Опыт исследований адсорбированных газов донных осадков Карского моря

Л. М. Зорькин,  Л. С. Кондратов,  Г. Л. Корюкин,  Е. В. Стадник

         В последнее время значительное место при прогнозной оценке нефтегазоносности тех или иных территорий стало отдаваться геохимическим методам поиска месторождений нефти и газа. Особенно актуально такая оценка имеет место в труднодоступных и экстремальных условиях Арктики, где производство геологоразведочных работ сопряжено с огромными материальными затратами.

         В то же время разработка метода определения адсорбированных газов а придонных водах и донных отложениях (1) позволяет более эффективно осуществлять геохимический прогноз нефтегазоносности акваторий.

         Это обуславливается, в первую очередь, прочной связью адсорбированных газов с минеральной частью донных осадков, на поверхности которых они удерживаются силами Вандерваальса и преодолеваются при нагревании пород до 200-250⁰.

         Поэтому информация по адсорбированным газам носит накопительный характер, а миграционные (эпигенетические) включения четко фиксируются на газовых полях концентраций и несут весьма важную информацию о нефтегазоносности осадочных толщ акватории.

         На примере Карского моря рассмотрим распределение адсорбированных газов донных осадков этой уникальной арктической акватории.

         Указанные геохимические исследования выполнялись в пределах Южно-Карской синеклизы, которая является акваториальным продолжением Западно-Сибирской плиты.

         Отбор геохимических проб донного грунта Карского моря осуществлялся с помощью прямоточной трубки, длиной 1,5-1,8 метра в интервале глубин 20-150 метров. Геохимические станции располагались с учетом пересечения основных структурно-тектонических элементов Карского моря.

         Хроматографический анализ донных осадков выполнялся в лаборатории геохимии НИИГеоинформсистем по методике изучения адсорбированных газов пород и вод (1).

         Следует отметить, что площадные геохимические нефтегазопоисковые исследования на акватории Карского моря практически не выполнялись, за исключением рекогносцировочных работ ВНИИОкеангеология (Яшин Д. С., Данюшевская А. И. и др., 1986 г.).

         Геофизическая изученность акватории Карского моря также неоднородна. Наибольшая плотность сейсмических исследований сосредоточена в южной части акватории, в пределах Ленинградского свода и Обручевского вала. Средняя плотность исследований МОВОГТ достигает здесь 0,8 км/км². В то же время, северо-восточная часть моря к северу от Гыданского полуострова и острова Белый, между Таймыром и Новой Землей почти не изучена. Самая северная часть Карского моря исследована единичными сейсморазведочными профилями.

Рекогносцировочные геохимические нефтегазопоисковые исследования также выполнялись неравномерно, в основном в пределах регионального профиля, пересекающего акваторию с запада на восток, приблизительно по широте 74⁰ с. ш. (рис.).

         Морское глубокое бурение на акватории Карского моря проведено на Ленинградской (две скважины) и Русановской (две скважины) площадях. Кроме того, были пробурены параметрические скважины на островах: Белый (три скважины) и Свердруп (одна скважина).

         В результате геолого-геофизических работ изучено строение осадочного чехла до глубин 11-17 км.

         По данным сейсмических исследований в разрезе Южно-Карской синеклизы выделяются четыре нефтегазоносных комплекса: триасовый, юрско-валанжинский, готерив-нежнеальбский, альб-сантонский.

         Триасовый комплекс выделяется на глубинах от 3,5 до 7 км.

         Нефтегазоносность юрско-валанжинского комплекса доказана наличием малодебитных залежей Нопортовского и Бованенковского месторождений полуострова Ямал.

         Готерив-нижнеальбский комплекс вскрыт скважинами на Русановском и Ленинградском газоконденсатном месторождениях, к нему приурочены главные продуктивные горизонты. Глубина залегания залежей – 0,5-2,5 км.

         Верхнеальбский-сантонский комплекс прослеживается на глубинах до 1,5 км. К нему приурочена газовая залежь на Ленинградском месторождении.

По данным бурения в осадочном чехле Южно-Карского разреза прослеживается мощная глинистая толща палеоген-неогенового возраста, мощностью более 700 м (2), перекрывающая нижележащие отложения и являющаяся надежным флюидоупором на пути возможной восходящей миграции нефтегазоносных флюидов.

При рассмотрении газового поля адсорбированных газов Карского моря, следует отметить, что концентрации этих газов значительно ниже концентрации газов донных осадков Баренцевого моря. Это обстоятельство указывает на более экранирующие способности глинистых толщ осадочного разреза Южно-Карской синеклизы.

В то же время, распределение концентраций адсорбированных углеводородных газов (УВГ_адс.) достаточно дифференцированы, где на фоне относительно низших значений концентраций УВГ_адс отмечаются несколько четких аномальных зон (рис. 2).

Первая аномальная зона УВГ_адс. тяготеет к Пахтусовскому валу и пространственно приурочена к западной группе локальных структур: Татарниковское и др.

Вторая аномальная зона УВГ_адс. прослеживается в районе Русановского и Скуратовского валов и пространственно контролируется группой локальных поднятий Кропоткина, Матусевича и др.

Третья аномальная зона расположена в районе северного продолжения Северо-Ямальского мегавала, где сейсмические исследования еще не проводились.

Также следует отметить небольшие аномальные зоны в районах Таймырского шельфа, акваториального продолжения Литкенской структуры в Байдаракской губе, и у южного побережья Новой Земли.

Выделенные аномальные зоны характеризуются достаточно высокими значениями концентраций УВГ_адс. от 5,2 до 12,5 см³/кг при фоне 0,2-0,4 см³/кг. Причем в составе адсорбированного газа доминирует метан до 93 %, а его гомологи представлены небольшой долей легких УВ (С₂ и С₃) и нормальным пентаном, а бутан и изопентан практически отсутствуют. Средние концентрации УВГ_адс. установленных в донных отложениях Карского моря составляют – 0,8-1,2 см³/кг, СО₂ – 1,3 см³/кг, Н₂ – 1,4-3,2 см³/кг. Распределение указанных компонентов имеет тенденцию убывания уровня концентраций с запада на восток, за исключением аномальной зоны, расположенной на Таймырском шельфе.

На границах корреляции газовых компонентов отмечаются определенные связи: СН₄ – ТУ – Н₂, в некоторых случаях – N₂.  Особенно характерны эти корреляционные связи в аномальных зонах.

Кривые контрастности УВГ_адс. для донных осадков Карского моря, также отличаются нарастанием контрастности компонентов от легких к тяжелым, что не исключает возможного поступления части УВГ из нижележащих перспективных нефтегазоносных горизонтов.

Отмеченные особенности распределения газового поля в акватории Карского моря необходимо рассматривать как рекогносцировочные, так как не смотря на прямые признаки нефтегазоносности аномальных зон (их структурный контроль, отсутствие корреляционных связей между УВГ_адс. и типом осадков, УВГ и С_орг., а также нарастание контрастности УВ компонентов от легких к тяжелым, прямые генетические связи УВГ и Н₂ и др.) незначительное количество геохимических станций для такой обширной акватории не позволяет достаточно однозначно произвести оценку возможной нефтегазоносности локальных поднятий.

Отмеченное региональное изменение газового поля свидетельствует о высокой информативности геохимических исследований донных осадков по адсорбированным газам в условиях практически "законсервированного" глинистыми флюидоупорами Южно-Карского осадочного разреза.

Выполненные исследования адсорбированных газов позволяют достаточно надежно оценить установленные аномальные зоны, как эпигенетические и подтвердить высокую перспективность нефтегазоносности крупных тектонических элементов Карского моря: Пахтусовского, Русановского, Скуратовского валов и Северо-Ямальского мегавала, а также возможную перспективность нефтегазоносности районов, прилегающих к Таймырскому шельфу и рекомендовать геохимические исследования в этом уникальном районе Арктики, для разбраковки многочисленных локальных поднятий и определения их первоочередности ввода в бурение.

Таким образом, опыт применения геохимических исследований адсорбированных газов донных отложений Карского моря доказал высокую информативность этого метода оценки перспектив нефтегазоносности и позволил рекомендовать морские геохимические поиски месторождений нефти и газа в условиях арктических акваторий.

Л И Т Е Р А Т У Р А

1. Зорькин Л. М., Кондратов Л. С., Стадник Е. В.  "Адсорбированные газы природных и техногенных вод". "Геоинформатика" № 4, 1999, стр. 23-30.

1. Гаврилов В. П., Гордон Э, С.  "Результаты сопоставления разрезов морских, островных и прибрежных скважин Баренцева и Карского морей в Сб. "Некоторые аспекты геологии, нефтегазоносности и разработки нефтяных и газовых месторождений арктического шельфа", М., 1985, стр. 46-51.