levitra bitcoin

+7(495) 725-8986  г. Москва

Журналы

  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Серия
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал
  • Журнал

Г.Н. Гогоненков, А.С. Кашик, А.И. Тимурзиев,  (ОАО “ЦГЭ”)

Журнал «Геология Нефти и Газа» # 2007-3
 

 

В  ОАО “ЦГЭ” по результатам обработки и интерпретации сейсморазведки 3D на севере Западной Сибири выявлен особый тип разломов осадочного чехла, связанный с проявлением горизонтальных сдвигов фундамента (Гогоненков Г.Н., Лаврик А.С., Эльманович С.С., 2002; Гогоненков Г.Н., Кашик А.С., Тимурзиев А.И., 2004; Гогоненков Г.Н., Тимурзиев А.И., 2004; Тимурзиев А.И., 2004; [1]). Сегодня, благодаря широкому внедрению на разрабатываемых месторождениях технологии сейсморазведки 3D, стало очевидным, что проявление структур горизонтального сдвига (СГС) для севера Западной Сибири явление широко распространенное. Последние выражены в осадочном чехле линейными, кулисообразно построенными системами сбросов и взбросов, фиксирующих в пространстве шовные зоны горизонтальных сдвигов фундамента. Геологический феномен, связанный со СГС, выходит за рамки традиционных представлений о структурных объектах Западной Сибири и не поддается интерпретации стандартными методами геолого-геофизического анализа. На многочисленных примерах доказано, что СГС достоверно картируются только сейсморазведкой 3D, в то время как на огромных территориях центральной и северной части Западной Сибири они неверно интерпретируются по данным сейсморазведки 2D. Сложная морфология, интенсивная дизъюнктивная нарушенность и блоковое строение определяют низкую эффективность проведения поисково-разведочных работ на объектах, осложненных СГС. Проектирование разработки, бурение эксплуатационных скважин и проведение геолого-технологических мероприятий на таких месторождениях без надежной геомеханической и кинематической модели структуроформирующих, флюидопроводящих и экранирующих разломов, формирующих СГС, являются заведомо рисковыми мероприятиями.

География распространения и тектоническая позиция СГС

СГС достоверно выделены по данным сейсморазведки 3D в пределах Пуровского района Надым-Тазовской синеклизы Западной Сибири на ряде площадей ОАО “Газпром­нефть”, ОАО “Роснефть-Пурнефтегаз”, ОАО НК “Лукойл” и других недропользователей (группа Еты-Пуровских, Комсомольских, Харампурских, Часельских поднятий, Кынское, Русское, Новогоднее, Губкинское и др.). Перечень площадей, прошедших обработку и интерпретацию в ОАО “ЦГЭ”, позволяет представить географию и оценить масштабы проявления сдвиговых деформаций, вносящих новые взгляды на традиционные представления о строении и генезисе пликативной складчатости осадочного чехла Западной Сибири. Характер проявления горизонтальных сдвигов фундамента в тектонике севера Западной Сибири демонстрируется на многочисленных примерах, приведенных в работе Г.Н.Гогоненкова, А.С.Лаврика, С.С.Эльмановича (2002).

Выраженные различной степенью контрастности признаки проявления сдвигов фундамента отмечены на Вынгапуровском, Вынгаяхинском, Ярайнерском и других месторождениях, где их строение и генезис идентифицируют характерные кулисные зоны разломов в плане и структуры “пальмового дерева” и “цветка” в разрезе чехла.

Положение осей сдвиговых деформаций, достоверно выделенных по съемкам 3D, установлено на значительной территории – от северной границы Ханты-Мансийского АО до полярных широт общей площадью более 500 тыс. км2, включающей десятки крупнейших месторождений УВ (рис. 1). Анализ данных сейсморазведки 3D западнее Вынгапуровского вала, Северного свода и южнее Широтного Приобья свидетельствует о заметном ослаблении либо отсутствии признаков проявления СГС. В то же время северная (арктическая часть) и восточная (до меридиана р.Енисей) границы территории распространения сдвиговых деформаций в настоящее время не определены и есть все основания полагать, что огромная территория севера Западной Сибири и Карского моря, где выявлены гигантские газовые и газонефтяные месторождения, также подвержена интенсивному проявлению сдвиговых деформаций земной коры.

 

Рис. 1. Положение осей горизонтальных сдвигов фундамента диагональной системы
(северо-западного и северо-восточного направлений) и ориентировка оперяющих кулисных систем сбросов осадочного чехла на изученных сейсморазведкой 3D фрагментах региональных сдвиговфундамента центральной части севера Западной Сибири (Пуровский район)

 

По результатам обобщения данных сейсморазведки 2D (Восточно-Етыпуровская, Валынтойская, Урабор-Яхинская, Ванско-Намысская, Западно-Харампурская и другие поисковые площади), региональных структурных построений [2] и схем тектонического районирования (Сурков В.С., Жеро О.Г., 1981) мы предполагаем распространение СГС по всей территории центральной части Западной Сибири от Широтного Приобья до арктического Заполярья. Анализ свидетельствует о проявлении СГС на телах валов, мезо- и мегавалов, образующих линейную надпорядковую мегаструктуру северо-западного простирания (310-320). Эта структура, помимо валов с доказанным работами 3D проявлением СГС (Вынгаяхинский, Вынгапуровский, Еты-Пуровский, Северо-Губкинский валы, группа Комсомольских поднятий, Новогоднее, Ярайнерское и другие поднятия), включает Центрально-Уренгойский, Медвежий, Новопортовский, Южно-Ямальский, Нурминский, Северо- и Южно-Арктические мезовалы, Бованенковское поднятие (Бованенковско-Нурминский мегавал), Варьеганский вал и многие другие поднятия, расположенные в створе этой надпорядковой мегаструктуры, в пределах которых предполагается развитие СГС. На структурной карте по кровле альб – сеномана [2] эта структурная линия выражена цепочкой кулисного сочленения перечисленных поднятий к глубинному тектоническому шву Западной Сибири, связанному с Худуттейским ответвлением Колтогорско-Уренгойского грабен-рифта (Сурков В.С., Жеро О.Г., 1981). Вторая структурная линия, выраженная цепочкой кулисного сочленения Харампурского, Часельского, Русского, Тазовского и других валов, продолжающихся в сторону Большехетской впадины и Енисей-Хатангского прогиба, предположительно связана с активизированными на неотектоническом этапе фрагментами Худосейского грабен-рифта (рис. 2).

 

Рис. 2. Структурная карта Западно-Сибирской геосинеклизы по кровле альб-сеноманского комплекса по [2] с дополнениями
1 – положение площади с доказанными сейсморазведкой СГС на фоне регионального строения севера Западной Сибири;
2 – предполагаемые надпорядковые линейные швы,  связанные с региональными сдвигами фундамента на теле активизированных на неотектоническом этапе фрагментов (ответвлений) Колтогорско-Уренгойского грабен-рифта (Худуттейский и Худосейский разломы); положение крупнейших валов и локальных понятий характеризуется кулисным сочленением с линиями региональных сдвигов фундамента

 

Распространение СГС на юг предполагается нами по ряду косвенных признаков в пределах Надым-Пуровской (западная линия) и Васюганской (восточная линия) нефтегазоносных областей Ханты-Мансийского АО на структурах Варьеганского, Тагринского и Ларьеганского валов (группа Варьеганских, Ваньеганских и Кошильских поднятий), Бахиловского, Александровского и Междуреченского валов (Бахиловские, Хохряковские, Пермяковские, Колик-Еганские поднятия). Признаки проявления СГС имеются и на Самотлорском месторождении Нижневартовского свода (Галямов К.К. и др., 2002).

Все это свидетельствует о региональном характере процессов, определивших активизацию в пределах Западной Сибири горизонтальных сдвигов фундамента в позднекайнозойское время. В зависимости от зрелости СГС в осадочном чехле Западной Сибири картируются различные структурные индикаторы сдвиговых деформаций – от кулисообразных складок волочения и систем ранних сколов (на ранних стадиях развития), ортогональных им поздних трещин отрыва и сбросов (на промежуточных стадиях развития) до линейных шовных зон разрыва сплошности пород осадочного чехла (на поздних стадиях развития). Для большинства рассматриваемых объектов характерны структурные признаки ранних стадий развития СГС (зарождающиеся горизонтальные сдвиги (Гогоненков Г.Н., Лаврик А.С., Эльманович С.С., 2002), хотя ряд из них (Северо-Етыпуровское, Северо-Комсомольское) достигает поздних стадий развития. Это условная градация СГС, и, как будет показано, физическая природа наблюдаемых различий в структурной выраженности СГС кроется в интенсивности сдвиговых деформаций фундамента.

Особенности строения СГС

Рассмотрим особенности строения СГС на эталонном примере Еты-Пуровского месторождения (одноименный вал, структура 2-го порядка) и осложняющего его Северного купола – структурного элемента 3-го порядка (рис. 3). Разломы осадочного чехла, картируемые сейсморазведкой 3D, идентифицируются как структурные признаки горизонтальных сдвигов фундамента по ряду характерных признаков: кулисному расположению систем оперяющих разломов, эшелонированным цепочкам приразломных складок, наличию линейных впадин присдвигового растяжения. В пределах шовных зон сдвигов фундамента образовались сопряженные зоны сжатия – растяжения, выраженные отрицательными (грабены) и положительными (горсты) структурами, рассматриваемыми как присдвиговые складки волочения. Эта картина с небольшими отличиями закономерно повторяется на всех сейсмических горизонтах, начиная от нижних горизонтов тюменской свиты (нижняя юра) и заканчивая самыми верхними горизонтами осадочного чехла вплоть до дневной поверхности.

 

Рис. 3. Структурная модель горизонта Ю11 (васюганская свита верхней юры) Еты-Пуровского вала
А – структурная карта; Б – куб структурной поверхности (аксонометрия); В – карта углов наклона (угол подсветки 270°)м

 

Преобладающее простирание оперяющих кулис шовной зоны сдвигов фундамента – меридиональное (350-360). Кулисы группируются в линейную зону северо-западного простирания (310-320) шириной от 1,0-1,5 км в низах осадочного чехла до 5,0-6,5 км в кровле верхнего мела. По простиранию шовная зона выполнена грабенами и впадинами присдвигового растяжения. Ширина грабена 0,5-1,0 км, глубина – 50-100 м по кровле верхнего мела. Протяженность шовной зоны сдвигов фундамента > 20 км (в пределах куба 3D). Число кулис на площади Северного купола достигает 50, протяженность отдельных кулис варьирует от 0,5-1,0 км (нижняя юра) до 5,0-6,0 км (верхний мел). Приразломные складки располагаются кулисообразно по отношению к оси горизонтального сдвига под углом от 10-20 в низах юры до 30-40 в верхах мела. Сверху вниз к фундаменту кулисы складываются как веер в плоскость сдвига. Характерны чередование вкрест кулис шовной зоны опущенных (грабены) и приподнятых (присдвиговые складки) блоков, а также встречные углы падения оперяющих сбросов (разная полярность) и гипсометрическая инверсия приразломных структур по разные стороны от плоскости сдвига (на восточном крыле структуры приподнятыми являются юго-восточные приразломные блоки, на западном – северо-западные). Снижение вертикальной амплитуды сбросов вниз по разрезу (до исчезающих значений у кровли фундамента), фронтальное положение складок волочения к плоскости сдвига, наличие грабен-структур проседания над шовной зоной, структура “пальмы” в вертикальном сечении и другие признаки свидетельствуют о правосторонней кинематике смещения с транстенсионной составляющей (сдвиг с элементами растяжения) для северо-западных сдвигов фундамента Еты-Пуровского вала.

Оперяющие кулисы сдвигов фундамента имеют два компонента смещения и представляют собой комбинированный тип сбрососдвигов и взбрососдвигов. Сбросовая составляющая деформаций подчеркивается элементами грабен-горстового строения свода по всему разрезу – от подошвы юры до верхних горизонтов осадочного чехла. Амплитуда вертикального смещения увеличивается вверх по разрезу и достигает 100 м на уровне горизонта С (березовская свита, верхний мел). Сдвиговая составляющая деформаций в строении Северного купола подчеркивается элементами смещения восточного блока структуры в юго-восточном направлении, а западного – в северо-западном вдоль шовной зоны сдвига. Амплитуда горизонтального сдвига увеличивается вниз по разрезу и оценивается первыми километрами по базальным горизонтам юры и кровли фундамента, тип смещения – правый сдвиг.

Не останавливаясь на характеристике СГС Южного купола и Центрального блока Еты-Пуровского вала, отметим, что они имеют общие структурные (геометрические) признаки и генезис. От Северного купола их отличает простирание осей сдвигов (северо-восточное), кинематика и стратиграфический диапазон проникновения в осадочный чехол. При общности морфологических черт сдвиги северо-восточного простирания имеют левую кинематику и образуют единую тектонопару (динамопару сколов) со сдвигами северо-западного простирания Северного купола.

Сейсмический образ СГС

Оперяющие кулисы сдвигов фундамента в поперечном сечении образуют пучок субпараллельных, сходящихся к основанию разломов. Их плоскости в проекции оси схождения фиксируют источник разрывообразования, прогнозируемый по сейсморазведке 3D ниже кровли фундамента (рис. 4). По данным  сейсморазведки 3D проседание блоков по системе сбросов фиксируется повсеместно в сводах структур Пур-Тазовской синеклизы в интервале от кровли фундамента до различных, включая самые верхние, горизонтов осадочного чехла. Стратиграфический диапазон, охваченный структурами вторичного обрушения сводов и формированием наложенных грабен-прогибов в пределах шовных зон сдвигов, коррелирует с интервалом “вспарывания” чехла оперяющими кулисами и является функцией интенсивности деформаций горизонтального сдвига. Сложные комбинации грабен-горстовых структур отражают неоднородность напряженно-деформированного состояния земной коры и идентифицируют чередование по площади и разрезу зон сжатия и растяжения горных пород. В поперечном сечении СГС образует в чехле структуру “пальмового дерева” (palm tree-structure), характерную для транстенсионных сдвигов различных стадий развития.

 

Рис. 4. Примеры поперечных профилей через шовную зону сдвиговых деформаций Еты-Пуровского месторождения, Северный купол (ЦГЭ, 2006)

 

Плоскости разломов имеют пологие углы падения, что свидетельствует о проявлении при их формировании режима растяжения, запечатленного элементами сбросовой тектоники. Типичные углы падения сбросов от 50-60° в верхней части, до 70-80° внизу разреза.* Изображение разрезов приводится для наглядности в искаженном масштабе (по горизонтали разрез сжат), в связи с чем истинные углы наклона разломов отличаются от наблюдаемых на рисунках.

* Изображение разрезов приводится для наглядности в искаженном масштабе (по горизонтали разрез сжат), в связи с чем истинные углы наклона разломов отличаются от наблюдаемых на рисунках.

Часто наблюдаемые сбросы являются бескорневыми, т.е. не прослеживаются ниже чехла, еще чаще наблюдается затухание разломов внутри осадочного чехла на различных стратиграфических уровнях юры и мела. Другая особенность структуры “пальмового дерева” – обновление “кроны” более молодыми “побегами” – разломами самых поздних генераций. Общая закономерность возрастного соотношения разрывов сводится к омоложению нарушений к центру “ствола” и кверху “кроны” “пальмового дерева”. Глубина их стратиграфического проникновения подчинена последовательности формирования кулис шовной зоны сдвигов фундамента и увеличивается от поздних приосевых нарушений к ранним периферийным.

Последовательный погоризонтный анализ признаков проявления осложняющих СГС разломов Еты-Пуровского вала обнаруживает следующие общие закономерности, характеризующие природу сдвиговых структур севера Западной Сибири.

  1. Характерный кулисный рисунок оперения сдвигов фундамента формируется в низах осадочного чехла и проникает на различную стратиграфическую высоту (для структур различного типа) от подошвы юры до дневной поверхности.
  2. Оперяющие кулисы в низах разреза имеют минимальную протяженность по простиранию и максимальную густоту по разрезу. Вверх по разрезу протяженность кулис увеличивается, их число сокращается.
  3. Вверх по разрезу шовная зона сдвига расширяется от минимального значения в основании осадочного чехла до максимального в верхах разреза.
  4. Вверх по разрезу кулисы отдаляются от оси сдвига и меняют азимут простирания. Угол между плоскостью сдвига и оперяющими сбросами (угол скола) составляет от 20-30 до 40° в верхней части разреза и с глубиной (низы юры) выполаживается до нуля. Благодаря сложной стереометрии оперяющие кулисы сдвига приобретают винтообразное строение.
  5. Для изученных нами площадей сдвиги северо-западного простирания характеризуются правосторонней кинематикой, северо-восточного – левосторонней.* Единственное из известных нам исключений отмечено на Северо-Комсомольской площади, для которой основной северо-восточный сдвиг имеет правостороннюю кинематику в интервале меловых отложений.
    * Единственное из известных нам исключений отмечено на Северо-Комсомольской площади, для которой основной северо-восточный сдвиг имеет правостороннюю кинематику в интервале меловых отложений.
  6. Важной особенностью и генетическим признаком сдвигов фундамента в пределах рассматриваемой территории является практически повсеместное отсутствие следов вертикальных перепадов на уровне кровли фундамента. Это обстоятельство исключает поперечный изгиб как механизм структурообразования, и для его объяснения требуется привлечение представлений о тангенциальной природе складчатых деформаций позднекайнозойского времени. Генезис локальных поднятий позволяет клас­сифицировать их как складчатость продольного изгиба (тангенциального сжатия).
Характер строения разломов в сейсморазведке 2D

Характер строения разломов по материалам сейсморазведки 2D и 3D принципиально отличается. Анализ съемок сейсморазведки 2D, прилегающих и перекрывающих площади сейсморазведки 3D, где выделены СГС, показывает, что даже при достаточно плотной сети наблюдений (2×2 км) сейсмические данные сейсморазведки 2D не позволяют опознать кулисный рисунок строения СГС. Даже точно зная, как построена сдвиговая зона, когда съемка 2D непосредственно примыкает к площади 3D, где выделены оперяющие кулисы сдвигов фундамента, не удается обеспечить пространственную корреляцию отдельных кулис по профилям сейсморазведки 2D. Отрицательную роль здесь играет тот факт, что оперяющие кулисы сдвигов малоамплитудные, их полярность меняется по простиранию, поэтому есть зоны, где разрыва или сдвига в корреляции отражений не наблюдается. Как правило, протяженность кулис меньше расстояния между профилями сейсморазведки 2D, особенно при их диагональном положении относительно простирания кулис. Кроме того, при профильных сейсмических наблюдениях отсутствует возможность выполнения процедуры пространственной миграции, а миграция 2D в плоскости профиля не позволяет восстановить истинную картину сложной геометрии разломов.

По характеру прослеживаемости СГС на материалах сейсморазведки 2D становится очевидным, что кулисное строение оперяющих нарушений горизонтальных сдвигов фундамента продолжается далеко за пределами кубов 3D (антиклинальных поднятий). Однако, в силу дискретности пересечений разломов профилями 2D, истинную картину поведения плоскости разломов увидеть невозможно и на данных 2D оперяющие кулисы сдвигов представлены зонами субпараллельных линий разломов, отражающих общее направление региональных сколовых сечений в фундаменте Западной Сибири.

Таким образом, картируемые сейсморазведкой 2D в центральной части Западной Сибири разломы северо-западного и северо-восточного простираний являются региональными швами горизонтальных сдвигов фундамента (в геомеханическом и кинематическом понимании), активизированными на неотектоническом этапе. Внутреннее строение этих швов и структурные парагенезы осложняющих их пликативных и дизъюнктивных структур не поддаются интерпретации и расшифровке методами сейсморазведки 2D, в связи с чем все существующие по этой огромной территории структурные построения, основанные на данных 2D, нельзя считать достоверными.

В качестве иллюстрации к сказанному приводится пример (рис. 5), на котором показаны структурные построения по Еты-Пуровскому валу, выполненные по данным сейсморазведки 2D, в сопоставлении с последующими построениями по данным 3D. Видно, что по данным сейсморазведки 2D было невозможно закартировать истинную геометрию оперяющих кулис сдвига. Они интерпретируются линейной зоной разломов северо-западного простирания, отображающей общий тренд сдвига в фундаменте. Этот и целый ряд примеров по другим площадям севера Западной Сибири свидетельствуют о том, что линейные зоны разломов, картируемые по данным сейсморазведки 2D (в том числе все разломы за пределами границ съемки 3D), проинтерпретированы неверно и не отображают истинной геометрии разломов и их взаимоотношений со структурами осадочного чехла.

 

Рис. 5. Характер выраженности горизонтальных сдвигов фундамента в осадочном чехле Еты-Пуровского месторождения
по результатам интерпретации сейсморазведки
А – 2D (Роснефть-Пурнефтегаз,  2001); Б – 3D (ЦГЭ,  2004)

 

Неверная интерпретация разломов приводит к неверным структурным построениям по целевым горизонтам, следствием чего являются неправильная геометризация ловушек и неоптимальное размещение скважин. Сегодня уже можно утверждать, что в условиях кулисного строения оперяющих разломов региональных сдвигов фундамента севера Западной Сибири сейсморазведка 2D не может служить достаточной основой для заложения поисково-разведочных скважин, а тем более для проектирования разработки месторождений и проведения геолого-технологических мероприятий.

Структуроформирующая (и контролирующая) роль сдвигов фундамента

Проявление разломов на площади Еты-Пуровского вала по материалам сейсморазведки 3D локализовано в пределах осевой части Северного купола (северо-западные сдвиги), приконтурных крыльевых и периклинальных зонах Южного купола (северо-восточные сдвиги) и межструктурных зонах Центрального блока (северо-восточные сдвиги). На локальном уровне структуроконтролирующая роль сдвигов фундамента Еты-Пуровского вала проявляется в элементах блокового строения, соподчиненности амплитуд разломов и локальных поднятий, единовременности формирования парагенезов дизъюнктивных и пликативных структур.

Образование Северного купола как новообразованной позднеинверсионной структуры на теле Еты-Пуровского вала связано с горизонтальным сдвигом фундамента по схеме продольного сжатия. Детальный анализ истории палеотектонического развития показывает, что основные события, приведшие к росту палеоподнятий и формированию современного структурного плана горизонтов осадочного чехла Еты-Пуровского вала, произошли в позднекайнозойское время. Основной рост палеоподнятий Северного и Южного куполов и объединение их в единую структуру Еты-Пуровского вала связаны со среднемиоцен-четвертичными движениями аль­пийского тектонического этапа развития севера Западной Сибири. Важным следствием палеотектонического анализа служит вывод об исключительно молодом возрасте и геологически мгновенном формировании современной структуры Северного купола Еты-Пуровского вала в позднекайнозойское время. Низкая палеотектоническая активность развития юрско-меловых горизонтов на всем протяжении геологического времени от ранней юры до позднего мела и отсутствие признаков роста палеоподнятий за это время свидетельствуют о том, что изгиб пластов осадочного чехла и формирование пликативной складчатости происходили одномоментно после накопления всей толщи юрско-меловых отложений при формировании структуры Еты-Пуровского вала в условиях интенсивных горизонтальных сдвигов фундамента.

По результатам региональных построений сейсморазведки 2D в пределах Надым-Пуровской и Пур-Тазовской нефтегазоносных областей картируются многочисленные региональные разломы диагональной системы (северо-западного и северо-восточного простираний), образующие ромбическую сеть первичной блоковой делимости земной коры Западной Сибири. Система кулисных сбросов субмеридионального простирания, образующая линейную шовную зону регионального правостороннего сдвига фундамента северо-западного простирания и пересекающая сводовую часть Северного купола Еты-Пуровского вала (см. рис. 5), прослеживается по материалам сейсморазведки 2D далеко на северо-запад до Губкинского месторождения. Зона поперечного левостороннего сдвига северо-восточного простирания сопряженной диагональной системы сдвигов выделена по материалам 3D между куполами Еты-Пуровского вала (см. рис. 3, 5) и прослежена по материалам сейсморазведки 2D до Усть-Харампурской и Ванско-Намысской площадей.

В соотношении региональных сдвигов фундамента и положения локальных структур отмечается строгая соподчиненность, согласно которой структуры являются осложнениями на телах сдвигов по их простиранию и в узлах их пересечения. Часто сочленение локальных поднятий и валов с плоскостью сдвигов имеет кулисный характер. На основе анализа материалов сейсморазведки 2D по северу Западной Сибири системы кулисных разломов в пределах локальных структур 3-го порядка рассматриваются нами элементарными составными кулисами шовных зон региональных сдвигов межблоковой делимости более высокого иерархического ранга.

Таким образом, в условиях активного проявления сдвиговой тектоники на севере Западной Сибири картирование новых разломов и, что особенно важно, прослеживание и детализация по простиранию разломов и флексур, выделенных ранее сейсморазведкой 2D, имеют важное прикладное значение при картировании присдвиговых тектонически-экранированных структур – потенциальных ловушек для поисков залежей УВ.

Деформации горных пород в зонах влияния СГС

Внутреннее строение СГС представляет собой зону “ряби” – фрагментарности сейсмической записи, нарушения сплошности и полной деструкции вмещающих пород. За счет дезинтеграции пород в шовной зоне сдвиговых деформаций отмечаются снижение акустической жесткости и изменение атрибутов сейсмической записи. В строении структур, осложненных СГС, обнаруживается сложная комбинация механических деформаций горных пород и флюидодинамического воздействия, вызывающая “вспарывание” осадочного чехла и вздутие пластов над сводами поднятий с их последующими обрушением и проседанием в интервале проникновения разломов в осадочный чехол. Для СГС характерно, что весь нарушенный разрез чехла деформирован единообразно по морфологии и одномоментно по времени (позднекайнозойское время). По разные стороны от оси сдвига направление “вспарывания” пластов встречное, против направления сдвига (рис. 6, А). Примеры проявления чешуйчатых сопряженных надвигов, дисгармоничной складчатости и рассланцевания пород, послойного шарьирования и черепичного сдваивания разреза в зоне динамического влияния горизонтального сдвига фундамента – повсеместное явление для СГС (рис. 6, Б). На микроуровне (микроимиджеры, керн) для СГС типично проявление интенсивной трещиноватости, разломов, текстур пластического течения и брекчирования пород юрско-мелового разреза.

 

Рис. 6. Еты-Пуровское месторождение, Северный купол (ЦГЭ, 2006)
Примеры: А – проявления чешуйчатых сопряженных надвигов,  послойного шарьирования и пластического теченияюрско-меловых пород в зоне динамического влияния горизонтальных сдвигов фундамента, Б – тектонических деформаций разреза внутри зоны динамического влияния горизонтального сдвига фундамента на уровне баженовской свиты: а – ненарушенное залегание, б – дисгармоничная складчатость и рассланцевание пород, в – черепичное налегание разорванных фрагментов баженовской свиты,  г – структуры шарьирования и будинирования в ачимовке и верхней юры

 

В разрезе корни зон деструкции и дезинтеграции пород на ширину динамического влияния горизонтального сдвига, сужаясь клином, уходят ниже кровли фундамента до глубин, освещенных сейсмической записью. Ниже кровли фундамента (горизонт А) просматривается вертикальный столб деструкции пород, связанный с “окном проницаемости” (Г.Л.Поспелов). Внутри структуры обрушения свода поднятия меловые горизонты выгнуты вверх (область растяжения), а юрские горизонты вогнуты вниз (область сжатия) (см. рис. 4).

Отличительной особенностью СГС является отсутствие видимых вертикальных смещений на уровне кровли фундамента. Другая особенность СГС состоит в том, что в осевых зонах проседание верхней части разреза (мел) происходит по схеме сбрасывания выгнутых (вздутий), а проседание нижней части разреза (юра) – вогнутых горизонтов (обрушений) осадочного чехла. Внутри клина сжатия создается выпуклая в двух направлениях линза, при этом выгнутая вверх меловая часть разреза оказывается в условиях растяжения, а вогнутая вниз юрская часть – сжатия, разделяет их нейтральная (в геомеханическом понимании) ачимовская толща. За счет пластического нагнетания глинистой ачимовской толщи внутри клина сжатия создается раздув мощностей, достигающий от 50 до 100 м.

В ряде случаев внутри клина сжатия отмечается поднятие нижней части разреза (юра), которое происходит по схеме взбрасывания приразломных блоков. Такое строение разломов придает им сложную природу с переменной сбросовзбросовой кинематикой по падению. На Еты-Пуровской площади нами впервые выявлен реверсный тип разломов (рис. 7). Свойства таких разломов определяются разнонаправленными движениями блоков по одну сторону от сместителя ниже и выше нейтральной поверхности, связанной с горизонтами ачимовской толщи. Если выше ачимовской толщи разлом классифицируется как сброс, то ниже этой поверхности он трансформируется во взброс, при этом по одну сторону плоскости сместителя пласты смещаются навстречу друг другу, а по другую – расходятся друг от друга. На уровне горизонтов ачимовской толщи смещение пластов нулевое, вверх по разрезу смещение растет со сбросовой кинематикой и на уровне горизонта М1 (верхний мел) составляет 40 м, вниз по разрезу смещение также растет, но уже со взбросовой кинематикой, и на уровне горизонта Б составляет 20 м. Следствием таких деформаций является разница мощности толщи Б-М1 по разные стороны от сместителя в 60 м.

 

Рис. 7. Пример строения реверсного разлома (РР) Еты-Пуровского месторождения, Южный купол (ЦГЭ, 2006)
А – интерпретация сейсмического разреза,  Б – модель формирования и кинематики РР как сброс выше и взброс ниже нейтральной поверхности

 

Таким образом, по одну сторону плоскости реверсного разлома без нарушения последовательности залегания пластов и отсутствия перерывов осадконакопления происходит сокращение мощности за счет встречного движения блоков, пластического выдавливания и уплотнения пород. По другую сторону плоскости разлома за счет растяжения происходят нагнетание и разуплотнение пород. Анализ показал, что изменение мощности нижнего мела (Б-М1) по разные стороны от сместителя реверсных разломов достигает на Еты-Пуровском месторождении 100-150 м.

Эти примеры позволяют понять возможные причины существующих невязок и являются основой для ревизии спорных моментов при проведении межскважинной корреляции горизонтов в зонах реверсных разломов и внутри клиньев сжатия СГС.

Очевидны тектоническая природа и связь с глубинными недрами горизонтальных сдвигов фундамента Еты-Пуровского вала, определивших линейные деформации чехла по кинематической схеме транстенсии, формирование приразломных структур по механизму горизонтального сжатия (продольного изгиба) и пластического нагнетания пород в ядра складок, формирование “окон проницаемости” на телах СГС, общее раскрытие недр и разгрузка УВ в осадочном чехле по механизму вертикальной струйной фильтрации.

Сложные сочетания зон сжатия и растяжения пород на теле СГС по площади и разрезу определяют неоднородность строения резервуаров и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов. В этих условиях реконструкции напряженно-деформированного  состояния горных пород по результатам комплексного структурного (геометрического) и кинематического анализов СГС служат основой для геометризации трещинных резервуаров, построения гидродинамической модели залежей нефти и газа, прогнозирования параметров искусственных трещин при проведении различных геолого-технологических мероприятий (гидроразрыв пласта, серно-кислотная обработка, поддержание пластового давления) и для проектирования стволов ориентированных скважин и рядов добывающих и нагнетательных скважин.

Стратиграфический уровень проникновения и время формирования разломов

Для СГС имеет место подобие систем разломов на разных стратиграфических уровнях разреза как следствие проявления единого стиля деформаций земной коры. При этом наблюдается два глубинных уровня (ниже и выше ачимовки), характеризующихся различной выраженностью основных систем. Густота разломов и выраженность систем северо-восточного простирания резко снижены в меловой части разреза. По площади Еты-Пуровского вала высота стратиграфического проникновения разломов колеблется от кровли юры и ачимовской толщи (Центральный блок) до кровли мела (Южный блок) и дневной поверхности (Северный купол). Как показал анализ, высота проникновения кулис в осадочный чехол характеризует не возраст разломов, а интенсивность тектонических деформаций и является энергетической характеристикой деформаций сдвига (удельная потенциальная энергия деформаций).

В пределах Еты-Пуровского вала выделяется одна возрастная генерация разломов с различной амплитудой проникновения в осадочный чехол. Сбросы, связанные со сдвигами фундамента новейшего этапа (среднемиоцен-четвертичное время) активизации Западной Сибири, формируют основной каркас разрывных нарушений площади. Их возрастной диапазон (внутри среднемиоцен-четвертичного времени) и глубина проникновения в осадочный чехол различны, но их объединяет общий механизм формирования и структурно-тектонические парагенезисы – это позднеинверсионные структуроформирующие и флюидопроводящие нарушения.

Признаки постседиментационного формирования СГС: изменение мощностей синхронных отложений на картах изопахит не подчинено положению разломов, а приразломные изменения объясняются эффектом пластических деформаций пород на этапе формирования структур; разломы пронизывают весь разрез чехла от фундамента до дневной поверхности при плоскопараллельном залегании горизонтов до позднего мела и палеоцена; разломы проявляются независимо от особенностей развития структур, в палеообстановке одинаково выражены во время относительного прогибания и роста структур; разломы наложены на элементы палеорельефа; нет закономерностей в палеоструктурном парагенезисе разломов, как в случае закономерностей структурного парагенезиса с локальными блоками и приразломными складками; отсутствие локальных приразломных поднятий до позднего мела – разломы как причина формирования структур не могли существовать до времени, когда появились структуры (следствие не может проявиться раньше причины). Учитывая пространственную и генетическую связь платформенной складчатости со сдвигами фундамента, вывод о молодом возрасте и новейшем времени формирования разломов распространяется на все составляющие изучаемого структурно-тектонического парагенезиса (ловушки, залежи УВ и др.).

Нефтегазоносность СГС

Главной особенностью месторождений, осложненных СГС, является их многопластовость. Так, для Еты-Пуровского месторождения в процессе уточнения геологического строения число продуктивных пластов достигает 50, а залежей нефти и газа превышает 150. Высокая вертикальная проницаемость разреза в пределах СГС определяет высокую плотность миграционного потока УВ и, как следствие, высокую плотность запасов, локализованных на многочисленных тектонических блоках. В условиях сложного блокового строения и тектонического экранирования залежи УВ характеризуются сложной природой контуров с элементами неструктурного контроля (пластово-жильное насыщение), затрудняющими их геометризацию. Обладая высокой проницаемостью на этапе формирования, оперяющие сбросы на теле СГС в настоящее время являются экранирующими и запирают залежи нефти и газа на многочисленных структурно-тектонических и литологических барьерах (ловушках). Этот вывод подтверждается и сохранностью крупной залежи газа в верхнемеловых отложениях (сеноман, горизонт ПК1), сплошь пронизанных высокоамплитудными сбросами (до 100 м).

Интенсивная нарушенность и тектоническая трещиноватость, картируемые на макроуровне сейсморазведкой 3D и микроуровне в скважинах (керн, FMI), предполагают существенную роль трещинной проницаемости в формировании фильтрационной среды гранулярных коллекторов, особенно юрской части разреза. В пользу этого свидетельствуют факты резкой неоднородности и анизотропии проницаемости юрских коллекторов (Кпр изменяется от стотысячных до десятых долей квадратных микрометров) и перепады дебитов скважин, исчисляемые величинами в 2-3 порядка. Нельзя не отметить и проявление аномалий пластовых давлений (Кан достигает 1,5) и температур в интервале залегания юрских залежей в пределах СГС как проявление молодости процессов формирования залежей УВ в пределах СГС.

Нефтегазоносность многопластовых месторождений, осложненных СГС, связана с зонами растяжения приразломных структур, которые в условиях сдвигового поля напряжений новейшего времени представляли собой механодеформационные структуры разрушения и прорыва флюидодинамических (нефтяных) диапиров. Обеспечивая связь осадочного чехла с палеозойским основанием, в пределах СГС формируются вторично-наложенные пластово-жильные парагенезы “нефтяных тел” и сопутствующие им гидродинамические аномалии пластовых вод. С учетом результатов палеореконструкций, свидетельствующих о постседиментационной природе и позднекайнозойском времени формирования тектонических (дизъюнктивных и пликативных) структур, осложненных сдвигами фундамента, и балансовых расчетов вмещающих способностей ловушек УВ, обоснован вывод о молодом возрасте и неоген-четвертичном времени формирования залежей нефти и газа Еты-Пуровского месторождения.

ВЫВОДЫ
  1. По результатам интерпретации сейсморазведки 3D показано, что огромная территория центральной части Западной Сибири подвержена интенсивным тектоническим деформациям сдвигового типа по фундаменту. По материалам сейсморазведки 2D территория проявления сдвиговой тектоники может быть существенно расширена за счет северных (арктических) и южных (до Широтного Приобья) районов центральной части Западной Сибири.
  2. Анализ материалов сейсморазведки 3D по ряду месторождений севера Западной Сибири показал, что горизонтальные сдвиги фундамента имеют важное структурно-контролирующее значение, влияют на направление и интенсивность трещиноватости пород, распределения коллекторов и покрышек УВ, характер стратиграфического распределения УВ, контролируют продуктивность пластов и скважин. Месторождения УВ с проявлением сдвиговых деформаций характеризуются сквозным насыщением разреза, многопластовым строением и резкой неоднородностью строения пластовых резервуаров.
  3. Изучение СГС на месторождениях нефти и газа, находящихся на различных стадиях освоения, показывает настоятельную необходимость анализа и учета влияния сдвиговых деформаций на формирование и строение залежей УВ, закономерности их пространственно-стратиграфического распределения, неоднородность фильтрационно-емкостных свойств горных пород, степень сохранности залежей, фазовый состав и физико-химические свойства УВ и другие свойства коллекторов, резервуаров и насыщающих их флюидов.
  4. Анализ строения зон деструкций, связанных со СГС, комплексный структурный (геометрический), кинематический и динамический анализы составляющих их разрывов показал и возможность прогнозирования природы и типов нарушений, осуществления генетической классификации, выполнения реконструкций напряженно-деформированного состояния горных пород и оценки проницаемости различных систем разломов и трещин.
  5. При осуществлении мероприятий, связанных с проведением гидроразрыва пласта, бурением ориентированных (наклонно-направленных, горизонтальных) скважин и забуриванием вторых стволов, а также при проектировании разработки месторождений без учета влияния выделяемых сейсморазведкой разломов и связанной с ними трещиноватости невозможно добиться высокой эффективности технологических решений. Учет неоднородности напряженно-деформированного состояния горных пород и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов, определяемые интенсивностью и проницаемостью развитой на теле СГС трещиноватости, напрямую влияют на технологию проектирования поисково-разведочных скважин, а также на проектирование разработки месторождений и конечную эффективность освоения ресурсной базы нефтяных компаний.
  6. С учетом сказанного, проблема изучения СГС севера Западной Сибири выходит за рамки чисто научного интереса и приобретает для нефтяных компаний, работающих на объектах, осложненных сдвиговыми деформациями, важное практическое значение на всех этапах геолого-разведочного процесса от поисково-разведочного бурения и проектирования разработки залежей на новых площадях до реанимации старых месторождений.
  7. Многие вопросы (генезис и влияние СГС на процессы структурообразования, характер их распространения, строения и нефтенасыщения за пределами кубов 3D, характер изменения экранирующих свойств и проницаемости разломов, их влияние на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов и др.), поднятые в этой статье, до конца не ясны. для их изучения необходима постановка специальных исследований по изучению сдвиговых деформаций с целью оптимизации поисково-разведочных работ и повышения эффективности разработки месторождений нефти и газа. Сегодня очевидно, что нефтяные компании могут использовать огромный практический опыт ОАО “ЦГЭ” по применению технологических решений на основе уже имеющихся знаний в практике поисков, разведки и разработки месторождений УВ, расположенных на территории активного проявления сдвиговых деформаций севера Западной Сибири.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Денисов С.Б. Влияние сдвиговой тектоники на формирование нефтегазовых месторождений Западной Сибири // Нефтегазовое хозяйство. – 2001. – № 4.
2. Особенности геологического строения и разработки уникальных залежей газа Крайнего Севера Западной Сибири / О.М.Ермилов, Ю.Н.Карогодин, А.Э.Конторович и др. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004.


©  Г.Н. Гогоненков, А.С. Кашик, А.И. Тимурзиевм, Журнал "Геология Нефти и Газа" - 2007-3.
 

 

 

SCROLL TO TOP
viagra bitcoin buy

������ ����������� Rambler's Top100 �������@Mail.ru