Палеогеотермические несогласия и их значение для оценки перспектив нефтегазоносности

Важным геологическим фактором генезиса нефти, газа и формирования их залежей являются тепловые потоки, при которых происходят превращения органического вещества (OB) осадочных пород в недрах.

В Лаборатории парагенетических связей каустобиолитов под руководством профессора И.И. Аммосова разработан метод определения стадий изменения OB. Метод основан на измерении одной из важнейших оптических величин, характерных для витринита на различных стадиях его преобразования, - отражательной способности. Отражательная способность и градиент ее изменения в недрах осадочных толщ рассматриваются как величины, пропорциональные палеотемпературе и палеогеотермическому градиенту.

Исследованием палеогеотермии недр подмечено, что некоторые стратиграфические перерывы в осадконакоплении сопровождаются палеотемпературными скачками. Это природное явление по аналогии CQ стратиграфическим несогласием названо нами палеогеотермическим несогласием.

Под палеогеотермическим несогласием понимается такое соотношение палеотемператур, когда молодые отложения характеризуются более низкими максимальными палеотемпературами преобразования, чем подстилающие их более древние породы.

Палеотемпературные несогласия возникают в том случае, когда участок земной коры под воздействием тектонических движений выводится из зоны более высоких температур в зону с меньшими температурами вплоть до обнажения на дневную поверхность. Последующая смена знака движения приводит к возобновлению осадконакопления и погружению поверхности несогласия, сопровождающемуся наращиванием мощности вышележащих осадков. Если вторичное погружение поверхности несогласия меньше первоначального погружения, испытанного древними породами, то, при прочих равных условиях, в породах ниже контакта несогласия процесс катагенеза не возобновится, а степень катагенеза пород, залегающих под несогласием, будет соответствовать воздействию тех максимальных палеотемператур, которые они испытали до инверсии тектонического режима. В результате образуется палеогеотермическая граница, выражающаяся различной интенсивностью преобразования контактирующих в плоскости несогласия пород.

Палеогеотермические несогласия подмечены на контакте пород фундамента и чехла в Восточном Предкавказье. Так, на Ачикулакской площади отражательная способность витринита меловых отложений с глубины 3,56 км составляет 92 единицы, а с глубины 2.6 км в каменноугольных отложениях отражательная способность витринита равна 15 9 единицам. Разница в 67 единиц по ориентировочной шкале перехода к палеотемпературам составляет около 150°С. В рассмотренном примере палеогеотермическое несогласие соответствует крупному тектоническому этапу в истории геологического развития региона. Однако стратиграфические несогласия распространены в разрезах осадочных пород весьма широко и нередко сопровождаются палеогеотермическими несогласиями.

Таким образом, осадконакопление и последующие преобразования отложений в областях с несколькими фазами тектогенеза проходят в условиях периодически меняющейся палеогеотермии недр, что является существенным моментом для образования, миграции, аккумуляции и разрушения залежей углеводородов.

Принимая во внимание выявленную приуроченность размещения промышленных запасов нефти к определенным палеотемпературным зонам, можно усмотреть значение палеогеотермических несогласий для определения времени образования углеводородов, их миграции, размещения и сохранности. Вопросы истории палеогеотермического развития особенно важны для прогноза перспектив нефтеносности в зонах региональных выклиниваний и стратиграфических несогласий.

Например, зоны региональных выклиниваний и стратиграфических несогласий песчаных горизонтов широко развиты в мезозойских отложениях Восточно-Кубанской впадины и прилегающих к ней регионах. Результаты определения отражательной способности витринита для некоторых площадей Восточно-Кубанской впадины приведены в таблице.

В разрезе каждой скважины наблюдается сравнительно небольшой, но все же отчетливо ощущающийся скачок в отражательной способности в пределах от 6 до 8 промилле. Подмеченному скачку в изменениях отражательной способности соответствуют интервалы стратиграфических несогласий между нижнемеловыми (аптскими) и более древними отложениями. Отражательная способность аптских отложений определена в пределах от 85 на Митрофановской до 88 промилле на Северо-Казанской площадях, что по ориентировочной шкале перехода к палеотемпературам соответствует значениям от 170 до 185°С.

Отложения, залегающие под поверхностью несогласия, характеризуются более высокой степенью преобразованности, чем породы, их перекрывающие. Отражательная способность витринита пород, подстилающих нижнемеловые отложения, колеблется от 91 до 95 промилле, что по той же шкале перехода соответствует интервалу палеотемператур от 190 до 210°С. Абсолютное значение палеогеотермического несогласия между нижнемеловыми и подстилающими их более древними отложениями выражается относительно небольшими величинами палеотемператур в пределах от 20 до 30°С (см. таблицу). Однако, рассматривая это явление в последовательности исторического развития, можно сделать вывод о малой перспективности на поиски нефти отложений, залегающих под поверхностью несогласия.

Сделанный вывод основывается на следующих представлениях. Ocадконакопление в аптское время началось на эрозионном срезе подстилающих пород, характеризующихся отражательной способностью витринита от 91 до 95 промилле на различных площадях исследованной территории. Уровень среза - палеотемпературы 190-210°C - является малоперспективным и бесперспективным на поиски нефти. Тем более бесперспективны горизонты, залегающие ниже уровня предаптского среза. Рассматриваемые отложения до инверсии тектонического режима в основном завершили генерирование УВ, которые при благоприятных геологических условиях могли сформировать залежи нефти в зонах более низких температур. В результате общего подъема территории Восточно-Кубанской впадины произошел размыв отложений и разрушение ранее сформированных залежей. Эрозионный срез оказался настолько глубоким, что последующее осадконакопление в меловое и кайнозойское время не обеспечило уровня погружения до зон с более высокими палеотемпературами в сравнении с теми, что были достигнуты подстилающими аптские отложения породами до предраннемелового перерыва в осадконакоплении.

Таким образом, по палеогеотермическому критерию рассмотренные отложения Восточно-Кубанской впадины, залегающие под поверхностью палеогеотермического несогласия с нижним мелом, относятся к малоперспективным и бесперспективным на поиски нефтяных залежей.

Изложенный материал по оценке перспектив нефтеносности терригенных отложений с учетом палеогеотермического несогласия не может претендовать на законченное исследование. Сделанное сообщение следует считать попыткой уточнить представления о генерации, миграции, аккумуляции, сохранности и разрушении углеводородов в земной коре с позиций палеогеотермического анализа.