Прогнозирование ловушек нефти и газа на основе комплексного анализа материалов сейсморазведки и бурения на территории Сургутского свода

Актуальность проблемы. В настоящее время Западная Сибирь обеспечивает 2/3 годовой добычи нефти Российской Федерации, в ней сконцентрированы ¾ запасов нераспределенного фонда недр страны [88]. Основная добыча нефти Западной Сибири сконцентрирована в Ханты-Мансийском автономном округе (более 80%). Сургутский нефтегазоносный район занимает центральное место на территории ХМАО. Он является старейшим нефтегазодобывающим районом. Величина выработанных запасов категории ABCj достигает 54%. Обводненность продукции в пределах гигантских месторождений Сургутского свода составляет 86% [36].

К настоящему времени в Сургутском нефтегазодобывающем районе накоплен огромный опыт прогнозирования, поисков и разведки залежей углеводородов, требующий тщательного изучения и обобщения. Методы поисков и разведки традиционных антиклинальных объектов хорошо отработаны, но их доля в неф-тегазоперспективных ресурсах быстро сокращается. Возрастает значение слож-нопостроенных залежей неантиклинального типа, методические приемы поисков которых постоянно совершенствуются и разрабатываются. Комплексирование сейсморазведочных работ с данными бурения и ГИС на сегодняшний день является основным способом выявления, подготовки сложных объектов и прогнозирования в них залежей углеводородного сырья. Несмотря на то, что на территории Сургутского свода открыты, подготовлены и введены в промышленную эксплуатацию уникальные по запасам нефтяные и газовые месторождения, значительные ресурсы осадочной толщи остаются не выявленными. Особенно остро стоит вопрос о выявлении сложных неантиклинальных объектов, о приуроченных к ним структурно-стратиграфических залежах в отложениях нижней и средней юры, структурно-литологических залежах в отложениях баженовской свиты и ачимовской толщи. Прогнозирование и открытие таких залежей требуют комплексного изучения геологического строения территории. В связи с этим тема диссертации является актуальной.

Основным объектом исследования в данной работе являются ловушки неантиклинального и сложного типа в юрских и неокомских отложениях. Залежи структурного типа в пределах Сургутского свода в большинстве своем являются преимущественно выявленными и разведанными, а прирост запасов в последнее время осуществляется за счет выявления залежей неантиклинального типа, в * сложноклиноформных горизонтах ачимовской толщи, в неизученных объектах тюменской свиты.

Цель данной работы — прогноз сложных ловушек нефти и газа на основе комплексирования материалов сейсморазведки и материалов бурения. Для выполнения поставленной цели решались следующие задачи:

— изучение геологического строения и условий формирования юрских и не-окомских отложений;

4 — изучение волнового поля юрского разреза и нижней части неокома;

— картирование ловушек сложного строения на основе комплексирования геологических и геофизических материалов.

Методологическую и теоретическую основу исследования составили научные труды отечественных и зарубежных авторов в области геологии, геофизики, сейсмостратиграфии, палеогеографии и палеогеоморфологии. Многие методические приемы являются коллективной разработкой специалистов ОАО f «Тюменнефтегеофизика». В диссертации используются такие методы интерпретации сейсморазведочных материалов:

— сейсмоструктурное и сейсмоскоростное моделирование, кинематический анализ (прослеживание отражающих горизонтов, построение изохронных и структурных поверхностей, создание скоростной модели);

— сопоставление сейсмических данных со скважинной информацией, привязка волновых полей, одномерное геоакустическое моделирование;

— динамический анализ (прямые поиски залежей углеводородов по количественным характеристикам геофизических аномалий, оценка динамических параметров отражающих горизонтов, прогноз ФЭС по динамическим атрибутам с использованием статистического анализа);

— прогнозирование геологического разреза с использованием метода распознавания образов и псевдоакустических преобразований сейсмических разрезов;

— сейсмоформационное моделирование, декомпозиция временного сейсмического разреза на сейсмические комплексы и толщи, которые разделяются согласными или несогласными поверхностями и соответствуют геологическим комплексам пород в разрезе осадочного чехла, системный анализ;

— сейсмофациальное моделирование, выделение и анализ сейсмических фаций на основании изучения особенностей рисунка волнового поля, определение ус-W ловий осадконакопления и оценки литологического состава фаций с применением классификатора формы сейсмической записи по схожести сейсмических импульсов, метод сравнений и аналогий;

— сейсмостратиграфический анализ, включающий расшифровку детального строения и истории геологического развития осадочного бассейна;

— палеогеоморфологическое и палеофациальное моделирование, с использованием анализа толщин, электрометрических моделей каротажных фаций и 4' сейсмических фаций;

— создание разломно-блоковой модели и картирование разрывных нарушений, выявление зон разуплотнения;

— инверсия сейсмических трасс в трассы акустического импеданса для прогнозирования петрофизических свойств исследуемого интервала разреза;

— комплексирование сейсморазведочных материалов с данными бурения и ГИС, метод обобщений;

— компьютерные технологии моделирования.

В качестве информационных источников диссертации использованы сейсмические материалы полевых сейсмических партий ОАО «Тюменнефтегеофизи-ка» по 22 площадям Сургутского нефтегазоносного района, данные бурения, материалы ГИС и испытаний 650 скважин разведочного и эксплуатационного бурения, вскрывших юрские и нижнемеловые отложения в пределах Сургутского района, фондовые материалы ОАО «Тюменнефтегеофизика», (г.Тюмень 1995;^ 2000гг.), ОАО «Сургутнефтегаз» (г.Сургут 1998;2000гг.). В работе использованы макрои микропалеонтологические определения ЦЛ Главтюменгеологии За-пСибНИГНИ, лабораторные определения: Топычканова Б. В., Криночкина В., результаты исследования керна Бочкарева B.C., Нежданова А. А. Использованы научные источники в виде данных и сведений из книг, журнальных статей, научных докладов, материалов научных конференций «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО», фондовые материалы — научно-производственные отчеты сейсморазведочных партий ОАО «Тюменнефтегеофизика», ОАО «Ханты* мансийскгеофизика», ТО «СургутНИПИнефть», ОАО «Сургутнефтегаз». научные результаты:

— Разработана методика и установлены критерии выявления неструктурных и сложных комбинированных ловушек в нефтегазоносных комплексах осадочного чехла по данным сейсморазведки и бурения на территории Сургутского свода.

— Предложена новая модель формирования аномальных разрезов отложений баженовской свиты. Показано, что палеогеографические условия и время формирования глинисто-песчано-алевритовых пластов среди битуминозных глин баженовской свиты и непосредственно под ними, залегающими над георгиевской свитой, являются разными.

— По материалам сейсморазведки получены новые данные о границах выклинивания нижнеюрских, ааленских, байосских отложений и области размыва титонских аргиллитов в пределах Сургутского свода, которые подтверждаются материалами бурения.

— Разработаны новые подходы прогнозирования коллекторов (эффективных и нефтенасыщенных толщин) по анализу динамических параметров сейсмической записи на Восточно-Сургутском и Конитлорском месторождениях. Практическая значимость результатов. Предложенные автором сейсмогеологические модели использовались при поисково-разведочных работах на нефть и газ и отражены в 12 производственных отчетах ОАО «Тюменнефтегео-физика» за период с 1990 по 2004 гг.

В результате моделирования ловушек по данным комплексного анализа материалов сейсморазведки и бурения автором, совместно с коллективом интерпретаторов-геофизиков, было выделено 23 перспективных объекта, из которых в 20 объектах открыты новые залежи нефти.

В результате предложенных сейсмогеологических моделей уточнено геологическое строение нижнеюрских, среднеюрских, верхнеюрских и неокомских кли-ноформных отложений по Федоровскому, Тевлинско-Русскинскому, Лянторско-му, Ларкинскому, Восточно-Сургутскому, Савуйскому, Тончинскому, Конитлор-скому, Тянскому и другим месторождениям Сургутского свода.

Разработаны детальные геологические модели аномальных разрезов отложений баженовской свиты, ачимовской толщи, пласта ЮС2.

Построены структурные карты, лито-фациальные схемы, схемы прогнозных эффективных и эффективных нефтенасыщенных толщин, схемы песчанистости, геолого-геофизические разрезы, схемы корреляции, схемы перспективных объектов.

Результаты работ по моделированию перспективных объектов и прогнозированию залежей углеводородов могут быть использованы для обнаружения новых перспективных ловушек в смежных районах со сходным геологическим строением.

Апробация результатов исследований и публикации. Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Всероссийских научно-практических конференциях: «Тюменская нефть — вчера и сегодня» (г.Тюмень, 22−25 декабря 1997 г.), «Перспективы нефтегазоносности Западно-Сибирской нефтегазовой провинции» (22−23 сентября 2004 г.), «Пути реализации нефтегазового потенциала Ханты-Мансийского автономного округа» (г.Ханты-Мансийск, 15−19 ноября 2004 г.).

По теме диссертации автором опубликовано четыре работы в рецензируемых изданиях, и основные результаты исследований изложены в 12 фондовых отчетах ОАО Тюменнефтегеофизика, г. Тюмень.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 269 страницах, включая 94 рисунка, 6 таблиц и список литературы из 127 наименований. Работа состоит из введения, четырех разделов и заключения. Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете и в ОАО Тюменнефтегеофизика под руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Г. П. Мясниковой, которой автор выражает глубокую благодарность за ценные советы, замечания и постоянное внимание.

Результаты работы могут послужить основой для более детальной оценки ресурсов углеводородного сырья исследуемого района.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В работе на основе комплексного анализа материалов сейсморазведки, бурения и ГИС представлены геологические модели неантиклинальных и антиклинальных объектов в нижне-среднеюрских, верхнеюрских и неокомских клино-формных отложениях осадочного чехла на территории Сургутского свода. Собраны данные по изученности, стратиграфии, тектонике и нефтегазоносности отложений доюрского основания и осадочного чехла Сургутского нефтегазоносного района. Представлена геофизическая характеристика сейсмических комплексов осадочного чехла. Выявлены особенности основных отражающих горизонтов и определена их стратиграфическая привязка.

Использование большого количества каротажного материала в комплексе с сейсмическими данными ОГТ, применение математических методов и современных компьютерных технологий позволило создать эталоны сейсмогеологических моделей неантиклинальных ловушек, охарактеризовать их волновой облик и выявить закономерности их размещения в нижнесреднеюрских, верхнеюрских и неокомских клиноформных отложениях на территории Сургутского свода. Применение компьютерных технологий при геолого-геофизических исследованиях позволяет более объективно интерпретировать объемную сейсмическую информацию, комплексировать ее с материалами ГИС. Предлагаемые эталонные модели неантиклинальных ловушек можно использовать для исследований в соседних нефтегазоносных районах со сходным геологическим строением. Эталонные сейсмогеологические модели являются основой для разработки более детальных моделей в пределах отдельных месторождений, с целью поиска перспективных объектов или уточнения строения и выработки оптимальных схем разработки.

Применение скоростного моделирования позволяет преобразовывать изохронные поверхности отражающих горизонтов в структурные поверхности исследуемых пластов и продуктивных горизонтов.

Построение тектонической модели позволяет изучить разломно-блоковую структуру месторождения и осуществить прогноз трещиноватых коллекторов. В связи с широким проявлением дизъюнктивной тектоники в пределах Сургутского свода, тщательного исследования требует изучение роли разломов как вертикальных или латеральных путей миграции углеводородов.

Применение методов палеогеографии и палеотектоники при комплексном анализе сейсмических и геолого-промысловых материалов позволило воссоздать обстановки седиментации нижне-среднеюрских, верхнеюрских и неокомских клиноформных отложений на территории Сургутского свода. Что, в свою очередь, помогло выявить пространственные закономерности размещения песчано-алевролитовых пород-коллекторов исследуемого интервала разреза осадочного чехла.

Оценка влияния геолого-промысловых параметров продуктивных пластов на динамические параметры сейсмической записи по месторождениям Сургутского свода показала, что существуют сложные и неоднозначные зависимости этих параметров. Выявление закономерностей взаимного влияния сейсмических атрибутов и промысловых параметров по скважинам при комплексном анализе материалов сейсморазведки и бурения показало, что существует возможность определить реальные критерии выявления зон коллекторов и границ глинизации пластов. При этом установлено, что граничные значения сейсмических параметров — амплитуд, частот, псевдоскоростей и так далее, для выделения зон коллекторов, определяются опытным путем отдельно для каждой сейсмической площади и не могут применяться для других месторождений. Динамический анализ сейсмических материалов или динамическое моделирование позволяют получать прогнозные схемы эффективных и эффективных нефтенасыщенных толщин перспективных и продуктивных пластов отложений баженовской свиты и ачимовской толщи. Получение таких схем позволяет рекомендовать мероприятия по оптимизации размещения эксплуатационного бурения, первоочередном разбуривании участков с увеличенными прогнозными эффективными неф-тенасыщенными толщинами.

Обобщение сейсмического материала МОГТ в пределах Сургутского свода позволило закартировать:

1)границы выклинивания нижнеюрских и среднеюрских отложений;

2)границы перехода васюганского типа разреза в абалакский тип;

3)границу перехода ОГ Б на уровень ОГ Bj в пределах зоны аномального разреза отложений баженовской свиты.

Проведенные исследования позволили сделать вывод о том, что в нижне-среднеюрский период формирования осадочного чехла Сургутский свод представлял собой линейный вал, вытянутый в субмеридиональном направлении, и осложненный Яунлорско-Федоровской вершиной. Для этого этапа характерно унаследованное развитие территории Сургутского свода, когда происходило заполнение погруженных областей терригенными отложениями осадочного чехла, поступавшими с выступов доюрского основания. На рубеже эпох среднеи верхнеюрского периода происходит тектоническая перестройка структурного плана Сургутского свода, обусловленная прогибанием центральной части Западно-Сибирской геосинеклизы. Этот процесс привел к формированию наклона седиментации в пределах Сургутского свода на запад, что, в свою очередь, предопределило механизмы формирования верхнеюрских и неокомских клино-формных отложений.

Основной задачей исследований являлось изучение сейсмогеологических моделей неантиклинальных ловушек нижне-среднеюрских, верхнеюрских и неокомских клиноформных отложений Сургутского свода. Анализ возможностей различных методов сейсмогеологического моделирования показал, что для решения задач настоящих исследований необходимо комплексное изучение представительных сейсмических материалов с данными ГИС. Преимущество проведенных исследований заключается, во-первых, в комплексировании сейсмических материалов с данными бурения и ГИС. Во-вторых, следует отметить, что использование компьютерных технологий позволяет обобщать огромный фактический материал в короткие сроки. В-третьих, полученные в результате исследований сейсмогеологические модели неантиклинальных и структурных ловушек, являются основой для разработки более детальных моделей в пределах отдельных месторождений или тектонических блоков.

В ходе исследований обозначился круг важных вопросов, решение которых потребуется в дальнейшем. Следует попытаться установить палеогеографическую ситуацию келловейского бассейна для лито-фациальной характеристики пласта ЮС2 и поиска зон коллекторов.

Необходимо закартировать границы выклинивания пластов группы lOCj1'3 более детально, с учетом локальных факторов, изучению которых необходимо посвятить комплекс палеогеографических и палеоструктурных исследований. t I I v. i.

В связи с относительно широким проявлением в пределах Сургутского свода песчано-алевролитовых отложений аномальных разрезов баженовской свиты, тщательного исследования требует изучение толщин верхнеюрского комплекса, и зональности литологических окон во флюидоупорах баженовской свиты.

При дальнейшем развитии предложенной модели строения неокомского кли-ноформного комплекса следует учесть пространственное положение ачимовских песчаников относительно «окон зияния» в отложениях баженовских аргиллитов, где предполагается размыв и стратиграфическое несогласие. Области размыва и переотложения баженовских аргиллитов предлагается выделять в новый перспективный объект — переходную баженовско-ачимовскую толщу. Необходимо дальнейшее изучение этой толщи, в связи с доказанной ее нефтеносностью.

Выявленные пространственные закономерности размещения песчано-алевролитовых пород-коллекторов нижнесреднеюрских, верхнеюрских и не-окомских клиноформных отложений на территории Сургутского свода позволяют повысить обоснование выбора объектов для постановки сейсморазведочных работ и эффективности заложения новых поисково-разведочных скважин.

Установленные в работе прогнозные критерии выделения перспективных объектов в осадочном чехле Сургутского свода нужно использовать при поисках и разведке месторождений и залежей углеводородов.