Закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции углеводородов в домеловых отложениях юго-востока Западной Сибири

Западная Сибирь, как известно, является важнейшей нефтегазоносной провинцией. Освоение этого региона шло чрезвычайно высокими темпами. В конце 1953 г. была открыта первая газовая залежь в районе Березово, в 1960 г. — первое нефтяное месторождение в Шаимском районе, в 1964 г. нефть Широтного Приобья, а уже с 1972 г. Западная Сибирь дает значительную часть добываемого объема нефти и газа в нашей стране.

Максимальный годовой уровень добычи нефти в Томской области (юго-восток Западной Сибири) без месторождений, разрабатываемых АО’Томскнефть" в Ханты-Мансийском автономном округе был достигнут в 1990 году и составил 11.8 млн .т. Средний годовой рост добычи нефти во второй половине восьмидесятых годов составлял 0.5 млн.т. Начиная с 1991 г., из-за кризисных явлений в экономике России добыча нефти в Томской области начала падать. В 1991 г. она сократилась до 11.1 млн.т., в 1992 г. добыто 8.1 млн.т. В 1993 г. суммарная добыча в Томской области составила 7.2 млн. т, в 1994 г. — 6.8 млн. т, в 1995 г. и 1996 г. по 6.7 млн.т. В какой-то степени это падение компенсируется добычей нефти из месторождений, эксплуатируемых АО" Томскнефть" в Ханты-Мансийском автономном округе, где она составляет порядка 4 млн.т. То же самое происходит в этот период и с объемами глубокого бурения. В 1993 г., по сравнению с 1983 г., они снизились более чем в 3.8 раза и составили 46.6 тыс. м, а в 1994 г. падают до уровня 22.3 тыс.м.

Не менее печальное явление наблюдается и с объемами сейсморазведочных работ. Если в 80-х годах в Томском геофизическом тресте они составляли обычно 7000−7500 км в год, то к 1994 г. снизились до 1200 км. Естественно, одновременно снизился и прирост запасов. И только с 1995 г. начинается заметный рост объемов геофизических исследований. В 1997 г. они достигли более 2000 км сейсморазведки 2Д и 280 кв. км сейсморазведки ЗД.

Подготовка к бурению перспективных в нефтегазоносном отношении объектов на территории Томской области была начата колпашевскими геофизиками еще в 1952 г. До 1973 года задачи поискового этапа решались обычно сейсморазведкой MOB. С 1973 года по 1978 г. наряду с однократным профилированием начала развиваться сейсморазведка МОГТ. А с 1979 г. и по настоящее время сейсмические исследования ведутся только в модификации МОГТ.

Буквально в последние 2−3 года начала активно использоваться пространственная сейсморазведка (ЗД).

Утяжеление методики сейсморазведочных исследований было продиктовано усложнением геологических задач. Вплоть до 1985 года основной задачей сейсморазведки являлась подготовка под бурение антиклинальных структур III порядка. К середине 80-х годов стало очевидным, что основной фонд крупных и средних структур в пределах нефтегазоперспективных территорий области практически исчерпан. В то же время, по данным экспертных оценок, значительная доля углеводородов (порядка 54%), сосредоточенная в ловушках неантиклинального типа (НАЛ), оставалась неразведанной.

В 1985 году учеными СНИИГГиМС (В.С.Сурков, А. Э. Конторович, Е. Е. Даненберг и др.), ИГиГ СО АН СССР (А.А.Трофимук), ЗапСибНИГНИ (И.И.Нестеров и др.), геологами и геофизиками производственных организаций была разработана программа научных, опытно-методических и производственных работ по поискам и подготовке к бурению нетрадиционных сложнопостроенных объектов неантиклинального типа, реализация которой была осуществлена в период 1986;1990г.г. Для решения задач прогнозирования геологического разреза и выявления НАЛ широко использовались появившиеся в это время новые методические приемы интерпретации геолого-геофизических материалов: РЕАПАК (Д. И. Рудницкая, В. И. Берилко и др.), структурно-формационная интерпретация (И.А.Мушин,.

Л.Ю.Бродов, Е. А. Козлов, Ф. И. Хатьянов и др.), сейсмостратиграфический анализ (Н.Я.Кунин, Е. В. Кучерук и др.) в комплексе с детальными геологическими исследованиями и обобщениями (Е.Е.Даненберг, В. Б. Белозеров, И. А. Иванов, Г. И. Тищенко и др.). С этого времени началась история поиска сложнопостроенных нефтегазоперспективных объектов в Томском геофизическом тресте у истоков которой стояли такие геофизики, как Р. В. Белов, Г. И. Берлин, Л. П. Жевлаков, В. А. Кондрашов, Э. В. Кривошеев, В. П. Мельников, Н. В. Сысолятин и др.

За все годы нефтегазопоисковых исследований на территории Томской области выполнены следующие объемы сейсморазведочцых работ: MOB — 104 151 км, МОГТ — 107 861 км, КМПВ — 8839 км, сейсмический каротаж и ВСП проведены в 312 глубоких скважинах.

По состоянию на 1.1.97 г. геофизиками подготовлено к бурению около 500 нефтегазоперспективных объектов, из них 30 НАЛ, и открыто более 100 месторождений. Средняя площадь объекта составляет 40.6 кв.км., средняя площадь нефтегазоносных районов 146 000 кв. км, среднее отношение площадей структур и нефтегазоносных объектов составляет 0.118 463. Из статистических данных (А.А.Смыслов) известно, что на территории юго-востока Западно-Сибирской плиты в пределах положительных структур I порядка локальные поднятия занимают порядка 30% площади. Таким образом, при современной степени изученности, которая достигла в последние годы 1.1 — 1.25 км на 1 кв. км, оставшиеся невыявленными антиклинальные объекты определяются как мелкие с площадью не более 10−12 кв.км.

Согласно результатам очередной количественной оценки перспектив нефтегазоносности Томской области по состоянию на 1.1.93г., проведенной СНИИГГиМС и его Томским отделением, ОИГГиМ СО РАН, Томскгеолкомом, ОАО.

Томскнефтегазгеология" и ОАО «Томскнефть» (ведущие исполнители этих оценок Ф. Г. Гурари, А. Э. Конторович, В. В. Гребенюк, Е. Е. Даненберг, В. И. Демин, И. А. Иванов и др), наибольшая масса начальных извлекаемых ресурсов сосредоточена в Нюрольском нефтегазоносном районе. Она аккумулировалась в ловушках верхнеюрского нефтегазоносного комплекса (60.9%), нижнемелового (17.6%), нижне-среднеюрского (11.7%), в нефтегазоносном горизонте зоны контакта (НГГЗК) чехла и фундамента (9.8%).

По плотности ресурсов УУВ на один кв.км. начальных извлекаемых потенциальных ресурсов углеводородов первое место среди нефтегазоносных комплексов занимает верхнеюрский — 9.5 тыс. т/кв.км УУВ, второе — нижнемеловой — 2.76 тыс. т/кв.км, третье нижне-среднеюрский — 1.83 тыс. т/кв.км, четвертое НГГЗК — 1.54 тыс. т/кв.км. Из-за резкого колебания уровня разведанности ресурсов УУВ в различных нефтегазоносных комплексах их значение по размерам и плотности извлекаемых перспективных и прогнозных ресурсов весьма существенно отличается от планового по распределению начальных ресурсов У В. Первое место по-прежнему сохраняется за верхнеюрским комплексом, на второе перемещается нижне-среднеюрский, на третье нижнемеловой, четвертое место занимают отложения палеозоя. Перспективные и прогнозные извлекаемые ресурсы нефти по нефтегазоносным комплексам распределены следующим образом: верхнеюрский — 57.7%, нижнесреднеюрский -16.8%, нижнемеловой — 14.6%, НГГЗК — 10.8%.

Итак, как показывает оценка, юго-восток ЗСП располагает значительными прогнозными ресурсами углеводородов, связанными с ловушками неантиклинального типа, что позволяет при надлежащем развитии нефтегазопоисковых работ поддерживать стабильную добычу нефти и газа. Основные же направления геолого-разведочных работ на сегодня следующие:

1. Продолжение изучения закономерностей распространения продуктивных верхнеюрских отложений (пласты Ю14, Ю13, Ю12, Ю,').

2. В связи с истощением главного продуктивного пласта K) i, выдвигаются новые задачи:

— изучение закономерностей распространения перспективных нижнесреднеюрских песчаных пластов-коллекторов (Юп, К>16, Ю15, Ю и);

— изучение закономерностей распространения зон, благопроиятных для аккумуляции углеводородов, в образованиях палеозоя.

Параллельно самое пристальное внимание следует уделить меловым отложениям и, наконец, в дальнейшем при создании новых прогрессивных технологий вскрытия и испытания низкопроницаемых пластов объектами нефтегазопоисковых исследований могут стать среднеюрские континентальные коллектора.

Таким образом, изучение закономерностей распространения зон нефтегазонакопления в такой крупной нефтегазодобывающей области Западной Сибири, как Томская, где добыча составляет около 11 млн.т. нефти в год, при общем глубоком энергетическом кризисе страны является безусловно актуальной задачей. Поддержание уровня добычи требует освоения таких комплексов как палеозойский, нижне-среднеюрский [52], перспективность которых доказана. Но поиски месторождений сдерживаются сложностью их геологического строения и отсутствием ясности в понимании характера распределения зон нефтегазонакопления, типов ловушек и т. д. Это, в свою очередь, диктует необходимость разработки новых методологических приемов геологической интерпретации геофизических материалов в комплексе с данными бурения.

Целью настоящих исследований является научное обоснование закономерностей распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в сложнопостроенных объектах доМеловых комплексов: среднепалеозойском, нижнесреднеюрском и средневерхнеюрском.

Цель работы определяет и основные задачи исследований: разработка методологии выявления и изучения сложнопостроенных объектов на основе комплексной геологической интерпретации данных сейсморазведки и бурения;

— сейсмостратиграфическое расчленение домелового комплекса и сейсмопалеогеографические реконструкции этапов домеловой эволюции седиментационных бассейнов юго-востока ЗападноСибирской плиты;

— изучение закономерностей распространения продуктивных и перспективных пластов юрских комплексов- +.

— изучение закономерностей распространения нефтегазоперспективных объектов в палеозойских образованиях.

Научная новизна работы заключается в следующем :

1. Предложен эффективный обрабатывающий интерпретационный комплекс, позволяющий впервые достигнуть дифференциации разреза, достаточной для сейсмографических исследований для детального расчленения юры и изучения условий осадконакоплений в относительно узких сейсмостратиграфических интервалах.

2. Предложен эффективный метод изучения тонкослоистого разреза, основанный на комплексировании систем РЕАПАК, СФА и сейсмостратиграфического анализа.

3. Предложена новая геолого-геофизическая модель домеловых отложений с выделением нескольких сейсмостратиграфических комплексов, прокоррелированных на всю территорию.

4. Изучено внутреннее строение комплексов и впервые для узких сейсмостратиграфических интервалов восстановлен палеорельеф, определены условия осадконакопления и прослежена эволюция седиментационных бассейнов региона в домеловую эпоху, которая оказалась существенно сложнее, чем представлялось ранее.

5. Выделены три вида главных палеобстановок, оказавших основное влияние на закономерности палеоседиментации в юрский период: обширный архипелаговый бассейн в геттанг-ааленское время, континентальные условия в байос-батское и прибрежно-морские в келловей-оксфордское.

6. Впервые для этого региона и комплекса отложений проведена типизация неантиклинальных ловушек и определены сейсмические диагностические критерии каждого типа.

7. Выявлены закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в юрских отложениях, и связь их с особенностями палеоседиментации этого периода. В частности, сделаны выводы о развитии перспективных и продуктивных песчаников Юп, Ю16 непосредственно во внутренних частях архипелагового водоемаЮ14−15 -в узкой полосе вдоль подошв структур I и II порядкаЮ13−4 и Ю11−2 — на склонах палеоструктур.

8. Выявлены и научно обоснованы закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции У В в палеозойских отложениях, и их связь с палеорифовыми образованиями;

Основные защищаемые положения. Настоящими работами защищаются:

1. Методология исследований, Как средство изучения закономерностей распространения зон, благоприятных * для аккумуляции углеводородов на основе геологической интерпретации данных сейсморазведки и бурения.

В том числе:

— оптимальный (объектоориентированный) граф обработки данных МОГТ, позволивший значительно улучшить качество временных разрезов;

— эффективный метод изучения тонкослоистого разреза, основанный на комплексировании систем РЕПАК, СФА, сейсмостратиграфического анализа и данных бурения;

2. Закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в юрских отложениях, и их связь с эволюцией юго-востока ЗСП.

В том числе:

— новая геологогеофизическая модель домелового разреза, в соответствии с которой в юрском интервале выделяются до 20 отраженных волн вместо 4−5 известных ранее.

— впервые для узких сейсмостратиграфических интервалов по геолого-геофизическим данным восстановлен палеорельеф, рассмотрены условия осадконакопления, прослежена история развития региона в юрское время и установлена унаследованность с палеогеоморфологией позднепалеозойского периода;

— установлены основные типа палеообстановок, оказавших главное влияние на закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ;

— впервые по сейсмическим данным проведены выделение и типизация неантиклинальных ловушек юрских отложений и определены их диагностические признаки;

— выделены зоны развития коллекторов разной степени продуктивности и установлена закономерная связь их с условиями осадконакопления и с основными палеотектоническими элементами.

3. Закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в палеозойских отложениях.

В том числе:

— геолого-геофизическая модель палеозойского сейсмостратиграфического комплекса;

— связь зон нефтегазонакопления в палеозойских толщах с рифовыми образованиями и палеогеодинамикой Сибирского континента.

Реализация результатов исследований и практическое значение работы. Результаты работы автора по распределению зон нефтегазонакопления в домеловых отложениях, используются на территории юго-востока Западной Сибири, где автор на протяжении 30 лет работал начальником камеральных партий, занимавшихся обработкой и интерпретацией геолого-геофизических материалов, затем начальником опытно-методической партии по разработке методики поиска НАЛ, главным геологом опытно-методической экспедиции и начальником опытно-методической экспедиции. Им написано 28 окончательных отчетов, получивших высокую оценку НТС Томского геофизического треста, ГГП и ОАО’Томскнефтегазгеология". В соавторстве с группой сотрудников СНИИГГиМС и СИБГЕО (г.Новосибирск) автор участвовал в написании 5 отчетов по внедрению пакетов программ РЕАПАК и результатам научных, опытно-методических и производственных работ по поискам нефти и газа в ловушках неантиклинального типа. Результаты работ использованы при определении дальнейшей стратегии геологоразведочных работ Томского геофизического треста. Автором за годы работы выявлено и подготовлено к бурению 51 объект, 15 из которых на сегодня являются месторождениями (Селимхановское, Нижнетабаганское, Южно-Табаганское, Северо-Калиновое, Калиновое, Арчинское, Пинджинское, Западно-Лугинецкое, Урманское, Западно-Останинское и др.).

Апробация работы. Результаты исследований докладывались на совещаниях по сейсмостратиграфическим исследованиям (г.Чимкент, 1986, 1988 г.г.), на научно-практической конференции, посвященной надежности прогнозов нефтегазоносности (г.Киев, 1991 г.), на Международной конференции по разведочной геофизике (г.Москва, 1992 г.), на научно-технической конференции (г.Москва, 1992 г.), на научно-практической конференции (г.Томск, 1995 г.), на Всероссийском научно-техническом совещании (г.Томск, 1996 г.), на научно-технических советах ГГП’Томскнефтегазгеология" .

Публикации. Результаты исследований освещены автором в 41 публикации, в том числе:

— в 1 монографии;

— в 4 авторских обзорах;

— в 27 статьях во всесоюзных (всероссийских) научных журналах, в сборниках трудов ВНИИОЭНГ, СНИИГГиМС, Прикладная геофизика, Разведочная геофизика;

— в развернутых тезисах и рефератах 9 докладов на международных и Российских научных конференциях.

Основные защищаемые положения методического характера изложены в 5 индивидуальных публикациях автора последних лет в центральных научных журналах.

Использованные материалы. Основой диссертационной работы явились результаты исследований, выполненных автором лично и под его руководством в Томском геофизическом тресте. Исследования базируются на переобработке и переинтерпретаций сейсморазведочных материалов разных лет, начиная с 1970 и до 1996 г., из которых составлены сводные региональные маршруты протяженностью порядка 14 000 км. Кроме того проведены переобработка и переинтерпретация материалов по углубленному (объектоориентированному) графу на локальных площадях (СевероФестивальная, Смоляная, Хылькинская, Северо-Карасевская, Налимья, Верхневасюганская, Урманская, Солоновская,.

Фестивальная, Крапивинская, Чкаловская) общим объемом около 4500 км. Учтены материалы 70 скважин глубокого бурения.

Автор искренне благодарит доктора геолого-минералогических наук Ковылина В. М., доктора технических наук Мушина И. А., кандидата геолого-минералогических наук Тищенко Г. И., кандидата геолого-минералогических наук Иванова И. А. за ценные практические советы. Особую признательность за многолетнюю поддержку автор выражает академикам В. С, Суркову и А. Э. Конторовичу. Большую помощь в формировании окончательного варианта работы оказал доктор геолого-минералогических наук, профессор В. С, Шеин, за что автор приносит ему свою большую благодарность. Необходимо отметить, что весь период работы над диссертацией постоянный контроль, деловые советы исходили от доктора геолого-минералогических наук, профессора В. С. Славкина. Его энергия, высококвалифицированная помощь и, наконец, просто человеческая доброжелательность — явились решающим фактором для достойного завершения дела.

Большую помощь в оформлении и подготовке материалов оказали коллективы опытно-методических партий и вычислительного центра, руководимые автором. Всем коллегам, оказавшим своевременную поддержку и помощь, автор выражает глубокую благодарность.

Вывод ы.

1. Закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ, в палеозойских палеорифовых образованиях обуславливаются приуроченностью последних к районам остаточных впадин и микроконтинентов и нахождением Сибирского континента в ранне-среднепалеозойское время в условиях теплых мелководных морей тропической и субтропической зоны.

2. Закономерности распространения перспективных зон пластов-коллекторов Юп и Ю16 определяются их внутриакваториальным отложением, обусловленным высокой гидродинамической активностью архипелаговых систем геттанг-плинсбахского времени.

3. Основной закономерностью распространения улучшенных коллекторов пласта Юи-15 является их формирование в виде.

Белов Р.В.

РИС. 61. Зональный прогноз песчаников Ют~ с улучшенными коллек-торскими свойствами по анализу геофизических параметров.

I-изолинии горизонта Па- 2-ярогиозные зоны: a-I класса, б-П классаЗ-предполагаеиые тектонические нарушения- 4-скважины: а-высокодебитные, б-средне и низкодебитные, в-без продукта. Структуры Ш порядка: 1-Крапивинская, 2,2й-Западно-Крапивинская, З-Заречный перегиб, 4-Западно-ппртм"ип'п/,?тгяя.

Белов Р.В.

Рис. 62 Комплексный зональный прогноз песчаников Юг3″ 4 с улучшенными коллекторскими свойствами 1 улучшенными.

I—изолинии горизонта Па- 2-прогнозные зоны пласта Ют3−4.

ЙЯ31⁴-!!!8⁰&trade-4®-^!!0 нарушения- 4-скважинй: а-высоко-дебитные, б-средно и низкодебитные, в-гбез продукта: 5-капиляптв и литологические экраны по данным 1'0 СШИГТиМСГ ' °-капилярные оторочки подножий крупных поднятий в условиях озерно-болотной равнины тоар-ааленского времени.

4. Закономерность распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в песчаных пластах Ю13−4 и Ю11−2 заключается в их накоплении в условиях келловей-оксфордского регрессивно-трансгрессивного режима и приуроченности к палеоскдонам крупных структур.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Подводя итоги проведенных исследований, хотелось бы привлечь внимание к следующим основным результатам:

1. В течение значительного периода времени автором формировалась и была разработана методология геолого-геофизических исследо^ний (которая будет совершенствоваться и в дальнейшем), позволившая впервые с большой детальностью расчленять сейсмические разрезы, увязывать с данными бурения и хроностратифицировать их. Тем самым была заложена возможность подхода к решению прогностических задач.

2. Полученные высокодифференцированные сейсмические разрезы дали возможность впервые предложить детальную геолого-геофизическую модель домелового интервала, выделить ряд сейсмостратиграфических комплексов, опираясь на данные бурения, прокоррелировать их на всю территорию, изучить граничные поверхности и сейсмостратиграфический облик каждого.

3. Выделение сейсмокомплексов позволило рассмотреть и конкретизировать этапы эволюции домеловых седиментационных бассейнов юго-востока ЗСП в относительно узкие интервалы геологического времени и установить их связь с тектоникой литосферных плит.

4. Рассмотрены вопросы перспектив нефтегазносности домеловых отложений юго-востока ЗСП и их связь с палеощцинамикой Западной Сибири. По данным сейсморазведки впервые выделены и классифицированы наиболее часто встречаемые и достаточно надежно определяемые на сейсмических разрезах и их трансформациях ловушки неантиклинального типа. Даны сейсмические диагностические признаки последних.

5. В результате комплексной интерпретации материалов исследований и данных бурения установлены закономерности распространения зон, благоприятных для аккумуляции УВ в основных перспективных комплексах: палеозойском, нижнеюрском, нижне-среднеюрском и средне-верхнеюрском. Закономерным является развитие определенных, перспективных в нефтегазоносном отношении, отложений в определенный этап эволюции и приуроченность их к определенным структурно-тектоническим элементам. Для рифогенных образований — это формирование их в рифейско-палеозойский цикл геодинамической эволюции ЗСП и приуроченность к зонам остаточных впадин и микроконтинентов. Для резервуаров песчаных пластов-коллекторов Юп и Ю]в — это аккумуляция их в геттанг-синемюр-плинсбахское время во внутренних частях бассейнов осадконакопления в условиях существования крупных озерно-морских акваторий с широко развитыми архипелагами островов. Для песчаных пластов-коллекторов Юм-¡-5 — это накопление в условиях озерно-болотной равнины тоар-ааленского периода и приуроченность к сравнительно узкой полосе вдоль подошв структур I и II порядка. И, наконец, для продуктивых пластов Ю13−4 и Ю11'2 -формирование в регрессивно-трансгрессивные этапы келловей-оксфодского времени в пределах пологих палеосклонов положительных крупных структур.

Основным практическим выходом исследований является постановка разведочного бурения по рекомендациям автора и получение положительных результатов на Чкаловской, Западно-Останинской Южно-Табаганской, Арчинской, Северо-Калиновой, Западно-Лугинецкой, Северо-Останинской и ряде других площадей.

Результаты работ и методические приемы исследований могут быть распространены и использованы на смежных территориях Западно-Сибирской плиты в сходных еейсмогеологических условиях.