CC BY
15
УДК 553.982
DOI: 10.18303/2618-981X-2018-1-167-174
СЕЙСМОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗРЕЗА ВЕРХНЕЮРСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ ЮГО-ВОСТОЧНЫХ РАЙОНОВ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ
Александр Юрьевич Калинин
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, старший преподаватель, тел. (383)330-21-56, e-mail: KalininAY@ipgg.sbras.ru
Владимир Алексеевич Конторович
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, зав. лабораторией; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, доцент, тел. (383)330-89-24, e-mail: KontorovichVA@ipgg.sbras.ru
Людмила Михайловна Калинина
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, доцент; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, старший преподаватель, тел. (383)330-89-24, e-mail: KalininaLM@ipgg.sbras.ru
Игорь Алексеевич Губин
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)330-89-24, e-mail: GubinIA@ipgg.sbras.ru
Максим Владимирович Соловьев
Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А. А. Трофимука СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник; Новосибирский национальный исследовательский государственный университет, 630090, Россия, г. Новосибирск, ул. Пирогова, 2, старший преподаватель, тел. (383)330-89-24, e-mail: SolovevMV@ipgg.sbras.ru
В работе рассмотрена модель геологического строения келловей-волжских отложений юго-востока Западной Сибири. На базе комплексной интерпретации материалов сейсморазведки, ГИС и аналитических исследований с использованием сейсмофациального, динамического анализа и математического моделирования волновых полей разработаны сейсмогеоло-гические критерии выделения зон распространения и оценки качества коллекторов, построены модели залежей углеводородов и нефтегазоперспективных объектов горизонта Юь
Ключевые слова: верхняя юра, васюганская, наунакская, тяжинская, георгиевская, баженовская, марьяновская и максимоярская свиты, песчаный горизонт, отражающий горизонт, залежи углеводородов, нефтегазоперспективный объект.
SEISMOGEOLOGICAL CRITERIA FOR ESTIMATIO OF THE COLLECTORS QUALITY IN UPPER JURASSIC DEPOSITS OF SOUTHEAST AREAS OF WEST SIBERIA
Alexander Yu. Kalinin
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Researcher; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Senior Lecturer, phone: (383)330-21-56, e-mail: KalininAY@ipgg.sbras.ru
Vladimir A. Kontorovich
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, D. Sc., Corresponding Member RAS, Head of Laboratory; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Associate Professor, phone: (383)330-89-24, e-mail: KontorovichVA@ipgg.sbras.ru
Ludmila M. Kalinina
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Senior Researcher, Associate Professor; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Senior Lecturer, phone: (383)330-89-24, e-mail: KalininaLM@ipgg.sbras.ru
Igor A. Gubin
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Senior Researcher, phone: (383)330-89-24, e-mail: GubinIA@ipgg.sbras.ru
Maxim V. Solovev
Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geophysics SB RAS, 3, Prospect Аkademik Koptyug St., Novosibirsk, 630090, Russia, Ph. D., Senior Researcher; Novosibirsk National Research State University, 2, Pirogova St., Novosibirsk, 630073, Russia, Senior Lecturer, phone: (383)330-89-24, e-mail: SolovevMV@ipgg.sbras.ru
The geological structure model of the Callovian-Volga deposits of the southeast of West Siberia is considered. Based on a complex interpretation of seismic data, GIS and analytical studies using seismic facies, dynamic analysis and mathematical modeling of wave fields seismogeological criteria of distribution zones allocation and assessment of collectors quality are developed, models of reservoirs and oil and gas potential objects of the horizon J1 are constructed.
Key words: upper jurassic, Vasyugan, Naunak, Tyajin, Georgiev, Bazhen, Maryan and Maximoyar formations, sand horizon, reflector, reservoir, oil and gas object.
Работа посвящена верхнеюрским отложениям юго-востока Западной Сибири, с которыми в этом регионе связано более 100 нефтяных и газовых месторождений. В административном плане исследуемый район приурочен к Томской области и северной части Новосибирской области.
По мере возрастания дефицита поисковых объектов Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции все большее внимание обращается к периферийным частям бассейна, запасы углеводородов на которых представляют интерес для воспроизводства минерально-сырьевой базы региона, что и предопределяет
актуальность исследований. В зонах, приближенных к обрамлению ЗападноСибирской плиты, основная проблема связана с выявлением и детальным картированием нефтегазоперспективных объектов, имеющим сложный характер распределения коллекторов, способных концентрировать значительные объемы углеводородов.
Задача исследования - на базе комплексной интерпретации геолого-геофизических материалов разработать сейсмогеологические критерии выявления и картирования зон распространения, фациального замещения и выклинивания коллекторов, оценки фильтрационно-емкостных свойств песчаных пластов и выявления сложнопостроенных объектов в отложениях горизонта Ю1.
Келловей-верхнеюрские отложения на юго-востоке Западной Сибири характеризуются фациальной неоднородностью. Согласно схеме фациального районирования, район исследований расположен в областях морского, переходного и континентального седиментогенеза [1]. Келловей-волжские отложения представлены васюганским, георгиевским и баженовским горизонтами.
С запада на восток преимущественно морские отложения васюганской свиты переходят в наунакскую свиту переходного седиментогенеза, а затем в тя-жинскую свиту континентального седиментогенеза. Георгиевская и баженовская свиты переходят сначала в марьяновскую и далее в максимоярскую свиты.
Васюганская свита на большей части трансгрессивно залегает на континентальных отложениях тюменской свиты и по литологическому составу разделена на нижнюю и верхнюю подсвиты [2]. Нижневасюганская подсвита представлена преимущественно аргиллитами с немногочисленными прослоями песчаников и алевролитов, мощностью 30-40 м, в наиболее погруженных участках 55-60 м. Верхневасюганская подсвита представлена толщей переслаивающихся песчаников, аргиллитов, алевролитов с прослоями углей и углистых аргиллитов. Полный разрез подсвиты содержит 4-5 песчаных пласта, совокупность которых формирует регионально-нефтегазоносный горизонт Ю1. Наличие регрессивного и трансгрессивного циклов осадконакопления позволяет выделить
1 2
в разрезе горизонта Ю1 две пачки - надугольную (Ю1 и Ю1 ) и подугольную (Ю13 и Ю14) пачки, которые разделяются угольным пластом (У1) или пачкой переслаивающихся аргиллитов, алевролитов и песчаников с большим количеством прослоев углей и углистых аргиллитов. Последняя получила название межугольной пачки [3].
В разрезе наунакской свиты, формирование которой происходило в условиях переходного седиментогенеза, нижневасюганская подсвита практически не выделяется. Весь келловей-оксфордский разрез интенсивно углефицирован. Если пытаться формализовать отличия между этими разрезами, то одним из основных критериев их разделения будет отсутствие, либо наличие аргиллитов нижневасюганской подсвиты.
Георгиевская свита согласно залегает между васюганской и баженовской свитами. Свита представлена аргиллитоподобными глинами, содержащими различное количество алевритового материала и редкие зерна глауконита, распространена ограниченно.
Баженовская свита представлена черными и буровато-черными карбонат-но-кремнисто-глинистыми породами с высоким содержанием (до 20 %) органического вещества (ОВ). На большей части Западной Сибири баженовская свита находится в главной зоне нефтеобразования, является региональным флюидо-упором, мощностью 10-30 м.
Весь комплекс верхней юры отображается на временных разрезах одной интерференционной волной (волновой пакет ГТ), основной «вклад» в энергию которого вносят отражения, сформировавшиеся на кровле и подошве баженов-ской свиты [4]. Влияние васюганской свиты на характер волнового поля проявляется в осложнении фаз интерференционного сигнала и изменении его динамических характеристик. Связано это с тем, что при «среднечастотной» сейсморазведке длина волны составляет порядка 100 м, и практически вся васюган-ская свита попадает в «область тени» сигнала, сформировавшегося на баженов-ских аргиллитах. Наличие в геологическом разрезе пачки глинисто-кремнистых пород баженовской свиты, обладающих аномальными скоростями распространения продольных сейсмических волн и благоприятной для формирования интенсивного отражения на частотах 28-30 Гц толщиной 20-30 м, позволяет детально картировать структурную поверхность, но одновременно значительно затрудняет прогнозирование разреза верхневасюганской подсвиты по сейсмо-разведочным данным. При этом, чем лучше свойства баженовской свиты как сейсмического репера, тем сложнее осуществлять этот прогноз.
По скважинам района исследований были построены литолого-акусти-ческие модели. При анализе акустических характеристик было отмечено, что аномальными скоростями распространения продольных сейсмических волн обладает угольный пласт У1, и именно на этой границе должна формироваться высокоамплитудная отраженная волна, способная значимо влиять на характер сейсмической записи волнового пакета 11а. В качестве прогнозного критерия была выбрана толщина надугольной пачки.
Рассмотрим, какое влияние на характер волнового поля будет оказывать изменение толщины отложений, залегающих между угольным пластом У1 и баженовской свитой. На рис. 1 приведен синтетический разрез, рассчитанный с использованием аппарата математического моделирования для случая, когда толщина надугольной пачки уменьшается с 35 до 5 м. Кроме того, приведены графики распределения амплитудных характеристик волнового пакета, а также фрагмент реального временного разреза, характеризующий строение келловей-волжских отложений.
Анализ полученных материалов позволяет отметить, что уменьшение толщины надугольной пачки сопровождается уменьшением: энергетического уровня волнового пакета 11а; частоты сейсмической записи; длительности отрицательной фазы 11а; длительности фазы 11У1 (кровля угольного пласта); ДТ между горизонтами П^ (кровля надугольной пачки) и 11а; ДТ между горизонтами Пт и 11У1 и т. д.
Сейсмогеологических параметров, характеризующих изменение толщины пачек, можно подобрать значительно больше. Все эти параметры так или иначе
связаны с интерференцией волн, сформировавшихся на баженовской свите и угольном пласте У1.
Вдоль сейсмических композитных профилей по материалам сейсморазведки и глубокого бурения была построена серия геологических разрезов, пересекающих юго-восток Западной Сибири в субширотном направлении.
Рис. 1. Сейсмогеологическая характеристика верхнеюрского комплекса:
а) геологическая модель; б) реальный временной разрез; в) синтетический временной разрез; г) зависимость амплитудных характеристик волнового пакета от толщины надугольной пачки; условные обозначения: 1 - кремнисто-глинистые породы баженовской свиты (Bg); 2 - песчаники; 3 - алевролиты; 4 - аргиллиты надугольной пачки (Ю1 - ) васюганской свиты; 5 - угольный пласт (У1)
Анализ геолого-геофизических материалов показал, что преимущественно морские отложения васюганской свиты, расположенные на западе исследуемой территории, сменяются отложениями наунакской свиты переходного седимен-тогенеза, а затем преимущественно континентальными отложениями тяжин-ской свиты. Баженовская и георгиевская свиты по мере приближения к периферийным частям бассейна переходят в марьяновскую и максимоярскую свиты (рис. 2).
В юго-восточных районах Западной Сибири большинство месторождений нефти и газа горизонта Ю1 приурочены к зоне развития васюганской и баже-
новской свит на западе района исследований [5]. В зоне распространения марь-яновской и максимоярских свит залежей углеводородов не выявлено. Также были прослежены изменения келловей- верхнеюрских отложений с севера на юг исследуемой территории. В южном направлении прослеживается аналогичное замещение морских отложений континентальными по мере приближения к бортовым частям Западно-Сибирского бассейна. Учитывая весь объем геолого-геофизических материалов, были построены карты распределения залежей углеводородов и нефтегазоперспективных объектов горизонта Ю1 для морского и переходного типов седиментогенеза.
Рис. 2. Геологический разрез келловей-верхнеюрских отложений, выровненный по подошве баженовской свиты:
1 - аргиллиты; 2 - битуминозные кремнисто-глинистые аргиллиты; 3 - область перехода баженовской свиты в марьяновскую; 4 - песчаники; 5 - углисто-глинистые отложения; 6 - скважина, 7 - линия геологического разреза; границы: 8 - административная; 9 - юрского осадочного бассейна; 10 - внутренней области и внешнего пояса, 11 - надпорядковых структур; тектонические элементы: положительные: 12 - надпорядковые, 0 порядка; 13 - I порядка; отрицательные: 14 - надпорядковые, 0 порядка; 15 - I порядка; промежуточные: 16 - мегамонок-лизы; 17 - мега-, мезомоноклинали; 18 - мега-, мезоседловины; свиты: Bg - баженовская, Mr - марьяновская, Mcm - максимоярская, Gr - георгиевская, Nk - нау-накская, Tjg - тяжинская; Vs1 - нижневасюганская подсвита; пачки верхневасю-ганской подсвиты: НУ - надугольная, МУ - межугольная, ПУ - подугольная
На западе Томской области в зоне развития классической васюганской свиты залежи углеводородов приурочены к антиклинальным структурам с элементами литологического и тектонического экранирования. В горизонте Ю1 продуктивны как надугольная, так и межугольная и подугольная пачки.
Для характеристики залежей углеводородов и нефтегазоперспективных объектов в надугольной пачке горизонта Ю1 переходной зоны седиментогенеза
была выбрана Чузикско-Чижапская зона нефтегазонакопления. В этой зоне по-
1 2
лучили развитие залежи, в основном приуроченные к пластам Ю1 - надугольной пачки. Наиболее типичными для переходной области седиментации являются антиклинальные ловушки, осложненные зонами литологического замещения коллекторов.
На севере Новосибирской области верхнеюрские отложения также формировались в области переходного седиментогенеза. Открытые залежи углеводородов приурочены к антиклинальным структурам и получили развитие в горизонте Ю1. Залежь Верх-Тарского месторождения на севере контролируется тектоническим экраном. Межовское, Восточно-Межовское, Веселовское, Восточ-но-Тарское, Восточное, Ракитинское и Тай-Дасское месторождения, стоящие на балансе, на сегодняшний момент недоразведаны в силу экономической ситуации, а также географической (очень сильной заболоченности и трудной доступности).
Учет всей совокупности геолого-геофизической информации, комплексный подход к интерпретации сейсморазведочных материалов, данных глубокого бурения, математического моделирования волновых полей позволяют решать тонкие задачи прогнозирования геологического разреза и картировать сложнопостроенные нефтегазоперспективные объекты.
Завершая характеристику заметим, что адаптированные к конкретным условиям подходы показали высокую эффективность на достаточно большом количестве локальных площадей, расположенных в юго-восточных районах Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ и Правительства Новосибирской области, проект 17-45-543214рмола.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Решение 6-го Межведомственного стратиграфического совещания по рассмотрению и принятию уточненных стратиграфических схем мезозойских отложений Западной Сибири, Новосибирск, 2003. - Новосибирск, 2004.
2. Шурыгин Б. Н., Никитенко Б. Л., Девятов В. П. и др. Стратиграфия нефтегазоносных бассейнов Сибири. Юрская система. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2000. - 450 с.
3. Конторович В. А., Бердникова С. А, Калинина Л. М., Поляков А. А. Сеймогеологи-ческие адаптивные методы прогноза качества коллекторов и подготовки сложнопостроенных ловушек нефти и газа в верхней юре центральных и южных районов Западной Сибири (горизонт Ю1 васюганской свиты) // Геология и геофизика. - 2004. - Т. 45, № 1, - С. 79-90.
4. Конторович В. А. Тектоника и нефтегазоносность мезозойско-кайнозойских отложений юго-восточных районов Западной Сибири. - Новосибирск : Изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2002. - 253 с.
5. Геология нефти и газа Западной Сибири / ред. А. Э. Конторович, И. И. Нестеров, Ф. К. Салманов и др. - М. : Недра. - 1975. - 680 с.
REFERENCES
1. Reshenie 6-go Mezhvedomstvennogo stratigraficheskogo soveshchaniya po rassmotreniyu i prinyatiyu utochnennyh stratigraficheskih skhem mezozojskih otlozhenij Zapadnoj Sibiri, Novosibirsk, 2003. Novosibirsk, 2004.
2. Shurygin B. N., Nikitenko B. L., Devyatov V. P. i dr. Stratigrafiya neftegazonosnyh bassejnov Sibiri. Yurskaya sistema. Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, filial «GEO», 2000. - 450 s.
3. Kontorovich V. A., Berdnikova S. A, Kalinina L. M., Polyakov A. A. Sejmogeolo-gicheskie adaptivnye metody prognoza kachestva kollektorov i podgotovki slozhnopostroennyh lovushek nefti i gaza v verhnej yure central'nyh i yuzhnyh rajonov Zapadnoj Sibiri (gorizont Yu1 vasyuganskoj svity) // Geologiya i geofizika. - 2004. - T. 45, № 1, - S. 79-90.
4. Kontorovich V. A. Tektonika i neftegazonosnost' mezozojsko-kajnozojskih otlozhenij yugo-vostochnyh rajonov Zapadnoj Sibiri // Novosibirsk: Izd-vo SO RAN, filial «GEO», 2002. -253 s.
5. Geologiya nefti i gaza Zapadnoj Sibiri / Red. A.E. Kontorovich, I.I. Nesterov, F.K. Salmanov i dr. - M. : Nedra. - 1975. - 680 s.
© А. Ю. Калинин, В. А. Конторович, Л. М. Калинина, И. А. Губин, М. В. Соловьев, 2018
