Геология линейных аномалий сейсмической записи фроловской свиты

При интерпретации сейсмических данных на участках Тортасинского блока в интервале отражающего горизонта НАС4 были обнаружены линейные аномалии северо-западного простирания, характеризующиеся пониженными значениями амплитуд.

Природа этих аномалий неясна. Данная статья посвящена обсуждению результатов анализа вероятных причин подобных явлений.

Участками Тортасинского блока называют Тортасинский, Восточно-Унлорский и Северо-Итьяхский-3, они находятся в западной части Хан-

GEOPHYSICAL SURVEYS

ты-Мансийского автономного округа Тюменской области. Блок участков покрыт сейсморазведочными работами МОГТ-3D объемом более 900 км2 [1]. Площадь работ разбурена неравномерно, всего 22 поисково-разведочные скважины и 8 эксплуатационных.

Территория исследования расположена в зоне сочленения восточной части Верхнеляминского вала, Вынглорской котловины, Сыньеганской террасы и седловины без названия, осложняющих северную часть Фроловской мегавпадины (рис. 1). По нефтегеологическому районированию блок участков расположен в Ляминском нефтегазоносном районе Фроловской нефтегазоносной области. В пределах Ляминского нефтегазоносного района продуктивны отложения юры и неокома [2].

Аномалии сейсмической записи выявлены в части волнового поля, соответствующей отложениям фроловской свиты.

Палеогеография района исследований в готериве и барреме

Фроловская свита входит в неокомский комплекс, относящийся к нижнемеловому отделу, и подразделяется на нижнюю и верхнюю подсвиты. В волновом поле объект исследования находится в интервале между отражающими горизонтами Б и М.

Нижняя подсвита имеет клиноформное строение. Она начала формироваться в глубоководных условиях в осевой части баженовского палеоморя, где сходились две проградационные системы западного и восточного направлений. Простирание фациальных зон было преимущественно субмеридиональным.

По мере заполнения аккомодационного пространства глубоководный бассейн постепенно сужался, и к концу накопления нижнефроловской подсвиты произошло практически полное его заполнение. В алымское время (верхнефроловская подсвита) на фоне общего погружения северные территории испытали подъем. В результате заполнения палеобассейна и последующих тектонических движений «постбаженовский» бассейн полностью перестроился. Наиболее глубоководная и удаленная от источников сноса часть бассейна сместилась на юг и запад. Глинистые отложения в этот период времени накапливались на юге и в центре Фроловского фациального района. В северном направлении происходит опесчанивание верхней части фроловской свиты, что свидетельствует о близости береговой линии палеоморя и источников сноса осадочного материала.

Отражающий горизонт НАС4 приурочен к кровле клиноформного комплекса, является покровным и отождествляется с кровлей пласта АС4 фролов-ской свиты. Отложения фроловской свиты характеризуются значительной неоднородностью как по площади, так и по разрезу. Породы представлены в основном глинистыми разностями с прослоями

Рис. 1. Выкопировка из тектонической карты ЗападноСибирской плиты (под редакцией Шпильмана В.И., Змановского Н.И., Подсосовой Л.Л., 1998) ([2] с редакцией авторов)

Fig. 1. Fragment of the Tectonic Map of the West Siberian plate (edited by: Shpilman V.I., Zmanovsky N.I., Podsosova L.L., 1998) ([2] edited by the authors)

Границы ( 1 – 3 ): 1 — изучаемых участков, 2 — тектонических элементов I порядка, 3 — внутреннего районирования тектонических элементов I порядка; 4 — важнейшие тектонические нарушения; 5 — открытые месторождения нефти, газа и газоконденсата; элементы внутреннего районирования впадин, мегапрогибов ( 6 – 10 ): 6 — впадины, прогибы, днища впадин, котловины, 7 — террасы, 8 — поднятия, выступы, валы, 9 — седловины внутреннего районирования впадин, 10 — своды, мегавалы (нерайониро-ванные); элементы внутреннего районирования сводов, мегавалов ( 11 , 12 ): 11 — валы, поднятия, вершины, 12 — впадины, прогибы

Boundaries (1–3): 1 — study areas, 2 — boundaries of I-st order tectonic elements, 3 — internal zoning of I-st order tectonic elements; 4 — major tectonic disturbances; 5 — discovered oil, gas, and gas condensate fields; elements of internal zoning of depressions, megatroughs (6–10): 6 — depressions, troughs, depression bottom, synclinal folds, 7 — terraces, 8 — uplifts, salients, swells, 9 — saddles in the internal zoning of the depressions, 10 — arches, megaswells (not zoned); elements of internal zoning of arches, megaswells (11, 12): 11 — swells, uplifts, crests, 12 — depressions, troughs песчаников и алевролитов. К востоку происходит опесчанивание разреза, и в Приобско-Надымском районе отложениям фроловской свиты соответствуют отложения ахской, черкашинской и алымской свит. В западном направлении глинистые отложения нижней части фроловсой свиты переходят в глинистые отложения Березовского и Игримо-Шаим-ского фациальных районов [3, 4]. Анализ толщин интервала между отражающими горизонтами Б и М показал, что во время формирования отложений фроловской свиты северная и восточная части Фро-ловской мегавпадины испытывали более интенсивное погружение относительно запада и юга (рис. 2).

Рис. 2. Концептуальная модель осадконакопления фроловской свиты по региональным данным Fig. 2. Conceptual depositional model of the Frolovskaya Formation, according to regional data

□2□3

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

■ ¹

А — палеогеографическая схема Западной Сибири, готерив [5], B — карта общих толщин фроловской свиты, C — фрагмент регионального профиля R13, D — концептуальная схема отложений фроловской свиты.

Отражающие горизонты : М — кровля фроловской свиты, Б — кровля баженовской свиты, MFS — максимальный уровень затопления, SB — поверхность несогласия.

Глубина моря, м ( 1 – 4 ): 1 — глубокое (200–400), 2 — мелкое (100–200), 3 — мелкое (25–100), 4 — мелкое (˂ 25 м); 5 — области переходного осадконакопления; 6 — внутренние водоемы; равнины ( 7 – 9 ): 7 — низменная, 8 — денудационно-аккумулятивная, 9 — возвышенная; 10 —

главные направления сноса; 11 — открытые месторождения нефти, газа и

газоконденсата; границы ( 12 , 13 ): 12 — Ханты-Мансийского автономного округа, 13 — фациальных районов (берриас – апт); 14 — осевая часть неокомского бассейна; 15 — площадь работ; 16 — низкие горы; 17 — схема расположения разрезов C и D.

Остальные усл. обозначения см. на рис. 1

Legend for Fig. 2

А — paleogeographic scheme of Western Siberia in Hauterivian [5], B — map of the Frolovskaya Fm total thickness, C — fragment of R13 regional survey line, D — conceptual scheme of the Frolovsky Fm deposits.

Reflection horizons : M — top of the Frolovskaya Fm, B — top of the Bazhenov Fm, MFS — maximum flooding level, SB — unconformity.

Sea depth, m ( 1 – 4 ): 1 — deep (200–400), 2 — shallow (100–200), 3 — shallow (25–100), 4 — shallow (˂ 25 m); 5 — areas of transitional sedimentation; 6 — inland water bodies; plains ( 7 – 9 ): 7 — lowland, 8 — base-level accumulative, 9 — elevated; 10 — main directions of transportation; 11 — discovered oil, gas, and gas condensate fields; boundaries ( 12 , 13 ): 12 — Khanty-Mansi Autonomous Okrug, 13 — facies regions (Berriasian – Aptian); 14 — axial part of the Neocomian basin; 15 — study area; 16 — low mountains; 17 — position of C and В sections.

For other Legend items see Fig. 1

Описание сейсмических аномалий

Исследуемые линейные аномалии прослеживаются в небольшом интервале сейсмической записи. Интенсивность их проявления разная. Наиболее ярко они выделяются в районе отражения НАС4. Затухают выше НАС4 приблизительно на 15 мс. Прослеживаются примерно на 30 мс ниже отражающего горизонта НАС4, затухая к следующему отражающему горизонту, где начинается клиноформное падение неокомского комплекса. Длина аномалий варьирует. Самые максимально протяженные из них достигают 18 км. Встречаются полосы длиной около 5, 10 и 15 км. Ширина аномалий непостоянна и изменяется от нескольких десятков метров до 500 м. Однако эти аномалии не полностью линейные и наблюдается небольшая кривизна, а также отсутствие периодичности. На рис. 3 приведена карта среднеквадратичных амплитуд в интервале НАС4 и временные разрезы вкрест простирания линейных аномалий.

Также в данном интервале записи встречаются три аномалии локализованного типа. Локальная аномалия участка Северо-Итьяхский-3 протяженностью 6,5 км и шириной от 1,6 км до 500 м в узкой части постепенно затухает на юго-восток. На Вос-точно-Унлорском участке наблюдается небольшая локальная аномалия протяженностью 4 км и шириной от 700 до 1300 м. Протяженность тортасинской аномалии около 5 км, ширина — 1300 м и меньше. Рядом на юго-западе проходит единичная линейная аномалия длиной 8 км и шириной 200–400 м.

Подобные аномалии линейного типа северозападного простирания встречаются и на Назым-ском месторождении, находящемся на Верхне-ляминском валу, в 70 км западнее Тортасинского участка.

Совместный анализ характеристик сейсмических аномалий и данных скважин, расположенных в их пределах, позволил сформулировать две гипотезы их происхождения, которые условно можно назвать «дельтовой» и «тектонической».

Дельтовая гипотеза

При визуальном рассмотрении аномалий сейсмической записи возникает ассоциация с работой дельтовой системы с преобладанием волновых процессов. Дельты волнового типа характеризу-

ются развитием наносов вдоль береговой линии. Береговые бары и береговые песчаные гряды ориентированы параллельно склону [6]. В качестве современного аналога можно привести, например, о-в Меррит, штат Флорида в США. Распространение вдольбереговых валов имеет огромное сходство с тем, что видно на срезах спектральной декомпозиции (рис. 4).

Интервал исследования, где наблюдаются сейсмические аномалии, относится к мелководно-морским отложениям. Проведен поиск возможных аналогов, где бы наблюдались линейные аномалии. В работе [7] описываются подобные явления. Авторы статьи связывают линейные аномалии с работой дельтовой системы волнового типа и интерпретируют как вдольбереговые валы и прилегающие к ним лагуны. Песчаные тела, порождающие указанные аномалии, перспективны на поиски УВ.

При детальном изучении сейсмических аномалий Тортасинского блока было установлено их развитие с северо-запада на юго-восток в узком интервале разреза ниже НАС4. Отложения ниже отражающего горизонта НАС4 относятся к неокомской части разреза. В неокомский период береговая линия имела субмеридиональное направление, что не согласуется с направлением аномалий. Таким образом, наблюдаются противоречия, связанные с несовпадением береговой линии и направления распространения аномалий.

Тектоническая гипотеза

Вторая гипотеза появления подобных сейсмических аномалий связана с тектоническим строением площади. Можно предположить, что появление такого рода аномалий вызвано деятельностью тектонических процессов и связанным с ними диа-пиризмом.

Диапиризм — явление прорыва слоев твердых горных пород лежащими ниже пластически деформирующимися породами [8]. Пластичные породы под нагрузкой вышележащей толщи ведут себя подобно вязкой жидкости и благодаря этому перераспределяются, вызывая деформацию верхних слоев. Возникающие в этих слоях изгибающие и растягивающие усилия ведут к их разрыву в ослабленных местах и к внедрению в разрыв пластически деформирующихся пород, т. е. к образованию диапиров. Диапиризм глин генетически связан с активизаци-

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 3. Карта среднеквадратичных амплитуд в интервале пласта Н_АС4 и временные разрезы, проходящие вкрест простирания линейных аномалий

Fig. 3. Map of RMS amplitudes in the interval of the Н_АС4 horizon, and time sections across the strike of linear anomalies

A

t , мс

II 1618 1512 ^СВ

IL

XL

387 718

–20 000

–40 000

–60 000

Карта RMS-амплитуд в интервале пласта H

B

H , м

I

ЮЗ

387 718

II

■*sse-

H , м

C

IL

XL

845      931

1051    1103

2000 -

H , м

t , мс

AC4

t 2

Ф 3

2300'

jaau

H , м

1618 I I

1512 СВ

10 000 8000 6000 4000 2000 0

A — композитный временной амплитудный разрез вкрест простирания аномалий, B — карта RMS-амплитуд в интервале пласта НАС4 и характеристика по каротажу неокомских отложений, C — композитный временной амплитудный разрез RMS-амплитуд вкрест простирания аномалий.

• 1    — гамма-каротаж, м; 2 — боковой каротаж, Ом ∙ м; 3 — интервал прослеживания аномалий

A — slalom seismic time section across the anomalies strike, B — RMS amplitudes in the interval of the НАС4 horizon and logging characteristics of Neocomian sediments, C — slalom time RMS amplitude section across the anomalies strike.

• 1    — gamma-ray logging, m; 2 — lateral logging, Оm ∙ m; 3 — interval of anomalies tracking

Рис. 4. Аналоги линейных аномалий пласта АС₄

Fig. 4. Analogues of АС₄ horizon linear anomalies

Срез RGB-суммирования по результатам спектральной декомпозиции в интервале пласта АС

Карта RMS-амплитуд, иллюстрирующая линейные, субпараллельные высоко- и низкоамплитудные аномалии, интерпретируемые как вдольбереговые валы и прилегающие лагуны (средняя юра, Северное море) [7]

C

Линейные

аномалии

О-в Меррит, штат Флорида, США

HHI^BVT^ C

[30/6-19|

|30/6-Е-9А|

30/6-Е-о

0   500 м

Иллюстрация ключевых аспектов дельтовой системы волнового типа

5 км

Рис. 5. Керн из скв. 5, попадающей в ослабленную зону линейных аномалий

Fig. 5. Core from 5 well falling into the weakened zone of linear anomalies

A — следы гидротермальной проработки, B и C — зеркала скольжения под углом 45° на резком контакте песчаных и глинистых пород

A — traces of hydrothermal transformation, B and C — slickensides at an angle of 45° at a steep contact between sandy and clayey rocks

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рис. 6. Характеристика по каротажу пластов АС_4–5 в скв. 5, расположенной в пределах аномалии (А), и в скв. 3, расположенной за пределами аномалии (В)

Fig. 6. Logging characteristics of АС_4–5 horizons in 5 well drilled in the anomaly (A), and in 3 well drilled outside the anomaly (B)

ей в них или в близкорасположенных нефтегазоматеринских толщах (на данной территории нефтегазоматеринскими породами являются отложения тутлеймской свиты — аналога баженовской свиты) процессов генерации и эмиграции УВ.

В последние годы большое внимание уделяется «флюидному литогенезу» — породообразованию за счет восходящих флюидных потоков различного состава [9] . Можно предположить, что глинистые породы фроловской свиты (подачимовсая толща), залегающие непосредственно на отложениях тутлеймской свиты, под действием сейсмической вибрации и аномальных пластовых давлений становятся пластичными, жидкоподобными или флюидизированными. Такие подвижные массы проникают по ослабленным или трещиноватым зонам и заполняют все полости или пустоты, встреченные на своем пути.

При деформации верхних слоев характерны структурно-морфологические признаки. Показательны разнообразные по форме и размеру тела, нарушающие стратификацию осадков: субвертикальные трубко-, цилиндро- и конусообразные, секущие наслоение пород. На сейсмических разрезах диапировые структуры характеризуются по-

ниженными значениями амплитуд и мгновенных частот, вплоть до пустой, хаотичной записи [10]. Вместе с тем однозначность выделения диапировых структур по сейсмическим данным зависит от размера тел. Крупные тела легко обнаруживаются на обычных амплитудных сейсмических 3D-кубах и 2D-профилях, но если размеры тела меньше или сопоставимы с разрешенностью сейсмических данных, то можно предположить, что на амплитудных разрезах будут видны только зоны ослабленных амплитуд, а на частотных разрезах — зоны пониженной частотной записи, что мы и наблюдаем в интервале исследования на Тортасинском блоке.

В пользу тектонической природы встреченных аномалий сейсмической записи также свидетельствуют направления главных тектонических элементов на рассматриваемой территории. Верх-неляминский вал, осложняющий Фроловскую мегавпадину, имеет то же направление, что и линейные аномалии (см. рис. 1). Такое же направление преобладает в простирании разломов и складчатых структур доюрского основания района исследований (по данным ФГБУ «ЗапСибНИИГГ», 2016), оно совпадает с направлением линейных аномалий фроловской свиты.

GEOPHYSICAL SURVEYS

В скв. 5, пробуренной в пределах сейсмической аномалии (см. рис. 3), из неокомской части разреза поднят керн. В керне присутствуют каверны, которые свидетельствуют о гидротермальной проработке отложений (рис. 5 А). Встречены зеркала скольжения, плоскость которых расположена под углом 45° к оси керна. На резкой границе между песчаными и глинистыми отложениями (см. рис. 5 B, C) наблюдается зеркало скольжения. Данные факты так же свидетельствуют о тектонической активности изучаемой территории.

По каротажу каких-либо изменений или отличий в разрезе близкорасположенных скважин, пробуренных в аномалии и за ее пределами, не наблюдается (рис. 6). На этом рисунке видно, что все слои, на которые можно разделить пласты АС4–5, в одной скважине хорошо согласуются и определимы в другой скважине.

Вывод

Динамические аномалии сейсмической записи могут отражать абсолютно разные геологические процессы. Возможно, это резкое изменение литологии, трещиноватость, наличие УВ и др. [11]. Поэтому для целей геолого-разведочных работ важно понимать природу линейных сейсмических аномалий и корректно их интерпретировать, так как они могут быть связаны с песчаными телами, перспективными на поиски УВ, либо могут представлять собой глинистые барьеры для структурно-литологических залежей. Авторы статьи считают, что обнаруженные аномалии волнового поля имеют тектоническую природу с элементами гидротермальной проработки и глинистых инъекций вдоль ослабленных зон. Подобные аномалии волнового поля имеют большую практическую значимость, они могут выступать поисковым критерием для ловушек УВ неструктурного типа.