Структурная характеристика и история тектонического развития Северо-Комсомольского месторождения. Часть 1

Сурикова Е.С., Собакарь М.В., Галлямов Р.И., Загородний А.В., Ахмадуллин М.Э.


ООО «РН-БашНИПИнефть»

(ОГ ПАО «НК «Роснефть»),

ООО «СКН»

В статье проведен анализ современного строения и истории тектонического развития Северо-Комсомольского лицензионного участка. Особое внимание уделено дизъюнктивной тектонике.
Введение
В статье рассматривается структурная характеристика и история тектонического развития
Северо-Комсомольского месторождения.
Северо-Комсомольское нефтегазоконденсатное месторождение открыто в 1969 г.
в Ямало-Ненецком автономном округе. По классификации месторождений углеводородов (УВ)
оно является крупным, а по запасам высоковязкой нефти — одним из крупнейших в мире. На месторождении используются инновационные решения для добычи высоковязкой нефти: внедрение интеллектуальных систем бурения, скважины с горизонтальными стволами протяженностью более 2 км, использование автономных устройств контроля притока и др.
Согласно нефтегазогеологическому районированию, месторождение расположено в пределах Губкинского нефтегазоносного района Среднеобской нефтегазоносной области Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Месторождение содержит порядка 50 залежей УВ в отложениях
от верхнемеловых до юрских (пласты группы ПК, АП, БП, Ач, Ю). Залежь пласта ПК1 покурской свиты сеномана (верхний мел) является основной, состоит из нефтяной оторочки толщиной 20 м
и газовой шапки высотой около 40 м.
По тектонической карте юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции [1] месторождение приурочено к Ярэйскому наклонному мезовалу — положительной структуре второго порядка, осложненной в южной части Верхнетанловским куполовидным
поднятием (КП) — изометричной структурой третьего порядка (рис. 1).
Рис. 1. Фрагмент Тектонической карты юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции [1]
Согласно нефтегазогеологическому районированию, месторождение расположено в пределах Губкинского нефтегазоносного района Среднеобской нефтегазоносной области Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Месторождение содержит порядка 50 залежей УВ в отложениях
от верхнемеловых до юрских (пласты группы ПК, АП, БП, Ач, Ю). Залежь пласта ПК1 покурской свиты сеномана (верхний мел) является основной, состоит из нефтяной оторочки толщиной 20 м
и газовой шапки высотой около 40 м.
По тектонической карте юрского структурного яруса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции [1] месторождение приурочено к Ярэйскому наклонному мезовалу — положительной структуре второго порядка, осложненной в южной части Верхнетанловским куполовидным
поднятием (КП) — изометричной структурой третьего порядка (рис. 1).
Структурная характеристика и анализ дизьюнктивов
На площади Северо-Комсомольского месторождения с юго-запада на северо-
восток протягивается зона левостороннего сдвига фундамента, которая по отложениям мела
и кайнозоя представляет собой систему оперяющих разломов северо-восточного — юго-западного простирания (рис. 2, 3). Интенсивная нарушенность разломами площади исследования, несомненно, повлияла на формирование месторождения, строение залежей и сейчас оказывает влияние
на разработку. В связи с вышесказанным в статье особое внимание уделено дизъюнктивной тектонике.
Рис. 2. Структурные карты основных отражающих сейсмических горизонтов
Рис. 3. Схема и статистика разломов на Северо-Комсомольском ЛУ: а — по отложениям фундамента, юры и нижнего мела,
б — по отложениям мела и кайнозоя
Поверхность фундамента Западно-Сибирской плиты имеет расчлененный рельеф, осложнена многочисленными региональными разломами диагональной и ортогональной систем, которые были выделены на тектонических картах фундамента с 70-х годов ХХ века [2, 16–18]. Открытие,
что часть разломов фундамента является сдвигами, было сделано в конце ХХ века благодаря широкому внедрению 3D-сейсморазведки, потому что надежное картирование сдвигов и осложняющих их кулисообразных оперяющих разломов, эшелонированных приразломных складок возможно только по сейсмическим кубам. Сдвиги фундамента, перекрытого мощным осадочным чехлом, являются ярким примером разлома, при движении по которому напряженное состояние неоднородно как по горизонтали, так и по вертикали и приводит к условиям сжатия и растяжения
в чехле и образованию сложного парагенеза присдвиговых разломов и структур. Поведение пород при сдвигах изучено на крупных природных объектах (разлом Сан-Андреас в США, Альпийский
в Новой Зеландии, Грейт-Глен в Шотландии и др.) с помощью физического моделирования и тектонофизического анализа [4, 8, 9, 10, 12–15].
Сдвиги фундамента Западной Сибири изучаются всего порядка 15 лет, но уже накоплен довольно представительный материал по кинематике и механике разломообразования, изучению осложняющих структур [6–8, 9, 10, 19]. По геомеханике в пределах фундамента Западной Сибири установлены сдвиги по модели Риделя (1929 г.) — формирование систем разрывов в механической обстановке простого сдвига, когда разрывы возникают под действием тангенциальных напряжений, блоки перемещаются по ним, испытывая разворот, ротацию [10].
Структурная характеристика приведена на основе структурных карт (рис. 2) основных отражающих сейсмических горизонтов (ОГ): А (кровля доюрского основания, кровля палеозоя), Б (кровля баженовской свиты, верхняя юра), М (кровля глинистой пачки в низах покурской свиты, нижний мел, апт), Г (кровля кузнецовской свиты, верхний мел, турон), С (кровля ганькинской свиты, кровля мела).
Рельеф доюрского основания (ОГ А, рис. 2)
наиболее контрастный среди всех ОГ и нарушен системами разломов (рис. 3а):
1. Генеральный сдвиг фундамента и осложняющая его система разрывов, в том числе разломы северо-западного – юго-восточного направления в южной части восточного блока (сопряженные сколы Риделя).
2. Субмеридиональные разломы в северной части площади.
Максимальное число как по количеству, так и по суммарной протяженности (рис. 3а) составляют разломы субмеридионального направления (0-10°), средняя длина которых 1,2 км. Разломы двух систем затухают в нижнемеловых отложениях. Зона сдвигового разлома фундамента в виде оперяющих сбросов сечет весь осадочный чехол (рис. 4).
Рис. 4. Временные сейсмические разрезы вдоль и поперек системы кулисных разломов
В западном блоке с юга на север протягивается гряда из двух небольших по площади куполов с амплитудами 40 и 20 м, объединенных в единую приподнятую зону, и отдельный купол амплитудой 30 м севернее. Наиболее погруженная зона расположена на севере блока. Восточный блок имеет более расчлененный рельеф, чем западный (табл. 1).
Табл. 1. Характеристика современного рельефа основных отражающих сейсмических горизонтов
Практически весь восточный блок занимает неизометричное поднятие, на восток выходящее за пределы ЛУ, максимально приподнятая зона поднятия — на юго-востоке и в центральной части блока.
В рельефах юрских и нижнемеловых горизонтов (ОГ Б и М) системы разломов совпадают с выделенными по фундаменту (рис. 2, рис. 3а).
В рельефе ОГ Б (рис. 2) вблизи основного разлома выделяется приподнятая зона как в западном, так и в восточном блоках, но по единой изолинии поднятие не оконтуривается. Можно выделить отдельные купола амплитудой до 20 м и крупное изометричное поднятие в южной части восточного блока — наиболее приподнятая зона (Верхнетанловское КП).
В структурном плане ОГ М (рис. 2) выделяется единое валообразное поднятие с изрезанными краями, разделенное разломной зоной.
В рельефах верхнемеловых и кайнозойских ОГ (Г, С) выделяется изометричное валообразное поднятие, амплитуда которого максимальна по ОГ Г и составляет порядка 80 м (табл. 1).
Поднятие нарушено кулисообразными разломами осадочного чехла, ассоциированными с левым сдвигом фундамента (рис. 2). Другие системы разломов по этим уровням не выделяются. Направление кулис — северо-восточное (60–70°), на юге ЛУ — до субширотного. Направление падения плоскостей кулисных разломов — на север. Средняя длина разломов 3,3 км. То есть вверх по разрезу наблюдается объединение отдельных разломов в более протяженные. На рисунке 4 показано два разреза — параллельно и вкрест сдвигу. Видно, что сверху вниз разломы веерообразно сходятся в единую разломную зону по горизонту фундамента, образуя форму типа «цветка». По сейсмическим разрезам эти разломы по фундаменту безамплитудные, а вверх по разрезу амплитуда увеличивается и достигает максимума (до 90 м) по ОГ Г сеномана (рис. 4).
История тектонического развития
Восстановление истории тектонического развития проводилось на основе метода
мощностей [3, 5, 11]. Использование метода обосновано, так как основные отражающие сейсмические горизонты представляют собой мегарегиональные флюидоупоры, сформированные во время трансгрессий в морских обстановках в условиях тектонического покоя, имеющие однородный глинистый литологический состав, выдержанную мощность и широкое распространение по площади Западно-Сибирского бассейна, что позволяет использовать их
в качестве квазиизохронных поверхностей выравнивания. При интерпретации карт толщин сейсмокомплексов увеличенные мощности говорят об относительном прогибании территории,
а уменьшенные — о воздымании.
Карта толщин юрских отложений (между ОГ А и Б) показывает тектонические процессы, имевшие место на территории исследования в юре, и палеорельеф доюрского основания на момент отложения пород баженовской свиты. Палеорельеф доюрского основания на момент отложения баженовской свиты в западном блоке представлял собой депрессионную зону, где на протяжении юры находился эпицентр прогибания, с повышением рельефа вдоль восточной границы куба,
в восточном блоке — приподнятая зона с множеством куполов, которые испытывали тенденцию
к росту (рис. 5).
Рис. 5. Карты толщин сейсмокомплексов
В раннем мелу (титон-апт) эпицентр воздымания сосредоточен в южной части восточного блока,
а эпицентр прогибания — на севере ЛУ (рис. 5). В раннем — позднем мелу (апт-маастрихт) осадконакопление на территории исследования не сопровождалось значительными перестройками структурного плана (рис. 5).
В кайнозое происходит интенсивное воздымание по отложениям осадочного чехла и формирование единой валообразной структуры-ловушки для крупного Северо-
Комсомольского месторождения (рис. 5). Если смотреть современный рельеф (рис. 2),
то самая крупная залежь месторождения в пласте ПК1 (ОГ Г) сконцентрирована в нарушенной разломной зоной антиклинальной ловушке, которая, как было показано выше, сформирована
в кайнозойский этап тектонической активизации.
Рельеф фундамента с юры до кайнозоя (рис. 6) практически не менялся: западный блок занимала депрессионная зона, которая испытывала тенденцию к относительному прогибанию, в восточной части — поднятие, которое испытывало тенденцию к относительному воздыманию.
Рис. 6. Эволюция рельефа фундамента
во времени
В рельефе баженовской свиты, как и всех вышезалегающих горизонтов, единая положительная структура оформилась в кайнозое. До этого времени с момента отложения пород свиты рельеф практически не менялся, представлял собой приподнятую зону на месте современного Верхнетанловского КП на юге ЛУ (рис. 7). Таким образом, кайнозойский этап тектонической эволюции был основным в формировании крупной положительной приразломной структуры
в осадочном чехле.
Рис. 7. Эволюция рельефа баженовской
свиты во времени
Вследствие новейшей тектоники в рельефах горизонтов осадочного чехла произошло формирование единой крупной валообразной структуры. Разделенные разломной зоной западная
и восточная части вала имеют различную природу образования: восточная часть сформирована над серией выступов доюрского основания, которые испытывали рост в меловое время, западная часть вала является «беcкорневой» структурой осадочного чехла, образовавшейся вследствие субмеридиональной транспрессии в альпийское время тектонической активизации.
Физическое моделирование структурообразования в осадочном чехле над сдвигами фундамента, произведенное специалистами МГУ, доказывает формирование крупных валов на севере Западной Сибири в обстановке локальной транспрессии и опровергает гипотезу о формировании валов
как складок присдвигового волочения [9]. Эти выводы согласуются с результатами авторов.
Но, помимо сочетания обстановок сдвига и сжатия при формировании вала, авторы полагают,
что в случае Северо-Комсомольской структуры важное значение имел изначальный рельеф фундамента — наличие выступов фундамента в восточном блоке предопределило бóльшую амплитуду этой половины вала и, возможно, более высокий уровень ВНК в этом блоке.
Сурикова Е.С., Собакарь М.В., Галлямов Р.И., Загородний А.В., Ахмадуллин М.Э.

ООО «РН-БашНИПИнефть»
(ОГ ПАО «НК «Роснефть»),
Уфа, Россия,
ООО «СКН»,
Губкинский, Россия

es_surikova@bnipi.rosneft.ru
Комплексная интерпретация данных 3D сейсморазведки и ГИС позволила построить структурный каркас изучаемой площади. Для трассирования разломов использовались седиментационные и горизонтальные слайсы, набор карт атрибутов: Variance, Ant tracking, dip deviation, RMS-амплитуд. Точные результаты получились при выделении разломов с помощью пакета Geoplat, в котором используется алгоритм на основе машинного обучения и нейронных сетей. Для изучения истории тектонического развития использовались палеоструктурный и палеотектонический методы.
Западная Сибирь, Северо-Комсомольское месторождение, сдвиги фундамента, новейшая тектоника, 3D сейсморазведка
Сурикова Е.С., Собакарь М.В., Галлямов Р.И., Загородний А.В., Ахмадуллин М.Э. Структурная характеристика и история тектонического развития Северо-Комсомольского месторождения.
Часть 1 // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 5. С. 40–45.
DOI: 10.24412/2076-6785-2023-5-40-45
28.07.2023
УДК 550.8
DOI: 10.24412/2076-6785-2023-5-40-45

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88