Диссертация: Концепция формирования Арктической газоносной провинции Западной Сибири

Актуальность темы исследований. Арктический регион Западной
Сибирской нефтегазоносной мегапровинции (НГМП) в ХХI веке приобрел важное
государственное значение и стал важнейшим направлением реализации
стратегических инициатив Российской Федерации в сфере развития топливно-
энергетического комплекса. Энергетической стратегией России в качестве одной
из приоритетных задач развития нефтегазового комплекса является формирование
новых центров добычи газа в Арктическом регионе, что позволит удовлетворять не
только внутренние нужды, но и диверсифицировать экспортные поставки
углеводородов (УВ).
Для Арктического региона Западной Сибири, отличающейся высокой
успешностью открытий и эффективностью освоения одной из крупнейшей в мире
концентраций место- рождений углеводородного сырья (УВС) необходимо научно
обоснованное понимание дальнейших перспектив наращивания ресурсной базы
газовой отрасли страны. При формировании таких центров газодобычи важнейшей
задачей является сохранение современных темпов развития геологоразведочных
работ (ГРР) и открытия новых газовых и газоконденсатных месторождений в
неосвоенных труднодоступных и слабоизученных районах Арктического региона
Западно-Сибирской НГМП, включая шельф Карского моря, заливов и губ.
В связи с этим особо актуальными становятся комплексные исследования,
связанные с научным обоснованием первоочередных и перспективных
направлений проведения геологоразведочных работ (ГРР) для поддержания
достигнутых и обеспечения возможности увеличения объемов добычи газа в
регионе. Детальные ресурсно-геологические, геофизические, геохимические и
другие сопутствующие исследования были направлены на разработку и научное
обоснование концепции формирования газоносной провинции в Арктическом
регионе Западной Сибири, раскрывающей условия многоэтапной природы
формирования и размещения газовых и газоконденсатных месторождений в
генерационно-аккумуляционных системах юрско-меловых отложений.
Объектом исследования являются отложения осадочного чехла Арктической
(заполярной) части Западно-Сибирского НГМП. Предметом исследований стали
зоны влияния активных геодинамических процессов и их связь с
газонефтеносностью юрско-меловых отложений.
Цель исследований заключается в изучении геологических факторов
формирования исключительной газоносности осадочного чехла в Арктическом
регионе Западно-Сибирской НГМП на основе исследований условий генерации,
миграции и аккумуляции УВ в юрско-меловых отложениях и научном обосновании
программы освоения ресурсов УВ на Арктической суше и в акваториях Карского
моря, заливов и губ.
Пути достижения поставленной цели сводились к решению следующих
основных задач:
- детальный ресурсно-геологический анализ газонефтеносности и обобщение
данных о сложившейся к настоящему времени сырьевой базе промышленных
запасов месторождений УВ различного фазового состояния;
- теоретическое обоснование и построение моделей многофакторных
катагенетических процессов преобразования органического вещества (ОВ) и
установление связей их с главными и второстепенными зонами
нефтегазообразования на разных этапах эволюции развития изучаемого осадочно-
породного бассейна;
- комплексный анализ материалов выполненных геолого-геофизических
работ, лабораторных экспериментов и обобщение полученных данных и выводов
по рассматриваемой проблеме;
- установление и доказательство реальности приоритетных механизмов и
природных явлений, приведших к формированию исключительной газоносности
осадочного чехла в исследуемом регионе;
- проведение нефтегазогеологического районирования, ранжирование
изучаемого региона по степени перспективности и научное обоснование
направлений и объектов ГРР на базе проведенных исследований геолого-
геодинамических факторов, изучения стадий катагенеза и нефтегазообразования,
анализа и прогноза распределения УВ по площади и разрезу.
Фактический материал. При геологическом моделировании
нефтегазоносных объектов были использованы результаты собственных и
коллективных исследований, опубликованные работы и фактические материалы по
данной проблеме Федерального агентства по недропользованию РОСНЕДРА и
ФГО «ГКЗ», обработка и интерпретация которых выполнялась с использованием
современных программно-технических комплексов (Petrel, Irap RSM Roxar).
Изучены материалы 124 месторождений (более 345 залежей), 400 000 пог. км
сейсмопрофилей МОГТ-2D-3D, геолого-промысловые данные по 1750 скважинам
глубокого бурения, включая описания керна, ГИС и результаты испытаний,
сейсмокаротажа и ВСП по 112 скважинам. Использованы результаты более
300 измерений отражающей способности витринита (ОСВ), содержания Сорг
разновозрастных пород, пиролитических исследований методом Rock-Eval,
физико-химических свойств нефти, конденсата и природного газа для описания
различного вида закономерностей и типизаций.
Использованы материалы по лицензионным участкам ПАО «Газпром», ПАО
«ЛУКОЙЛ», ПАО «Роснефть» и других недропользователей, интерпретация
которых по многим площадям выполнена лично автором. Проанализированы
опубликованные и фондовые научно-исследовательские работы по изучению
рассмотренной территории. В разработке отдельных комплексных вопросов
принимали участие сотрудники кафедр РГУ нефти и газа (НИУ) имени
И.М. Губкина: общей и нефтегазопромысловой геологии, литологии,
теоретических основ поисков и разведки нефти и газа, органической химии и химии
нефти, и других. На основе коллективных исследований решены вопросы
газогеологического районирования и планирования ГРР в рамках
соответствующих программ освоения перспективных территорий в пределах
полуостровов Ямал и Гыдан и прилегающей акватории моря.
Личный вклад автора заключается в интерпретации результатов
исследования нефти и определения степени катагенеза ОВ, в практической
реализация концепции геодинамического воздействия на ускоренное
преобразование ОВ, первичной, вторичной миграции УВ и размещения залежей
нефти и газа в открытых системах в юрско-меловых отложениях, что в
совокупности с другими геологическими предпосылками используется в работе
для расшифровки условий и механизмов формирования залежей нефти и газа.
Достоверность научных выводов и заключений, полученных в результате
исследований в значительной мере, определяется объемом и информативностью
исходного материала, полученного несколькими поколениями геологов,
геофизиков и нефтяников за полувековую историю освоения региона; качеством и
глубиной его обработки на современном уровне.
Защищаемые положения:
1. Обоснована исключительная газоносность Арктического региона
Западной Сибири на основе проведённого ресурсно-геологического анализа
промышленной нефтегазоносности и нефтегазопроявлений, включая балансовые
запасы месторождений и накопленную добычу, их распределение по площади и
стратиграфическим подразделениям осадочного чехла. Выделена Арктическая
газоносная провинция в составе Ямала, Гыдана, Южно-Карской (шельф) и Енисей-
Хатангской областей.
2. Встречные движения (на расстоянии 1500 км) Полярного Урала
(Щучинский выступ) и Таймыра (Таймырский выступ) в кайнозойское время
привели к значительным изменениям структуры осадочного чехла – изменению
формы и увеличению амплитуды структурных элементов, проявлению
разноамплитудных дизъюнктивных нарушений в мезозойском комплексе
отложений. Геодинамический фактор катагенеза способствовал так же
интенсификации и ускорению процессов преобразования ОВ, проявляясь в виде
дополнительных источников энергии за счет напряжений сжатия.
3. Исключительная газоносность осадочного чехла Арктического региона
обусловлена двухэтапными процессами генерации, миграции и аккумуляции УВ.
На первом этапе, как и на всей территории Западной Сибири, формировались
залежи преимущественно нефтяного ряда (зоны катагенеза МК1-МК3). На втором
этапе, за счет влияния геодинамических процессов, в Арктическом регионе
устанавливаются более жесткие условия преобразования ОВ (зоны катагенеза
МК4 - АК2) большей части отложений, что привело к масштабным процессам
газогенерации и расформированию нефтяных залежей и повсеместной
газоаккумуляции.
4. На основе новых представлений об условиях формирования и
пространственном размещении залежей УВ определены перспективы
нефтегазоносности, стратегия и тактика освоения месторождений и эффективные
направления ГРР. Разработана схема нефтегазогеологического районирования
Арктической газоносной провинции, включающая две области в поле
максимального геодинамического воздействия и две области, находящиеся в поле
относительного тектонического покоя, в пределах которых на наиболее
перспективных направлениях, предлагаются зоны и объекты для адресных поисков
газовых и нефтегазоконденсатных месторождений на I (до 2030 года) и
II (2031 - 2050 годы) этапах освоения Арктических областей Западной Сибири.