CC BY
11
ГЕОФИЗИКА
DOI:10.24411/2076-6785-2020-10087
УДК 550.312 | Научная статья
О пространственной взаимосвязи геофизических параметров с залежами углеводородов в нижних этажах осадочного чехла западного склона Южно-Татарского свода
Е.Е. Андреева1, А.С. Борисов1, Н.А, Докучаева1, М.Я. Боровский2, А.В. Валеева3, С.Е. Валеева1
ЖПЭН АН РТ, 2ОАО «Геофизсервис», ЮАО «Татнефть» [email protected]
Аннотация
Основополагающим геофизическим методом поиска залежей нефти на территории Волго-Урала является сейсморазведка; однако, не стоит недооценивать достоверность и простых геофизических методов, таких как грави- и магниторазведка при прогнозировании залежей нефти и газа на изучаемой территории. В настоящей работе в ходе анализа выявлены определенные пространственные взаимосвязи геофизических параметров с наличием залежей углеводородов в нижних этажах (верхний девон, нижний карбон) осадочного чехла Волго-Уральской нефтегазоносной провинции: большинство ловушек находится в зонах положительных значений аномального магнитного поля и в зонах отрицательных значений локального магнитного поля
Ключевые слова
геофизические методы поиска, нефтяная залежь, магниторазведка, грави-разведка, сейсморазведка
Материалы и методы
Комплексная интерпретация данных, полученных методами: магниторазведки (поле ДТа), гравиразведки (поле Дg) совместно с данными сейсморазведки.
Для цитирования:
Е.Е. Андреева, А.С. Борисов, Н.А, Докучаева, М.Я. Боровский, А.В. Валеева, С.Е. Валеева. О пространственной взаимосвязи геофизических параметров с залежами углеводородов в нижних этажах осадочного чехла западного склона южно-татарского свода // Экспозиция Нефть Газ. 2020. №4. С. 37-40. DOI:10.24411/2076-6785-2020-10087
Поступила в редакцию: 29.06.2020
GEOPHYSICS UDC 550.312 | Original Pape
Spatial relationship of geophysical parameters with hydrocarbon deposits in lower floors of sedimentary cover of western slope of South Tatar vault
Evgeniya E. Andreeva1, Anatolij S. Borisov1, Nina A. Dokuchaeva1, Mihail Ya. Borovsky2, Anna V. Valeeva3, Svetlana E. Valeeva1
1 IPEN AN RT, 2 OJSC Geophysservice, 3 OAO TATNEFT [email protected]
Abstract
The fundamental geophysical method of searching for oil deposits on the territory of the Volga-Urals region is seismic exploration; however, one should not underestimate the reliability of simple geophysical methods, such as gravel and magnetic exploration, when predicting oil and gas deposits in the studied area. In the present work, the analysis revealed certain spatial relationships of geophysical parameters with the presence of hydrocarbon deposits in the lower floors (upper devon, lower carboniferous) of the sedimentary cover of the Volga-Ural oil and gas-bearing province: most of the traps are located in the zones of positive values of the anomalous magnetic field and in the zones of negative values of the local magnetic field
Keywords
geophysical search methods, oil deposit, magnetic exploration, engraving, seismic exploration
Materials and methods
Complex interpretation of data obtained by methods: magnetic exploration (field ATa), engraving (field Ag) together with seismic exploration data.
For citation:
Evgeniya E. Andreeva, Anatolij S. Borisov, Nina A. Dokuchaeva, Mihail Ya. Borovsky, Anna V. Valeeva, Svetlana E. Valeeva. Spatial relationship of geophysical parameters with hydrocarbon deposits in lower floors of sedimentary cover of western slope of south tatar vault // Ekcpozitsiya Net' Gaz = Exposition Oil Gas, 2020. issue 3, pp. 37-40. DOI:10.24411/2076-6785-2020-10087
Received: 29.06.2020
I 1ШМ ■ II,И 1 ШИ1тММММ11Ш11111МШИ
ЭДиЩ
Рис. 1 — Характер сейсмического волнового поля при наличии дизъюнктивных нарушений в кристаллическом фундаменте (отражающая граница Ар) Fig. 1 — Nature of seismic wave field in case of disjunctive disturbances in crystal foundation
(reflecting boundary А )
Введение
Повышение эффективности поисков залежей в терригенных отложениях девона — старая проблема нефтяной геологии Волго-У-ральской нефтегазоносной провинции [5, 6, 10, 11]. Установленное [5] на многих участках несоответствие нижнекаменноугольных и верхнедевонских структурных планов, наличие неструктурных ловушек нефти снижает эффективность поисково-разведочного бурения. Основным геофизическим методом, обеспечивающим информационную базу разведочного бурения нефтеперспективных площадей, является сейсморазведка методом отраженных волн [6, 10, 12]. Материалы так называемых "легких" геофизических методов, а это в первую очередь магниторазведка и гравиметрия, остаются недооцененными в большинстве случаев на этапе освоения нефтегазовых месторождений.
Представляется целесообразным разработать определенные методические подходы для более эффективного использования материалов легких геофизических методов — магниторазведки (поле ДТа) и гравиразведки (аномальное и локальное поле Д;) — в качестве дополнительного (к сейсморазведке и ГИС) информационного канала для выявления сложнопостроенных ловушек углеводородов в терригенных отложениях девона и нижних горизонтах карбона Южно-Татарского свода.
Объект исследований
В качестве опытной модели была выбрана хорошо разбуренная площадь с выявленными залежами нефти на западном склоне Южно-Татарского свода (по согласованию с недропользователем название месторождения и залежей не разглашается). Интерпретационный пакет процедур включал в себя анализ морфологических особенностей поведения сейсмических параметров Д1ву, Д1уд, Vву, Vуд по отдельным профилям (рис. 1). Из потенциальных полей анализировались аэромагнитные
данные (ДТа), а также результаты высокоточной гравиметрии дgлок.
Практика геофизических исследований показывает [1, 8], что высокоточная гравиметрия хорошо зарекомендовала себя при выявлении и трассировании деструктивных зон в фундаменте, при изучении антиклинальных ловушек, а также при непосредственном прогнозировании аномалий типа залежь. В свою очередь, в нефтегазоносных бассейнах магниторазведка находит применение при изучении вещественного состава фундамента, при выявлении и трассировании разрывных нарушений как в фундаменте, так и в перекрывающем осадочном чехле [2, 9, 13]. Многочисленны примеры непосредственного прогнозирования ареалов распространения ловушек углеводородов, генетически связанных с зонами тектонической трещиноватости. Дизъюнктивная тектоника приводит, как правило, к существенному изменению литологии, коллекторских свойств и мощности пластов терригенного девона, что, в свою очередь, способствует формированию залежей углеводородов [3, 4, 7].
Зона трещиноватости представляет собой объем пород, характеризующийся дефицитом плотности, соответственно в локальном поле силы тяжести будет наблюдаться отрицательная аномалия Д; лок., а в магнитном поле - повышенные значения напряженности поля ДТа вдоль линии разрывного нарушения. На сейсмических временных разрезах в зонах разломов нарушается корреляция, наблюдается резкое изменение интервального времени прохождения между отражающими границами Д и А, а также присутствуют структурные локальные осложнения по горизонтам нижнего и среднего карбона (рис. 1).
Материалы и методы
Комплексная интерпретация данных магниторазведки (поле ЛТ), гравиразведки (поле Л£) и сейсморазведки достаточно давно используется в разнообразных вариантах для прогнозирования залежей углеводородов [8, 13]. В нашей работе мы попытались сделать очередной шаг в этом направлении и выявить пространственные взаимосвязи
Рис. 2 — Распределение аномального магнитного поля АТа модельной площади западного склона Южно-Татарского свода Fig. 2 — Distribution of abnormal magnetic field АТа on the model area of the western slope of the South Tatar arch
Рис. 3 — Распределение локального магнитного поля модельной
площади западного склона Южно-Татарского свода Fig. 3 — Distribution of local magnetic field on the model area of the western slope of the South Tatar arch
геофизических параметров с наличием залежей углеводородов в нижних этажах (верхний девон, нижний карбон) осадочного чехла Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.
Результаты и обсуждения
Были построены карты аномального магнитного поля ЛТа (рис. 2), карта локального магнитного поля (рис. 3), карта аномального поля силы тяжести Лgлoк (рис. 4), а также структурная карта (рис. 5) по поверхности саргаев-ского горизонта.
Для выявления корреляционной связи между размещением в плане известных залежей нефти и гравимагнитными полями, выполнен статистический анализ по всей площади модельного месторождения. Анализ проводился раздельно для трех стратиграфических уровней: верхнедевонского, нижнекаменноугольного и среднекаменноугольного. При выполнении статистического анализа и качественной оценки гравимагнитных полей принимался во внимание характер аномальных полей: положительный (+), отрицательный (-), переходный (+ -). Кроме того, для аэромагнитного поля (ЛТ) учитывались локальные осложнения положительного (+) и отрицательного (-) знака, а для локального гравитационного поля — фоновый (0) уровень.
Верхнедевонские залежи. Для определения корреляционных связей известных залежей с геофизическими полями использовались данные глубокого бурения и ГИС по 50 скважинам, в их числе присутствовало 23 про-мышленно нефтеносных пашийских и кынов-ских разрезов, 15 разрезов без промышленной нефтеносности в пласте Д0 и 12 разрезов скважин без пластов-коллекторов Д0+Д1.
Промышленно нефтеносные разрезы тяготеют к приподнятым участкам залегания поверхности кристаллического фундамента (рис. 5) и характеризуются относительно
сокращенной мощностью толщи между поверхностью кристаллического фундамента и кровлей саргаевского горизонта. В грави-магнитных полях (рис. 2, 4) промышленно нефтеносным толщам соответствуют преимущественно градиентные (переходные) и положительные поля. При этом вероятность обнаружения промышленно нефтеносных разрезов резко возрастает при наличии в локальном магнитном поле (рис. 3) отрицательных значений и положительных значений аномального магнитного поля ЛТа (рис. 2). Локальными отрицательными осложнениями ЛТа характеризуется 43% (10 из 23) кынов-ских нефтеносных разрезов скважин. Столь низкий эффект «узнаваемости» можно объяснить в основном тем, что на модельной площади не проводились целевые высокоточные магнитометрические исследования, без которых выделение залежей по магнитному полю является трудно разрешимой задачей.
Нижнекаменноугольные залежи. При анализе использовались разрезы 22 скважин, нефтеносные только в нижнекаменноугольных отложениях. Это же требование соблюдалось и при подборе 25 «пустых» (не нефтеносных) разрезов.
Нефтеносные разрезы контролируются участками с преимущественно увеличенной мощностью отложений между кровлей сарга-евского горизонта и отражающей границей «У» (рис. 1) тульского горизонта, где она в среднем на 21 м больше, чем на участках без нефти. Нефтеносные нижнекаменноугольные разрезы, как правило, фиксируются отрицательными магнитным и гравитационным полями (рис. 2, 4), в которых вероятность их обнаружения возрастает соответственно в 3,0 и 1,4 раза.
Среднекаменноугольные залежи. Характерным является крайне неравномерная разбуренность башкирско-верейских отложений по площади. Всего анализировалось 43
нефтеносных и 25 «пустых» разреза. Выявлено, что глубина залегания кровли верейского горизонта (отражающая граница В, рис. 1) на нефтеносных разрезах в среднем на 20 м меньше, чем в разрезах без нефти. Нефтеносным разрезам отвечают преимущественно отрицательные локальные аномалии гравитационного поля (рис. 4). На участках распространения таких аномалий вероятность обнаружения нефти в среднекаменноугольных отложениях примерно в 4,5 раза выше, чем в не нефтеносных. Частота обнаружения нефтеносных залежей в положительном поле ЛТа (рис. 2) примерно в 1,7 раза выше, чем в отрицательном. При наличии локальных отрицательных осложнений магнитного поля (рис. 3) вероятность обнаружения нефтеносных залежей на участках отрицательных аномалий Лgлoк (рис. 4) и положительных аномалий ЛТа магнитного поля (рис. 2) возрастает более чем в 3 раза.
Итоги
Выявлены определенные пространственные взаимосвязи геофизических параметров с наличием залежей углеводородов в нижних этажах (верхний девон, нижний карбон) осадочного чехла Волго-Уральской нефтегазоносной провинции: большинство ловушек находится в зонах положительных значений аномального магнитного поля и в зонах отрицательных значений локального магнитного поля (рис. 2, 3).
При анализе распределения поля силы тяжести на территории западного склона ЮТС обращает на себя внимание факт практически повсеместного отсутствия залежей нефти в пределах линейно-вытянутых интенсивных локальных (более 1 мГал) аномалий отрицательного знака. Большинство залежей приурочено к локальным аномалиям поля силы тяжести дg, интенсивность которых изменяется от -0,25 мГал до +0,25 мГал,т.е располагается в переходной зоне (рис. 4).
Рис. 4 — Распределение локального аномального поля силы тяжести AgjioK модельной площади западного склона Южно-Татарского свода л°к
Fig. 4 — Distribution of local gravitational anomalies AgjoK on the model area of the western slope of the South Tatar arch
Рис. 5 — Структурная карта по кровле Саргаевского горизонта модельной площади западного склона Южно-Татарского свода Fig. 5 — Structural map of the roof of the Sargaevsky horizon on the model area of the western slope of the South Tatar arch
Выводы
Комплексная интерпретация данных магниторазведки (поле ЛГ), гравиразведки (поле Лg локальное) и сейсморазведки, с учетом указанных выше пространственных взаимосвязей с нефтеносностью, дает основание оценивать вероятность наличия залежей нефти и обосновывать заложение рекомендуемых скважин. Следует отметить, что в случаях совпадения структурных планов каменноугольных и пермских отложений при заложении скважин на нижне- и среднекаменноуголь-ные залежи возможно расхождение статистических гравитационных признаков нефтеносности с конкретными характеристиками точек потенциального разбуривания, обусловленное интегральным свойством поля силы тяжести.
Литература
1. Березкин В.М. Применение гравиразведки для поисков месторождений нефти и газа. М.: Недра, 1973. 263 с.
2. Боронин В.П., Степанов В.П., Гольштейн Б.Л.
Геофизическое изучение кристаллического фундамента Татарии. Казань: Изд-во Казанского унта, 1982. 200 с.
3. Валяев Б.М. Роль разломов в нефтегазо-накоплении // Разломы земной коры. М.: Наука, 1977. С. 43-45.
4. Гаврилов В.П. Влияние разломов на формирование зон нефтегазонакопления. М.: Наука, 1977. 257 с.
5. Геология нефтяных и газовых месторождений Волго-Уральской нефтегазоносной провинции / С.П. Максимов, В.А. Киров и др. М.: Недра, 1970. 801 с.
6. Грунис Е.Б. Ускоренная разведка и освоение залежей нефти в сложнопостроенных ловушках (на примере востока Русской плиты). СПб: ВНИГРИ, 1995. 194 с.
7. Демидов В.А. Глубинные разломы и закономерности размещения месторождений нефти и газа в пределах древних платформ // Тектоника Восточно-Европейской платформы и ее обрамления. М.: Наука, 1975. С, 161-164.
8. Каратаев Г.И., Ватлин Б.П., Захарова Т.Л.
Методика комплексной геологической интерпретации гравитационных и магнитных аномалий. Новосибирск: Изд. Наука СО АН СССР, 1973. 166 с.
9. Куликов Г.Н., Мавричев В.Г. Аэромагниторазведка на нефть и газ // Геофизика. 1995. №2. С. 37-42.
10. Ларочкина И.А. Концепция системного геологического анализа при поисках и разведке месторождений нефти на территории Татарстана. - Казань: Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2013. 232 с.
11. Муслимов Р.Х. Повышение эффективности освоения нефтяных месторождений Татарии. Казань: Тат. кн. изд-во, 1985. 176 с.
12. Пузырев Н.Н. Методы и объекты сейсмических исследований. Новосибирск: Издательство СОРАН, НИЦ ОИГГМ, 1997, 229с.
13. Степанов В.П., А.В. Степанов, И.В. Степанов. Методология изучения кристаллического фундамента и осадочного чехла Волжско-Камской антеклизы по комплексу геолого-геофизических данных. Казань: Плутон, 2005. 428 с.
ENGLISH
Conclusions
Complex interpretation of data of magnetic exploration (field ATa), gravel exploration (field Ag local) and seismic exploration, taking into account the above mentioned spatial relationships with oil content, provides the basis to assess the probability of presence of oil deposits and to justify the
location of recommended wells. It should be noted that in cases of coincidence of structural plans of coal and Permian sediments when laying wells on lower and middle coal deposits, it is possible to diverge statistical gravitational features of oil content with specific characteristics of potential drilling points due to integral property of gravity field.
References
1. Berezkin V.M. The use of engraving for the search for oil and gas fields. M.: Nedra, 1973, 263 p.
2. Boronin V.P., Stepanov V.P., Holstein B.L. Geophysical study of the crystalline foundation of Tataria. Kazan: Publishing House of the Kazan Unt, 1982, 200 p.
3. B.M. Valyaev. The role of faults in oil and gas accumulation//Earth trough faults. M.: Science, 1977, Pp 43-45.
4. Gavrilov V.P. The influence of faults on the formation of oil and gas accumulation zones. M.: Science, 1977. 257 p.
5. Geology of oil and gas fields of the Volga-Ural oil and gas province/S.P. Maksimov, V.A. Kirov and others. M.: Nedra, 1970, 801 p.
6. Grunis E.B. Accelerated exploration and development of oil deposits in complex traps (using the example of the east of the Russian plate). SPb: VNIGRI, 1995, 194 p.
7. Demidov V.A. Deep faults and patterns of placement of oil and gas deposits within the ancient platforms//Tectonics of the East European platform and its framing. M.: Science, 1975, Pp. 161-164.
8. Karataev G.I., Vatlin B.P., Zakharova T.JI. Method of complex geological interpretation of gravitational and magnetic anomalies. Novosibirsk.: Ed. Science of the Siberian Branch of the USSR Academy of Sciences, 1973, 166 p.
9. Kulikov G.N., Mavrichev V.G. Aeromagnetic exploration for oil and gas//Geophysics, 1995, issue 2, pp. 37-42.
10. Larochkina I.A. Concept of system geological analysis during the search and exploration
of oil fields in Tatarstan. - Kazan: Feng Publishing House of the RT Academy of Sciences, 2013, 232 p.
11. Muslimov R.Kh. Improving the efficiency of development of Tataria's oil fields. Kazan: Tat. kN. Publishing House, 1985, 176 p.
12. Puzirev N.N. Methods and objects of seismic research. Novosibirsk. Publishing House SORAN, Research Center OIGGM, 1997, 229 p.
13. Stepanov V.P., A.V. Stepanov, I.V. Stepanov. Methodology for the Study of the Crystalline Foundation and Sedimentary Cover of the Volga-Kama Antheclysy according to the Complex of Geological and Geophysical Data. Kazan: Pluto, 2005, 428 p.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ | INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Андреева Евгения Евгеньевна, с.н.с. лаб. геологического и экологи- Evgeniya E. Andreeva, senior researcher, Lab. geological and ческого моделирования ИПЭН АН РТ, г. Казань ecological modeling IPEN AN RT, Kazan
[email protected] [email protected]
Борисов Анатолий Сергеевич, профессор ИГиНГТ К(П)ФУ, с.н.с. лаб. геологического и экологического моделирования ИПЭН АН РТ, г. Казань [email protected]
Докучаева Нина Абрамовна, с.н.с. лаб. геологического и экологического моделирования ИПЭН АН РТ, г. Казань
Боровский Михаил Яковлевич, генеральный директор ОАО «Геофизсервис», г. Казань
Валеева Анна Валентиновна, зав. отделом ТатНИПИнефть ОАО «Татнефть», г. Бугульма
Валеева Светлана Евгеньевна, н.с. лаб. геологического и экологического моделирования ИПЭН АН РТ, г. Казань [email protected]
Anatolij S. Borisov, Professor IGiNGT K(P)FU, senior researcher lab. geological and ecological modeling of IPEN AN RT, Kazan [email protected]
Nina A. Dokuchaeva, senior researcher lab. geological and ecological modeling IPEN AN RT, Kazan
Mihail Ya. Borovsky , General Director of OJSC Geophysservice, Kazan
Anna V. Valeeva, Head of TatNIPIneft Department of OAO TATNEFT, Bugulma
Svetlana E. Valeeva, researcher lab. geological and ecological
modeling IPEN AN RT, Kazan
