Новые данные о размещении нефтегазопродуктивных зон баженовских отложений Западной Сибири Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 550.8.053

Новые данные о размещении нефтегазопродуктивных зон баженовских отложений Западной Сибири

© 2018 г.|М.Б. Скворцов, Г.В. Кузнецов, Н.Д. Сурова, Е.А. Копилевич

ФГБУ «Всероссийский научно-исследовательский геологический институт», Москва, Россия; skvortsov@vnigni.ru; kuznecovgv@vnigni.ru; surova_n@mail.ru; e_kopilevich@vnigni.ru

Поступила 08.11.2017 г. Принята к печати 08.02.2018 г.

Ключевые слова: баженовская свита; комплексный спектрально-скоростной прогноз; атрибуты; перспективные

Статья посвящена результатам выявления нефтегазопродуктивных зон баженовских отложений по методике, которая представляет собой адаптацию инновационной технологии комплексного спектрально-скоростного прогноза типов геологического разреза и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов. Для сертификации разреза и локализации продуктивных зон баженовской свиты использовались атрибуты различной физической природы: сейсмические спектрально-временные; содержания органического вещества; дебита нефти (данные получены непосредственно из баженовской свиты); пластовое давление; пластовая температура. Комплексирование физически разнородных исходных атрибутов позволило в значительной степени повысить точность полученных результатов. Полученная карта типов геологического разреза баженовской свиты позволяет с большой долей достоверности локализовать перспективные зоны развития баженовских отложений.

■ Для цитирования: Скворцов М.Б., Кузнецов Г.В., Сурова Н.Д., Копилевич Е.А. Новые данные о размещении нефтегазопродуктивных зон баженовских отложений Западной Сибири // Геология нефти и газа. - 2018. - № 2. - С. 89-96. DOI: 10.31087/0016-7894-2018-2-89-96.

New data on the Bazhenov pay zones occurrence in West Siberia

© 2018 | M.B. Skvortsov, G.V. Kuznetsov, N.D. Surova, E.A. Kopilevich

All-Russian Research Geological Oil Institute, Moscow, Russia;

skvortsov@vnigni.ru; kuznecovgv@vnigni.ru; surova_n@mail.ru; e_kopilevich@vnigni.ru

Received 08.11.2017 Accepted for publication 08.02.2018

Key words: Bazhenov formation; integrated spectral and velocity prediction; attributes; prospects.

The paper presents the new methodology of integrated prediction of oil and gas prospects on the basis of time-spectral seismic attributes. The study area covers the Tyumen, Omsk, Tomsk, Novosibirsk regions, Khanty-Mansi Autonomous Okrug, and Yamal-Nenets Autonomous Okrug. Seismic information alone is not sufficient for obtaining the sustainable, reliable, and geologically reasonable results. Methodology of integrated seismic-pressure-temperature and geochemical prediction of pay zones within the West Siberian Bazhenov sequences was developed in VNIGNI. The basis of this methodology is an innovative technology for integrated time-spectral prediction. Time-spectral seismic attributes, pressure and temperature attributes, and geochemical parameters are used as input data. Reservoir development principles in Bazhenites are associated with thermal anomalies and abnormal reservoir pressure, thus pressure and temperature conditions determine the catagenesis degree of high-carbon bituminous-type deposits. Temperature and formation pressure largely determine the subsurface elastic properties. Geochemical parameter determines the organic matter content. As a result of the studies carried out, new data on the location of oil and gas promising types of geological column were obtained for West Siberia. The authors managed to prove that integration of the proposed attributes has increased the confidence level of the predicted map by 27% compared to the similar one created with the use of seismic data only. The obtained new data allow increasing accuracy and reliability of hydrocarbon reserves evaluation, detailed CDP seismic surveys location, and also drilling of prospecting, exploration and development wells. And thus improve geological and economic efficiency of exploration and prospecting for oil and gas in these deposits.

■ For citation: Skvortsov M.B., Kuznetsov G.V., Surova N.D., Kopilevich E.A. New data on the Bazhenov pay zones occurrence in West Siberia. Geologiya nefti i gaza = Oil and gas geology. 2018;(2):89-96. DOI: 10.31087/0016-7894-2018-2-89-96.

Несмотря на доказанную более 40 лет назад промышленную нефтеносность баженовской свиты, апробированной методики прогноза и локализации перспективных зон до сих пор не существует. Это связано в первую очередь с тем, что нет общепринятой геологической модели баженовской свиты, а это,

в свою очередь, не позволяет выделять априорные геологические параметры и устанавливать качественные связи между ними и сейсмическими атрибутами.

На примере отложений баженовской свиты Западной Сибири рассмотрим результаты применения технологии комплексного спектрально-скоростного

Рис. 1.

Fig. 1.

Стратиграфическая колонка (А) и схематический разрез мезо-кайнозойских отложений (B) объекта исследований Stratigraphie chart (A) and schematic cross-section of Mesozoic-Cenozoic deposits (B) of the object under investigation

A

CE TO 2C U JS

о

m О

se u а

9

Возраст

Валанжинский

Келловейский

Плинсбахский

Km

K2cp

Ks

K2t

Kc

Kal

Ka

Kh

Средни

Средни

Kv

Kb

Jt

Jo

Jk

Jb

Ja

Jt

JP

Js

Jh

Вредний

Свита

Ганькинская

Березовая

Кузнецовская

Покурская

Алымская

Сангопайская

Усть-балыкская

Сортымская

Баженовская

Абалакская

Тюменская

Шеркалинская

B

H, м

Баженовская свита

K2cn

Kbr

Барремский

ерриасский

Jkm

Jbt

Ааленский

Синемюрски

прогнозирования при локализации и прогнозе продуктивных зон [1-3].

Спектрально-временные сейсмические атрибуты представляют собой произведение удельной спектральной плотности на максимальную или средневзвешенную частоту и время, а также отношение энергии высоких частот и больших времен к энергии низких частот и малых времен энергетических спектров результата преобразования сейсмической записи по оси частот и времен (СВАН-колонка) [4].

Баженовская свита — это верхнеюрско-нижне-меловые (верхневолжско-валанжинские) нефтема-теринские карбонатно-глинисто-кремнистые отложения, аномально обогащенные ОВ и широко распространенные в Западной Сибири.

Наиболее однородные свойства, такие как общая толщина и литологический состав, характерны для разрезов с содержанием органического вещества (Сорг) более 5 % и глинистостью не более 30 %. Нижняя граница баженовских отложений — абалакская

и георгиевская свиты, верхняя — существенно глинистые породы фроловской свиты (рис. 1).

Предлагаемый подход не распространяется на аномальные разрезы баженовской свиты, содержащие песчано-алевритовые прослои.

Закономерности распределения нефти в баже-новской свите определяются начальными концентрациями ОВ в породах и его катагенетической зрелостью. Формирование эффективных коллекторов в этих породах напрямую связано с процессом катаге-нетического преобразования ОВ, поэтому при прогнозе перспективных зон баженовской свиты обязательно привлечение результатов геохимических исследований (рис. 2).

Пористость пород баженовской свиты обусловлена двумя процессами: диагенезом пород и крекингом. Диагенез пород — постседиментационные процессы преобразований пород (окремнение, кар-бонатизация) — не зависит от степени катагенеза ОВ и по-разному проявляется в различных литоти-пах. Крекинг твердого ОВ (керогена) по мере роста катагенеза с образованием жидких и газообразных флюидов сопровождается разрушением пород и образованием «органической» пористости из-за увеличения объема ОВ.

Объем сообщающихся пор в керогене, имеющий практическое значение, проявляется в породах при стадии катагенеза ОВ выше МК3. Тогда пористость имеет отчетливую зависимость от содержания Сорг. При этом катагенные превращения ОВ формируют не только субгоризонтальную трещиноватость, но и, главным образом, поровую емкость во всей «матрице» баженовской породы. При степени катагенеза ОВ ниже МК3 коллекторы формируются только за счет межкристаллических, межзерновых и межскелетных пор и трещин. При стадии катагенеза ОВ выше МК3 коллектором становится практически весь разрез ба-женовской свиты за счет появления большого объема связанных пор в керогене.

С учетом сложного строения порового пространства баженовской свиты фильтрационно-емкостные свойства породы наиболее хорошо характеризует дебит нефти, который и был использован при прогнозе.

По результатам бурения и гидродинамических исследований установлено, что для продуктивных зон баженовской свиты характерны аномально высокие температуры и давления (рис. 3, 4).

Аномальные давления являются следствием, а не причиной естественной продуктивности баженов-ской свиты. Прогноз аномального давления, если его удастся осуществить без бурения скважин, локализует участки с естественной продуктивностью свиты. В то же время значение пластовой температуры ба-женовской свиты однозначно рассматривается в качестве критерия для характеристики региональных перспектив нефтеносности данных отложений.

Таким образом, для решения задачи прогноза необходимо использовать термобарические данные, которые помогут районировать территорию исследований по степени перспективности баженовской свиты.

Термобарические параметры (давление и температура), характеризующие степень катагенеза высокоуглеродистых отложений битуминозного типа, в значительной степени определяют упругие свойства среды (Япаскурт О.В., 2008) и позволяют использовать сейсмическую информацию в комплексе с филь-трационно-емкостными, геохимическими и термобарическим показателями.

По данным ГИС и сейсморазведки МОГТ устанавливаются спектрально-временные образы различных типов геологического разреза, определяются их количественные спектрально-временные атрибуты (рис. 5).

При прогнозе и локализации продуктивных зон баженовской свиты для сертификации геологического разреза использовались следующие параметры: сейсмические спектрально-временные атрибуты; показатель Сорг; дебит нефти, полученный из баженовской свиты; пластовое давление; пластовая температура.

В качестве эталонов использовано 276 скважин с известной продуктивностью баженовских отложений. По скважинной информации, а также данным сейсморазведки выделено четыре типа геологического разреза баженовских отложений: I тип характеризуется О > 100 м3/сут; II тип — О = 15-100 м3/ сут; III тип — О = 1-15 м3/ сут; IV тип — О = 0 (сухие).

На основе применения вероятностно-статистического алгоритма (с учетом взаимной корреляции исходных атрибутов) с последующими адаптивной и двухмерной фильтрациями проведена комплексная формализованная интерпретация сертифицированных атрибутов: сейсмических, термобарических и геохимического. Нефтегазопродуктивные типы геологического разреза высокоуглеродистых отложений битуминозного типа выделены количественно и в любой точке исследуемого пространства. Средняя доверительная вероятность (Р) картирования четырех типов разреза баженовских отложений по данным 276 скважин составила 0,8 [5, 6].

На результативной карте типов геологического разреза нефтегазопродуктивных баженовских отложений (см. рис. 5) уверенно выделяются такие известные месторождения, как Салымское и Прираз-ломное, которые попадают в зоны преимущественно I и II типов. На западе выделяются месторождения Красноленинского свода, где также преобладают I и II типы разреза. Перспективная зона II типа разреза выявлена на северо-востоке провинции, к северу от Красноленинского свода. На карте температур (см. рис. 3) этим месторождениям соответствует зона аномально высоких температур.

Рис. 2. Fig. 2.

Карта средних концентраций Сорг баженовской свиты Map of average C concentration in the Bazhenov Fm

Сорг, %

0 25 50 100 150 CO

1 — 2 — 3 —

4

Границы (1-4): 1 — субъектов РФ, 2 — отложений баженовского горизонта, 3 — отложений мезозоя, 4 — зон отсутствия пород баженовского горизонта

Boundaries (1-4): 1 — RF constituent entities, 2 — Bazhenov Fm deposits, 3 — Mesozoic deposits, 4 — zones of the Bazhenov rocks absence

Рис. 3. Fig. 3.

Карта пластовых температур баженовского горизонта Map of the Bazhenov formation temperature

D 25 50 1« 150 2«^

Усл. обозначения см. на рис. 2 For other legend items see Fig. 2

Рис. 4. Fig. 4.

Карта пластовых давлений баженовского горизонта Map of the Bazhenov formation pressure

Рпл, МПа

15-20 ÎO-25 25 30

Усл. обозначения см. на рис. 2 For other legend items see Fig. 2

0 25 50 100 150 200

Рис. 5. Fig. 5.

Карта типов геологического разреза нефтегазопродуктивных баженовских отложений Западной Сибири Scheme of geological column types of the Bazhenov pay zones occurrence in West Siberia

V D

15

A 6 0 7

Is F^9

Q > 100, P = 0,9; 2 — Q = 150,8; 5 — зона отсутствия пород

Типы разреза с дебитом, M3/cyT, и вероятностью картирования (1-4): 1 -100, P = 0,6; 3 — Q = 1-15, P = 0,8; 4 — Q = 0 (зона неопределенности), P ■■ баженовской свиты; типы скважин (6-9): 6 — I, 7 — II, 8 — III, 9 — IV

Column types with flowrate (cu m per day) and probability of mapping (1-4): 1 — Q > 100, P = 0,9; 2 — Q = 15-100, P = 0.6; 3 — Q = 1-15, P = 0,8; 4 — Q = 0 (zone of uncertainty), P = 0,8; 5 — zone of the Bazhenov Fm absence; well types (6-9): 6 — I, 7 — II, 8 — III, 9 — IV

Аналогичные перспективные зоны закартиро-ваны на востоке, где им также соответствуют зоны развития аномальных пластовых температур и давлений.

В заключение следует отметить, что полученная карта типов геологического разреза баженовской свиты позволяет с большой долей достоверности лока-

лизовать перспективные зоны развития баженовских отложений, что в свою очередь скажется на степени точности оценки ресурсов, условий размещения детальных сейсморазведочных работ МОГТ, бурения разведочных и эксплуатационных скважин, геологической и экономической эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ в этих отложениях.

Литература

1. Копилевич Е.А., Мушин И.А., Давыдова Е.А., Афанасьев М.Л. Комплексное спектрально-скоростное прогнозирование типов геологического разреза и фильтрационно-емкостных свойств коллекторов // ОАО «НК «Роснефть». Сер. Библиотека нефтяного инжиниринга. - Ижевск : АНО «Ижевский институт компьютерных исследований», 2010. - 248 с.

2. Копилевич Е.А., Сурова Н.Д., Скворцов М.Б., Кузнецов Г.В. Возможности прогноза продуктивных зон баженовской свиты по анализу спектрально-временных атрибутов // Геофизика. - 2016. - № 1. - С. 81-90.

3. Копилевич Е.А., Скворцов М.Б., Сурова Н.Д., Кузнецов Г.В. Новая методика регионального прогноза высокопродуктивных баженов-ских коллекторов Западной Сибири // Геология нефти и газа. - 2016. - № 4. - С. 56-61.

4. Давыдова Е.А., Копилевич Е.А., Фролов Б.К. Количественные спектрально-временные критерии определения типов геологического разреза // Геофизика. - 2002. - № 5. - С. 8-14.

5. Dorrington K., Link C. Genetic-algorithm/neural-network approach to seismic attribute selection for well-log prediction. Geophysics. 2004;69(1):212-221. DOI: 10.1190/1.1649389.

6. Dowd P., Pardo-Iguzquiza E. Estimating the boundary surface between geologic formations from 3D seismic data using neural networks and geostatistics. Geophysics. 2005;70(1):1-11. DOI: 10.1190/1.1852783.

References

1. Kopilevich E.A., Mushin I.A., Davydova E.A., Afanas'ev M.L. Integrated spectral and velocity prediction of geological column types and reservoir properties. OAO "NK «Rosneft'". Ser. Biblioteka neftyanogo inzhiniringa. Izhevsk: ANO «Izhevskii institut komp'yuternykh issledovanii», 2010. 248 p.

2. Kopilevich E.A., Surova N.D., Skvortsov M.B., Kyznetsov G.V. The possibility of prediction the productive zones of the bazhenov reservoir by spectral-temporal quantitative seismic attributes analysis. Russian geophysics. 2016;(1):81-90.

3. Kopilevich E.A., Skvortsov M.B., Surova N.D., Kyznetsov G.V. New methods for regional forecast of highly productive Bazhenov reservoirs in Western Siberia. Geologiya nefti i gaza. 2016;(4):56-61.4. Unconventional oil and gas resources exploitation and development. In: Ahmed U., Meehan D.N., eds. Boca Raton: CRC Press; 2016.

5. Dorrington K., Link C. Genetic-algorithm/neural-network approach to seismic attribute selection for well-log prediction. Geophysics. 2004;69(1):212-221. DOI: 10.1190/1.1649389.

6. Dowd P., Pardo-Iguzquiza E. Estimating the boundary surface between geologic formations from 3D seismic data using neural networks and geostatistics. Geophysics. 2005;70(1):1-11. DOI: 10.1190/1.1852783.

EAGE

< ^

Ш CL

X <

CQ <

CL

ГеоБаикал

5-Я МЕЖДУНАРОДНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ

ОКОНЧАНИЕ ПРИЕМА ТЕЗИСОВ ДОКЛАДОВ 1 МАЯ 2018 Г.

11-17 АВГУСТА 2018 Г. | Г. ИРКУТСК, РОССИЯ