CC BY
74
ПАЛЕОДИНАМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВЕРХНЕЮРСКОГО ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (НА ПРИМЕРЕ ЮЖНЫХ РАЙОНОВ ОБЬ-ИРТЫШСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ)
Яна Владиславовна Садыкова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3, младший научный сотрудник Лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири, тел. (383) 363-80-44, е-mail: [email protected]
В настоящей статье представлены результаты палеодинамических реконструкций верхнеюрского гидрогеологического комплекса южных районов Обь-Иртышского междуречья Западно-Сибирского мегабассейна. В их основу положен принцип построения карт разуплотненных толщин водоупорных и водоносных горизонтов. Восстановление первоначальных мощностей осуществлялось с помощью методики Г.И. Алексеева с соавторами. В результате построений оценено пространственное взаимоотношение водоупорных и водоносных горизонтов, выделены зоны внутреннего питания и скрытой разгрузки подземных вод, показаны основные направления движения флюидов.
Ключевые слова: седиментационные воды, элизионный водообмен,
палеодинамические реконструкции, верхнеюрский гидрогеологический комплекс, палеопьезомаксимумы, палеопьезоминимумы, зоны скрытого питания и разгрузки подземных вод, Обь-Иртышское междуречье, Западно-Сибирский мегабассейн.
PALEODYNAMICS CONDITIONS OF UPPERJURASSIC GROUND WATERS FORMATION (BY EXAMPLE OF SOUTH REGIONS OB- IRTYSH INTERFLUVES)
Yana V. Sadykova
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, Siberian Branch of Russian Academy of Sciences (IPGG SB RAS), Acad. Koptyug av., 3, Novosibirsk, 630090, Junior scientist, Laboratory of hydrogeology of sedimentary basins of Siberia, Tel. (383) 363-80-44, е-mail:
In this paper the result of paleodynamic reconstruction of Upper Jurassic hydrogeological complex ground waters of Ob- Irtysh interfluves of West-Siberian megabasin was presented. Paleohydrodynamic reconstruction method was based upon construction of maps of water-bearing and waterproof horizons possessing the original thickness. The original thickness restoration was carried out by the method of G.I. Alekseev et al. This allowed to estimate the spatial interrelation of the water-bearing and waterproof horizons, to differentiate zones of ground waters internal feed and cryptic relief and to elucidate the main directions of fluids movements.
Key words: sedimentation waters, elisions water cycle, paleodynamic reconstruction, Upper Jurassic hydrogeological complex, paleopiezomaximum, paleopiezominimum, inside feed and relief ground waters zones, Ob- Irtysh interfluves, West-Siberian megabasin.
Пластовые воды играют важную роль в формирование залежей нефти и газа. Палеогидродинамические исследования применяются для выяснения условий образования гидродинамических систем, основных закономерностей
динамики подземных вод отдельных комплексов, расчетов объемов седиментационных вод отжатых при уплотнении пород. Полученные данные используются для выявления основных путей миграции подземных вод и водорастворенного органического вещества, условий генерации, аккумуляции и деградации залежей углеводородов.
Методы восстановления палеогидродинамических условий на элизионных этапах развития бассейнов разработаны Г.И. Алексеевым, М.С. Бурштаром, И.К. Гавич, А.А. Карцевым, В.В. Колодием, Ю.В. Мухиным, А. Д. Назаровым, И.И. Нестеровым, Б.П. Ставицким, Я.А. Ходжакулиевым, Г.П. Якобсоном и многими другими [1-6].
Региональные закономерности распределения нефтегазовых скоплений в верхнеюрском комплексе южных районов Обь-Иртышского междуречья в значительной мере обусловлены расположением и развитием в историческом аспекте благоприятных для их формирования гидродинамических зон [6].
На элизионных этапах гидрогеологической истории движение подземных вод обусловлено в основном уплотнением осадков. В результате повышения геостатической нагрузки за счет увеличения мощности вышезалегающих отложений глины уплотняются и выжимаемые из них воды поступают в вышележащие и подстилающие песчаные пласты. Дальнейшее движение отжатых из глин вод в водоносных комплексах и направленность этого движения зависит от разности геостатических нагрузок в зонах с различными мощностями пород (прогибов и поднятий), перекрывающих водоносную толщу
[4, 5].
По мере погружения наибольшее количество осадков накапливается в пределах отрицательных тектонических элементов, где геостатические нагрузки максимальны. В пределах положительных тектонических элементов они значительно ниже. Поэтому прогибы рассматриваются как зоны пьезомаксимумов, или зоны создания напоров, а поднятия, где геостатические нагрузки ниже как зоны пьезоминимумов. Разность геостатических нагрузок обуславливает движение вод из прогибов к разделяющим их поднятиям, где происходит скрытая разгрузка подземных вод [3].
Современные мощности осадочных пород залегающих на больших глубинах существенно отличаются от палеомощностей. Под действием геостатических нагрузок одновременно с отжатием вод происходит уменьшение толщин глинистых пластов. При проведении расчетов по восстановлению первоначальных мощностей использовалась методика Г.И. Алексеева с соавторами [1]. Полученные данные по палеомощностям водоносного и водоупорных горизонтов верхнеюрского гидрогеологического комплекса южных районов Обь-Иртышского междуречья по 577 скважинам позволили построить серию серия карт палеотолщин, разуплотненных на момент формирования кровли баженовской свиты. Они отражают особенности строения водонапорной системы, существовавшей на территории исследований в конце волжского века.
На полученных картах выделены зоны внутреннего питания (палеопьезомаксимумы) и скрытой разгрузки (палеопьезоминимумы)
подземных вод и показаны основные направления движения флюидов. На основе полученных материалов составлено восемь палеодинамических разрезов, на которых установлены основные пути миграции и участки аккумуляции флюидов в пределах территории исследований. Рассмотрим верхнеюрскую водонапорную систему на момент окончания формирования баженовского водоупорного горизонта.
В пределах только что сформированных осадков баженовской свиты кровля совпадала с поверхностью дна седиментационного бассейна, а подошва находилась на глубине от 0 возле выступов фундамента до 70 метров. Верхняя часть баженовского водоупора представляла собой осадок, а нижняя — молодую породу. В пределах сформированной толщи активно происходили процессы элизионного водообмена. Некоторая часть отжатых вод возвращалась в бассейн седиментации, а основная часть поступала в коллекторы верхневасюганского водоносного горизонта.
В это время глины георгиевской свиты уже претерпели некоторое уплотнение, их мощность являлась вторичной. Элизионных воды, отжимаемые из глин георгиевского водоупорного горизонта частично поступали в верхневасюганский водоносный комплекс, а также просачивались в слабоуплотненные глинистые осадки баженовской свиты.
Восточная часть исследуемой территории представляла собой обширную область повышенных палеотолщин верхневасюганского водоносного горизонта. Это связано с замещением отложений васюганской свиты осадки наунаской. Здесь полностью отсутствует водоупор для верхневасюганского водоносного горизонта снизу. В этой связи значительные массы флюидов могли поступать в результате вертикальной миграции из нижезалегающих отложений нижнесреднеюрского и палеозойского гидрогеологических комплексов. Области повышенных толщин были расположены также в пределах Колтогорско-Нюрольского желоба, Кыштовского наклонного мазопрогиба, Муромцевско-Седельниковского наклонного мезопрогиба и в центральной части Межовского структурного мегамыса. Поскольку породы верхневасюганского водоносного горизонта являются коллекторами, то повышенные палеотолщины в это время свидетельствуют о лучших коллекторских свойствах и являются дополнительным благоприятным палеогидрогеологическим условием для выявления залежей углеводородов.
Глины нижневасюганского водоупорного горизонта претерпели к концу волжского века значительное уплотнение. Элизионные воды, отжимаемые из них под действием геостатической нагрузки, равномерно распределялись между верхневасюганским и нижезалегающими водоносными горизонтами. В целом, в нижневасюганском водоупорном горизонте преобладали процессы вертикальной миграции элизионных флюидов.
Комплексный анализ карт палеотолщин водоносного и водоупорных горизонтов верхнеюрского гидрогеологического комплекса позволил построить палеогидродинамическую схему верхневасюганского гидрогеологического комплекса, на которой отражены зоны внутреннего питания и скрытой
разгрузки подземных вод и показаны основные направления латеральной миграции флюидов.
Зонами внутреннего питания подземных вод верхнеюрского комплекса являются наиболее погруженные части Колтогорско-Нюрольского желоба, Муромцевско-Сидельниковского прогиба, Кыштовского наклонного мезопрогиба, Межовского структурного мегамыса, центральной и восточной частей Барабинско-Пихтовой мегамоноклизы, Бакчарской мезовпадины и Парабельского наклонного мегавала. Зонами скрытой разгрузки - поднятия и их борта, расположенные в пределах Верхневасюганской антеклизы, Игольско-Талового куполовидного поднятия, Пудинского куполовидного мезоподнятия, западной части Барабинско-Пихтовой мегамоноклизы и зоны сочленения Северо-Межовской мегамоноклинали с Межовским структурным мегамысом. Основные потоки элизионных вод были направлены от внутренних зон питания к зонам скрытой разгрузки (рис. 1).
Рис. 1. Палеогидродинамическая схема верхнеюрского водоносного комплекса южных районов Обь-Иртышского междуречья
Контуры крупных тектонических элементов: 1 - положительных, 2 - отрицательных, 3 - промежуточных; палеогидродинамические зоны: 4 - скрытой разгрузки подземных вод, 5 - внутреннего питания подземных вод; 6-основные направления движения подземных вод.
Таким образом, проведенный анализ позволил откартировать основные зоны внутреннего питания, скрытой разгрузки подземных вод и наметить пути их миграции. Подземные воды верхнеюрского гидрогеологического комплекса образовались за счет заполнения коллекторов седиментагенными водами в течении элизионных этапов и метеогенными во время инфильтрационных
этапов развития водонапорной системы. Затем они постепенно смешивались с отжимаемыми элизионными водами из глин подстилающих и перекрывающих водоупорных горизонтов. Химический состав подземных вод верхнеюрского комплекса определялся соленостью седиментогенных вод и дальнейшими процессами метаморфизации и взаимодействия в системе «вода-порода-газ-органическое вещество» на стадиях диагенеза и катагенеза вмещающих пород.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алексеев, Г.И. Методика изучения уплотнения терригенных пород при палеогеологических реконструкциях / Г.И. Алексеев, В.Н. Андреев, А.А. Горелов, Л.Л. Казьмин. - М.: Наука, 1982. - 144 с.
2. Бурштар, М.С. Методика построения региональных схематических карт палеогидродинамической обстановки / М.С. Бурштар, А.Д. Назаров // Советская геология. -1970. - № 9. - С. - 19-33.
3. Карцев, А.А. Палеогидрогеология/ А.А. Карцев, С.Б. Вагин, Е.А. Басков. - М.:
Недра, 1969. - 152 с.
4. Любомиров, Б.Н. Палеогидрогеологические условия формирования нефтяных и газовых залежей Тимано-Печорской провинции/ Б.Н. Любомиров // Советская геология. -1963. - № 11. - С. 89-99.
5. Ходжакулиев Я.А. Палеогидрогеологические исследования при поисках нефти и газа / Я. А. Ходжакулиев, Л. А. Абукова. - М.: Недра, 1985. - 209 с.
6. Якобсон, Г.П. Палеогидрогеологические и современные гидрогеологические закономерности формирования и размещения нефтегазовых месторождений / Г.П. Якобсон. -М.: Недра, 1973. - 268 с.
© Я.В. Садыкова, 2012
