Перспективы нефтегазоносности нижнедевонских отложений гряды Чернышева (Тимано-Печорская нефтегазоносная провинция)

Гряда Чернышева и прилегающие к ней надвиго-вые зоны являются одними из слабоизученных и перспективных на поиски залежей углеводородов (УВ) на севере Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции [7, 13; 14; 16]. По оценке [8], разведанность началь- ных суммарных ресурсов углеводородного сырья гряды в составе Хоседаюско-Воргамусюрского нефтегазоносного района составляет около 1 %. При этом по величине плотности неразведанной части ресурсов нефти среди всех нефтегазоносных районов Хоседаюско-Воргамусюрский находится на втором месте [8].

Среди выделенных нефтегазоносных комплексов на гряде Чернышева среднеордовикско-нижнедевон-ский оценивается как наиболее перспективный. С ним связано около 44 % (56.4 млн тонн) извлекаемых начальных суммарных ресурсов нефти [11]. Нижнедевонские карбонатные отложения в составе комплекса являются приоритетным объектом для поисков залежей УВ. Их промышленная нефтеносность установлена на Южно-Степковожском и Восточно-Адзьвинском месторождениях. Перспективность нижнедевонских природных резервуаров также связана с благоприятным соотношением коллекторов и покрышек вследствие эрозионного срезания и выхода коллекторских горизонтов под региональный верхнедевонский флюидо-упор [9].

В данной статье представлены сведения по установленной нефтегазоносности нижнедевонских отло- жений, характеристике пород-коллекторов в скважинах и естественных обнажениях и перспективам выявления новых залежей УВ на локальных поисковых объектах гряды Чернышева и прилегающих территорий.

Район исследований

Гряда Чернышева находится в северо-восточной части Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Она представляет собой линейную сложно дислоцированную структуру в составе Предуральского краевого прогиба, которая ограничивает его с запада от структур Печорской синеклизы — Хорейверской впадины и Варандей-Адзьвинской структурно-тектонической зоны (рис. 1, a).

В геологическом строении гряды выделяются несколько складчато-надвиговых структур: Хоседаюская

Рис. 1. Карта тектонического районирования Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции (а) и гряды Чернышева (b) (по [12]): 1 — месторождения (а — нефтяные, b — газовые, с — газонефтяные); 2 — скважины; 3 — естественные выходы нижнедевонских отложений, руч. Дэршор; 4 — тектонические элементы (цифры в кружках): 1 — Ижма-Печорская синеклиза, 2 — Малоземельско-Колгуевская моноклиналь, 3 — Печоро-Колвинский авлакоген, 4 — Хорейверская впадина, 5 — Варандей-Адзьвинская структурно-тектоническая зона, 6 — Коротаихинская впадина, 7 — Воркутское поперечное поднятие, 8 — гряда Чернышева (8-1 — Хоседаюская антиклинальная зона, 8-2 — Адзьвавомская депрессия, 8-3 — Тальбейский блок, 8-4 — Восточно-Воргамусюрская складчатая зона, 8-5V — Шарью-Заостренский блок, 8-6 — Яньюский блок)

Fig. 1. Tectonic zoning map of the Timan-Pechora Petroleum Province (a) and Chernyshev Swell (b) (according to [12]): 1 — hydrocarbon fields (а — oil, b — gas, c — gas-oil); 2 — wells; 3 — outcrop of the Lower Devonian deposits, Dershor creek; 4 — tectonic elements: 1 — Izhma-Pechora syneclise, 2 — Malozemelsko-Kolguev monocline, 3 — Pechora-Kolva aulacogen, 4 — Khoreyver depression, 5 — Varandey-Adzva structural-tectonic zone, 6 — Korotaikha depression, 7 — Vorkuta transverse uplift, 8 — Chernyshev swell (8-1 — Hosedayu anticline zone, 8-2 — Adzvavom depression, 8-3 — Talbey block, 8-4 — East Vorgamusyur fold zone, 8-5 — Sharyu-Zaostren block, 8-6 — Yanyu block)

антиклинальная зона, Тальбейский блок и разделяющая их Адзьвавомская депрессия, Восточно-Воргамусюр-ская складчатая зона, Шаръю-Заостренский и Яньюский блоки (рис. 1, b).

Многими исследователями признается формирование гряды Чернышева в результате послойного срыва по соленосным отложениям верхнего ордовика (де-тачмент) под действием орогенных процессов, происходивших на Урале [2; 14; 18; 19]. Однако модель формирования гряды неоднозначна и является предметом дискуссий [2; 19].

Нефтегазоносность нижнего девона

Промышленная нефтегазоносность нижнего де вона на гряде Чернышева установлена на Южно- Степковожском нефтяном месторождении (рис. 2). Небольшие притоки нефти получены в скважине Восточно-Адзьвинская-1, пробуренной на одноименной структуре. Последующие результаты переинтерпретации геолого-геофизических материалов позволили поставить на баланс Восточно-Адзьвинское месторождение [4].

Одними из последних геолого-разведочных работ на гряде Чернышева с бурением 3 скважин (Адакская-1 и -2, Харутамылькская-1), были проведены ПАО «Газпром» [3]. Нефтеносность нижнего девона была установлена в скважинах Адакская-2 и Харутамыль-кская-1. В поднадвиговой части разреза скважины Адакская-2 из верхнесилурийско-нижнедевонских отложений получен приток газированной нефти деби- том 0.4–0.8 м3. В скважине Харутамылькская-1 в нижнедевонских отложениях установлено нефтенасыще-ние по керну. При опробовании в открытом стволе получен сильногазированный буровой раствор с пленкой нефти.

Нефтепроявления в керне в виде трещин с битумом, загустевшей нефти по трещинам, стилолитам и порам установлены в скважинах Адзьвинская-1 и Северо-Адзьвинская-1.

Следует также отметить, что на прилегающих с запада к гряде территориях Варандей-Адзьвинской структурной зоны нижнедевонские отложения являются основным объектом промышленного освоения (Черпаю-ское, Хасырейское, Подверьюское и Хосолтинское нефтяные месторождения) [20].

Характеристика пород-коллекторов

Характеристика пород-коллекторов по данным поисково-разведочных работ

На территории гряды Чернышева нижнедевонский природный резервуар характеризуется благоприятным строением, где под тиманско-саргаевскую региональную покрышку выходят карбонатные породы овинпармского и сотчемкыртинского горизонтов [9]. Наиболее продуктивные пласты-коллекторы относятся к карбонатным отложениям овинпармского горизонта. Глубина залегания коллекторских горизонтов меняется в зависимости от положения в геологическом разрезе: от 1.4–2.9 км в аллохтонной части до 3.4–4.1 км в автохтоне (табл. 1). На Южно-Степковожском

Табл. 1. Характеристика коллекторских толщ нижнего девона

Tabl. 1. Characterization of the Lower Devonian reservoirs

Параметры Parameters	Площади / Areas
	Юж. Степко-вожская-1 Yuzh. Stepko-vozhskaya-1	Адакская-2 Adakskaya-2	Харутамыльк-ская-1 Kharutamyl-kskaya-1	Адзьвинская-1 Adzvinskaya-1	Обнажение руч. Дэршор Outcrop Dershor Creek
К п , %	7.1–12.7	0.3–5.6	0.1–9.3	0.53–1.7	2.06
Кпр, 1*10–15м2	–	<0.01–45.44	0.014–115.42	–	0.041
Нефтенасыщенная мощность коллектора, м Oil-saturated reservoir thickness, m	10.6	29.8	13.9	–	–
Эффективная мощность коллекторов по ГИС, м Effective thickness of reservoirs according to well logging, m	–	235.3	125	90.4	–
Глубина залегания коллекторских горизонтов, м Depth of occurrence of reservoir horizons, m	4110–4170	3900–4100	3480–3550	1450–1670 аллохтон allochtone	–
Возраст отложений, вмещающих продуктивные коллекторы Age of sediments containing productive reservoirs	D1op	S2p–D1op	D1op	D1op	D1op

НЕФТЕГАЗОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ

Варандей-Адзьвинская НГО

Северо-Предуральская НГО

Верхне-адзьвинский НГР

Хоседаюский НГР

Кочмесский НГР

ТЕКТОНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Варандей-Адзьвинская структурная зона

Гряда Чернышева

Косью-Роговская впадина

Вал Гамбурцева

.      |Тальбейский Хоседаюскии вал < ^лок

Кочмесская ступень

СТРАТИГРАФИЧЕСКАЯ КОЛОНКА

I— X

ф о о 2 Ф X

ф о о >х ф 3 СО X

1 с 0

5.

ф о 1 1 8 ей

ф о 1 X ? i

го о со

2 с с о X

2 Ф X

с с 1 с 3 3 с

(К го о X ф О. О S

= S ф ™ ф q: о <

к 2 о о со

1

| го н го X

i с и

6

а с с

X О CD Ш с; О

>х т X X

ОМСКИЙ

а С О

ПРАЖСКИЙ

лохковский

•

•

•

•

•

■

А

ВЕРХНИЙ

•

■

•

■

НИЖНИЙ

■

СО о о

ВЕРХНИЙ

А

СРЕДНИЙ

7 о"

НИЖНИЙ

ПРОТЕРОЗОЙ

Условные обозначения:

промышленные залежи нефти

А непромышленные залежи нефти, газа

нефтенасыщение в керне

В процессе бурения:

газопроявления

нефтепроявления

ниже отложения не изучены

Рис. 2. Схема нефтегазоносности ордовикско-нижнедевонских отложений гряды Чернышева и прилегающих территорий (по [2] с изменениями)

Fig. 2. Scheme of oil and gas content of Ordovician-Lower Devonian deposits on the Chernyshev Swell and adjacent territories (according to [2] with changes)

месторождении коллекторами являются доломиты с трещинно-каверново-поровым типом пустотного пространства. Пористость, по данным ГИС, составляет 7.1– 12.7 % (табл. 1). Эффективная нефтенасыщенная мощность коллекторов 10.6 м.

Наиболее детально породы-коллекторы в нижнедевонских отложениях изучены по скважинам Адакская-2 и Харутамылькская-1 (табл. 1). Продуктивные отложения в скважине Адакская-2 сложены доломитами и из вестняками, кавернозными и трещиноватыми. Пористость по керну изменяется от 0.3 до 5.6 % с преобладанием значений в диапазоне 0.5–1.5 % (рис. 3). Проницаемость изменяется от <0.01 х 10^-15 м² до 45.44 х х 10^-15 м² с преобладанием значений до 1.0 х 10^-15м² (рис. 3). Коллекторы относятся к трем классам: I — поровые и каверново-поровые, II — трещинно-каверново-по-ровые и III — каверново-трещинные, трещинные [2].

В скважине Харутамылькская-1 получены схожие характеристики коллекторов (табл. 1). Они представлены доломитами и доломитизированными известняками, кавернозными и трещиноватыми. Пористость, определенная по керну, изменяется в пределах 0.1– 9.3 % с преобладанием в интервале значений 0.5–1.5 % (рис. 3). Проницаемость составляет от 0.014 х 10^-15 м² до 115.42 х 10^-15 м². Доминируют низкие значения до 1.0 х 10^-15 м², реже в диапазоне 1-10 х 10^-15 м² (рис. 3). Преобладают трещинно-каверново-поровые и кавер-ново-трещинные, трещинные коллекторы.

Совокупность имеющихся данных определений пористости и проницаемости для нижнедевонских от- 14

ложений характеризует их как низкоемкие и низкопроницаемые коллекторы. Улучшение фильтрационно-емкостных свойств нижнедевонских коллекторов предполагается в приразломных зонах, где отложения подвергались интенсивному растрескиванию и выщелачиванию [9, 17].

Породы-коллекторы в нижнедевонских отложениях разреза руч. Дэршор

Основной информацией по оценке коллекторских толщ нижнего девона являются материалы поисковооценочного бурения, хотя на гряде Чернышева известны выходы нижнедевонских отложений в естественном залегании, изучение которых позволило бы получить дополнительную геологическую информацию. В этой связи нами был изучен наиболее представитель ный разрез нижнего девона, расположенный на руч. Дэршор в среднем течении р. Адзьва на севере гряды Чернышева (рис. 1, a).

В этом разрезе пористо-кавернозные породы-коллекторы установлены в доломитовой пачке (пачка II) овинпармского горизонта (рис. 4, a, b). Они представлены доломитами, мелко- и среднезернистыми, био-гермными (баундстоуны) с ветвистыми колониями строматопорат, реже табулят и существенным содержанием микрозернистого карбоната, микробиальных комков и сгустков (рис. 4, c). Формирование этих отложений связано с небольшими биогермами и биостромами в зоне «изолированной» мелкой сублиторали. Приобретение свойств коллекторов связано с интенсивным развитием постседиментационных про-

■ Адакская/Аёак5кауа-2

Рис. 3. Графики распределения пористости и проницаемости (составлено по материалам ООО «Газпром ВНИИГАЗ» в г. Ухта)

Fig. 3. Diagrams of porosity and permeability distribution (based on the materials of Gazprom VNIIGAZ LLC, Ukhta Branch office)

цессов выщелачивания колоний строматопор и табулят в зоне интенсивной трещиноватости пород разреза. Пустотность породы сформирована кавернами и порами по органическим остаткам, межкристаллическими порами и трещинами выщелачивания (рис. 4, d–g). По соотношению типов пустот они относятся к тре-щинно-каверновым (трещинно-каверново-поровым) коллекторам. Определение фильтрационно-емкостных свойств пород показало: пористость — 2.06 %, проницаемость — 0.041 x 10^-15 м2.

Схожие породы и фациальные условия их образования описываются на прилегающем к гряде Чернышева восточном борту Хорейверской впадины [5]. Авторы выделяют здесь в сублиторальном комплексе фацию карбонатных отмелей, с которой связывают основную часть коллекторов овинпармского горизонта. Ими установлено, что с породами карбонатных отмелей связаны наиболее высокоёмкие коллекторы с пористостью 5–15.3 % (в среднем 10 %) и проницаемостью до 1Д [5].

Изучение керна скважин Адакская-2 и Харута-мылькская-1 послужило основой для модели, предполагающей широкое развитие в районе гряды Чернышева в нижнедевонское время микробиально-водорослевых биогермных построек и связанных с ними фаций [3]. Согласно этой модели, биогермы имели небольшие размеры (максимум 1.5–2 км по ширине и 2–3 км по простиранию) и формировали полосовидные зоны па- раллельно краю карбонатной платформы. Исследования коллекторских свойств разнофациальных отложений показало, что наибольшая эффективная толщина коллекторов связана с массивами биогермов и их тыловых частей. Однако наилучшими фильтрационно-емкостными характеристиками (средние значения Кп -4.4 %, КПр-16.7х10-15 м2) обладают отложения, отнесенные к фациальной зоне обломочных шлейфов биогермов [3].

Нефтегазоматеринские породы

В качестве потенциальных нефтегенерирующих толщ выделены глинисто-карбонатные отложения преимущественно в разрезе овинпармского горизонта. Средние концентрации Сорг составляют 0.28–0.52 % в карбонатных породах и 1.08–1.88 % в мергелях и аргиллитах. По данным пиролиза Rock-Eval, значения генерационного потенциала (S1+S2) и водородного индекса (HI) наиболее обогащенных ОВ пород составляют соответственно 2.18–8.65 мг УВ/г породы и 153– 432 мг УВ/г Сорг [2]. По совокупности геохимических параметров нефтематеринские породы овинпармско-го горизонта относятся к категории низко- и среднепродуктивных.

В изученном разрезе на руч. Дэршор к нефтематеринским отложениям могут относиться породы гли-нисто-карбонатной пачки (3 пачка) овинпармского горизонта. Она сложена известняками с прослоями мергелей и глинистых известняков. Содержание С_орг со ставляет 0.2–0.4 % в известняках и 1.1–1.5 % в глинисто-карбонатных разностях пород. В породах этой пачки также присутствуют битумо- и нефтепро-явления в виде заполнения битумом пустот по плоскостям отдельности, трещинам и стилолитовым швам (рис. 5, a–c), включений битумов в кальцитовых гнездах (рис. 5, d) и нефтеподобных жидких включений (рис. 5, e).

Кроме нижнедевонских нефтематеринские породы установлены также в верхнесилурийских отложениях [2, 6]. Поэтому нельзя исключать генерацию УВ породами верхнего силура и их вертикальную миграцию в нижнедевонские коллекторы.

Перспективы поисков залежей УВ в нижнедевонских отложениях

Проведение поисково-разведочных работ на выявление залежей УВ в карбонатных отложениях сред-неордовикско-нижнедевонского нефтегазоносного комплекса связываются с локальными объектами как на самой гряде Чернышева, так и на прилегающих к ней надвиговых зонах (рис. 6, a).

В Хоседаюской антиклинальной зоне перспективы поисков связываются с поднадвиговой (автохтон и паравтохтон) частью разреза. По результатам переобработки и переинтерпретации геолого-геофизических материалов в качестве перспективных локальных объектов рассматриваются Адзьвинская (рис. 6, b) и Северо-Адзьвинская приразломные структуры [4]. По проведенной оценке ресурсов этой зоны с нижнедевонскими отложениями связывается основной прирост запасов нефти: извлекаемые ресурсы по категории D0 составляют около 12.9 млн т [8].

В южной части гряды Чернышева (Яньюский блок) объектом для постановки поисково-разведочных работ рекомендуется структура Яньюская-II (рис. 6, d). Оценка прогнозных извлекаемых ресурсов нефти (категории D1л) структуры по отложениям среднеордо- викско-нижнедевонского комплекса составляет 4.5 млн т [1]. В качестве перспективных поисковых объектов также предлагаются подготовленные Западно-Сарьюгинская (ресурсный потенциал D0 — 4.58 млн т) и Западно-Еджидъюская (ресурсный потенциал D0 —

Рис. 4. Породы-коллекторы в овинпармских отложениях нижнего девона на руч. Дэршор: a — фото естественных выходов овинпармских отложений; b — фото слоя пористо-кавернозных пород; c — доломит биогермный (баундстоун); d–g — микрофотографии шлифов, демонстрирующие пустотное пространство (синей заливкой показаны пустоты): d, e, g — поры и каверны по органическим остаткам, f — трещины выщелачивания

Fig. 4. Reservoir rocks in the Ovinparma Formation (Lower Devonian) on the Dershor creek: a — photo of the Ovinparma Formation outcrop; b — photo of a layer of pore-cavernous rocks; c — biogermic dolomite (boundstone); d–g — thin section microfotographs (voids are shown in blue)

Рис. 5. Битумо- (a–d) и нефтепроявления (e) в овинпармских отложениях нижнего девона на руч. Дэршор: b — битум; o — пора с нефтью

Fig. 5. Bitumen (a–d) and oil occurrences (e) in the Ovinparma Formation (Lower Devonian) on the Dershor creek: b — bitumen; o — cavern with oil

• 3.22 млн т) тектонически экранированные ловушки [10].

Зона надвигового сочленения гряды Чернышева с Косью-Роговской впадиной представляет определенный поисковый интерес на выявление поднадвиговых структур [14]. В этой зоне приоритетный интерес пред- ставляет Поварницкое поднятие (рис. 6, c). Оно выступает в виде структурного носа, перекрытого надвиго-вой пластиной гряды. Перспективные резервуары выделяются в широком стратиграфическом диапазоне от ордовика до перми, в том числе в силуре–нижнем девоне.

Рис. 6. Карта локальных структур гряды Чернышева (по материалам ООО «ТП НИЦ»)

Примеры перспективных структур, предлагаемых к проведению геолого-разведочных работ: b — Адзьвинская (по [7]), c — Поварницкая (по [15]), d — Яньюская-II (по [1])

1 — локальные структуры; 2 — прогнозируемые залежи (а — нефти, b — газа)

Fig. 6. Map of local structures on the Chernyshev Swell (according to TP SRC LLC)

Examples of promising structures proposed for geological exploration: b — Adzva (according to [7]), c — Povarnitskaya (according to [15]), d — Yanyu-II (according to [1])

1 — local structures; 2 — forecasted deposits (a — oil, b — gas)

Заключение

Установленная нефтеносность нижнедевонских отложений и благоприятное соотношение нефтематеринских пород, коллекторов и флюидоупоров в природном резервуаре, а также доступные для бурения глубины продуктивных горизонтов (3.5–4 км) позволяют рассматривать их как перспективный поисковый объект для выявления залежей УВ.

Породы-коллекторы представлены преимущественно доломитами с трещинно-каверново-поровым и каверново-трещинным типом пустотного пространства. Фильтрационно-емкостные свойства пород характеризуют их как низкоемкие и низкопроницаемые коллекторы: основной диапазон значений (по керну) составляет 0.5-1.5 % для пористости и до 1.0 х 10^-15 м² для проницаемости. Улучшение коллекторских свойств предполагается в зонах разломов, где карбонатные породы подвергались растрескиванию и выщелачиванию.

Проведение поисковых работ на выявление залежей УВ в нижнедевонских отложениях связывают с локальными структурами как на самой гряде Чернышева, так и в прилегающих к ней надвиговых зонах. В северной части гряды для опоискования рекомендуются Адзьвинская и Северо-Адзьвинская приразломные структуры. В южной половине гряды для постановки поисковых работ предлагается структура Яньюская-II, а также поднадвиговое Поварницкое поднятие. Таким образом, наличие фонда подготовленных поисковых локальных объектов, а также высокая доля неразведанной части ресурсов позволяют высоко оценивать вероятность обнаружения новых залежей УВ в природных резервуарах нижнего девона.

Авторы благодарны С. В. Сенину (ООО «ТП НИЦ») за возможность проведения петрофизических исследований образцов пород.