Актуальные научно-технические проблемы развития геолого-геофизических, поисково-разведочных и промысловых работ в Республике Коми : Кн. 2: Природные резервуары в карбонатных формациях Печорского нефтегазоносного бассейна

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ 
ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК 
КОМИ РЕГИОНАЛЬНОЕ ОТДЕЛЕНИЕ 
• 

МИНИСТЕРСТВО 
ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ 
И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 
РЕСПУБЛИКИ КОМИ 

АКТУАЛЬНЫЕ 
НАУЧНОТЕХНИЧЕСКИЕ 
П Р О Б Л Е М Ы 
Р А З В И Т И Я 

геологогеофизических, 
поисковоразведочных 
и промысловых 
работ 
в Республике 
Коми 

Г КНИГА 2 

В.А. 
Жемчугова 

РИРОДНЫЕ 
РЕЗЕРВУАРЫ 

в 
карбонатных 
формациях 
Печорского 
нефтегазоносного 
бассейна 

Москва 

Издательство 
Московского 
государственного 
горного 
университета 

2002 

УДК 553.98:551.735(470.1) 

Р е д а к ц и о н н а я 
к о л л е г и я : 

Л.З. Аминов, А.И. Кобрунов, В.А. Жемчугова 

Жемчугова В.А. Актуальные научно-технические проблемы 
развития геолого-геофизических, поисково-разведочных и промысловых работ в Республике Коми. — М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2002. — Кн. 
2: Природные резервуары в карбонатных формациях Печорского нефтегазоносного бассейна. — 243 с : ил. 

ISBN 5-7418-0247-8 (в пер.) 

Приведены результаты научных исследований, выполненных в течение 
2000—2001 гг. в Коми региональном отделении Российской академии естественных наук. 

Предназначена для геологов, специалистов в области нефтяной геологии, стратиграфии, литологии и геофизики. 
Ил. 106, список лит. — 147 назв. 

УДК 553.98:551.735(470.1) 

Монография 
публикуется 

с представленного автором 
оригинал-макета 

ISBN 5-7418-0247-8 
© Коми региональное отделение Российской академии естественных наук, 2002 
© Министерство природных ресурсов и 
охраны окружающей среды Республики Коми, 2002 
© В.А. Жемчугова, 2002 
© Издательство МГГУ, 2002 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

Карбонатные породы - удивительное творение природы - имеют 
для человека огромное значение как с точки зрения расшифровки 
геологической летописи, так и с экономических позиций, поскольку 
они сами являются полезными ископаемыми, вмещают крупные рудные месторождения и служат резервуарами более чем для 40% мировых запасов углеводородов (УВ). Именно в известняках и доломитах 
палеозоя открыты такие гигантские месторождения нефти и газа, как 
Поса-Рика в Мексике, Келли-Снайдер и Исмей в США, Суон-Хиллс 
в Канаде, Карачок в Сирии, Натих в Омане, Киркук, Айн-Зала в Ираке и многие другие. Эта тенденция сохраняется и на северо-востоке 
Восточно-Европейской платформы. Здесь в осадочном чехле Печорского нефтегазоносного бассейна (ПНГБ) с тремя нефтегазоносными комплексами, сложенными карбонатными отложениями, связано 
около 65% начальных суммарных ресурсов УВ. Столь высокая продуктивность карбонатных толщ во многом предопределена особенностями их формирования, обеспечившими необходимые условия 
для образования и эволюции природных резервуаров, способных 
содержать УВ скопления, что, несомненно, стимулирует их дальнейшее детальное изучение. 

Помимо утилитарных аспектов, связанных с потребностями нефтегазопоисковой геологии, ретроспективный анализ карбонатного 
осадконакопления различных участков земной коры помогает решать 
задачи палеоэкологических реконструкций и глобальной стратиграфической корреляции, так как в седиментационной структуре известняков и доломитов заложена уникальная информация о многих событиях, определявших специфику развития органического мира. 

К настоящему времени накоплен обширнейший фактический 
материал, касающийся строения и нефтегазоносности карбонатных 
толщ и требующий систематизации и переосмысления. Кроме того, 
за последние десятилетия существенной корректировке подверглись 
представления о процессах образования и накопления карбонатного 
осадка, его эволюционных трансформациях, возможностях реализации аккумулирующего потенциала. Все это делает необходимым и 
актуальным обобщение имеющихся данных и проведение с использованием единой концептуальной базы целостного научного анализа, направленного на выявление закономерностей формирования карбонатных комплексов и разработку теоретических основ прогнозирования их углеводородной продуктивности. 

3 

Северо-восточная часть Восточно-Европейской платформы играет в нефтегазовом потенциале России весомую роль. С позиций нефтегазогеологического районирования она выделяется как Печорский 
нефтегазоносный бассейн (или Тимано-Печорская нефтегазоносная 
провинция) и соответствует в тектоническом отношении Печорской 
"эпибайкальской" (эпипозднедокембрийской) плите. Площадь бассейна составляет примерно 320 тыс.км

2 в пределах континентальной 
части, объем осадочного выполнения до 1,8 млн. км

3 (Топливно-энергетическая..., 1991). Граница Печорской плиты с Русской плитой 
проходит по Западно-Тиманскому краевому шву, разделяющем},' блоки фундамента с различным возрастом (Структура..., 1982): карельским на западе и "байкальским" (кадомским) на востоке. Восточным 
и северо-восточным ограничением плиты являются складчатые сооружения Урата и Пай-Хоя (граница проводится соответственно по 
Главному Уральском},' глубинному и Байдарацкому разломам), на севере она соседствует с Баренцевоморской плитой, изолируясь от нее 
системой высокоамплитудных сту пенчатых взбросов (Верба, 1985). 

Печорский НГБ занимает территорию Печорской синеклизы и 
северные впадины Прсд\ральского краевого прогиба (рис. 1). Нача
Piic. 1. Тектоническое районирование Печорского бассейна 

I -4 - границы структур: 1 - крупнейших, 2 - крупных, 3 - средних, 4 - основных структурных зон Урала; 5 - структуры первого (а) и второго (б) порядков. А - Тиманскаи 
гряда. Структуры первого порядка: I - Канино-Северо-Тиманский мегавал, П - Цилемско-Чстласский мегавал, Ш - Восточно-Тиманский мегавал. Структуры 
второго 
порядка: 1 - Косминская депрессия, 2-Вымский вал, 3 - Тобысьская депрессия, 4 - УхтаИжемский вал, 5 - Очпарминский вал, 6 - Верхневольская депрессия, 7 - Вымская депрессия. 8 - Синдорский в&а, 9 - Верхней и вшерская депрессия, 10 - Нившерское поднятие, 11 - Вольская депрессия, 12 - Джежимпарминский вал, 13-Ксенофонтовский вал. 
Б - Печорская еннеклнза. Структуры первого порядка: IV - Малоземельско-Колгуевская моноклиналь, V - Нерицкая моноклиналь, VI - Ижемская впадина, VTJ - ОмраЛузская сея'ювина, VHI - Печоро-Кожвинский мегав&ч, LX - Денисовский прогиб, X Колвинский мегавал, XI - Лодминская седловина, ХП - Хорейверская впадина, ХШ Варандсй-Адзьвинская структурная зона. Структуры второго порядка: 14-Удачная 
ступень, 15 - Нарьянмарская ступень, 16 - Седуяхинский вал, 17 - Тобышский вал, 18 
- Янгытская ступень, 19 - Кипиевская ступень, 20-Лузская ступень, 21 - Ронаельская 
ступень, 22 - Лсмыоская ступень, 23 - Мичаю-Пашнинский вал, 24 - Тэбукская ступень, 25 - Омра-Сойвинская ступень, 26 - Джебольская моноклиналь, 27 - Лебединский вал, 28 - Мутноматсриковый вал, 29 - Лыжско-Кыртаельский вал, 30 - Носовая ступень. 31-Шапкина-Юрьяхинский вал, 32 - Пятейская депрессия, 33 - Тибейвисская 
депрессия, 34 - Верхнслайская депрессия, 35 - Ярсйюский вал, 36 - Харьягинский вал, 
37 - Возейский пал, 38 - Усииский вал. 39 - Чернореченекий вал, 40 - Садаягинская ступень, 41 - Колпависопская ступень,42 - Салюкинский вал. 43 - Адзьвавомская депрессия. 44 - Сандивейское поднятие, 45 - Макарихинекий вал, 46 - Сынянырдская котловина, 47 - Медынский вал. 48 - вал Сорокина, 49 - Сарембийский вал, 50 - Морейюская депрессия, 51 - вал Гамбурцева, 52 - Всрхнеадзьвинская депрессия. В - ПредиоиозсмсльскнП краевой прогиб. Структуры первого порядка: XIV - Карская впадина, 

4 

XV - Пай-Хойскос поднятие, XVI - Коротаихипсдоя впадина. Структуры 
второго 
порядка: 53 - Хсйягинская депрессия, 54 - Лабогеи-кал моноклиналь, 55 - Талотинский вал (автохтонный), 56 - Всрхиеворкутскос поднятие (мыс). Г - Предуральскпй 
краевой прогиб. Структуры первого порядка: XVD - поднятие Чернова, ХУШ - поднятие Чернышева. XLX - Большесынинская впадина. XX - Срсдиепечорское поперечное поднятие, XXI - Верхнепечорская впадина, ХХП - Полюдовское поднятие, ХХШ • 
Косью-Роговская впадина. Структуры второго порядка: 57 - Хоседаюский вал, 
58 - Тальбейское поднятие (блок), 59 - Шарыо-Заостренское поднятие (блок), 60 - Нитчемыоская ступень, 61 - Вяткинская депрессия, 62 - Воркутская ступень, 63 - Роговское поднятие, 64 - Лбезьская депрессия, 65 - Кочмесская ступень, 66 - Лсмвинский вал, 
67 - Косыоская депрессия. Д - Уральский кряж. Структурные зоны: XXIV - Западная, 
XXV - Осевая, XXVI - Восточная 

5 

ло формирования платформенного чехла Печорской плиты датируется ордовиком. Мощность чехла составляет в среднем 5-7 км, достигая в наиболее погруженных участках Предуральского краевого прогиба 12 км. В истории его формирования обособляются несколько 
этапов, каждый из которых характеризуется своеобразием структурообразующих движений, особенностями седиментогенеза и, как правило, спецификой проявления процессов нефтегазообразования и 
нефтегазонакопления. Это позволяет обособить толщи пород, сформировавшиеся в течение этих этапов, в виде нефтегазоносных комплексов (НГК), подразумевая под последними генетически целостные 
геологические тела, сложенные осадочными образованиями одного 
седиментационного цикла, обеспечивающие промышленные масштабы реализации процессов генерации, первичной миграции и аккумуляции углеводородов (Еременко, Жемчугова, 1992). Различия в 
истории формирования НГК отражают и их дифференциацию по запасам начальных суммарных ресурсов УВ (рис. 2). 

Анализу геологического строения и нефтегазоносности палеозойских карбонатных комплексов Печорского нефтегазоносного бассейна посвящены многочисленные работы. Их можно сгруппировать 
по "интересам" авторов. Изучением особенностей строения карбонатных толщ, их стратификацией, палеореконструкцией условий накопления карбонатных осадков занимались 
А.И.Антошкина, 
Т.М.Безносова, Г.В.Важенин, А.В.Дуркина, А.И.Елисеев, Л.В.Галки
Рис. 2. Распределение начальных суммарных ресурсов по нефтегазоносным комплексам ПЕЧОРСКОГО НГБ (по состоянию на 01.01.96) 

6 

на, Н.А.Канев, М.В.Коновалова, П.К.Костыгова, А.В.Мартынов, 
С.В.Мельников, М.Н.Москаленко, Н.Б.Рассказова, Т.Н. Кушнарева, 
А.И.Першина, В.С.Цыганко, В.А.Чермных, Ю.А.Юдина и другие 
литологи и палеонтологи. Вопросы районирования, прогноза и перспектив нефтегазоносности рассмотрены в работах Л.З. Аминова, 
М.Д. Белонина, В.И. Богацкого, Б.Я. Вассермана, В.А. Дедеева, А.И. 
Дьяконова, Н.А. Малышева, В.Вл. Меннера, Н.И. Никонова, 
Ю.А.Панкратова, Б.А. Яралова. Результатам детальных исследований углеводородных систем, проблемам выявления закономерностей 
размещения скоплений УВ, определения специфики процессов нефтегазообразования в разновозрастных очагах генерации посвящены 
работы Л.А. Анищенко, С.А. Данилевского, Е.С. Ларской, З.П. Скляровой, В.Ф. Удот и др. Карбонатные породы с точки зрения их способности служить коллекторами для жидких и газообразных УВ анализировались Л.Г. Белоновской, Н.В. Беляевой, М.Х. Булач, Л.П. 
Гмид, В.И. Еременко, Т.В. Майдль, Л.В. Пармузиной, Н.Б. Рассказовой, Н.В. Танинской. Состав, свойства и особенности распределения 
по разрезу осадочного чехла экранирующих толщ неоднократно разбирались в работах Б.А.Пименова, А.М.Хитрова. 

Выводы, полученные в процессе всех этих многолетних исследований, явились тем фундаментом, на котором построена настоящая 
работа. Помимо этого, созданию предлагаемой монографии способствовала помощь друзей и коллег. Так, в монографии использованы 
материалы полевых работ С.В.Мельникова и Р.Эйнасто (ордовик и 
нижний силур), Ю.А.Юдиной и М.Н.Москаленко (верхний девон), 
A. И.Елисеева, В.А.Чермных (пермь и карбон). Интерпретация временных разрезов в системе Landmark проводилась СЛ. и А.Л.Федотовыми. В обобщении материалов геофизических исследований 
скважин автору помогали Б.Н.Горнович, Е.А.Саламатина. 

Автор неоднократно пользовался консультациями и советами сотрудников Института геологии Коми научного центра УрО РАН: 
Л.З.Аминова, 
Н.В.Беляевой, 
В.А.Дедеева, 
А.И.Елисеева, 
Т.В.Майдль, Е.О.Малышевой, Н.А.Малышева, В.Г.Оловянишникова, 
Б.А.Пименова, Н.Н.Рябинкиной, Н.И.Тимопина, 
Ю.А.Ткачева, 
М.В.Фишмана и др., Тимано-Печорского научно-исследовательского центра: В.И.Богацкого, С.А.Данилевского, 
А.В.Дуркиной, 

B. И.Еременко, С.В.Мельникова, З.П.Скляровой, Ю.А.Панкратова и 
др. Автор выражает всем перечисленным коллегам и друзьям глубокую благодарность. На протяжении всей своей профессиональной 
деятельности автор ощущал внимание и поддержку своего учителя 
профессора Б.А.Соколова, а также всех сотрудников кафедры геологии нефти и газа МГУ, за что искренне им признателен. 

7 

РАЗДЕЛ 1 

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И ТЕХНОЛОГИЯ 
РЕЗЕРВУАРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В КАРБОНАТНЫХ 

РАЗРЕЗАХ 

Задачи повышения эффективности, выбора направлений и рационального комплекса поисковых и разведочных работ на нефть и газ 
требуют разработки научно обоснованных технологий прогноза 
структуры и свойств геологических тел, способных содержать скопления у глеводородных флюидов. Одной из них может служить технология резервуарного моделирования, основанная на ретроспективном анализе условий формирования потенциальных коллекторов и 
покрышек, позволяющем реконстру ировать специфику' их образования и трансформаций в геологической истории, объединяющего 
принципы седиментационного и емкостного анализа. 

1.1. Седиментационное моделирование 

Седиментационное моделирование представляет собой одну из 
ветвей историко-геологических исследований, опирающуюся на комплексное использование фациального и циклического анализов. Его 
становление и развитие связаны с уникальными, не потерявшими 
своего значения до настоящего времени работами Н.Б.Вассосвича, 
Ю.А.Жсмчужникова, Г.Ф.Крашенинникова, Д.В.Наливкина, Л.В.Пустовалова, Л.Б.Рухина, Н.М.Страхова, С.В.Тихомирова. Заложенные 
еще в середине прошлого столетия методические приемы изучения 
осадочных толщ с целью восстановления истории их образования 
позднее пополнились рядом усовершенствований, возникших благодаря эволюции представлений геологов о процессе осадконакопления 
(Тимофеев, 1968, 1975; Фролов, 1965, 1972, 1995; Кузнецов, 1978; 
Фортунатова, 1985, 1988). В конце семидесятых годов в геологии появилось новое научное направление, развивающееся на стыке традиционных геологических методов, идеологически объединившее приемы фациального и циклического анализов. Оно получило название 
метода стратиграфии секвенций - Sequence stratigraphy (Mitchum, 
1977; Posamentier, Vail, 1988; Baum,Vail, 1988; Sarg. 1988; Wagoner et 
at.., 1990; Handford, Loucks, 1993). Применение этого метода в практике нефтегазопоисковых работ показало его высокую эффективность, и в перву ю очередь для прогноза природных резервуаров и их 
структуры (Loucks, Sarg, 1993; Lowrence, 1994; Bowen, Weimar, Scott, 

8