Deep-buried Lower Paleozoic oil and gas systems in eastern Siberian Platform: geological and geophysical characteristics,estimation of hydrocarbon resources
- 1 — Ph.D., Dr.Sci. Counsellor of the RAS Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 2 — Ph.D., Dr.Sci. Chief Researcher Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 3 — Ph.D. Head of Laboratory Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 4 — Ph.D. Leading Researcher Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
- 5 — Ph.D. Researcher Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics, SB RAS ▪ Orcid ▪ Elibrary ▪ Scopus ▪ ResearcherID
Abstract
The study of deep-buried oil and gas systems is a promising trend in the preparation of hydrocarbon resources. The study of the factors determining oil and gas potential is extremely important. The Lena-Vilyui sedimentary basin in the eastern Siberian Platform has a potential for the discovery of large oil and gas fields in deep-buried Cambrian deposits. The use of original methodological approaches to the analysis of black shale and overlying deposits, generalization of the results of lithological, biostratigraphic and geochemical studies of Cambrian deposits in territories adjoining the study area, modern interpretation of geophysical data showed that siliceous, carbonate, mixed rocks (kerogen-mixtite) of the Kuonamka complex and clastic clinoform-built Mayan deposits are most interesting in terms of oil and gas potential. Oil and gas producing rocks of the Lower and Middle Cambrian Kuonamka complex subsided to the depths of 14 km. The interpretation of modern seismic surveying data confirms the hypothesis of a limited occurrence of the Upper Devonian Vilyui rift system. Based on generalization of geological, geophysical and geochemical archival and new materials on the Lower Paleozoic deposits of the eastern Siberian Platform, a probabilistic estimation of geological hydrocarbon resources of the Cambrian and younger Paleozoic complexes in the Lena-Vilyui sedimentary basin was performed. Based on basin modelling results it was concluded that the resources were mainly represented by gas. It is presumed that oil resources can be discovered in traps of the barrier reef system as well as on the Anabar and Aldan slopes of the Vilyui Hemisyneclise. With a confidence probability of 0.9, it can be stated that total initial resources of oil and gas (within the boundaries of the Vilyui Hemisyneclise) exceed 5 billion t of conventional hydrocarbons. The recommended extremely cautious estimate of resources of the pre-Permian complexes is 2.2 billion t of conventional hydrocarbons. In the study area, it is necessary to implement a program of deep and super-deep parametric drilling without which it is impossible to determine the oil and gas potential of the Lower Paleozoic.
References
- Schoenherr J., Littke R., Urai J.L. et al. Polyphase thermal evolution in the Infra-Cambrian Ara Group (South Oman Salt Basin) as deduced by maturity of solid reservoir bitumen // Organic Geochemistry. 2007. Vol. 38. Iss. 8. P. 1293-1318. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2007.03.010
- Chunfang Cai, Kaikai Li, Ma Anlai et al. Distinguishing Cambrian from Upper Ordovician source rocks: Evidence from sulfur isotopes and biomarkers in the Tarim Basin // Organic Geochemistry. 2009. Vol. 40. Iss. 7. P. 755-768. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2009.04.008
- Se Gong, George S.C., Volk H. et al. Petroleum charge history in the Lunnan Low Uplift, Tarim Basin, China – Evidence from oil-bearing fluid inclusions // Organic Geochemistry. 2007. Vol. 38. Iss. 8. P. 1341-1355. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2007.02.014
- Jinliang Huang, Caineng Zou, Jianzhong Li et al. Shale gas generation and potential of the Lower Cambrian Qiongzhusi Formation in the Southern Sichuan Basin, China // Petroleum Exploration and Development. 2012. Vol. 39. Iss. 1. P. 75-81. DOI: 10.1016/S1876-3804(12)60017-2
- Guoqi Wei, Zengye Xie, Jiarong Song et al. Features and origin of natural gas in the Sinian–Cambrian of central Sichuan paleo-uplift, Sichuan Basin, SW China // Petroleum Exploration and Development. 2015. Vol. 42. Iss. 6. P. 768-777. DOI: 10.1016/S1876-3804(15)30073-2
- Chunhua Shi, Jian Cao, Xiucheng Tan et al. Hydrocarbon generation capability of Sinian–Lower Cambrian shale, mudstone, and carbonate rocks in the Sichuan Basin, southwestern China: Implications for contributions to the giant Sinian Dengying natural gas accumulation // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 2018. Vol. 102. № 5. P. 817-853. DOI: 10.1306/0711171417417019
- Guangyou Zhu, Feiran Chen, Meng Wang et al. Discovery of the lower Cambrian high-quality source rocks and deep oil and gas exploration potential in the Tarim Basin, China // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 2018. Vol. 102. № 10. P. 2123-2151. DOI: 10.1306/03141817183
- Guangyou Zhu, Milkov A.V., Jingfei Li et al. Deepest oil in Asia: Characteristics of petroleum system in the Tarim basin, China // Journal of Petroleum Science and Engineering. 2021. Vol. 199. № 108246. DOI: 10.1016/j.petrol.2020.108246
- Guangyou Zhu, Milkov A.V., Zhiyao Zhang et al. Formation and preservation of a giant petroleum accumulation in superdeep carbonate reservoirs in the southern Halahatang oil field area, Tarim Basin, China // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 2019. Vol. 103. № 7. P. 1703-1743. DOI: 10.1306/11211817132
- Guangyou Zhu, Zhiyao Zhang, Xiaoxiao Zhou et al. Preservation of Ultradeep Liquid Oil and Its Exploration Limit // Energy & Fuels. 2018. Vol. 32. Iss. 11. P. 11165-11176. DOI: 10.1021/acs.energyfuels.8b01949
- Bin Cheng, Hua Liu, Zicheng Cao et al. Origin of deep oil accumulations in carbonate reservoirs within the north Tarim Basin: Insights from molecular and isotopic compositions // Organic Geochemistry. 2020. Vol. 139. № 103931. DOI: 10.1016/j.orggeochem.2019.103931
- Погодаев А.В. Влияние режима аномально высокого пластового давления на условия формирования и сохранения залежей газа в верхнепермских отложениях Хапчагайского мегавала // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2018. Т. 13. № 4. 19 с. DOI: 10.17353/2070-5379/39_2018
- Погодаев А.В., Ситников В.С., Буйдылло И.В. Перспективы нефтегазоносности и приоритетные направления дальнейших поисковых работ в Вилюйской нефтегазоносной области (Сибирская платформа) // Геология нефти и газа. 2015. № 2. С. 6-16.
- Погодаев А.В., Ситников В.С., Лысов Б.А. Литологические и гидродинамические особенности газоносности верхнепермских и нижнетриасовых отложений Хапчагайского района Вилюйской нефтегазоносной области // Геология нефти и газа. 2012. № 4. С. 2-12.
- Дахнова М.В., Жеглова Т.П., Можегова С.В. Генерационные характеристики ОВ и распределение биомаркеров в битумоидах нефтематеринских пород рифея, венда и кембрия Сибирской платформы // Геология и геофизика. 2014. Т. 55.
- № 5-6. С. 953-961.
- Коровников И.В., Вараксина И.В., Конторович А.Э., Парфенова Т.М. Биостратиграфия, литология и геохимия пород нижнего и среднего кембрия в бассейне реки Кюленке (первые результаты исследования керна скважин) // Геология и геофизика. 2024. Т. 65. № 1. С. 151-163. DOI: 10.15372/GiG2023153
- Парфенова Т.М. Новые сведения о геохимии органического вещества пород куонамского комплекса нижнего и среднего кембрия Лено-Амгинского междуречья (юго-восток Сибирской платформы) // Геохимия. 2018. № 5. С. 448-460. DOI: 10.7868/S0016752518050035
- Баженова Т.К., Дахнова М.В., Жеглова Т.П. и др. Нефтематеринские формации, нефти и газы докембрия и нижнего – среднего кембрия Сибирской платформы. М.: Всероссийский научно-исследовательский геологический нефтяной институт, 2014. 128 с.
- Губин И.А., Конторович А.Э., Коровников И.В., Парфенова Т.М. Строение кембрийских отложений Вилюйской гемисинеклизы по результатам комплексного анализа данных бурения и сейсморазведки // Геология и геофизика. 2021. Т. 62. № 8. С. 1115-1131. DOI: 10.15372/GiG2021117
- Старосельцев В.С., Ефимов А.С., Соболев П.Н. Углеводородное сырье битуминозных пород Сибирской платформы // Геология нефти и газа. 2013. № 5. С. 73-80.
- Горлов Д.А., Левшунова С.П., Роот Д.В., Мигурский С.Ф. Нефтегазогеологическое районирование куонамской формации отложений нижне-среднекембрийского возраста Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции // Геология нефти и газа. 2023. № 6. С. 67-79. DOI: 10.47148/0016-7894-2023-6-67-79
- Парфенова Т.М., Мельник Д.С., Коровников И.В. Геохимические предпосылки нефтеносности пород иниканской свиты нижнего и среднего кембрия на юго-востоке Сибирской платформы // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2022. № 11с. С. 64-71. DOI: 10.20403/2078-0575-2022-11с-64-71
- Ситников В.С., Кушмар И.А., Прищепа О.М., Погадаев А.В. О возможном открытии на юге Вилюйской синеклизы нового нефтеносного района (Сибирская платформа) // Геология нефти и газа. 2013. № 4. С. 2-12.
- Варламов А.И., Мельников П.Н., Ефимов А.С. и др. Методология, результаты работ и перспективы открытия месторождений нефти и газа в Лено-Тунгусской нефтегазоносной провинции // Геология нефти и газа. 2023. № 4. С. 21-67. DOI: 10.41748/0016-7894-2023-4-21-67
- Кравченко А.А., Пашевин А.М., Лаврентьева А.Е. Перспективы нефтегазоносности рифовых отложений на юге Вилюйской синеклизы по геофизическим данным // Науки о Земле и недропользование. 2020. Т. 43. № 2. С. 209-219. DOI: 10.21285/2686-9993-2020-43-2-209-219
- Масленников М.А., Сухов С.С., Соболев П.Н. и др. Перспективы нефтегазоносности кембрийских барьерных рифовых систем Сибирской платформы в свете новых геолого-геофизических данных // Геология нефти и газа. 2021. № 4. С. 29-50. DOI: 10.31087/0016-7894-2021-4-29-50
- Губин И.А. Уточнение строения Вилюйской гемисинеклизы по результатам переинтерпретации сейсморазведочных работ // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2020. № 4. С. 40-52. DOI: 10.20403/2078-0575-2020-4-40-52
- Киселев А.И., Ярмолюк В.В., Егоров К.Н. и др. Среднепалеозойский базитовый магматизм северо-западной части Вилюйского рифта: состав, источники, геодинамика // Петрология. 2006. Т. 14. № 6. С. 626-648.
- Киселев А.И., Константинов К.М., Ярмолюк В.В., Иванов А.В. Чаро-Синский дайковый рой в структуре среднепалеозойской Вилюйской рифтовой системы (Сибирский кратон) // Доклады Академии наук. 2016. Т. 471. № 2. С. 209-213. DOI: 10.7868/S0869565216320220
- Полянский О.П., Прокопьев А.В., Бабичев А.В. и др. Рифтогенная природа формирования Вилюйского бассейна (Восточная Сибирь) на основе реконструкций осадконакопления и механико-математических моделей // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 2. С. 163-83.
- Губин И.А., Конторович А.Э., Фомин А.М. Сейсмогеологическая характеристика и перспективы нефтегазоносности кембрийских отложений Вилюйской гемисинеклизы / Интерэкспо ГЕО-Сибирь: Недропользование. Горное дело. Направления и технологии поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых. Экономика. Геоэкология: Материалы XVI Международной научной конференции, 20-24 апреля 2020, Новосибирск, Россия. Новосибирск: Институт нефтегазовой геологии и геофизики имени А.А.Трофимука СО РАН, 2020. С. 74-84. DOI: 10.18303/B978-5-4262-0102-6-2020-007
- Prosser S. Rift-related linked depositional systems and their seismic expression // Geological Society, London, Special Publications. 1993. Vol. 71. P. 35-66. DOI: 10.1144/GSL.SP.1993.071.01.03
- Chandler V.W., McSwiggen P.L., Morey G.B. et al. Interpretation of Seismic Reflection, Gravity, and Magnetic Data Across Middle Proterozoic Mid-Continent Rift System, Northwestern Wisconsin, Eastern Minnesota, and Central Iowa // The American Association of Petroleum Geologists Bulletin. 1989. Vol. 73. № 3. P. 261-275. DOI: 10.1306/703C9B68-1707-11D7-8645000102C1865D
- Соболев П.Н. О перспективах добычи сланцевой нефти в куонамской битуминозной формации в Восточной Сибири // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Сибири. 2020. № 4. С. 14-19. DOI: 10.20403/2078-0575-2020-4-14-19
- Сафронов П.И., Бурштейн Л.М., Губин И.А. и др. История нефтегазообразования в кембрийском комплексе Вилюйской гемисинеклизы / Успехи органической геохимии: Материалы 2-й Всероссийской научной конференции с участием иностранных ученых, посвященной 120-летию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР Н.Б.Вассоевича и 95-летию со дня рождения заслуженного геолога РСФСР, профессора С.Г.Неручева, 5-6 апреля 2022, Новосибирск, Россия. Новосибирск: Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 2022. С. 242-244. DOI: 10.25205/978-5-4437-1312-0-242-244
- Zhiqian Gao, Tailiang Fan. Carbonate platform-margin architecture and its influence on Cambrian-Ordovician reef-shoal development, Tarim Basin, NW China // Marine and Petroleum Geology. 2015. Vol. 68. P. 291-306. DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2015.08.033
- Haiping Huang, Shuichang Zhang, Jin Su. Palaeozoic oil–source correlation in the Tarim Basin, NW China: A review // Organic Geochemistry. 2016. Vol. 94. P. 32-46. DOI: j.orggeochem.2016.01.008
- Кожанов Д.Д., Большакова М.А. Оценка вклада докембрийских отложений в формировании нефтеносности восточной части Волго-Уральского бассейна по результатам моделирования // Записки Горного института. 2024. Т. 266. С. 199-217.
- Прищепа О.М., Боровиков И.С., Грохотов Е.И. Нефтегазоносность малоизученной части северо-запада Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции по результатам бассейнового моделирования // Записки Горного института. 2021. Т. 247. С. 66-81. DOI: 10.31897/PMI.2021.1.8
- Прищепа О.М., Синица Н.В., Ибатуллин А.Х. Оценка влияния литолого-фациальных условий на распределение органического углерода в «доманиковых» верхнедевонских отложениях Тимано-Печорской провинции // Записки Горного института. 2024. Т. 268. С. 535-551.