Диссертация: Строение и нефтегазоматеринский потенциал пермско-триасовых терригенных отложений Баренцевоморского шельфа

Актуальность темы. Оценка перспектив нефтегазоносности пермско-триасового комплекса Баренцева моря в последнее время становится все более актуальной, несмотря на то, что основные крупные и уникальные месторождения газа в этом регионе открыты в юрских отложениях. Это связано с тем, что триасовые отложения являются наиболее вероятным источником углеводородов в бассейне Баренцевоморского шельфа (БМШ). Кроме того, крайне актуальным является вопрос фазового состава прогнозируемых скоплений углеводородов, от которого зависит стратегия освоения данного региона. Вопрос о способности пермско-триасовых пород генерировать не только газовые, но и нефтяные углеводороды в Баренцевоморском бассейне все еще остается открытым. Потенциальная нефтегазоносность триасовых отложений доказана открытиями газовых месторождений Мурманского и Северо-Кильдинского в российском секторе Баренцева моря и газонефтяных в норвежской части акватории. Нефти- и битумопроявления в этих отложениях известны на архипелагах Шпицберген и Земля Франца Иосифа. Необходимость раздельного прогноза зон нефте - и газонакопления в акватории Баренцева моря требует детального изучения геологического строения, условий формирования и генерационного потенциала пермско-триасовых отложений в разных структурных зонах Баренцевоморского шельфа. Однако эта задача осложняется точечным распределением фактического материала в силу больших глубин залегания комплекса и слабой разбуренности акватории. В связи с этим, анализ сейсмогеологических данных позволяет экстраполировать полученную аналитическую информацию керна скважин и образцов пород из обнажений на неразбуренные части акватории.
Цель работы – раздельный прогноз зон нефте- и газонакопления и оценка перспектив нефтегазоносности пермско-триасовых отложений в акватории Баренцевоморского шельфа.
Основные задачи:
1. Сбор геолого-геофизических и скважинных материалов по шельфу Баренцева моря;
2. Уточнить геологическое строение, мощность, условия формирования пермско-триасового терригенного комплекса отложений с использованием данных бурения и сейсморазведки;
3. Выделить интервалы развития нефтегазоматеринских пород в разрезе пермско-триасовых терригенных отложений, определить количество и тип содержащегося в них органического вещества и оценить их исходный нефтегазоматеринский потенциал;
4. Выявить закономерности изменения исходных качественных и количественных характеристик триасовых нефтегазоматеринских пород по площади и в разрезе;
5. Реконструировать процессы нефтегазообразования с использованием 2D бассейнового моделирования в программном пакете Temis Flow;
6. Определить современные очаги генерации нефтяных и газовых углеводородов пермско-триасовыми нефтегазоматеринскими породами и зоны возможного нефтегазонакопления.
Научная новизна. Сейсмо-стратиграфический анализ пермско-триасовых отложений для восточного сектора Баренцевоморского шельфа показал наличие двух основных направлений транспортировки осадочного материала: с юго-востока со стороны Тимано-Печорского бассейна и с востока со стороны Новой Земли и Карского региона. Проведенные исследования нефтегазоматеринских пород в пермско-триасовых отложениях выявили наличие интервалов разреза, способных генерировать как газовые, так и жидкие углеводороды. В юго-восточном секторе Баренцевоморского бассейна впервые установлено наличие глинистых пород с хорошими нефтегазоматеринскими характеристиками в терригенной триасовой толще, которые формировались в условиях кратковременных морских трансгрессий. Подтверждена возможность нижне- и среднетриасовых отложений генерировать жидкие углеводороды в западной (норвежской) и северо-западной части шельфа, и спрогнозирована зона возможного нефтенакопления. На фоне преимущественно газогенерационного потенциала верхнетриасовых отложений дается прогноз на наличие в них пород, содержащих долю сапропелевого органического вещества, способного генерировать жидкие углеводороды.
Защищаемые положения
1. Пермско-триасовый терригенный комплекс имеет проградационное строение. Осадочный материал поступал с юго-востока со стороны Тимано-Печорского бассейна и с востока со стороны Новой Земли, компенсируя в условиях дельтовой равнины устойчивое прогибание Южно- и Северо-Баренцевской впадин и Предновоземельского прогиба в раннем-среднем триасе. Во время регрессии моря дельтовая равнина продвигалась на запад и северо-запад, где последовательно сокращались границы морского бассейна некомпенсированного осадконакоплением. В периоды морских трансгрессий происходило затопление дельтовой равнины, что обусловило цикличное строение пермско-триасового разреза.
2. Цикличность строения разреза обусловила чередование интервалов глинистых пород морского генезиса, обогащенных органическим веществом гумусово-сапропелевого типа, и отложений дельтовой равнины, обогащенных органическим веществом гумусового типа. Доля сапропелевой составляющей в органическом веществе нижне- и среднетриасовых пород и его концентрации увеличиваются на запад и северо-запад региона в зоне некомпенсированного осадконакоплением морского бассейна, где эти отложения обладают высоким и превосходным нефтегазогенерационным потенциалом.
3. Зоны преимущественно газонакопления занимают наиболее погруженные части Баренцевоморского шельфа, где пермско-триасовые нефтегазоматеринские толщи находятся на высоких градациях катагенеза. Зона возможного нефтенакопления расположена на северо-западе региона, где триасовые нефтегазоматеринские толщи могут генерировать жидкие углеводороды. По обрамлению глубоких впадин прогнозируются зоны нефтегазовых и газонефтяных скоплений.
Практическая значимость. Дан раздельный прогноз зон нефте- и газонакопления в акватории Баренцева моря за счет углеводородов, генерированных нефтегазоматеринскими толщами пермско-триасового возраста. Сейсмостратиграфический и палеогеографический анализ позволил предположить области возможного накопления органического вещества различного типа, а также выделить интервалы разреза, обогащенные сапропелевым органическим веществом. Установлено, что наряду с преимущественной генерацией газовых углеводородов триасовыми толщами, возможна генерация нефтяных углеводородов пермско-триасовыми нефтегазоматеринскими толщами. Бассейновый анализ позволил выделить очаги генерации газообразных и жидких углеводородов нижне-, средне- и верхнетриасовыми нефтегазоматеринскими породами на шельфе Баренцева моря и показать пути миграции углеводородов в места их возможного скопления.
Фактический материал и личный вклад. Для анализа строения и условий формирования пермско-триасового комплекса отложений автором была проведена интерпретация региональных сейсмических профилей общей протяженностью 12 тысяч погонных километров. Сейсмические профили были увязаны с материалами скважин. Кроме того, в основу работы легли данные ГИС по 17 скважинам в акватории Печорского и Баренцева морей. Из литературных источников привлекались детальные описания 17 разрезов обнажений и скважин на о. Надежда и Медвежий, архипелагах Шпицберген, Земля Франца Иосифа и Новая Земля. Автором проведена геохимическая интерпретация аналитических данных по более чем 150 образцам. Для триасовых пород из обнажений архипелагов Земля Франца Иосифа и Шпицберген, где автор принимал участие в полевых работах в 2007 г, им лично выполнен следующий комплекс аналитических исследований: макро- и микроописание, люминесцентно-битуминологический анализ, пиролиз по методу Rock-Eval, жидкостная хлороформенная экстракция, жидкостно-адсорбционная и газовая хроматография, хроматомасс-спектрометрический анализ. Собственные аналитические данные были дополнены обширной базой геолого-геохимических данных, собранной по материалам российских и зарубежных публикаций, фондовых и производственных отчетов ОАО «МАГЭ», ФГУП «АМНГР», ФГУП «ВСЕГЕИ», Норвежского нефтяного директората, по образцам керна и шлама пермско-триасовых пород по 11 скважинам российской части Баренцева моря, 3 скважинам на Земле Франца Иосифа и 4 скважинам норвежского шельфа. Бассейновое моделирование было проведено автором по двум региональным сейсмогеологическим разрезам, полученным в ходе совместных работ с ОАО «МАГЭ».
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на российских и международных конференциях с 2008 по 2014 гг.:
 European Geosciences Union General Assembly (Вена, Австрия, апрель 2014)
 EAGE 5th Saint Petersburg International Conference & Exhibition (Санкт-Петербург, апрель 2012)
 1st Students' International Geological Conference (Краков, Польша, апрель 2010)
 AAPG 3P Arctic Conference (Москва, сентябрь 2009)
 10-я ежегодная конференция EAGE “Геомодель-2008” (Геленджик, сентябрь 2008)
 научная конференция «Ломоносовские чтения» (Москва, апрель 2008)