СПЕЦИФИКА ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗЛОМОВ В ПЛАТФОРМЕННОМ ЧЕХЛЕ: РЕЗУЛЬТАТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКОГО ПОДХОДА К ИССЛЕДОВАНИЮ ТАМБЕЙСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ (П-ОВ ЯМАЛ)

Целью проведенного исследования было установить особенности формирования и закономерности проявления разломов в платформенных условиях на основе применения тектонофизического подхода к исследованию структуры крупнейшего в Западной Сибири Тамбейского месторождения углеводородного сырья (Северный Ямал). Подобные исследования актуальны для нефтегазовой отрасли на современном этапе перехода от разработки истощающихся уникальных и крупных месторождений к разведке и эксплуатации залежей со сложной структурой. Тектонофизический подход был реализован последовательно в рамках трех уровней исследования. Вначале закономерности разломного строения платформенного чехла были рассмотрены с точки зрения общих представлений тектонофизики о дизъюнктивных структурах, их внутреннем строении и особенностях формирования. Затем на региональном уровне для Северного Ямала с использованием линеаментного анализа рельефа и оптического моделирования была выделена сеть крупных разломных зон, реконструированы три главных этапа ее формирования, выявлены особенности напряженного состояния, которые наряду с другими факторами определяют контуры Тамбейского месторождения на трех участках: Западно-Тамбейском, Северо-Тамбейском и Тассийском. Далее для Северо-Тамбейской площади на локальном уровне посредством тектонофизической интерпретации данных атрибутного анализа куба сейсмической информации и результатов экспериментов на упругопластичных моделях были выявлены разломные зоны, особенности их строения в реологически расслоенной толще, а также парагенетическая связь со структурами регионального уровня. В итоге проведенного исследования показано, что структура осадочного чехла, формирующаяся вследствие тектонического воздействия со стороны смежных подвижных поясов, является зонно-блоковой. Она отражает разломно-блоковую структуру фундамента, но в отличие от нее не представлена узкими сместителями магистрального типа (разрывами 1-го порядка). Блоки в чехле контактируют по достаточно широким зонам, внутреннее строение которых соответствует ранним стадиям разломообразования и представлено густой сетью трещин и разрывов 2-го порядка. Разломные зоны характеризуются неоднородным – сегментным – строением, что определяется изначально неравномерным развитием деформаций и осложняется реологической расслоенностью осадочного чехла. Сегменты разлома в сравнительно хрупких породах (песчаники) состоят из протяженных разрывов, а в более податливых (глинистых) разностях это широкие участки сгущения мелких нарушений и трещин. Стиль зонно-блоковой структуры и типы динамических обстановок ее формирования должны быть специфичны в разных регионах. Использование тектонофизического подхода к анализу полученной для конкретных месторождений геолого-геофизической информации позволит установить структурные условия накопления и миграции углеводородов в осадочном чехле, что имеет принципиальное значение для выбора эффективной методики разработки их залежей.

1. Aarre V., Astratti D., Al Dayyni T.N.A., Mahmoud S.L., Clark A.B.S., Stellas M.J., Stringer J.W., Toelle B. et al., 2012. Seismic Detection of Subtle Faults and Fractures. Oilfield Review 24 (2), 28–43.

2. Астафьев Д.А., Скоробогатов Б.А. Тектонический контроль газонефтеносности полуострова Ямал // Геология нефти и газа. 2006. № 2. C. 20–29.

3. Basir H.M., Javaherian A., Yaraki M.T., 2013. Multi-Attribute Ant-Tracking and Neural Network for Fault Detection: A Case Study of an Iranian Oilfield. Journal of Geophysics and Engineering 10 (1), 015009. https://doi.org/10.1088/1742-2132/10/1/015009.

4. Богоявленский В.И., Сизов О.С., Богоявленский И.В., Никонов Р.А., Каргина Т.Н. Дегазация Земли в Арктике: комплексные исследования распространения бугров пучения и термокарстовых озер с кратерами выбросов газа на полуострове Ямал // Арктика: экология и экономика. 2019. № 4 (36). С. 52–68. http://dx.doi.org/10.25283/2223-4594-2019-4-52-68.

5. Bokun A.N., 2009. Horizontal Shear Zones: Physical Modeling of Formation and Structure. Izvestiya, Physics of the Solid Earth 45 (11), 996–1005. https://doi.org/10.1134/S106935130911007X.

6. Чернышев С.Н. Трещины горных пород. М.: Наука, 1983. 240 с.

7. Engelder T., Gross M.R., 1993. Curving Cross Joints and the Lithospheric Stress Field in Eastern North America. Geology 21 (9), 817–820. https://doi.org/10.1130/0091-7613(1993)021%3C0817:CCJATL%3E2.3.CO;2.

8. Gabrielsen R.H., Braathen A., 2014. Models of Fracture Lineaments – Joint Swarms, Fracture Corridors and Faults in Crystalline Rocks, and Their Genetic Relations. Tectonophysics 628, 26–44. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2014.04.022.

9. Гиршгорн Л.Ш., Кабалык В.Г. Поднятия чехла над глубинными кольцевыми депрессиями на севере Западной Сибири // Советская геология. 1990. № 1. С. 57–63.

10. Hancock P.L., Engelder T., 1989. Neotectonic Joints. GSA Bulletin 101 (10), 1197–1208. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1989)101%3C1197:NJ%3E2.3.CO;2.

11. Khair H.A., Cooke D., Backé G., King R., Hand M., Tingay M., Holford S., 2012. Subsurface Mapping of Natural Fracture Networks; a Major Challenge to Be Solved. In: Case Study from the Shale Intervals in the Cooper Basin, South Australia. Proceedings of the Thirty-Seventh Workshop on Geothermal Reservoir Engineering (January 30 – February 1, 2012). Stanford University, California, USA, p. 1085–1092.

12. Хренов П.М., Демин А.Н., Таскин А.П. и др. Скрытые поперечные разломы Байкальской рифтовой системы // Роль рифтогенеза в геологической истории Земли / Ред. Н.А. Логачев, Н.А. Флоренсов. Новосибирск: Наука, 1977. С. 99–104.

13. Конторович А.Э., Эдер Л.В. Новая парадигма стратегии развития сырьевой базы нефтедобывающей промышленности Российской Федерации // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2015. № 5. С. 8–17.

14. Kontorovich V.A., 2009. The Meso-Cenozoic Tectonics and Petroleum Potential of West Siberia. Russian Geology and Geophysics 50 (4), 346–357. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.03.012.

15. Куркин А.А. Уточнение перспектив нефтеносности Востока Ямала на основе детальной модели геологического развития: Дис. … канд. геол.-мин. наук. Тюмень, 2019. 219 с.

16. Кушнир Д.Г. Глубинное геологическое строение и перспективы нефтегазоносности Приенисейской полосы Таймыра и Гыдана // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2016. Т. 11. № 1. С. 1–29. https://doi.org/10.17353/2070-5379/6_2016.

17. Lamarche J., Gauthier B.D.M., Ondicolberry G., Chatelée S., 2018. Fracture Corridors in Fold and Thrust Zone, Devonian Sandstones Icla Syncline (Bolivia). In: Proceedings of the Third EAGE Workshop on Naturally Fractured Reservoirs (February 5-7, 2018, Muscat, Oman). EAGE, p. 1–5. https://doi.org/10.3997/2214-4609.201800022.

18. Леонов Ю.Г. Напряжения в литосфере и внутриплитная тектоника // Геотектоника. 1995. № 6. С. 3–21.

19. Макаров В.И., Щукин Ю.К. Оценка активности скрытых разломов // Геотектоника. 1979. № 1. С. 96–109.

20. Нежданов А.А. Сейсмогеологический анализ нефтегазоносных отложений Западной Сибири для целей прогноза и картирования неантиклинальных ловушек и залежей УВ: Автореф. дис. ... докт. геол.-мин. наук. Тюмень, 2004. 32 с.

21. Нежданов А.А., Варягов С.А., Огибенин В.В., Смирнов А.С., Сподобаев А.А. Следы вертикальной миграции УВ на севере Западной Сибири // Современное состояние теории происхождения, методов прогнозирования и технологий поисков глубинной нефти. 1-е Кудрявцевские чтения: Материалы Всероссийской конференции по глубинному генезису нефти (22–25 октября 2012 г.). М.: ЦГЭ, 2012. С. 323–328.

22. Осокина Д.Н., Цветкова Н.Ю. Метод моделирования локальных полей напряжений в окрестностях тектонических разрывов и в очагах землетрясений // Поля напряжений и деформаций в литосфере. М.: Наука, 1979. С. 139–162.

23. Ozkaya S.I., Richard P.D., 2006. Fractured Reservoir Characterization Using Dynamic Data in a Carbonate Field, Oman. SPE Reservoir Evaluation and Engineering 9 (3), 227–238. https://doi.org/10.2118/93312-PA.

24. Pedersen S.I., Randen T., Sonneland L., Steen O., 2002. Automatic Fault Extraction Using Artificial Ants. In: Proceedings of the 72nd SEG Annual Meeting (October 6–11, 2002, Salt Lake City). Society of Exploration Geophysicists, USA, p. 512–515. https://doi.org/10.1190/1.1817297.

25. Подурушин В.Ф. Тектоника фундамента и ее влияние на формирование газового потенциала полуострова Ямал // Вести газовой науки. 2011. № 3 (8). С. 65–72.

26. Подурушин В.Ф. Тектоника и особенности нефтегазоносности геофизического мезовала (север Западной Сибири) // Вести нефтегазовой науки. 2014. № 3 (19). С. 82–88.

27. Радкевич Е.А., Томсон И.Н., Горлов Н.В. О региональных поясах и зонах повышенной трещиноватости // Советская геология. 1956. № 58. С.170–185.

28. Рац М.В., Чернышев С.Н. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1970. 164 с.

29. Семинский К.Ж. Внутренняя структура континентальных разломных зон. Тектонофизический аспект. Новосибирск: Гео, 2003. 244 с.

30. Seminsky K.Zh., 2008. Hierarchy in the Zone-Block Lithospheric Structure of Central and Eastern Asia. Russian Geology and Geophysics 49 (10), 771–779. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.11.017.

31. Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 1: Теоретические основы и принципы // Геодинамика и тектонофизика. 2014. Т. 5. № 2. С. 445–467. https://doi.org/10.5800/GT-2014-5-2-0136.

32. Семинский К.Ж. Спецкартирование разломных зон земной коры. Статья 2: Основные этапы и перспективы // Геодинамика и тектонофизика. 2015. Т. 6. № 1. С. 1–43. https://doi.org/10.5800/GT-2015-6-1-0170.

33. Семинский К.Ж., Саньков В.А., Огибенин В.В., Бурзунова Ю.П., Мирошниченко А.И., Горбунова Е.А., Горлов И.В., Смирнов А.С., Вахромеев А.Г., Буддо И.В. Тектонофизический подход к анализу геолого-геофизических данных на газоконденсатных месторождениях со сложным строением платформенного чехла // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 3. С. 587–626. https://doi.org/10.5800/GT-2018-9-3-0364.

34. Шерман С.И., Борняков С.А., Буддо В.Ю. Области динамического влияния разломов (результаты моделирования). Новосибирск: Наука, 1983. 112 с.

35. Silva S.C., Marcolino C.S., Lima F.D., 2005. Automatic Fault Extraction Using Ant Tracking Algorithm in the Marlim South Field, Campos Basin. In: Proceedings of the 2005 SEG Annual Meeting (November 6–11, 2005, Houston). Society of Exploration Geophysicists, USA, p. 857–861.

36. Сим Л.А. Краткий обзор состояния изученности палеотектонических напряжений и их значение для решения геологических задач. Геодинамика и тектонофизика. 2013. Т. 4. № 3. С. 341–361. 36. https://doi.org/10.5800/GT-2013-4-3-0105.

37. Singh S.K., Abu-Habbiel H., Khan B., Akbar M., Etchecopar A., Montaron B., 2008. Mapping Fracture Corridors in Naturally Fractured Reservoirs: An Example from Middle East Carbonates. First Break 26 (5), 59–63. https://doi.org/10.3997/1365-2397.26.1119.27999.

38. Соборнов К.О., Якубчук А.C. Плитотектоническое развитие и формирование нефтегазоносных бассейнов Северной Евразии // Геология нефти и газа. 2006. № 2. С. 10–18.

39. Souque C., Knipe R.J., Davies R.K., Jones P., Welch M.J., Lorenz J., 2019. Fracture Corridors and Fault Reactivation: Example from the Chalk, Isle of Thanet, Kent, England. Journal of Structural Geology 12122, 11–26. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2018.12.004.