georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2021.4.1geores-158Research ArticleГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, ПОИСК И РАЗВЕДКА МЕСТОРОЖДЕНИЙGEOLOGICAL AND GEOCHEMICAL RESEARCH, PROSPECTING AND EXPLORATION OF DEPOSITSГеохимия водорастворенных газов нефтегазоносных отложений зоны сочленения Енисей-Хатангского и Западно Сибирского бассейнов (арктические районы Сибири)Geochemistry of water-soluble gases in the oil and gas bearing sediments of the zone of junction between the Yenisei-Khatanga and the West Siberian basins (the Arctic regions of Siberia)НовиковД. А.NovikovD. A.

Дмитрий Анатольевич Новиков – кандидат геол.- мин. наук, заведующий лабораторией гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири;

доцент кафедры геологии месторождений нефти и газа

630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, д. 3

Dmitry A. Novikov – PhD (Geology and Mineralogy), Head of the Laboratory of sedimentary basins hydrogeology of Siberia;

Associate professor, Department of Geology of petroleum fields

3 Ac. Koptyug av., Novosibirsk, 630090

novikovda@ipgg.sbras.ruБорисовЕ. В.BorisovE. V.

Евгений Владиславович Борисов – научный сотрудник лаборатории геологии нефти и газа арктических регионов Сибири

630090, Новосибирск, пр. Ак. Коптюга, д. 3

Evgeny V. Borisov – Researcher, Laboratory of oil and gas of Arctic regions of Siberia

3 Ac. Koptyug av., Novosibirsk, 630090

Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН; Новосибирский национальный исследовательский государственный университетРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch of Russian Academy of Sciences; Novosibirsk State UniversityRussian FederationИнститут нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАНРоссияTrofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics of Siberian Branch of Russian Academy of SciencesRussian Federation202114042024234211Copyright © Новиков Д.А., Борисов Е.В., 20242024Новиков Д.А., Борисов Е.В.Novikov D.A., Borisov E.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.geors.ru/jour/article/view/158

Приводятся результаты исследований особенностей геохимии и зональности водорастворенных газов в мезозойских отложениях зоны сочленения Енисей-Хатангского и Западно-Сибирского бассейнов. Этаж промышленной нефтегазоносности составляет более 3 км и охватывает интервал глубин от 750 до 4000 м. В регионе развиты метановые воды с величиной общей газонасыщенности от 0,3 до 4,6 дм3 /дм3 и содержанием CH4 в среднем от 88,9 до 95,4 об.%. С глубиной наблюдается рост содержаний углекислого газа и гомологов метана, что сопровождается закономерным снижением концентраций метана и азота. В целом, наблюдается схожесть составов водорастворенных газов неокомских и юрских резервуаров (С1 > N2 > C2 > C3 > n-C4 > i-C4 > CO2 > i-C5 > n-C5 ). Водорастворенные газы апт-альб-сеноманских отложений отличаются более низкими содержаниями гомологов метана (С1 > N2 > C2 > CO2 > C3 > i-C4 > n-C4 > i-C5 > n-C5 ), с величиной суммы тяжелых углеводородов, равной 1,44 об.%. Вертикальная зональность состава водорастворенных газов определяется распределением залежей углеводородов в юрско-меловом разрезе. Установлен закономерный рост средних значений коэффициента обогащенности углеводородами (от 37 до 154) и снижение отношений CH4 /ƩТУ (от 130 до 7), C2 H6 /C3 H8 (от 41 до 2) и i-C4 H10/n-C4 H10 (от 2,6 до 0,6) от апт-альб-сеноманских резервуаров к юрским. Установлена зона с аномальными значениями He от 0,4 до 0,9 об.% в неокомских и среднеюрских отложениях, локализованная на северо-западном склоне Мессояхской наклонной гряды (Аномальная, Турковская, Пеляткинская и Средне-Яровская площади). Природа этой аномалии требует дальнейших изучений.

The results of the studies of geochemical and zoning features of water-dissolved gases in the Mesozoic sediments of the junction between the Yenisei-Khatanga and the West Siberian basins are reported. The stage of industrial oil and gas content is more than 3 km thick and involves the depth range from 750 to 4000 m. Waters occurring in the region contain methane, their total gas saturation is 0.3 to 4.6 dm3 /dm3 , and CH4 content in 88.9 to 95.4 vol. % on average. An increase in the concentrations of carbon dioxide and methane homologues is observed with an increase in the depth, which is accompanied by a regular decrease in the concentrations of methane and nitrogen. In general, waterdissolved gases from the Neocomian and Jurassic reservoirs have similar compositions (С1 > N2 > C2 > C3 > n-C4 > i-C4 > CO2 > i-C5 > n-C5 ). The water-dissolved gases of the AptianAlbian-Cenomanian sediments are distinguished by lower concentrations of methane homologues (С1 > N2 > C2 > CO2 > C3 > i-C4 > n-C4 > i-C5 > n-C5 ), with the total content of heavy hydrocarbons (HHC) equal to 1.44 vol. %. Vertical zoning of the composition of water-dissolved gases is determined by the distribution of hydrocarbon pools in the Jurassic-Cretaceous section. A regular increase in the average values of the factor of enrichment with hydrocarbons (HC) (from 37 to 154) was established, along with a decrease in the ratio of CH4 /ƩHHC (from 130 to 7), C2 H6 /C3 H8 (from 41 to 2) and i-C4 H10/nC4 H10 (from 2.6 to 0.6) from the Aptian-Albian-Cenomanian reservoirs to the Jurassic ones. The zone with anomalous He concentrations within the range of 0.4–0.9 vol. % was detected in the Neocomian and Middle Jurassic sediments. This zone is localized at the north-western slope of the Messoyakh inclined ridge (the Anomalnaya, Turkovskaya, Pelyatkinskaya and Sredne-Yarovskaya areas). The nature of this anomaly needs further studies.

водорастворенные газыгомологи метанагазонасыщенность подземных водгазовая зональностьЕнисей-Хатангский бассейнЗападная СибирьАрктикаwater-dissolved gasesmethane homologuesgas saturation of groundwatersgas zoningthe YeniseiKhatanga basinWest Siberiathe ArcticИсследования проводились при финансовой поддержке проектов ФНИ № 0331-2019-0017, 0331-2019- 0025; РФФИ в рамках научного проекта № 18-05-70074 «Ресурсы Арктики»; РФФИ и Правительства ЯмалоНенецкого автономного округа в рамках научного проекта № 19-45-890005.The studies were carried out with financial support from the Program of Fundamental Research under Projects No. 0331- 2019-0017, 0331-2019-0025; from the Russian Foundation for Basic Research under Project No. 18-05-70074 Resources of the Arctic; from the Russian Foundation for Basic Research and the Government of the Yamal-Nenetz Autonomous District within research project No. 19-45-890005.ReferencesБорисов Е.В. (2019). Вопросы корреляции и индексации продуктивных пластов группы СГ сиговской свиты в западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба. Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири, 4(40), с. 67–79. https://doi.org/10.20403/2078-0575-2019-4-67-79Borisov E.V. (2019). Issues of correlation and indexation of productive SG strata of the Sigovskaya formation in the western part of the Yenisei-Khatanga regional trough. Geologiya i mineral’no-syr’yevyye resursy Sibiri, 4(40), pp. 67–79. (In Russ.). https://doi.org/10.20403/2078-0575-2019-4-67-79Нуднер В.А. (1970). Гидрогеология СССР. Т. XVI: ЗападноСибирская равнина (Тюменская, Омская, Новосибирская и Томская области). М.: Недра, 368 с.Ginsburg G.D., Ivanova G.A. (1977). Some characteristic features of the geochemical zoning of groundwater in the southwestern part of the YeniseiKhatanga trough. Geologiya i neftegazonosnost’ mezozoyskikh progibov severa Sibirskoy platformy. Leningrad: NIIGA, pp. 70–82. (In Russ.)Гинсбург Г.Д., Иванова Г.А. (1977). Некоторые характерные черты геохимической зональности подземных вод в юго-западной части Енисей-Хатангского прогиба. Геология и нефтегазоносность мезозойских прогибов севера Сибирской платформы. Л.: НИИГА, с. 70–82.Kartsev A.A., Vagin S.B., Matusevich V.M. (1986). Hydrogeology of oil and gas basins. Moscow: Nedra, 224 p. (In Russ.)Зорькин Л.М., Суббота М.И., Стадник Е.В. (1982). Нефтегазопоисковая гидрогеология. М.: Недра, 216 с.Kokh A.A., Novikov D.A. (2014). Hydrodynamic conditions and vertical hydrogeochemical zonality of groundwater in the Western Khatanga Artesian Basin. Water Resources, 41(4), pp. 396–405. https://doi.org/10.1134/S0097807814040083Карцев А.А., Вагин С.Б., Матусевич В.М. (1986). Гидрогеология нефтегазоносных бассейнов. М.: Недра, 224 с.Kontorovich A.E., Zimin Y.G. (1968). On the conditions for the formation of the chemical composition of groundwater in the West Siberian Lowland. Trudy SNIIGGiMS, 46, pp. 83–95. (In Russ.)Конторович А.Э., Зимин Ю.Г. (1968). Об условиях формирования химического состава подземных вод Западно-Сибирской низменности. Труды СНИИГГиМС, 46, с. 83–95.Kruglikov N.M. (1964). Hydrogeology of the northwestern side of the West Siberian artesian basin. Leningrad: Nedra, 166 p. (In Russ.)Кох А.А., Новиков Д.А. (2014). Гидродинамические условия и вертикальная гидрогеохимическая зональность подземных вод в западной части Хатангского артезианского бассейна. Водные ресурсы, 41(4), с. 375–386.Kruglikov N.M., Nelyubin V.V., Yakovlev O.N. (1985). Hydrogeology of the West Siberian oil and gas basin and features of the formation of hydrocarbon deposits. Leningrad: Nedra, 279 p. (In Russ.)Кругликов Н.М. (1964). Гидрогеология северо-западного борта Западно-Сибирского артезианского бассейна. Л.: Недра, 166 с.Kurchikov A.R., Plavnik A.G. (2009). Clustering of groundwater chemistry data with implications for reservoir appraisal in West Siberia. Russ. Geol. Geophys., 50(11), pp. 943–949. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.10.003Кругликов Н.М., Нелюбин В.В., Яковлев О.Н. (1985). Гидрогеология Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна и особенности формирования залежей углеводородов. Л.: Недра, 279 с.Matusevich V.M., Ryl’kov A.V., Ushatinskiy I.N. (2005). Geofluidic systems and problems of oil and gas potential of the West Siberian megabasin. Tyumen: TyumGNGU, 225 p. (In Russ.)Курчиков А.Р., Плавник А.Г. (2009). Кластеризация гидрогеохимических данных в задачах оценки прогнозных ресурсов углеводородов нефтегазоносных комплексов Западной Сибири. Геология и геофизика, 50(11), с. 1218–1226.Nikitenko B.L., Devyatov V.P., Rodchenko A.P., Levchuk L.K., Peshchevitskaya Ye.B., Fursenko Ye.A. (2020). The Gol’chikha Formation (Upper Bathonian–Lower Boreal Berriasian) of the Yenisei–Khatanga Depression (West of the North Siberian Lowland). Russ. Geol. Geophys., 61(4), pp. 412–427. https://doi.org/10.15372/RGG2019082Матусевич В.М., Рыльков А.В., Ушатинский И.Н. (2005). Геофлюидальные системы и проблемы нефтегазоносности ЗападноСибирского мегабассейна. Тюмень: ТюмГНГУ, 225 с.Novikov D.A. (2017a). Hydrogeological conditions for the presence of oil and gas in the western segment of the Yenisei-Khatanga regional trough. Geodynamics & Tectonophysics, 8(4), pp. 881–901. (In Russ.). https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0322Никитенко Б.Л., Девятов В.П., Родченко А.П., Левчук Л.К., Пещевицкая Е.Б., Фурсенко Е.А. (2020). Гольчихинская свита (верхи бата-низы бореального берриаса) Енисей-Хатангского прогиба (запад Северо-Сибирской низменности). Геология и геофизика, 61(4), с. 508–526.Novikov D.A. (2017b). Hydrogeochemistry of the Arctic areas of Siberian petroleum basins. Petroleum Exploration and Development, 44(5), рр. 780–788. https://doi.org/10.1088/1755-1315/193/1/012048Новиков Д.А. (2017). Гидрогеологические предпосылки нефтегазоносности западной части Енисей-Хатангского регионального прогиба. Геодинамика и тектонофизика, 8(4), с. 881–901. https://doi.org/10.5800/GT-2017-8-4-0322Novikov D.A. (2018). Theoretical substantiation of application of the hydrocarbon accumulation prospecting technique in Western Siberia based on the study of water-gas equilibria. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 193(1). https://doi.org/10.1007/s12517-015-1832-5Новиков Д.А. (2019). О зональности водорастворенных газов нефтегазоносных отложений Надым-Тазовского междуречья. Интерэкспо ГЕО-Сибирь, 2(1), с. 133–140. https://doi.org/10.33764/2618-981X-2019-2-1-133-140Novikov D.A. (2019). Zonality of water-ddissolved gases in the oil-and-gas bearing sediments of the Nadym-Taz interfluve. Interekspo GEO-Sibir, 2(1), pp. 133–140. (In Russ.). https://doi.org/10.33764/2618-981X-2019-2-1-133-140Новиков Д.А., Вакуленко Л.Г., Ян П.А. (2019). Особенности латеральной гидрогеохимической и аутигенно-минералогической зональности оксфордского регионального резервуара Надым-Тазовского междуречья. Геология и геофизика. 60(6), с. 843–859. DOI: 10.15372/GiG2019041Novikov D.A. (2020). Analysis of water-gas system equilibria in Jurassic-Cretaceous reservoirs (by the example of the Yamal-Kara Depression). Russian Geology and Geophysics, 61(8), pp. 874–890. https://doi.org/10.15372/RGG2019179Новиков Д.А. (2020). Характер равновесий в системе вода-газ на примере юрско-меловых нефтегазоносных отложений Ямало-Карской депрессии. Геология и геофизика, 61(8), с. 1074–1092. DOI: 10.15372/GiG2019179Novikov D.A., Borisov E.V. (2020). Features of the hydrogeological stratification of oil and gas bearing deposits in the western part of the YeniseiKhatanga basin. Izvestiya VUZov. Neft’ i Gaz, 1, pp. 42–52. (In Russ.). https://doi.org/10.31660/0445-0108-2020-1-42-52Новиков Д.А., Борисов Е.В. (2020). Особенности гидрогеологической стратификации нефтегазоносных отложений западной части Енисей-Хатангского бассейна. Известия ВУЗов. Нефть и Газ, 1, с. 42–52. https://doi.org/10.31660/0445-0108-2020-1-42-52Novikov D.A., Borisov E.V. (2021). Prediction of oil and gas occurrence in the Jurassic reservoirs of the zone of junction of the Yenisei–Khatanga and West Siberian basins. Russian Geology and Geophysics, 62(2), pp. 216–237. https://doi.org/10.2113/RGG20194069Новиков Д.А., Борисов Е.В. (2021). Прогноз нефтегазоносности юрских резервуаров зоны сочленения Енисей-Хатангского и ЗападноСибирского бассейнов. Геология и геофизика, 62(2), с. 216–237. DOI: 10.15372/GiG2020119Novikov D.A., Sukhorukova A.F. (2015). Hydrogeology of the northwestern margin of the West Siberian Artesian Basin. Arabian Journal of Geosciences, 8(10), рр. 8703–8719. https://doi.org/10.1007/s12517-015-1832-5Ростовцев Н.Н., Равдоникас О.В. (1958). Геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской низменности. М.: Гостоптехиздат, 391 с.Novikov D.A., Vakulenko L.G., Yan P.A. (2019). Lateral zoning of groundwater chemistry and authigenic mineralogy in the Oxfordian regional reservoir of the Nadym-Taz interfluve. Russian Geology and Geophysics, 60(6), pp. 662–674. https://doi.org/10.15372/RGG2019041Ставицкий Б.П., Курчиков А.Р., Конторович А.Э., Плавник А.Г. (2004). Гидрохимическая зональность юрских и меловых отложений Западно-Сибирского бассейна. Геология и геофизика, 45(7), с. 826–832.Nudner V.A. (1970). Gydrogeology of the USSR. Vol. XVI: West Siberian Plain (Tyumen, Omsk, Novosibirsk and Tomsk Regions). Moscow: Nedra, 368 p. (In Russ.)Шварцев С.Л., Новиков Д.А. (2004). Природа вертикальной гидрогеохимической зональности нефтегазоносных отложений (на примере Надым-Тазовского междуречья, Западная Сибирь). Геология и геофизика, 45(8), с. 1008–1020.Rostovtsev N.N., Ravdonikas O.V. (1958). Geological structure and prospects of oil and gas potential of the West Siberian lowland. Moscow: Gostoptekhizdat, 391 p. (In Russ.)Novikov D.A. (2017). Hydrogeochemistry of the Arctic areas of Siberian petroleum basins. Petroleum Exploration and Development, 44(5), рр. 780–788. https://doi.org/10.1088/1755-1315/193/1/012048Shvartsev S.L., Novikov D.A. (2004). The nature of vertical hydrogeochemical zoning of petroleum deposits (exemplified by the NadymTaz interfluve, West Siberia). Geologiya i geofizika, 45(8), pp. 1008–1020. (In Russ.)Novikov D.A. (2018). Theoretical substantiation of application of the hydrocarbon accumulation prospecting technique in Western Siberia based on the study of water-gas equilibria. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 193(1). https://doi.org/10.1007/s12517-015-1832-5Stavitskiy B.P., Kurchikov A.R., Kontorovich A.E., Plavnik A.G. (2004). Hydrochemical zoning of Jurassic and Cretaceous sediments of the West Siberian basin. Geologiya i geofizika, 45(7), pp. 826–832. (In Russ.)Novikov D.A., Sukhorukova A.F. (2015). Hydrogeology of the northwestern margin of the West Siberian Artesian Basin. Arabian Journal of Geosciences, 8(10), рр. 8703–8719. https://doi.org/10.1007/s12517-015-1832-5Zor’kin L.M., Subbota M.I., Stadnik E.V. (1982). Oil and gas exploration hydrogeology. Moscow: Nedra, 216 p. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.