География и геология / Техника и технология геологоразведочных работ

К.г.-м.н. Лобова Г.А.

Томский политехнический университет, Россия

ВЛИЯНИЕ ПАЛЕОКЛИМАТА НА ГЕОТЕРМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ (ТОМСКАЯ ОБЛАСТЬ)

 

Постановка задачи. Цель исследований – оценить влияние векового хода температур на поверхности Земли (палеоклимата) на геотермический режим, а следовательно и на степень реализации генерационного потенциала баженовской свиты, для разных тектонических структур на разных географических широтах Томской области.

Оценки выполняются при трех допущениях: 1) палеоклимат не следует учитывать; 2) палеоклимат следует учитывать, но учет позднечетвертичного похолодания не обязателен; 3) следует учитывать все детали хода среднегодовой температуры на поверхности Земли. Критерием предпочтительности из 3-х оценок выступает лучшая согласованность максимума расчетных температур геотермического режима с температурами, определенными по отражательной способности витринита (ОСВ).

Определение максимальных палеотемператур по ОСВ, являющихся природным «максимальным палеотермометром» [4], позволяет использовать их в качестве «реперных».

Характеристика объекта исследований. Территория  исследований расположена между 57°20′ и 60°20′ северной широты. Основным источником формирования залежей УВ в ловушках васюганской свиты (J2b-J3o) и мелового комплекса в западных районах Томской области являются потенциально нефтематеринские отложения баженовской свиты (J3tt).

         Моделирование геотермического режима баженовских отложений  выполнено для осадочных разрезов шести глубоких скважин (рисунок): на Нижневартовском своде – Малореченская 121, на Средневасюганском мегавале –  Пуглалымская 86 и Лугинецкая 183, в пределах южной части Нюрольской мегавпадины – Таловая 1 и Айсазская 1 и на Лавровском мезовыступе – Кулгинская 141.

 

Обзорная схема территории исследований (на основе [2]): 1) – структуры I порядка; 2) – структуры II порядка: 1 – Колтогорский мезопрогиб, 2 – Пудинское мезоподнятие, 3 – Лавровский мезовыступ, 4 – Южно-Нюрольская мезовпадина, 5 – Центральнонюрольская мезовпадина, 6 – Нововасюганский мезовал, 7 – Горелоярское мезоподнятие, 8 – Калгачский мезовыступ; 3) – реки; 4) – исследуемые скважины: Ай-1 – Айсазская 1, Та-1 – Таловая 1, Ку-1 – Кулгинская 141, Лу-183 – Лугинецкая 183, Пу-86 – Пуглалымская 86, Млр-121 – Малореченская 121

 

Методика исследований. Для восстановления термической истории отложений баженовской свиты применен метод палеотемпературного моделирования [1], учитывающий влияния палеоклимата.  Краевое условие модели определяет температуру поверхности осадконакопления и задается в виде кусочно-линейной функции U(t) векового хода температур поверхности земли.

Схема расчета палеотемператур состоит из двух этапов. На первом этапе по распределению температур Ti в скважине рассчитывается тепловой поток q через поверхность подстилающего основания, т. е. решается обратная задача геотермии. На втором этапе с известным значением q решается прямая задача геотермии – непосредственно рассчитываются температуры U в заданных точках осадочной толщи Z в заданные моменты геологического времени t. Решение прямых задач выполнено на 31-н ключевой момент геологического времени, при 3-х указанных выше допущениях.

Моделирование выполнялось  в предположении постоянства значения плотности теплового потока из основания, начиная с юрского времени. Динамика векового хода температур на поверхности осадочного разреза принята с учетом работы [3].

По геотемпературному критерию выделены очаги интенсивной генерации баженовских нефтей. Пороговая температура очагов генерации нефти баженовской свитой принята 85 оС, так как рассеянное органическое вещество (РОВ) в этих отложениях сапропелевого типа.

Результаты исследований. В моделях, построенных без учета палеоклимата,  расхождение между «реперными» и расчетными максимальными геотемпературами для разрезов практически всех скважин имеет очень высокое значение,  до 28 °С. Причем все расчетные геотемпературы занижены по отношению к «реперным».

При моделировании  геотемпературного режима  с учетом изменения палеоклимата за всю историю формирования осадочного разреза сходимость максимальных расчетных геотемператур и «реперных» находится, в основном,  в пределах допустимых значений (±5 °С) или близких к ним. Причем в третьем варианте расчетов, с учетом резкого похолодания в квартере, сходимость улучшается, хотя и незначительно,

Результаты моделирования с учетом палеклимата лучшим образом согласуются с установленной нефтегазоносностью недр. Так мощные очаги генерации баженовских нефтей в разрезах скважин Таловая 1 и Малореченская 121 объясняют генезис одноименных месторождений. Выявляемые палеоочаги генерации баженовских нефтей в разрезах скважин Кулгинская 141, Лугинецкая 183 и Пуглалымская 86 объясняют вскрытые здесь залежи. Незначительный, прерывистый очаг в разрезе скважины Айсазская 1 объясняет встреченные в разрезе газопроявления.

Учет палеоклимата при палеореконструкциях  термического режима материнских отложений существенно улучшает временные и температурные характеристики очагов генерации нефти, что в конечном итоге увеличивает прогнозные ресурсы УВ при их оценке объемно-генетическим методом.

Выводы.  Привлечение геотемператур, определенных по ОСВ, в качестве «реперных» позволило определить наиболее адекватный ход термической истории нефтематеринских баженовских отложений на широтах Томской области. Вековой ход температур земной поверхности (палеоклимат) оказал существенное влияние на термический режим  и интенсивность генерации нефти РОВ отложений баженовской свиты. Поэтому  при оценках ресурсов УВ объемно-генетическим методом учет палеоклимата необходим, как влияние одного из основных факторов.

 

Литература:

1.     Исаев В.И., Коржов Ю.В., Лобова Г.А., Попов С.А. Нефтегазоносность Дальнего Востока и Западной Сибири по данным гравиметрии, геотермии и геохимии. – Томск: Изд-во ТПУ, 2011. – 384 с. 

2.     Конторович В.А. Тектоника и нефтегазоносность мезозойско-кайнозойских отложений юго-восточных районов Западной Сибири. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2002. – 253 с.

3.     Курчиков А.Р., Ставицкий Б.П. Геотермия нефтегазоносных областей Западной Сибири. – М.: Недра, 1987. – 134 с.

4.     Фомин А.Н. Углепетрографические исследования в нефтяной геологии. – Новосибирск: АН СССР. Сиб. отд-ние, ин-т геологии и геофизики, 1987. - 166 с.