Палеогеологические особенности мегарезервуаров

Самойлова А.В.


Институт проблем нефти и газа РАН

В статье при обобщении данных и их критическом анализе проведена типизация процессов формирования мегарезервуаров нефти и газа в осадочном чехле нефтегазоносных бассейнов как в традиционных, так и в нетрадиционных коллекторах, включая низкопоровые сланцевые формации, скопления с трудноизвлекаемыми запасами, резервуары разуплотненных выступов фундамента и другие типы геологических структур.
Приоритетные направления развития нефтегазового комплекса страны — научный и практический подход к классификационным особенностям комбинированных ловушек в связи с учетом палеогеологических особенностей формирования, характеристиками нефтяных систем нефтегазоносных бассейнов (НГБ) и оценкой научно-методических (геологических, палеофациальных, геохимических и др.) подходов к поискам мегарезервуаров, с приуроченными
к ним уникальными и гигантскими по запасам скоплениями нефти и газа.
Оценка влияния геологических и палеогеологических факторов на формирование крупных по запасам месторождений углеводородов (УВ) позволит увеличить прирост ресурсов и запасов нефти и газа, восполнить их добычу и в целом повысить эффективность геологоразведочных работ
и рентабельность проектов по освоению ресурсов и запасов нефти и газа.
В настоящей статье на основе имеющихся данных и новых фактических материалов систематизированы условия образования крупных и гигантских скоплений УВ в нефтегазоносных бассейнах (НГБ). Мегарезервуары УВ — крупные скопления углеводородов, содержащие миллиарды баррелей УВ в нефтяном эквиваленте. В исследовании уточнены и дополнены геологические факторы и их влияние на процесс формирования и масштабность скоплений резервуаров УВ, что позволяет прогнозировать новые скопления в регионах со сложными природно-климатическими обстановками. Рассмотрены процессы формирования крупных и гигантских скоплений УВ
и факторы, способствующие их образованию.
Оценка влияния палеогеологических факторов на образование мегарезервуаров нефти и газа является сложной задачей для геологов и геофизиков, работающих в области геологии и геохимии углеводородных месторождений. Палеогеологические факторы включают в себя множество аспектов, связанных с историей развития осадочного чехла, геологическими процессами, палеоклиматическими условиями и другими факторами, которые влияют на формирование
и распределение углеводородных скоплений.
Экономически эффективными могут быть проекты по освоению только крупных по запасам месторождений УВ. Поэтому важно научно обосновать основные геологические критерии прогноза месторождений-гигантов и крупнейших по запасам.
Палеогеологические особенности распределения скоплений нефти и газа, приуроченных
к мегарезервуарам осадочного чехла, связаны с историей формирования и изменениями геологических условий на протяжении длительного временного периода. Основные аспекты, которые оказывают влияние на распределение нефти и газа, включают следующие элементы:
  • для формирования нефтегазоносных месторождений необходимы определенные условия, такие как наличие источников органического вещества, наличие пористых и проницаемых пород-коллекторов, наличие запечатывающих слоев-покрышек;
  • геологические процессы, такие как седиментация, диагенез, геодинамика, тектоника, гидротермальные процессы и другие, оказывают значительное влияние на онтогенез нефтей
  • и их производных, на формирование и изменение структуры осадочного чехла и размещение нефтегазоносных скоплений. Кроме того, эти процессы влияют на формирование пористости
  • и проницаемости пород-коллекторов, что является ключевым параметром для накопления углеводородов. Палеоклиматические условия также могут оказывать влияние на характеристики нефтегазоносных месторождений, так как они влияют на развитие органического вещества и процессы его преобразования в углеводороды;
  • палеогеография и история развития бассейна также играют ключевую роль в формировании нефтегазоносных мегарезервуаров. Например, наличие океанических и континентальных бассейнов, дельт, озер или рифтов существенно влияет на структуру и характеристики осадочного чехла. Изучение структуры и динамики земной коры в прошлом позволяет понять, какие структурные элементы (например, складки, разломы, купола солей) могли служить ловушками для нефти и газа. Тектонические процессы могут создавать благоприятные условия для образования мегарезервуаров, например благодаря формированию трещин, проводимых зон или антиклинальных структур;
  • процессы миграции и аккумуляции нефти и газа внутри чехла ассоциированы с различными тектоническими и флюидодинамическими процессами.
Таким образом, палеогеологические особенности распределения нефти и газа в мегарезервуарах осадочного чехла представляют собой сложную систему взаимосвязанных факторов, которые определяют геологическую структуру и характеристику месторождений углеводородов. Палеоклимат, палеогеография, палеофации и другие палеогеологические условия могут определять стадийность катагенеза, тип органического вещества, его преобразование, а также тектоническую
и седиментационную историю региона.
К настоящему времени, по данным [1], в мире открыто около 77 тысяч месторождений нефти и газа с суммарными запасами соответственно 361,4 млрд т и 345,7 трлн м3. Около 1/3 начальных извлекаемых запасов УВ приходится на гигантские месторождения. По большинству классификаций к гигантским относятся месторождения с начальными запасами нефти от 300 млн т до 1 млрд т и газа от 300 млрд м3 до 1 трлн м3 (классификация ПАО «Газпром»).
Из 555 осадочных бассейнов (их количество варьируется в разных публикациях) 240 характеризуется промышленной нефтегазоносностью, месторождения-гиганты выявлены в 15 бассейнах (рис. 1).
Рис. 1. Гигантские месторождения нефти и газа в мире [1]

К 2021 г. открыто 42 нефтяных гигантских месторождения и 25 газовых гигантов. Из них в России открыто 3 нефтяных и 11 газовых гигантов (2 нефтяных и 7 газовых — в Западно-Сибирском НГБ). Авторы публикации [1] рассматривают месторождения-гиганты с запасами нефти свыше одного млрд т и газа свыше одного трлн м3. Наибольшее количество гигантов открыто в бассейнах Персидского залива — 36, Западно-Сибирского — 9, Прикаспийского — 5, Маракаибо — 3.
В остальных бассейнах выявлено по 1–2 гиганта, в том числе в России — в Волго-Уральском, Баренцевоморском, Лено-Вилюйском бассейнах.
Кроме того, открыто значительное количество крупных по запасам нефтяных (свыше 100 млн т)
и газовых (свыше 100 млрд м3) месторождений. Значительная часть запасов нефти и газа (более 60%) приурочена к юрским и меловым отложениям на глубинах до 3–5 км.
Согласно прогнозным оценкам, наиболее перспективные районы для увеличения запасов нефти
и газа располагаются в арктических морях Северного Ледовитого океана, на севере Западной Сибири, на востоке Сибири, в дальневосточных регионах, а также в Волго-Уральском, Тимано-Печорском и Прикаспийском НГБ. Рост запасов углеводородов в большей части указанных районов имеет не только экономическое, но и геополитическое значение. В данных регионах в настоящее время ведутся геологоразведочные работы на нефть и газ, и уже обнаружены значительные, в том числе крупные и гигантские, месторождения (мегарезервуары).
Большое значение при этом придается и объему пород осадочного выполнения и площади НГБ (табл. 1). Самые крупные мегабассейны по этим параметрам, такие как Арабо-Персидский, Западно-Сибирский и Восточно-Сибирский, являются наиболее богатыми и по запасам УВ сырья. Так, только на мегабассейны Персидского залива и Западно-Сибирского региона приходится 95,3 млрд т нефти (85 % запасов всех месторождений-гигантов мира) и 64,7 трлн м3 газа (57,4 % запасов гигантских газовых месторождений) [2].
Рис. 1. Гигантские месторождения нефти и газа в мире [1]

Мегарезервуар — это зона или область, где накапливаются значительные объемы углеводородов. Эти области могут включать в себя различные типы коллекторов и типы нефтематеринских отложений [3–7]. Мегарезервуары часто связаны с различными геологическими объектами.
1. Нефтесборные площади с отложениями, способными генерировать и содержать углеводороды. Это могут быть традиционные коллекторы нефти и газа, образованные в результате миграции и аккумуляции углеводородов в пористых и проницаемых породах.
2. Сланцевые формации, которые также могут содержать значительные запасы углеводородов, особенно в виде сланцевой нефти и газа. Они требуют специальных технологий для добычи, таких как гидроразрыв пласта (fracking). Нефтяные системы сланцевых формаций являются исходными или нефтематеринскими (source-rock petroleum system), в которых образование и накопление УВ происходят одновременно в породах-источниках и породах-накопителях, и резервуарами становятся исходные породы. Площадь непрерывного резервуара, такого как сланцевый резервуар, может быть такой же большой, как и площадь осадочного бассейна, в котором отлагались
сланцы (рис. 2).
Рис. 2. Модель распределения непрерывных резервуаров (сontinuous reservoir) разных типов [8]

3. Залежи в кавернозных разрушенных породах фундамента, в которых углеводороды могут накапливаться в сложных тектонических структурах.
4. Первичные углеводородные скопления, которые при переформировании могут приводить к образованию битумных песков, тяжелых высоковязких нефтей и других нетрадиционных углеводородных ресурсов (рис. 3).
Рис. 3. Поперечные профили через поля нефтяных песков Атабаска, Вабаска и Пис-Ривер [9]
Условные обозначения:
1 — песчаники K, J, T и C1; 2 — девонская карбонатная толща; 3 — докембрийский кристаллический фундамент;
4 — направление движения подземных вод;
5 — зоны накопления битумов, мальт и тяжелых нефтей
Финансирование. Работа выполнена в рамках государственного задания по теме: «Научно-методические основы поисков и разведки скоплений нефти и газа, приуроченных к мегарезервуарам осадочного чехла, 122022800253-3».
Самойлова А.В.

Институт проблем нефти и газа (ИПНГ) РАН, Москва, Россия

anna-samoilova@mail.ru
База аналитических и научных данных по геологическим особенностям скоплений углеводородов с гигантскими и уникальными запасами в различных нефтегазоносных бассейнах мира. Анализ и сопоставительная оценка качественных особенностей приуроченности масштабных скоплений УВ
к определенным природным объектам.
мегарезервуары, месторождения нефти и газа, масштабность скоплений, коллекторы
Самойлова А.В. Палеогеологические особенности распределения скоплений нефти и газа, приуроченных к мегарезервуарам осадочного чехла // Экспозиция Нефть Газ. 2024. № 4. С. 12–15. DOI: 10.24412/2076-6785-2024-4-12-15
28.05.2024
УДК 553.98
DOI: 10.24412/2076-6785-2024-4-12-15

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88