АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата геолого-минералогических наук
Перспективы нефтегазоносности палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона
Шеин Всеволод Алексеевич
Москва - 2013
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Известный российский ученый Л.П. Зоненшайн очень точно определил задачу поисков нефти и газа, сказав: «Чрезвычайно важно установить конфигурацию погребенных рифтовых зон, поскольку над ними следует ожидать максимальное скопление залежей нефти и газа». И поскольку Арктические акватории - это один из основных регионов, который способен в будущем обеспечить добычу газа в России на стабильном уровне, проведение исследований по изучению перспектив нефтегазоносности палеорифтовых систем российской Арктики и, в первую очередь ее западных районов, является актуальной задачей.
Цель работы: изучение геологического строения и развития палеорифтовых систем Баренцево-Карского региона (БКР) для уточнения перспектив его нефтегазоносности и определения основных направлений геологоразведочных работ.
Задачи работы:
* изучение современных представлений о рифтогенезе, его влиянии на формирование осадочных бассейнов БКР и их нефтегазоносность;
* выделение палеорифтовых систем, палеорифтовых зон в пределах БКР и характеристика их геологического строения;
* уточнение литолого-палеогеографических схем тафрогенов с учетом геодинамической эволюции Арктики;
* анализ существующих представлений о тектонике и принципах тектонического районирования, уточнение тектонического строения Баренцевского, Евразийского и северной части Западно-Сибирского тафрогенов с учетом палеогеодинамических реконструкций плит и компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента;
* изучение приуроченности различных типов ловушек и связанных с ними залежей нефти и газа к тектоническим комплексам;
* выделение локальных поднятий, перспективных на поиски нефти и газа с помощью компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента;
* оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов палеорифтовых систем БКР, а также мезозойских и палеозойских отложений Баренцевского и северной части Западно-Сибирского тафрогенов и разработка рекомендаций по дальнейшему их изучению.
Научная новизна
Автором в пределах БКР выделено 5 палеорифтовых систем (Баренцевская, Западно-Сибирская, Тимано-Печорская, Мезенская, Евразийская) и 16 палеорифтовых зон. В авторском понимании рифты объединяются в рифтовые зоны, которые в соответствии с представлениями А.М. Джелала Шенгёра (2009) образуют рифтовые системы, или тафрогены.
Дана характеристика геологического строения и нефтегазоносности тафрогенов и рифтовых зон БКР на основе теории тектоники плит с учетом геолого-геофизических, геохимических данных и представлений о рифтах мира. рифтогенез осадочный бассейн нефтегазоносность
С учетом геодинамической эволюции Арктики уточнены литолого-палеогеографические условия осадконакопления в тафрогенах БКР с девонского периода до неогена, показано размещение выявленных и прогнозируемых ловушек УВ.
Усовершенствован принцип тектонического районирования, который заключается в том, что на карте одновременно показываются плитотектонические структуры (палеоконтиненты, океаны, палеомикроконтиненты, орогены, швы столкновения плит, рифтовые системы, пассивные континентальные окраины и др.), выделенные на основе анализа палеогеодинамических реконструкций, и структуры осадочного чехла (депрессии, валы, моноклинали, локальные структуры и др.), контуры которых уточнены в результате компьютерного моделирования структурной поверхности фундамента.
Показано, что тафрогены способствуют формированию нефтегазоносных бассейнов разного типа: а - континентальных рифтов и эпирифтовых депрессий (Баренцевский, Западно-Сибирский), б - пассивных континентальных палеоокраин и предорогенных прогибов (Тимано-Печорский, Мезенский), в - океанических рифтов (Евразийский). В процессе эволюции БКР, тафрогены испытали 4 стадии развития: 1 - дорифтовую (преобразование фундамента), 2 - предрифтовую (преобразование складчатого основания), 3 - рифтовую (образование узких и протяженных грабенов, горстов) и 4 - эпирифтовую (образование депрессии внутри континента и пассивной окраины на его периферии). Упомянутые стадии прерываются кратковременными периодами инверсии.
Выделены различные типы ловушек, встречающихся в дорифтовом, предрифтовом, рифтовом, эпирифтовом тектонических комплексах тафрогенов.
Осуществлена оценка перспектив нефтегазоносности тектонических комплексов тафрогенов. Наиболее перспективными являются эпирифтовый комплекс Западно-Сибирского и Баренцевского тафрогенов, а также рифтовый комплекс Тимано-Печорского тафрогена. В меньшей мере перспективны отложения рифтового комплекса Западно-Сибирского, Баренцевского, Мезенского тафрогенов и эпирифтового комплекса Тимано-Печорского тафрогена. Потенциально нефтегазоносными рассматриваются породы дорифтового и предрифтового комплексов Западно-Сибирского, Тимано-Печорского и Мезенского тафрогенов, а также рифтового комплекса Евразийского тафрогена.
В пределах Баренцевского тафрогена наиболее перспективным является юрско-нижнемеловой нефтегазоносный комплекс (НГК), связанный с эпирифтовыми отложениями, в меньшей мере перспективны триасовый и палеозойский НГК рифтового тектонического комплекса. Юрские отложения наиболее перспективны в южной части тафрогена. Ловушки триаса перспективны на склонах выступов. Перспективы нефтегазоносности палеозойского комплекса связаны с карбонатными породами, развитыми в пределах зон поднятий (Центрально-Баренцевская рифтовая зона) и моноклиналей (Кольско-Канинская, Тегеттгофа).
Практическое значение работы и реализация результатов исследований
Изучение палеорифтовых систем позволило уточнить геологическое строение, перспективы нефтегазоносности БКР, а также прогнозировать объекты поисков УВ.
Рекомендации по поискам залежей УВ использованы при разработке отчета «Создание единой модели глубинного строения Баренцево-Карского мегабассейна на основе каркасной государственной сети опорных профилей с целью зонального и локального прогноза нефтегазоносности региона, включая прибрежные территории Западно-Сибирской НГП».
Разработки автора вошли в отчет 2010 г. «Технико-экономические предложения (ТЭП) по освоению Восточно-Тамбейского и Северо-Обского участков недр Обской губы, представляющих приоритетный интерес для восполнения сырьевой базы ОАО «Газпром»».
Диссертант участвовал в подготовке материалов к корректировке «Программы освоения ресурсов углеводородов на шельфе Российской Федерации до 2030 года» и «Технико-экономическим предложениям по изучению и освоению участков недр континентального шельфа Российской Федерации, представляющих приоритетный интерес для восполнения запасов углеводородов ОАО «Газпром».
Разработки автора вошли в отчеты 2013 г., посвященные разработке и коррективам ТЭП по освоению Ленинградского, Русановского, Нярмейского, Скуратовского, Ледового, Лудловского, Амдерминского, Западно-Шараповского, Обручевского, Ферсмановского, Северо-Харасавэйского, Невского, Шараповского, Демидовского и Медвежьего лицензионных участков для нужд ОАО «Газпром».
Рекомендации, предложенные в данной диссертационной работе, были использованы при разработке в 2013 г. отчета о научно-исследовательской работе (НИР): «Предложения по повышению геолого-экономической эффективности освоения лицензионных участков ОАО «Газпром» на шельфе морей России на основе мониторинга состояния и результатов поисково-разведочных работ на нефть и газ (Баренцево, Карское и Охотское моря)».
В диссертации защищаются следующие основные положения:
1) Обоснование выделения в пределах БКР пяти разновозрастных палеорифтовых систем (тафрогенов), на основе которых зародились и сформировались нефтегазоносные бассейны разных типов.
2) Усовершенствование структурно-тектонического принципа районирования путем отображения плитотектонических структур на тектонических картах, что позволило уточнить геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Баренцевского и северной части Западно-Сибирского тафрогенов.
3) Уточнение качественной оценки перспектив нефтегазоносности пород эпирифтового, рифтового, предрифтового и дорифтового тектонических комплексов тафрогенов БКР, а также палеозойских, триасовых, юрских и меловых отложений Баренцевской и северной части Западно-Сибирской рифтовых систем, на основе чего даны рекомендации по дальнейшему изучению тафрогенов и поискам месторождений УВ.
Апробация работы и публикации.
Научные положения диссертации докладывались на Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов во ВНИГНИ (г. Москва, 2008), на Международной конференции «Современное состояние наук о Земле», посвященной памяти академика В.Е. Хаина (г. Москва, МГУ, 2011), на Международном симпозиуме «Проблемы освоения недр» (г. Томск, 2012), на IV Международной научной конференции «Освоение ресурсов российского шельфа: Арктика и Дальний Восток» (ROOGD-2012), на IV научно-практической молодежной конференции «Новые технологии в газовой отрасли: опыт и преемственность» (ООО «Газпром ВНИИГАЗ, 2012).
Основные научные выводы диссертации опубликованы в 14 работах, 9 из которых являются самостоятельными. Опубликовано пять статей в рецензируемых журналах «Геология нефти и газа», «Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений», «Газовая промышленность», а также имеется ряд публикаций в трудах Международных конференций и симпозиумов.
Использованные материалы. При составлении геологических документов использованы фондовые и опубликованные данные, собранные в процессе работы в ФГУП ВНИГНИ (2006 - 2009 гг.) и в Центре Морских месторождений нефти и газа ООО «Газпром ВНИИГАЗ» (2009 - по наст. вр.). При геолого-геофизических построениях изучались: а - разрезы скважин (более 50), разрезы обнажений (несколько десятков), региональные сейсмические профили (более 3 тыс. пог. км), сейсмические профили на площадях (более 500 тыс. пог. км), структурные карты, карты гравитационных и магнитных аномалий, схемы тектоники нефтегазоносности и другие фактические данные. Теоретические и методические выводы базировались на анализе опубликованных материалов по геологии, нефтегазоносности, тектонике плит, литолого-фациальным, геохимическим исследованиям Арктики, в том числе Ю.П. Ампилова, С.В. Аплонова, Д.А. Астафьева, В.А. Басова, Р.П. Богданова, В.И. Богоявленского, А.М. Брехунцова, А.И. Варламова, М.Л. Вербы, В.Е. Вержбицкого, И.Ю. Винокурова, В.С. Вовка, В.П. Гаврилова, Р.Г. Гарецкого, И.С. Грамберга, А.Ф. Грачева, А.Н. Дмитриевского, Ю.Н. Григоренко, К.А. Долгунова, Е.В. Захарова, Л.П. Зоненшайна, С.В. Ивашко, В.Г. Казьмина, В.Д. Каминского, К.А. Клещева, А.А. Ковалева, К.Н. Кравченко, Н.А. Крылова, А.Э Конторовича, Ю.Г. Леонова, А.В. Лобусева, Я.П. Маловицкого, Л.С. Маргулиса, В.Н. Мартиросяна, Е.Е. Милановского, Е.Г. Мирлина, Б.А. Никитина, А.М. Никишина, А.Н. Обухова, И.Н. Пешковой, Б.В. Сенина, В.А. Скоробогатова, О.И. Супруненко, В.С. Суркова, А.В. Ступаковой, А.В. Толстикова, Ю.Ф. Федоровского, Н.К. Фортунатовой, В.Е. Хаина, В.В. Харахинова, В.А. Холодилова, А.М. Джелала Шенгёра, Э.В. Шипилова, Ю.М. Эринчека и других исследователей.
Структура и объем работы
Диссертационная работа общим объемом 154 страницы состоит из Введения, 6 глав, Заключения, содержит 105 страницы текста, 49 рисунков, 5 таблиц. Библиография включает 167 наименований.
Автор выражает благодарность за консультации, помощь в работе научному руководителю Д.А. Астафьеву, а также сотрудникам Центра морских месторождений нефти и газа ООО «Газпром ВНИИГАЗ» Е.В. Захарову, Ю.П. Ампилову, П.Б. Никитину, Н.Н. Соловьеву, А.В. Толстикову, М.А. Калите, Е.А. Никульшиной, а также специалистам по геологии и нефтегазоносности Арктики В.А. Скоробогатову, И.Ю., Винокурову, О.И. Супруненко, К.А. Клещеву, Н.К. Фортунатовой за ценные советы в процессе подготовки работы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
На основе собранных и проанализированных геолого-геофизических материалов по данному региону, включающих, главным образом, данные сейсморазведки и бурения, на сейсмических профилях выделены: дорифтовый, предрифтовый, рифтовый и эпирифтовый комплексы. Дорифтовый комплекс обычно развит в пределах блоков с древним архейско-протерозойским фундаментом, предрифтовый - в пределах древних континентальных блоков, в которых развито складчатое основание. Эти комплексы выделялись условно. При этом рифтовый и эпирифтовый комплексы хорошо прослеживаются на сейсмических профилях. Первые обычно выполняют грабены, вторые - надграбеновые прогибы, депрессии. При их выделении учитывались формационный состав и результаты анализа проявлений магматизма (по Э.В. Шипилову, 1998).
В первой главе приведено описание геолого-геофизической изученности БКР. Отмечено, что данный регион изучен геологической съёмкой, бурением, сейсморазведкой, гравиразведкой, магниторазведкой, аэрофотосъемкой, проведены тематические исследования. На шельфе Баренцева и Печорского морей России выполнено более 400 тыс. пог. км сейсмических профилей 2D и около 500 кв. км сейсморазведки 3D, на шельфах Норвегии - 1,7 млн. пог. км сейсморазведочных профилей. Средняя плотность сейсмопрофилирования по шельфу Баренцева и Печорского морей составляет 0,41 пог. км/км2, Карского моря - 0,13 км/км2. Особо важными являются региональные сейсмические профили АР-1, АР-2, АР-3, АР-4, проведенные НПФГУП «Севморгео» (И.Ю. Винокуров и др., 2010). В российском секторе БКР бурение проводилось на 22 площадях, пробурено 75 скважин. По одной скважине пробурено на островах Свердруп, Белый, Колгуев, Франца-Иосифа и др. В норвежской части Баренцева моря пробурено 83 глубокие скважины.