Эволюция и условия формирования нефтегазоносности Баренцевоморского и Северо-Карского осадочных бассейнов

Новые композитные сейсмогеологические профили и опубликованные результаты стратиграфического бурения в северной части Карского шельфа легли в основу актуальной стратиграфической и бассейновой модели Баренцевоморского и северо-Карского осадочных бассейнов. В статье рассматривается история геологического развития этих бассейнов от раннего палеозоя до настоящего времени. На основе выявленных по сейсмическим данным эрозионных несогласий восстановлены мощности эродированных отложений. Полученные данные позволили построить палеопрофили на основные этапы развития региона, которые в дальнейшем были учтены в бассейновой модели.

Бассейновое моделирование показало, что временные рамки процессов генерации, миграции и аккумуляции углеводородных флюидов уникальны для каждого тектонического элемента первого порядка. Значительных перетоков нефти и газа между структурными элементами осадочных бассейнов не выявлено.

Нижнепалеозойские нефтегазоматеринские толщи оказали наибольшее влияние на формирование скоплений жидких углеводородов в пределах северо-Карской впадины.

В работе показана необходимость уточнения кинетических спектров деструкции керогена для верхнеюрских пород, поскольку их использование демонстрирует раннее начало генерации нефти по сравнению с результатами, полученными при применении опубликованных кинетических моделей.

Проведенная работа позволила оценить влияние магматизма в пределах Южно-Баренцевской впадины на генерацию углеводородов мезозойскими нефтегазоматеринскими толщами. Для триасового комплекса воздействие интрузий сказывается негативно за счет быстрого «сжигания» потенциала триасовых нефтегазоматеринских толщ, а также увеличения доли жидких углеводородов, переходящих в газ при вторичном крекинге.

1. Корчинская, М. В., Куприянова, Н. В., Повышева Л.Г., Преображенская Э.Н., Пчелина Т.М., Столбов Н.М., Суворова Е.Б., Супруненко О.И., Суслова В.В., Устинов Н.В., Устрицкий В.И, Фефилова, Л.А. (2009). Эволюция обстановок осадконакопления Баренцево-Северо-Карского палеобассейна в фанерозое. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 4(1), с. 1–44.

2. Большакова М.А. (2008). Геолого-геохимические условия формирования нефтегазоносности Штокмановско-Лунинской мегаседловины. Канд. Дисс. М.: МГУ, 146 с.

3. Бро Е.Г. (1992). Нефтегазоносные комплексы в палеозойских и мезозойских отложениях на шельфе Баренцева моря. Нефтегазоносность Баренцево-Карского шельфа. СПб.: ВНИИОкеаногеология, с. 17−37.

4. Васильев В.В., Вискунова К.Г., Кийко О.А., Козлов С.А. и др. (2013). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист T-41–44 – мыс Желания. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 200 с.

5. Верба М.Л. (2007). Проявления природных углеводородов в осадочном чехле Щпицбергена. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 2, с. 1−22.

6. Верба М.Л., Матвеев Ю., Рослов Ю.В., Сакулина Т.С. (2005). Литосфера Карско-Баренцевской шельфовой плиты и арктического побережья Европейского севера (по результатам исследований на опорном профиле 2-АР). Строение литосферы российской части Баренцевского региона. Под редакцией Н.В. Шарова, Ф.П. Митрофанова, М.Л. Вербы, К. Гиллена. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, с. 182–216.

7. Вискунова К.Г., Подгорных Л.В., Петрова В.И., и др. (2006). Cоздание каркасной сети бассейнового моделирования с целью оценки перспектив нефтегазоносности акватории Баренцева моря. Гос. контракт, СПб.: ФГуП ВНИИокеангеология.

8. Грамберг И.С., Школа И.В., Преображенская Э.Н., Бро Е.Г. (1985) Параметрические скважины на островах Баренцева и Карского морей. Советская геология, 1, с. 95–98.

9. Дымов В.А., Качурина Н.В., Макарьев А.А., Макарьева Е.М. и др. (2011). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист U-41–44 — Земля Франца-Иосифа (восточные острова). Объяснительная записка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 220 с.

10. Зархидзе Д.В., Красножен А.С., Шкарубо С.И. и др. (2021). Государственная геологическая карта Российской Федерации масштаба 1:1 000 000. Третье поколение. Серия Северо-Карско-Баренцевоморская. Лист S-39,40 – прол. Маточкин Шар. Объяснительная записка. Минприроды России, Роснедра, ФГБУ «ВСЕГЕИ», ОАО «МАГЭ». СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ. 333 с.

11. Казанин Г.С., Павлов С.П., Шлыкова В.В., Ступакова А.В., Норина Д.А., Сауткин Р.С., Суслова А.А. (2011). Сейсмо-геологическое строение Печорского и юго-восточной части Баренцева морей на основе интерпретации каркасной сети сейсмических профилей МОВ ОГТ 2Д. Геология и геоэкология континентальных окраин Евразии. Выпуск 3. Специальное издание, посвященное 40-летию МАГЭ. ГЕОС Москва, с. 59–81.

12. Качурина Н.В., Макарьев А.А., Макарьева Е.М. и др. (2013). Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Серии Северо-Карско-Баренцевоморская и Таймырско-Североземельская. Лист T-45−48 − м. Челюскин. Объяснительная записка. СПб.: Картографическая фабрика ВСЕГЕИ, 2013, 568 с.

13. Киреев Г.И., Руденко М.Н. и др. (2009). Отчёт по теме: «Комплексная обработка материалов бурения скважин Баренцевоморского региона (скважины № 1-Адмиралтейская, № 1-Крестовая, № 1-Арктическая, № 1-Ферсмановская)» (Государственный контракт № 01/12/70-5 от 18 июня 2008 г.).

14. Кирюхина Н.М., Кирюхина Т.А. (2013). Нефтегазогенерационный потенциал юрских отложений Баренцевоморского нефтегазоносного бассейна. Вестник Московского университета. Серия 4. Геология, (1), с. 28–35. http://dx.doi.org/10.3103/S0145875213010055

15. Кораго Е.А., Ковалева Г.Н., Щеколдин Р.А., Ильин В.Ф., Гусев Е.А., Крылов А.А., Горбунов Д.А. (2022). Геологическое строение архипелага Новая Земля (запад российской Арктики) и особенности тектоники евразийской Арктики. Геотектоника, (2), с. 21–57. http://dx.doi.org/10.31857/S0016853X22020035

16. Малышев Н.А., Вержбицкий В.Е., Скарятин М.В., Балагуров М.Д., Илюшин Д.В., Колюбакин А.А., Губарева О.А., Гатовский Ю.А., Лакеев В.Г., Лукашев Р.В., Ступакова А.В., Суслова А.А., Обметко В.В., Комиссаров Д.К. (2023). Стратиграфическое бурение на севере Карского моря: первый опыт реализации проекта и предварительные результаты. Геология и геофизика, (3), с. 311–326. http://dx.doi.org/10.15372/GiG2022131

17. Малышева С.В. (2015). Региональное моделирование бассейнов различных геодинамических типов в связи с прогнозом их нефтегазоносности. Канд. дисс. Санкт-Петербург, ВНИГНИ, 138 с.

18. Мордасова, А.В., Ступакова, А.В., Суслова, А.А., Ершова, Д.К., Сидоренко, С.А. (2019). Условия формирования и прогноз природных резервуаров в клиноформном комплексе нижнего мела БаренцевоКарского шельфа. Георесурсы, 21(2), с. 63–79. https://doi.org/10.18599/grs.2019.2.63-79

19. Никитин Д.С., Хуторской М.Д., Иванов Д.А., Горских П.П. (2020). Глубинное строение и нефтегазоносность северо-восточной части Баренцевоморского шельфа. Труды Геологического института, (622), с. 5–142.

20. Норина Д.А. (2014). Строение и нефтегазоматеринский потенциал пермско-триасовых терригенных отложений Баренцевоморского шельфа. Канд. дисс. Москва: МГУ, 208 с.

21. Павлов Л.А., Матигоров А.А., Зарипов О.Г. и др. (1985). Научная обработка материалов бурения параметрических и особо важных поисковых скважин на шельфе Баренцева и Карского морей. Отчет по теме 1/84-86. КТЭ ПО АМНГР, Мурманск.

22. Полякова И.Д. (2015). Нефтегазоматеринские толщи Арктики. Литология и полезные ископаемые, (1), с. 30–54. https://doi.org/10.7868/S0024497X14060081

23. Сакулина Г.А. Павленкова, С.Н. Кашубин (2015). Структура земной коры северной части Баренцево-Карского региона по профилю ГСЗ 4-АР. Геология и геофизика, 56(11), с. 2053–2066. https://doi.org/10.15372/GiG20151108

24. Старцева К.Ф., Никишин А.М., Малышев Н.А., Никишин В.А., Валющева А.А. (2017). Геологическая и углеводородная модель Восточно-Баренцевоморского мегабассейна на примере профиля 4-АР. Новые идеи в геологии нефти и газа - 2017: сборник научных трудов (по материалам Международной научно-практической конференции), с. 349–352.

25. Ступакова А.В. (2000). Развитие осадочных бассейнов древней континентальной окраины и их нефтегазоносность (на примере Баренцевоморского шельфа). Геология нефти и газа, 4, с. 51–57. Ступакова А.В. (2011). Структура и нефтегазоносность БаренцевоКарского шельфа и прилегающих территорий. Геология нефти и газа, (6), с. 99–115.

26. Ступакова А.В., Большакова М.А., Суслова А.А., Мордасова А.В., Осипов К.О., Ковалевская С.О., Колесникова Т.О., Шевченко Г.А., Мастерков И.А., Цыганкова А.А., Гильмуллина А.А. (2021). Нефтегазоматеринские толщи Баренцево-Карского шельфа: область распространения и свойства. Георесурсы, 23(2), c. 6–25. https://doi.org/10.18599/grs.2021.2.1

27. Ступакова А.В., Суслова А.А., Коробова Н.И., Бурлин Ю.К. (2012). Цикличность и перспективы юрского нефтегазоносного комплекса Баренцевоморского шельфа. Вестник Московского университета. Серия 4. Геология, 67(6), с. 35−42.

28. Суслова А.А. (2014). Сейсмостратиграфический анализ и перспективы нефтегазоносности юрских отложений Баренцевоморского шельфа. Нефтегазовая геология. Теория и практика, 9(2), с. 1–19. https://doi.org/10.18599/grs.2019.2.63-79

29. Суслова А.А., Мордасова А.В., Ступакова А.В., Гилаев Р.М., Гатовский Ю.А., Коробова Н.И., Гумеров А.Р., Сахабов Т.Р., Колесникова Т.О. (2023). Строение северного сектора Баренцево-Карского региона для прогноза его нефтегазоносности. Георесурсы, 25(2), c. 47–63. https://doi.org/10.18599/grs.2023.2.4

30. Устрицкий В.И., Тугарова М.А (2013). Уникальный разрез перми и триаса, вскрытый скважиной Адмиралтейская-1 (Баренцево море). Нефтегазовая геология. Теория и практика, 8(2). Шельфовые осадочные бассейны Российской Арктики: геология, геоэкология, минерально-сырьевой потенциал (2020). Под ред. д-ра техн. наук Г.С. Казанина; АО «МАГЭ». Мурманск; СПб.: «Реноме», 544 с.

31. Шипилов Э.В. (2018). Базальтоидный магматизм и проблема газоносности Восточно-Баренцевского мегабассейна. Арктика: экология и экономика, 2(30), с. 94–106. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2018-2-94-106

32. Brunstad H. & Rønnevik H.C. (2022) Loppa High Composite TectonoSedimentary Element, Barents Sea. Geological Society, London, Memoirs 57. https://doi.org/10.1144/M57-2020-3

33. Corfu F., Polteau S., Planke S., Faleide J.I., Svensen H., Zayoncheck A., Stolbov N. (2013). U–Pb geochronology of Cretaceous magmatism on Svalbard and Franz Josef Land, Barents Sea Large Igneous Province. Geological Magazine, 150(6), pp. 1127–1135. https://doi.org/10.1017/S0016756813000162

34. Dallmann W. (2015). Geoscience Atlas of Svalbard. Norsk Polarinstitutt Rapportserie148, 292 p.

35. Gilmullina A., Klausen T.G., Doré A.G., Rossi V.M., Suslova A. & Eide C.H. (2022). Linking sediment supply variations and tectonic evolution in deep time, source-to-sink systems—The Triassic Greater Barents Sea Basin. GSA Bulletin, 134(7–8), pp. 1760–1780. https://doi.org/10.1130/B36090.1

36. Gilmullina A., Klausen T.G., Paterson N.W., Suslova A., & Eide C.H. (2021). Regional correlation and seismic stratigraphy of Triassic Strata in the Greater Barents Sea: Implications for sediment transport in Arctic basins. Basin research, 33(2), pp. 1546–1579. https://doi.org/10.1111/bre.12526

37. Grundvåg S. and S. Olaussen (2017). Sedimentology of the Lower Cretaceous at Kikutodden and Keilhaufjellet, southern Spitsbergen: implications for an onshore–offshore link. Polar Research, 36, 1302124. https://doi.org/10.1080/17518369.2017.1302124

38. Hansford P.A. (2014). Basin modelling of the south-west Barents Sea (Master’s thesis).

39. Hassaan M., Faleide J.I., Gabrielsen R.H. & Tsikalas F. (2020). Carboniferous graben structures, evaporite accumulations and tectonic inversion in the southeastern Norwegian Barents Sea. Marine and Petroleum Geology, 112, 104038. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.104038

40. Henriksen E., Ryseth A.E., Larssen G.B., Heide T., Rønning K., Sollid K. and Stoupakova A.V. (2011). Tectonostratigraphy of the greater Barents Sea: implications for petroleum systems. Geological Society, London, Memoirs, 35, pp. 163–195, https://doi.org/10.1144/M35.10

41. Klausen T.G., Müller R., Poyatos-Moré M., Olaussen S. & Stueland E. (2022). Tectonic, provenance and sedimentological controls on reservoir characteristics in the Upper Triassic–Middle Jurassic Realgrunnen Subgroup, SW Barents Sea. Tectonophysics, 765, pp. 35–51 https://doi.org/10.1144/SP495-2018-165

42. Ktenas D., Nielsen J.K., Henriksen E., Meisingset I., & Schenk O. (2023). The effects of uplift and erosion on the petroleum systems in the southwestern Barents Sea: Insights from seismic data and 2D petroleum systems modelling. Marine and Petroleum Geology, 158, 106535. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2023.106535

43. Lasabuda A.P., Johansen N.S., Laberg J.S., Faleide J.I., Senger K., Rydningen T.A. ... & Hanssen A. (2021). Cenozoic uplift and erosion of the Norwegian Barents Shelf–A review. Earth-Science Reviews, 217, 103609. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103609

44. Leith T.L., Weiss H.M., Mørk A., Elvebakk G., Embry A.F., Brooks P.W., & Borisov A.V. (1993). Mesozoic hydrocarbon source-rocks of the Arctic region. Norwegian petroleum society special publications, 2, pp. 1–25. https:/doi.org/10.1016/B978-0-444-88943-0.50006-X

45. Marín D., Escalona A., Śliwińska K.K., Nøhr-Hansen H., Mordasova A. (2017). Sequence stratigraphy and lateral variability of Lower Cretaceous clinoforms in the southwestern Barents Sea. AAPG Bull. 101, pp. 1487–1517. https://doi.org/10.1306/10241616010

46. Matthews K., Maloney K., Zahirovic S., Williams S., Seton M., & Müller R. (2016). Global plate boundary evolution and kinematics since the late Paleozoic. Global and Planetary Change, 146, pp. 226–250. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.10.002

47. Mordasova A.V., Stoupakova A.V., Suslova A.A., Escalona A.V., Marín D., & Gilmullina A. (2024). Sequence stratigraphy and palaeogeography of the Upper Jurassic and Lower Cretaceous in the Eastern Barents Sea. Basin Research, 36(2), e12862. https://doi.org/10.1111/bre.12862

48. Mueller S., Hounslow M.W., & Kürschner W.M. (2016). Integrated stratigraphy and palaeoclimate history of the Carnian Pluvial Event in the Boreal realm; new data from the Upper Triassic Kapp Toscana Group in central Spitsbergen (Norway). Journal of the Geological Society, 173(1), pp. 186–202. https://doi.org/10.1144/jgs2015-028

49. Nikishin A.M., Petrov E.I. et al. (2019). Geological structure and history of the Arctic Ocean based on new geophysical data: implications for paleoenvironment and paleoclimate. Part 2. Mesozoic to Cenozoic geological evolution. Earth-Science Reviews, 217, 103034. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103034

50. Ohm S.E., Karlsen D.A., Austin T.J.F. (2008). Geochemically driven exploration models in uplifted areas: Examples from the Norwegian Barents Sea. AAPG Bulletin, 92(9), pp. 1191–1223. https://doi.org/10.1306/06180808028

51. Pepper A.S., Corvi P.J. (1995). Simple kinetic models of petroleum formation. Part I: oil and gas from kerogen. Marine Petroleum Geology, 12(3), pp. 291–319. https://doi.org/10.1016/0264-8172(95)98382-F

52. Polteau S., Hendriks B.W., Planke S., Ganerød M., Corfu F., Faleide J.I., Myklebust R. (2016). The Early Cretaceous Barents Sea Sill Complex: distribution, 40Ar/39Ar geochronology, and implications for carbon gas formation. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology, 441, pp. 83–95. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2015.07.007

53. Rojo L.A. & Escalona A. (2018). Controls on minibasin infill in the Nordkapp Basin: Evidence of complex Triassic synsedimentary deposition influenced by salt tectonics. AAPG Bulletin, 102(7), pp. 1239–1272. https://doi.org/10.1306/0926171524316523

54. Rojo L.A., Cardozo N., Escalona A., & Koyi H. (2019). Structural style and evolution of the Nordkapp Basin, Norwegian Barents Sea. AAPG Bulletin, 103(9), pp. 2177–2217. https://doi.org/10.1306/01301918028

55. Smelror M., Petrov O.V., Larssen G.B. & Werner S.C. (2009). Geological history of the Barents Sea. Norges Geol. undersøkelse, 1, pp. 1–135.

56. Sobolev Peter. (2012). Cenozoic uplift and erosion of the Eastern Barents Sea - Constraints from offshore well data and the implication for petroleum system modeling. Zeitschrift der Deutschen Gesellschaft für Geowissenschaften. 163, pp. 309–324. https://doi.org/10.1127/1860-1804/2012/0163-0323.

57. Ungerer P. (1990). State of the art of research in kinetic modelling of oil formation and expulsion. Organic Geochemistry, 16(1–3), pp. 1–25. https://doi.org/10.1016/0146-6380(90)90022-R

58. van Koeverden J.H., Nakrem H.A. & Karlsen D. A. (2010). Migrated oil on Novaya Zemlya, Russian Arctic: Evidence for a novel petroleum system in the eastern Barents Sea and the Kara Sea. AAPG bulletin, 94(6), pp. 791–817. https://doi.org/10.1306/10200909146

59. Vandenbroucke M., Behar F. & Rudkiewicz J.L. (1999). Kinetic modelling of petroleum formation and cracking: implications from the high pressure/ high temperature Elgin Field (UK, North Sea). Organic Geochemistry, 30, pp. 1105–1125. https://doi.org/10.1016/S0146-6380(99)00089-3

60. Wygrala B.P. (1989). Integrated study of an oil field in the southern Po Basin, Northern Italy. PhD thesis, University of Cologne, Germany.