21.03.2021

Остаточное органическое вещество в докембрийских и палеозойских породах фундамента Западно-Сибирской плиты


Основным источником углеводородов Западной Сибири, согласно представлению большинства исследователей, является органогенное вещество преимущественно глинисто-карбонатных нефтематеринских толщ, выполняющих обширные впадины и синеклизы.

Вместе с тем, исследуя метаморфические формации кристаллических щитов, А.В. Сидоренко и Св.А. Сидоренко показали, что углеродистое вещество в процессе метаморфизма осадочных пород полностью не уничтожается. Изучение реликтового углеродистого органического вещества метаморфических комплексов фундаментов нефтегазоносных областей как возможного дополнительного источника углеводородов представляет большой практический интерес.

В данном разделе приводятся результаты изучения состава, количественного содержания и характера распределения Cорг, общего и легких углеводородных фракций в метаморфических породах фундамента западной части Западно-Сибирской плиты (Березово-Шаимская нефтегазоносная область).

В строении складчатого основания рассматриваемой территории принимают участие метаморфические и магматические породы докембрийского и палеозойского возраста. Фундамент покрыт мощным (1,5—2 км) мезо-кайнозойским осадочным чехлом. Залежи нефти и газа приурочены к верхне- и среднеюрским песчаным пластам, залегающим в основании осадочного чехла и, в меньшей мере, к коре выветривания фундамента.

Породы фундамента метаморфизованы в условиях фации зеленых сланцев и альмандиновых амфиболитов. Дополнительно выделен комплекс слабометаморфизованных осадочных образований раннекарбонового возраста, представленный глинистыми, углисто-глинистыми, песчано-глинистыми сланцами и менее распространенными алевролитами, песчаниками, конгломератами, гравелитами, яшмами и яшмовидными породами, мраморизованными известняками. Магматический комплекс представлен интрузивными и эффузивными разностями различного состава, среди которых наибольшее распространение имеют гранитоиды и эффузивы основного ряда.

Глинистые сланцы вскрыты наибольшим числом скважин. Поля их развития приурочены главным образом к синклиналям и погруженным крыльям поднятий. В синклинальных участках с ними ассоциируют пермо-триасовые эффузивные и интрузивные образования основного ряда, которым соответствуют обширные положительные аномалии на магнитометрических картах. Для глинистых сланцев характерны совершенная сланцеватость, наличие кливажа, а также ассоциация глинистых минералов осадочного происхождения: гидрослюд с метаморфическими новообразованиями — мелкочешуйчатой бесцветной слюдой, серицитом и светло-зеленым хлоритом. Внешний облик пород, их окраска в значительной мере определяются присутствием углисто-графитистого вещества. С увеличением его содержания окраска меняется от темно-серой до черной.

Фация зеленых сланцев представлена тремя субфациями. К низкотемпературной кварц-альбит-мусковит-хлоритовой субфации относятся филлитовые и филлитовидные тонкозернистые сланцы, имеющие кварц-серицитовый и кварц-хлорит-серицитовый состав, а также более крупнозернистые сланцы кварц-мусковитого, кварц-альбит-мусковитового, кварц-альбит-хлорит-мусковитового, кварц-альбит-эпидот-сфен-кальцит-хлорит-тремолитового и хлорит-доломитового состава. Минеральный состав сланцев сильно варьирует, они часто содержат графит, обусловливающий темную окраску пород. Графит равномерно пропитывает тонкозернистую ткань пород, либо обогащает отдельные микропрослои. Сланцы, содержащие много графита, часто бывают обогащены пиритом. Возраст тонкозернистых филлитовых и филлитовидных сланцев силурийский и, возможно, раннедевонский, более крупнозернистых альбит- и мусковитсодержащих — ордовикский.

Докембрийские метаморфические комплексы развиты локально. К ним относятся сланцы среднетемпературной кварц-альбит-эпидот-биотитовой субфации и высокотемпературной кварц-альбит-эпилог-альмандиновой субфации зеленосланцевой фации, а также гнейсовые образования глубоко метаморфизованные в условиях фации альмандиновых амфиболитов. Докембрийские породы залегают в ядрах крупных антиклинальных структур, где более молодые палеозойские образования эродированы (рис. 94).

Сланцевый докембрийский комплекс установлен скважинами в пределах Шаимского газонефтеносного района. В него входят сильно варьирующие по составу сланцы: альбит-биотит-мусковит-микроклин-кварцевые, альбит-эпидот-хлорит-биотит-кварцевые, кварц-альбит-хлорит-биотит-эпидот-тремолитовые, кварц-альбит-биотит-магнетит-актинолит-сфен-кальцит-эпидот-хлоритовые, альбит-цоизит-сфен-хлорит-мусковит-альмандин-кварцевые и кварц-кальцит-эпидот-тремолитовые. Графит также типичен для рассматриваемых пород.

Докембрийские гнейсы фации альмандиновых амфиболитов распространены в фундаменте Березовского газоносного района. По минеральному составу выделяются биотитовые, биотит-гранатовые и рогово-обманковые плагиогнейсы, для которых характерны широко развитая мигматизация и тектоническая нарушенность.

Проведенные исследования показали, что Cорг содержится преимущественно в пелитовых породах всех ступеней метаморфизма, но количество его с увеличением степени метаморфизма сильно понижается. В наиболее метаморфизованных докембрийских образованиях содержание Сорг изменяется от 0,30 до 0,80% (табл. 61).
Остаточное органическое вещество в докембрийских и палеозойских породах фундамента Западно-Сибирской плиты

В сланцах Cорг составляет от 0,12 до 1,13%, при этом наблюдается прямая зависимость между содержанием графитистого вещества и Copг. Подобную зависимость отмечают и другие исследователи. Это позволяет говорить о связи Сорг с графитистым веществом. В гнейсах Cорг меньше, чем в сланцах. Однако такое сравнение является неполным, поскольку графитсодержащие гнейсы, в которых количество Сорг может быть большим, в фундаменте Западно-Сибирской плиты пока не обнаружены.

Наибольшие количества Сорг ассоциируют со слабометаморфизованными глинистыми и углисто-глинистыми сланцами (до 1,43—6,72%), в которых оно в основной своей массе представлено метаморфизованным углистым веществом. С увеличением зернистости пород содержание Cорг понижается. Подобно нефтепроизводящим глинистокарбонатным осадочным толщам, наиболее богатые реликтовым органическим веществом метаморфические породы, — глинистые сланцы, широко распространены в пределах крупных отрицательных структурных элементов фундамента.

Отдельные образцы метаморфических пород фундамента были исследованы на содержание рассеянных углеводородных газов. Дегазация пород производилась термовакуумным методом путем самопроизвольного истечения газов, с последующей химической обработкой образцов, для извлечения прочно связанных с породами углеводородных компонентов. Извлеченные газы анализировались с помощью высокочувствительной хроматографической аппаратуры в лаборатории углеводородных газов ВНИИЯГГ, руководимой И. С. Старобинцем. Проведенные исследования показали, что общее содержание углеводородных газов в исследованных образцах варьирует от 0,80 до 1,38 см3 на 1 кг породы, причем в слабометаморфизованных глинистых сланцах оно наибольшее (табл. 62). Среди газообразных углеводородов преобладает метан (68—74%). с которым ассоциируют его предельные тяжелые гомологи, их изомеры и непредельные соединения (С2Н4, C3H6, C4H8).

Присутствие углеводородных соединений в исследованных породах позволяет предположить, что содержащееся в них реликтовое органическое вещество способно генерировать эти соединения. He исключено, что углеводородные соединения представляют реликтовые газы, образовавшиеся за счет органического вещества при их метаморфизме. Низкое содержание углеводородных газов и резкое преобладание в них метана — признак значительного метаморфизма органического вещества.

Полученные данные показали, что в начальную стадию генерации углеводородов органическим веществом образуется некоторое количество непредельных соединений. Эти соединения неустойчивы, со временем исчезают и в составе углеводородов нефтяных и газовых месторождений осадочных формаций они отсутствуют. Кроме того, не исключено частичное образование непредельных углеводородов при обработке исследуемых пород нагретым раствором соляной кислоты.

Масштабы миграции углеводородов метаморфических толщ в настоящее время не ясны. Тем не менее следует отметить, что данные по нефтепромысловым испытаниям скважин указывают на наличие нефтегазопроявлений в породах фундамента. Большой интерес в этом отношении представляют результаты исследования скважины 16-Р Myлымьинской, вскрывшей фундамент на большую глубину. Данная скважина прошла по слабометаморфизованным осадочным, эффузивным и филлитовидным породам фундамента около 1000 м (в интервале 1451—2437 м). На притоки углеводородов были испытаны 10 интервалов. В трех из них (1488,5—1598 м; 1577,8—1701,6 м и 1697,0—1798,0 м) имелись незначительные признаки нефти и газа.

По данным газового каротажа во вскрытом разрезе наблюдается еще большее число интервалов с содержанием углеводородных газов (по отношению к CH4) в 0,5—1,0%. При изучении керна из этой скважины установлено присутствие в породах легких углеводородов, находящихся в состоянии рассеяния (см. табл. 62).

Миграция углеводородов глубоко в фундамент маловероятна, поскольку залежи нефти и газа окружающих месторождений залегают гипсометрически выше вскрытых скважиной газонефтепроявлений в породах фундамента. Ритмичное расположение газопроявлений в разрезе скорее говорит о приуроченности их к определенным типам пород.

В свете новых данных о природе Сорг в метаморфических комплексах можно предположить, что углеводороды были продуцированы реликтовым органическим веществом пород фундамента. Дальнейшие исследования помогут выяснить общее количество углеводородов и особенности их миграции в различных типах метаморфических пород.





Яндекс.Метрика