CC BY
38Геология, поиски и разведка
месторождений нефти и газа
УДК 550.8
МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ И ДОРАЗВЕДКИ МАЛОРАЗМЕРНЫХ И СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ УГЛЕВОДОРОДОВ
С.Р. Бембель
(Тюменский государственный нефтегазовый университет)
Месторождение, геолого-разведочные работы, малоразмерные и сложнопостроенные залежи углеводородов Deposit, exploration, small size and complicated structure, deposits of hydrocarbons
Methods of detection and supplementary exploration of small-size and complicated structure hydrocarbon deposits. Bembel S.R.
The issues of improving the efficiency of exploration work in prospecting small-size and complicated structure oil and gas deposits are discussed. The main feature of the proposed technique is to increase a lateral resolution of studies run when applying the high-resolution methods of 3D-seismic survey at all stages of exploration process. This makes real the mapping of local geody-namic foci determining the location and formation of oil and gas deposits. Ref. 4.
Основной целью методики выявления малоразмерных и сложнопостроенных геологических объектов является получение необходимой высокой величины пространственной раз-решенности окончательных результатов всего комплекса геолого-геофизических работ на всех этапах от поиска и разведки залежей нефти и газа до разработки включительно.
Высокое пространственное разрешение окончательных результатов может быть обеспечено только при соблюдении жестких требований максимального получения и сохранения высокочастотных компонент параметров геологических полей на трех последовательных технологических этапах:
• система полевых наблюдений;
• компьютерная обработка;
• геологическая интерпретация.
Потери высокочастотной пространственной компоненты на любом из этих трех последовательных этапов неминуемо приводят к снижению окончательной пространственной разрешенности.
Полный комплекс геолого-разведочных работ на нефть и газ в Западной Сибири включает два основных источника информации о строении и перспективах геологического разреза, принципиально отличающихся друг от друга по параметрам пространственной разре-шенности.
Первый - это поисковые и разведочные скважины, в которых проведены промыслово-геофизические и гидродинамические исследования, отобран керновый материал.
Второй - дистанционные геофизические методы, в основном сейсморазведочные работы МОГТ по методике 2D и/или 3D, материалы которых обработаны с помощью современных компьютерных систем и программ.
Главное отличие этих двух основных источников геолого-геофизической информации друг от друга заключается в том, что первый из них дает фактические представления о геологическом строении разреза с высокой вертикальной и низкой латеральной разрешенно-стью. Второй источник, наоборот, позволяет достигать высокой латеральной разрешенно-сти, уступая первому в вертикальной разрешенности. Поэтому самой оптимальной методикой, способной обеспечить наиболее высокую пространственную разрешенность геологического строения на месторождении, является комплекс геолого-разведочных работ (ГРР), объединяющий оба типа источников информации.
Такой комплекс ГРР является сегодня общепринятым в мировой практике поисков и разведки месторождений углеводородов. В рамках подобного общепринятого комплекса ГРР находится и методика, ориентированная на поиски и разведку малоразмерных и слож-нопостроенных ловушек нефти и газа.
Главная особенность предлагаемой методики - ее способность обеспечить повышенную латеральную разрешенность результатов ГРР.
Необходимая величина латеральной разрешенности должна быть не менее половины поперечного размера минимальных малоразмерных ловушек. Величина последних по данным результатов эксплуатации месторождений нефти и газа [1] оказывается меньше расстояния между эксплуатационными скважинами, то есть менее 500 м. Например, по результатам гидропрослушивания пласта Ю0 на Салымских месторождениях установлена величина разности давлений в соседних скважинах на расстоянии 400-500 м более 150-160 атмосфер даже после двух-трехмесячной остановки добывающих скважин [1].
Итак, необходимая величина латеральной разрешенности для обеспечения надежного картирования подобных малоразмерных ловушек углеводородов должна быть не менее 200250 м. Очевидно, что реально достичь столь высокой разрешенности можно только с помощью второго типа источника геолого-геофизической информации - сейсморазведки МОВ ОГТ в модификации 3D.
Суть предлагаемой методики заключается в проведении сейсморазведочных работ 3D МОВ ОГТ, обработке материалов по комплексу программ, обеспечивающих сохранение высокочастотных пространственных компонент поля геолого-геофизических параметров, выделении малоразмерных объектов на временных разрезах в виде субвертикальных зон деструкции (СЗД), как следов проявления локальной геодинамической активности, в геологической интерпретации выделенных СЗД на базе геосолитонной концепции [2].
Благодаря геологической интерпретации выделенных СЗД (на основе геосолитонной концепции), в предлагаемой методике открывается возможность поиска и разведки групп малоразмерных ловушек, представляющих систему ловушек в широком интервале геологического разреза от фундамента до верхнего мела.
Выделяемая субвертикальная "гирлянда" ловушек углеводородов, контролируемых отдельной субвертикальной зоной деструкции, может иметь индивидуальный характер насыщения, способный изменяться по площади месторождения. Поэтому в комплексе ГРР по предлагаемой методике рекомендуется после бурения скважины на локальном участке проявления геодинамики (в виде субвертикальных зон деструкции на временных сейсмических разрезах) проводить оценку характера насыщения индивидуально по каждой скважине. В этом случае решается задача не только разведки традиционных пластовых залежей, но и поиск малоразмерных залежей в ближайшей окрестности выявленной зоны деструкции.
Предлагаемая методика ГРР малоразмерных ловушек является одновременно и методикой разведки сложнопостроенных залежей, под которыми в данной работе понимается пространственное объединение малоразмерных ловушек в единую гидродинамически связанную систему. При этом степень гидродинамической связи в пространстве между отдельными составляющими малоразмерными элементами подобной сложнопостроенной системы допускается непостоянной во времени. Такая изменяющаяся во времени модель сложнопо-строенной залежи делает предлагаемую методику перспективной и для контроля за разработкой месторождений.
Выявление зон деструкции на временных сейсмических разрезах основано на совокупности признаков, обусловленных генетической природой этих геологических объектов [1, 2].
• Система унаследованных положительных малоразмерных по латерали структурных элементов с переменной высотой, как правило, убывающей снизу вверх на временном разрезе от отражающих границ фундамента к отражающим границам верхней части осадочного комплекса.
• Сводовые части подобных систем унаследованных положительных структур образуют субвертикальные осевые зоны деструкции, имеющие в плане изометричную округлую форму с диаметром, как правило, редко превышающим 1000 м.
• Высоты и диаметры отдельных зон деструкции могут значительно отличаться друг от друга, образуя сложнопостроенную систему структурных элементов даже в пределах одного месторождения. Благодаря этому свойству зон деструкции, на месторождениях За-
падной Сибири есть предпосылки для существования многопластовых локальных залежей с переменным этажом нефтегазоносности и ступенчатым характером водонефтяного контакта (ВНК) в отдельных интервалах разреза.
• В осевой части наиболее геодинамически активных зон деструкции, чаще в прифун-даментной части разреза, степень деструкции горных пород может быть настолько высокой, что наблюдается потеря отражающей способности от тех интервалов разреза, по которым на всей площади месторождения регистрируются высокоамплитудные отражения. Подобная степень деструкции может служить косвенным признаком разрушения покрышек и локальных разрывных нарушений. В сводовой части таких сильно разрушенных интервалов разреза следует ожидать либо «жильные» типы ловушек, либо многопластовые ловушки с гидродинамической связью [1], либо обводненные своды ловушек.
• Формирование локальных складок нагнетания на каждой СЗД под действием восходящих импульсов геодинамической энергии приводят к образованию залежей УВ [1] с индивидуальным характером насыщения и коллекторскими свойствами, имеющими два основных типа распределений.
Первый тип - наилучшие первичные и вторичные коллекторские свойства связаны с осевой частью зоны деструкции и ее ближайшей окрестностью; по мере удаления от осевой части к периферии локальных структур коллекторские свойства, главным образом, проницаемость, падают.
Второй тип - наилучшие первичные коллекторские свойства связаны с наиболее крутым склоном малоразмерной структурной формы, в осевой части которой находится зона деструкции; в сводовой части этой формы происходит выклинивание пласта-коллектора.
• В сводовых частях системы локальных структур, приуроченных к геодинамически активным зонам деструкции, часто формируются газовые шапки с аномально высоким пластовым давлением [1]. Высокая степень механической неустойчивости горных пород в сводах таких локальных структур создает характерный неустойчивый рисунок записи на сейсмических разрезах, а в северных районах Западной Сибири приводит к образованию столбообразных зон многолетнемерзлых пород [1] в осевой части субвертикальных зон деструкции из-за дегазации, сопровождающейся положительным эффектом Джоуля-Томсона.
Предлагаемая методика разведки и выявления малоразмерных и сложно- построенных залежей имеет отличительные особенности на всех трех последовательных этапах проведения геологоразведочных работ:
1) на поисковом этапе после проведения региональных и поисковых сейсморазведочных работ по редкой сети профилей размещение бурения по материалам, полученным по редкой сети наблюдений, не рекомендуется. Для выбора места заложения скважин рекомендуется проведение 3Б-сейсморазведочных работ МОВ ОГТ (в различных модификациях) [3] в районе выявленных локальных перегибов на рекогносцировочных сейсморазведочных профилях. По результатам 3Б-сейсморазведки возможно заложение поисковых и разведочных скважин, имеющих максимально возможную вероятность вскрытия малоразмерной и слож-нопостроенной залежи углеводородов;
2) на разведочном этапе ГРР работы по методике 3Б-сейсморазведки должны проводиться в пределах наиболее перспективных поднятий, выявленных на поисковом этапе. Одной из главных задач на первой стадии этого этапа является проведение классификации объектов исследований и проверка надежности предварительных построений и геологических моделей залежей углеводородов.
Основные цели при заложении разведочных скважин следующие:
• подтверждение достоверности сейсмической информации;
• получение новых данных для уточнения геолого-геофизической интерпретации;
• разведка вероятных малоразмерных поднятий и оценка характера насыщения продуктивных объектов, прослеживания поведения ВНК и прочее.
В случае мелких поднятий бурение возможно на части из них, чтобы определить изменение водонефтяного контакта. При постоянном ВНК бурение на всех мелких поднятиях не обязательно, при различном ВНК необходимы дальнейшие разведочные работы.
Возможен выбор одного малоразмерного поднятия и бурения на нем не более 3-х разведочных скважин. При получении приемлемых отклонений от представленных ранее геологических моделей можно считать, что остальные объекты тоже подтвердятся.
Далее необходимо составить модель формирования коллекторов. Последующее бурение следует располагать таким образом, чтобы была возможность выбрать из нескольких моделей - лучшую. Если это удалось, можно считать разведку законченной.
В этих случаях успешные поисковые и разведочные скважины, заданные с максимально возможной точностью попадания в малоразмерные и сложнопостроенные ловушки, могут быть использованы в дальнейшем как эксплуатационные [4];
3) индивидуальная технологическая схема разработки месторождения должна учитывать материалы ЗБ-сейсморазведки, по результатам интерпретации которой совместно с данными поисково-разведочного бурения рассчитываются не только геологические и извлекаемые запасы нефти и газа, но и промыслово-геологические модели для реализации оптимальных схем разработки с минимальной себестоимостью продукции.
Для повышения эффективности доразведки и разработки малоразмерных и сложнопо-строенных залежей и месторождений УВ необходимо:
а) проводить детализационные ЗБ-сейсморазведочные работы, в первую очередь, на разбуренных участках месторождения, чтобы оценить геолого-геофизические параметры, промысловую модель залежей и их особенности, «откалибровать» данные сейсморазведки на достаточном объеме промыслово-геологической информации, протестировать методику сейсмических исследований. Только после проведения подобного рода работ можно выбирать участки и методы дальнейших работ по доразведке неразбуренных частей месторождения или вообще отказаться от применяемой методики ввиду сложных сейсмогеологиче-ских условий, слабой информативности получаемых результатов и пр.;
б) использовать предложенную методику на месторождениях с падающей добычей для их «реанимации» при выявлении и доразведке малоразмерных объектов, оставшихся целиков нефтяного поля, неохваченного разработкой (с уточнением особенностей строения залежей по данным проведения на месторождении дополнительных детализационных 3D-сейсморазведочных работ на этапе составления геологических и фильтрационных моделей месторождения);
в) определять местоположение новых эксплуатационных скважин, переводов на другие объекты, дострелы, горизонтальные скважины, проведение гидроразрыва пласта (ГРП) и ремонтов с учетом наиболее вероятных участков распространения улучшенных коллектор-ских свойств продуктивных горизонтов;
г) избегать проведения ГРП в скважинах вблизи резких структурных изменений поверхностей продуктивных горизонтов и близости воды, а также с большой длиной трещин (известны факты, подтверждающие почти мгновенное появление обводненности в скважинах, подвергшихся ГРП с длиной трещин 100-200 м).
Предлагаемая методика проведения ГРР позволяет получать и уточнять в несколько раз особенности геологического строения месторождений, так как при разбуривании месторождений по эксплуатационной сетке размеры регистрируемых неоднородностей составляют в основном 500-1000 м, а преобладающий размер выделяемых по данным ЗБ-сейсморазведки объектов - от 100 до 500 м.
Уточнение геолого-промысловой модели с учетом новых высокочастотных данных с одновременным составлением геолого-фильтрационных моделей разработки отдельных пластов, залежей и месторождений будет способствовать повышению эффективности проводимых геолого-технологических мероприятий. На основании этого возможно изменение схем разработки даже без бурения дополнительных скважин переводами на другие объекты, проведением гидравлического разрыва пласта, капитального ремонта скважин, регулированием систем поддержания пластового давления и другое.
Список литературы
1. Геологические модели залежей нефтегазоконденсатных месторождений Тюменского Севера / В.И. Ермаков, А.Н. Кирсанов, Н.Н. Кирсанов и др.; под ред. В.И. Ермакова, А.Н. Кирсанова. - М.: Недра, 1995. - 464 с.
2. Бембель С.Р. О пространственных свойствах субвертикальных зон деструкции и характере распределения залежей углеводородов // Нефтяное хозяйство, 2010, №4. -С.2-5.
3. Бембель Р.М., Мегеря В.М., Савин В.Г., Бембель С.Р. Высокоразрешающая объемная сейсморазведка как метод повышения эффективности и рентабельности освоения месторождений углеводородов // «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО (Пятая научно-практ. конференция)». Том 2. Изд. «Путиведъ». - Ханты-Мансийск, 2002. - С.169-177.
4. Стовбун Ю.А. Разработка новой концепции и приоритетных направлений поисков и оценки месторождений углеводородов в нефтегазоносных зонах. - Тюмень: ЗапСибНИГНИ, 1994. - 81 с.
Сведения об авторе
Бембель С.Р., к.г.-м.н., доцент кафедры «Промысловая геология нефти и газа», Тюменский государственный нефтегазовый университет, тел.: (3452) 25-11-58, е-mail: Bembel_SR@surgutnefegas.ru
Bembel S.R., Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, associate professor, Department for Petroleum Field Geology, Tyumen State Oil and gas University, phone: (3452) 25-11-58, 74-73-58. E-mail: Bembel_SR@surgutnefegas. ru
УДК 552. 578. 2. 061. 33 (571. 122)
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ ФРОЛОВСКОЙ НЕФТЕГАЗОНОСНОЙ ОБЛАСТИ
Р.Н. Абдрашитова, В.М. Матусевич, Ю.А. Куликов
(Тюменский государственный нефтегазовый университет)
Гидрогеологические условия, палеогидрогеология, седиментационные воды, формирование залежей нефти Hydrogeological conditions, paleohydrogeology, sedimentation waters, oil deposits generation
Hydrogeological conditions of oil deposits generation in Frolovskaya oil-and-gas bearing region. Abdrashitova R.N., Matusevich V.M., Kulikov Yu.A.
The issues ofpaleohydrogeology and conditions of oil deposits generation in the dominant area of West Siberia, Frolovskaya oil-and-gas bearing region, are reviewed. It is suggested that Frolovskaya oil-and-gas province could be the first of the largest oil and gas generation zones and the surrounding tectonic structures could be the zones of oil and gas accumulation. Fig.3, ref. 8.
Предыдущие палеогидрогеологические исследования показали, что Фроловская нефтегазоносная область является ключевым районом, региональной зоной пьезомаксимума, с которым большинство специалистов - геологов и гидрогеологов - нефтяников связывают образование залежей нефти и газа.
Фроловская нефтегазоносная область расположена в западной части ЗападноСибирского мегабассейна (ЗСМБ) и примыкает к его Уральскому обрамлению.
В геологическом строении рассматриваемого района принимают участие породы доюр-ского фундамента и мезозойско-кайнозойские терригенные отложения платформенного чехла. Палеозойские образования (второй структурный этаж) чаще развиты на крыльях ан-тиклинориев и в синклинориях. Осадки юрской системы залегают в основании платформенного чехла и представлены всеми тремя отделами. Отложения нижней и частично средней юры слагаются континентальными, средней - переходными от континентальных к морским, а верхней - морскими и прибрежно-морскими осадками. Верхнеюрские отложения в данном районе сложены морскими и прибрежно-морскими образованиями, объединенными в абалакскую и баженовскую свиты [1].
В составе меловых отложений Фроловской области выделяются фроловская, кошайская, викуловская, ханты-мансийская, уватская, кузнецовская, березовская, ганькинская свиты, а также верхняя часть отложений баженовской свиты. Особенностью здесь является исключительно глинистый состав фроловской свиты, мощность которой составляет 527-625 м (так называемый Фроловский барьер).
Палеогеновые отложения представлены талицкой, люлинворской, тавдинской, атлым-ской, новомихайловской и туртасской свитами. Отложения олигоценового возраста в рассматриваемом районе пользуются повсеместным распространением и характеризуются комплексом пород континентального происхождения.
Для изучения вопросов гидрогеологии и палеогидрогеологии Фроловской области первостепенное значение имеют литологический состав пород и химический состав подземных вод мезозойского гидрогеологического бассейна ЗСМБ. В разрезе гидрогеологического бассейна в соответствии с современными представлениями выделяются апт-альб-
