История формирования верхнеюрского нефтегазоносного комплекса на юго-западе внешнего пояса Западно-Сибирской плиты

Современные работы по региональному геологическому изучению недр Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции направлены на периферийные территории, которые характеризуются сложным геологическим строением и слабой изученностью ресурсной базы УВ. Это определяет риски экономической эффективности для большинства недропользователей в рамках лицензирования и геологического изучения нераспределенного фонда недр, что характерно и для Карабашской нефтегазоперспективной зоны. В первом десятилетии XXI в. территория нефтегазоперспективной зоны прошла стадию интенсивного лицензирования, после проведения поисковых работ вертикально интегрированными нефтяными компаниями на этой территории аннулировано 54 лицензии. Данное обстоятельство обусловлено существенными временными перерывами в последовательности региональных геолого-разведочных работ, фрагментарным покрытием отдельных территорий сейсморазведочной съемкой МОГТ-2D и недостаточным комплексом современных методов геолого-геохимических исследований керна старого фонда скважин.

Вместе с тем Федеральным агентством по недропользованию в рамках общероссийского мероприятия «Открытие перспективных площадей для лицензирования твердых полезных ископаемых и УВ» и Федерального проекта «Геология: возрождение легенды» выполнено более 12,5 тыс. пог. км сейсмических работ, проведены электроразведоч-ные, грави-магнитометрические, геохимические исследования, пробурена параметрическая скв. Заозерная-1. Предварительные результаты геолого-разведочных работ 2018–2022 гг., выполненных на отдельных участках Карабашской нефтегазоперспективной зоны [1], позволили оценить перспективные объекты юрского комплекса в пределах 386 млн т усл. топлива по категории Dл [2].

В основу геолого-геофизических исследований, представленных в настоящей статье, легли вновь полученные сейсморазведочные данные (2022–2024 гг.) и ретроспективные геолого-геофизические материалы, представленные разрезами МОГТ-2D протяженностью 38 100 пог. км, данные бурения 265 скважин, включая литолого-стратиграфическую интерпретацию ГИС, и более 2250 палеонтологических определений, а также материалы геохимических исследований керна и флюидов по 26 скважинам.

Стратиграфия

Условия и история формирования верхнеюрских отложений Западной Сибири представлены во многих публикациях, отчетах и сообщениях на различного рода форумах. Это преимущественно морские отложения, лишь на юго-востоке сменяющиеся континентальной угленосной формацией (наунакская свита), а на юго-западе — местами по-лифациальным переслаиванием (вогулкинская толща). Карабашская нефтегазоперспективная зона по Решению 6-го Межведомственного стратиграфического совещания [3] включает части Ямало-Тюменского и Казым-Кондинского фациальных районов, где развиты абалакская, даниловская, баженовская, тутлеймская и мулымьинская свиты, на крупных поднятиях фундамента замещающиеся волгулкин-ской толщей [3], с которой связаны основные притоки УВ.

Даниловская свита предложена на совещании 1978 г. вместо марьяновской [4] Ю.В. Бра-дучаном и Г.С. Ясовичем и утверждена позднее [5]. Она делится на две подсвиты. Нижняя подсвита сложена преимущественно темно-серыми аргиллитоподобными глинами тонкоотмучен-ными, в верхней части глауконитовыми мощностью до 40 м. Охарактеризована аммонитами Amoeboceras pulchrum, A. (Paramoeboceras) aff. glosense, Cardioceras (Scarburgiceras) cf. obliteratum,

ПРОБЛЕМЫ СТРАТИГРАФИИ МЕЗОЗОЯ

Longaeviceras cf. novosemelicum, Quenstedtoceras (Soaniceras) parvulum, Rondiceras milaschevici, фо-раминиферами Tolypammina virgula, Planularia pressula, Pseudolamarckina lopsiensis и др., датирующими вмещающие отложения поздним батом – началом ранней волги. Верхняя подсвита сложена глинами аргиллитоподобными темно-серыми, тонкоотмученными до алевритовых с глауконитом. Фаунистические остатки волжского яруса – берри-аса: аммониты Aulacostephanus spp., Amoeboceras spp., Pachyteuthis absoluta), белемниты Simobelus (Simobelus) spp.), двустворки Buchia spp., форами-ниферы Tolypammina virgula, Planularia pressula, Pseudolamarckina lopsiensis, Trochammina omskensis, Verneuilinoides graciosus, Recurvoides disputabilis. Мощность подсвиты от 4 до 20 м.

Абалакская свита — фациальный аналог нижнеданиловской подсвиты — вошла в схемы на первом стратиграфическом совещании [6] по предложению П.Ф. Ли и подразделяется местами на две подсвиты. Нижняя подсвита — глины аргиллитоподобные темно-серые и буровато-черные тонкоотмученные и алевритистые. В ее основании местами распространена существенная примесь песчано-алевритового материала — пахомовская пачка мощностью 1–5 м, на рассматриваемой территории не отмеченная. Подсвита охарактеризована аммонитами Cardioceras spp., белемнитами Longaeviceras spp., Pachyteuthis kirghisensis, Lagonibelus subextensoides, фораминиферами Ammodiscus thomsi, Tolypammina svetlanae, Dorothia insperata, Trochammina rostovzevi и др. (верхний подъярус батского яруса – верхний подъярус оксфордского). Мощность подсвиты изменяется от 5 до 30 м. Верхняя подсвита — темно-серые, почти черные тонкоотмученные аргиллитоподобные глины, местами известковые, неясно слоистые глауконитовые, вверху с глауконит-манганокаль-цит-сидеритовыми конкрециями. Подсвита содержит фаунистические остатки позднего оксфорда – начала волжского века: аммонитов Aulacostephanus spp., Amoeboceras spp., двустворок Buchia spp., фо-раминифер Tolypammina virgula, Planularia pressula, Pseudolamarckina lopsiensis, Trochammina omskensis, Verneuilinoides graciosus, Recurvoides disputabilis, ростры белемнитов Pachyteuthis absoluta, Simobelus (Simobelus) spp. Мощность подсвиты от 4 до 20 м.

Вогулкинская толща предложена П.Ф. Ли [6] для аномального в верхней юре этой территории типа кластогенно-органогенного разреза — конгломераты, гравелиты, песчаники, в том числе глауконитовые, органогенно-обломочные известняки, фрагментарно развитые на территории, приуроченные к амплитудным поднятиям и имеющие разный стратиграфический объем. Суммарный объем толщи отвечает объему абалакской свиты. В сводном разрезе выделяется три пачки. Пачка 1 — песчаники, алевролиты с глауконитом и оолитами лептох-лоритовой группы, с Cadoceratinae, Longaeviceras spp., Quenstedtoceras spp. и др. мощностью до 20 м (обычно меньше). Вторая пачка — песчаники с про- слоями гравелитов, включениями глауконита, линзами алевролитов с Cardioceras (? Plasmatoceras), Ammobaculites tobolskensis, E. paraconica (до 20 м). Третья пачка — песчаники, органогенно-обломочные известняки. Аммониты, Aulacostephanus spp., Raseni asp., фораминиферы Astacolus igrimensis, Dumortieria erviei (до 100 м; на рассматриваемой территории — первые метры). Возраст пачек соответственно батско-келловейский, келловейско-ок-сфордский, оксфордско-ранневолжский.

Тутлеймская свита вошла в схемы на первом стратиграфическом совещании [6] по предложению П.Ф. Ли и подразделяется в настоящее время на две подсвиты. Нижняя подсвита (верхи нижнего волжского яруса – низы берриасского яруса) представлена аргиллитами темно-серыми, коричневатыми до черных, аргиллитами битуминозными, в верхней части почти повсеместно с прослоями глинистых известняков, количество которых уменьшается вниз по разрезу. Аммониты Praetollia spp., Dorsoplanites spp., белемниты Pachyteuthis mosquensis, Simobelus mamillaris, двустворки Buchia spp., фораминиферы Evolutinella emeljanzevi, Spiroplectammina vicinalis, Trochammina septentrionalis и др. Мощность до 40 м. Верхняя подсвита (берриасский ярус – нижний подъярус валанжинского яруса – глины аргиллитоподобные коричневато-серые до черных, прослоями битуминозные, листоватые с Polyptychites sp.ind., Temnoptychites cf. insolutus, Neotollia sp. ind. Комплекс фораминифер (КФ) KF1, KF3, СПК I (1) [3].

Мулымьинская свита вошла в схему [4] по предложению Г.С. Ясовича со стратотипом в скв. 13 Трехозерной площади и как и предыдущая, делится на две подсвиты. Нижняя подсвита — глины аргиллитоподобные в прослоях битуминозные темно-серые до черных с Сraspedites sp., Dorsoplanites spp., Evolutinella emeljanzevi, Dorothia tortuosa и др., характеризующие уровень баженовского горизонта, мощностью до 60 м. В ее основании на западе установлен клин трехозерной толщи – конгломераты, гравелиты, песчаники, в верхней части глинистые алевролиты, залегающие либо на доюрском фундаменте, либо на тюменской свите, либо на вогулкинской толще. Встречены аммониты Dopsoplanites sp., Laugeites sp., комплекс фора-минифер с Spiroplectammina vicinalis и Saracenaria pravoslavlevi, указывающие на волжский возраст вмещающих пород. Мощность толщи от 0–12 до 70 м.

Верхняя меловая подсвита делится на две пачки. Нижняя — глины аргиллитоподобные в прослоях слабобитуминозные с Temnoptychites cf. insolutus, Neotollia sp. ind., КФ KF1, F3, СПК I(1) – берриас – низы валанжина, мощность 0–20 м. Верхняя пачка (валанжин – нижний готерив) представлена аргиллитоподобными глинами темно-серыми до черных, со слабым коричневатым оттенком, чередующимися с серыми глинами, аммонитами Speetoniceras sp.ind., Neotollia sp.ind., КФ KF3, KF6., СПК I(1), II(1), III(1). Мощность 0–25 м.

PROBLEMS OF MESOZOIC STRATIGRAPHY

Баженовская свита — основной геолого-геофизический репер и нефтематеринская толща осадочного чехла Западной Сибири. По предложению Ф.Г. Гурари баженовская пачка марьяновской свиты переведена в ранг свиты и зафиксирована на совещании 1960 г. со стратотипом на Саргатской площади [7]. Свита представлена аргиллитами битуминозными, черными с коричневатым оттенком, с прослоями листоватых разностей, радиоляритов, глинистых известняков. Аммониты Surites spp., Hectoroceras spp., Dorsoplanites spp., Aulacostephanus s.str., белемниты Cylindroteuthis sp., Pachyteuthis sp., Simobelus (Simobelus) sp., Simobelus (Liobelus) sp., Lagonibelus (Lagonibelus) sp., двустворки Buchia spp., фораминиферы Ammodiscus veteranus, Dorothia tortuosa. Мощность 7–90 м, охватывает стратиграфический объем от нижней волги до низов берриасского яруса.

Анализ ГИС и керна баженовского горизонта, выполненный авторами статьи с учетом работ Ю.В. Брадучана, Ф.Г. Гурари, В.А. Захарова, А.Г. Му-хер и других крупных ученых, позволил детали- зировать и уточнить районирование разрезов [8] (рис. 1, 2). В рассматриваемых латеральных рядах фаций прибортовой зоны Западной Сибири содержатся радиоактивные прослои, наличие которых затрудняет определение границ при фациальном районировании.

Вследствие этого установлены широкие полосы переходных зон с подразделением разрезов баженовского горизонта на девять типов, что также отражается в сейсмическом волновом поле (см. рис. 1, 2). Принятый вариант типизации разрезов предполагает уточнение районирования верхнеюрских отложений юго-западных территорий Западно-Сибирской НГП [8].

Геодинамика тектоноседиментационных и геохимических процессов

Основываясь на распределении литостратиграфических подразделений в разрезе и по латера-ли, а также на структурных построениях по новым материалам сейсморазведки и бурения с учетом геодинамических процессов пликативной тектони-

Верхний Средний Нижний Верхний Средний Нижний

Верхний

Нижний

Верхний

Нижний

Верхний

ПРОБЛЕМЫ СТРАТИГРАФИИ МЕЗОЗОЯ

ки мезозой-кайнозойского этапа развития Западно-Сибирской плиты, авторы статьи предлагают вариант структурно-тектонического районирования Карабашской нефтегазоперспективной зоны с существенным уточнением конфигурации разнопорядковых структур. При этом были использованы основные положения и методические рекомендации «Тектонического кодекса России» [9]. Согласно составленной тектонической схеме мезозой-кайно-зойского платформенного чехла, с использованием структурных карт по нижним ОГ и картам толщин отдельных уровней, на территории исследований прослеживаются следующие надпорядковые (субрегиональные) структуры: Приуральская моноклиза и Мансийская гемисинеклиза, внутри которых установлены разноранговые тектонические элементы I, II, III и IV порядков (рис. 3).

В структурном отношении по поверхности до-юрского комплекса Карабашская зона представляет собой прибортовой юго-западный склон Западно-Сибирской плиты, переходящий в восточном направлении в область погруженных структур ее центральной части. Поверхность моноклинали дифференцирована, осложнена серией структурных заливов и крупных ложбин и несколькими ярко выраженными линейными и фигурными уступами протяженностью от первых десятков до первых сотен километров. Общее погружение кровли доюр-ских образований с запада на восток составляет около 3200 м (от 200 до 3400 м), при этом структур- ные ступени в отдельных случаях характеризуются достаточной крутизной с углами наклона до первых градусов.

К юрскому времени были проявлены основные тектонические черты осадочной толщи. В первую очередь, территория разделилась на восточную область основной аккумуляции осадков и западную, характеризующуюся при следующих трансгрессивных циклах или отдельных временных отрезках менее значимым осадконакоплением или развитием в подавляющем большинстве эрозионно-денудационных процессов.

В конце юры – начале мела начинается процесс позднекиммерийской складчатости, в ходе которой воздымаются периферийные части ЗападноСибирского бассейна, затрагивая и его западный склон, в том числе систему моноклиналей Карабаш-ской зоны. Это привело к лавинной седиментации и образованию клиноформ, заполняющих некомпенсированный бассейн, сформировавшийся на основной ее площади к поздней юре.

В настоящее время большинство исследователей рассматривают накопление высокоуглеродистых образований на глубинах нижней сублиторали морского бассейна и даже псевдоабиссали. Биофа-циальный анализ палеоэкологических группировок бентоса на время формирования волжских домани-китов Западной Сибири [10] в совокупности с ориктоценозами бентоса, установленными в разрезах Карабашской нефтегазоперспективной зоны, сви-

Рис. 3. Геологическая модель строения Карабашской нефтегазоперспективной зоны

Fig. 3. Geological model of Karabashsky oil and gas promising zone structure

ПРОБЛЕМЫ СТРАТИГРАФИИ МЕЗОЗОЯ

Усл. обозначения к рис. 3

Legend for Fig. 3

Контуры структур ( 1 – 6 ): 1 — субрегиональных, 2 — I порядка, 3 — II порядка, 4 — III порядка (крупных), 5 — III порядка (средних и мелких), 6 — IV порядка (a — положительных, b — отрицательных); 7 — скважины (на площади); 8 — административные границы, 9 — положение профиля; формации доюрского основания ( 10 – 17 ): 10 — глинисто-кремнистая (PR-PZ₁), 11 — карбонатно-терригенная с прослоями эффузивов (PZ_1-2), 12 — эффузивно-терригенная (PZ₂), 13 — терригенно-карбонатная (D₃-C₁, C₁), 14 — базальтовая (Т_1-2), 15 — габброидная (υPZ₂), 16 — гранитоидная (γPZ_2-3), 17 — диабазовая (υβPZ₃); 18 — разломы; палеонтологические находки ( 19 – 28 ): 19 — аммониты, 20 — белемниты, 21 — морские двустворки, 22 — солоноватоводные двустворки, 23 — брахиоподы, 24 — фораминиферы, 25 — диноцисты, 26 — остракоды, 27 — харовые водоросли, 28 — споропыльцевые комплексы; 29 — площади бурения; палеогеографические обстановки ( 30 – 33 ): 30 — литораль, 31 — верхняя сублитораль, 32 — средняя сублитораль, 33 — нижняя сублитораль; 34 — ранне-среднеюрский осадочный комплекс

Structure outlines (1–6): 1 — sub-regional, 2 — I-st order, 3 — II-nd order, 4 — III-rd order (large), 5 — III-rd order (medium and small), 6 — IV-th order (a — positive, b — negative); 7 — wells, 8 — administrative boundaries, 9 — position of section line; formations of pre-Jurassic Basement (10–17): 10 — argillaceous-siliceous (PR-PZ1), 11 — carbonate-terrigenous with volcanic rock partings (PZ1-2), 12 — effusive-terrigenous (PZ2), 13 — terrigenous-carbonate (D3-C1, C1), 14 — basalt (Т1-2), 15 — gabbroid (υPZ2), 16 — granitoid (γPZ2-3), 17 — diabase (υβPZ3); 18 — faults; paleontologic finds (19–28): 19 — ammonites, 20 — belemnites, 21 — marine bivalves, 22 — brackish-water bivalves, 23 — brachiopods, 24 — foraminifera, 25 — dinocysts, 26 — ostracodes, 27 — stoneworts (Charophyta), 28 — sporo-pollen complexes; 29 — drilling sites; paleogeographic environments (30–33): 30 — littoral, 31 — upper sublittoral, 32 — middle sublittoral, 33 — lower sublittoral; 34 — Early - Middle Jurassic sedimentary sequence детельствует, что осадочные комплексы баженовского горизонта формировались в обстановках от верхней до нижней сублиторали, что показано на субширотном палеобатиметрическом профиле, пересекающем все крупные тектонические элементы от Тавдинской моноклинали до Ханты-Мансийской мегавпадины (см. рис. 3).

Судя по разнообразию, в том числе бентосных палеонтологических остатков, и присутствию сте-нооксибионтных форм, основная часть морского бассейна характеризовалась нормальной соленостью и отсутствием дефицита кислорода придонных вод, который, вероятно, возникал уже в верхней части осадка, с чем и связано повышенное содержание радиоактивных элементов.

Интенсивность поступления обломочного материала и скорость захоронения ОВ в значительной степени характеризуют общее содержание Сорг. Последующее погружение верхнеюрских отложений и унаследованные неотектонические движения привели к современной степени катагенеза ОВ и генерации основного объема УВ (рис. 4).

При этом наиболее обогащенные Сорг отложения баженовской свиты тяготеют к восточным и северо-восточным частям Карабашской зоны в пределах внутреннего пояса Западно-Сибирской плиты, где распространены тутлеймская свита (IV тип разреза) и ее переход в баженовскую (V тип). Породы с содержанием Сорг более 11 % встречаются на территориях северной части Кондинской структурной террасы в районе Половинкинского выступа (скважины Половинкинские-100, 102 и Малотапские-1, 2), южной части Шебурского структурного мыса (скв. Шугурская-3), северной (скважины Нижне-Янлотская-2, Восточно-Камская-1) и южной частях Бортовской моноклинали (скважины Усть-Вайская-37, Верхне-Тюмская-34).

Уровень зрелости ОВ в породах баженовского горизонта возрастает с юго-запада на северо-восток от градации протокатагенеза ПК1 (Rоvt 0,25–0,3 %) в районе скв. Согринская до мезокатагенеза МК2 (Rоvt = = 0,67) в районе скв. Западно-Ташинская-10, достигая ранней стадии зрелости на севере Бортовской моноклинали и Кондинской структурной террасы (скважины Заозерные-1, 16, 17, Куртымская-43, До-манная-41, Западно-Ташинская-10), где ОВ погрузилось в область нефтяного окна (МК1/МК2). Таким образом, преобразованность ОВ пород баженовского горизонта показывает способность к генерации жидких УВ на глубинах 2450–2800 м (рис. 5).

Сопоставляя геохимические построения с типами разрезов баженовского горизонта, можно сделать вывод о наибольших перспективах обнаружения залежей в области перехода от баженовской свиты к тутлеймской (см. рис. 1). Эта область характеризуется повышенной мощностью радиоактивных пород в верхнетутлеймской подсвите и высокими уровнями радиоактивности всей свиты (15-30 мкР/ч в верхней подсвите от 20–40 до 100 мкР/ч в нижней подсвите). Суммарное количество УВ, генерированных материнскими породами баженовского горизонта в пределах Карабашской зоны, может достигать 86,5 млрд т усл. УВ. Наибольшей плотностью генерации УВ характеризуются породы, распространенные в пределах западного борта Ханты-Мансийской мегавпадины и Бортовской моноклинали (Шебурский прогиб и Раньинский малый прогиб). Крупные размеры нефтегазосборной территории, высокая концентрация и степень термической преобразованности первичного ОВ создают благоприятные обстановки для миграции УВ на положительные структуры III-IV порядков Бортовской моноклинали и Кондинской структурной террасы, что подтверждается открытием залежей УВ.

Однако эти оценки носят в значительной мере предварительный характер, что связано с низкой степенью изученности кернового материала геохимическими методами на большей части территории Карабашской зоны, особенно это касается индивидуального состава УВ-биомаркеров, которые

PROBLEMS OF MESOZOIC STRATIGRAPHY

Рис. 4.

Fig. 4.

Геохимическая характеристика пород баженовского горизонта (А — Сорг, B — уровень катагенеза, C — плотность генерации УВ)

Geochemical characteristics of the Bazhenov rocks (А — Corg, B — level of catagenesis, C — HC generation density)

I Нек « | 5

| Км» 10

В^

В9

исследованы в породах всего трех скважин — Шу-гурская-1, Кашатская-23 и Заозерная-1.

Выводы

Таким образом, на территории Карабашской нефтегазоперспективной зоны установлена смена высокоомных радиоактивных отложений баженовского горизонта на северо-востоке низкоомными — слаборадиоактивными его аналогами на юго-западе, что связано с условиями формирования осадков на различных батиметрических уровнях морского бассейна. Уточнено тектоническое районирование, определены границы развития типов разрезов, установлены переходные области, сочетающие в себе признаки разреза, характерные для двух соседних литостратонов. Подтверждены современные возрастные датировки литостратиграфических подразделений, которые не выходят за рамки, принятые в утвержденных стратиграфических схемах.

Содержание Сорг пород баженовского горизонта, его зрелость и плотность генерации ОВ на терри-

ПРОБЛЕМЫ СТРАТИГРАФИИ МЕЗОЗОЯ

Рис. 5. Изменение с глубиной аналитических данных ОВ

Fig. 5. Analytical OM data as a function of depth

А — содержания С орг , B — Т мах .

Cвиты ( 1 – 4 ): 1 — абалакская, 2 — нижнетутлеймская подсвита, 3 — баженовская, 4 — тюменская

А — C org content, B — Т max .

Formations (1–4): 1 — Abalaksky, 2 — Lower Tutleimsky member, 3 — Bazhenov, 4 — Tyumensky тории Карабашской нефтегазоперспективной зоны возрастают в северо-восточном направлении, где по геолого-геофизическим и геохимическим параметрам обнаружение залежей УВ предполагается в области перехода от тутлеймской свиты к баженов- ской и присутствуют тектоноседиментационные обстановки, благоприятные для миграции УВ на положительные структуры Бортовской моноклинали и Кондинской структурной террасы, что подтверждается открытием залежей УВ.