отложениях Талинской (скв. 2884, 2973), Верхне-Каралькинской (скв. 101) и Ютырмальской (скв. 15) площадей также делает вывод о присутствии в разрезе пород морского генезиса. Однако выполненные авторами работы, в первую очередь детальное расчленение и корреляция разрезов скважин и их совместная интерпретация с литолого-петрографическими исследованиями и площадной сейсморазведкой, подтвердили высказанную ранее иную точку зрения о более сложном, полифациальном строении комплекса нижнеюрских отложений, в том числе о широком развитии мелководно-морских и переходных осадков (дельт и вдольбереговых баров) в раннеюрское (синемюр-плинсбах-тоарское) время. При этом критерием выбора реперного пласта для схем сопоставления и палеопостроений служила его приуроченность к стабильной фазе цикла седиментации – к кровле толщи непрерывного наращивания мощности, вмещающей рассматриваемый пласт.

На мелководно-морской и переходный характер накопления продуктивных пластов Ю₁₀ и Ю₁₁ указывает плащеобразный характер их залегания в зонах развития нижней юры, а также последовательность изменения мощностей и вещественного состава в направлении депрессионных частей. На сейсмических разрезах этот комплекс характеризуется серией достаточно четко выдержанных отражающих горизонтов, уверенно следящихся в пределах единого тектонического элемента. Элементы подошвенного прилегания и латерального наращивания отмечаются в направлении на север, вдоль осей более активных мегапрогибов. В разрезах единичных скважин (227 Западно-Варьеганская, 31 Асомкинская, 450 Приобская) в песчаниках обнаружены аутигенный глауконит и фосфат, а также отмечались водорослеподобные остатки, что подтверждает их морской генезис. Образование прослоев с кальцитовым цементом базального типа связывается с процессом смешения вод различного химического состава. Поэтому присутствие прослоев с карбонатным цементом и маломощных пропластков известняков на уровне пласта Ю₁₀ может служить косвенным доказательством прибрежного переходного режима.

Нижний цикл мощностью 40-110 м характеризуется весьма сложным строением и залегает на разнообразных породах фундамента и промежуточного структурного комплекса. С некоторой долей условности в нем выделяются две части – кора выветривания и грубозернистые делювиально-пролювиальные образования. По латерали, в направлении к центральным частям палеодепрессий, кора выветривания может частично или полностью замещаться грубозернистой пачкой конгломератов и разнообразных плохоотсортированных песчаников с подчиненным количеством глинистых разностей. Делювиально-пролювиальные отложения формировались на крутых склонах крупных положительных форм палеорельефа в результате размыва и переотложения образований кор выветривания. В зависимости от положения (или стратиграфической полноты разреза) в них возможно выделение продуктивных пластов Ю₁₂-Ю₁₄. Грубозернистые пачки имеют четко выраженный блоковый характер с резкими границами в кровле и подошве. Состав обломочной части весьма пестрый и зависит от подстилающего доюрского основания.

Верхний цикл мощностью 110-160 м (в направлении на север мощность возрастает до 250 м) подразделяется на три пачки. Нижняя, тогурская, – преимущественно глинистая толща. С резким контактом, местами возможно со следами размыва на ней залегает пласт Ю₁₀. На бортах крупных поднятий в пачке может появляться пласт грубозернистых, иногда гравийных, песчаников, индексируемый как Ю₁₁, выклинивающийся в сторону свода и глинизирующийся в направлении погружения. В этом случае тогурская пачка подразделяется на две подпачки. Керном охарактеризована преимущественно верхняя черная углистая с оолитами сферосидерита в кровле. Нижняя подпачка в пределах Широтного Приобья вскрывается единичными скважинами и охарактеризована в скв. 105 Больше-Котухтинская и 251 Южно-Киняминская. Она представлена темно-серыми, зеленоватыми аргиллитами с подчиненным количеством глинистых алевролитов. Аналогичные отложения описаны (Г.К. Боярских и др.) в скв. 126-Р Перегребнинская (Каледа Г.А., 1970).

В пласте Ю₁₁ преобладают средне- и плохоотсортированные, в основном крупнозернистые, песчаники с включениями галек, гравия и прослоями конгломератов. По микроскопическим данным выделяются две литолого-петрографические разности. Первая – граувакковые песчаники, отличающиеся низким содержанием полевых шпатов (не более 10 %) и значительным количеством (30-60 %) обломочных агрегатов кварцсодержащих пород: гранитоидов, сланцев, микрокварцитов и окремнелых карбонатов, содержание кварца 25-35 %, но в отдельных разрезах может возрастать до 50 %. Такой тип песчаников обычно залегает на поверхности несогласия с нижележащими рэт-геттангскими отложениями и может рассматриваться в качестве базального пласта нижнеюрской синемюр-плинсбахтоарской трансгрессии. Вторая разновидность песчаников также граувакковая, но отличается значительным содержанием (до 45 %) обломков сильно измененных туфов и эффузивов; наиболее характерными процессами являются пелитизация, частичное окремнение и хлоритизация. Обломки других разностей присутствуют здесь в крайне незначительных количествах – до 5 %, кварца – около 30 %, полевых шпатов, как и в первой литологической разности, – 10 %. Песчаники сформировались, вероятно, в результате локального размыва местных источников сноса, представленых в основном кислыми эффузивами. Цемент в обеих разностях – каолинит гидрослюдистого состава, иногда с заметной примесью хлоритизированного туфогенного вещества. Тип цементации поровый, порово-пленочный, неравномерного распределения. Характер строения – блоковый, прослои конгломератов распределены по всей пачке. Условия формирования пласта Ю₁₁ – временные потоки, частично или полностью размывшие нижележащие кору выветривания и делювий и переотложившие обломочный материал в тогурском палеобассейне.

Тогурские аргиллиты в пределах более стабильной Тундринской депрессии и в Зауралье имеют хорошо выраженный трансгрессивный характер. На схеме сопоставления заметно уменьшение доли углистых образований от подошвы к кровле. В тектонически более активных частях (Аганский и Уренгой-Колтогорский мегапрогибы) эта тенденция может нарушаться и тогда углистость распределяется хаотично, а иногда и приобретает обратную направленность, увеличиваясь к кровле (скв. 76 Северо-Хохряковская, 1200 Усть-Балыкская). Выдержанность по мощности и незначительное содержание песчаного материала (прослои глинистых алевролитов имеют резко подчиненное значение) свидетельствуют об удаленности от источника сноса и выровненном палеорельефе. Согласно Н.И. Марковскому, такое мелководное море с весьма пологим шельфом представляет собой оптимальную палеогеографическую обстановку для накопления большого количества мелкодисперсной органики и последующего нефтегазообразования (Наливкин Д.В., 1955). Тогурские аргиллиты являются основной генерирующей толщей нижнеюрского комплекса.

Пласт Ю₁₀ представлен в основном крупно- и среднезернистыми песчаниками. В основании он включает скатанные обломки гравийной разности, вверх по разрезу становится все более глинистым и мелкозернистым и постепенно переходит в радомские битуминозные аргиллиты, которые завершают цикл нижней юры. Таким образом, эта часть разреза имеет четко выраженный трансгрессивный характер и на сейсмопрофилях выделяется прилеганием хорошо следящихся отражающих горизонтов к поверхности коры выветривания. Условия образования пласта Ю₁₀ – мелководные бары и дельты, образовавшиеся при постепенном выравнивании весьма расчлененного (в начале раннеюрского времени) рельефа.

В строении радомской пачки принимают участие как мелководно-морские и переходные фации застойных водоемов лагун и озер, так и отложения болот и глинистых побережий. Во всех изученных разрезах эта часть нижнеюрского комплекса характеризуется регрессивным строением. Доля углистых прослоев закономерно возрастает к кровле, а в случаях, когда их суммарное содержание превышает 50 %, они распределяются практически равномерно. Присутствие углистых прослоев и линз свидетельствует о существовавшем в то время гумидном климате, однако, они могут быть как паралического, так и континентального происхождения. По данным А.И. Сидоренкова, комплекс поглощенных катионов глинистых разностей из этой части разреза также подтверждает их образование в морских и лагунных условиях [4]. Радомская пачка на каротажных диаграммах выделяется не так уверенно, как нижележащая тогурская пачка (рис. 1). В связи с этим возникают некоторые сложности с прослеживанием кровли нижней юры.

В разрезе нижней юры отмечаются мелководно-морские, преимущественно песчаные, отложения: пласт Ю₁₀, распространенный практически повсеместно, и пласт Ю₁₁, развитый неравномерно, глинизирующийся по направлению к наиболее погруженным частям. Мощность песчаных отложений резко возрастает на границах тектонически активных блоков. Разрез наращивается за счет появления снизу дополнительных частей (Ю₁₂_₁₄), а также за счет опесчанивания верхней части. В более спокойных условиях пологой моноклинали в верхней части разреза (Ю₁₀) появляется большое число глинистых прослоев.

Неоднозначности в интерпретации возникают при контакте пласта Ю₁₁ с подстилающей толщей, включающей образования кор выветривания и делювиальные разности пласта Ю_12-14, которые могут служить дополнительной емкостью для УВ. По промыслово-геофизическим материалам разделение этих двух частей неоднозначно. Наиболее характерной чертой является аномально высокая радиоактивность песчаников пласта Ю_12-14 по сравнению с таковой пластов Ю₁₀ и Ю₁₁, связанная с повышенным содержанием в них различной органики.

Первоочередным объектом поисков можно считать регионально развитый пласт Ю₁₀, с которым связаны многочисленные нефтепроявления и притоки (Фроловская, Варьеганская, Западно-Котухтинская, Верхне-Коликъеганская площади). Пласт Ю₁₀ подстилается нефтегенерирующей тогурской пачкой и перекрывается радомской пачкой с удовлетворительными изолирующими свойствами. Расположенный ниже пласт Ю₁₂-Ю₁₄ совместно с корой выветривания является нефтеносным на Северо-Варьеганском, Кошильском, Ханты-Мансийском и многих других месторождениях. Строение последнего более сложное, развитие наиболее мощных песчаных тел намечается на северном погружении Александровского свода (Бахиловская и Верхне-Коликъеганская площади).

Формирование участков с улучшенными ФЕС в регионально развитых зонах посредственных (VI-V класс, по А.А. Ханину) коллекторов может быть, на наш взгляд, связано с волновой переработкой баровых и авандельтовых песчаных фаций. Это могло происходить в прибрежных участках заливообразной формы или на локальных поднятиях, на которые оказывали влияние сгонно-нагонные течения. Образование мономинеральных (или существенно кварцевых) песчаных тел, которые были бы устойчивы к катагенетическим преобразованиям (разложению и серицитизации) и сохранили бы на глубине более 3500 м удовлетворительные коллекторские свойства, весьма проблематично. Вероятно, определенные перспективы можно связывать с погружением образований пласта Ю₁₀ на глубину более 4000-4300 м – начало растворения кальцитового цемента [3].

С целью определения граничного значения глубин для потенциальных коллекторов пласта Ю_10-11 и коры выветривания (Ю₁₄?) был проведен анализ зависимости амплитуды ПС от глубины залегания пласта.

Согласно анализу, проведенному на Приобском месторождении (левый берег, участок опытно-промышленной эксплуатации), и предыдущим работам (Северо-Варьеганское месторождение) аномалия сигнала ПС отбивает пласты с проницаемостью выше 0,01 мкм² (граничное значение мощности пласта > 2 м). Нормализованный сигнал ПС качественно связан с проницаемостью породы. Для количественного анализа необходимо перейти к относительному потенциалу, который рассчитывался по формуле

a_ПС = U_sp/U_spmax,

где U_sp – показания ПС в пласте; U_spmax– максимальные показания ПС.

Продуктивные пласты разбивались по результатам региональной сейсмогеологической интерпретации. По каротажным диаграммам ПС рассматриваемых разрезов отсчеты снимались в песчаных пропластках мощностью 2 м и больше с корректировкой выделения песчаных прослоев по ГК (скв. 2 Уватская, 127 Бахиловская) или АК (скв. 7 Ай-Пимская). На рис. 2 показано изменение a_пс с глубиной.

Пласты Ю₁₀ и Ю₁₁ рассматриваются совместно, так как, несмотря на различия строения, литологически они представлены сходными разностями.

Грубозернистые отложения, условно индексируемые как пласт Ю₁₄(?) и выделяемые в верхней (переотложенной) части коры выветривания, представлены неотсортированными песчано-гравийными осадками. Эта часть разреза мало изучена и, вероятно, здесь будут ухудшенные ФЕС. По данным каротажа отложения такого типа вскрыты в скв. 6 Зимней площади в интервале глубин 3140-3155 м.

По скважинам, вскрывшим наиболее полный разрез, были построены литологические колонки, выделены и сопоставлены циклы различного ранга. Затем для каждого литологического цикла определялась преимущественная фациальная принадлежность соответствующей части отложений. По смене фаций в разрезе была построена условная палеогеографическая кривая, отражающая колебания уровня моря. Резкая смена обстановок и выпадение частей разреза, связанные с перерывами, фиксируются разрывами или "скачками" на кривой. Для всего комплекса юрских отложений максимумы, связанные с трансгрессиями, коррелируются очень хорошо, совпадая в главных тектонических элементах.

Сопоставление юрских трансгрессивных максимумов с результатами работ В. Питмана, П. Вэйла и Дж. Тодда [2], учитывающих глобальные эвстатические изменения уровня океана и перекрытия берегов, дало возможность уверенно стратифицировать разрез и наметить поверхности размывов. Возраст выделенных циклов можно принять за позднетриасовый(?)-геттангский для нижнего цикла и синемюр-плинсбах-тоарский для верхнего цикла. Это не противоречит принятым определениям: глинистые родомская и тогурская пачки имеют возраст соответственно тоар-аален(?) и плинсбах-тоар (Ровнина Л.В., 1994). Нижняя возрастная граница с долей условности определена по аналогии с глобальными циклами. Однако в северной части Западно-Сибирской плиты, в разрезе скв. ТСГ-6, В.Г. Стрепетиловой и М.М. Игнатовой в терригенных отложениях по палинологическим данным определен позднетриасовый возраст. Таким образом, предположение о том, что завершение формирования коры выветривания происходило в позднем триасе – ранней юре представляется обоснованным.

По данным Ф. Аллена [2], эвстатические колебания уровня моря происходят со скоростью, в 3 раза превышающей скорость изменений, обусловленных тектоническими движениями. В нашем случае смещение максимума прогибания и, следовательно, развития прибрежно-морских фаций происходило, очевидно, в результате специфики тектонического развития территории. Его длительность составляет примерно 69 млн лет. Эта особенность циклов может служить основой для их разделения на эвстатические (региональные) и тектонические (локальные). Тектонические циклы будут контролировать местные особенности мощностей и фаций и играть роль наиболее общего палеогеографического фактора.

Привлечение данных А. Хэллема [5] позволяет определить положение отдельных пачек с точностью до подъяруса, что можно использовать для более дробных корреляций. Последовательная смена обстановок осадконакопления и построенные по ним осредненные палеогеографические кривые позволили сделать некоторые выводы:

Прогноз зон выклинивания и фациального замещения преимущественно песчаных тел, образовавшихся в аллювиальных и мелководных обстановках, и выделение связанных с ними сложнопостроенных ловушек являются одной из основных проблем в нефтяной геологии. С ловушками такого типа многие исследователи связывают основной источник прироста запасов и увеличения добычи нефти и газа в Западной Сибири. В рассматриваемых отложениях мы ожидаем развитие ловушек в районах разнообразных обстановок прибрежной зоны мелководья, дельт, вдольбереговых баров. Образования делювиально-пролювиальных склонов и кор выветривания рассматриваются как дополнительная емкость, представляющая некоторый интерес. Отечественными исследователями (Ф.Г. Гурари, А.А. Нежданов и др.) в нижнеюрских отложениях Западной Сибири выделяются сложнопостроенные залежи двух типов: структурно-стратиграфического и структурно-литологического, которые характеризуются замещением и выклиниванием продуктивных горизонтов. Отмечается, что в этом комплексе доля неантиклинальных залежей по мере изучения территории бурением будет возрастать.

условия образования пласта Ю₁₀ – мелководные бары и дельты, сформировавшиеся при постепенном выравнивании весьма расчлененного (в начале раннеюрского времени) рельефа. Этот пласт является основным объектом поисков залежей нефти;

условия формирования пласта Ю₁₁ – размыв временными потоками образований коры выветривания и делювия; весьма вероятно, что это происходило в субаквальных условиях тогурского палеобассейна. Самостоятельного интереса этот объект не представляет;

High prognostic estimate of oil and gas potential of Lower Jurassic complex attracts a steady attention. Due to the fact that the complex was not deposited within large uplifts, main prospects of exploring for pools are associated with zones of stratigraphic wedging out and facies replacement on the flanges of positive structures. Many investigators consider possibilities of oil production increase in Western Siberia with traps of such type.

Main results of studying of paleogeographic features of sandy-argillaceous bodies in Lower Jurassic deposits of Latitudinal Near-Ob area are the following. The Lower Jurassic time is noted for a wide development of near-shore-marine and transition facies that allows to orient searches not only on the flanges of positive structures, but also on the monoclines, particularly their tectonically active parts.

Conditions of Ju10 formation are shallow-water bars and deltas formed during the levelling of rugged relief. It is a main target of oil pools exploration.

The formation Ju11 is not of an independent interest.

Regional tendency of the Jurassic and a part of Lower Cretaceous sedimentation consists in successive displacement of a maximum of paleodownwarping from east to west.

The depth of 3250-3280 m is a margin below which the Lower Jurassic beds are practically non-permeable and become non-promising from view of searching for granular reservoirs there.

1. Нежданов А.А., Огибенин В.В., Комиссаренко В.К. Новые данные о строении нижне-среднеюрских отложений Тюменской области // Нефтегазоносность отложений северных районов Западной Сибири. – Тюмень, 1986.
2. Обстановки осадконакопления и фации // Под ред. Х. Рединга. – М.: Мир, 1990.
3. Орьев Л.Г. Особенности строения порового пространства низкопроницаемых терригенных пород верхней юры // Породы-коллекторы и миграция нефти. - М.: ИГиРГИ, 1987. -С.35-43.
4. Сидоренков А.И., Ясович Г.С. Пространственно-генетические ассоциации ловушек выклинивания в мезозое Западной Сибири // Стратиграфия и фации фанерозоя Западной Сибири: Тр. ЗапСибНИГНИ. - Тюмень, 1982. -Вып. 169. - С. 93-102.
5. Хэллем А. Юрский период. – Л.: Недра, 1978.

1 – песчаники, 2 – пески, 3 – аргиллиты; 4 – аргиллиты с углистыми прослоями, 5 – известняки, 6 – эффузивы, 7 – кора выветривания

Рис. 2. ЗАВИСИМОСТЬ АМПЛИТУДЫ ПС (aпс)