The heat flow, thermal history of the oil source Lower Jurassic Togurskaya suite and oil-and-gas potential of the Paleozoic of the Koltogor mezodepression(southern segment of the Koltogor-Urengoy paleorift)

G. A. Lobova; T. E. Luneva; V. I. Isaev; A. N. Fomin; Ju. V. Korzhov; M. F. Galieva; D. S. Krutenko

doi:10.24028/gzh.0203-3100.v41i5.2019.183640

Автор(и)

G. A. Lobova Національний дослідницький Томський політехнічний університет, Російська Федерація
T. E. Luneva Національний дослідницький Томський політехнічний університет, Російська Федерація
V. I. Isaev Національний дослідницький Томський політехнічний університет; Югорський державний університет, Російська Федерація
A. N. Fomin Інститут нафтогазової геології і геофізики ім. А. А. Трофимука СО РАН, Російська Федерація
Ju. V. Korzhov Югорський державний університет, Російська Федерація
M. F. Galieva Національний дослідницький Томський політехнічний університет, Російська Федерація
D. S. Krutenko Національний дослідницький Томський політехнічний університет, Російська Федерація

DOI:

https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i5.2019.183640

Ключові слова:

«the Paleozoic» oil, the pre-Jurassic reservoirs, zonal oil and gas potential forecasting, the Urengoy-Koltogor paleorift, Tomsk school of Geothermy

Анотація

У відтворенні сировинної бази Західносибірського центру нафтогазовидобутку важливим є внесок доюрської ("палеозойської") нафти. Становлять інтерес прогнозно-пошукові дослідження доюрських резервуарів на території Колтогорського мезопро-гину і структур його обрамлення — на північному заході Томської області, в зоні південного сегмента Колтогорсько-Уренгойського пермо-тріасового палеорифту. На території досліджень поряд з крейдяним (неокомським), верхньоюрським, средньоюрським, нижньоюрським нафтогазоносними комплексами виділено і доюрский (горизонт зони контакту — НГГЗК і власне внутрішній палеозой). Прийнято, що для се-редньоюрського, верхньоюрського і крейдяного нафтогазоносних комплексів материнською є верхньоюрська баженовська світа, для покладів нижньоюрського і доюрського комплексів — тогурска світа. Дослідження виконано у контексті методології осадово-міграційної теорії нафтидогенезу. Просторово-часову локалізацію осередків генерації тогурської нафти здійснено оригінальним методом палеотемпературного моделювання. На першому етапі моделювання розраховано тепловий потік у розрізах 82 глибоких свердловин. На наступних етапах безпосередньо обчислювали гео-температури у материнській світі на ключові моменти геологічного часу. Інтегральну експрес-оцінку реалізації генераційного потенціалу світи виконано на підставі розрахункових даних щодо часу знаходження материнської світи у головній зоні нафтоутворення і її геотемператур. У відповідності до концепції про переважно вертикальну міграцію вуглеводнів прогнозування проведено в контурі поширення нафто-материнської світи. З урахуванням потужності і якості потенційних колекторів доюрських резервуарів побудовано схеми розподілу щільності акумуляції тогурської нафти і проведено районування резервуарів. Виконано зональне нафтогеологічне районування доюрського комплексу і ранжування земель за ступенем перспективності. Найперспективнішою для пошуків у резервуарі кори вивітрювання є зона, що охоплює східну частину Черемшанської мезоседловини і її зчленування з північним бортом Колтогорського мезопрогину і західним схилом Средньовасюганського мегавалу (порядку 3500 км2). Найоптимістичнішим є прогноз для резервуара внутрішнього палеозою — для тих самих земель, що і для кори вивітрювання, менш оптимістичний — для Північночкаловського врізу та його зчленування з Мурасовським виступом і трасовим куполоподібним підняттям (близько 5700 км2). Узгодженість прогнозу і встановлених прямих ознак нафтонасичення становить 70 %. Деталізована карта щільності теплового потоку території досліджень показала, що жолоб Колтогорсько-Уренгойського грабен-рифту суттєво не проявляється у підвищених значеннях теплового потоку. Описано методичні підходи та комплексну технологію зонального прогнозування нафтогазоносності доюрської основи Західного Сибіру, які розробляє Томська дослідницька школа геотерміки.

Посилання

Aleskerova, Z.T., Gurevich, M.S., Egorov, S.V., Litvinenko, I.V., Makovskaya, N.E., & Osyko, T.I. (1960). Geological framework and oil and gas potential assessment of the western half of Novosibirsk Region. Leningrad: VSEGEI, 270 p. (in Russian).

Ahpatelov E.A., Volkov V.A., Goncharova V.N., Eliseev V.G., Karasev V.I., Muher A.G., Myasnikova G.P., Teplyakov E.A., Hafizov F.Z., Shpil'man A.V., Yuzhakova V.M. (Eds.). (2004). Atlas “Geology and oil and gas potential of Khanty-Mansiysk Autonomous Okrug”. Ekaterinburg: IzdatNaukaServis, 148 p. (in Russian).

Bogachev, S.F. (1987). Gravity exploration in complex with geological and seismic exploration of Nyurol'skiy depression in connection with oil and gas prospecting in the Paleozoic sediments: Candidate’s thesis. Tomsk: TPI, 225 p. (in Russian).

Vassoevich, N.B. (1967). The sedimentary and migrational theory of oil origin (historical review and the current state). Izvestiya AN SSSR. Ser. Geologicheskaya, (11), 135―156 (in Russian).

Volkov, V.I. (2000). Creation of systematized operational geological and geophysical information to provide thematic and research works at the Tomsk region. Tomsk: OAO «Tomskneftegazgeologiya», 199 p. (in Russian).

Kontorovich, A.E., & Surkov, V.S. (2000). Western Siberia. Geology and mineral resources of Russia. Vol. 2. St. Petersburg: VSEGEI Publ. House, 477 p. (in Russian).

Isaev, V.I., Lobova, G.A., Korzhov, Yu.V., Kuzina, M.Ya., Kudryashova, L.K. & Sungurova, O.G. (2014). Strategy and basis of technologies for hydrocarbon exploration in the pre-Jurassic basement of Western Siberia. Tomsk: TPU Publ. house, 112 p. (in Russian).

Isaev, V.I., Lobova, G.A., Mazurov, A.K., Fomin, A.N. & Starostenko V.I. (2016a). Zoning of the Bazhenov suite and clinoforms of Neocomian according to the density resources of shale and primarily-accumulated oil (Nurol megadepression as an example). Geofizicheskiy zhurnal, 38(3), 29―51. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i3.2016.107778 (in Russian).

Isaev, V.I., Iskorkina, A.A., Lobova, G.A., Luneva, T.E., Osipova, E.N., Ayupov, R.Sh., Igenbaeva, N.O., & Fomin, A.N. (2018a). Mesozoic-Cenozoic climate and the geothermal regime of the oil source Kiterbyutskaya suite of the Arctic region of Western Siberia. Georesursy, 20(4), 386―395. https://doi.org/10.18599/grs.2018.4.386-395.

Isaev, V.I., Iskorkina, A.A., Lobova, G.A., Fomin, A.N. (2016b). Paleoclimate’s factors of reconstruction of thermal history of petroleum bazhenov and togur suites southeastern West Siberia. Geofizicheskiy zhurnal, 38(4), 3―25. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v38i4.2016.107798 (in Russian).

Isaev, V.I., Lobova, G.A., Stockiy, V.V. & Fomin A. N. (2018). Geothermy and zoning of shale pll prospects of the Koltogor-Urengoy paleorift (southeastern part of West Siberia). Geofizicheskiy zhurnal, 40(3), 54―80. doi: 10.24028/gzh.0203-3100.v40i3.2018.137173 (in Russian).

Isaev, V.I., Lobova, G.A., Fomin, A.N., Bulatov, V.I., Kuz'menkov, S.G., Galieva, M.F., & Krutenko, D.S. (2019). Heat flow and oil and gas potential (the Yamal peninsula, Tomsk Region). Georesursy, 21(4). (in print).

Duchkov A.D. (Ed.). (1985). Catalogue of Siberian heat flow data. Novosibirsk: Edition of the Institute of Geology and Geophysics SB AS USSR, 82 p. (in Russian).

Koveshnikov, A.E. & Nedolivko, N.M. (2012a). Secondary catagenetic transformations of the pre-Jurassic rocks of West Siberian geosyneclise. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 320(1), 82―86 (in Russian).

Koveshnikov, A.E. & Nedolivko N.M. (2012b). Weathering crust of the pre-Jurassic deposits of Western Siberian geosyneclise. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta, 320(1), 77―81 (in Russian).

Kontorovich, A.E., Nesterov, I.I., Salmanov, F.K., Surkov, V.S., Trofimuk, A.A. & Erve, Yu.G. (1975). Oil and gas Geology of Western Siberia. Moscow: Nedra, 680 p. (in Russian).

Kontorovich, A.E., Parparova, G.M., Trushkov, P.A. (1967). Metamorphism of the organic matter and some issues of oil and gas potential (the Mezozoic sediments of Western Siberian Lowland as an example). Geologiya i geofizika, (2), 16―29 (in Russian).

Korzhov, Yu.V., Isaev, V.I., Zhiltsova, A.A. & Latipova O.V. (2013). Distribution of aromatic hydrocarbons in the context of sediments of oil and gas bearing complexes (on the example of Krasnoleninsk arch deposits). Geofizicheskiy zhurnal, 35(1), 113—129. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v35i1.2013.116338 (in Russian).

Korzhov, Yu.V., Lobova, G.A., Isaev, V.I., Starikov, A.I., Kuzina, M.Ya., & Orlov, S.A. (2019). Genesis of hydrocarbons of the Jurassic and pre-Jurassic complexes of Chistinnoe field (zone of the Koltogor-Urengoy paleorift). Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 330(10) (in Russian). (in print).

Kuzina, M.Ya., Korzhov, Yu.V., & Isaev, V.I. (2014). Geochemical and lithological conceptual baseline of “the main source” of the pre-Jurassic oil deposits of Krasnoleninskiy arch. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 324(1), P. 32—38 (in Russian).

Kuzmenkov, S.G., Kuzmin, Yu.A., Stulov, P.A., Ayupov, R.Sh., Bulatov, V.I., Igenbaeva, N.O., Isaev, V.I., & Lobova, G.A. (2019). Identification of hard to recover reserves of Ugra oil. Geofizicheskiy zhurnal, 41(4), P. 114—124. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i4.2019.177372 (in Russian).

Lobova, G.A., Isaev, V.I., Kuz'menkov, S.G., Luneva, T.E., & Osipova, E.N. (2018). Oil and gas reservoirs of weathering crusts and Paleozoic basement in the southeast of Western Siberia (forecasting of hard-to-recover reserves). Geofizicheskiy zhurnal, 40(4), 73―106. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v40i4.2018.140611 (in Russian).

Lobova, G.A., Luneva, T.E., & Isaeva, O.S. (2019). Oil and gas potential of the weathering crust and the Paleozoic of the Koltogor mezodepression (the north-west of Tomsk Region). Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. Inzhiniring georesursov, 330(9), 103―113 (in Russian).

Lobova, G.A., Popov, S.A., & Fomin, A.N. (2013). Probable oil resource localisation for Jurassic and Cretaceous oil-and-gas complexes in Ust-Tym mega depression. Neftyanoye khozyaystvo, (2), 36―40 (in Russian).

Luneva, T.E. (2019). Geothermal conditions and maturation of the generation potential of the oil source togur formation (north-west of the Tomsk Region). Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika, 14(2), 1-23. https://doi.org/10.17353/2070-5379/11_2019 (in Russian).

Surkov, V.S. (Ed.). (1986). Megacomplexes and deep structure of the Earth crust of Western Siberia. Moscow: Nedra, 149 p. (in Russian).

Popov, S.A., & Isaev, V.I. (2011). Modeling of naphthyogenesis in Southern Yamal. Geofizicheskiy zhurnal, 33(2), 80―104. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v33i2.2011.117299 (in Russian).

Starostenko, V. I. (1978). Stable numerical methods in problems of gravimetry. Kiev: Naukova Dumka, 228 p. (in Russian).

Stoupakova, A.V., Sokolov, A.V., Soboleva, E.V., Kiryukhina, T.A., Kurasov, I.A., Bordyug, E.V. (2015). Geological survey and petroleum potential of Paleozoic deposits in the Western Siberia. Georesursy, 61(2), 63―76. http://dx.doi.org/10.18599/grs.61.2.6 (in Russian).

Stoupakova, A.V., Pashali, A.A., Volyanskaya, V.V., Suslova, A.A., Zavyalova, A.P. (2019). Paleobasins — a new concept of modeling the history of geological development and oil and gas bearing of regions. Georesursy, 21(2), 4―12. https://doi. org/10.18599/grs.2019.2.4-12 (in Russian).

Fomin, A.N. (2011). Catagenesis of organic matter and oil-and-gas of the Mesozoic and Paleozoic deposits of the Western Siberian megabasin. Novosibirsk: Publ. Institute of Petroleum Geology and Geophysics of the SB RAS, 331 p. (in Russian).

Fomin, A.N., Belyaev, S.Yu., Krasavchikov, V.O., Istomin, A.V. (2014). Factors of organic matter maturity in Jurassic deposits of the West Siberian megabasin. Geologiya nefti i gaza, (1), 127―133 (in Russian).

Harland, W.B., Cox, A.V., Llewellyn, P.G., Pikton, C.A.G., Smith, A.G. & Walters, R. (1985). A Geologic Time Scale. Moscow: Mir, 140 p. (in Russian).

Ablya, E., Nadezhkin, D., Bordyg, E., Korneva, T., Kodlaeva, E., Mukhutdinov, R., Sugden, M.A., Van Bergen, P.F. (2008). Paleozoic-sourced petroleum systems of the West Siberian Basin. What is the evidence? Organic Geochemistry, 39(8), 1176—1184. https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2008.04.008" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.orggeochem.2008.04.008.

Isaev, V.I. (2013). Interpretation of High-Accuracy Gravity Exploration Data by Mathematic Programming. Russian Journal of Pacific Geology, 7(2), 92—106.

Isaev, V.I., & Fomin, A.N. (2006). Centers of generation of Bazhenov- and Togur-type oils in the Southern Nyurol'ka megadepression. Russian Geology and Geophysics, 47(6), 734—745.

Isaev, V.I., Iskorkina, A.A, Lobova, G.A., Starostenko, V.I., Tikhotskii, S.A., & Fomin, A.N. (2018). Mesozoic-Cenozoic Climate and Neotectonic Events as Factors in Reconstructing the Thermal History of the Source-Rock Bazhenov Formation, Arctic Region, West Siberia, by the Example of the Yamal Peninsula. Izvestiya, Physics of the Solid Earth, 54(2), 310—329. https://doi.org/10.1134/S1069351318020064.

Isaev, V.I., Kuzmenkov, S.G., Ayupov, R.Sh., Kuzmin, Yu. A., Lobova, G.A., & Stulov, P.A. (2019). Hard-to-recover Reserves of Yugra Oil (West Siberia). Geofizicheskiy zhurnal, 41(1), 33—43. https://doi.org/10.24028/gzh.0203-3100.v41i1.2019.158862.

Iskorkina, A. A., Isaev, V. I. & Terre, D. A. (2015). Assessment of Mesozoic-Kainozoic climate impact on oil-source rock potential (West Siberia): IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science. Vol. 27. No. 012023. Retrieved from http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/27/1/012023/pdf .

Kontorovich, V. A. (2007). Petroleum potential of reservoirs at the Paleozoic-Mesozoic boundary in West Siberia: seismogeological criteria (example of the Chuzik-Chizhapka regional oil-gas accumulation). Russian Geology and Geophysics, 48(5), 422—428. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.05.002" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.rgg.2007.05.002.

Kontorovich, A.E., Burshtein, L.M., Malyshev, N.A, Safronov, P.I., Gus’kov, S.A., Ershov, S.V., Kazanenkov, V.A., Kim, N.S, Kontorovich, V.A, Kostyreva, E.A., Melenevsky, V.N., Livshits, V.R., Polyakov, A.A., & Skvortsov, M.B. (2013). Historical-geological modeling of hydrocarbon generation in the Mesozoic-cenozoic sedimentary basin of the Kara Sea (basin modeling). Russian Geology and Geophysics, 54(8), 1179—1226.

Kontorovich, A.E., Fomin, A.N., Krasavchikov, V.O., & Istomin, A.V. (2009). Catagenesis of organic matter at the top and base of the Jurassic complex in the West Siberian megabasin. Russian Geology and Geophysics, 50(11), 917—929. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.10.001" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.rgg.2009.10.001.

Kontorovich, V.A., Solov'ev, M.V., Kalinina, L.M., & Kalinin, A.Y. (2011). The role of Meso-Cenozoic tectonics in the formation of hydrocarbon pools in the southern parts of the Kaimysovy arch and Nyurol'ka megadepression. Russian Geology and Geophisics, 52(8), 845—858. https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.07.008" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.rgg.2011.07.008.

Kurchikov, A. R. (2001). The geothermal regime of hydrocarbon pools in West Siberia. Russian Geology and Geophysics, 42(11-12), 678—689.

https://www2.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6701690054&eid=2-s2.0-85064877496">Kutas, R.I., & https://www2.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6602876744&eid=2-s2.0-85064877496">Kobolev, V.P. (2019). The thermal regime of the southern margin East-European craton: https://www2.scopus.com/sourceid/19900195068?origin=recordpage">IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 249. No 012034. Retrieved from https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/249/1/012034/pdf.

Koveshnikov, A. E., Nesterova, A. C., & Dolgaya, T. F. (2016). Fracture system influence on the reservoirs rock formation of Ordovician-Devonian carbonates in West Siberia tectonic depression: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. Vol. 43. Retrieved from http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/43/1/012008/pdf/.

Saltymakova, D., Krasnoyarova, N., & Serebrennikova, O. (2017). Distinct features of crude oils from Nyurol’ka Depression (Southeast of Western Siberia). Journal of Petroleum Science and Engineering, 154, 91—99. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.04.017" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.petrol.2017.04.017.

Starostenko, V.I., http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Danilenko,%20VA&dais_id=1622421&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Danilenko, V.A., http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Vengrovitch,%20DB&dais_id=10628331&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Vengrovitch, D.B., http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Kutas,%20RI&dais_id=1322935&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Kutas, R.I., http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Stovba,%20SM&dais_id=1788376&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Stovba, S.M., http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Stephenson,%20RA&dais_id=69719&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Stephenson, R.A., & http://apps.webofknowledge.com/DaisyOneClickSearch.do?product=WOS&search_mode=DaisyOneClickSearch&colName=WOS&SID=C2cy4rHjoskQ1oxGyYr&author_name=Kharitonov,%20OM&dais_id=2739173&excludeEventConfig=ExcludeIfFromFullRecPage">Kharitonov, O.M. (1999). A new geodynamical-thermal model of rift evolution, with application to the Dnieper-Donets Basin, Ukraine. Tectonophysics, 313(1-2), 29—40. https://doi.org/10.1016/S0040-1951%2899%2900188-2" target="_blank">https://doi.org/10.1016/S0040-1951(99)00188-2.

https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7003611937&eid=2-s2.0-33845501650">Starostenko, V.I., https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6701690054&eid=2-s2.0-33845501650">Kutas, R.I., https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7005117130&eid=2-s2.0-33845501650">Shuman, V.N., & https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6602665577&eid=2-s2.0-33845501650">Legostaeva, O.V. (2006). Generalization of the Rayleigh-Tikhonov stationary geothermal problem for a horizontal layer. Ihttps://www.scopus.com/sourceid/28604?origin=recordpage">zvestiya, Physics of the Solid Earth, 42(12), 1044—1050. https://doi.org/10.1134/S1069351306120081.