Новые данные о геологическом строении и нефтегазоносности зоны сочленения Анабарской антеклизы, Вилюйской синеклизы и Предверхоянского краевого прогиба (Мунский участок)

Введение

В 2024 году завершился первый этап исследований в рамках проекта Федерального агентства по недропользованию «Геология: возрождение легенды» (2022–2024 гг.), направленного на расширение минерально-сырьевой базы РФ и долгосрочного развития отечественной экономики.

В Якутии выполнены геолого-геофизические исследования (МОГТ-2D, зондирование становлением поля в ближней зоне (ЗСБ) и магнитотеллурическое зондирование (МТЗ)) на 5 новых труднодоступных и слабоизученных участках: Мунский и Жиганский на левом берегу реки Лены и Соболох-Маянский, Ундулюнгский и Восточно-Линденский на правом берегу реки Лены (Иванов и др., 2024; Калгин и др, 2024; Керусов и др., 2024; Мячев и др., 2024; Ухлова и др., 2024) (рис. 1).

Целью данной работы является уточнение геологического строения и перспектив нефтегазоносности зоны сочленения Анабарской антеклизы, Вилюйской синеклизы и Предверхоянского краевого прогиба с учетом новейших сейсморазведочных данных.

Территория является, несомненно, перспективной, но до настоящего времени оставалась слабо изученной, хотя поиски залежей нефти и газа на территории Вилюйской синеклизы начались еще в середине прошлого века. Сейсморазведочные работы здесь выполнялись с 1950-х и до начала 80-х годов.

В результате, в 60-х годах были открыты месторождения в Вилюйской синеклизе, приуроченные к Хапчагайскому мегавалу, в юрских и пермо-триасовых отложениях (Анциферов и др., 1981; Мельников и др., 2005; Соловьев и др., 2001; Васильев и др., 1982).

Возобновились геолого-геофизические работы по изучению отдаленных районов в Алдано-Майской, Северо-Алданской, Вилюйской и Предверхоянской нефтегазоносной области (НГО) только после 2010-х годов. Уточнено геологическое строение территории, оценены ресурсы (Смирнов и др., 2016; Жерновский и др., 2014). После 2020 г. началось активное приобретение участков недр недропользователями, особенно в Вилюйской НГО (рис. 1).

На изучаемых участках крайне мало скважин глубокого бурения. На левобережье реки Лены есть только три скважины глубокого бурения на Жиганском участке: Бахынайская-1 (пробуренная в 1958 г.), Северо-Линденские 1 и 2 (1978 и 1981 гг.); на Мунском участке скважины глубокого бурения отсутствуют, и есть две скважины на Соболох-Маянском участке: Приленская-1 и Адысардахская-248-0 (1986–1987 гг.).

В 2014–2018 началось изучение этого перспективного региона. Выполнены региональные сейсморазведочные работы по реке Лена, и отработаны три наземных профиля на правобережье р. Лена на территории Соболох-Маянского и Ундулюнгского участков.

Геологическое строение территории

Участки геологоразведочных работ расположены в области сочленения трех крупнейших надпорядковых элементов: Анабарской антеклизы, Вилюйской синеклизы и Предверхоянского краевого прогиба.

Строение данной территории изучено очень слабо. Колонковыми скважинами вскрыты маломощные нижнемеловые отложения и юрские в полном объеме, с толщинами до 500 м и более, под которыми сразу залегают среднекембрийские карбонатные породы.

Геологическое строение левобережья и правобережья реки Лены значительно различается (рис. 2). По р. Лена проходит граница Анабарской антеклизы и Предверхоянского краевого прогиба. От Мунского свода в восточном направлении происходит резкое погружение кровли фундамента: сейсмический отражающий горизонт (ОГ) F опускается ниже 4 с.

Наблюдается многократное увеличение толщин мезозойских отложений, появляются отложения мелового возраста в скв. Алысардахская-248-0 (мощность 517 м), которые практически отсутствуют на Мунском участке. Отмечаются отложения триаса и, возможно, перми, вскрытые в скв. Приленская-1, залегающие на фундаменте. Скорее всего, в районе поймы реки Лена проходит региональный разлом, разделяющий территорию на два мегаблока.

Погружение фундамента от Анабарской антеклизы в Вилюйскую синеклизу более пологое, четкой границы тектонических элементов не наблюдается (рис. 3). В южном направлении ОГ F, отождествляемый с кровлей фундамента, также погружается до 4 км, но значительно плавнее. Наблюдается увеличение толщин мезозойских отложений во много раз.

Появляются отложения мелового возраста (875 м в скв. Северо-Линденская-1), а также отложения триаса и перми (скв. Северо-Линденская-1, Северо-Линденская-2 и Бахынайская-1), залегающие на кембрийских отложениях. В соответствии с волновой картиной на сейсмических разрезах, увеличение толщин на склоне Вилюйской синеклизы не равномерное, наблюдается большое количество линз разного ранга, выклиниваний и разломов. Резкая тектоническая граница характерна только для грабенообразной Линденской впадины. На Мунском своде наблюдается закономерное уменьшение толщин и сокращение стратиграфического диапазона отложений (рис. 2, 3).

Мунский участок представляет собой южный склон Мунского свода на территории Анабарской антеклизы, на границе Лено-Тунгусской и Лено-Вилюйской нефтегазоносных провинций (НГП). До настоящего времени сейсмическая съемка здесь проводилась в 1976–1977 годах прошлого века (данные утеряны). Скважины глубокого бурения на участке отсутствуют, но есть колонковые – 390 шт с глубинами забоя от 50 до 300 м, большинство из которых вскрывают кембрийские отложения. Это скважины картировочные, структурно-поисковые, заверочные, пробуренные при поисковых работах на алмазы. Есть одна колонковая скважина К-65, пробуренная в 1956 г. в 15 км от пос. Жиганск, вскрывшая на забое (684 м) среднекембрийские доломиты с запахом битума.

Наличие большого количество колонковых скважин на Мунском участке позволило надежно привязать отражающий горизонт, соответствующий эрозионной границе между кембрийскими и юрскими отложениями, и существенно уточнить конфигурацию изолиний структурного плана. На сейсмических разрезах этот ОГ почти однозначно опознается, хорошо прослеживается по площади и является опорным сейсмическим горизонтом на всей территории обрамления севера и востока Лено-Тунгусской НГП: Енисей-Анабарская область, Предверхоянье, Вилюйская синеклиза. В научно-производственных сейсмических отчетах этот ОГ индексируется по-разному, но чаще всего имеет индекс ОГ ТР и несколько различные вариации стратиграфической привязки (Васильев и др., 1982; Жерновский и др., 2014; Смирнов и др., 2016).

Это поверхность несогласия, связанная с глобальным перерывом в осадконакоплении, который затронул разный стратиграфический диапазон отложений. В Вилюйской синеклизе на Жиганском участке отражающий горизонт соответствует эрозионной поверхности под пермскими или триасовыми отложениями, ниже залегают кембрийские отложения (рис. 3). Вследствие того, что эрозионная поверхность разделяет разновозрастные отложения и над эрозионным срезом, и под ним, было принято решение присвоить этому сейсмическому отражающему горизонту индекс ОГ Unc.

На Мунском участке под сейсмическим ОГ Unc залегают отложения кембрийского возраста разной полноты, что подтверждено большим количествам колонковых скважин. Отложения триаса и перми отсутствуют (рис. 4). И по колонковым скважинам, и по сейсмическим разрезам хорошо фиксируется прекращение прослеживания ОГ IK по типу эрозионного среза (рис. 4). ОГ IK отождествляется с кровлей куонамской (иниканской свиты).

Выклинивание отложений куонамской свиты происходит субмеридионально, параллельно реке Лена. Таким образом можно предположить, что отложения куонамской свиты распространены только на левобережье р. Лены. Присутствуют ли кембрийские отложения на правобережье реки Лены остается не известным, т.к. не вскрыты в скважинах и не обнажаются палеозойские отложения древнее пермского возраста. По аналогии с отложениями куонамской свиты, можно предположить, что отложения кембрийского возраста выклиниваются в полном объеме. На правобережье реки Лены ОГ Unc соответствует ОГ F и на образованиях кристаллического фундамента сразу залегают терригенные пермские и триасовые отложения.

Вендские отложения не вскрыты нигде на прилегающей территории, присутствуют только в естественных выходах пород в 350 км к северу, на Оленекском своде. На структурно-фациальных схемах вендских отложений, на Мунском участке, прогнозируется наличие маломощных карбонатных отложений тирского и даниловского горизонтов, которые выклиниваются в восточном направлении в сторону Предверхоянского прогиба (Решения…, 1989; Стратиграфия…, 2005). Но, в соответствии с новейшими сейсмическими данными, такого не наблюдается. Предполагается, что на южном склоне Мунского свода развиты вендские отложения от 100 до 900 м, и их толщины наращиваются по мере погружения в Вилюйскую синеклизу, т.е. наблюдается субширотная зональность в строении отложений (рис. 3). В волновом поле сейсмических разрезов до ОГ F наблюдается контрастная, динамически выраженная фаза KV, которая прослеживается от Мунского участка через весь Жиганский, т.е. характеризуется зональным или даже региональным распространением. Предполагается, что она формируется на акустически контрастной границе между терригенными и карбонатными отложениями и отождествляется нами с кровлей терригенных вендских отложений и, возможно, с отложениями терригенного непского горизонта. Толщины предполагаемых терригенных отложений составляют от 0 до 140 м.

В Вилюйской синеклизе, в соответствии со Схемой МСК (Решения..., 1989), прогнозируется развитие терригенных вендских отложений, в том числе, и непского горизонта.

До настоящего времени сейсморазведочные работы на Мунском участке не проводились, и была не известна толщина осадочного чехла в районе Мунского свода. Соответственно, было сложно оценить перспективы нефтегазоносности. На рис. 5 приведены фрагменты структурных карт разных лет и по данным разных исследователей. Построения значительно отличаются, и глубина варьируется от 0,5 до 5,6 км. Даже конфигурация Мунского свода значительно различается. На карте 1979 г. (рис. 6) Мунский свод практически не оконтуривали в соответствии с картами потенциальных полей. В 2002 г. предполагалось, что Мунский свод имеет северо-восточную ориентировку, и Анабарская антеклиза распространяется и на правобережье р. Лены.

На структурной карте, построенной в 2018 г. (Шапорина и др., 2018), в отчете по интерпретации сейсморазведочных материалов по реке Лена, прогнозировались максимальные глубины до 5,6 км. Предполагалось, что Мунский свод представляет из себя субмеридиональный вал вдоль реки Лена. Тектоническая карта В.С.Старосельцева 2017 г. и структурная карта по данным АО «Якутскгеофизика» 2017 г. не противоречат и наиболее близки современным структурным построениям.

Таким образом, новейшие сейсмические разрезы наглядно подтверждают различие в строении крупных надпорядковых тектонических элементов территории и в наличии основных нефтегазоносных комплексов (НГК) (рис. 6).

В пределах Анабарской антеклизы, на Мунском своде – сокращённый тип разреза. Отсутствуют отложения прибрежно-континентальной пермо-триасовой формации с триасовым и пермским НГК, которые являются наиболее перспективными как в Вилюйской синеклизе (подтверждено наличием месторождений на Хапчагайском валу), так и в Предверхоянском краевом прогибе. Но присутствуют нижне-среднекембрийский, вендские терригенный и вендский карбонатный НГК.

В Предверхоянском краевом прогибе (Соболох-Маянский, Ундулюнгский и Восточно-Линденский участки) отсутствуют наиболее древние формации, нижне-среднекембрийский и вендские НГК. Но может быть продуктивной прибрежно-морская юрская формация (средне-нижнеюрский и верхнеюрский НГК).

Для Вилюйской синеклизы (Жиганский участок) характерен наиболее полный тип разреза, присутствуют все формации и все перспективные нефтегазоносные комплексы. Главные факторы риска здесь – это большие глубины залегания и прогноз (оконтуривание) неструктурных ловушек на склоне синеклизы.

Перспективы нефтегазоносности на южном склоне Мунского свода (Мунский участок)

О наличии жидких углеводородов на Мунском участке свидетельствуют нефтепроявления в кимберлитовых трубках и наличие обширных битумных полей (Парфенова и др., 2024; Каширцев и др., 2015, 2019; Коровников и др., 2023; Вараксина и др., 2024 и другие). На Мунском своде расположено Верхнемунское и Моторчунское битумные поля, представляющие собой своеобразный горизонт сцементированных битумом нижнеюрских песков, галечников и гравия, залегающий в основании базальных слоев нижней юры мощностью до 3 м. К северо-востоку этот горизонт постепенно выклинивается, т.е. битуминозные песчаники представляют собой литологически экранированную залежь, связанную с региональным выклиниванием юрских отложений на склоне Мунского поднятия. Насыщение песчаников битумом обычно равномерное, массивное, концентрации битумов достигают 10% от веса породы, на Верхнечемедикенском месторождении, чуть западнее Мунского свода – до 20% (Каширцев, 2003; Каширцев и др., 2019; Сафронов, 2013; Поляков и др., 2011). В подстилающих кембрийских известняках битумы встречаются спорадически и обычно выполняют трещины и мелкие каверны (Ситников, Жерновский, 2011).

Таким образом, гипсометрически ниже, при наличии флюидоупоров, вполне могут сохраниться залежи нефти на небольшой глубине (литологически и тектонически экранированные ловушки). Кроме того, поскольку запасы битумов здесь значительные, то в долгосрочной перспективе тяжелые нефти и битумы вполне можно рассматривать как стратегический резерв.

На изучаемой территории распространены отложения черносланцевых нефтематеринских отложений куонамского типа (Куонамская битуминозная.., 1988; Каширцев, 2003; Каширцев и др., 2015, 2019; Ситников и др., 2015; Соболев, 2020; Ярославцева и др., 2024; Вараксина, 2024; Парфенова и др., 2024 и др.). В районе Мунской площади прогнозируется высокое содержание Сорг в отложениях куонамской свиты – от 3 до 7%, а уровень катагенетического преобразования ОВ оценивается как переходный от МК₁² к МК₂ (данные П.Н. Соболева с соавторами, АО «СНИИГГиМС).

По данным многих исследователей на территории Вилюйской и Анабарской НГО основной этап генерации в породах куонамского комплекса начался в позднекембрийское время и в некоторых районах, в том числе и на Мунском участке, продолжается до сих пор (Каширцев и др., 2019; Соболев, 2020; Ярославцева и др., 2024; Вараксина, 2024; и др.).

Отложения куонамской свиты и ее аналогов являются нефтематеринскими и, кроме этого, представляют интерес как источник нетрадиционных запасов сланцевой нефти (Бахтуров и др., 1988; Каширцев и др., 2019; Соболев, 2020; Ярославцева и др., 2024; Вараксина, 2024; Парфенова и др., 2024 и др.).

Кроме куонамской нефтематеринской свиты в пределах Анабарской антеклизы вскрыты в естественных обнажениях нефтематеринские породы в том числе и в отложениях битуминозно-карбонатной хатыстыпской свиты венда (эдиакария) (Каширцев и др., 2019), что еще больше повышает интерес к данной площади.

Южный склон Мунского поднятия является, несомненно, перспективной территорией для поисков залежей нефти и газа. Одним из основных спорных вопросов являлась толщина осадочных отложений в этом районе.

Наиболее близко расположенная скважина, вскрывшая фундамент, – Приленская-1 (а.о. – 1573,5 м). Но, как мы видели на сейсмических разрезах, в Предверхояхском прогибе совсем другое геологическое строение. В пределах Анабарской антеклизы имеются колонковые скважины: 1-2000/1 в 40 км севернее от Мунского участка, вскрывшая кристаллический фундамент на глубине 403 м, и скв. 203, в 150 м западнее участка, вскрывшая кристаллический фундамент на глубине 975 м.

Расчет скоростей для картопостроения, в отсутствии скважин на сейсмических профилях, является сложной задачей. Были проанализированы скважины, вскрывшие фундамент в пределах Республики Саха (Якутия) на Лено-Тунгусской и Лено-Вилюйской НГП (138 скв.), скважины с данными акустического (АК) и сейсмокаротажа (СК), а также скорости, полученные при обработке новейших сейсмических разрезов. В результате было принято решение рассчитать структурную карту по кровле фундамента методом интервальных скоростей от горизонта B (кровля вендских отложений) с постоянной интервальной скоростью 6300 м/с, рассчитанной по скоростям ГСМ, полученным при глубинной миграции сейсмических разрезов. Эти скорости неплохо согласуются со скоростями, рассчитанными по скважинам. Таким образом, в приподнятой северной части участка оконтуривается купол по изогипсе –450 м, а в наиболее погруженной южной части участка получены толщины более 1700 м (рис. 7), что позволяет прогнозировать на этом участке ловушки нефти и газа.

Для структурного плана по кровле кристаллического фундамента и отложениям венд-палеозойского возраста характерен моноклинальный склон в южном и юго-западном направлениях, в сторону Вилюйской синеклизы. А для структурных планов по кровле предъюрской эрозионной поверхности и всех мезозойских отложений наклон меняется на юго-восточное направление.

Следует отметить, что все структурные карты строились методом интервальных скоростей, полученных по данным обработки, последовательно от ОГ Unc, который вскрыт 320 скважинами, расположенными достаточно равномерно по площади. Это является дополнительным критерием верификации структурных построений. Коэффициент взаимной корреляции регрессионной зависимости глубины от времени (H = f(T0)) для ОГ Unc равен 0.99.

Поскольку изучаемая территория в структурном плане представляет собой моноклинальный склон с погружением в южном направлении от Мунского свода в Вилюйскую синеклизу, то предполагается наличие структурно-литологических и структурно-тектонических ловушек УВ. Поэтому, при анализе строения перспективных отложений большое внимание было уделено динамическому анализу сейсмической записи.

На юго-восточном склоне Анабарской антеклизы (Мунский участок) прогнозируется наличие трех основных НГК: нижне-среднекембрийский, карбонатный вендский и терригенный вендский (рис. 6).

Отложения нижнего-среднего кембрия (ОГ Unc) залегают на а.о. (+300)–(–650) м. Это небольшие глубины, что ведет к рискам в прогнозировании флюидоупоров. Хотя, в данном районе толщина многолетнемерзлых пород (ММП) составляет 400–500 м (по данным Геологической карты Западной и Восточной Сибири и Республики Саха, 1970 г.). При этом рельеф достаточно высокий (до 400 м). Предполагается, что толща ММП может иметь не только отрицательное влияние на залежи УВ, но и являться покрышкой в сохранившихся ловушках. Данный вопрос до сих пор остается слабоизученным, так же как и прогнозирование качества флюидоупоров на небольших глубинах. Поэтому, несмотря на то, что кембрийские отложения на Мунском участке не являются первоочередным объектом для изучения, исключать их перспективы не верно. Строение кембрийских отложений находит отражение в волновом поле сейсмических разрезов и хорошо совпадает с разрезами сопротивлений и перспективными областями, картируемыми по результатам современных электроразведочных работ ЗСБ (рис. 8).

Предполагается, что кембрийские отложения образовывались в морских условиях (куонамская свита) и в условиях мелководно-морской карбонатной платформы. Для данного стратиграфического уровня прогнозируется наличие коллекторов с хорошими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), и кембрийские отложения необходимо изучать при дальнейших работах.

Судя по сейсмическим данным, рельеф поверхности кристаллического основания характеризуется пологими формами. Анализ магнитного и гравитационного полей указывает на развитие разрывной тектоники и наличие блоков в фундаменте. Через Мунский участок проходит региональный Жиганский разлом который практически не находит отражения в осадочном чехле (рис. 3–4). Однако на картах динамических атрибутов сейсмических разрезов отображается блоковое строение территории (рис. 8), и даже прогнозируются ловушки с элементами тектонического экранирования.

Все это подтверждает возможность использования динамического анализа сейсмических разрезов даже на региональном этапе изучения территории. Для иллюстрации строения кембрийских отложений на рис. 8 приведена карта флюид-фактора (AVO-атрибут), на которой выделяется две перспективных области: в юго-западной части территории и в восточной. Эти области попадают в классы аномалий AVO, соответствующие коллекторам с возможным УВ-насыщением. И эти же области, как с наиболее вероятным наличием коллекторов, выделяются по данным электроразведки (рис. 8). Для древних карбонатных платформ характерно мозаичное распределение коллекторов и УВ-насыщенных коллекторов, что может быть связано с различными вторичными преобразованиями.

Наиболее перспективными являются вендские отложения. Традиционно, они подразделяются на два самостоятельных НГК: вендский карбонатный и вендский терригенный.

В интервале ОГ KV была закартирована сейсмофация, отождествляемая с терригенными вендскими отложениями, залегающими на фундаменте. По ее динамическим характеристикам и толщине спрогнозирована условная линия выклинивания терригенных коллекторов (рис. 8).

Для карбонатных вендских отложений во всей Лено-Тунгусской НГП характерны неструктурные залежи (Варламов и др., 2023; Анциферов и др., 1981). Соответственно, для данного уровня необходимо использование динамического анализа волнового поля сейсмических разрезов. По динамическим характеристикам волнового поля, при условии их корректного применения, возможно прогнозировать ФЕС отложений в межскважинном пространстве.

Территория Мунского участка располагается в двух фациальных зонах, где в южном направлении происходит увеличение толщин и наращивается количество стратиграфических подразделений. Эта картина хорошо просматривается в волновом поле сейсмических разрезов по увеличению временных толщин и появлению дополнительных фаз. Основная перспективная область для карбонатных отложений – это тоже южная часть Мунского участка. В этой же области прогнозируется наличие коллекторов и по данным электроразведки ЗСБ. Предполагается, что по амплитудным характеристикам волнового поля закартирована область, связанная с наличием органогенной постройки. Кроме того, севернее выделяются неширокие зоны с холмообразной формой сейсмической записи, возможно связанные с небольшими локальными органогенными постройками.

При этом, предполагается, что Жиганский региональный разлом, как тектоническое нарушение древнего заложения, скорее всего будет характеризоваться экранирующими свойствами. В южной части площади залежи УВ могут характеризоваться различными газожидкостными контактами с одной и с другой стороны от разлома. А в небольших органогенных постройках, расположенных севернее, справа от разлома не прогнозируется наличие перспективных объектов. Следует отметить, что выделяемые объекты, скорее всего, являются зоной вторичных преобразований карбонатных пород.

Выводы

В результате выполненных работ было значительно уточнено геологическое строение и перспективы нефтегазоносности зоны сочленения Анабарской антеклизы, Вилюйской синеклизы и Предверхоянского краевого прогиба.

1. Показано, что граница Анабарской антеклизы и Предверхоянского краевого прогиба представляет собой региональный тектонический разлом. Граница Анабарской антеклизы и Вилюйской синеклизы является пологой, происходит постепенное наращивание толщин осадочного чехла.

2. Нефтегазоносные комплексы в пределах Анабарской антеклизы, Вилюйской синеклизы и Предверхоянского краевого прогиба различаются, что связано со стратиграфической полнотой разреза. На юго-восточном склоне Анабарской антеклизы развиты отложения трех нефтегазоносных комплексов: средне-нижнекембрийского, вендского карбонатного и вендского терригенного. В Предверхоянском краевом прогибе развиты отложения четырех нефтегазоносных комплексов: верхнеюрского, средне-нижнеюрского, триасового и пермского. В Вилюйской синеклизе развиты отложения семи нефтегазоносных комплексов: верхнеюрского, средне-нижнеюрского, триасового, пермского, средне-нижнекембрийского, вендского карбонатного и вендского терригенного.

3. Толщины осадочного чехла на Мунском своде и его южном склоне составляют от 450 до 1700 м, а в Вилюйской синеклизе – более 10 км.

4. Для вендских отложений на юго-восточном склоне Анабарской антеклизы не наблюдается выклинивания в восточном направлении. Отложения с толщинами до 500 м распространены вплоть до реки Лены.

5. На юго-восточном склоне Анабарской антеклизы прогнозируется наличие терригенных вендских отложений с толщинами до 140 м и, возможно, отложений непского горизонта.

6. По данным новейших сейсморазведочных работ в южной части Мунского свода предполагается наличие перспективных объектов в кембрийском и вендском интервалах разреза, связанных с литологическим и стратиграфическим выклиниванием отложений.

Финансирование/Благодарности

Работы выполнены за счет Федерального бюджета.

Авторы выражают благодарность сотрудникам ФГБУ «ВНИГНИ» – ответственным исполнителям по объектам Федерального проекта «Геология: возрождение легенды» (2022-2024 гг.): Александру Ивановичу Иванову, Виктору Петровичу Калгину, Александру Игоревичу Керусову, Сергею Борисовичу Мячеву и их рабочим коллективам.