Органическое вещество баженовской свиты представлено в основном аморфным планктоно- и бактериогенным веществом — коллоальгинитом, кероген содержит 7,0–8,5% водорода. На большей части территории Западной Сибири отложения баженовской свиты находятся в главной зоне нефтеобразования.
Исключительный состав ОВ баженовской свиты предопределил его очень высокий генерационный потенциал. В областях распространения пород с невысоким катагенезом (ПК-MK11) остаточный генерационный потенциал ОВ баженовской свиты равен 400–500 мг УВ/г Сорг. С ростом катагенеза эта величина уменьшается. К концу градации МК2 — началу градации МК3 остаточный генерационный потенциал достигает 100–200 мг УВ/г Сорг [2,3].
Генерационный потенциал нефтепроизводящих пород характеризуют следующие параметры [2,3]:
содержание ОВ (Сорг), %;
объем пород, вмещающих ОВ;
качество ОВ;
степень катагенеза ОВ.
Два первых показателя в свою очередь характеризуют абсолютное количество ОВ, содержащееся в породе.
Баженовская свита с высоким генерационным потенциалом распространена в западной и центральной частях Томской области. В направлении обрамления плиты глинисто-кремнистые породы баженовской свиты замещаются обычными пластичными аргиллитами марьяновской свиты, а затем песчанисто-глинисто-алевритистыми породами максимоярской свиты [5]. Формирование отложений баженовской свиты происходило на глубине порядка 400 м, марьяновской — 200 м, максимоярской — 60–80 м [1].
Таким образом, на исследуемой территории выявлен закономерный фациальный ряд от глубоководных отложений в западных районах исследуемого региона до прибрежно-морских песчано-алевролитовых толщ на востоке.
Генерационный потенциал отложений марьяновской и максимоярской свит существенно ниже, чем баженовской, содержание ОВ в этих породах составляет соответственно 1–3 и 0,3–0,5% [1].
Как отмечалось, глинисто-кремнистые породы баженовской свиты обладают повышенной битуминозностью. Высокое содержание битумоидов (классического диэлектрика) и незначительное количество минерализованых вод в отложениях свиты предопределили аномально высокие значения кажущегося сопротивления (КС) этих отложений. На диаграммах стандартного каротажа баженовская свита характеризуется значениями КС, составляющими в среднем 200 Омм. В скважинах с признаками нефти значение этого показателя возрастает до 900 Омм.
Особенностью глинисто-кремнистых пород баженовской свиты является также высокое содержание урана ~ средние значения радиоактивности, фиксируемые на кривых гамма-каротажа (ГК), составляют 80 g. По мере замещения этих отложений более мелководными изохронными аналогами (марьяновская, максимоярская свиты) содержание урана в породах существенно падает. Отложения марьяновской свиты характеризуются стандартными для аргиллитов значениями КС (<20-25 Ом м) и естественной радиоактивности (<30 g). На это обстоятельство еще в 70-е гг. обращал внимание И.И. Плуман.
Автор данной статьи поставил перед собою две задачи.
Задача 1. На базе анализа распределения значений КС и ГК уточнить зоны распространения баженовской и марьяновской свит и выделить «переходную» зону.
В рамках настоящих исследований с использованием всех скважинных данных были построены схематические карты значений КС (рис. 1) и ГК (рис. 2) волжских отложений.
Анализ полученных материалов позволяет отметить, что в западных и центральных районах области в характере распределения значений ГК и КС находят отражение тектонические элементы, выделенные в современном рельефе баженовской свиты:
1. Максимальные значения КС и ГК, превышающие соответственно 250 Ом м и 80 g, зафиксированы в крупных депрессионных зонах — Колтогорском мезопрогибе и Нюрольской мегавпадине (Колтогорско-Нюрольском желобе). Относительно высокими значениями этих показателей характеризуются также волжские отложения Неготского и Сампатского мезопрогибов, расположенных в западной части Усть-Тымской мегавпадины.
2. В направлении крупных положительных структур — Александровского, Нижневартовского, Каймысовского сводов, Средневасюганского мегавала, Парабельского мегавыступа, Пудинского и Горелоярского мезоподнятий — значения КС и ГК уменьшаются соответственно до 60–150 Омм и 50–70 g. Причем минимальные значения фиксируются в пределах наиболее контрастных куполовидных поднятий, осложняющих структуры I порядка.
3. В восточном направлении значения КС и ГК регионально уменьшаются соответственно до 20 Омм и 30 g и далее на восток меняются незначительно. Вероятно, именно на этих «рубежах» следует провести границу зоны «перехода» баженовской свиты в марьяновскую. В этом случае восточная граница зоны распространения баженовской свиты будет проходить по западным склонам Пыль-Караминского и Пайдугинского мегавалов, юго-западным частям Парабельского мегавыступа и Калгачского мезовыступа (см. рис. 1 , рис. 2).
Примечателен тот факт, что значения ГК и КС уменьшаются в пределах зон, соответствующих в плане положительным тектоническим элементам. Основное фациальное отличие марьяновской свиты от баженовской заключается в том, что она формировалась в более мелководных условиях. Это обстоятельство нашло отражение на уменьшении битуминозности и радиоактивности пород, что в свою очередь отобразилось на распределении значений КС и ГК.
Уменьшение значений ГК и КС в пределах крупных положительных структур позволяет сделать вывод о том, что в волжском веке им отвечали палеоподнятия, где условия формирования осадков были несколько менее глубоководными, нежели в пределах палеодепрессий.
Анализ распределения толщин волжских отложений (рис. 3) позволяет отметить, что региональная изогипса, проведенная на отметке 35 м, практически совпадает с границей зоны распространения баженовской свиты, а в пределах территории, где распространены глинисто-кремнистые битуминозные породы, изменение толщин волжских отложений происходит аналогично изменению значений КС и ГК. В депрессионных зонах, соответствующих Колтогорскому мезопрогибу, Нюрольской мегавпадине и западной части Усть-Тымской мегавпадины, толщина волжских отложений составляет 25–35 м. В направлении к Александровскому, Нижневартовскому, Каймысовскому сводам, Средневасюганскому мегавалу, Пудинскому и Горелоярскому мезоподнятиям толщина баженовской свиты сокращается и в наиболее приподнятых частях положительных палеоструктур составляет 5–15 м.
Таким образом, характер распределения толщин волжских отложений также свидетельствует о том, что большинство современных крупных тектонических элементов, выделенных в рельефе баженовской свиты, существовало и в волжском веке. Поскольку в зоне распространения баженовской свиты наибольшие осадочные толщи накопились в палеодепрессиях, то можно сделать вывод о том, что на этой территории формирование осадков шло по «законам» компенсированного осадконакопления.
В зоне распространения марьяновской свиты толщина волжских отложений сокращается в юго-восточном направлении — в направлении «выклинивания» юры. В северо-восточной приенисейской части области толщина волжских отложений, напротив, возрастает до 45–55 м за счет более активного привноса в эти районы терригенного материала со структур обрамления. В этой части региона получили распространение песчано-алевролитоглинистые породы максимоярской свиты.
Из этого следует, что увеличение толщины волжских отложений отмечается, с одной стороны, в осевых частях палеодепрессий, расположенных в западных районах области, где происходило осаждение наибольшего количества тонковзвешенного материала, с другой — в наиболее приближенной к Енисейскому кряжу периферийной части бассейна за счет увеличения объема терригенного материала и повышения песчанистости разреза.
Региональные особенности строения волжских отложений исследуемого региона можно кратко сформулировать следующим образом: по мере уменьшения глубины палеобассейна по направлению к обрамлению Западно-Сибирской плиты происходит уменьшение:
содержания ОВ;
значений КС;
значений ГК.
Учитывая, что процесс сокращения концентрации ОВ в волжских отложениях сопровождается уменьшением их битуминозности и радиоактивности, резонно предположить, что значения КС и ГК должны характеризовать распределение ОВ.
Задача 2. На базе анализа распределения значений КС и ГК оценить процентное содержание ОВ в отложениях Волжского яруса.
Информация о содержании ОВ в волжских отложениях по 52 площадям Томской области была предоставлена А.С. Фомичевым (СНИИГГиМС). Обобщенные данные включали результаты исследований по серии образцов из различных скважин и различных интервалов волжского разреза.
В процессе исследований по каждой рассматриваемой площади были рассчитаны средние значения КС и ГК, после чего анализировались взаимосвязи между средними значениями КС, ГК и содержанием Сорг.
Полученные зависимости (рис. 4) показали, что между содержанием ОВ и значениями КС и ГК существуют устойчивые связи. В то же время на каждом из графиков имеют место два типа зависимостей (I и II). Зависимость I, в которую попадает большинство площадей, характерна для западной части исследуемого региона (Нижневартовский, Каймысовский, Александровский, Колтогорский, Нюрольский нефтегазоносные районы и западная часть Усть-Тымской мегавпадины) — зоны распространения «классической баженовской свиты».
Для этой территории зависимость содержания Сорг от значений КС и ГК описывается соответственно следующими уравнениями:
Зависимость II соответствует «переходной» зоне между баженовской и марьяновской свитами (см. рис. 4). Для этой территории при относительно низких значениях КС=0–100 Ом• м и ГК=20–55g тем не менее достаточно высокие концентрации ОВ. «Переходная» зона отмечается ограниченное распространение и контролируется на западе и северо-западе изолиниями КС = 100 Ом• м, ГК = 50g. Эта территория включает значительную часть Чузикско-Чижапской мезоседловины, Бакчарскую мезовпадину, Горелоярское мезоподнятие, Парабельский мегавыступ, восточную и северную части Усть-Тымской мегавпадины, Караминскую мезоседловину и Окуневское куполовидное поднятие.
Для этих площадей зависимость содержания Сорг от значений КС и ГК выглядит следующим образом:
Относительно высокая концентрация ОВ в породах при низких значениях КС и ГК, т.е. при низкой битуминозности и радиоактивности, может быть связана с двумя обстоятельствами.
1. На периферии волжского морского бассейна при сокращении содержания сапропелевого ОВ за счет близости континентальных источников сноса может наблюдаться увеличение доли гумусового ОВ, повышенное содержание которого не приводит к увеличению битуминозности.
2. В периферийных частях бассейна окисление сапропелевого ОВ происходило значительно активней, нежели в осевой части мегасинеклизы, что могло приводить к его «превращению» в «псевдогумусовое». В работе [4] было отмечено, что в периферийных частях бассейна, где темп терригенного осадконакопления был выше, а обстановка менее восстановительной, в осадках возрастала роль липидных компонентов живого вещества, занесенных с глинистыми частицами с суши. В зависимости от природы ОВ меняется и состав нефтей. В исследуемом регионе нефти из месторождений, расположенных к востоку от Александровского свода и Средневасюганского мегавала, принципиально отличаются от классических баженовских нефтей, распространенных в западных районах области.
Результатом изложенных исследований стало построение карты распределения процентного содержания ОВ на территории Томской области (рис. 5).
Наибольшие значения Сорг фиксируются в Нюрольской мегавпадине, Колтогорском мезопрогибе, восточной части Усть-Тымской мегавпадины и зоне сочленения Пудинского и Горелоярского мезоподнятий (9–12%). Причем в последнем случае высокие концентрации ОВ связаны с повышением роли гумусовой либо «псевдогумусовой» органики.
В пределах крупных положительных структур концентрация ОВ сокращается до 6–8%. На востоке исследуемого региона в зоне распространения марьяновской свиты содержание ОВ повсеместно не превышает 2–3%.
Выводы
Карты распределения ОВ в волжских отложениях Западной Сибири строятся на протяжении нескольких десятилетий, и результаты, полученные в рамках настоящей работы, принципиально от них не отличаются. Так, вывод о невысоких перспективах нефтегазоносности мезо-кайнозойских отложений в восточных районах области, сделанный еще в конце 60-х — начале 70-х гг., базировался, в частности, на характере распределения ОВ в отложениях баженовской свиты и ее аналогов. В то же время в основе этих построений лежали данные по единичным скважинам, охарактеризованным керном. Определения зависимостей содержания ОВ в породах волжского яруса от значений КС и ГК, сведения о которых имеются по всем скважинам, расположенным на территории области, позволили существенно детализировать выполненные ранее построения.
Карта распределения Сорг в совокупности с картой толщин волжских отложений является той основой, которая позволяет оценить генерационный потенциал волжских отложений и объемы генерации УВ.
Литература
Баженовский горизонт Западной Сибири / Ю.В. Брадучан, Ф.Г. Гурари, А.В. Захаров и др. — Новосибирск: Наука, 1986.
Геология нефти и газа Западной Сибири / А.Э. Конторович, И.И. Нестеров, Ф.К. Салманов и др. -М.: Недра, 1975.
Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып. 2. Западно-Сибирский бассейн / А.Э. Конторович, В.С. Сурков, А.А. Трофимук и др. — Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1994.
Нефтематеринские формации Западной Сибири: старое и новое видение проблемы / А.Э. Конторович, В.П. Данилова, Е.А. Костырева и др. // Тез. докл. науч. совещ. «Органическая геохимия нефтепроизводящих пород Западной Сибири». — Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1999 — С.10–12.
Стратиграфический словарь мезозойских и кайнозойских отложений Западно-Сибирской низменности / Под ред. Н.Н. Ростовцева. — Л.: Недра, 1978.
Рис. 1. КАРТА СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ КС ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область), масштаб 1:3 500 000
1 — граница Томской области; 2 — изолинии значений КС, Омм; 3 — контуры крупных положительных структур; 4 — граница распространения юрских отложений; 5 — граница «переходной» зоны; крупные тектонические элементы: I — Нижневартовский свод, II — Каймысовский свод, III — Александровский свод, IV — Средневасюганский мегавал. V — Пыль-Караминский мегавал. VI — Пайдугинский мегавал. VII — Парабельский мегавыступ. VIII — Пудинское меэоподнятие. IX — Горелоярское мезоподнятие. X — Лавровский мезовыступ. XI — Калгачский мезовыступ, XII — Колтогорский мезопрогиб. XIII — Нюрольская мегавпадина. XIV — Усть-Тымская мегавпадина, XV ~ Барабинско-Пихтовская мегамоноклиналь
Рис. 2. КАРТА ЗНАЧЕНИЙ ГК ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область), масштаб 1: 3 500 000
1 — изолинии значений ГК, g. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1
Рис. 3. КАРТА ТОЛЩИН ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ (Томская область, масштаб 1 3 500 000
1 — изопахиты волжских отложений, м; 2 — западная граница зоны распространения марьяновской свиты. Остальные усл. обозначения см. на рис. 1
Рис. 4. ДВА ТИПА ЗАВИСИМОСТИ СОДЕРЖАНИЯ ОВ ОТ КС (А) И ГК (Б)
Рис. 5. КАРТА СОДЕРЖАНИЯ ОВ В ВОЛЖСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ (Томская область), масштаб 1 : 3 500 000
1 — изолинии Сорг, %. Остальные условные обозначения см. на рис. 1, 3
Автор: В.А. Конторович
