Катагенез органического вещества мела и юры

Уровень катагенеза ОВ и пород, отражающий кумулятивный (в рамках геологического времени) прогрев органофлюидоминеральной системы пород — важнейший универсальный фактор формирования, эволюции и разрушения УВ-скоплений в земных недрах, изменения их добывных возможностей, качественного и количественного прогноза газонефтеносности геологических (и поисковых) объектов любого масштаба, вплоть до локальных структур и отдельных горизонтов. Наиболее удобный количественный показатель степени катагенетической превращенности осадочных пород и ОВ — показатель отражения витринита (или ПОВ, R°, %). Систематические исследования катагенеза ОВ нижнемеловых, юрских и триас-палеозойских пород на севере ЗСНГП проводятся с середины 70-х годов. В них принимали участие исследователи ВНИГРИ, ИГИРГИ, ИГИ, ВНИИГАЗа, ЗапСиб-НИГНИ, СНИИГИМСа. Медленное накопление данных (определений R°, %) по мере изучения территории глубоким бурением и их обобщение позволило периодически составлять региональные, областные и зональные карты и схемы катагенеза, уточнять и детализировать их по новейшим данным. Результаты этих исследований опубликованы [22, 40, 44, 46, 57, 74, 91, 132]. В настоящей работе использованы самые последние материалы периода накопления и осмысления фактических данных 1994—2002 гг. В связи с высокой угленасыщенностью разреза готерива-апта и средней юры, наиболее достоверные определения выполнены по танопчинской свите и кровле средней юры (горизонты Ю_2-3) по Новопортовской, Малыгинской, Бованенковской и другим площадям. В кровле сеномана развиты малопреобразованные бурые угли (R° не более 0,40 %), в апте — от бурых матовых на Бованенковской и др. площадях центральной части Нурминского мегавала (0,41—0,45 %) до длиннопламенных углей — Д (градация катагенеза MKJ на севере Ямала и в зоне Харасавэй-Крузенштернской термоаномалии (R°=0,50—0,60 %). В средних горизонтах танопчинской свиты (ТП_18-20—БЯ_1-3) величины R° изменяются в диапазоне 0,58—0,80 % (длиннопламенные и газовые угли) (табл. 6.3—6.4).


В связи с существенно разными термоглубинными условиями залегания нижне-среднеюрской толщи в различных районах и зонах ЯГНО уровень катагенеза ОВ изменяется в большом диапазоне значений ПОВ (R°, %). Общей тенденцией является увеличение степени катагенеза в северном направлении и от сводовых частей крупных положительных структур ко впадинам (рис. 6.7). Невысоким интегральным прогревом характеризуются горизонты Ю_2-3 в южных и юго-западных окраинных зонах: вблизи обрамления в кровле тюменской свиты развиты блестящие бурые угли (R° от 0,45 до 0,48 % градация ПК3), на юге Нурминского мегавала и в зоне южных моноклиналей — угли марок Д, Г и ГЖ. В зоне Тамбейских структур зафиксирован уровень катагенеза МК₂—МК₃. Максимальные величины ПОВ в горизонте Ю_2-3 фактически установлены на Харасавэйской площади (более 1,6 %) и предполагаются в юре на Крузенштернской. Во впадинах и прогибах северной половины Ямала в кровле средней юры развиты коксовые и даже отощенно-спекающиеся угли (МК₄—МК₅), т.е. уже в верхней части нижне-среднеюрской толщи уровень катагенеза очень высокий. В средних и нижних горизонтах юры установлен весьма широкий диапазон уровней катагенеза ОВ — от MK_1-2 до МК₅—АК₂.

На основании первичных данных о ПОВ построен график зависимости величин R°, % от глубины отбора образцов (рис. 6.8). С использованием этого графика, а также частных графиков увеличения ПОВ с глубиной на конкретных площадях для отдельных зон по экстраполяции определены вероятные уровни катагенеза ОВ в базальных горизонтах юры, которые на 1—3 градации превышают катагенетическую превращенность ОВ в горизонтах Ю_2-3. В частности, в северной половине ЯГНО величина R° повсеместно превышает 2,50 % (полуантрациты — АК₂), а в зоне Харасавэйской термоаномалии — 3,40 % (антрациты — АК₃), в то время как на юге области даже в низах юры развиты угли марок Д и Г (на Новопортовской площади установленная фактически величина R° не превышает 0,65—0,87 на глубинах 2500—2950 м) [42, 136].

По мнению ряда исследователей, «критические» значения уровня катагенеза ОВ соответствуют величинам R° (%) в диапазоне от 0,45 до 0,55, 1,00, 1,30—1,35 и 2,00. Достаточно достоверно в объеме осадочного чехла ЯГНО можно провести только две первые границы. Рубеж ПК₃/МК₁, проводимый по величине R°= 0,5±0,02 % залегает в диапазоне глубин от 1400—1700 м (на Крузенштернской, Харасавэйской и др. площадях) до 2200—2500 м и более (на северных площадях). Вторая граница, соответствующая резкому ухудшению ФЕС терригенных коллекторов и началу термодеградации нефти в залежах, проходит на глубинах 3100 — 3600 м.