CC BY
21
УДК 550.4:552.578+551.762
ПРИРОДА АЛЛОХТОННЫХ БИТУМОИДОВ ИЗ ЮРСКО-МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ЕНИСЕЙ-ХАТАНГСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО ПРОГИБА
Наталья Сергеевна Ким
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, старший научный сотрудник, тел. (383) 333-11-24, e-mail: [email protected]
Методами органической геохимии изучен керновый материал из юрско-нижнемеловых отложений восточной части Енисей-Хатангского регионального прогиба (скважины Логат-ская-361, Кубалахская-1, Массоновская-363). На основании данных пиролиза, содержания хлороформенных битумоидов в породах и распределения в их насыщенной и ароматической фракциях углеводородов-биомаркеров было выявлено присутствие аллохтонных битумоидов и была диагностирована природа исходного для них органического вещества.
Ключевые слова: юра, мел, Енисей-Хатангский прогиб, углеводороды-биомаркеры.
NATURE OF ALLOCHTONOUS BITUMENS FROM JURASSIC-CRETACEOUCE DEPOSITS IN THE EASTERN PART OF THE YENISEI-KHATANGA REGIONAL THROUGH
Natalya S. Kim
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Аkademik Koptyug Prospect, Senior Staff Scientist, tel. (383)333-11-24, e-mail: [email protected]
Using the methods of organic geochemistry the core samples from Jurassic-Lower Cretaceous deposits in the eastern part of the Yenisei-Khatanga regional trough have been examined (well Logatskaya-361, Kubalakhskaya-1, Massonovskaya-363). Based on the pyrolysis data, chloroform bitumen content in rocks, and the biomarker distribution in the saturated and aromatic hydrocarbon fractions the allochtonous bitumens were identified. Nature of initial organic matter of these bitumens were recognized.
Key words: Jurassic, Cretaceous, Yenisei-Khatanga through, biomarkers.
В конце 80-х годов прошлого века анализ результатов бурения глубоких скважин в восточной части Енисей-Хатангского регионального прогиба позволил сделать вывод о том, что строение юрских и меловых отложений неблагоприятно для накопления и сохранения залежей углеводородов [5]. Ранее было показано, что юрские алеврито-глинистые отложения содержат в основном гумусовое органическое вещество (ОВ) и способны генерировать преимущественно углеводородные газы и в незначительных количествах жидкие углеводороды [2, 4]. Считалось, что низкая перспективность восточной части прогиба на поиски залежей нефти и газа обусловлена невысокими коллекторскими свойствами юрско-меловых пластов и многочисленными разломами [2, 5]. Однако в последние годы работы по уточнению оценки перспектив этой территории возобновились. Проведенные геохимические исследования являются частью комплексной научной работы по геологии и нефтегазоносности Енисей-
Хатангского регионального прогиба, выполняемой в ИНГГ СО РАН с 2008 года.
Исследование кернового материала (136 образцов) из скважин Логатская-361, Кубалахская-1, Массоновская-363 было проведено в лаборатории геохимии нефти и газа ИНГГ СО РАН по следующей схеме: определение содержания органического углерода в дробленой породе, пиролитических характеристик органического вещества, выхода хлороформенных экстрактов (битумоидов) и их группового состава. Экстракция битумоидов из 90 образцов пород была осуществлена хлороформом при комнатной температуре с применением процедуры центрифугирования. Особое внимание уделено изучению насыщенных и ароматических фракций битумоидов методом хромато-масс-спектрометрии.
Содержание органического углерода (Сорг) в 136 изученных аргиллитах и алевритистых аргиллитах варьирует от 0,4 до 8,2, в среднем составляя 1,5 % на породу. Половина изученных нижнеюрских проб содержит органический углерод в концентрациях, ниже кларковых (0,9 % на породу согласно Н. Б. Вассоевичу, 1972). В среднем по 24 нижнеюрским образцам значение Сорг равно 1,0 % на породу. Среднее содержание органического углерода в исследованных 44 пробах среднеюрских пород выше и составляет 1,3 % на породу. Верхнеюрские отложения, среднее значение Сорг в которых по 37 образцам достигает 2,1 % на породу, характеризуются изменчивостью, как по площади, так и по разрезу. Максимальные концентрации органического углерода (5,2-8,2 %) зафиксированы в 5 пробах гольчихинской свиты из скв. Массоновская-363 (интервал 4198-4207 м). Низкоуглеродистые разности (<0,9 %) обнаружены в низах гольчихинской свиты в скв. Массоновская-363 (4341-4348 м) и скв. Логат-ская-361 (2560-2565 м). Нижнемеловые породы нижнехетской свиты из скв. Кубалахская-1 обогащены органическим углеродом (в среднем по 8 пробам 2,8 % на породу). В суходудинской свите из скв. Массоновская-363 значения Сорг не превышают значения 0,9 % на породу, тогда как в трех пробах из скв. Логатская-361 среднее значение достигает 3,8 %.
Проведенные исследования подтвердили, что ОВ юрско-меловых отложений в основном представлено террагенным (гумусовым) типом. Об этом свидетельствуют преобладание среди стеранов гомологов состава С29, доминирование низкомолекулярных трицикланов С19-20, высокие концентрации специфических ароматических углеводородов (ретен, кадален и др.) [7, 8]. Аквагенный тип ОВ был выявлен только в двух образцах гольчихинской свиты - скв. Логат-ская-316 (глубина 2561 м) и скв. Массоновская-363 (глубина 4198 м). Смешанный тип ОВ зафиксирован в китербютской свите из скв. Кубалахская-1 (глубины 3360-3363 м). Присутствие значительной доли аквагенного ОВ, связанного с липидами плактоно- и бактериогенного генезиса, отражается в повышении доли стеранов С27, среднемолекулярных трицикланов С23-26. В китербютской свите и образце гольчихинской свиты с Логатской площади при этом в ароматической фракции отмечается присутствие ретена, что указывает на незначительный вклад ОВ высшей наземной растительности.
Условия осадконакопления ОВ всех типов были субокислительные (Рг/РЬ>>1, гомогопаны Сз5/Сз4<1, присутствие диагопанов С29-30), вероятно, толщи юрско-меловых осадков накапливались в прибрежно-морской обстановке.
Катагенез ОВ изученных битумоидов соответствует градациям МК^-МК (данные д.г.-м.н. А. Н. Фомина, ИНГГ СО РАН), что подтверждается значениями биомаркерных параметров. На хроматограммах насыщенных фракций образцов, отобранных выше глубин 3 км, идентифицированы биогопаны и гопе-ны, свидетельствующие о незрелости ОВ [8].
Таким образом, к потенциально нефтепроизводящим породам можно отнести только обогащенные аквагенным ОВ аргиллиты гольчихинской свиты из интервала 4198-4210 м из скв. Массоновская-363. Остальные породы, обогащенные террагенным ОВ, могли генерировать газообразные углеводороды.
Помимо вышеописанных автохтонных битумоидов в разрезе скважин, по данным пиролиза, содержанию битумодов в породе, их групповому и углеводородному составу были выявлены аллохтонные (вторичные) битумоиды двух типов. Первый тип вторичных битумоидов выявлен в надояхской свите из скв. Логатская-361 и представлен смешанным ОВ, связанным, по-видимому, с ОВ китербютской свиты. Состав аллохтонных битумоидов второй группы, содержащих аквагенное ОВ, отличается. Среди изученных автохтонных битумоидов не было выявлено проб со сходным распределением углеводородов-биомаркеров. Аллохтонные битумоиды второго типа имеют единый генезис и обнаружены по всему разрезу: в нижнеюрских (низы шараповской свиты, скв. Кубалахская-1), среднеюрских (вымская свита, скв. Кубалахская-1), верхнеюрских (гольчихинская свита, скв. Логатская-361) и нижнемеловых (нижне-хетская свита, скв. Кубалахская-1 и суходудинская свита в скв. Логатская-361, Массоновская-363) отложениях.
В ароматической фракции аллохтонных битумоидов второго типа были обнаружены арилизопреноиды С15-22 (тетразамещенные бензолы с изопреноид-ными цепями нерегулярного строения (рисунок)).
Рис. Масс-фрагментограмма по m/z 133 ароматической фракции аллохтонного битумоида второго типа (скв. Логатская, глубина 2032 м, гольчихинская свита)
Для членов этих гомологических рядов 1-алкил-2,3,4-триметилбензолов и 1-алкил-2,3,6- триметилбензолов, идентифицированных по характерному осколочному иону m/z 133, характерны высокая интенсивность осколочного иона с m/z 134, «провалы» на концентрации гомолога С17 и резкое сближение следующих за ним пиков С18 и С19 [3, 6, 7]. Считается, что источником этих углеводородов является природный каратиноид, такой как изорениератен, содержащийся в фотосинтезирующих зеленых серных бактериях [1, 8]. Обнаружение этих короткоцепочечных производных изорениератена в аллохтонных битумо-идах свидетельствует, что исходное для них ОВ накапливалось в бескислородных обстановках при сероводородном заражении вод. Восстановительные условия в диагенезе при осадконакоплении ОВ подтверждаются и пониженными значениями отношения Pr/Ph.
Для установления источника аллохтонных битумоидов второго типа необходимо исследовать распределение углеводородов-биомаркеров в отложениях, залегающих ниже шараповской свиты. Несмотря на присутствие траппов в отложениях триаса, существует вероятность, что обнаруженные вторичные биту-моды имеют палеозойский возраст.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бушнев Д. А. Основы геохимической интерпретации данных по составу и распределению индивидуальных органических соединений в нефтях и осадочных породах. - Сыктывкар : Геопринт, 1999. - 48 с.
2. Данилкин С. М. Прогноз нефтегазоносности восточной части Енисей-Хатангского прогиба // Советская геология. - 1984. - № 4. - С. 15-23.
3. Моноциклические ароматические углеводороды с изопреноидной цепью / С. Б. Остроухов, О. А. Арефьев, В. М. Макушина и др. // Нефтехимия. - 1982. - Т. 22, № 6. -С. 723-728.
4. Нефтегазоносные бассейны и регионы Сибири. Вып. 3. Енисей-Хатангский бассейн / под ред. А. Э. Конторовича. - Новосибирск, 1994. - 71 с.
5. Обработка и обобщение материалов параметрического бурения в восточной части Енисей-Хатангского прогиба (Логатская, Массоновская, Восточно-Кубалахская и Западно-Кубалахская площади): отчет о НИР / отв. исп. Пантелеев А. В. - Красноярск : ПГО «Ени-сейнефтегазгеология», 1989. - Кн. 1. - 157 с.
6. Остроухов С. Б. Моноароматические углеводороды нефти : автореф. дис. ... канд. хим. наук. - М., 1993. - 21 с.
7. Петров А. А. Углеводороды нефти. - М. : Наука, 1984. - 263 с.
8. Peters K. E., Walters С. C., Moldowan, J. M. The biomarker guide. 2nd ed. - New York : Cambridge University Press, 2005. - 1155 p.
© Н. С. Ким, 2017
