3.2.5 Верхняя юра

Верхнеюрский НГК является, наряду с неокомским, основным нефтегазоносным комплексом ЗС. Его нефтеносность связана, преимущественно, с песчаным резервуаром Ю₁ оксфордского возраста, развитым в восточной половине ЗС. В Приуральской НГО (Шаимский, Березовский районы) к верхнеюрскому НГК относятся резервуары вогулкинской толщи (песчаные пласты, индексируемые как П₁-П₃). В северо-восточной части ЗС в составе комплекса появляются песчаные пласты кимериджского возраста. Покрышкой комплекса служат битуминозные глины титона-берриаса. Однако в Салымском и Красноленинском НГР трещиноватые их разности («бажениты») нефтеносны.

Верхняя юра и келловей в ЗС стратифицированы наиболее надежно в связи с простым строением разрезов, формировавшихся с низкими скоростями седиментации в морском бассейне, наличием большого количества палеонтологических остатков. Верхняя юра сложена классическими трансгрессивно-регрессивными циклитами. В рассматриваемой части разреза выделено три региональных циклита (РЦ) (см. рис. 3.1, рис. 3.10).

Нижний, васюганский РЦ, охватывает келловей-оксфорд. Его нижняя часть сложена глубоководными морскими глинами с базальным горизонтом в основании. Этот горизонт представлен песчаниками с кальцит-сидеритовым цементом, многочисленными включениями толстостенных обломков морской фауны (двустворки, белемниты, аммониты), остатками углефицированной древесины. Вверх по разрезу глины, относимые к нижней подсвите васюганской свиты, переходят в песчаники, зернистость которых также возрастает вверх по разрезу. Эти песчаные пласты оксфордского возраста индексируются как пласты горизонта Ю₁, развитого в восточной половине ЗС. Песчаные пласты формировались за счет поступления обломочного материала из Восточной Сибири. Горизонт Ю₁ относится к верхней подсвите васюганской свиты. В направлении с востока на запад отдельные песчаные пласты горизонта Ю₁ глинизируются, а в кровле васюганской свиты появляются новые песчаные прослои, также замещающиеся глинами западнее. Такое строение пластов типично для осадков, связанных с регрессивными частями циклитов. В континентальной части этим пластам отвечала фаза перерыва в седиментации, связанная с проносом (транзитом) осадков в морской бассейн.

Песчаные пласты васюганской свиты формировались в мелководном морском бассейне, а также в условиях приморских равнин. В песчаниках встречаются как остатки морской фауны, так и прослои углей. Корреляция отдельных песчаных пластов в разрезах скважин затруднена в связи с резкой литолого-фациальной неоднородностью отложений. В направлении с востока на запад происходит постепенная глинизация песчаников

Рис. 3.10. Принципиальная схема строения верхней юры Западной Сибири.

1 – границы циклитов, стратиграфические несогласия; 2 – известковые стяжения, глауконит, фосфаты (трансгрессивные базальные горизонты); 3 – песчаники, гравий, галечные включения; 4 – угли, глины; 5 – битуминозные глины; 7 – породы фундамента; 8 – неокомские клиноформы; 9 – верхнеюрские свиты: 1- сиговская, 2 - точинская, 3 - васюганская, 4 - георгиевская, 5 - абалакская, 6 - вогулкинская толща,7 - яновстанская, 8 - марьяновская, 9 - баженовская, 10 - тутлеймская, 11 - трехозерная толща, 12 - мулымьинская свита; 10 – индексы песчаных пластов; 11 – проциклы; 12 – рециклы; 13 – константные циклы

горизонта Ю₁, и на меридиане г. Сургута васюганская свита полностью глинизируется. В региональном плане зона глинизации трассируется от восточной части Сургутского свода в северо-восточном и юго-западном направлениях. Мощность васюганской свиты составляет 100-150 м.

Вышезалегающие отложения кимериджа на большей части ЗС представлены тонкоотмученными глубоководными морскими глинами черного и темно-серого цвета, содержащими включения пирита, глауконита, остатки морской фауны, карбонатные и фосфатные диагенетические стяжения (конкреции). Мощности отложений кимериджа в этой фациальной зоне не превышают первых метров. В восточном направлении мощности кимериджа возрастают, а в северо-восточных районах ЗС кимеридж содержит песчаные пласты.

Здесь выделяется сиговская свита келловей-кимериджского возраста. Ее нижняя подсвита (+точинская свита) полностью соответствует васюганской свите, а верхняя подсвита кимериджского возраста представляет собой типичный трансгрессивно-регрессивный циклит. В его основании залегает трансгрессивный базальный горизонт и пачка тонкоотмученных черных морских глин, выше – песчаные пласты, которые индексируются как Ю_1а или СГ_1-2. Эти песчаные пласты развиты в Приенисейской части ЗС. В западном направлении песчаные породы кимериджа глинизируются и ярус представлен глинами, которые на большей части ЗС объединены в георгиевскую свиту. В западной половине ЗС, где васюганская свита (келловей-оксфорд) глинизируется, отложения келловея-кимериджа объединены в абалакскую свиту. Свита имеет глинистый состав. В ее верхней части прослеживаются горизонты карбонатных (кальцит-сидеритовых и кальцит-доломитовых) конкреций, характерна примесь глауконита, отмечаются многочисленные остатки морской фауны (аммониты, белемниты, двустворки).

Вышезалегающие отложения титона (волжского яруса) также представляют собой циклит трансгрессивно-регрессивного типа. На северо-востоке (Туруханский район) к волжскому ярусу относится яновстанская свита, в нижней части которой залегают черные трансгрессивные морские глины с базальным горизонтом в основании, а верхняя часть разреза сложена песчаниками.

В западном направлении эти песчаники переходят в клиноформу и резко глинизируются (см. рис. 3.10). Волжские отложения западнее зоны развития яновстанской свиты представлены черными и коричневато-серыми глинами, которые вблизи обрамления слабобитуминозны, а в центральных районах ЗС становятся сильно битуминозными. Волжские слои на большей части ЗС относятся к баженовской и тутлеймской свитам. Баженовская свита распространена в центральных и северных районах ЗС. Тутлеймская свита развита в западной части бассейна. В состав этих свит входят и глубоководные неокомские слои, также представленные битуминозными глинами. Для этих глин характерна способность раскалываться на тонкие плитки, отдельные прослои обогащены остатками тонкостенной морской фауны. По сути, это глубоководные глинисто-кремнистые сланцы, которые в тонких сколах способны гореть. Мощности баженовской и тутлеймской свит составляют 25-40 м.

В Приуральской части ЗС верхняя юра имеет несколько иное строение (см. рис. 3.10). Уральское обрамление ЗС поставляло в поздней юре в бассейн преимущественно глинистые осадки, а обломочный материал накапливался в виде кольцевых шлейфов только вблизи локальных выступов фундамента. Эти выступы представляли собой острова в морском бассейне, а песчаный материал образовывался за счет размыва пород фундамента на этих островах.

Так сформировались резервуары, относимые к вогулкинской толще (келловей-кимеридж). Аналогичные по генезису песчаные накопления волжского возраста относятся к трехозерной толще, залегающей вблизи сводов палеоостровов (см. рис. 3.10). В связи с тем, что количество глинистых осадков вблизи Уральской палеосуши было больше, чем в центре бассейна, волжскиеотложения здесь практически не битуминозны. Поэтому в Приуральской части ЗС выделяются самостоятельные свиты – даниловская, мулымьинская (волжский ярус-неоком). Свиты представлены серыми глинами с остатками морской фауны. Мощности этих свит составляют первые десятки м.

Отражающие сейсмические горизонты в верхней юре индексируются как горизонты группы Б. Опорный отражающий горизонт Б приурочен к кровлям баженовской и тутлеймской свит. Характеризуется максимальными динамической выдержанностью и устойчивостью, что обусловлено аномально низкими акустическими жесткостями битумиозных глин, выдержанностью их состава и толщин, а также их широким площадным распространением.

На востоке ЗС верхняя юра имеет клиноформное строение (рис. 3.11), что подчеркивается изменением динамики ОГ Б и переходом его в клиноформное залегание относительно подстилающих субгоризонтально стратифицированных отложений. В клиноформной зоне ОГ, связанный с кровлей верхней юры, с большой условностью индексируется как ОГ БЯ (Я – от яновстанской свиты).

Иногда в качестве самостоятельного ОГ рассматривается нижняя положительная (в прямой полярности) фаза волны Б, которая индексируется как Б1. Этот ОГ во многих районах следится вблизи кровли пласта Ю₁ васюганской свиты, однако «вклад» этого пласта в формирование волны Б1 незначителен. Волна Б1 формируется из-за контраста акустических жесткостей битуминозных глин и подстилающих отложений.

Рис. 3.11. Фрагменет временного разреза по РП №19 (выровнен на ОГ БЮ₁ (восток) – Б (запад), иллюстрирующий клинроформное строение верхней юры Бна северо-востоке ЗС. Индексы ОГ: Б_Я – кровля яновстанской свиты (низы берриаса), Б₁ – подошва титона; Б_СГ1, Б_СГ2 – песчаные пласты сиговской свиты; Б_Ю1 – пласт Ю₁; ТЮ₂ – пласт Ю₂.

Еще с 70-х г.г. прошлого века в ЗС известны так называемые «аномальные разрезы (АР) баженовской свиты», в которых нормальная стратиграфическая последовательность залегания пород верхней юры нарушена и битуминозные глины залегают среди ачимовских песчаников и сероцветных неокомских глин. По керновому материалу установлено, что в этих зонах битуминозные породы интенсивно дислоцированы (до углов падения в 45-90°), расколоты многочисленными трещинами, расчленены на отдельные прослои и линзы. Для АР характерно развитие оползневых и флюидальных текстур, нептунических даек, зеркал скольжения (рис. 3.12, 3.13). Обломки битуминозных пород в песчаниках часто имеют удлиненную и остроугольную форму, что свидетельствует об отсутствии их транспортировки в водной среде. Кроме того, количество этих обломков очень велико, отдельные песчаные прослои буквально переполнены ими. (см. рис.3.13 б, в). Объяснить наличие таких остроугольных обломков чем-либо иным, кроме как катастрофическим, «взрывным» раскалыванием битуминозных глин и мгновенным захоронением обломков довольно сложно. В глинах также отмечены трещины причудливой, вплоть до Z-образной формы, выполненные песчаным материалом, в отдельных прослоях породы поставлены «на голову» (см. рис.3.13). Контакты между литологическими разновидностями рваные, резкие, без постепенного изменения зернистости.

Характерно, что дислоцированными являются только ачимовский и баженовский интервалы, выше и ниже которых породы залегают нормально.По керну и данным ГИС установлено, что в зонах аномальных разрезов (ЗАР) баженовской свиты битуминозные глины оторваны от подстилающих отложений и дислоцированы.Увеличение суммарных толщин битуминозных глин ЗАР (рис. 3.14) относительно недислоцированных разрезов связано с наклонным залеганием дислоцированных пластин битуминозных глин. Во многих случаях битуминозные разности в скважинах ЗАР отсутствуют, видимо за счет разрушения и перемещения.

ЗАР уверенно диагносцируются на разрезах МОГТ по ухудшению прослеживания ОГ Б, его разрывам, смещению вверх, в неоком. На широтных разрезах хорошо видно, что в ЗАР деформированный ОГ Б задирается на восток, а в западном направлении переходит в нормальное залегание (рис. 3.15). Это подчеркивает формирование аномальных разрезов за счет неокомских клиноформ, которые падают с востока на запад. На горизонтальных срезах кубов амплитуд МОГТ 3D хорошо видна интенсивная дислоцированность и трещиноватость битуминозных глин (рис. 3.16).

Таким образом, литологическая характеристика пород АР одно-значно свидетельствует о катастрофическом, аномальном по отношению к обычным седиментационным процессам способу их накопления. В АР би-туминозные породы по составу и облику не отличаются от пород баженов-ской свиты нормальных разрезов баженовского горизонта. Глинистые небитуминозные породы в АР обычно представлены серыми и темно-серыми уплотненными слабоалевритистыми глинами с раковистым и неровным изломом, намывами углистого детрита. Песчаники светло-серые, преимущественно мелкозернистые, с глинистым и глинисто-карбонатным цементом. По облику эти породы идентичны отложениям неокома. Имеются палеонтологические и палинологические данные, свидетельствующие о неокомском возрасте небитуминозных пород АР (характерные спорово-пыльцевые комплексы, остатки неокомских двустворок. В битуминозных же разностях установлены многочисленные отпечатки аммонитов волжского (титонского) возраста. В.К. Комиссаренко определены поздневолжские фораминиферы. Можно констатировать, что имеющаяся, хотя и ограниченная информация о возрасте и составе пород АР свидетельствует о разновозрастности битуминозных и сероцветных отложений. Первые имеют волжский (титонский) возраст, вторые – неокомский.

В первых же публикациях, описывающих это явление (Г.Б. Острый, К.И. Микуленко, 1978 г.), предполагалась подводнооползневая природа аномальных разрезов. По моему мнению, такое происхождение аномальных разрезов не вызывает сомнений. С поздней юрой – неокомом связана позднекиммерийская фаза тектогенеза, в течение которой возросла лабильность (неустойчивость) земной коры. Низкие скорости осадконакопления поздней

Рис. 3.12. Типичные структуры пород аномальных разрезов баженовской свиты. Черное – битуминозные глины, темно-серое – неокомские глины, светло-серое – песчаники. По А.П. и Р.А. Соколовским, 2002 г.

Рис. 3.13. Текстуры пород аномальных разрезов (зарисовки с микрофотографий, по А.А. Нежданову, 2004 г.). а – Неправильная горизонтальная и флюидальная слоистость, ориентированная субвертикально. Заметна трещиноватость породы. Скв. 9-Р Асомкинской пл., глуб. 2937,5 м; б – песчаный прослой в битуминозной глине, содержащий остроугольные обломки вмещающих пород. Скв. 106-Р Тагринской пл., глуб. 2818 м; в – остроугольные обломки битуминозных глин в серой глине. Скв. 9-Р Асомкинской пл., глуб. 2874,7 м; г – нептуническая дайка, выполненная песчаным материалом в серой глине. Скв. 1-Р Асомкинской пл., глуб. 2834 м. На рисунках показано: черным – битуминозные глины; белым – глины; крапом – песчаники.

в

Рис. 3.14. Типичное строение аномальных разрезов баженовской свиты. Битуминозные глины показаны серым. По С.Н. Варламову, Г.Д. Ухловой (ОАО «Сибнефтегеофизика», 2005 г.).

г

Рис. 3.15. Широтный (а) и меридиональный (б) временные сейсмические разрезы МОГТ 2D через ЗАР на Северо-Конитлорском месторождении. По С.Н. Варламову, Г.Д. Ухловой, ОАО «Сибнефтегеофизика», 2005 г.

юры сменились лавинной седиментацией в неокоме, в результате чего резко возросли нагрузки на земную кору, что привело к ее просадкам, сопровождавшимся землетрясениями, цунами, масштабными подводнооползневыми явлениями.

По площади бассейна размещение зон аномальных разрезов довольно закономерное – наибольшие площади они имеют на юге бассейна (территория современной Тюменской области), широко распространены в ХМАО (но площади отдельных зон значительно меньше, чем на юге). На территории ЯНАО эти зоны встречаются редко и имеют очень небольшие размеры. Способность к прогибанию земной коры в этом же направлении – с юга на север последовательно увеличивается, что выражается в значительном

Рис. 3.16. Аномальный разрез баженовской свиты Кальчинского месторождения по материалам сейсморазведки МОГТ 3D. ОАО «Тюменнефтегеофизика», 2002 г.

возрастании (в 1,5 – 2 раза) в этом направлении толщин меловых отложений. Поэтому и вероятность землетрясений также закономерно уменьшается с юга на север – на юге кора была более жесткой и напряжения на нее разрешались путем разрывов, что вызывало землетрясения, на севере бассейна

она просто прогибалась. Кроме того, на севере бассейна (территория ЯНАО) ряд ЗАР небольшой площади (первые км²), например, на Вынгапурском и Северо-Тамбейском месторождениях, имеют признаки, позволяющие связывать их образование с явлением гидровулканизма (по П.П. Иванчуку) – разрушением пород и осадков вследствие интенсивных выбросов глубинных флюидов (рис. 3.17).

Существуют и другие гипотезы образования аномальных разрезов, согласно которым считается, что они являются нормальными фациальными единицами юрской (Г.С. Ясович) или неокомской (О.М. Мкртчян, В.П. Алексеев и др.) седиментации, что они образовались посредством горизонтальных сдвиговых дислокаций (Ю.В. Филиппович, Я.Г. Аухатов, А.И. Тимурзиев и др.), что это следствие «клавишных» тектонических движений (И.С. Гутман и др.). Однако эти гипотезы односторонни и не учитывают всех особенностей строения и распространения ЗАР.

Наличие АР баженовской свиты связано с позднекиммерийской фазой тектонической активизации, которая проявидась в ЗС не только в формировании АР, но и в образовании конседиментационных прогибов, в которых

увеличены мощности верхней юры и берриаса-валанжина. С такими прогибами связано накопление тутлеймской свиты, у которой верхняя подсвита беррриас-ранневаланжинского возраста сложена черными слабобитуминозными глинами. Севернее (ЯНАО) синхронные верхней подсвите тутлеймской свиты слои аналогичного состава выделены нами в медвежью толщу, мощность которой достигает 300 м (рис. 3.18). Эти «раздувы» толщин верхней юры – берриаса-валанжина легко выделяются по материалам сейсморазведки МОГТ (рис. 3.19). Эти особенности развития бассейна и строения пограничных слоев юры-мела имеют большое значение для понимания стратиграфии залегающих на верхней юре неокомских отложений.

Рис. 3.17. Аномальный разрез баженовской свиты на Вынгапурском месторождении. а, б – фрагменты временных сейсмических разрезов по направлениям А и Б;

в – срез куба амплитуд по ОГ Б (на разрезах его корреляция показана зеленым). Предполагается флюидодинамическая (грязевулканическая) природа этого круглого в плане объекта – баженовская покрышка была выбита взрывным расширением глубинной паро-газовой смеси, заполнившей резервуар Ю₁.

Рис. 3.18. Схема распространения «медвежьей толщи» в Западной Сибири по материалам регионального сейсмопрофилирования МОГТ. 1 – Региональные сейсмопрофили, их номера, 2 – месторождения УВ, 3 – элементы орогидрографии (губы), 4 – границы ЯНАО, 5 – зона развития медвежьей толщи, выделенная по региональным сейсмическим разрезам МОГТ

Рис. 3.19. Фрагмент РП 46 (Ямал), выровненный на ОГ Б. В красном овале – «раздув» временных толщин в интервале верхней юры – низов неокома – медвежья толща