Рис. 1. Местоположение района исследованияFig. 1. Location of the study area
Касьянова Наталья Александровна — профессор кафедры «Геология и разведка месторождений углеводородов»,
23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997
Natalia A. Kasyanova — Dr. of Sci. (Geol.-Min.), Professor,
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Цю Шичжэ — аспирант кафедры «Геология и разведка месторождений углеводородов»,
23, Миклухо-Маклая ул., г. Москва 117997
Qiu Shizhe — postgraduate student,
23, Miklukho-Maklaya str., Moscow 117997
Введение. Работами ряда исследователей доказана заметная роль динамокатагенеза в нефтегазообразовании и нефтегазонакоплении, при этом с оговоркой, что проявления динамокатагенеза связаны с тектоническими нарушениями избирательно. Остается неизвестным, с какими именно морфодинамическими характеристиками разрывных нарушений связаны проявления динамокатагенеза и каковы фактические количественные характеристики самих проявлений катагенеза. Эти исследования имеют большое значение для оценки нефтегазообразования и нефтегазонакопления для любой территории, особенно при прогнозе нетрадиционных ресурсов и запасов нефти и газа.
Цель. Установить причину и исследовать фиксируемые аномалии в глубинной зональности катагенетической преобразованности органического вещества для понимания условий образования углеводородов во впадине Чджин нефтегазоносного бассейна Бохай.
Материалы и методы. Исследования проведены на скважинном уровне на основе комплексного анализа большого объема новейших данных геолого-геофизических и геохимических исследований (данные нефтяной компании «Шэнли» АКОО «Синопек»).
Результаты. На скважинном уровне установлен динамический тип катагенеза органического вещества. Дана структурно-кинематико-возрастная характеристика разрывных нарушений, к которым приурочены проявления динамокатагенеза. Определены фактические количественные выражения теплового воздействия разрывных нарушений на породы осадочной толщи.
Заключение. Проведенные исследования показали, что имеющие место аномалии в глубинной зональности преобразованности органического вещества, не связанные с региональным погружением, связаны с проявлениями динамокатагенеза.
Background. The role of dynamocatagenesis in oil and gas formation has been confirmed in a number of publications. However, all of them indicate that dynamocatagenesis manifestations are associated with tectonic disorders selectively. It remains unclear which morphodynamic characteristics of tectonic disorders relate to dynamocatagenesis manifestations, and which values the actual quantitative characteristics of dynamocatagenesis manifestations obtain. Research in this direction is of importance for assessing oil and gas formation in any area, particularly when forecasting unconventional oil and gas resources.
Aim. To determine the reasons for the appearance of anomalies recorded in the deep zonality of the catagenetic transformation of organic matter within the Chezhen Sag of the Bohai oil and gas basin in order to understand conditions for the formation of hydrocarbons.
Materials and methods. Studies were conducted at the borehole level, based on a comprehensive analysis of the latest geological, geophysical, and geochemical information obtained by the Sinopec Shengli Oilfield Company.
Results. At the borehole level, the dynamic type of catagenesis of organic matter was established. A structural-kinematic-age characteristic of faults, to which dynamocatagenesis manifestations are confined, was described. Actual quantitative expressions of thermal impact of faults on the rocks of sedimentary strata were determined.
Conclusion. The conducted research confirmed that anomalies in the deep zonality of organic matter catagenesis are related to dynamocatagenesis manifestations, rather than to the regional immersion.
Нефтегазоносный бассейн Бохай — крупнейший в Китае, занимает залив (Бохай) Желтого моря и прилегающие районы суши общей площадью около 200 тыс. км2 (рис. 1). Формирование кайнозойского осадочного бассейна Бохай, как и других многочисленных бассейнов восточной окраины Восточного Китая, связано с кайнозойской гигантской Восточно-Китайской рифтовой системой с главным разломомТан-Лу северо-восточной ориентировки и шириной 80 км [
Рис. 1. Местоположение района исследованияFig. 1. Location of the study area
Наиболее энергичные тектонические активности в данном суперрегионе каждый раз ознаменовывались широкомасштабным магматизмом [
Как результат высокой геоднамической нестабильности в регионе, в пределах изучаемой впадины Чджин нефтегазоносного бассейна Бохай развита сложная разломная система, включающая разломные системы разных генераций [
Нестабильная геодинамическая ситуация в регионе сохраняется до сих пор, о чем убедительно свидетельствуют аномально повышенные величины тепловых потоков в пределах активных структур растяжения, которые испытали термальное влияние вертикально поднимающихся литосферных и мантийных диапиров. Так, в районе исследования фоновые величины тепловых потоков повышенные (60—80 мВт/м2), имеются аномалии (более 100 мВт/м2) [
Первым, кто обозначил и применил связь аномального локального прогрева пород с тектоническими нарушениями к нефтегазовой геологии, был Б.А. Соколов, автор термина «динамокатагенез» (1975) (рост давления и температуры в зонах тектонических нарушений). Вскоре появились тематические публикации, в которых утверждалось, что сейсмотектонические процессы — фактор, вызывающий преобразование органического вещества осадочных пород [
В исследовании использован большой объем новейших данных бурения поисково-разведочных скважин и лабораторных геохимических исследований (определение отражательной способности витринита), предоставленные для исследования нефтяной компанией «Шэнли» АКОО «Синопек». Исследования проведены методом комплексного анализа разноплановой информации: геолого-геофизической, геодинамической, геохимической и промысловой.
Приведены результаты исследования, выполненного на скважинном уровне.
Ниже представлены фактические геолого-геохимические данные, свидетельствующие о локализованном проявлении динамокатагенеза органического вещества, с указанием количественных характеристик теплового воздействия разлома на окружающие его породы осадочной толщи.
Для впадины Чджин установлено [
Анализ глубинной зональности катагенеза органического вещества, заключенного в породах осадочной толщи, показал:
Рис. 2. Графики зависимости степени преобразованности органического вещества от глубины для всего разреза впадины Чджин (а), палеозойского разреза (б) и эоценового разреза (в). Скважины: 1 — эоценовые, 2 — палеозойскиеFig. 2. Graphs of dependence of the catagenaise of organic matter on the depth for the entire section of the Chezhen Sag (а), the Paleozoic section (б) and the Eocene section (в). Wells: 1 — Eocene well, 2 — Paleozoic well
Наблюдаемые противоречия в глубинной зональности катагенеза ОВ имеют тектоническую природу: 1) в результате тектонических реконструкций в регионе более прогретые палеозойские толщи на значительной части впадины оказались в современной геоструктуре впадины на небольших глубинах (1—1,5 км); 2) глубинные разломы, относящиеся к системе главного в регионе литосферного разлома Тан-Лу СВ ориентировки, оказывали сильное (локальное) тепловое воздействие на породы, что фиксируется на скважинном уровне.
На примере скважины D51 (рис. 3), по которой исследовано 8 образцов разновозрастных аргиллитов (эоцен-ордовикского возраста), показано, что степень преобразованности ОВ пласта Ш-1 горизонта Шахэцхе (эоцен) соответствует диагенезу (ПК2); пластов Ш-2 и Ш-3 — катагенезу (МК1—МК2); нижнепермских отложений на участке пересечения скважиной разлома — метагенезу (АК2), ордовикских отложений — катагенезу (МК2).
Рис. 3. Распределение степени катагенетической преобразованности по глубине органического вещества, заключенного в аргиллитах эоцен-ордовикского разреза в пределах скважины D51Fig. 3. Distribution of the degree of catagenetic transformation of organic matter on depth, enclosed in the argillites of the Eocene-Ordovic section within the well D51
Участок аномально высокой степени преобразованности ОВ (Rvt = 3,5%) на глубине 4038,2 м совпадает с участком пересечения скважиной кайнозойского сброса СВ ориентировки. Здесь степень преобразованности ОВ, заключенного в нижнепермских отложениях, увеличена на 2 градации (метагенез АК2) относительно соседних сверху (эоценовых) и снизу (ордовикских) отложений (катагенез МК2). Происхождение фиксируемой катагенетической аномалии, вероятнее всего, имеет миграционно-геодинамическую природу и указывает на активную миграцию (снизу вверх) сильно прогретых глубинных флюидов в проницаемом трещинном пространстве данного разрывного нарушения (молодого возраста, СВ ориентировки).
Таким образом, на примере скважины D51, зафиксировавшей проявление динамокатагенеза, установлены фактические количественные выражения теплового воздействия разрывного нарушения (молодого возраста, СВ ориентировки, сброса) на породы осадочной толщи:
По результатам проведенного исследования, выполненного на скважинном уровне, установлено, что аномалии в глубинной зональности катагенеза органического вещества связаны с проявлениями динамокатагенеза. Дана структурно-кинематико-возрастная характеристика разрывных нарушений, к которым приурочены проявления динамокатагенеза. Определены фактические количественные выражения теплового воздействия разрывных нарушений на окружающие его породы.
Эти новые полученные знания имеют важное теоретическое и практическое значение, которые целесообразно учитывать при оценке/уточнении генерационного потенциала нефтематеринских толщ, при геомоделировании углеводородных систем нефтегазоносных бассейнов, при прогнозе нетрадиционных ресурсов и запасов нефти и газа, особенно при поисках трещинной сланцевой нефти и газа, имеющей наибольший поисковых интерес, в частности в Китае.
Касьянова Н.А. — внесла вклад в решение проблемы использования структурно-геодинамических исследований для изучения степени катагенетической преобразованности органического вещества припоисках месторождений углеводородов, в разработку концепции статьи, подготовила текст статьи и согласна принять на себя ответственность за все аспекты статьи.
Цю Ш. — собрала исходный фактический материал, подготовила графику, приняла участие в разработке концепции статьи и подготовке текста статьи.
Natalia A. Kasyanova — contributed to solving of problem of using structural-geodynamic studies to study the catagenesis of organic matter in the search for hydrocarbon deposits; contribution to the development of the concept of the article, prepared the text of article and agrees to take responsibility for all aspects of the article.
Shizhe Qiu — collected initial actual data, made the graphics, took part in the development of the concept of the article and the preparation of article text.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.