Анализ изменения характеристик сейсмической записи и условий формирования Ачимовских отложений на примере месторождения Западной Сибири

Галиев Руслан Рамилович; Абдрахимов Роберт Иршатович

НАУКИ О ЗЕМЛЕ

Udmurtiya, 1996. 222 р.

21. Tsentral'nyi gosudarstvennyi arkhiv Udmurtskoi Respubliki [Central State Archive of the

аспирант Отдела исторических исследований Удмуртского института истории, языка и литературы

Удмуртского федерального исследовательского центра

Уральского отделения РАН,

Удмуртская Республика, г. Ижевск, 426004,

ул. Ломоносова, 4,

ORCID ID: 0000-0002-9662-7128

эл. почта: [email protected]

Udmurt Republic]. (TsGA UR). F. R-300. Op. 1. D. 3. L. 12.

Postgraduate Student of the Department of Historical Research,

Udmurt Institute of History, Language and Literature, Udmurt Federal Research Center of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Udmurt Republic, Izhevsk, 426004, Lomonosov str., 4, e-mail: [email protected]

УДК 550.834.05; 550.34.06.013.3 DOI 10.24412/1728-5283_2023_1_40_47

анализ изменения характеристик сейсмической записи и условий формирования ачимовских ОТЛОЖЕНИЙ*

ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», Уфа, Россия

ООО «Тюменский нефтяной научный центр», Тюмень, Россия

В работе представлены результаты построения фациальной модели неокомских отложений участка недр номер один, на основе сейсмофациального анализа и геофизической скважинной информации. Целью данной работы является восстановление истории осадконакопления и прогнозирование распространения перспективных зон пластов ачимовской толщи участка недр по результатам комплексного анализа геолого-геофизической информации. Предлагаемый подход позволил решить ряд задач, таких как уточнение границ локализации перспективных залежей; построение прогнозных карт с учетом модели осадконакопления; корректировка стратегии разбуривания месторождения. Прогнозирование изменения характеристик свойств отложений является актуальной задачей на всех стадиях изучения и разработки месторождений. Обязательным условием полноценного изучения интересуемого участка является применение методик дистанционного изучения отложений, а именно - сейсморазведочных исследований. Для получения качественных результатов анализа, использован инструмент интерпретации, основанный на технологии «нейронных сетей». Применен статистический подход при определении оптимального количества сейсмоклассов. В результате проведенного сейсмофациального анализа отложений нижнего мела на месторождении уточнены границы залежи и распределение свойств коллектора в межскважинном пространстве для целей оптимизации поисково-разведочного бурения и расширения ресурсной базы. Отложения пласта Ач изучаемого участка представлены глубоководными конусами выносов алеврито-песчаного, глинистого (в дистальных областях) материала, которые сложно переплетены и наложены друг на друга. Песчаные лопасти глубоководных конусов выноса представляют наибольший интерес с точки зрения планирования геолого-разведочных работ в северной части участка, где отсутствует разведочное бурение. Представ-

Для цитирования:

Галиев Р.Р., Абдрахимов Р.И. Анализ изменения характеристик сейсмической записи и условий формирования Ачимовских отложений // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2023. №1. С. 40-47. DOI: 10.24412/1728-5283 2023 1 40 47

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/

Ключевые слова: фациальные обстановки, осад-конакопление, клиноформенные отложения, сейсмо-фациальный анализ, керн, ГИС, атрибутный анализ

ленная модель заложена в основу при составлении программы доразведки недропользователем.

ANALYSIS OF CHANGES IN THE CHARACTERISTICS OF THE SEISMIC RECORD AND FORMATION CONDITIONS OF THE ACHIMOV DEPOSITS

Ufa University of Science and Technology, Ufa, Russia

Tyumen Oil Research Center LLC, Tyumen, Russia

The paper presents the results of constructing a facies model of the Neocomian deposits of the subsoil area number one, based on seismic facies analysis and geophysical well information. The purpose of this work is to restore the history of sedimentation and predict the distribution of promising zones of the Achimov strata of the subsoil area based on the results of a comprehensive analysis of geological and geophysical information. The proposed approach made it possible to solve a number of problems, such as clarifying the boundaries of the localization of promising deposits; construction of predictive maps taking into account the sedimentation model; adjustment of the field drilling strategy. Prediction of changes in the characteristics of the deposits properties is an urgent task at all stages of the study and development of deposits. A prerequisite for a full-fledged study of the area of interest is the use of methods for remote study of deposits, namely, seismic surveys. An interpretation tool based on the technology of "neural networks" was used to obtain qualitative results of the analysis. A statistical approach was applied to determine the optimal number of seismic classes. As a result of the seismic facies analysis of the Lower Cretaceous deposits at the field, the boundaries of the deposit and the distribution of reservoir properties in the inter-well space were refined to optimize exploration drilling and expand the resource base. The deposits of the Ach layer of the study area are represented by deep-sea fans of silty-sandy, clayey (in the distal areas) material, which are intricately intertwined and superimposed on each other. Sand blades of deep-water fans are of the greatest interest from the point of view of planning exploration work in the northern part of the area, with no exploration drilling.

Keywords: facies settings, sedimentation, clinoform The presented model is the basis for the deposits, seismic facies analysis, core, well logging, preparation of the additional exploration attribute analysis. program by the subsoil user.

Введение. Базовым источником данных для сейсмофациального анализа служит сейсмическая трасса, содержащая информацию об амплитуде, фазе, частоте отраженной волны. Форма трассы является основной характеристикой сейсмических данных.

Распределение трасс одинаковой формы можно отождествить с фациальной идентичностью изучаемых отложений, указывающей на сходные геологические элементы и условия седиментации.

Методика проведения сейсмофациаль-ного анализа является давно испытанным, апробированным инструментом сейсмогеологии. Она основывалась на увязке сейсми-

ческих фаций, выделяемых на основе кластеризации волновых пакетов по форме сейсмической записи, со скважинной информацией. В дальнейшем проводится анализ согласованности выделения фациальных зон по данным сейсморавзедочных исследований и данных бурения. Картирование зон предполагаемого распространения продуктивных зон.

Наиболее перспективными являются отложения ачимовской толщи, которые представлены резервуарами неструктурного типа и характеризуются литологической изменчивостью коллекторов. В таких условиях анализ изменения характеристик сейсмической записи является первым шагом для оцен-

ки изменения фациальной неоднородности резервуара.

Согласно общепринятой методике сейс-мофациального анализа подбор количества классов форм сейсмических сигналов проводиться на основе знаний об обстановках осадконакопления и определения комплексов фаций по керну и ГИС. Авторы статьи предлагают дополнительно использовать фактор оптимального количества сейсмоклассов, что позволяет детализировать итоговые прогнозные карты распространения песчаных тел и таким образом повысить достоверность геологических карт.

Целью данной работы является восстановление истории осадконакопления и прогнозирование распространения перспективных зон пластов ачимовской толщи участка недр по результатам комплексного анализа геолого-геофизической информации. Предлагаемый подход позволили решить ряд задач, таких как уточнение границ локализации перспективных залежей; построение прогнозных карт с учетом модели осадкона-копления; корректировка стратегии разбури-вания месторождения.

Результаты исследования. Согласно существующей теории, при помощи сейсморазведки можно определить аномалии волнового поля, которые обусловлены различным распространением волн в горных породах. Одним из параметров волнового поля являются динамические характеристики, которые находят отражение в сейсмической трассе. Изменение динамических характеристик связано с изменением литологии пласта, пет-рофизических свойств породы. Сейсмофа-циальный анализ, выполненный на исследуемой территории, подразумевает анализ сейсмических трасс, а именно их форм [2]. Так, породы, сформировавшиеся в единых палеогеографических условиях должны иметь идентичную форму трассы. Вследствие этого ранжирование трасс является одной из основных задач сейсмофациального анализа. На практике, разрешающая способность сейсмических исследований бывает недоста-

точной для фациальной детализация разрезов скважин как по колонкам керна и ГИС. В этом случае аномалии волнового поля сопоставляются не с отдельно взятой фацией, а с комплексом фаций, например, фаций конусов выноса (распределительные каналы, песчаные лопасти). При этом отождествление аномалий волнового поля с подобным комплексом фаций вполне оправдано для целей картирования границ распространения крупных песчаных линз глубоководных конусов выноса, как в рассматриваемом примере.

По результатам такого анализа осуществлялось прогнозирование литологии межскважинного пространства.

На первоначальном этапе работы были определены фации по разрезу скважин с керном, типовые каротажные диаграммы, соответствующие тем или иным фациальным комплексам [3]. Рассматриваемый клино-формный пласт представлен двумя типами отложений: мелководно-морские и глубоководно-морские. К мелководно-морским отнесены фации шельфовых баров, характеризующиеся «вытянутостью» в северо-восточном направлении. К глубоководно-морским отнесены фации лопастей конусов выноса, а также палеоканалы, по которым проходила разгрузка осадочного материала [4, 5]. Конус выноса представляет собой неоднородную перемешанную массу песчано-глинис-того материала, многократно сгруженного с шельфовой зоны к подножью склона и распространившегося на территорию посредством глубинных течений. Коллектора пласта Ач вскрыты в 7 скважинах.

Кластеризация сейсмических трасс и построение карт сейсмоклассов является следующим этапом работ. Как правило, процесс кластеризации заключается в визуальной идентификации рисунков отражения сейсмических трасс и распределения их по классам фаций [6]. Подобный интерпретационный процесс имеет ряд существенных недостатков и требует больших временных затрат в случае ручной обработки, что вносит в результаты анализа значительный автор-

А

ский субъективизм. Программный комплекс трехмерной сейсмической стратиграфической интерпретации использует технологию "нейронной сети" (neural network), которая способна распознавать и классифицировать сейсмические трассы по разнообразию их формы записи. Процедура предусматривает создание «интерпретационного окна» между соседними ОГ, в котором рассматриваются волновые аномалии представляющие поисковый интерес. Конечной целью изучения исследуемого интервала является построение карты сейсмофаций.

Обработка сейсмических данных также подразделяется на два этапа. На первом этапе различные формы трасс в рассматриваемом интервале анализируются «нейронной сетью», которая создается последовательностью синтетических трасс. Эта последовательность хорошо представляет многообразие форм в интервале и организует синтетические трассы, придавая каждой из них цвет и номер. На втором этапе по порядку определяется степень тождественности каждой трассы в интервале со всеми синтетическими, присваивая цвет и номер той, с которой она наиболее лучше совпадает. Полученные результаты используются для построения 2D карты сейсмических фаций, которая является картой схожести реальных трасс ряду синтетических.

Одной из задач при группировке сейс-мотрасс является определение достаточного количества классов, к которым следует относить сейсмические трассы. Для различных обстановок осадконакопления данный параметр варьируется, однако должен отражать все возможные фациальные зоны на исследуемой территории. Как правило, участок недр не всегда бывает разбурен достаточным количеством скважин, вследствие чего не все фациальные зоны могут быть вскрыты, а значит общее количество фаций (комплекса фаций) неизвестно [2]. Поэтому авторы предлагают использовать статистический подход при определении оптимального количества классов. [11] Смысл подхода заключа-

ется в том, чтобы определить количественные критерии отличия типовых трасс друг от друга при изменении числа классов. Для этого были рассчитаны карты сейсмофаций с различным количеством классов, модельных трасс, в диапазоне от пяти до 30. Далее были определены коэффициенты взаимной корреляции между полученными модельными трассами, соответствующими классам сейсмофаций. Для рассматриваемого случая, эффект «насыщения» настал при количестве модельных трасс 10 [11] и модельные трассы перестают отличаться друг от друга и не несут новой информации.

Карта сейсмофаций рассчитывалась между отражающими горизонтами (ОГ), которые отождествляются с кровлей и подошвой соответствующего пласта. Следующим действием было сопоставление карты геологических фаций и сейсмической информации (карта сейсмоклассов) и итоговое картирование границ фациальных зон и границ замещения коллектора.

Карта сейсмофаций для всех пластов рассчитывалась между отражающими горизонтами, которые отождествляются с кровлей и подошвой соответствующего пласта.

После создания карты сейсмических фаций она преобразуется в карту геологических фаций. Для этого используется скважинная информация или геологические фации, прогнозируемые по стратиграфии исследуемых комплексов.

Уже при первом рассмотрении полученных фациальных карт можно обнаружить множество интересных графических элементов. Совместный анализ результатов сейсмофациального районирования, особенностей строения целевых интервалов с геологической информации по скважинам представлен далее. При необходимости, для восстановления процесса осадконакопления использовались пропорциональные срезы по кубу амплитуд, рассчитанные между ОГ, соответствующие кровле и подошве исследуемого пласта.

Карта сейсмофаций представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 Карта сейсмофаций пласта Ач

С целью более подробного картирования сейсмофациальных зон были рассмотрены временные пропорциональные срезы в интервале пласта Ач. На нижнем пропорциональном срезе, в подошвенной части пласта Ач, отчетливо проявляются волновые аномалии потоковых фаций, переходящие на северо-западе в глубоководные лопасти разгрузки алеврито-песчаного материала. По характерной форме кривых ПС и ГК в западных скважинах подтверждаются отложения глубоководных лопастей выноса. Таким образом, закартированы два основных потоковых канала и области аккумуляции сгружаемого осадочного материала. Также на севере участка недр выявлена волновая аномалия, которая ассоциируется с оползневым телом склона (рисунок 2(а)).

Рисунок 2 Пропорциональные срезы в подошвенной (а), средней (б) и кровельной (в) частях пласта Ач

Дальнейшее накопление пласта связано с появлением нового канала транспортировки на северо-востоке ЛУ. Осадочный материал, поставляемый данным каналом, заполнял аккомодационное пространство в северной части. Постепенное заполнение локального палеобассейна привело к формированию многочисленных второстепенных каналов транспортировки, которые в свою очередь поставляли осадочный материал в более отдаленные области глубоководья. На среднем пропорциональном срезе (Рис. 2(б)) прослеживается протяженный питающий канал в северо-восточной части, область локального палеобассейна и многочисленные второстепенные каналы севернее скважины 4. В области палеошельфа проявляется волновая аномалия, связанная с песчаным баровым телом (район скважины 9). В южной части ЛУ отчетливо видна обширная зона оползания преимущественно глинистого материала на склоне палеошельфа.

А

Г

Последний цикл осадконакопления пласта Ач характеризуется увеличением привно-са осадочного материала в северной части изучаемой территории. На пропорциональном срезе верхней части интервала пласта отчетливо видны многочисленные сплетенные питающие палеорусла, которые формировали лопасти разгрузки в северо-западной области, в районе скважин 2 и 1 (рисунок 2(в)).

Рисунок 3 иллюстрирует итоговую сей-смофациальную модель пласта Ач, построенную по данным ГИС, 3D сейсмосъемки и керна в скважинах.

Рисунок 3 Сейсмофациальная модель пласта Ач

Восточный борт исследуемого района представлен отложениями ундаформы и кли-ноформы (голубым и синим цветом соответственно). Привнос обломочного материала происходил с юго-востока на северо-запад.

Предполагаемые каналы транспортировки осадочного материала представлены отложениями глубоководных русловых потоков и выделены на сейсмофациальной модели красным цветом. Конусы выноса в северо-западной части исследуемой территории представлены отложениями алеврито-песча-ных лопастей.

На рисунке 4 представлена палеострук-турная карта на начало формирования пласта Ач, которая наглядно указывает на глубоководный тип отложений изучаемого объекта.

Рисунок 4 Палеорельеф на начало формирования пласта Ач.

Карта общих толщин между ОГ М и подошвой пласта Ач

Палеоструктурный план пласта Ач получен путем выравнивания современной структуры на кровлю алымской свиты.В результате проведенного сейсмофациального анализа отложений нижнего мела на месторождении уточнены границы залежи и распределение свойств коллектора в межскважинном пространстве для целей оптимизации поисково-разведочного бурения и расширения ресурсной базы.

Выводы:

Отложения пласта Ач изучаемого участка представлены глубоководными конусами выносов алеврито-песчаного, глинистого (в дистальных областях) материала, которые сложно переплетены и наложены друг на друга.

Песчаные лопасти глубоководных конусов выноса представляют наибольший интерес с точки зрения планирования геологоразведочных работ в северной части участка, где отсутствует разведочное бурение. Представленная модель заложена в основу при составлении программы доразведки недропользователем.

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ

/

2023, том 46, №1(109)1

ЛИТЕРАТУРА

1. Нежданов А.А., Геология и нефтега-зоносность ачимовских отложений Западной Сибири, 2000. 247 с.

2. Приезжев И. И., Солоха Е. В., Манрал С. Фациальный анализ по форме сейсмического сигнала // Геофизика. 2014. № 1. С. 63-67.

3. Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел - литологических ловушек нефти и газа. Москва: Недра, 1984. 260 с.

4. Буторин А. В. Строение продуктивного клиноформного пласта по данным сейсморазведки // Геофизика. 2015. № 1. С. 10-18.

5. Жарков А. М. Особенности геологического строения и прогноз распространения залежей углеводородов в ачимовской толще Западной Сибири // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2016. Т. 11. № 4. Источник: ngtp.rU/rub/4/51_2016.pdf

6. Ольнева Т.В. Сейсмофациальный анализ. Образы геологических процессов и явлений в сейсмическом изображении. С.П.: Нефтегазовый инжиниринг, 2017. 152 с.

7. Черданцева Д.А. Фациальный анализ отложений верхнеюрских пластов казанского не-фтегазоконденсатного месторождения (Томская область) // Современные наукоемкие технологии. 2014. № 7-2. С. 28-31.

8. Шиманский В.В., Танинская Н.В., Кол-пенская Н.Н. Методические аспекты прогноза неструктурных ловушек углеводородов на примере юрско-меловых отложений Западной Сибири. // Бюллетень Московского общества испытателей природы. Отдел геологический. 2014. Т.89. Вып.4. Источник: https://cyberleninka.ru/article/ n/metodicheskie-aspekty-pшgnoza-nestrakturnyh-lovushek-uglevodorodov-na-primere-yursko-melovyh-otlozheniy-zapadnoy-sibiri/viewer

9. Бегма Д.С., Белкина В.А. Литолого-фа-циальные особенности строения верхнеюрских отложений месторождения Т // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2017. Том 328. №1. С.109-122.

10. Зверев К.В., Лебедев М.В., Хохлов Г.А. Принципиальная фациально-стратиграфическая модель терригенных отложений венда Верхнече-сонского месторождения (Сибирская платформа) // Геология, Геофизика И Разработка Нефтяных И Газовых Месторождений. 2012. №9. С.31-42.

11. Галиев Р.Р., Абдрахимов Р.И. Построение концептуальной модели осадконакопления отложений тюменской свиты на основе данных бурения и сейсморазведочных исследований // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. №4. 2022. С.39-46.

REFERENCES

1. Nezhdanov A.A., Geology and oil and gas potential of the Achimov deposits of Western Siberia, 2000. 247 p.

2. I. I. Priezzhev, E. V. Solokha, and S. Manral, "Facies analysis by seismic signal shape," Geofiz. 2014. No. 1. S. 63-67.

3. Muromtsev V.S. Electrometric geology of sand bodies - lithological traps of oil and gas. Moscow: Nedra, 1984. 260 p.

4. Butorin, A.V., Structure of a productive clinoform reservoir according to seismic data, Geofiz. 2015. No. 1. C. 10-18.

5. Zharkov, A.M., Peculiarities of the geological structure and forecast of the distribution of hydrocarbon deposits in the Achimov strata of Western Siberia, Neftegaz. Theory and practice.

2016. V. 11. No. 4. Source: https://ngtp.ru/rub/4/51_ 2016.pdf

6. Olneva T.V. Seismic facies analysis. Images of geological processes and phenomena in a seismic image. S.P.: Oil and gas engineering, 2017. 152 p.

7. Cherdantseva D.A. Facial analysis of deposits of the Upper Jurassic formations of the Kazan oil and gas condensate field (Tomsk region) // Modern science-intensive technologies. 2014. No. 7-2. pp. 28-31.

8. Shimansky V.V., Taninskaya N.V., Kolpenskaya N.N. Methodological aspects of the forecast of non-structural hydrocarbon traps on the example of the Jurassic-Cretaceous deposits of Western Siberia. // Bulletin of the Moscow Society of Naturalists. Department of Geology. 2014. V.89. Issue 4. Source: https://cyberleninka.ru/article/n7 metodicheskie-aspekty-prognoza-nestrukturnyh-lovushek-uglevodorodov-na-primere-yursko-melovyh-otlozheniy-zapadnoy-sibiri/viewer

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

9. Begma D.S., Belkina V.A. Lithological and facies features of the structure of the Upper Jurassic deposits of the T deposit. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Engineering ofgeoresources.

2017. Volume 328. No. 1. pp.109-122.

10. Zverev K.V., Lebedev M.V., Khokhlov G.A. Principal facies-stratigraphic model of Vendian terrigenous deposits of the Verkhnechesonskoe field (Siberian platform) // Geology, Geophysics and Development of Oil and Gas Fields. 2012. No. 9. pp.31-42.

11. Galiev R.R., Abdrakhimov R.I. Construction of a conceptual model of sedimentation of the deposits of the Tyumen suite based on drilling and seismic data. Bulletin of the Academy of Sciences of the Republic of Bashkortostan. No. 4. 2022. P.39-46.

Соискатель ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий».

Уфа, Россия. ORCID ID: 0000-0002-3939-6458. E-mail: [email protected]

старший менеджер, ООО «Тюменский нефтяной научный центр».

Тюмень, Россия. ORCID ID: 0000-0003-1641-9247. [email protected]

УДК

Competitor Ufa University of Science and Technology.

Ufa, Russia. ORCID ID: 0000-0002-3939-6458. e-mail: [email protected]

senior manager LLC "Tyumen Petroleum Research Center".

Tyumen, Russia [email protected]

504.06 DOI 10.24412/1728-5283_2023_1_47_57

характеристики ухудшения экологических условий

И ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ НАСЕЛЕНИя В РАЙОНАх

горнодобывающей отрасли (на примере южного Зауралья)

ФГБОУ ВО «Уфимский университет науки и технологий», Уфа, Россия

ООО "ЛУКОЙЛ-Уралнефтепродукт», Уфа, Россия

Закономерности, отражающие произошедшие изменения в состоянии окружающей среды и заболеваемости населения, выявлены на основании обобщения материалов, полученных нами в ходе выполнения ряда научно-исследовательских работ, проведенных в конце ХХ века, а также 2010 -2020 годах. Они охватывали зоны влияния горно-обогатительных фабрик, мест добычи руд цветных металлов в пределах обширного пространства, простирающегося на Южном Зауралье, включая промышленные предприятия города Карабаш Челябинской области, городов Учалы, Сибай и поселка Бурибай - в Республике Башкортостан, а также города Медногорск - в Оренбургской области. Следует обратить внимание на то, что, несмотря на продолжительное и массированное негативное влияние указанных объектов на природные комплексы и их компоненты, всеобъемлющие геоэкологические исследования по ним до сих пор не проводились. Это имеет отношение и к изучению особенностей формирования и распространения заболеваемости местного населения, обусловленной факторами загрязнения компонентов природной среды, продуктов питания и питьевой воды. В качестве основного объекта

Для цитирования:

Гареев А.М., Богдан Е.А., Гареев Э.А. Характеристики ухудшения экологических условий и заболеваемости населения в районах горнодобывающей отрасли (на примере Южного Зауралья) // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2023. №1. С. 47-57. DOI: 10.24412/1728-5283_2023_1_47_57

ВЕСТНИК АКАДЕМИИ НАУК РБ /

/

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Галиев Руслан Рамилович, Абдрахимов Роберт Иршатович

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Галиев Руслан Рамилович, Абдрахимов Роберт Иршатович

ANALYSIS OF CHANGES IN THE CHARACTERISTICS OF THE SEISMIC RECORD AND FORMATION CONDITIONS OF THE ACHIMOV DEPOSITS