CC BY
148
УДК 550.83:551.3
СЕЙСМОФАЦИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ ПРОДУКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮРЫ ПЕСЦОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
В.Н. Устинова, Н.Н. Стариков
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
Сейсмофациальное моделирование на Песцовом нефтегазовом месторождении выполнено по результатам пространственной сейсморазведки с использованием материалов геофизических исследований скважин и данных исследования керна. Сейсмические структурные и литологические модели позволили уточнить фациальную природу коллекторов юрских отложений, мало изученных и перспективно нефтегазоносных на месторождении. По материалам сейсмогеологического моделирования прослежены контуры палеорусловых отложений, являющиеся на месторождении высокодебитными коллекторами. Тип фаций продуктивных отложений уточнён по данным литофациальных исследований по керну скважин.
Ключевые слова:
Сейсмоморфоструктурные карты, сейсмофациальные модели, сейсмофации, энергии отражений сейсмических волн, литофации. Key words:
Seismic morphological maps, seismic facies model, seismic facies, seismic wave reflection energy, lithofacies.
Песцовое нефтегазокондесантное месторождение - одно из крупнейших в составе Большого Уренгоя. На месторождении выявлены продуктивные залежи углеводородов (УВ) в пластах в широком стратиграфическом диапазоне: от плинсбаха до сеномана. В настоящее время территория Пе-сцово-Ен-Яхинского нефтегазоносного района, включающая месторождение, практически полностью покрыта 2Б и 3Б сейсмическими съемками. В своде структуры забурено 39 поисковых и разведочных скважин. Исследования авторов посвящены проблемам литолого-фациальной интерпретации юрско-меловых комплексов, изучению воз-
можностей сейсморазведки при анализе пространственной изменчивости типов фаций, изучению возможности картирования продуктивных литофа-ций юры по сейсмическим параметрам и морфологическим признакам проявления в палеорельефе. Методика сейсмолитофациальных реконструкций разрабатывается авторами в течение ряда лет [1-3], привлечение сейсмолитофациальных построений к диагностике типа фаций показало хорошие результаты при прогнозе высокоёмких зон коллекторов на ряде месторождений в центральной и юговосточной частях Западно-Сибирской плиты (ЗСП) [2, 3]. В настоящей работе при сейсмофа-
Рис 1. Тектоническая схема Песцового вала по кровле юрских отложений
циальных реконструкциях и анализе сейсмофаций применялись сейсмические исследования разных лет на Песцовом месторождении с плотностью съемки 0,3...0,6 на км2 площади. Анализ кернового материала проведён по 20 скважинам месторождения, изучены и описаны 1547 шлифов керна из продуктивных интервалов, в том числе 397 из юрских отложений. По результатам изучения керна в юрских отложениях выполнено ранжирование типов литофаций.
Тектоническая схема месторождения по кровле юрских отложений, построенная по материалам сейсморазведки разных лет (ООО Уренгойгаз-пром), представлена на рис. 1. На значительной территории, где залежи УВ по некоторым горизонтам юры и мела объединяются, расположены три площади - Песцовая, Западно-Песцовая и Ен-Яхинская. Продуктивны в разрезе юры и мела в основном песчаники.
Для юры и мела в продуктивных отложениях реконструируются по материалам сейсморазведки и ГИС (с учётом анализа кернового материала) морские и прибрежно-морские обстановки осадкона-копления. Песчаные тела формировались от горизонта к горизонту в различных фациальных условиях. Их местоположение на своде структурного поднятия видоизменялось - менялась форма поднятия и расположение коллекторов и латеральных экранов. В ходе анализа структурных планов и сейсмических разрезов (примеры приведены на рис. 1-4) установлено, что местоположение каждого пласта имеет свою преимущественную локализацию и пространственные параметры. Изменение геометрии поднятия можно наблюдать на одном из сейсмических разрезов (рис. 2). Наложенные на сейсморазрез кривые электрического каротажа (ПС и КС по скважинам 224, 27 и 4, рис. 2) показывают изменчивость электрофаций юрских (интервал времён 2600...2700 мс) и меловых (интервал времён 2300.2600 мс) отложений. Интерпретация каротажных данных позволяет сказать, что отложения юры существенно более глинистые.
Сейсмо- и литофациальные построения выполнялись с привлечением геологических реконструкций прошлых лет [4-6]. Геологоразведочные работы на нефть и газ на Песцовом нефтегазоконденсатном месторождении начаты в 1973 г. По результатам сейсморазведки выявлено локальное поднятие (рис. 1), в сводовой части поднятия пробурена первая скважина глубиной 3100 м. В последующие 25 лет на месторождении открыты и разрабатывались залежи газа и газоконденсата в сеномане и неокоме. Залежи УВ в нижнемеловых отложениях Песцового месторождения открыты в 1974 г. [6]. Песцово-Ен-Яхинское месторождение многопластовое, нефтегазоносно в основном в меловых пластах БУ10, БУ9, БУ8 (в структуре которых выделяется сложная система пропластков: БУ82; БУ83; БУ91; БУ92; БУ101; БУ102а), БУ13-БУИ, в ачимовских отложениях - АчБУ12 и АчБУи (АчБУи2), Ач3, Ач4, в юрском комплексе.
Рис. 2. Один из сейсмопрофилей Песцовой площади, вкрест простирания локального поднятия. Длина профиля 4 км. Фрагмент временного разреза (вертикального среза 3^ сейсморазведки) через скважины 224, 27 и 4 в южной части месторождения
Для Песцовой площади основными исследуемыми пластами являются БУ82, БУ83, БУ*1, БУ92, БУ1(/, БУ102а. Максимум продуктивности обнаруживается в пластах бУ82-Бу102, АчБУ102-АчБУ13, Ю2 [4, 6]. Для нефтегазоносных горизонтов по данным сейсморазведки и ГИС построены кубы литологии пластов (рис. 3), которые получены по материалам электрофациальной и сейсмофациальной интерпретации 2Б и 3Б данных. По результатам параметрического моделирования построены кубы пористости, проницаемости, насыщенности коллекторов пластов. Модели мощности пластов Ач-БУ102-АчБУ13 построены с учетом результатов анализа временных толщин сейсмокомплексов. Песчаники пласта БУ92 характеризуются как сейсмофации дельтового комплекса.
Рис. 3. Фрагмент куба песчанистости (от 0 до 1, по цветовой шкале) пласта БУ92 Песцового месторождения. Материалы ООО «Уренгойгазпром»
Согласно тектонической схеме (рис. 1) Песцовое месторождение находится в пределах структуры второго порядка - Песцового вала, представляющего собой вытянутую в субширотном направлении приподнятую зону протяженностью 100 км, при ширине до 35 км [6], осложненную локальными поднятиями третьего порядка - Западно-Песцовым, Песцовым и Ен-Яхинским. Сеноманская залежь Песцовой площади входит в состав единой газовой залежи Большого Уренгоя. Залежь УВ Западно-Песцовой площади структурно отделяется от основной залежи Большого Уренгоя. Сеноманская и неокомские залежи Ен-Яхинского месторождения входят частично в общий многопла-стовый комплекс. Залежи ачимовской толщи и юрские залежи являются общими объектами для Песцового и Ен-Яхинского месторождений.
Сейсмические материалы являются источником структурных построений, сейсмофациалных моделей (рис. 3-5).
Рис. 4. Модель сейсмической структурной поверхности в кровле пласта Ю2 Песцового месторождения (шкала глубин - в метрах). В единице горизонтального масштаба - 200 м
Анализ сейсмических структурных карт (модели структурных поверхностей, построенные авторами, представлены на рис. 4, 5) по различным отражающим горизонтам показывает, что Песцовое локальное поднятие прослеживается по всему разрезу осадочного чехла. Наиболее рельефно Песцовое поднятие отображается по нижнеюрским отложениям и поверхности доюрского основания (рис. 4). При исследовании генетических особенностей формирования юрских и меловых продуктивных комплексов данные о фациальном составе отложений были получены разными методами: по результатам элек-трофациальной интерпретации, сейсмофациально-го истолкования сейсмоморфоповерхностей (например, представленных на рис. 4, 5) и карт сейсмических параметров (рис. 6), и по результатам исследования кернового материала.
Выявление участков максимальной продуктивности, локальных нефтегазонасыщенных тел, местоположение и геометрия которых изменяются от пласта к пласту, сильно зависит от правильности определения фациального типа осадка коллектора и тенденций их пространственного распространения. Уже сейсмоморфоструктурные модели дают важную информацию о строении среды, так как за-
частую для месторождений ЗСП устанавливается связь между приращениями рельефа и мощностью песчаных коллекторов в подстилающих отложениях [2, 3, 7, 8]. Для Песцового месторождения 3Б модели сейсмокомплексов и литосейсмофациаль-ные модели (рис. 3), модели поверхностей отражения (рис. 4, 5) построены для осадочных образований сеномана, неокома, ачимовской толщи и средней юры. На представленных сейсмоморфологиче-ских моделях (рис. 3-5) изменение в рельефе палеоповерхности (смещение свода поднятия от юры к мелу в север-восточном направлении) проявляется и в латеральном смещении мощностей продуктивных комплексов соответствующих отложений.
Рис. 5. Модель сейсмической структурной поверхности в низах мела в кровле пласта БУ101 Песцового месторождения (шкала глубин - в метрах). В единице горизонтального масштаба - 200 м
Методами сейсмоморфофациального анализа, электрофациального моделирования на Песцовом месторождении изучены особенности формирования, пространственного распространения, латерального выклинивания и фациального замещения основных продуктивных комплексов. Эти методы дают возможность установить сложную картину пространственной локализации продуктивных коллекторов, локальных участков нефтегазонасы-щения, их морфогенетическую проявленность и изменчивость от горизонта к горизонту [1-3, 7]. Для юрских продуктивных комплексов морфология рельефа поверхности (рис. 4) существенно осложнена морфологией выступов фундамента. Для идентификации сейсмофаций и выявления участков повышенной мощности коллекторов в пласте Ю2 дополнительно привлекались аномалии сейсмических параметров отражений. Так, в юрских отложениях месторождения выявлены аномалии энергий отражений (рис. 6), величин интервальной скорости, в которых интенсивными экстремумами отмечаются узкие извилистые тела, сейсмофации шнуркового типа: в виде протяжённых полос. Такая сейсмофация может характеризоваться как палеодельтовая русловая.
Геологические данные по продуктивным комплексам (бурение, ГИС) подтверждают, что продуктивные отложения пространственно неоднородны [4, 6], нефтегазонасыщенные отложения до-
полняют друг друга по латерали и разрезу. Изменчив фациальный состав коллекторов. В валанжин-ских залежах это прибрежно-морские (дельтовые, баровые тела, валы и осадки склоновых комплексов), в ачимовских комплексах - осадки континентального склона, каньонов, дистальных конусов выноса, формировавшие обширные песчаные тела. В юрских комплексах - это тела меньшей мощности и латерального распространения.
Рис. 6. Модель энергии отражений по отражающему гри-зонту малышевского комплекса в пределах центрального купола Песцового локального поднятия. Энергии отражений - в условных единицах. Модель для фрагмента структурной карты 3597x4879 м в районе скв. 208, 210
Среднеюрские отложения на месторождении характеризуются весьма широким спектром состава и условий образования. Устойчивая связь положительных форм палеорельефа с повышенными мощностями песчаных тел, а энергий отражений и величин интервальной скорости - с участками нефтегазонасыщенных пород (рис. 3) говорит о возможности применения сейсморазведки в качестве достоверного источника фациальной информации.
Электрофациальными и литофациальными исследованиями кернового материала в породах среднеюрской части разреза [9] установлены следующие группы фаций: заливно-лагунного побережья; группа дельтовых фаций; фаций отложений открытого подвижного мелководья.
В региональной стратиграфической схеме, принятой в Новосибирске для нижне-среднеюрских отложений Западной Сибири, территория исследований - Песцовая площадь, относится к Уренгойскому структурно-фациальному району, входящему в Обь-Тазовскую фациальную область. Обь-Та-зовская фациальная область представлена преимущественно прибрежно-морскими отложениями с участием дельтовых и континентальных фаций [5].
Изученные среднеюрские отложения [9] относятся к тюменской свите. Тюменская свита (малы-шевский горизонт) представлена переслаиванием темно-серых глин, глинистых песчаников, алевролитов с буроватым оттенком, отмечаются биотур-бированные прослои, пирит.
Песчаные пласты по результатам палеонтологических исследований [9] здесь индексируются как Ю2-Ю4. Стратиграфический объем малышевского
горизонта - верхи верхнего байоса - до нижней половины верхнего бата. Перекрывается тюменская свита на исследуемой территории отложениями аба-лакской свиты васюганского горизонта. Вверх по разрезу наблюдается постепенный переход от дельтовых фаций к фациям подвижного мелководья.
Тип фации, определённый по результатам сейс-мофациальных исследований (например, рис. 6), уточнялся по результатам литологических и минералогических методов анализа по образцам керна. С применением корреляционных связей: «керн»—«керн», «керн»--«геофизика», «керн»-«фи-зика пласта», «керн»—«сейсморазведка» для юрских отложений удалось установить однородность структуры коллектора, небольшие величины вариаций пористости и проницаемости в продуктивных ячеях коллекторов, а значит близкий тип фаций для нефтенасыщенных резервуаров в одновозрастных отложениях (таблица).
Таблица. Емкостные характеристики коллекторов и особенности их проявления в сейсмоданных
Песцовое месторождение
№ скважины Кп.п, отн.ед. Н, м Кп.тр. отн. ед. ^отр, усл. ед. Тин, мс Кп.кар. %
211,17, 210 24 0,27 0,3 230 19,2
15, 218, 20, 24 22 0,31 0,27 245 17,6
26, 224 0,16 16 0,42 270 15,9
12 0,20 15 0,45 281 18,8
551 19 0,3 0,73 264 21,1
Результаты исследований мощности (Я, м), пористости коллекторов (кп.п, отн. ед.), в том числе в карбонатизированных зонах (^пкар, %), и её изменчивости в трещинных участках коллекторов (к^, отн. ед.), а также особенностей проявления величин эффективных параметров продуктивного пласта Ю2 в энергии сейсмических отражений (Ео1р, усл. ед.) по перекрывающим песчаный коллектор горизонтам (рис. 6) и в интервальном времени (Тш, мс) представлены в таблице. Значения величин пористости существенно возрастают в трещинных зонах. Этим участкам обычно соответствуют повышенные мощности песчаных отложений коллектора. Некоторые понижения величин параметров энергий сейсмических отражений связаны с продуктивностью коллекторов [8]. Уменьшение интервального времени, вероятно, обусловлено наличием аномалий скорости в нефтегазоносных комплексах.
По результатам исследования керна (10 скважин) песчаный пласт Ю4 слагают отложения дельтовых рукавов и внутридельтовых заливов. Литологически пласт представлен неравномерным переслаиванием песчаников, аргиллитов, алевролитов. Породы имеют горизонтально-косослоистую, волнистую, прерывистую, линзовидную слоистость, обусловленную намывами глинистого материала. Мощность песчаного пласта выдержана и практически не изменяется, составляя в среднем 25...28 м.
Песчаный пласт Ю3, представленный отложениями внутридельтовых заливов, прирусловых валов и осадками малоподвижного мелководья, сложен преимущественно серыми, светло-серыми в основном мелкозернистыми песчаниками и але-вропесчаниками, часто карбонатизированными, с ещё меньшей долей алевролитов и аргиллитов. В существенно песчаных пропластках для образцов керна характерен запах УВ. Мощность пласта не выдержана и изменяется от 35 до 50 м.
Тюменская свита на месторождении представлена пластом Ю2. Пласт по результатам исследования кернового материала (8 скважин) слагают осадки подвижного мелководья. Постепенный переход к более удаленным от берега фациям, а так же наблюдаемое уменьшение размерности отложений к кровле пласта, вероятно, может свидетельствовать о происходившей на данной территории трансгрессии.
Пласт имеет большую мощность порядка 40...45 м. Особенностью пласта является высокая песчанистость, с небольшой долей алевролитов и аргиллитов, и тяготеющее к кровле пласта наличие глинистых разностей. Отмечается интенсивная карбонатизация песчаников. Характерной чертой является наличие по всему разрезу пласта Ю2 запаха УВ в песчаных породах.
Исходя из анализа разрезов, моделей структурных поверхностей, сейсмофаций и вещественного состава по результатам исследования кернового материала, можно предположить, что в пределах рассматриваемой территории в среднеюрское время продолжала существовать палеорека, протекавшая в северо-восточном направлении, и в ее пределах можно ожидать породы с улучшенными коллекторскими свойствами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Устинова В.Н. Сейсмические данные на этапе разведки нефтяных и газовых месторождений // Известия Томского политехнического университета. - 2004. - Т. 307. - № 1. - С. 67-72.
2. Устинова В.Н., Зиборов С.С., Гаврилов С.Н., Горкальцев А.А., Филимонова А.И., Бойло О.И. Геологоразведочные работы на Двуреченском месторождении, решение задач картирования песчаных фаций и выделение зон высокоёмких коллекторов // Известия Томского политехнического университета. - 2005. -Т. 308. - №1. - С. 27-33.
3. Устинова В.Н., Устинов В.Г., Данилов И.В., Горкальцев А.А., Филимонова А.И. Сейсмоморфологический анализ при прогнозе нефтегазоносности на Первомайском месторождении нефти // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. - 2004. - № 6. - С. 44-48.
4. Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф., Филиппов В.П. Основы нефтегазового производства. - М.: Изд-во Нефть и газ, 2008. -276 с.
5. Решение VI Межведомственного стратиграфического совещания по рассмотрению и принятию уточненных стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири. - Новосибирск, 2003. - Новосибирск: СНИИГГиМС, 2004. - 114 с.
С точки зрения выявления залежей УВ в среднеюрском комплексе наибольший интерес представляют песчаные пласты тюменской свиты Ю2, Ю4, сформировавшиеся в переходных условиях от континентального к мелководно-морскому режиму осадконакопления и отличающиеся от нижележащих пластов лучшими коллекторскими свойствами и повышенными эффективными толщинами.
Дальнейшие исследования особенностей геологического строения месторождения и характера его нефтегазонасыщения требуют решения ряда взаимосвязанных и сложных вопросов [10], среди которых - геолого-тектоническое строение разновозрастных комплексов, характер литолого-фациаль-ного замещения продуктивных пластов, фациаль-ный облик песчаных коллекторов, син- и постдиа-генетические преобразования в песчаниках. Комплексные сейсмогеологические исследования позволят получить пространственные модели нефтегазонасыщенных комплексов.
Выводы
Сейсморазведка в комплексе с геологическими исследованиями в скважинах позволяет решать ряд сложных задач идентификации и пространственного распространения песчаных фаций нефтегазоносных отложений. Сейсмофациальная интерпретация наряду с электрофациальным анализом предоставляет важный материал для определения типа песчаной фации и её пространственной локализации. Генетическая принадлежность литотипов песчаных пород, определённая локально в скважинах по результатам анализа кернового материала, устанавливается в сейсмоморфоповерхностях и аномалиях сейсмических параметров.
6. Grace J.D., Hart G.F. Urengoy gas field - U.S.S.R., West Siberian Basin, Tyumen District //AAPG Special Volumes. Volume TR: Structural Traps III: Tectonic Fold and Fault Traps, 1990. -P. 309-335.
7. Устинова В.Н. Морфологическая интерпретация сейсмических поверхностей // Отечественная геология. - 2005. - № 6. -C. 23-27.
8. Устинова В.Н., Устинов В.Г Тектонически-напряжённые зоны нефтегазоносных структур и их изучение по данным сейсморазведки // Геофизика. - 2004. - № 1. - С. 13-18.
9. Стариков Н.Н. Литолого-фациальные особенности среднеюрских отложений на примере Песцового месторождения (Ямало-Ненецкий автономный округ) // Геология в развивающемся мире: Матер. Междунар. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Пермь: Изд-во ПгУ, 2011. - С. 204-206.
10. Сулейманов Р.С., Маринин В.И., Зайчиков Г.М. Перспективы развития ресурсной базы Уренгойского нефтегазоносного комплекса // Вестник ассоциации буровых подрядчиков. -2007. - № 4. - С. 10-16.
Поступила 26.01.2013 г.
