2.1 История тектонического развития и основные структуры
Киринский блок шельфа северо-восточного Сахалина расположен в южной части Северо-Сахалинского прогиба.
Его современная структура была сформирована в результате двух основных этапов тектогенеза. В эоцен-олигоценовое время преобладали условия растяжения с формированием субширотной системы горстов и грабенов, заполнявшихся грубозернистыми осадками и в меньшей степени вулканогенно-осадочным материалом. В олигоцен-раннемиоценовое время на фоне увеличения глубины бассейна происходило отложение пород мачигарского, даехуриинского и уйнинского комплексов. В раннем-среднем миоцене продолжалось пассивное заполнение бассейна отложениями палеодельты Амура (угленосные и песчаные отложения дагинской свиты). В результате обширной трансгрессии в среднем миоцене на акватории всего бассейна отлагались преимущественно глинистые отложения окобыкайского комплекса, сменившиеся нижненутовскими отложениями в позднем миоцене. [9]
Кульминация тектонической активности наступила в плиоцен-плейстоценовое время. В результате инверсии и правосдвиговых движений остров Сахалин был вовлечен в поднятие, а в пределах современного восточного побережья были сформированы антиклинальные складки, многие из которых содержат залежи углеводородов. В пределах блока их типичные предствители Лунская и Киринская антиклинали. Более удаленные к востоку Южно-Киринская и Мынгинская антиклинали практически не затронуты позднейшими деформациями и представляют собой структуры облекания палеовыступов фундамента.
Южно-Киринское и Мынгинское погребенные поднятия, представляют собой палеовыступы фундамента, имеют ярко выраженную горстовую природу и сложены вулканогенно-осадочными и метаморфизованными образованиями. Над ними сейсморазведкой зафиксированы конседиментационные складки облекания фундамента палеоген-нижнемиоценовыми отложениями. В гравитационном и магнитном полях им соответствуют обширные максимумы.
Поднятия фундамента осложнены сдвигами и сбросо-сдвигами разбивающими их на отдельные блоки.
Южно-Киринская антиклинальная структура расположена восточнее Южно-Лунской антиклинали и юго-восточнее (через небольшой синклинальный прогиб) Киринской антиклинали и представляет собой структуру облекания палеовыступа фундамента палеоген-нижне-среднемиоценовыми отложениями. Структурные планы по различным горизонтам от кровли дагинского горизонта до акустического фундамента совпадают, для верхних плиоцен-верхнемиоценовых горизонтов характерно их несоответствие.
По кровле дагинского горизонта антиклиналь замыкается стратоизогипсой 3025 м и вытянута в северо-восточном направлении, ближе к субширотному. Северное крыло структуры осложнено Киринским региональным сбросом амплитудой около 100 м. Длинная ось структуры составляет 49 км, короткая – 23 км. Площадь 698 км2.
В плане структуры по кровле дагинского горизонта отчетливо оконтурены западный и восточный купола, замыкающиеся, соответственно, по изогипсе -2950 м и -2900 м. Амплитуда структуры составляет около 120 м. Углы наклона пород на погружении западной периклинали 5-6, восточной – 3-4, на северном и южном крыльях до 2. Структура нарушена сетью разрывов, в основном, субширотной ориентировки олигоцен-миоценового возраста. Подчиненное значение имеют субмеридиональные малоамплитудные тектонические нарушения сдвигового характера.
Киринский глубинный разлом, осложняющий северную периклиналь структуры, имеет субширотное направление и крутопадающую на север под углом около 80 плоскость и амплитуду порядка 100 м. Глубинный разлом может служить тектоническим экраном для потоков флюидов, поскольку контролирует границы параметрических аномалий.
Мынгинская антиклинальная структура расположена примерно в 20 км южнее Южно-Киринской, отделена он нее синклинальным прогибом и представляет собой структуру облекания крупного пологого блока фундамента, погруженного на восток под углом 3-4. По кровле дагинского горизонта структура замыкается по стратоизогипсе -2825 м на западе и -2875 м на востоке. С севера и с юга структура ограничена сериями крутопадающих сбросо-сдвигов, плоскости сместителей которых наклонены по обе стороны от свода. Антиклиналь вытянута в субширотном направлении.
По кровле дагинского горизонта отчетливо оконтуриваются два купола: по стратоизогипсе -2750 м – западный и -2800 м – восточный. Размеры структуры составляют: по длинной оси – 63 км, по короткой – 11 км. Углы наклона погружения слоев западной и восточной периклиналей – 3-5, северного крыла – 3-4, южного – 1-2, площадь 386 км2.
На севере структуру ограничивает Мынгинский региональный сброс, характеризующийся амплитудой (1500-1600 м) по поверхности взброшенного блока фундамента и затухающий в кровле дагинского горизонта до 300-350 м, крутопадающий на север под углами 75-78. Южное крыло структуры осложнено сбросом более низкого порядка с амплитудой по поверхности фундамента 250-300 м с затуханием амплитуды вверх по разрезу до 100 м в кровле дагинского горизонта с погружением плоскости падения на юг. Эти сбросы сыграли существенную роль в формировании Мынгинской погребенной горст-антиклинали и являются экранирующими для залежей УВ. Они осложнены серией ответвляющихся разрывов более низкого порядка и незначительной амплитуды, ориентированных параллельно плоскости основных.
Набильская морская брахиантиклинальная складка расположена в прибрежной зоне между газонефтяным месторождением Набиль на острове и Лунским нефтегазоконденсатным месторождением на шельфе. Размеры складки по кровле дагинского горизонта – 8,7х2,5 км, амплитуда – 300-400 м. На западном и восточном крыльях складки проходят субвертикальные сбросы, ограничивающие ее. Серией поперечных сбросов складка разбита на ряд блоков - самостоятельных поисковых объектов.
Южно-Лунская антиклиналь имеет брахиформное асимметричное строение и отчетливо оконтуривается по всем закартированным горизонтам. В кровле дагинского комплекса замкнута по изогипсе –2625м, имея размеры по длинной оси 7,5 и по короткой – 3,5км при амплитуде приблизительно 125м. Южная периклиналь срезана разломом с амплитудой 150-200м, северная – погружается в северо-восточном направлении под углом порядка 1,5о. Углы наклона западного и восточного крыльев составляют, соответственно, 8о и 6о. Поперечными сбросо-сдвигами складка разбита на 4 блока. Экранирование блоков друг от друга маловероятно в связи с низкой амплитудой смещений. По данным сейсморазведки в отложениях дагинского горизонта наблюдаются аномалии сейсмозаписи – признаки их нефтегазоносности
Кроме основных антиклинальных структур, подготовленных к поисково-разведочному бурению, выделяется ряд более мелких: Западно-Киринская, Чаткинская, Южная и Усть-Конгинский структурный нос, закартированных по кровле дагинского горизонта.
2.2. Стратиграфия
Акустический фундамент сложен предположительно породами верхнемелового и частично палеогенового возраста, представленными окремненными аргиллитами и плотными алевролитами (в верхней части породы туфогенные). Глубина залегания Фа колеблется от 3100-4800 м в пределах палеоподнятий до 8200 м – в погруженных участках.
Палеогеновый комплекс, представленный мачигарским и даехуриинским (олигоцен) горизонтами несогласно, с перерывом в осадконакоплении, залегает на породах акустического фундамента.
Мачигарский горизонт сложен неравномерным переслаиванием пластов песчаников, гравелитов и аргиллитов, накапливавшихся в условиях мелководья.
Даехуриинский горизонт представлен глинисто-кремнистыми породами, широко распространенными на шельфе и суше. В аналогичных породах пиленгской свиты на Окружном месторождении содержатся залежи нефти. Осадки накапливались в условиях глубоководного морского бассейна.
Мощность палеогенового комплекса колеблется от 3200 м в прогибах фундамента до 300-100 м на палеоподнятиях, местами до полного выклинивания.
Неогеновые отложения снизу-вверх представлены уйнинским (нижний миоцен), дагинским (нижний-средний миоцен), окобыкайским (средний-верхний миоцен), нутовским (верхний миоцен-плиоцен) и охотско-дерюгинским (плиоцен-четвертичные) горизонтами.
Уйнинский горизонт (и его аналог борский) изучен скважинами на сопредельной суше и представлен, в основном, плотными аргиллитами и кремнистыми алевролитами и аргиллитами.
Дагинский горизонт является основной продуктивной толщей на исследуемом участке. Литологический состав его изучен на Лунском и Киринском месторождениях. Он представлен переслаиванием мощных пластов песчаников и алевролитов, разделенных прослоями глин. Кровле дагинского горизонта соответствует несогласие, имеющее региональное значение, характеризующееся сменой режима осадконакопления вследствие глобального подъема уровня моря во всем Охотоморском регионе. На сейсмических разрезах оно представлено высокоамплитудным отражением, связанным со сменой глинисто-песчаного субконтинентального дагинского комплекса пород на глинистый окобыкайский глубоководный комплекс.
Общая мощность дагинско-уйнинского нерасчлененного (по сейсмическим данным) комплекса в пределах блока колеблется от 2600 м на Южно-Лунской антиклинали до 700 м – на Южно-Киринской.
Окобыкайский горизонт распространен по площади повсеместно, литологически он представлен глинами, отлагавшимися в глубоководных морских обстановках. Глинистые породы окобыкайского комплекса являются региональной покрышкой для залежей УВ. Мощность окобыкайских отложений колеблется в пределах 300-350 м.
Отложения нижней части нутовского комплекса накапливались в глубоководном бассейне и представлены глинами и глинистыми алевритами. Отложения верхней части комплекса накапливались в типично шельфовых обстановках и представлены песчаными и песчано-алевритовыми пластами. Мощность нутовского комплекса выдержана по площади и составляет 875-950 м.
Охотско-Дерюгинский комплекс является возрастным аналогом помырского горизонта суши, сформировался в условиях переходных от шельфа к склону. Мощность комплекса увеличивается с юго-запада на северо-восток с 600 до 2550 м.
2.3. Нефтегазоносность
Промышленно нефтегазоносным и основным перспективным комплексом в пределах блока являются отложения дагинского горизонта. В сочетании с перекрывающей окобыкайской глинистой толщей эти отложения образуют мощный резервуарный комплекс массивно-пластового (верхне-среднедагинские отложения) и пластового (нижнедагинские отложения) типов. Мощность резервуарного комплекса около 1500 м.
Внутри контура блока расположено уникальное по запасам газа нефтегазоконденсатное месторождение Лунское (лицензионный участок «Сахалин-2»). Размеры антиклинальной складки - 25*8,5 км, амплитуда - 700м. Поисковое бурение на Лунской структуре было начато в 1984 г. В этом же году скважиной №1 было открыто газоконденсатное месторождение в отложениях дагинского горизонта. Последующим бурением была установлена нефтяная оторочка в залежах I-IV пластов. В разрезе дагинского комплекса, вскрытом скважинами на месторождении Лунское, выделено 20 песчаных и алеврито-песчаных пластов. Залежи углеводородов открыты в 17 пластах. Мощность пластов от 16 до 70 м. К настоящему времени здесь пробурены семь скважин: 4 - поисковые, 2 - разведочные, 1 - оценочная. Геологические запасы категорий С1+С2 составляют: свободного газа – 384,112 млрд. м3, конденсата – 45,342 млн. т, нефти - 51,916 млн.т.
В 1992 г. непосредственно в пределах блока открыто Киринское газоконденсатное месторождение. В верхних пластах дагинского горизонта на глубине 2820-3010 м вскрыты массивно-пластовая (I-III пласты) и пластовая (IV пласт) залежи. Месторождение приурочено к брахиантиклинальной складке, осложненной двумя куполами. Размеры складки – 20х4 км, амплитуда – 200 м. Геологические запасы открытого Киринского месторождения по категории С1+С2 составляют: свободного газа – 75,4 млрд. м3, конденсата – 12,6 млн. т.
Кроме продуктивного дагинского комплекса, дополнительные перспективы связываются с отложениями фундамента (Южно-Киринская, Мынгинская, Восточно-Киринская и Восточно-Мынгинская структуры), в которых предполагается присутствие кавернозно-трещинного резервуара в коре выветривания. В разрезе восточной части блока (Восточно-Киринская и Восточно-Мынгинская структуры) перспективны отложения даехуриинского горизонта, для которого предполагается опесчанивание разреза к сводам раннекайнозойских поднятий. В разрезе Мынгинской структуры возможно присутствие резервуарного комплекса в отложениях мачигарского горизонта. Потенциальные геологические ресурсы для блока с учетом поисковых рисков оцениваются в 1017 млн.т нефти, 149 млн.т конденсата, 1090 млрд.м3 свободного газа и 224 млрд.м3 растворенного газа.
Южно-Киринская куполовидная структура по отложениям дагинского горизонта имеет размеры 49х23 км. Структура осложнена многочисленными малоамплитудными разрывами сбросо-сдвигового характера. По результатам обработки и интерпретации материалов сейсморазведки в верхнедагинских пластах предполагается массивно-пластовая газоконденсатная залежь с нефтяной оторочкой.
Рис.2.2. Южно-Киринская перспективная структура. Структурная карта по кровле дагинского горизонта.
Собственно Южно-Киринская перспективная структура выявлена по сейсмическим данным в виде пакета высокоамплитудных отражений, ассоциирующихся с присутствием резервуара в данной части разреза (Рис.2.2).
По результатам сейсморазведки 2D установлена тесная связь облика отражений на Южно-Киринской структуре и продуктивным интервалом на Лунском и Киринском газоконденсатных месторождениях. Яркие высокоамплитудные отражения интерпретируются как пологозалегающие отложения дагинского комплекса облекающие палеовыступ фундамента, сложенный верхнемеловыми породами. На основании того, что установлена тесная связь структурного замыкания и амплитудных аномалий предполагается, что структура полностью заполнена углеводородами до линии последней замкнутой изогипсы на глубине -2950 м. По аналогии с месторождениями Лунским и Киринским предполагается, что наиболее вероятный сценарий – это присутствие газоконденсатной залежи. Однако, учитывая обстановки осадконакопления во время отложения дагинских отложений, предполагается, что на удалении от палеодельты в формировании материнских пород все большую роль играли морские глинистые отложения богатые алиновым органическим веществом, способным генерировать нефть.
Имеющиеся сейсмические данные не позволяют однозначно прогнозировать фазовый состав углеводородов в ловушке. Известно, что на этой глубине сейсморазведочные данные имеют вертикальное разрешение разреза на уровне 30-60м. Присутствие аномалий AVO установленных специалистами ОАО «Дальморнефтегеофизика» подтверждается также результатами обработки и интерпретации данных сейсморазведки 3D выполненной в КОО «ПегаСтар Нефтегаз». Присутствие аномалий указывает на высокую вероятность наличия углеводородов. Специалистами компании Эксон-Мобил выполнялось моделирование скважинных данных Киринского и Лунского месторождений с целью прогноза типа флюида на Южно-Киринской структуре. Результаты моделирования показывают, что при наличии двухфазной углеводородной системы по сейсмическим данным практически невозможно выявить залежь нефти высотой менее 30м. Поэтому при оптимистичных оценках допускается предположение, что в пределах структуры может присутствовать нефтяная оторочка 25, 30, 60 м. В сценарии газоконденсатнонефтяной залежи в технико-экономической оценке принят вариант присутствия нефтяного пласта толщиной 25 м.