georesГеоресурсыGeoresources1608-50431608-5078Georesursy LLC10.18599/grs.2025.1.22geores-481Research ArticleПОИСК, РАЗВЕДКА И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ УГЛЕВОДОРОДОВ, ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЛЕКТОРОВPROSPECTING, EXPLORATION AND DEVELOPMENT OF HYDROCARBON DEPOSITS, RESERVOIR PROPERTIES STUDYПрименение литолого-геохимического подхода для определения генезиса каверновых коллекторов доломитового резервуара (нижний девон, Гыданский полуостров)Application of Lithological and Geochemical Approach to Determine the Genesis of Dolomite Cavernous Reservoir (Lower Devonian, Gydan Peninsula)ВасильеваК. Ю.VasilevaК. Yu.

Ксения Юрьевна Васильева, кандидат геол.-минерал. наук, доцент

199034; Университетская наб. 7/9; Санкт-Петербург

Kseniya Yu. Vasilyeva, Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Associate Professor

199034; 7/9 Universitetskaya nab.; St. Petersburg

k.vasilyeva@spbu.ruЕршоваВ. Б.ErshovaV. B.

Виктория Бэртовна Ершова, кандидат геол.-минерал. наук, доцент

199034; Университетская наб. 7/9; Санкт-Петербург; Москва

Victoria B. Ershova, Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Associate Professor

199034; 7/9 Universitetskaya nab.; St. Petersburg; Moscow

v.ershova@spbu.ruВилесовА. П.VilesovА. P.

Александр Петрович Вилесов, кандидат геол.-минерал. наук, ведущий эксперт

190000; набережная реки Мойки, д. 75–79, литер Д; Санкт-Петербург

Alexander P. Vilesov, Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Expert on the sedimentology of carbonate reservoirs

190000; 75–79 liter D, Moika River emb.; St. Petersburg

Vilesov.AP@gazpromneft-ntc.ruОкуневаТ. Г.OkunevaТ. G.

Татьяна Геннадьевна Окунева, младший научный сотрудник

Лаборатория физических и химических методов исследования

620010; ул. Академика Вонсовского, 15; Екатеринбург

Tatiana G. Okuneva, Researcher

Laboratory of Physical and Chemical Research

620010; 15 Akademik Vonsovskiy st.; Ekaterinburg

okunevatatjana@mail.ruРыбаковаА. Д.RybakovaА. D.

Анна Дмитриевна Рыбакова,  инженер-исследователь

Лаборатория физических и химических методов исследования

620010; ул. Академика Вонсовского, 15; Екатеринбург

Anna D. Rybakova, Research Engineer

Laboratory of Physical and Chemical Research

620010; 15 Akademik Vonsovskiy st.; Ekaterinburg

СолошенкоН. Г.SoloshenkoN. G.

Наталья Геннадьевна Солошенко, научный сотрудник

Лабратория физических и химических методов исследования

620010; ул. Академика Вонсовского, 15; Екатеринбург

Natalia G. Soloshenko, Head of the group

620010; 15 Akademik Vonsovskiy st.; Ekaterinburg

soloshenko@igg.uran.ruПрокофьевВ. Ю.ProkofievV. Yu.

Всеволод Юрьевич Прокофьев, доктор геол.-минерал. наук, главный научный сотрудник

Лаборатория геохимии

119017; старомонетный пер., д. 35; Москва

Vsevolod Yu. Prokofiev, Dr. Sci. (Geology and Mineralogy), Leading Researcher

119017; 35 Staromonetny Lane; Moscow

vpr@igem.ruМаслобоеваА. Е.MasloboevaА. Е.

Анна Евгеньевна Маслобоева, инженер-исследователь

199034; Университетская наб. 7/9; Санкт-Петербург

Anna E. Masloboeva, Research Engineer

199034; 7/9 Universitetskaya nab.; St. Petersburg

masloboeva0713@gmail.comСеврюковД. А.SevrukovD. А.

Денис Александрович Севрюков, заместитель руководителя программы проектов по геологии и разработке

191167; синопская набережная, д. 22; Санкт-Петербург

Denis A. Sevruykov, Deputy project manager for geology and development

191167; 22, Sinopskaya emb.; St. Petersburg

Sevryukov.DA@tmn.gazprom-neft.ruБугроваИ. Ю.BugrovaI. Yu.

Ирина Юрьевна Бугрова, кандидат геол.-минерал. наук, доцент

199034; Университетская наб. 7/9; Санкт-Петербург

Irina Yu. Bugrova, Cand. Sci. (Geology and Mineralogy), Associate Professor

199034; 7/9 Universitetskaya nab.; St. Petersburg

i.bugrova@spbu.ruСанкт-Петербургский государственный университетРоссияSt. Petersburg State UniversityRussian Federationанкт-Петербургский государственный университет; Геологический институт РАНРоссияSt. Petersburg State University; Geological Institute of the Russian Academy of SciencesRussian FederationГруппа компаний «Газпром нефть»РоссияGazprom neft Group of CompaniesRussian FederationИнститут геологии и геохимии им. ак. А.Н. Заварицкого Уральского отделения РАНРоссияZavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАНРоссияInstitute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202530032025271114124Copyright © Васильева К.Ю., Ершова В.Б., Вилесов А.П., Окунева Т.Г., Рыбакова А.Д., Солошенко Н.Г., Прокофьев В.Ю., Маслобоева А.Е., Севрюков Д.А., Бугрова И.Ю., 20252025Васильева К.Ю., Ершова В.Б., Вилесов А.П., Окунева Т.Г., Рыбакова А.Д., Солошенко Н.Г., Прокофьев В.Ю., Маслобоева А.Е., Севрюков Д.А., Бугрова И.Ю.Vasileva К.Y., Ershova V.B., Vilesov А.P., Okuneva Т.G., Rybakova А.D., Soloshenko N.G., Prokofiev V.Y., Masloboeva А.Е., Sevrukov D.А., Bugrova I.Y.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/481

   На основе комплексного подхода, включающего петрографические, катодолюминесцентные, изотопные и геохимические исследования, а также термобарометрию, установлен генезис каверн в карбонатных породах нижнего девона Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного района (восточное побережье Гыданского полуострова). Примененный подход показал, что известняки, накопившиеся в условиях открытой сублиторали, претерпели раннюю доломитизацию, при этом сформировались доломиты с тонко-среднекристаллической матрицей, значительно уплотненные при последующем погружении и геостатической компакции. Образование трещин происходило в позднегерцинский этап тектонического развития региона (поздний карбон – пермь); к трещинам приурочены щелевидные каверны. И трещины, и каверны частично заполнены высокотемпературными генерациями доломита, кварца и кальцита; низкие отрицательные значения δ18о и высокие положительные Eu/Eu* аномалии подтверждают их гидротермальный генезис. Близость спектров нормализованных редкоземельных элементов во вмещающей породе и трещинной (каверновой) генерации карбоната свидетельствует о том, что источником вещества при кристаллизации трещинного карбоната в том числе была вмещающая порода. Полученные результаты показывают высокий потенциал использования примененного подхода при установлении этапов развития карбонатного коллектора и для прогноза его распространения в разрезе и по площади.

   To evaluate the origin of cavernous hydrocarbon reservoir in the Lower Devonian dolostones (Western Taimyr, eastern coast of the Gydan Peninsula), the host rocks and the infilling carbonate minerals were studied using an integrated approach, including petrographic, cathodoluminescence, isotopic, geochemical and fluid inclusion studies. This approach showed that limestones that accumulated in the open subtidal shelf zone underwent dolomitization in early diagenesis, and dolomites with a fine-crystalline matrix were formed; the dolostones were significantly compacted during subsequent subsidence and geostatic compaction. The dolostones underwent fracturing the Late Hercynian tectonic phase (Late Carboniferous – Permian); fractures are associated with fissure caverns. Both fractures and caverns are partially filled with high-temperature generations of dolomite, quartz and calcite; low negative δ18о values and high positive Eu/ Eu* anomalies confirm their hydrothermal genesis. Similarity in PAAS-normalized patterns of Rare Earth Elements in the host rock and vein (cavernous) carbonate mineral indicates that the source for the infilling carbonate was the host rock. The results obtained show the high potential of using the applied approach in establishing the stages of development of a carbonate reservoir and for predicting its distribution in the section and area.

диагенезкаверныистория формирования коллектораизотопно-геохимические исследованиядоломитынижний девонГыданский полуостровdiagenesiscavernsreservoir developmentisotopic and geochemical studiesdolostoneLower DevonianGydan PeninsulaReferencesБукатова Е.М., Ужегова Ю.А., Погребнюк С.А., Федоров С.А., Вилесов А.П., Перетолчин К.А., Морозов Н.В., Грановский А.М. (2022). Перспективы нефтегазоносности ордовикско-каменноугольных отложений слабоизученной зоны Западного Таймыра в условиях ограниченных данных. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, 7(4), с. 28–39.Ahr W.M. (2008). Geology of Carbonate Reservoirs. New York: John Wiley and Sons, 277 p. doi: 10.1002/9780470370650Вилесов А.П., Чертина К.Н. (2020). Палеокарст, гидротермокарст и карстовые коллекторы франскиx рифов Рыбкинской группы. Георесурсы, 22(2), с. 15–28.Alexander B.W., Bau M., Andersson P., Dulski P. (2008). Continentallyderived solutes in shallow Archean seawater: Rare earth element and Nd isotope evidence in iron formation from the 2.9 Ga Pongola Supergroup, South Africa. Geochim. Et Cosmochim Acta, 72, рр. 378–394. doi: 10.1016/j.gca.2007.10.028Вилесов А.П., Ершова В.Б., Соловьева А.Д. (2022). Литологическая и седиментологическая характеристика разреза палеозойского комплекса Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного района (по данным бурения). PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, 7(4), с. 14–27.Bai H., Huang W., Ma B., Wang W. (2020). Mesogenetic diagenesis of the Ordovician limestone in Yubei area, Tarim Basin, NW China. Carbonates Evaporites 35, 77. doi: 10.1007/s13146-020-00610-8Зинченко И.А., Морозов Н.В., Перетолчин К.А., Куркин А.А., Погребнюк С.А. (2022) История развития углеводородных систем Западно-Таймырского потенциально нефтегазоносного района по результатам бассейнового моделирования. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, 7(4), с. 124–133.Breislin C.J., Banks V.J., Crowley S.F., Marshall J.D., Millar I., Riding J.B., Hollis C.E. (2022). Mechanisms controlling the localisation of faultcontrolled hydrothermal dolomitisation, Derbyshire Platform, UK. The Depositional Record, 9(3), рр. 734–758. doi: 10.1002/dep2.214Перетолчин К.А., Ершова В.Б., Худолей А.К., Нилов С.П. (2022). Тектоническая история зоны сочленения Таймырского складчатонадвигового пояса и структур Гыданского полуострова. PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти, 7(4), с. 83–93.Bukatova E.M., Uzhegova Yu.A., Pogrebnyuk S.A., Fedorov S.A., Vilesov A.P., Peretolchin K.A., Morozov N.V., Granovskii A.M. (2022). Oil and gas potential prospects of the Ordovician-Carboniferous deposits for West Taimyr under limited data conditions. PRONEFT. Professional’no o nefti, 7(4), pp. 28–39. (In Russ.)Япаскурт О.В. (1994). Стадиальный анализ литогенеза. Москва: Издательство МГУ, 142 с.Choquette P.W., Pray, L.C. (1970). Geologic Nomenclature and Classification of Porosity in Sedimentary Carbonates. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 54, рр. 207–250. doi: 10.1306/5D25C98B-16C1-11D7-8645000102C1865DAhr W.M. (2008). Geology of Carbonate Reservoirs. New York: John Wiley and Sons, 277 p. doi: 10.1002/9780470370650Dan Y., Lin L., Liang B., Zhang Q., Yu Y., Cao J., Li J. (2018). Eogenetic Karst Control of Carbonate Reservoirs during a Transient Exposure: A Case Study of the Ordovician Yingshan Formation in the Northern Slope of the Tazhong Uplift, Tarim Basin, China. Minerals, 8(8), 342. doi: 10.3390/min8080345Alexander B.W., Bau M., Andersson P., Dulski P. (2008). Continentallyderived solutes in shallow Archean seawater: Rare earth element and Nd isotope evidence in iron formation from the 2.9 Ga Pongola Supergroup, South Africa. Geochim. Et Cosmochim Acta, 72, рр. 378–394. doi: 10.1016/j.gca.2007.10.028Dunham R.J. (1962). Classification of carbonate rocks according to depositional texture. AAPG, 1, рр. 108–121. doi: 10.1306/M1357Bai H., Huang W., Ma B., Wang W. (2020). Mesogenetic diagenesis of the Ordovician limestone in Yubei area, Tarim Basin, NW China. Carbonates Evaporites 35, 77. doi: 10.1007/s13146-020-00610-8Davies G.R., Smith L.B. (2006). Structurally controlled hydrothermal dolomite reservoir facies : an overview. American Association of Petroleum Geologists, Bulletin, 90, рр. 1641–1690. doi: 10.1306/05220605164Breislin C.J., Banks V.J., Crowley S.F., Marshall J.D., Millar I., Riding J.B., Hollis C.E. (2022). Mechanisms controlling the localisation of faultcontrolled hydrothermal dolomitisation, Derbyshire Platform, UK. The Depositional Record, 9(3), рр. 734–758. doi: 10.1002/dep2.214Dristas J.A., Martínez J.C., van den Kerkhof A.M., Massonne H.J., Theye T., Frisicale M.C., Gregori D.A. (2017). Hydrothermal karst and associated breccias in Neoproterozoic limestone from the Barker-Villa Cacique area (Tandilia belt), Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 76(7), рр. 182–197. doi: 10.1016/j.jsames.2017.03.002Choquette P.W., Pray, L.C. (1970). Geologic Nomenclature and Classification of Porosity in Sedimentary Carbonates. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, 54, рр. 207–250. doi: 10.1306/5D25C98B-16C1-11D7-8645000102C1865DFlugel E. (2010). Microfacies of Carbonate Rocks. Analysis, Interpretation and Application. Second Edition. Springer-Verlag Berlin Heiderberg, 984 p. doi: 10.1007/978-3-642-03796-2Dan Y., Lin L., Liang B., Zhang Q., Yu Y., Cao J., Li J. (2018). Eogenetic Karst Control of Carbonate Reservoirs during a Transient Exposure: A Case Study of the Ordovician Yingshan Formation in the Northern Slope of the Tazhong Uplift, Tarim Basin, China. Minerals, 8(8), 342. doi: 10.3390/min8080345Folk R.L. (1965). Some aspects of recrystallization in ancient limestones. L. C. Pray, and R. S. Murray, eds. Dolomitization and Limestone Diagenesis: Tulsa, OK, SEPM Special Publication, 13, pр. 14–48.Dunham R.J. (1962). Classification of carbonate rocks according to depositional texture. AAPG, 1, рр. 108–121. doi: 10.1306/M1357Fu Q., Qing H., Bergman K. M. (2006). Dolomitization of the Middle Devonian Winnipegosis carbonates in south-central Saskatchewan, Canada. Sedimentology, 53(4), рр. 825–848. doi: 10.1111/j.1365-3091.2006.00794.xDavies G.R., Smith L.B. (2006). Structurally controlled hydrothermal dolomite reservoir facies: an overview. American Association of Petroleum Geologists, Bulletin, 90, рр. 1641–1690. doi: 10.1306/05220605164Koeshidayatullah A., Corlett H., Stacey J., Swart P., Boyce A., Robertson H., Whitaker F., Hollis C. (2020). Evaluating new fault-controlled hydrothermal dolomitization models: Insights from the Cambrian Dolomite, Western Canadian Sedimentary Basin. Sedimentology, 67(6), рр. 2945–2973. doi: 10.1111/sed.12729Dristas J.A., Martínez J.C., van den Kerkhof A.M., Massonne H.J., Theye T., Frisicale M.C., Gregori D.A. (2017). Hydrothermal karst and associated breccias in Neoproterozoic limestone from the Barker-Villa Cacique area (Tandilia belt), Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 76(7), рр. 182–197. doi: 10.1016/j.jsames.2017.03.002Liang J., Liu S., Li L., Dai J., Li X., Mou C. (2022). Geochemical Constraints on the Hydrothermal Dolomitization of the Middle-Upper Cambrian Xixiangchi Formation in the Sichuan Basin, China. Frontiers in Earth Science, 10. doi: 10.3389/feart.2022.927066Flugel E. (2010). Microfacies of Carbonate Rocks. Analysis, Interpretation and Application. Second Edition. Springer-Verlag Berlin Heiderberg, 984 p. doi: 10.1007/978-3-642-03796-2Machel H.G. (2004). Concepts and models of dolomitization: a critical reappraisal. Geological Society, 235, рр. 7–63. doi: 10.1144/GSL.SP.2004.235.01.02Folk R.L. (1965). Some aspects of recrystallization in ancient limestones. L. C. Pray, and R. S. Murray, eds. Dolomitization and Limestone Diagenesis: Tulsa, OK, SEPM Special Publication, 13, pр. 14–48.Michard A., Albarède F. (1986). The REE content of some hydrothermal fluids. Chem. Geol, 55, рр. 51–60. doi: 10.1016/0009-2541(86)90127-0Fu Q., Qing H., Bergman K. M. (2006). Dolomitization of the Middle Devonian Winnipegosis carbonates in south-central Saskatchewan, Canada. Sedimentology, 53(4), рр. 825–848. doi: 10.1111/j.1365-3091.2006.00794.xMongelli G., Sinisi R., Paternoster M., Perri F. (2018). REEs and U distribution in P-rich nodules from Gelasian Apulian Tethyan carbonate: A genetic record. J. Geochem. Explor, 194, рр. 19–28. doi: 10.1016/j.gexplo.2018.07.010Koeshidayatullah A., Corlett H., Stacey J., Swart P., Boyce A., Robertson H., Whitaker F., Hollis C. (2020). Evaluating new fault-controlled hydrothermal dolomitization models: Insights from the Cambrian Dolomite, Western Canadian Sedimentary Basin. Sedimentology, 67(6), рр. 2945–2973. doi: 10.1111/sed.12729Moore C.H., Wade W.J. (2013). Carbonate reservoirs porosity and diagenesis in a sequence stratigraphic framework. Amsterdam, Netherlands; Oxford, England: Elsevier, 389 p.Liang J., Liu S., Li L., Dai J., Li X., Mou C. (2022). Geochemical Constraints on the Hydrothermal Dolomitization of the Middle-Upper Cambrian Xixiangchi Formation in the Sichuan Basin, China. Frontiers in Earth Science, 10. doi: 10.3389/feart.2022.927066Peretolchin K.A., Ershova V.B., Khudoley A.K., Nilov S.R. (2022). Tectonic history of the junction zone of the Taimyr fold-thrust belt and the structures of the Gydan Peninsula. PRONEFT. Professional’no o nefti, 7(4), pp. 83–93. (In Russ.)Machel H.G. (2004). Concepts and models of dolomitization: a critical reappraisal. Geological Society, 235, рр. 7–63. doi: 10.1144/GSL.SP.2004.235.01.02Sibley D.F., Gregg J.M. (1987). Classification of dolomite rock textures.Journal of Sedimentary Petrology, 57, pp. 967–975. doi: 10.1306/212F8CBA-2B24-11D7-8648000102C1865DMichard A., Albarède F. (1986). The REE content of some hydrothermal fluids. Chem. Geol, 55, рр. 51–60. doi: 10.1016/0009-2541(86)90127-0Vilesov A.Р., Chertina K.N. (2020). Paleoкarst, hydrothermal karst and karst reservoirs of the Franian reefs of the Rybkinsky group. Georesursy = Georesources, 22, pp. 15–28. (In Russ.)Mongelli G., Sinisi R., Paternoster M., Perri F. (2018). REEs and U distribution in P-rich nodules from Gelasian Apulian Tethyan carbonate: A genetic record. J. Geochem. Explor, 194, рр. 19–28. doi: 10.1016/j.gexplo.2018.07.010Vilesov A.P., Ershova V.B., Solovyeva A.D. (2022). Lithological and sedimentological characteristics of the Paleozoic of the West Taimyr potential oil and gas bearing area (according to drilling data). PRONEFT. Professional’no o nefti, 7(4), pp. 14–27. (In Russ.)Moore C.H., Wade W.J. (2013). Carbonate reservoirs porosity and diagenesis in a sequence stratigraphic framework. Amsterdam, Netherlands; Oxford, England: Elsevier, 389 p.Yapaskurt O.V. Stadial analysis of lithogenesis (1994). Moscow: Moscow State University, 142 p. (In Russ.)Sibley D.F., Gregg J.M. (1987). Classification of dolomite rock textures.Journal of Sedimentary Petrology, 57, pp. 967–975. doi: 10.1306/212F8CBA-2B24-11D7-8648000102C1865DYurchenko A., Voropaev A., Kozlova E., Morozov N., Spasennykh M. (2021). Application of the Data on δ13C and δ18O of Carbonates for the Study of Unconventional Reservoirs on the Example of the Bazhenov Source Rocks, Western Siberia, Russia. Geoscience, 11(7), рр. 264–280. doi: 10.3390/geosciences11070264Yurchenko A., Voropaev A., Kozlova E., Morozov N., Spasennykh M. (2021). Application of the Data on δ13C and δ18O of Carbonates for the Study of Unconventional Reservoirs on the Example of the Bazhenov Source Rocks, Western Siberia, Russia. Geoscience, 11(7), рр. 264–280. doi: 10.3390/geosciences11070264Zheng H., Ma Y., Chi G., Qing H., Liu B., Zhang X., Shen Y., Liu J., Wang Y. (2019). Stratigraphic and Structural Control on Hydrothermal Dolomitization in the Middle Permian Carbonates, Southwestern Sichuan Basin (China). Minerals, 9(1). doi: 10.3390/min9010032Zheng H., Ma Y., Chi G., Qing H., Liu B., Zhang X., Shen Y., Liu J., Wang Y. (2019). Stratigraphic and Structural Control on Hydrothermal Dolomitization in the Middle Permian Carbonates, Southwestern Sichuan Basin (China). Minerals, 9(1). doi: 10.3390/min9010032Zinchenko I.A., Morozov N.V., Peretolchin K.A., Kurkin A.A., Pogrebnyuk S.A. (2022). History of development of petroleum systems within the West Taimyr potential oil and gas bearing area based on basin modeling results. PRONEFT. Professional’no o nefti, 7(4), pp. 124–133. (In Russ.)Zhou Z., Wang X., Tang X., Wang W., Zhou H., Yang Y., Wen L., Huo F., Pei S. (2023). Karst paleotopography on top of the Dengying Formation and petroleum geological significance in the Central Sichuan Basin, China. Energy Exploration & Exploitation, 41(2), рр. 451–480. doi: 10.1177/01445987221143580Zhou Z., Wang X., Tang X., Wang W., Zhou H., Yang Y., Wen L., Huo F., Pei S. (2023). Karst paleotopography on top of the Dengying Formation and petroleum geological significance in the Central Sichuan Basin, China. Energy Exploration & Exploitation, 41(2), рр. 451–480. doi: 10.1177/01445987221143580

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