CC BY
147
УДК 550.8.012:553.982.239:551.762/.763.1(571.1)
МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРОГНОЗА НЕСТРУКТУРНЫХ ЛОВУШЕК УГЛЕВОДОРОДОВ НА ПРИМЕРЕ ЮРСКО-МЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
В.В. Шиманский, Н.В. Танинская, Н.Н. Колпенская
ФГУНПП «Геологоразведка», Санкт-Петербург Поступила в редакцию 17.11.13
На основе многолетних исследований по изучению юрских и нижнемеловых отложений Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна авторами разработана методика прогноза неструктурных ловушек и залежей углеводородов в разнофациальных отложениях. Методика базируется на палеогеографических реконструкциях, выполненных на основе комплексной интерпретации керна, каротажа и сейсмики.
Ключевые слова: неструктурные ловушки, фации, керн, Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн.
В ближайшей перспективе основным реальным резервом прироста ресурсной базы углеводородного сырья станут неструктурные ловушки углеводородов (УВ) в освоенных регионах нефтедобычи, прежде всего в Западной Сибири. Однако в настоящее время отсутствует общепринятая методика поисков таких объектов. Проблема заключается в сложности выявления неантиклинальных ловушек традиционными методами структурной интерпретации данных сейсморазведки. Решение этой задачи требует новых методических решений.
Современное седиментационное моделирование на основе использования данных региональной геологии, биостратиграфии, тектоники, палеогеографии позволяет выявлять условия формирования и закономерности распространения неструктурных (литоло-гических и структурно-литологических) ловушек УВ в нефтегазоносных бассейнах и отражает эволюцию теоретических представлений и практического опыта нефтяной геологии, представленной в работах многочисленных отечественных и зарубежных исследователей прошлого столетия.
В статье предложена методика прогноза и поиска неантиклинальных ловушек УВ на основе моделирования седиментационных процессов, разработанная авторами в результате многолетних исследований юрско-меловых отложений Западной Сибири (Колпенская и др., 2007; Танинская и др., 2012; Шиманский и др., 2004, 2008, 2012).
Седиментационное моделирование эффективно как при построении региональных седиментационных моделей с целью выявления зон развития неструктурных ловушек в нефтегазоносных бассейнах, так и при построении седиментационных моделей сложнопостро-енных месторождений УВ с целью их результативной доразведки и разработки. Построение седиментаци-онных моделей опирается на комплексное использование результатов исследования керна, геофизических исследований в скважинах (ГИС) и интерпретации сейсморазведки.
Геологическая эффективность предлагаемой методики подтверждена успешным прогнозом зон развития неструктурных ловушек и месторождений УВ в меловых и юрских комплексах различных нефтегазоносных регионов Западной Сибири (рис. 1).
Методика седиментационного моделирования
В существенно глинистых разрезах отложений юры и нижнего мела Западной Сибири при выявлении неструктурных ловушек основной задачей становится прогноз зон развития коллекторов. Распределение коллекторов в относительно молодых осадочных бассейнах, таких, как Западно-Сибирский, контролируется прежде всего седиментационным фактором, роль эпигенетических процессов вторична. Особое значение в этих условиях приобретают комплексные седимен-тологические и палеогеографические исследования,
которые позволяют восстановить историю развития
-
Рис. 1. Районы работ в Западно-Сибирской нефтегазовой провинции: 1 — границы нефтегазоносного бассейна; 2 — границы нефтегазоносных областей; 3 — месторождения; 4 — территории, по которым проводились палеогеографические реконструкции на основе комплексирования данных исследования керна, ГИС и сейсмики; 1-Х — нефтегазоносные области: I — Каймысовская, II — Среднеобская, III — Надым-Пурская, IV — Ямальская, V — Гыданская, VI — Пур-Тазовская, VII — Пайдугинская, VIII — Васюганская, IX — Фроловская, X - Приуральская
бассейна седиментации, определить закономерности строения отложений, прогнозировать коллекторы и генетически связанные с ними неструктурные ловушки УВ. Проведение реконструкций обстановок осадконакопления является наиболее ответственным и сложным этапом исследований, требующим комплексного использования геолого-геофизических данных. Из трех основных элементов моделирования резервуаров (построение структурного каркаса; наполнение каркаса данными по внутреннему строению пластов с помощью седиментационного моделирования; наполнение структурного каркаса петрофи-зическими свойствами) меньше всего разработано седиментационное моделирование. Многие часто используемые программные пакеты вообще не учитывают литологического фактора. Некоторые из существующих программ позволяют выполнять моделирование, однако результаты нельзя назвать полностью адекватными задаче. В большинстве программных комплексов при построении модели резервуара понятие «фация» рассматривается лишь как общность осадочных пород, объединенная едиными петрофизическими свойствами, при этом генетический фактор не учитывается. Однако определение условий осадкона-копления позволяет прогнозировать форму и размер поисковых объектов. Необходимо разработать методологию построения детальных седиментационных моделей по всем комплексам моделируемого разреза и решить вопрос автоматизации процесса.
Палеогеографические реконструкции основываются на использовании множества прямых и косвенных генетических признаков, которые несет в себе осадочная порода. По остаткам древних животных и растений можно судить о среде обитания и о климате, по химическому составу пород и обнаруженным палеонтологическим ассоциациям — разделить морские и пресноводные бассейны, по размеру и отсо-ртированности обломочных частиц — судить о гидродинамике среды древних бассейнов. Проблемой является выбор наиболее достоверных и эффективных методов для конкретных геологических условий в изучаемых районах и стратиграфических интервалах.
В процессе многолетних работ нами выработан достаточно эффективный и рациональный комплекс методов для восстановления условий осадконакопле-ния и построения седиментационных моделей (рис. 2). Он включает в себя как традиционные методы: мине-ралого-петрографический, палеонтологический, палео-динамический, литолого-фациальный, палеоструктур-ный, так и еще недостаточно широко используемые в нашей стране секвенсстратиграфический анализ, анализ следов жизнедеятельности ископаемых организмов, или анализ ихнофаций. Разработана система формализации полученных данных для повышения эффективности компьютерной обработки и построения палеогеографических карт.
Выбор комплекса методов исследования определяется прежде всего наличием исходных геолого-гео-
физических данных и набором генетических признаков, необходимых для достоверного определения обста-новок осадконакопления.
Перечисленные методы определения обстановок осадконакопления могут быть объединены в группы в соответствии с генетическими признаками, которые они отражают.
Палеогидродинамические режимы среды осадконакопления определяются на основании гранулометрического анализа и электрометрических моделей фаций. Суммарное динамическое воздействие на осадок является определяющим фактором для формирования первичного коллектора, так как обеспечивает его гранулометрическую зрелость и отсортированность. Сортировка, а не размер зерен, в первую очередь определяет качество коллектора. Поэтому гранулометрический анализ и электрометрическое моделирование используются нами как основа для дальнейшего уточнения условий формирования пород-коллекторов. Ниже дана краткая характеристика этих методов.
Метод палеодинамических реконструкций по данным анализа гранулометрических параметров позволяет определять динамическую активность среды осадко-накопления. Для проведения фациального анализа при палеодинамических реконструкциях необходимо применение дробного 19-фракционного анализа со статистической обработкой параметров гранулометрического распределения.
Метод определения механизма переноса обломочных частиц разработан Р. Пассегой (Passega, 1964). На генетической диаграмме, отражающей зависимость величины медианы от наиболее крупнозернистой части осадка, выделяются поля, каждое из которых соответствует осадку, отложенному водными потоками определенного типа.
Картирование значений основных гранулометрических коэффициентов и их зависимость от палеоре-льефа дают возможность устанавливать направление сноса основных потоков, определять фации и прогнозировать зоны формирования коллекторов. Для выяснения генезиса песчаных тел имеют значение следующие коэффициенты: диаметр зерен средний, появление наиболее крупнозернистых фракций (ПНКФ), коэффициент сортировки, асимметрия, эксцесс. Методические аспекты вычислений подробно изложены в публикации Г.Ф. Рожкова (1978).
Г.Ф. Рожковым предложена динамогенетическая диаграмма, которая, в отличие от диаграммы Р. Пас-сеги, где определяется только способ транспортировки зернового материала, позволяет оценить суммарное динамическое воздействие на осадок и достаточно определенно судить о его фациальной принадлежности. На диаграмму наносятся значения параметров гранулометрического распределения — асимметрия и эксцесс. По соотношению параметров гранулометрического распределения на диаграмме выделено 8 полей с различной динамикой среды седиментации — от застойных условий до сильных речных течений.
Палеонтологический и биостратиграфический анализы ¿Ъ
Седиментационный и ихнофациалъиый анализ керна
Прогноз зон развития неструктурных ловушек У В
Гранулометрический и птеодинамический Ал анализы
Литолого-пстрографический, терригенно-минералогический и петрохимический анализы
Палеоструктурны й анализ'
Фациалъная интерпретация 1 анализ ФЭС
Крапивная_270
Анализ карт сейсмических атрибутов
озёра
Составление фациалъных карт и фациалъных профилей. Палеогеографические реконструкции
»дрирующей
йпппта
Детальная корреляция разрезов, к диагностика и корреляция ь ^читофаций и электрофаций
Секвенсстратиграфический анализ
Проградационный пакет парасеквенций
§
О Й
I
а
а
53 £
О £
(V)
Рис. 2. Схема методики седиментационного моделирования
ю
Попадание точек-проб в определенные поля диаграммы указывает на их фациальную принадлежность, а картирование полученных динамических индексов позволяет выделять поля тех или иных фациальных обстановок и прогнозировать зоны развития коллекторов. Так, установлено, что речные и эоловые пески имеют положительную асимметрию кривой распределения гранулометрического состава, а морские и пляжные — отрицательную. Критерием отделения эоловых песков от речных является лучшая сортировка эоловых песков. Значение экцесса кривой распределения у морских песков обычно высокое, а у речных низкое. Гранулометрически зрелые отложения характеризуются и улучшенными коллекторскими свойствами.
Анализ фаций по электрометрическим характеристикам. Разработанная система диагностических признаков дает возможность устанавливать фациальную природу осадка не только в результате непосредственного изучения керна, но и по их электрометрическим характеристикам. Предложенный В.С. Муромцевым (1984) метод основан на измерении в скважине потенциалов самопроизвольной поляризации (ПС). Электрометрические модели фаций представляют собой определенные формы аномалии кривой ПС, образованные рядом элементов (знак отклонения кривой ПС, кровельная, боковая, подошвенная линии, ширина аномалии и т.д.). На кривой ПС устанавливаются положительные и отрицательные аномалии, выявляется их сходство с эталонными моделями, определяется относительное значение амплитуды кривой ПС (аПС), его максимальное значение, местоположение в пределах аномалии, направление уменьшения величины аПС, и эти данные сравниваются с аналогичными признаками сходной электрометрической модели.
Система типовых электрометрических моделей (Муромцев, 1984) была дополнена материалами по юрским континентальным, прибрежно-морским и морским отложениям и ачимовским турбидитным образованиям Западной Сибири более чем по 2500 скважинам (Ши-манский и др., 2008). Практика работ по прогнозу коллекторов в юрских и нижнемеловых отложениях Западной Сибири потребовала дополнительной разработки моделей дельтовых комплексов (дельтовый канал, проксимальная, средняя, дистальная части морской дельты, сформированной при преобладании речных, приливно-отливных или волновых процессов, приливно-отливная отмель и др.) и турбидитных систем (предбарьерные турбидиты, турбидиты, проработанные контурными течениями). Для оперативного компьютерного картирования электрофации были сгруппированы в 33 типовые электрометрические модели в составе шести генетических комплексов — аллювиального, прибрежно-морского, дельтового, мелководно-морского, склонового и глубоководно-морского.
Однако приведенные методы не позволяют однозначно определить среду осадконакопления — континентальную, морскую или переходную. Так, гидродинамические уровни, а следовательно, и гранулометрические распределения, и электрометрические модели могут быть сходными для фаций русловых отмелей, баров и турбидитных потоков, отложений пляжа и дельты и т.д.
Разделить морские, континентальные и переходные фации можно по палеонтологическим данным, результатам петрохимического, терригенно-минерало-гического и ихнофациального анализов.
Палеонтологические исследования применяются как для установления возраста вмещающих отложений, так и для определения фациальных условий осадко-накопления. Анализ состава биоценозов и изучение фоссилий, присутствующих в осадочных толщах фа-нерозоя, позволяет проводить корреляцию разнофа-циальных разрезов и необходим при палеогеографических реконструкциях.
Присутствие в отложениях различных групп палеонтологических остатков свидетельствует об определенных палеогеографических условиях образования пород. Активный и пассивный морской нектон и планктон (аммониты, белемниты, фораминиферы) встречаются в морских и прибрежно-морских условиях. Остатки бентосных морских организмов (двустворчатые моллюски, остракоды) в большом количестве присутствуют в отложениях морского генезиса, а остатки наземных растений характеризуют континентальные и прибрежно-морские отложения. Палинологические данные могут быть использованы при реконструкции как континентальных и прибрежно-морских условий (споры и пыльца), так и морских (цисты динофлагеллят, празинофиты и акритархи). При этом систематический состав встреченных ми-крофитофоссилий позволяет также делать выводы о палеоклиматических и палеоландшафтных условиях произрастания на суше материнских растений, служивших источником «пыльцевого дождя» в тот или иной отрезок геологического времени.
Наличие микрофитофоссилий, характерных для континентальных отложений (споры, пыльца, пресноводный микрофитопланктон), и отсутствие морских форм свидетельствуют о континентальных условиях образования пород. Присутствие в палиноспектрах морского микрофитопланктона в большом количестве и сокращение процентного содержания спор и пыльцы указывает на установление морского режима седиментации в условиях открытого шельфа. Характер механического разрушения остатков и тип мацерата позволяют судить о степени динамической активности среды осадконакопления.
Ихнофациальный анализ основан на изучении следов жизнедеятельности ископаемых организмов (ихнофос-силий) для реконструкции условий образования осадков (Pemberton et al., 2007). Анализ проводится на основе макроскопического послойного детального
изучения керна с одновременным построением лито-лого-седиментологической колонки в масштабе 1 : 50 или 1 : 100. На седиментологической колонке помимо вещественного состава, включений, органических и растительных остатков, пористости и трещиновато-сти пород показаны элементы текстур, связанные с особенностями питания и перемещения ползающих организмов (рис. 3). Обнаружение определенного набора следов жизнедеятельности ползающих организмов (ихнофоссилии) позволяет определить обстановку осадконакопления в пределах фациального ряда прибрежная равнина — открытый морской бассейн.
Петрохимический метод. Содержание ряда химических элементов, средних значений химического состава и их отношений может быть использовано для характеристики условий осадконакопления осадков (Неелов, 1980). Геохимические параметры на основе данных спектрального анализа являются показателями фациальных условий, палеоклимата, степени выветривания и др.
Содержание бора (Кейт, Дегенс, 1961) позволяет отделить морские осадки от солоноватоводных, провести границу между солоноватоводными и пресноводными осадками. Пресноводным отложениям соответствует содержание бора 44, солоноватовод-ным — 92 и морским — 115 мкг/г. Высокие концентрации Ы, ЯЬ и N1 из числа рассеянных элементов отмечаются в морских осадках. Так, в современных морских осадках содержание лития колеблется в пределах 101—286 мкг/г, в опресненных условиях 53,7— 95,6 мкг/г. Рассеянные элементы, такие, как Оа и Сг, оказываются в больших концентрациях в пресноводных осадках. Содержание Оа в пресноводных отложениях составляет 17, в солоноватоводных — 14 и морских — 8 мкг/г. Важным геохимическим индикатором является отношение В/Оа. По Дегенсу, для пресноводных сланцев оно равно 2,6, для морских — 14,7. Также фациальным показателем «мористости» отложений служат отношения В/Ы, В/ЯЬ, У/7п и 8г/Ва.
Интенсивность химического выветривания на континенте определяется по средним значениям отношений 8Ю2/Л1203, А1203/№20, А1203/К20. В качестве показателя климатических условий выветривания на континенте используется отношение А1203/ТЮ2.
Терригенно-минералогический анализ проводится на основе изучения акцессорных минералов с целью выявления источников сноса и путей миграции терри-генного материала (Гроссгейм и др., 1984).
Состав пород областей питания, климатические условия выветривания, сортировка материала по физической и химической устойчивости и гидравлической крупности предопределяют первичный исходный состав минеральных ассоциаций. При этом особенности набора аутигенных минералов маркируют характер обстановок осадконакопления и диагенеза.
Минералогические исследования помогают выявлять зоны, генетически связанные с неструктурными ловушками, на основании пространственной изменчи-
вости комплексов терригенных минералов. Наиболее богатые комплексы минералов, ближе всего соответствующие составу пород в областях сноса, приурочены к береговым участкам бассейнов седиментации. С продвижением в глубь бассейнов ассоциации закономерно изменяются, что обусловлено, с одной стороны, уничтожением нестойких разностей минералов в процессе переноса, а с другой — дифференциацией минералов по гидравлической крупности. Таким образом, картирование распределения минералов по площади дает возможность установить береговые линии, прослеживать пути миграции терригенного материала, границы его распространения и наметить возможные региональные зоны выклинивания.
Приведенные методы позволяют достаточно определенно выделять фации (рис. 4) и на этой основе составлять атлас фаций.
На следующем этапе, после выделения фаций по керну и каротажу, анализируются их латеральные и вертикальные тренды, строятся схемы корреляции и литолого-фациальные профили. Далее создаются седиментационные модели, фациально-палеогеогра-фические карты по отдельным временным срезам на основании палеоструктурных построений, результатов секвенсстратиграфического анализа.
Палеоструктурный анализ. Распределение первичных коллекторов связано с источниками сноса, транспортировкой и аккумуляцией обломочного материала. Поэтому при прогнозе коллекторов в терригенных отложениях необходимо учитывать особенности па-леоструктурного плана, существовавшего на момент формирования отложений.
Определение палеорельефа производится по методу М.В. Проничевой (1973), когда вычитание структурных поверхностей дает палеорельеф, называемый «условным». Полученный таким образом палеорельеф точно показывает градиенты уклона, направления сноса зернового материала, инверсии и другие параметры, необходимые для палеогеографических реконструкций. В современные программные пакеты (Paradigm Geophysical SKUA, Schlumberger Petrel и др.) заложены алгоритмы «выравнивания по горизонту», позволяющие с различной степенью эффективности анализировать структурную эволюцию бассейна.
Крупные структурные элементы I порядка — ме-гавалы, своды, мегапрогибы — контролируют пути поступления и сноса терригенного материала, а с меньшими по размеру структурными элементами II—IV порядка связаны зоны концентрации зернового материала.
В континентальных условиях осадконакопления песчаные тела коллектора формируются в первую очередь аллювиальными отложениями речных русел. Образование их происходит в областях понижения рельефа в долинах палеорек. Недалеко от области сноса, в зоне прямолинейных фуркирующих русел, породы с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами образуются реже, так как осадки здесь еще
Рис. 3. Фрагмент литолого-седиментологической колонки юрских отложений васюганской свиты (пласта Ю1): 1 — песчаник; 2 — алевролит глинистый; 3 — аргиллит; 4 — слоистость, образованная штормами; 5 — пологая косая слоистость; 6 — ходы илоедов, биотурбация; 7 — нефтенасыщенность. Ихнофоссилии: As — Asterosoma, Ch — Chondrites, Oph — Ophiomorpha, Ph — Phycosiphon, Pl — Planolites, Sk — Skolithos, Th — Thalassinoides. Sid — сидерит, Py — пирит, Ca — кальцит
Рис. 4. Фация русловых отмелей равнинных меандрирующих рек
плохо отсортированы и не обладают хорошими коллек-торскими свойствами. Основная часть ловушек в аллювиальных отложениях формируется в поле меандри-рующих палеорусел, связанных с изгибами рельефа.
В зоне прибрежно-морского шельфа образуются песчаные аккумулятивные тела, представленные вдоль-береговыми барами, пляжами и барьерными островами. Согласно существующей литогенетической модели, хорошо отсортированный песчаный материал в области прибрежно-морского шельфа образуется обычно на поверхности поднятий и вблизи поднятий рельефа. Крупнозернистая фракция терригенного материала, сносимого с области денудации на шельф, отлагается в областях активной динамики водной среды, когда поток зернового материала встречает на своем пути препятствие в виде повышения рельефа. Мелко- и тонкозернистая фракция осаждается в понижениях рельефа.
Секвенсстратиграфические исследования основаны на детальном комплексном анализе результатов лито-лого-петрографических, палеонтологических, биостратиграфических, фациально-циклических, петрофизи-ческих исследований, анализе волновой характеристики сейсмического поля и ГИС, данных абсолютной геохронологии. На основе комплексного использования результатов различных геологических методов строится пространственная и возрастная модель бассейна седиментации для каждого этапа его развития при различном сочетании природных факторов — эв-статических колебаний уровня моря, тектоники, климата, наличия и характера источника сноса. Секвенс-стратиграфический метод был разработан в 70-80-е гг. XX в. американскими учеными (Sea-Level Change..., 1988). Под секвенцией понимается фациальный циклит, который сформировался в течение одного этапа развития палеобассейна, за который бассейн приобретает необходимую глубину и затем заполняется осадками. При смене условий седиментации в осадочном бассейне метод позволяет выявить характер распределения в разрезе и по латерали отложений, образующих секвенции, поверхности несогласий, выделение и пространственно-временное размещение различных фациальных зон, характеризующих определенные части секвенций.
Таким образом, одной из основных задач секвенс-стратиграфии является установление фациальных поясов или латеральных фациальных рядов и порядок их расположения в бассейне седиментации от берега к батиальному бассейну, а также исследование изменчивости фаций по разрезу и цикличности по условиям осадконакопления.
Использование перечисленных методик позволяет построить достоверные седиментационные модели и палеогеографические карты. При сопоставлении фаций с емкостными характеристиками картируются литотипы и потенциальные ловушки и в конечном итоге строятся прогнозные карты зон развития неструктурных ловушек углеводородов.
Результаты
Предлагаемая методика использована при построении седиментационных моделей, палеогеографических реконструкциях юрских и меловых отложений большинства НГО Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, на основе которых определены основные закономерности развития неструктурных ловушек:
1. В ачимовском нижнемеловом нефтегазоносном комплексе преобладают литологически ограниченные типы ловушек, связанные с глубоководными конусами выноса. По результатам палеодинамических и палеоструктурных реконструкций ачимовских песчаников Кальчинского, Восточно-Уренгойского, Приобского месторождений Западной Сибири, проведенных одним из авторов статьи, установлено, что наиболее перспективные ловушки с хорошим первичным коллектором и значительным объемом песчаного материала связаны с глубокозалегающими телами, сформированными турбидитными потоками на регрессивном этапе осадконакопления. Причем наиболее высокие значения коэффициентов палео-динамической активности среды седиментации приурочены к питающим каналам и к проксимальным частям конуса выноса. Хорошая отсортированность зрелых песчаников проксимальной части конусов выноса связана с высокой динамической активностью среды осадконакопления, и в том числе с переработкой обломочного материала глубоководными вдольконтуритными течениями. Наиболее грубозернистый материал располагался в проксимальной части конуса выноса, образованной у основания склона, в устьях питающих каналов (рис. 5).
Установленные по данным динамогенетического анализа зоны различных обстановок осадконакопле-ния на Восточно-Уренгойском месторождении уверенно картируются на площади. Хорошо выделяется конус выноса, образованный алевропесчаными породами, и подводный вал, сформированный более зрелым, проработанным вдольсклоновыми течениями зерновым материалом пласта Ач3-4. Этим зонам соответствуют максимальные величины пористости коллекторов пласта — до 21,8% (Уренгойская 656) и по-ровой проницаемости — 6,43 мД (Уренгойская 404). При этом коллекторские характеристики более зрелого песчаника подводного вала гораздо лучше, чем такового конуса выноса. За пределами выделенных зон пористость не превышает 16% (рис. 6).
2. В шельфовых нижнемеловых нефтегазоносных комплексах преобладают неструктурные ловушки УВ, связанные преимущественно с проксимальными конусами выноса и каналами дельтовых комплексов. По результатам комплексных исследований, проведенных авторами на территории восточного борта Большехетской впадины в отложениях берриаса — нижнего готерива нижнего мела, представленного отложениями нижнехетской свиты и нижней подсвиты
Типы разрезов:
Р:', ¡1 проксимальная часть турбидитной системы (первый тип разреза) соответствует зонам наилучших коллекторских характеристик
| средняя часть турбидитной системы (второй тип разреза)
111 дистальная часть турбидитной системы (третий тип разреза)
III] фации дна бассейна
/ | направления контурных течений
, — ^ | поднятие
а —
общая модель, б
Рис. 5. Модель формирования коллекторов в турбидитных отложениях: — формирование коллектора при проработке конуса выноса контурными течениями, в — формирование коллектора в случае возникновения препятствий (палеоструктур) на пути сноса зернового материала
Рис. 6. Карта-схема фациальных условий седиментации пласта
Ач15 Восточно-Уренгойской зоны: 1 — застойные зоны; 2 — донные течения или мутьевые потоки; 3 — слабые течения; 4 — сильные стоковые течения; 5 — подводный конус выноса; 6 — песчаный вал; 7 — направление гравитационных течений; 8 — направление вдольсклоновых течений; 9 — скважины; 10 — зоны с улучшенными коллекторскими характеристиками
Отложения суходудинской свиты формировались в условиях постепенного обмеления бассейна и про-градации дельты с волновым влиянием в сторону моря. Дельтовый комплекс представлен фациями конусов выноса дельт (проксимальная, средняя, дистальная части), изрезанными подводными дельтовыми каналами.
Выделены зоны развития улучшенных коллекторов в отложениях дельтовых комплексов нижнего мела восточного борта Большехетской впадины.
3. В юрских нефтегазоносных комплексах присутствуют преимущественно литологически ограниченные ловушки, связанные с русловыми и прибрежными аккумулятивными песчаными телами, и тектонически экранированные ловушки.
Коллектив авторов около 10 лет участвовал в работах по Уватскому проекту ТНК-ВР. Для территории Уватского района юга Тюменской области построены седиментационные модели и палеогеографические карты юрских (рис. 8) и нижнемеловых отложений, составлена прогнозная карта зон развития преимущественно литологически ограниченных ловушек в русловых и прибрежных аккумулятивных отложениях средне-верхнеюрского нефтегазоносного комплекса (рис. 9), ловушек в турбидитных отложениях клино-формного комплекса неокома; выделены высокоперспективные, перспективные, низкоперспективные зоны развития литологических ловушек.
В отложениях тюменской свиты (пласты Ю ) выявлены русловые песчаные тела в центральной части территории Уватского проекта в группе Пихтовых, Тямкинских и Тайлаковских структур, выделены ловушки в ачимовских отложениях в районе Демьян-ской и Северо-Демьянской площадей. На основании прогноза были открыты месторождения на Тямкин-ской и Северо-Демьянской площадях.
На территории восточного борта Красноленин-ского свода построена прогнозная карта размещения литологически ограниченных ловушек в группе пластов АС1-4 алымской и черкашинской свит, связанных с авандельтово-турбидитными конусами выноса. Здесь в результате опробования спрогнозированного объекта на Каменной площади открыта новая залежь вопреки ранее существовавшему мнению о бесперспективности на данной территории этой части разреза.
суходудинской свиты (Колпенская и др., 2013), построены седиментационные модели и установлено, что отложения нижнехетской свиты формировались в прибрежно-морских условиях по модели лагуны со значительной активностью волновых процессов с развитием фаций вдольбереговых баров и барьерных островов, забаровой лагуны, песчаной приливно-отливной отмели, приливной и отливной дельт, подводного дельтового канала, предфронтальной зоны пляжа (рис. 7).
Заключение
На основе многолетних исследований по изучению юрских и нижнемеловых отложений Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции разработана методика литогенетического моделирования, которая применяется при решении задач по прогнозу зон улучшенных коллекторов и неструктурных ловушек углеводородов в разнофациальных отложениях. Построение литолого-седиментационных моделей месторождений
Рис. 7. Литолого-фациальная карта на время формирования верхнего продуктивного пласта нижнехетской свиты на территории восточного борта Большехетской впадины (Колпенская и др., 2013)
Рис. 8. Фациальная карта на время образования пласта Ю4 тюменской свиты по одной из территорий Уватского района, построенная на
основе литогенетического моделирования и сейсмофациального анализа
Рис. 9. Прогнозная карта зон развития улучшенных коллекторов пласта Ю4 тюменской свиты по одной из территорий Уватского района
УВ базируется на комплексной интерпретации фаций по керну, каротажу и сейсморазведке.
Последовательность применения предлагаемой методики седиментационного моделирования сводится к следующему.
На первом этапе исследований на основе анализа геолого-геофизических материалов, седиментологи-ческого и ихнофациального изучения керна, фациаль-ной интерпретации ГИС, моделирования процессов осадконакопления разрабатывается концептуальная седиментационная модель исследуемого объекта.
Далее определяются возможные источники сноса и пути транспортировки обломочного материала, па-леодинамическая активность среды осадконакопле-ния, палеорельеф, колебания уровня моря, соленость и глубина бассейна седиментации, состав биоценозов, устанавливаются генетические ряды фаций и реконструируются обстановки осадконакопления и выделяются фации с улучшенными коллекторскими свойствами.
На заключительном этапе проводится построение седиментационных моделей, фациально-палеогео-графических карт основных нефтеперспективных горизонтов на основе комплексирования проведенных исследований и данных сейсморазведки (временные разрезы, сейсмические атрибуты), определяются этапы развития осадочного бассейна и прогнозные зоны развития коллекторов, генетически связанные с неструктурными ловушками УВ.
Предлагаемая методика успешно реализована при разработке литогенетических моделей и прогнозе неструктурных ловушек углеводородов в продуктивных комплексах Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, она также открывает новые возможности для прогноза и поисков неструктурных объектов как
в новых, так и в старых нефтегазоносных районах и способствует приросту запасов углеводородного сырья в стране.
В качестве примера успешной реализации методики представлены результаты изучения юрских и неоком-ских отложений Уватского района на юге Западной Сибири, где выявленные с 2005 г. залежи в неструктурных ловушках позволили прирастить более 300 млн т ресурсов УВ. В настоящее время эти исследования продолжаются главным образом благодаря сотрудничеству с добывающими компаниями, расширяются их территория и стратиграфический диапазон.
Однако передовой опыт Уватского геолого-разведочного проекта ТНК-ВР широко не тиражируется, а используется исключительно для повышения эффективности работ в отдельно взятых районах. Геологоразведочные работы по-прежнему ориентированы на выделение антиклинальных структур, при этом особенностям седиментогенеза внимание не уделяется ни на региональном этапе, ни при поисках и разведке месторождений. Разрозненная литологическая информация собирается в ведомственных НИИ и в добывающих компаниях (на стадиях разведки и освоения месторождений) и фактически для региональных и зональных обобщений не используется. Необходимы изменения нормативной базы, обязывающие компании в текущей работе (при создании сейсмических отчетов, проектировании ГРР, подсчете запасов и т.д.) собирать и обобщать литологические данные. Необходим единый федеральный центр сбора, хранения и анализа информации, полученной организациями вне зависимости от форм собственности, что обеспечит системный подход к изучению неструктурных объектов и позволит реально решить проблему по восполнению ресурсной базы углеводородов сырья в России.
ЛИТЕРАТУРА
Гроссгейм О.В., Геращенко И.Л., Бескровная О.В. и др. Методы палеогеографических реконструкций (при поисках залежей нефти и газа). Л.: Недра, 1984. 271 с.
Кейт М.Л., Дегенс Э.Т. Геохимические индикаторы морских и пресноводных осадков // Геохимические исследования. М.: ИЛ, 1961. С. 56-84.
Колпенская Н.Н., Танинская Н.В., Хафизов С.Ф., Шиман-ский В.В. Литолого-палеогеографические критерии прогноза зон развития неструктурных ловушек УВ в юрских отложениях юга Тюменской области. СПб.: Недра, 2007. 168 с.
Колпенская Н.Н., Шиманский В.В., Найдёнов Л.Ф. и др. Прогноз зон коллекторов в верхнеюрских и нижнемеловых отложениях восточного и северного бортов Большехетской впадины // XVI науч.-практ. конф. «Пути реализации нефтегазового и рудного потенциала Ханты-Мансийского автономного округа — Югры». Т. 1. Ханты-Мансийск, 2013. С. 156-168.
Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел — литологических ловушек нефти и газа. Л.: Недра, 1984. 259 с.
Неелов А.Н. Петрохимическая классификация метамор-физованных осадочных и вулканических пород. Л.: Недра, 1980. 100 с.
Проничева М.В. Палеогеоморфология в нефтяной геологии. М.: Наука, 1973. 172 с.
Рожков Г.Ф. Геологическая интерпретация гранулометрических параметров по данным дробного ситового анализа // Гранулометрический анализ в геологии. М.: ГИН АН СССР, 1978. С. 5-25.
Шиманский В.В., Хафизов С.Ф., Танинская Н.В. и др. Се-диментационные модели юрских отложений юга Тюменской области как основа прогноза нефтегазоносности // Нефтяная литология. Неструктурные ловушки и нетрадиционные типы коллекторов. СПб.: Недра, 2004. С. 50-61.
Шиманский В.В., Танинская Н.В., Колпенская Н.Н. и др. Литологические основы прогноза нефтегазоносности // Мат-лы Междунар. науч.-практ. конф. «Литологические и геохимические основы прогноза нефтегазоносности». СПб.: ВНИГРИ, 2008. С. 323-326.
Шиманский В.В., Танинская Н.В., Колпенская Н.Н. Методика литогенетического моделирования резервуаров нефти и газа // Мат-лы Всеросс. литол. совещ., посвящ. 100-летию со дня рождения Л.Б. Рухина. СПб., 2012, 25-29 сентября. С. 198-200.
Танинская Н.В., Колпенская Н.Н., Низяева И.С. и др. Се-диментационные модели юрско-меловых отложений За-
падной Сибири // Мат-лы Всеросс. литол. совещ., посвящ. 100-летию со дня рождения Л.Б. Рухина. СПб., 2012, 25— 29 сентября. С. 124-126.
Passega R. Grain size representation by cm patterns as a geological tool // J. Sed. Petrol. 1964. Vol. 34, N 4. P. 830-847.
Pemberton S.G, Shanley K., Dolson J. Core Description Manual for Siliciclastic Cores. For TNK-BP. Tyumen, Russian Federation, 2007. 133 p.
Sea-Level Change: An Integrated Approach / Eds C.K. Wilgus et al. // Spec. Publ. Sec. Econ. Paleont. Mineral. 1988. N 42. 407 p.
METHODICAL ASPECTS OF NON-STRUCTURAL HYDROCARBON RESERVOIRS
PREDICTION BY EXAMPLE OF JURASSIC AND CRETACEOUS OF WESTERN SIBERIA
V.V. Shimansky, N.V. Taninskaya, N.N. Kolpenskaya
Authors describe complex of methods for prediction of non-structural hydrocarbon reservoirs in different facies Jurassic and Cretaceous sedimentary successions in the Western Siberia. The methods are based on paleogeographical reconstructions through complex interpretation of core materials, log data and seismic information.
Key words: non-structural reservoirs, facies, core, Western Siberian oil and gas bearing basin.
Сведения об авторах: Шиманский Владимир Валентинович — докт. геол.-минерал. наук, директор ФГУНПП «Геологоразведка», Санкт-Петербург; Танинская Н.В. — докт. геол.-минерал. наук, науч. сотр. того же учреждения; Колпенская Наталья Николаевна — канд. геол.-минерал. наук, науч. сотр. того же учреждения.
