Комплексный анализ строения нижнеюрского пласта J1-I в пределах Хапчагайского мегавала Вилюйской синеклизы

Перспективность Вилюйской нефтегазоносной области подтверждается открытием газоконденсатных месторождений в залежах различного возраста, отмечены и многочисленные нефтегазопроявления в пределах Вилюйской синеклизы. Промышленные притоки газа и газоконденсата, полученные в скважинах из отложений верхней перми, нижнего триаса и нижней юры, доказывают потенциальную нефтегазоносность исследуемой площади. Несмотря на небольшие глубины, газоконденсатные и газовые залежи, приуроченные к юрским отложениям Вилюйской синеклизы, остаются слабоизученными.

Продуктивный пласт J1-I, относящийся к кровле кызылсырской свиты (геттанг-плинсбахского возраста) (Фролов и др., 2019) представлен терригенными отложениями и является объектом данного исследования. Наличие продуктивных отложений в кызылсыр-ской свите подтверждают актуальность исследования. Важным фактором является то, что исследуемые отложения фиксируют событие регионального масштаба — глобальную юрскую трансгрессию, зафиксированную различными авторами в этом регионе (Девятов и др., 2011).

Целью выполненного исследования является выделение области распределения коллекторов, перспек-

тивных для поиска залежей углеводородов. По результатам седиментологического анализа данных по вновь пробуренной скважине на площади исследования с использованием каротажных диаграмм, результатов интерпретации геофизических исследований скважин и привлечением динамического анализа трехмерных сейсморазведочных данных построена литологофациальная модель пласта J1-I. Применение комплексного анализа строения пласта помогло установить процессы распределения осадочного материала на исследуемой площади.

Материалы и методы исследования

С целью детализации геологического строения исследуемой площади проанализированы опубликованные данные по региональным исследованиям геологического строения Вилюйской синеклизы, каротажные материалы по 44 скважинам, седиментологическое описание керна по скважине 3, материалы сейсморазведочных работ МОГТ 3D (рис. 1).

В основу данного исследования положены полученные авторами результаты изучения кернового материала объёмом 58.5 м, в том числе 13.4 м — вынос из сунтарской свиты, являющейся покрышкой изучаемых отложений, и 45.1 м — вынос из отложений пласта J1-I (100 % выноса керна пласта J1-I), 18 шлифов. При детальном описании кернового материала привлечены методики ихнологического (Knaust, 2017; Gingras et al., 2024) и фациального (Алексеев, 2002;

Барабошкин, 2007; Чернова, 2008) анализов. Литологоминералогические исследования включали изучение пород в шлифах, определение гранулометрического и минерального состава, определение карбонатных и глинистых минералов цемента в коллекторах с использованием карбонатометрии и рентгеноструктурного анализа.

Реконструкция условий формирования и определение обстановок осадконакопления проводилась в соответствии с методиками, предложенными Рейнеком и др.,1981; Редингом и др., 1990; James et al., 2010; Rossi et al., 2017; Steel et al., 2024.

В настоящее время метод секвентной стратиграфии (В. П. Алексеев, Ю. Н. Карогодин, А. А. Нежданов, Van Wagoner, Posamentier и другие) широко применяется при восстановлении истории формирования осадочных отложений. Этот метод используется при увязке разнофациальных отложений, что позволяет расчленять разрез на секвенции различного уровня, устанавливать вертикальное и латеральное распределение осадков, образующих секвенции, и картировать поверхности несогласий, связанные с перерывами в осадконакоплении. Границы секвенций отражают изменения седиментационного и тектонического режимов бассейна и представлены эрозионными поверхностями, а стратиграфическая поверхность, отражающая изменение в типе напластования, выделяется как коррелируемое согласие (СС). Стратиграфическая поверхность, связанная с дном морского бассейна седиментации, в конце этапа трансгрес-

Рис. 1. Схема геолого-геофизической изученности площади исследования. Условные обозначения: 1 — скважины; 2 — села; 3 — элементы гидрографии; 4 — месторождения; 5 — границы структурно-фациальных районов; 6 — границы сейсморазведочных работ (метод общей глубинной точки 3D); 7 — линия схемы корреляции, представленной на рис. 6 (Делиу Е. А., 2025)

Fig. 1. Diagram of geological and geophysical coverage of the study area. Legend: 1 — wells; 2 — villages; 3 — waters; 4 — deposits; 5 — structural-facies area boundaries; 6 — seismic exploration boundaries (3D common depth point method); 7 — line of interwell correlation shown in Fig. 6 (Deliu E. A., 2025)

сии определяется как поверхность максимального затопления (MFS).

В фазу замедления темпов роста относительного уровня моря формируются отложения системного тракта высокого стояния (HST). В прибрежных участках бассейна седиментации происходит продвижение береговой линии в сторону моря. По мере затопления шельфа береговая линия отступает (TST) и осадки трансгрессивного системного тракта последовательно перекрывают размытые породы различных трактов. (Жемчугова и др., 2021).

В работе реализована стандартная методика построения литолого-фациальных моделей (Чернова, 2008). На основании седиментологического анализа отложений, вскрытых скважиной, установлена фациальная обстановка нижнеюрских пластов. По каротажным материалам выполнена детальная корреляция пласта, проанализированы электрометрические модели фаций, привлечены материалы динамического анализа по сейсморазведочным данным МОГТ 3D. В результате на основе комплексирования всей геолого-геофизической информации построена литолого-фациальная схема пласта J1-I.

Краткая характеристика вещественного состава отложений

В скважине 3 продуктивный пласт J1-I (глубины залегания 2086.0–2128.5 м) представлен аргиллитами с неравномерным содержанием алевритовой примеси, песчаниками от тонко- до мелко- и среднезернистых, мелко- и крупнозернистыми алевролитами. Песчаники и алевролиты сцементированы глинистым и глинисто-карбонатным цементом и соответствуют полевошпато-кварцевым грауваккам. Среди глинистых минералов преобладают каолинит, хлорит, иллит; смешанослойных образований иллит-смекти-тового ряда существенно меньше. Карбонатные минералы цемента представлены кальцитом и доломитом с редкими проявлениями сидерита. Литологический и минералогический состав отложений, определённый авторами, не противоречит опубликованным описаниям по скважинам, вскрывшим юрские отложения в этом регионе (Гриненко, 2013).

Результаты и их обсуждение

Фациальная характеристика отложений

В строении нижней части (суммарно ~20 м) продуктивного пласта J1-I кызылсырской свиты участвуют светло-серые хорошо сортированные песчаники от мелко- и среднезернистых до тонкозернистых разностей, формирующие ряд слоёв с процикличным строением (циклит с постепенной глинизацией вверх по разрезу). Для них характерно массивное строение, косая слоистость с различными углами наклона слойков. Наиболее грубые песчаные слои, залегающие в основании пласта J1-I, содержат линзовидно-вытянутые обрывки и крупные фрагменты углефицированной растительной органики.

Развитие песчаных отложений с достаточно грубым составом, процикличным строением и текстурами, характерными для однонаправленных течений различной мощности и силы, в том числе с косовол- нистой слоистостью, а также полным отсутствием ихнофоссилий, связано с высокой скоростью седиментации, препятствующей заселению субстрата организмами. Перечисленные особенности позволяют предполагать, что изученные песчаные отложения формировались в условиях проксимальной части фронта дельты и являются результатом разгрузки песчаного материала субаквальными продолжениями распределительных русел с заметным влиянием на них волновых сил по мере ослабевания потоков (рис. 2).

Слои тёмно-серых (участками со слабым коричневым либо зеленым оттенками) глинистых пород, толщина которых уменьшается от 7.6 м до ~1 м вверх по разрезу, и светло-серых хорошо отсортированных тонко- и мелкозернистых песчаников, реже алевролитов (слои мощностью от ~1.5 м до 4.3 м вверх по разрезу), чередуются между собой в кровле пласта J1-I (суммарно ~17.5 м).

Песчаники в этой части пласта характеризуются разнообразными слоистыми текстурами — волнистой с тонкой косой однонаправленной восходящей рябью, реже — массивной со следами пластичных деформаций осадка. Слои песчаников разделены глинистыми породами (интервалы мощностью 0.1–0.2 м) с тонкой ритмичной горизонтальной и косой разнонаправленной слоистостью, скоплениями мелких обрывков, тонких слойков и линз углефицированной растительной органики. Следует отметить, что наиболее крупные песчаные пачки (мощностью 4.3 и 2 м) не отличаются каким-либо закономерно изменяющимся строением слоевых ассоциаций, однако на отдельных уровнях можно наблюдать, как мелко- и тонкозернистые песчаники переходят в крупно- и мелкозернистые алевролиты, тем самым формируя слои с процикличным строением (1.5 и 0.5 м), в которых присутствуют угле-фицированные остатки корневых систем растений in situ. Как правило, такие интервалы завершают глинистые породы с массивным обликом и тонкие слои углей (не более 0.1 м).

Песчаные и глинистые отложения вмещают ихно-ценоз Cylindrichnus, Planolites (определения Е. В. Тас-каевой), содержат редкие следы жизнедеятельности пелеципод.

Глинистые породы представлены частыми тонкими (0.001–0.003 м, максимум 0.005–0.1 м) разъединёнными линзами и слойками, выполненными тонко-и мелкопесчаным, реже алевритовым материалом, который также подчёркивает тонкую разнонаправленную и горизонтальную ритмичную слоистость, текстуры пластичных деформаций осадка.

Глинистые отложения вмещают единичные следы жизнедеятельности пелеципод.

При анализе слоевых ассоциаций и реконструкции условий осадконакопления верхней половины пласта J1-I было обращено внимание на обнаруженный в породах специфический ихноценоз Planolites, Cylindrichnus , который является индикатором солоновато-водных сред или напряжённых условий с пониженной солёностью. Следы жизнедеятельности пеле-ципод также могут указывать на формирование отложений в опреснённых обстановках, например подверженных приливно-отливному влиянию. Кроме того, наличие в этой части разреза маломощных слоёв углей, песчаных и алевритовых отложений с процикличным 5

Рис. 2. Седиментологический разрез нижнеюрских отложений, слагающих нижнюю половину продуктивного пласта J1-I (проксимальная часть фронта дельты)

			7
	*
		А'
		pi
	А^
			к
	г t
			г
S	pl- J

Fig. 2. Sedimentological section of the Lower Jurassic deposition, composing the lower half of productive J1-I bed (proximal part of delta front)

Рис. 3. Седиментологический разрез нижнеюрских отложений, слагающих верхнюю половину продуктивного пласта J1-I (морские области седиментации переходного типа)

c

	—:—			^ iAh,
		,--■■*
			L
				^йв
	-К:
			1

>	f -
-
	fei^
	■ 1-
	25‘"

Fig. 3. Sedimentological section of the Lower Jurassic deposition, composing the upper half of productive J1-I bed (transitional type of marine depositional environments)

строением и углефицированными остатками корневых систем растений in situ, свидетельствует о кратковременных периодах субаэральной экспозиции отложений. Перечисленные диагностические признаки дают основание предполагать накопление изученного интервала в приливно-отливных или морских областях седиментации переходного типа (рис. 3).

При этом глинистые образования с характерной слоистостью, вмещающие запечатанные линзы с текстурами ряби, следует соотносить с глинистыми приливными отмелями, а содержащиеся в них слои песчаников — с наносами проникавших на отмель песчаных проток/каналов. Наиболее крупные по мощности песчаные пачки с описанными выше слоистыми текстурами без какого-либо закономерно изменяющегося строения слоевых ассоциаций сопоставляются с песчаными приливными равнинами. Небольшие по толщине слои песчаных и алевритовых отложений с процикличным строением, с углефицированными остатками корневых систем растений in situ характеризуются как песчаные косы (пересыпи). Такие интервалы завершают глинистые породы и тонкие слои углей (марши, приморские болота), что говорит о периодическом понижении уровня моря на рассматриваемом участке территории.

В кровле пласта J1-I (интервал глубин 2086– 2091 м) c размывом (слой 0.05 м) с крупными гальками и разнообразными по составу обломками залегают светло-серые хорошо сортированные тонко- и мелкозернистые песчаники с биотурбированной и переработанной волнениями текстурами. Участками породы обогащены ихтиодетритом, вмещают ихноце-ноз Planolites, Skolithos, Cylindrichnus, Palaeophycus , Diplocraterion , единичные Shaubcylindrichnus, Rosselia, Chondrites (определения Е. В. Таскаевой), а также следы жизнедеятельности пелеципод.

Резкая смена условий осадконакопления связана с наступлением моря. Ихноценоз Planolites, Skolithos, Cylindrichnus, Palaeophycus , Diplocraterion характерен для прибрежно-морских условий песчаных незамутненных, в том числе солоновато-водных сред с влиянием приливно-отливных и волновых процессов. Появление в разрезе таких ихнофоссилий, как Shaubcylindrichnus, Rosselia, которые являются типичными представителями ихнофации Cruziana, может указывать на высокие скорости осадконакопления с последующими эрозионными процессами, что обычно наблюдается во время морских трансгрессий (Knaust, 2017). Кроме того, ихнофоссилии Chondrites являются индикатором условий с пониженным содержанием кислорода в придонном слое воды. Перечисленные особенности свидетельствуют о формировании отложений в условиях проксимальной части сублиторали, что подтверждается существенно песчаным составом отложений, наличием текстур активной волновой переработки (рис. 4).

Выше по разрезу (интервал глубин 2086–2070 м) песчаники проксимальной части сублиторали перекрываются глинистыми отложениями тоарского возраста (низы сунтарской свиты) — аргиллитами с фрагментами ростров белемнитов, сопоставимые с фацией открытой части мелководного шельфа (Алексеев, 2014).

Следует подчеркнуть, что изученный разрез отличается практически повсеместным проявлением суль- 8

фидной минерализации в виде комковатых стяжений пирита септариевого облика, что, вероятно, является следствием регрессивных литогенетических процессов.

Таким образом, характерные диагностические признаки, указывающие на формирование исследуемых отложений в условиях проксимальной части фронта дельты и сублиторальных обстановок, обнаружены в пласте J1-I, что соответствует палеогеографическим реконструкциям других авторов (Фролов и др., 2019). Выделены фации субаквальных продолжений распределительных русел, песчаные приливные равнины, глинистые приливные отмели, песчаные протоки / каналы, песчаные косы / пересыпи, марши и приморские болота. Предполагается, что в период формирования отложений пласта J1-I на исследуемой площади сформировалась дельта смешанного типа, на которую оказывали воздействие приливно-отливные процессы и волнения, а постепенное отмирание дельтовых рукавов подтверждает существование областей переходного типа седиментации.

Модель отложений пласта J1-I

С целью исследования геологического строения построена секвенс-стратиграфическая модель нижнеюрских отложений в пределах Хапчагайского мегава-ла. Комплекс методов геофизических исследований скважин (ГИС): каротаж потенциалов самопроизвольной поляризации (SP), гамма-каротаж (GK), градиент-зонд (KC), боковой каротаж (BK), индукционный каротаж (IK), кавернометрия (CAL), нейтронный гамма-каротаж (NGK) — использован для стратиграфического расчленения разреза. На основании схем корреляции скважин прослежены реперные горизонты, которые выделены по характерным аномалиям каротажных диаграмм ГИС.

Отложения пласта J1-I разделены на системный тракт высокого стояния (HST), трансгрессивный системный тракт (TST), поверхность несогласия (TS), сформированную на стадии регрессии в период осушения бассейна, присутствие которой подтверждено седиментологическими данными, характерными следами жизнедеятельности роющих организмов типа ихнофаций Skolithos, Diplocraterion (интервал глубин 2086–2091 м), а также зафиксированы поверхности максимального затопления (MFS).

Согласно седиментологическим данным скважины 3, формирование пласта J1-I происходило в условиях субаквальной и субаэральной части дельты, а также проксимальной части сублиторали. Выделена граница размыва отложений последнего цикла, наличие которой установлено также и в скважине-стратотипе Джикимдинская-1 (Гриненко и др., 2013). Привлечение каротажного материала по скважинам без отбора керна позволяет проследить границу размыва по всей площади исследования. Эрозионная граница выделяется на каротажных диаграммах по изменению формы гамма-каротажа и методу потенциалов самопроизвольной поляризации; дополнительным признаком является резкая или быстрая смена зернистости пород по составу (рис. 5).

Корреляция в разрезах скважин хроностратигра-фических границ пластов осуществляется независимо от их литологического состава. С целью уточнения гео-

гравелит песчании

уголь             аргиллит

|     | алевролит |     | песчаник

Текстуры н текстурные особенности

I массивный

—1 облик горизонтальная слоистость/

• — —¹ слоеватость ss мелкая косая/ косая одно-

• —направленная

—п косая

• - 3 перекрёстная

S полого-

• — ^ волнистая

линзовидная

косоволнистая

|^^ флазерная

“я мелкая косая

^ S-образная

—I мелкая косая разнонаправ-

—ленная 1

^1 комковатая, Я деформативная

^узловатая

за оползание, з смятие п обрывки 11 слойков, литокласты

Следы жизнедеятельности и фоссилии

7] Cylindrichnus

^] Planolites

___2] Diplocraterion

__”| Chondrites

Palaeophycus

Schaubcylin-drichnus

Rosselia

деятельное пелеципод

фрагменты аковин вустворчатых [ОЛЛ ЮСКОВ

ростры белемнитов

—^ ихтиодетрит

Ш корневые остатки растений

Минеральные включения и вторичные изменения

слабая карбонатизация

интенсивная карбопатизация

пиритизация

сидеритизация

Рис. 4. Седиментологический разрез нижнеюрских отложений, слагающих верхи кызылсырской и низы сунтарской свит (мелководно-морские, шельфовые обстановки)

Fig. 4. Sedimentological section of the Lower Jurassic deposition, composing the upper part of Kyzyl-Syr and the lower part of Suntar Formation (shallow marine, shelf environment)

Рис. 5 . Интерпретация секвенс-стратиграфических границ по данным ГИС (Делиу, 2025)

Fig. 5 . Sequence stratigraphy boundaries interpretation according to well logs (Deliu, 2025)

логического строения пласта J1-I дополнительно изучены 3 последовательных цикла формирования отложений пласта J1-I и результаты детальной корреляции с учетом всех геолого-геофизических характеристик по 44 скважинам, вскрывшим нижнеюрские отложения (Делиу, 2025). В качестве стратотипа принят разрез скважины с седиментологическим описанием керна (скважина 3), который представляет характерные черты геологического строения определенного участка рассматриваемой площади (рис. 6). В результате установлено, что в западной части площади исследования отсутствуют отложения завершающего цикла формирования осадков пласта, где после интерпретации ГИС выделены пропластки углей, присутствие которых характерно для отложений прибрежной равнины.

На следующем этапе по результатам комплексного анализа имеющейся геолого-геофизической информации построена литолого-фациальная модель пласта J1-I, в которой отражены процессы распределения осадочного материала исследуемой площади (рис. 7).

Общепринятая методика построения литологофациальных моделей дополнена результатами интерпретации ГИС, по которым выделены углистые пропластки с комплексированием методов гамма-каротажа и нейтронного гамма-каротажа. Это позволило обозначить границу палеоберега и установить, что отложения пласта формировались в переходных условиях.

В работе Н. С. Окновой отмечено, что «в терригенных отложениях 83 % (70 + 13 %) литологических ловушек формируются в прибрежных и дельтовых условиях на первом и втором уровнях лавинной седимен- тации. Подавляющая часть материала аккумулируется в дельтах (первый уровень), высокая продуктивность которых отмечалась многими исследователями» (Окнова, 2012).

Детальная корреляция внутреннего строения пласта J1-I, разделение его на четыре циклита показали, что в подошвенной и центральной частях пласта на востоке площади исследования отложения формировались в условиях субаквальной дельты. Материалы динамического анализа по сейсморазведочным данным МОГТ 3D привлечены для определения формы распространения коллекторов в пределах площади исследования и для прогноза их фильтрационноемкостных свойств. На основании комплексного анализа седиментологических материалов по скважине, секвенций, выделенных на основе ГИС, и сейсмических данных 3D построена литолого-фациальная схема пласта J1-I. Установлено, что преобладающая обстановка осадконакопления связана с отложениями переходного типа (приливно-отливная и флювиаль-ная дельты). Наибольшие значения эффективной толщины характерны для коллекторов, сформировавшихся в условиях преобладающего влияния подводной дельты в ее проксимальной части.

Наиболее перспективные участки на площади исследования, в которых спрогнозированы коллекторы с улучшенными ФЕС, выделены по результатам литолого-фациального моделирования пласта и используются для дальнейшего изучения нижнеюрских отложений и выбора направления геолого-разведочных работ.

Рис. 6. Схема детальной корреляции пласта J1-I нижнеюрских отложений

Fig. 6. Schematic detailed correlation of the Lower Jurassic J1-I bed

Рис. 7. Литолого-фациальная схема пласта J1-I нижнеюрских отложений

Fig. 7. Lithofacies scheme of the Lower Jurassic J1-I bed

Выводы

В результате проведенных исследовательских работ подтверждено, что формирование нижнеюрских терригенных отложений геттанг-плинсбахского возраста, слагающих пласт J1-I (верхняя часть кызылсыр-ской свиты), происходило в условиях субаквальной и субаэральной частей дельты, а также проксимальной части сублиторали. Предполагается, что в дотоарское время на исследуемой площади существовала дельта смешанного типа, на которую оказывали влияние приливно-отливные процессы и волнения, а постепенное отмирание дельтовых рукавов приводило к формированию морских областей седиментации переходного типа.

Формирование глинистых отложений тоарского возраста, относящихся к низам сунтарской свиты, происходило на фоне крупной юрской трансгрессии регионального масштаба в условиях открытой части мелководного шельфа и зафиксировано выделенной поверхностью несогласия.

В результате комплексного анализа имеющейся геолого-геофизической информации построена литолого-фациальная модель пласта J1-I, в которой отражены процессы распределения осадочного матери- 12

ала по латерали, что позволяет учитывать полученные результаты в программе геолого-разведочных работ на площади исследования.

Авторы искренне признательны к. г.- м. н. О. Ю. Мельничуку за ряд конструктивных замечаний, способствующих улучшению формулировок и систематизации материала.