Фациальная корреляция пласта ВК1 (Красноленинское месторождение) в автоматизированном режиме Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

Юбилейные даты - это действенный повод для осмысления преодоленного, действительности сегодняшнего дня и определения реальных перспектив дальнейшего инновационного развития, уже состоявшегося интегративного сообщества учреждений науки, образования и производства, в котором АГНИ выступает в качестве системообразующего звена формирующейся республиканской экономики знаний, интегрированного в научно-образовательное пространство России.

Сведения об авторе

Емекеев Александр Александрович, д.с.н., профессор, ректор Альметьевского государственного нефтяного института, г. Альметьевск, тел.(8553) 31-00-04; е-mail: [email protected]

Emekeev A. A., DSc in Sociology, professor, Chancellor of Almetievsk State Petroleum Institute, Al-metievsk, phone: (8553) 31-00-04; е-mail: [email protected]

Геология, поиски и разведка месторождений нефти и газа

УДК 550.8.+551.31/35

ФАЦИАЛЬНАЯ КОРРЕЛЯЦИЯ ПЛАСТА ВК (КРАСНОЛЕНИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ) В АВТОМАТИЗИРОВАННОМ РЕЖИМЕ

В. П. Алексеев, А. И. Лебедев, А. В. Прядко, Ю. Н. Федоров, Г. Р. Хуснуллина

(ООО «КогалымНИПИнефть»)

Ключевые слова: литофация, фациально-циклический анализ, коллектор, керн, разрезы фациальньх замещений Key words: lithofacies, the cyclic facies analysis, collector, core, sections of facial replacement

Понятие фация (лат. facies - лицо, облик) - одно из самых запутанных, и в то же время одно из самых необходимых в осадочной геологии. Впервые оно использовано швейцарским геологом Аманцем Грессли (A. Gressly) в 1838 г. При этом им сразу был совершен «первородный грех» (по выражению Н. Б. Вассоевича), заключающийся в неоднозначной трактовке данного понятия. Наиболее употребительными являются два понимания фации.

1. Условия и обстановка осадконакопления (англ. environment), чисто субъективная субстанция, непроверяемая по сути.

2.Непосредственно геологическое тело с комплексом только ему присущих признаков (англ. facies), по которым с той или иной степенью субъективности реконструируются условия осадконакопления. В зарубежной литературе для этой характеристики часто используется термин литофация (англ. lithofacies), в свою очередь близкий к определению литогенетический тип - породе с комплексом присущих ей признаков.

В любом случае при установлении фаций неизбежно использование принципа актуа-лизма (лат. actualis - действительный, настоящий; позднелат. - современный, практически существующий), заключающегося в использовании для реконструкции прежних условий осадконакопления знаний о современных.

Известно огромное количество схем фациального расчленения отложений, которые все же, исходя из принципа актуализма, сводятся, как правило, к ограниченному набору обста-новок [1].

В отечественной седиментологии во второй половине ХХ в. в наиболее целостном виде сохранилась одна из методик (фациальный, фациально-геотектонический, фациально-динамический и др. анализы) - это фациально-циклический анализ (ФЦА), основы которого разработаны Ю. А. Жемчужниковым, Л. Н. Ботвинкиной и др. [2]. Более широко он известен под названием литолого-фациальный анализ (ЛФА), предложенный П. П. Тимофеевым [3]. Отличительной чертой этих работ при изначальной «субъективности» базовых определений является постоянная проверка, то есть объективизация выполняемых реконструкций на всех этапах индуктивных (от частного к общему) построений. В последние годы ФЦА успешно использован при изучении сложнопостроенных отложений тюменской свиты Ша-имского НГР [4].

Есть все основания полагать его достаточную разрешающую способность при изучении пластов группы ВК.

Коллекторы группы ВК (викуловская свита) являются одним из основных продуктивных горизонтов Красноленинского месторождения, открытого в 1962 г., то есть почти полстолетия назад.

Коллекторами нефти в пластах ВК1-3 являются тонко(мелко)зернистые песчаники и крупнозернистые алевролиты, как правило, слабосцементированные, часто с прослоями и линзами мелкозернистых алевролитов. Викуловская свита (апт-альб) представлена преимущественно песчано-алевритовыми породами, которые переслаиваются с пластами и прослоями алевроаргиллитов (Б менее 0,008 мм). Песчаники и алевролиты часто имеют микрослоистое линзовидное строение.

Во многих случаях трудно проследить песчано-алевритовые пласты по площади. Линзы связаны друг с другом взаимопереходами, придающими коллектору пластово-массивное строение. Обломочный материал представлен кварцем (до 40-50%), полевым шпатом (25-40 %) и другими минералами. Состав цемента песчаников по данным рентгенострук-турного анализа хлорит-гидрослюидистый (45-65%) с каолинитом (10-25%). Содержание цемента составляет, в среднем, 10-12%, по типу он - пленочно-поровый.

Сложность геологического строения месторождения и низкая продуктивность пластов явились главными причинами, обусловившими продолжительную задержку в разработке месторождения. «Жаркие» дискуссии, разгорающиеся вокруг геологической модели, привели к тому, что возникла необходимость доизучения месторождения и более тщательного анализа данных. Создание моделей и реконструкция обстановок осадконакопления (фаци-альный анализ) неотъемлемо связаны со всесторонним детальным изучением керна.

На территории деятельности ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь документация керна осуществлена по пяти скважинам Восточно-Каменного месторождения, вскрывшим горизонт ВК1.3. Керном охарактеризован интервал от 30 до 70, в среднем 45 м, что представляет довольно полную информацию.

По комплексу признаков, среди которых ведущим является характеристика слоистости (текстурный анализ), уже при описании керна определялся генезис выделяемых слоев, то есть устанавливалась фация. Методика работ представляла современную модификацию фациально-циклического анализа [2], наиболее последовательно реализуемую В. П. Алексеевым и О. С. Черновой.

В приведенной схеме (табл. 1) фациального расчленения бассейновых (морских) отложений с волновой динамикой первая буква индекса обозначает группу (Б - бассейновая).

Таблица 1

Схема фациального расчленения бассейновых внутриконтинентальных раннемезозойских отложений

Группа Макрофация Ф а и и я

группа название индекс название индекс

БЗ 1 линисто-алевритовых осадков полуизолированных частей побережья заливов и лагун БЗП

<* Отложений заливно-лагунного побережья Р^ Песчано-алевритовых осадков прибрежных частей заливов БЗА

е* Алеврито-глинистых и карбонатных осадков центральных частей заливов и лагун БЗГ й§г1

О. 0) БД Гравийно-песчаных (пуддинговых) осадков оснований конусов выноса рек БДП %'А'л

Отложений подводной Г/Л Гравийно-песчаных осадков центральных частей конусов БДЦ Ш

части дельты Песчаных осадков конусов выноса рек БДД

Алеврито-песчаных осадков передовой части дельты БДА КЛ-

Отложений полуизолированного малоподвижного Глинисто-алевритовых осадков приморских озер БПО

£ БП Алеврито-глинистых и карбонатных осадков малоподвижного БПП

Глинисто-алевритовых осадков приливно-отпивной зоны (ватты) БПВ

Й бассейнового мелководья Алеерито-песчаных осадков малых аккумулятивных форм {косы, пересыпи] БПК

О о ч Песчано-алевритовых осадков малоподвижного мелководья БПА

о 1 Отложений открытого подвижного бассейнового мелководья БМ Переслаивание глинисто-алеврито-песчаных осадков подвижного лриберегового мелководья {малые аккумулятивные формы} БММ шн

ш С, 1 ж Песчаных осадков сильнолодвижного мелководья ^аккумулятивные формы: бары, косы, пересыпи) БМБ

Алеврито-песчаных осадков подвижного мелководья БМП ЕЙ

Отложений наиболее БУ Песчано-алевритовых осадков открытой части бассейна БУТ

удаленной от побережья части бассейна Апеврито-глинистых осадков открытой части бассейна БУГ 1=-,

Глинисто-карбонатных осадков открытой части бассейна БУК

* Под бассейном понимается обширный пресноводный внутриконтинентальный водоем с выровненным дном и глубинами до первых десятков метров.

Вторая соответствует какому-либо термину из описательного названия макрофации (в основном, имеющем «ключевой» характер), а третья по тому же принципу - из названия конкретной фации. Таким образом, уже сам индекс имеет закодированное генетическое содержание. Предлагаемая схема имеет отчетливый линейный характер, в то время понятие «фация» имеет палеогеографическое, ландшафтное содержание, то есть рассматривается в площадном, двухмерном пространстве» [1].

При описании отложений их гранулометрический состав определялся по шкале Ф («фи») где S - средний размер частиц). Граница между песчаниками и более тонко-

зернистыми породами (алевролиты, аргиллиты) составляет при этом 4Ф или 0,063 мм. Она незначительно отличается от границы 0,05 мм (табл. 2), рекомендуемой последними отечественными руководствами [5].

Таблица 2

Сравнение шкал размерности

Подразделения в десятичной шкале Размер частиц Шкала Ф Принятые подразделения Обозначения

Гравелит 2,00 -1,0 Гравелит ' • ' •

1,00 0,0 Грубозернистый Песчаники

Песчаники Крупнозернистый 0,500 1,0 Крупнозернистый

Среднезернистый 0,250 2,0 Среднезернистый

Мелкозернистый 0,125 3,0 Мел козернистый

0,100 4,0 Тонкозернистый

Алевролиты Крупнозернистый 0,063

0,05 5,0 Крупнозернистый Алевролиты

Мелкозернистый 0,031 ... _

0,01 8,0 Мелкозернистый 1т1|

Аргиллит 0,004

Аргиллит

Для создания модели выполнен фациально-циклический анализ и установлены крупные палеоландшафты.

1. Побережье с терригенной, преимущественно тиховодной седиментацией. Обстановки осадконакопления: приливно-отливная отмель (мелководный ватт, частично осушаемый во время отлива воды). Глубина воды от 3 до 10 м. Керном охарактеризована основная часть ваттового побережья - дистальная зона, находящаяся под уровнем моря, лишь периодически переходящая в проксимальную. В зоне ее развития наблюдаются ритмиты прилив-но-отливного происхождения. Локальные русловые промоины, сформированные во время отливных течений, накапливались в зоне сублиторали. Отдельные прослои представляют типичные штормовые отложения (песчаные темпеститы, покрытые глинами гиперпикналь-ного происхождения).

2. Побережье с терригенной, преимущественно активной динамикой среды осадконакопления. При документации керна по всем скважинам установлены интервалы, дающие общую картину обстановки активного, преимущественно волнового морского (бассейнового) побережья. В целом обстановка осадконакопления представляет побережье с активной седиментацией, обусловленной непосредственной поставкой терригенного материала дельтовой системой и его последующей интенсивной волновой вдольбереговой переработкой. Активно-волновая и потоковая обстановки осадконакопления удачно описываются моделью распределения фаций в прибрежно-морских и прибрежно-континентальных обстанов-ках седиментации при стационарном положении береговой линии. Подводно-дельтовым песчаникам посвящена специальная статья [6], в которой изложены подробные сведения о признаках данных пород и распознавании их генезиса. Именно с потоковыми песчаниками «классической» дельты [7], по нашему мнению, связаны «врезы», фиксируемые сейсморазведкой 3D на Красноленинском месторождении. Их характер представлен в известной работе [8], что воспроизведено на рис. 1.

Тем не менее, вышеуказанные приближенные модели при реконструкциях обстановок осадконакопления следует использовать осторожно, так как идеальные последовательности обнаруживаются весьма редко. Большей частью геологическая «запись» представлена далеко не полно, с большими пропусками, а иногда мощные толщи образуются в результате частой смены всего лишь двух «субобстановок», о которых идет речь.

Особо отмечено, что отложения одних и тех же фаций могут различаться по признакам в зависимости от того, в каком ряду трансгрессивном или регрессивном - они находятся (Ботвинкина, 1956). Лагунные отложения, например, пришедшие в ходе регрессии на смену прибрежно-морским и сменившиеся болотными, будут отличаться от лагунных же отложений, если эта лагуна развивается на месте приморского болота при трансгрессии. Из перечисленного неизбежно следует, что анализ фаций неотделим от изучения особенностей стратификации толщ, в частности, от изучения периодичности в осадконакоплении [10].

Рис. 1. Профиль А: электрокаротаж дельтовых песчаных тел на примере третичной дельтовой системы Холли-Спрингс на побережье Мексиканского залива в США, [8]

Поскольку «с принципиальных позиций фациальные исследования можно и следует рассматривать как процесс моделирования - изучения каких-либо явлений, процессов или объектов путем построения и изучения их моделей» [9], то «моделью (лат. modulus - мера, образец, норма) является некоторый образ (схема, структура, чертеж и проч.) или аналог, используемый в качестве «заместителя» или «представителя» соответствующего явления, процесса, объекта и выступающий средством объяснения и предсказания, в том числе эвристического. Из перечисленного следует многообразие возможных путей моделирования и получаемых разными способами моделей».

«На основе некоторых предпосылок о протекании геологического процесса строится теоретическая модель, отражающая механизм процесса, и на ее основе выводятся следствия о состоянии изучаемого объекта в настоящее время. Полученные из теоретической модели следствия сопоставляются с эмпирическими данными. Если устанавливается взаимнооднозначное соответствие между теоретически полученными и опытными данными, то можно утверждать, что образование исследуемого объекта удовлетворительно описывается предложенной моделью, поскольку следствия из модели не противоречат эмпирическим данным. Если следствия из модели противоречат признакам, характеризующим эмпирически изучаемый объект, то модель отвергается» [4].

Следующим этапом в изучении викуловских отложений стало построение 3D модели и разрезов фациальных замещений, то есть использована возможность проследить распространение фаций не только в двухмерном пространстве, но и в трехмерном.

Сущность процедуры, использованной нами, заключается в переводе исходной литофа-циальной информации в числовую форму посредством числового кодирования. В основе лежит замена индексов фаций, в которых закодировано генетическое содержание в числа по девятибалльной шкале (от 0 до 9). При необходимости данные можно дополнять новой информацией.

Полученная информация загружается в программный комплекс Roxar (Irap RMS) и с помощью метода Interpolation (интерполяция) отстраиваются 3D модель (рис. 2) и разрезы фациальных замещений (рис. 3).

Рис. 2. 3D модель фациального расчленения

Рис. 3. Разрезы фациальных замещений

В основе данного метода лежит алгоритм интерполяции. Достоверные значения параметра, которые известны в скважинах, в интересующих нас интервалах глубин, присваиваются и окружающим ячейкам 3D сетки. При этом значения присваиваются с определенным весом в зависимости от удаленности ячейки от достоверного значения (скважины). Ячейки, через которые проходят сами скважины, имеют самый большой вес, то есть, для интерполирования параметра нам необходимо иметь: 3D сетку и скважинные данные, осредненные в соответствии с вертикальным разрешением 3D сетки. Таким образом, методика интерполяции, применяемая в RMS, основана на анизотропном расчете средних весов, зависящих от распределения исходных достоверных данных. Результатом построений является получение наглядного распределения литотипов в объёме 3D сетки, учитывающей особенности залегания викуловских пластов.

Использованный подход позволяет создать более чёткое представление о строении ви-куловских пластов на нашем участке и служит основой для дальнейшего совершенствования литолого-фациальной модели, что поможет избежать ошибок, связанных с недостаточной изученностью месторождений или неверного принятия той или иной геологической модели, влияющей на систему поисково-разведочного процесса и на схему разработки выявленных углеводородных залежей, повысив темпы и качество подготовки промышленных запасов углеводородов и объемы нефтедобычи.

Список литературы

1. Русский В. И., Кривихин С. В., Алексеев В. П., Зеленская А. Ш. Геология нефти и газа: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и самостоятельной работе. - Екатеринбург: Изд-во УГГГУ, 2010. - 138 с.

2. Жемчужников Ю. А., Яблоков B. C., Боголюбова Л. И., Ботвинкина Л. Н., Феофилова А. П., Ритенберг М. И., Тимофеев П. П., Тимофеева З. В. Строение и условия накопления основных угленосных свит и угольных пластов среднего карбона Донецкого бассейна. - М.: Изд-во АН СССР. Ч. 1. 1959. - 331 с.; Ч. 2. 1960. - 346 с. (Труды ГИН АН СССР. Вып. 15).

3. Тимофеев П. П. Эволюция угленосных формаций в истории Земли. - М.: Наука, 2006. - 204 с. (Труды ГИН РАН. Вып. 557).

4. Алексеев В. П., Федоров Ю. Н., Маслов А. В, и др. Состав и генезис отложений тюменской свиты Шаимского нефтегазоносного района (Западная Сибирь). - Екатеринбург: Изд-во УГГУ 2007. 209 с.

5. Шванов В. Н., Фролов В. Т., Сергеева Э. И. и др. Систематика и классификация осадочных пород и их аналогов. - СПб.: Недра, 1998. - 352 с.

6. Алексеев В. П. Подводно-дельтовые песчаники юрских отложений Северной Евразии (распространение, значимость и критерии установления) // Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала ХМАО-Югры (Двенадцатая научно-практ. конф.). - Ханты-Мансийск, 2009. Т. 1.- С. 144-156.

7. Einsele G. Sedimentary basins: Evolution, facies and sediment budget. Springer, 2000. -792p.

8. Рединг Х. Г., Коллинсон Дж. Д., Аллен Ф. А., Эллиот Т. И др. Обстановки осадконакопления и фации. Пер. с англ. - М.: Мир, 1990. Т. 1. - 352 с; Т. 2. - 384 с.

9. Крамбейн У., Кауфмен М., Мак-Кеммон Р. Модели геологических процессов. Пер. с англ. - М.: Мир, 1973. -150 с.

10. Алексеев В. П. Литолого-фациальный анализ: Учебно-методическое пособие к практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Литология». - Екатеринбург:УГГГА, 2003. - 147 с.

Сведения об авторах

Алексеев Валерий Порфирьевич, д. г. - м. н., профессор, заведующий кафедрой литологии и геологии горючих ископаемых, Уральский государственный горный университет, Екатеринбург, тел.: 8(343) 2576556

Лебедев Александр Иванович, заместитель начальника центра по геологии, ООО «КогалымНИПИнефть», Тюмень, тел.: 8(3452) 792180

Прядко Александр Владимирович, соискатель, кафедра «Литологии и геологии горючих ископаемых», Уральский государственный горный университет, старший научный сотрудник ООО «КогалымНИПИнефть» г. Тюмень, тел.: 8(3452)792180

Федоров Юрий Николаевич, кандидат геолого-минералогических наук, первый заместитель генерального директора по научной работе в области геологии, ООО «КогалымНИПИнефть», Тюмень, тел.: 8(3452)792180

Хуснуллина Гузель Раильевна, соискатель, кафедра «Литологии и геологии горючих ископаемых», Уральский государственный горный университет, инженер 1 категории,

ООО «КогалымНИПИнефть», г. Тюмень, тел.: 8(3452)792180, e-mail: [email protected]

Alexeev V. P., Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor, Head ofDepartment «Lithol-ogy and geology of combustibles fossil», Ural State Mining University, Ekaterinburg, phone: 8(343)

2576556

Lebedev A. I., Deputy chief of the Center for Geology, OOO «KogalymNIPIneft», Tyumen, phone: 8(3452) 792180

Pryadko A. V., applicant for a degree, Department «Lithology and geology of combustible minerals», Ural State Mining University, senior scientific worker, OOO «KogalymNIPIneft», Tyumen, phone: 8(3452) 792180

Fedorov Yu. N., Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, First Deputy General Director for Science in Geology, OOO «KogalymNIPIneft», Tyumen, phone: 8(3452)792180

Khusnullina G. R., applicant for a degree, Department «Lithology and geology of combustible minerals», Ural State Mining University, Engineer of the first category OOO «KogalymNIPIneft», Tyumen, phone: 8(3452)792180