Геолого-геохимические условия формирования нефтегазоносности Штокмановско-Лунинской мегаседловины

Общая характеристика работы.

Актуальность работы. Шельф Баренцева моря - один из самых перспективных на нефть и газ регионов России. Акватория большей части Баренцева моря (включая Печорское) характеризуется наиболее высоким уровнем изученности среди морей российской Арктики, и все же этот район остается малоизученным. Пробуренные скважины редко вскрывают палеозойские отложения. Подавляющее большинство работ, проводимых на акватории, геолого-геофизического плана и они, в основном, направлены на выявление структур в верхней части осадочного чехла. Геохимические исследования проводились только на отдельных месторождениях и изучались прежде всего физико-химические свойства флюидов, редкие исследования посвящены изучению нефтегазоматеринских пород.

Данная работа - попытка обобщить имеющийся геолого-геохимический материал, дополнить его новыми геохимическими данными, и на основе этого реконструировать историю формирования нефтегазоносности изучаемого района с использованием современных аналитических методов и компьютерных технологий.

Цель и задачи исследования. Цель исследований состояла в выявлении условий формирования нефтегазоносности мезозойских отложений Штокмановско-Лунинской мегаседловины и прогнозе качества УВ флюидов Баренцевоморского шельфа (БМШ) на основе анализа геохимических особенностей отложений осадочного чехла и флюидов.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:
1. Обобщение материала о геологическом строении и эволюции региона.
2. Выделение нефтегазоматеринских пород в разрезе отложений.
3. Оценка генерационных возможностей нефтегазоматеринских толщ (НГМТ) с учетом их катагенетического преобразования.
4. Выявление современных очагов нефте- и газогенерации.
5. Реконструкция условий формирования нефтегазоносности (с учетом геохимической характеристики флюидов и с привлечением пакета прграмм по бассейновому моделированию).

Научная новизна. Проведены геохимические исследования нефтематеринских отложений и флюидов Баренцевоморского шельфа (БМШ) на современном аналитическом уровне и выявлен дифференцированный характер распространения нефтематеринских толщ на БМШ .

Впервые установлено наличие нефтегазоматеринских толщ в нижне- и верхнетриасовых отложениях на локальных участках БМШ.

Обосновано участие верхнеюрских отложений БМШ в формировании флюидов Штокмановско-Лунинской мегаседловины (ШЛМС).

Для оценки нефтегазоносности отложений БМШ впервые применен метод бассейнового моделирования с использованием пакета программ , в результате построена геолого-геохимическая модель формирования нефтегазоносности отложений БМШ. Модель подтвердила выводы о степени катагенетического преобразования, сделанные на основе аналитических данных, и дала возможность судить о процессах миграции и аккумуляции УВ.

В работе защищаются следующие основные положения:

1. Основной нефтегазогенерирующей толщей Баренцевоморского шельфа являются среднетриасовые отложения анизийского яруса, имеющие широкое распространение на БМШ. Качественный состав ОВ меняется по площади от гумусового на юге до сапропелево-гумусового на севере и северо-западе БМШ. Катагенез ОВ широко варьирует и фиксируется на градациях от ПК до АК. Впервые установлено наличие прослоев с хорошими нефтегазоматеринскими свойствами в нижне- и верхнетриасовых отложениях.

2. Верхнеюрские <черные глины>, широко распространенные на БМШ, обладают хорошими нефтематеринскими свойствами (ТОС до 20%, кероген типа II). Они находятся на стадии катагенеза от ПК_1-3 до МК₁. Повышенная концентрация ОВ нефтематеринских толщ такого типа способствует развитию процессов генерации УВ на ранних стадиях катагенеза.

3. Формирование нефтегазоносности Штокмановско-Лунинской мегаседловины (ШЛМС) происходило в основном за счет триасовых нефтегазоматеринских пород, что обусловило преобладание в регионе газовых залежей. Газоконденсатные залежи образовались при участии нефтяных флюидов из вернеюрских НМТ.

4. Современные очаги нефте- и газообразования на Баренцевоморском шельфе приурочены к Южно-Баренцевской (ЮБВ) и Северо-Баренцевской впадинам (СБВ) и наиболее погруженным участкам Центрально-Баренцевской зоны поднятий, где триасовые НГМТ генерируют преимущественно газовые, а верхнеюрские - нефтяные углеводороды (УВ).

Практическая значимость данной работы заключается в научном обосновании выделения очагов нефте- и газогенерации БМШ, что дает возможность ,более уверенно судить о генерации и миграции УВ, то есть повысить надежность оценки геологического риска проведения дальнейших поисково-разведочных работ и выявления газовых и газоконденсатных месторождений в среднеюрских и триасовых отложениях. Указанные работы на российском шельфе целесообразно провести на структурах Демидовская, Медвежья, Западно-Штокмановская и Западно-Лудловская. На основе проделанной работы дается дифференцированный прогноз наличия и состава УВ на перспективных участках и локальных структурах БМШ.

Публикации и апробация работы. Предварительные результаты и основные положения работы докладывались на VIII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов <Геологи XXI века> (Саратов, 2007); VIII Международной конференции <Новые идеи в науках о Земле> (Москва, 2007); ХIV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Ломоносов-2007> (Москва, 2007); на 23 Международной встрече по органической геохимии (Torquay, Великобритания, 2007), Arctic Geology, Hydrocarbon Resources and Environmental Challenges II (AGREE II), 6-7th September 2007 Tromsö, Norway и изложены в 8 опубликованных работах, включая тезисы и тексты докладов конференций.

Фактический материал. Работа основана на исследовании 21 образца флюидов и 48 образцов НМП из коллекции кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ, образцов нефтематеринских пород (НМП) отобранных в 2005-2007 гг. участниками Российско-Норвежской кооперации, в ходе полевых работ на арх. Шпицберген, образцов керна из скважин Штокмановского месторождения. Также в работе использована представительная база данных по геохимическим (пиролитическим и химико-битуминологическим) данным НМП БМШ и прилегающих территорий, основанная на литературных данных и данных, содержащихся в производственных отчетах <ВНИИОкеангеология> и ФГУП <Арктикморнефтегазразведка>.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем работы составляет 143 страницы, включая 67 рисунков и 17 таблиц; библиографический список включает 69 наименований.

Благодарности. Автор искренне благодарен своему научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук, доценту Тамаре Алексеевне Кирюхиной за многолетнюю и всестороннюю поддержку и помощь, за возможность учиться у нее, за возможность работать вместе и использовать материалы, наработанные ею за годы научной деятельности.

Данная работа выполнена на кафедре геологии и геохимии горючих ископаемых и хочется выразить благодарность заведующему кафедрой Михаилу Константиновичу Иванову за возможность работать с замечательными специалистами кафедры. Автор глубоко признателен за консультации и ценные советы всем сотрудникам кафедры, особенно профессору Антонине Васильевне Ступаковой.

Автор искренне признателен сотрудникам факультета за помощь и советы во время работы над диссертацией О.К.Баженовой, Н.П.Фадеевой, Е.В.Соболевой, А.Н.Гусевой, К.А.Ситар, М.Н.Соколовой, И.М.Натитник, Т.Н.Корневой, В.В.Мальцеву, С.И.Бордунову, Э.А.Абле, Е.В.Сливко, а также всем коллегам и друзьям, помогавшим этой работе состояться.

Спасибо за помощь и поддержку всем участникам Российско-Норвежской кооперации.

Отдельно хочется поблагодарить организации, любезно предоставившие материалы, которые расширили знания автора об изучаемом регионе и были использованы в данной работе: ВСЕГЕИ, ВНИИОкеангеология, МАГЭ и Севморгео.

Благодарность за помощь в освоении пакета автор выражает коллегам из компании Beicip-Franlab М. Сен-Жермес и Н. Бьянки.

Автор рад случаю поблагодарить своих родных и близких за понимание и поддержку.