Тема: ОЦЕНКА НЕФТЕГАЗОГЕНЕРАЦИОННОГО ПОТЕНЦИАЛА ОТЛОЖЕНИЙ БУРЕИНСКОГО И СРЕДНЕАМУРСКОГО ОСАДОЧНЫХ БАССЕЙНОВ НА ОСНОВЕ ГЕОТЕМПЕРАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Актуальность. Проблема освоения углеводородного потенциала территорий Дальнего Востока является важным фактором реализации стратегических инициатив Российской Федерации в сфере развития топливно-энергетического комплекса. Энергетической стратегией Российской Федерации в качестве одной из приоритетных задач развития нефтегазового комплекса страны на период до 2035 г. рассматривается формирование новых центров добычи нефти и газа на Дальнем Востоке с развитием соответствующей инфраструктуры, что позволило бы удовлетворить не только внутренние нужды, но и диверсифицировать экспортные поставки российских углеводородов (УВ), направив их в страны Азиатско- Тихоокеанского региона.
Одними из перспективных территорий континентальной части Дальнего Востока на поиски месторождений УВ являются Буреинский и Среднеамурский осадочные бассейны. В пределах наиболее перспективных грабенов Среднеамурского и Буреинского осадочных бассейнов проведены в небольшом объёме сейсморазведочные работы, пробурены единичные глубокие скважины, проведены геохимические исследования керна. В 1991 г. в Кындалском грабене Буреинского бассейна была установлена промышленная газоносность песчаных пластов кындалской свиты и открыто Адниканское месторождение газа. Однако полученной на современном уровне информации для выделения нефтегазопроизводящих свит, оценки их катагенетической зрелости и генерационного потенциала крайне мало.
Геотемпературное (бассейновое) моделирование позволяет построить одномерную (дву- и трёхмерную) модель бассейна вперёд сквозь геологическое время, начиная с седиментации самого древнего слоя, пока не будет отложена вся последовательность слоев и достигнуто состояние осадочного чехла на сегодняшний день. Сразу несколько геологических процессов рассчитываются и обновляются на каждом временном шаге, наиболее важными из которых являются осаждение, уплотнение, расчёт палеотемператур, генерация углеводородов.
Степень разработанности темы. В Дальневосточном регионе бассейновое моделирование применялось при изучении осадочных бассейнов Сахалина, Татарского пролива, Охотоморья. Изученность бассейнов континентальной части Дальнего Востока крайне низка. Поэтому на сегодняшний день представляется актуальным дальнейшее изучение нефтегазоносности материнских пород наиболее изученных грабенов Буреинского и Среднеамурского бассейнов с оценкой их генерационного потенциала на основе современной технологии моделирования осадочных бассейнов.
Объектом исследования являются свиты (толщи), обладающие нефтегазоматеринским потенциалом, в числе которых юрско-меловые отложения Кындалского грабена и мел- палеогеновые отложения Переяславского грабена.
Цель диссертационной работы - оценить нефтегазогенерационный потенциал отложений Кындалского грабена Буреинского осадочного бассейна и Переяславского грабена Среднеамурского осадочного бассейна методом геотемпературного моделирования.
Для достижения цели исследования поставлены и решены следующие задачи: 1) сбор, систематизация и анализ геолого-геофизической и геохимической информации по изученности грабенов Буреинского и Среднеамурского осадочных бассейнов, а также аналогичных структур на территории Китая; 2) проведение сравнительного анализа численных алгоритмов двух программ бассейнового моделирования (TeploDialog и PetroMod); 3) моделирование тектонической и термической истории объектов исследования в одномерном и двумерном форматах; 4) выявление очагов нефтегазогенерации в пределах грабеновых структур
Буреинского и Среднеамурского осадочных бассейнов.
Научная новизна работы
A. Для перспективных грабеновых структур Буреинского и Среднеамурского бассейнов рассчитаны значения плотности теплового потока - ключевого геодинамического параметра процессов нафтидогенеза.
Б. Впервые построены одномерные модели термической эволюции юрско-меловых отложений Кындалского грабена с помощью двух программ численного моделирования - зарубежного PetroMod и отечественного TeploDialog.
B. Построены одно- и двумерные геотемпературные модели мелового и кайнозойского комплексов Переяславского грабена Среднеамурского бассейна.
Теоретическая и практическая значимость
Геотемпературное моделирование отложений осадочного чехла в пределах Кындалского и Переяславского грабеновых структур позволило спрогнозировать очаги генерации нефти и газа на этапе изучения углеводородного потенциала Буреинского и Среднеамурского бассейнов. Прогноз термических условий формирования углеводородов может быть использован при проектировании региональных работ на нефть и газ, в том числе при проектировании параметрических скважин и региональных сейсморазведочных работ.
Методология и методы исследования
Исследования опираются на метод бассейнового моделирования, историкогеологический анализ, на методологию осадочно-миграционной теории нафтидогенеза. Ключевым исследуемым геодинамическим параметром является глубинный тепловой поток, определяющий термическую историю потенциально нефтегазоматеринских отложений осадочного бассейна.
Положения, выносимые на защиту
Первое положение. Рассчитанная плотность глубинного теплового потока (45-49 мВт/м2) способна формировать в юрско-меловых отложениях Кындалского грабена очаги генерации газа и нефти, начиная с баррема (126 млн лет назад). При этом наибольшая интенсивность нефтегенерации прогнозируется для талынджанского и ургальского очагов, а газогенерации - для чемчукинского очага.
Второе положение. Рассчитанная плотность глубинного теплового потока (44-57 мВт/м2) способна формировать в нижнемеловых отложениях Переяславского грабена очаги генерации углеводородов. При этом выделяется два периода газогенерации: с альба до начала эоцена и с конца олигоцена по настоящее время.
Третье положение. Генерация углеводородов в кайнозойских отложениях Переяславского грабена началась в позднем олигоцене-раннем миоцене и продолжается в настоящее время. При этом в северо-восточной части Переяславского грабена генерация нефти и газа приурочена к чернореченской и бирофельдской свитам. В юго-западной части грабена прогнозируется генерация газа для чернореченского очага.
Характеристика исходных данных
Исследования опираются на структурно-тектонические схемы Среднеамурского (Кузнецов В.Е., Уралов В.И., 1996 г) и Буреинского (Морозов Ю.Г., 1972, Войкова С.И., 1991 г.) осадочных бассейнов; Государственная геологическая карта РФ 1:1000 000 (третье поколение) Лист М-53 (2009 г.); интерпретированные сейсмические разрезы Кындалского и Переяславского грабенов по материалам (Развозжаева Е.П., 2014, 2018). Данные литологостратиграфических разбивок глубоких скважин изучены и сведены из первичных «дел скважин» (материалы ФБУ «ТФГИ по Дальневосточному федеральному округу»). Входными параметрами геотемпературной модели служат пластовые температуры, полученные при испытаниях скважин (материалы ФБУ «ТФГИ по Дальневосточному федеральному округу»), термограммы выстоявшихся скважин (Горнов, и др. 2009), а также палеотемпературы, пересчитанные из определений отражательной способности витринита (по материалам Поляковой И.Д., Рязановой Т.А. и Соболевой Е.И., 1990, 1996). Для стратиграфической и геохронологической привязки свит использована Общая стратиграфическая (геохронологическая) шкала фанерозоя и докембрия (Приложение 1 к Стратиграфическому кодексу России, 2019 г.). Данные по испытаниям глубоких скважин сведены из первичных «дел скважин» (материалы ФБУ «ТФГИ по Дальневосточному федеральному округу»).
Личный вклад
В рамках проведённых исследований автором изучены алгоритмы программ бассейнового моделирования отечественных (TeploDialog) и зарубежных (PetroMod) разработчиков, проведён сопоставительный анализ, выявлены элементы сходства и различия. С помощью двух программных пакетов бассейнового моделирования (TeploDialog и PetroMod) рассчитаны модели для наиболее изученных грабенов двух бассейнов континентальной части Дальнего Востока: истории тектонического развития, скорости осадконакопления, одномерные и двумерные геотемпературные пространственно-временные модели. Проведён анализ полученных моделей с оценкой нефтегазогенерационного потенциала отложений Буреинского (Кындалский грабен) и Саньцзян-Среднеамурского (грабены Переяславский и Нунцзян) осадочных бассейнов.
Степень достоверности и апробация результатов исследования
Достоверность результатов выполненного геотемпературного моделирования в глубоких скважинах аргументируется получением оптимальной «невязки» при расчёте значений плотности теплового потока. Полученные значения плотности теплового потока согласуются с экспериментальными значениями, полученными в пределах объектов исследований ранее (Горнов П.Ю. и др., 2018).
Основные положения и результаты прошли апробацию в докладах и обсуждениях на международных и российских конференциях: Всероссийской научно-практической
конференции (Якутск, 2014), Международных симпозиумах имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых (Томск, 2018, 2019), Всероссийской конференции с
международным участием (Хабаровск, 2021), Всероссийской научной конференции с международным участием «Современные проблемы регионального развития» (Биробиджан, 2022).
Основные положения диссертационной работы изложены в 14 публикациях диссертанта, в том числе 5 статей в журналах, входящих в Перечень ВАК Минобрнауки России, индексируемых в Scopus и Web of Sciences.
Благодарности
Диссертация выполнена в ФГБУН ИТиГ ДВО РАН при всестороннем содействии заведующей лабораторией тектоники осадочных бассейнов кандидата геологоминералогических наук Развозжаевой Елены Петровны. Автор глубоко признателен главному научному сотруднику лаборатории тектоники осадочных бассейнов ИТиГ ДВО РАН доктору геолого-минералогических наук Кирилловой Галине Леонтьевне, предложившей направление исследований, а также за постоянную помощь и поддержку при подготовке диссертационной работы.
Посвящаю диссертацию памяти своего руководителя, основателя Томской исследовательской школы геотермии доктора геолого-минералогических наук Исаева Валерия Ивановича.

Купить

В результате исследований Буреинского (Кындалский грабен) и Саньцзян- Среднеамурского (грабены Переяславский и Нунцзян) осадочных бассейнов выполнено численное моделирование тектонической истории развития, рассчитаны скорости осадконакопления, построены одномерные и двумерные пространственно-временные геотемпературные модели. Полученные результаты свидетельствуют о благоприятных условиях для образования нефти и газа в изученных структурах.
Одномерные модели по трем скважинам для Кындалского грабена рассчитаны с помощью двух программных пакетов - зарубежного PetroMod и отечественного TeploDialog. Сопоставительным анализом результатов моделирования в двух программах было установлено, что выделенные по геотемпературному критерию очаги генерации нефти и газа полностью совпадают. Анализ полученных моделей показал, что на протяжении истории погружения ББ в пределах КГ генерация УВ могла происходить в талынджанской, ургальской, чагдамынской, чемчукинской и йорекской свитах. Наиболее высокими значениями интегрального показателя генерации нефти характеризуются талынджданский и ургальский очаг. На сегодняшний день геотемпературные условия генерации жидких УВ сохраняются для талынджанского очага. Максимальным значением интегрального показателя плотности генерации газа характеризуется чемчукинский очаг. Геотемпературные условия генерации газа в настоящее время сохраняются для ургальского, чагдамынского, чемчукинского очага.
Проведённый сравнительный анализ результатов моделирования кайнозойского комплекса Переяславского грабена с аналогичной структурой на территории Китая (грабен Нунцзян) показал высокие перспективы нефтегазогенерации наиболее погруженных частей кайнозойского чехла Саньцзян-Среднеамурского осадочного бассейна. Моделирование в пределах грабена Нунцзян показало, что очагами генерации нефти на сегодняшний день являются отложения эоцена и палеоцена - формаций даляньхэ, синаньчунь и уюнь. Генерация газа в настоящее время приурочена к формациям олигоцена - баоцюанлин нижняя и баоцюанлин средняя. Проведённое двумерное моделирование кайнозойских отложений Переяславского грабена позволило установить, что генерация УВ началась в позднем олигоцене - раннем миоцене и продолжается в настоящее время. Наиболее перспективными являются погруженные части осадочного чехла Среднеамурского бассейна, где кайнозойские отложения залегают на глубине свыше 1200-1500 м.
Как перспективные в отношении нефтегазогенерации отложения Переяславского грабена выделяются бирофельдская и чернореченская свиты. При этом в северо-восточной части Переяславского грабена образование жидких углеводородов в настоящее время
приурочено преимущественно к отложениям чернореченской свиты, газа - бирофельдской. В юго-западной части грабена на сегодняшний день отложения чернореченской свиты генерируют газ.
Одномерное палеотемпературное моделирование Среднеамурского бассейна по скважинам, вскрывшим меловой комплекс, выявило, что на сегодняшний день потенциально нефтегазоносными могут быть и нижнемеловые отложения ассикаевской свиты. На протяжении геотермической истории исследуемой части Переяславского грабена было два периода, благоприятных для генерации углеводородов ассикаевским источником. Первый период начался в альбе и закончился в конце мела-начале эоцена. В период 100.5-87.0 млн лет назад ассикаевский источник генерировал жидкие углеводороды. Второй период генерации газа ассикаевской свитой начался 24.0-12.0 млн лет назад и продолжается в настоящее время. Сохранность углеводородов в меловом комплексе предполагается лишь в отдельных блоках, где масштабы деформаций, происходивших в ходе формирования Среднеамурского бассейна, проявились слабее.
Полученные результаты имеют большую значимость, как для геотермических исследований осадочных бассейнов Дальнего Востока, так и для прогнозно-поисковых работ на нефть и газ в Хабаровском крае. Результаты проведенного моделирования в пределах Переяславского грабена СОБ позволяют обосновать необходимость возобновления нефтегазопоисковых работ, в частности проведения на первом этапе профильных и площадных газогеохимических работ для заверки ранее выявленных сейсморазведкой перспективных локальных объектов.
Дальнейшие исследования по изучению углеводородного потенциала бассейнов Дальнего Востока на основе одномерных и двумерных моделей могут быть проведены в пределах Алдано-Майского и Зея-Буреинского осадочных бассейнов.

Купить