Отображение тектонических структур на материалах ДЗЗ из космоса для прогнозирования нефтегазоносных районов (на примере Западно-Сибирской плиты)

Для оценки перспектив нефтегазоносности на периферийных частях Западно-Сибирской плиты, авторами рассматриваются два тектонических фактора: системы глубинных разломов и интрузивные магматические тела, внедрившиеся в осадочный чехол. Для их обнаружения используется комплект материалов ДЗЗ из космоса, геолого-геофизические и геолого-промысловые данные. Выявлена региональная Таро-Печорская зона глубинных вулканогенных образований, которая трассируется от Республики Коми до Новосибирской области и имеет северо-западную ориентировку. Осуществлена оценка перспектив нефтегазоносности осадочного чехла в Уватском районе Тюменской и в северо-западной части Омской областей.


Мантийные конвективные процессы преобразовывают вещество верхней мантии из твёрдого состояния в жидкое, активизируя тектоно-магматическое влияние на земную кору. Вследствие этого, происходит тектоническая перестройка последней. Начинают формироваться системы тектонических разломов, создавая вертикально- и горизонтально-подвижные блоки. Как следствие, усиливается флюидодинамический процесс внедрения магматических тел по разломам. На границах магматических интрузий и вмещающих пород начинают действовать метасоматические процессы. Далее увеличивается и расширяется прогрев и, соответственно, происходит трансформация органического вещества. По системам трещин и разломов увеличивается вертикальная миграция флюидов, включаются процессы заполнения структурных и литологических ловушек углеводородами (УВ). По всему геологическому разрезу происходят эпигенетические изменения горных пород, а на земной поверхности эти процессы отображаются в геофизических, геохимических, геотермических и других полях. Восходящий поток флюидов, несущий вещество (в том числе и УВ) и тепло из земных недр в приповерхностные горизонты, проецируется на земной поверхности в виде тепловых аномалий. Их можно зафиксировать современными высокочувствительными системами и методами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса, используя широкий спектр электромагнитных волн (Горный и др., 2012; Тронин и др., 2011).
Основными тектоническими факторами, связанными с формированием залежей УВ, являются системы глубинных разломов и интрузивные магматические тела (батолиты, штоки, дайки), внедрившиеся в осадочный чехол.
Выявление и картографирование систем региональных глубинных разломов и погребённых вулканогенных образований осуществлялось посредством тектонического дешифрирования: а) сбора, обработки и интерпретации материалов ДЗЗ из космоса (съёмки в видимом, ближнем и дальнем инфракрасном (ИК) диапазонах, спектрозональные снимки); б) анализа результатов геолого-геофизических исследований (топографические основы различных масштабов, наборы геологических и тектонических карт и схем, карты гравитационного и магнитного полей, наборы геотермических карт по срезам, карты глубинного кондуктивного теплового потока по данным скважинных исследований различных авторов, сейсмогеологические карты и разрезы по стратиграфическим горизонтам).
Для оценки перспектив нефтегазоносности исследуемой территории использованы результаты анализа отображения тектонических структур на материалах ДЗЗ из космоса, с привлечением геолого-промысловых данных (описание керна и шлама из поисково-разведочных скважин, каротажные материалы геофизических исследований скважин и результаты их интерпретации по насыщению потенциально-продуктивных пластов, результаты испытания пластов, качественная характеристика дебитов скважин).
Для этого были использованы: карты контрастов ночной температуры земной поверхности, RGB – цветовые композиты различных параметров, результаты линеаментного анализа, анализ кольцевых структур, результаты решения прямой и обратной задач геофизических полей, цифровая модель рельефа земной поверхности (ЦМР), результаты районирования территории исследований по различным признакам (Горный и др., 2012; Тронин и др., 2011; Горный, 2000; Морозов и др., 2001).
По результатам линеаментного анализа была выделена региональная зона с северо-запада на юго-восток. Её направление отображается от места перелома Уральской горной системы (гора Народная) – р.Ляпин – р.Северная Сосьва – северо-западное течение р.Обь – устье р.Иртыш – граница ХМАО и юга Тюменской области – граница Омской области – п. Тара. Признаки продолжения этой зоны наблюдаются в северо-западном направлении до одного из колен р.Печора (Республика Коми). Отсюда, эта глубинная региональная зона получила название – Таро-Печорская.
В пределах этой зоны, на земной поверхности, по ряду диагностических (геоморфологических) признаков, выделены многочисленные крупные кольцевые структуры.
На карте контрастов ночной температуры земной поверхности данная зона отчётливо проявляется на территории Республики Коми, а также ХМАО до впадения р.Иртыш в р.Обь. Далее на юго-восток, в сторону границ Тюменской и Омской областей – она не прослеживается.
Аналогичная картина отображения этой зоны отмечается на цветовом RGB – композите (ночные температуры, ЦМР и коэффициент спектральной яркости (ближний ИК-диапазон)), составленном из уравненных мозаик на территорию Западно-Сибирской плиты (ЗСП) и её обрамления.
На карте районирования территории ЗСП и её обрамления, выполненной на основе безэталонной классификации (использованные признаки – ночные температурные контрасты, ЦМР, глубина подошвы земной коры, средняя плотность коры), Таро-Печорская зона (ТПЗ) полностью чётко отображается от р.Печора до п.Тара.
На карте современного рельефа (ЦМР) она проявляется частично, от колена р.Печора, через узел перелома Уральского хребта (гора Народная), вдоль р.Ляпин, р.Северная Сосьва, вдоль северо-западного течения р.Обь до устья р.Иртыш.
Однако, на карте глубины поверхности Мохо (подошва земной коры), построенной по данным гравиметрических и сейсмических исследований, она на всём своём протяжении чётко отображается в виде крупного регионального грабен-рифта северо-западного направления и осложнена отдельными горстами более мелкого порядка.
Таким образом, можно сделать вывод, что Таро-Печорская зона имеет глубинное заложение.
Согласно обобщенной тектонической карты доюрского фундамента ЗСП, ТПЗ прослеживается на северо-западе – в пределах Сысконсыньинского и центральной части Тагильского унаследованных синклинориев, далее – вдоль юго-западной границы Уват-Хантымансийского древнего массива, а затем – в пределах Верхне-Демьянского инверсионного антиклинория.
Сысконсыньинский и Тагильский унаследованные синклинории осложнены интрузивными телами ультраосновного состава. В их пределах открыты месторождения: газовые, газоконденсатное и нефтегазовое.
Уват-Хантымансийский древний массив осложнён интрузивными телами кислого и среднего состава (гранитоиды и базиты). В его пределах открыты преимущественно нефтяные месторождения.
Верхне-Демьянский инверсионный антиклинорий осложнён интрузивными телами кислого, среднего и ультраосновного состава (граниты, габброиды, серпентиниты). Большинство интрузивных тел приурочены к системе разломов северо-западного направления (Сурков, Жеро, 1981). В пределах антиклинория, который на территории Тюменской области представлен Уватским нефтегазоносным районом, открыто сорок три нефтяных месторождений и одно – нефтегазоконденсатное. Для открытия следующих залежей необходимо ориентироваться на обнаружение магматических интрузий в локальной системе мелких разломов доюрского фундамента. Высокодебитные (фонтанирующие) притоки нефти следует ожидать в местах пересечения разломов.
В целом, вероятно характер насыщения ловушек углеводородами связан с различным вещественным составом интрузий и вмещающих осадочных отложений.
На территории Омской области, в пределах ТПЗ, открыто пока всего одно месторождение УВ – Тайтымское нефтяное (пятью скважинами). Следует отметить, что оно тяготеет к дайке серпентинитов (ультраосновная интрузия), которая, в свою очередь, приурочена к локальной системе разломов северо-западного и северо-восточного направлений.
Тайтымская структура была выявлена по данным сейсморазведки 2D. Скважина – первооткрывательница была пробурена на склоне антиклинальной структуры. Последующие три скважины, в её пределах, притока нефти не дали. После проведения сейсморазведки 3D оказалось, что как таковая антиклинальная структура отсутствует. То, что считалось антиклинальной структурой, оказалось роем даек в локальной системе мелких разломов северо-западного и северо-восточного направлений. Следующая скважина, пробуренная в зоне дайки, секущей фундамент, дала приток нефти из вышележащих юрских осадочных отложений.
На территории Омской области, зона Таро-Печорских вулканических образований (продолжение Верхне-Демьянского антиклинория) протягивается до северо-западной границы Новосибирской области, где в древних «морских» отложениях фундамента было открыто пять месторождений УВ.
В пределах ТПЗ на территории Омской области выявлено девять антиклинальных структур (Нововасильевская, Атирская, Ивановская, Баженовская, Восточно-Седельниковская, Седельниковская, Колачёвская, Новологиновская, Муромцевская). С большой вероятностью следует ожидать, что, после проведения сейсморазведки 3D, упомянутые структуры будут иметь аналогичное строение (на уровне фундамента) в виде роя даек в локальной системе мелких разломов северо-западного и северо-восточного направлений (как на Тайтымском месторождении). Залежи нефти прогнозируются в перекрывающих дайки вышележащих осадочных юрских отложениях.