|
УДК 553.98:550.81 |
Особенности поисково-разведочных работ в старых нефтедобывающих районах
Н.Н. ЛИСОВСКИЙ (Миннефтепром), В.С. АФАНАСЬЕВ (Башнефть), Е.В. ЛОЗИН, А.Д. НАДЕЖКИН (БашНИПИнефть)
Настоящая статья является обобщением опыта, особенностей и результативности геологоразведочных работ на нефть и газ в одном из старых нефтедобывающих регионов страны - в Башкирии. Располагаясь на стыке восточной части Русской платформы со складчатым Уралом, указанный регион характеризуется различным и весьма сложным геологическим строением. Территория Башкирии включает юго-восточную часть Южно-Татарского свода, Благовещенскую впадину, Бирскую седловину, юго-восток Верхнекамской впадины, большую часть Башкирского свода, Салмышской впадины, южное окончание Бымско-Кунгурской впадины, а также Юрюзано-Сылвенскую, Вельскую и Мраковскую депрессии Предуральского краевого прогиба. Перечисленные крупные тектонические структуры составляют платформенную часть Башкирии, около 1/3 территории региона занимает складчатый Урал. Все открытые до сих пор нефтяные и газовые месторождения связаны с палеозойскими отложениями пермского, каменноугольного и девонского возраста и располагаются в восточной краевой части Русской платформы (включая и Предуральский прогиб от северной до южной границы Башкирской АССР).
Истекший период (более 50 лет) освоения потенциальных ресурсов УВ Башкирии можно условно подразделить на пять основных этапов, каждый из которых отличается применяемыми комплексами геолого-поисковых и поисково-разведочных работ, их объемами и эффективностью, а также методикой поиска нефтегазоносных структур (рисунок).
I этап охватывает время от начала планомерных поисковых работ на нефть и газ в республике до открытия Ишимбайского (рифового) месторождения в Предуральском прогибе. Основные особенности этого периода:
выявление и подготовка объектов под глубокое поисковое бурение преимущественно с помощью геологической съемки с постепенным увеличением доли мелкого (структурного) бурения;
весьма небольшая роль в геологопоисковом комплексе методов полевой геофизики - электроразведки, гравиразведки; в небольших объемах к концу этапа стала применяться сейсморазведка методом преломленных волн;
сравнительно низкая эффективность геологоразведочных работ (после Ишимбайского в течение 5-7 лет было открыто еще несколько мелких нефтеносных нижнепермских рифовых массивов, одновременно начато изучение более древних - каменноугольных пород и в Предуральском прогибе, и в собственно платформенной части республики).
II этап начинается со времени открытия на закартированной по пермским отложениям крупной платформенной структуре залежи нефти в песчаниках угленосной толщи нижнего карбона, положившей начало Туймазинскому нефтяному месторождению. На этом этапе резко увеличиваются объемы геологоразведочных работ. В типично платформенной части и Предуральском прогибе вовлекаются в разведку новые районы, изучаются каменноугольные и девонские отложения. Расширяются объемы геофизических исследований, особенно сейсморазведка MOB. Сформулирован и стал основополагающим принцип изучения соотношения структурных планов - от пермского до нижележащих маркирующих горизонтов карбона и девона. Верхне- и нижнепермские структуры стали проверяться по указанным нижним горизонтам структурным бурением и геофизическими методами.
Открытия рассматриваемого периода носили циклический характер: после угленосной нефти Туймазов выявлены нефтяные залежи в трещиноватых карбонатах нижнепермско-верхнекаменноугольного возраста, приуроченных к складкам кинзебулатовского типа, а в конце периода установлена промышленная нефтеносность девонских песчаников на Туймазинском месторождений.
Эффективность геологоразведочных работ к концу II этапа приобретает тенденцию интенсивного роста.
С открытия девонской нефти на Туймазинском месторождении начинается III этап освоения нефтяных ресурсов в Башкирии. Его основные особенности:
подготовка структур под поисковое бурение комплексом геологопоисковых методов - геологической съемкой, структурным бурением и геофизическими методами;
разбуривание подготовленных структур с обязательным вскрытием девонских отложений;
разбуривание ряда региональных профилей скважин, соединяющих типично платформенные регионы с Предуральским прогибом, с задачей не только уточнения регионального структурного плана, но и поиска скоплений УВ; с этой же целью проводились и региональные сейсморазведочные работы.
Уже к началу III этапа все реальнее выделяется проблема углубления научных основ методики поиска нефтегазоносных структур. Получил дальнейшее подтверждение и окончательно утвердился принцип: поиски скоплений нефти и газа должны сводиться не к установлению отдельных поднятий или благоприятных структурных форм, а к выявлению зон нефтенакопления, имеющих различный генезис. Отдельные локальные структуры изучались в сочетании с поисками структур более высокого порядка. Исторически сложилось, что в Предуральском прогибе такой принцип ведения геологоразведочных работ стал применяться намного раньше, чем в платформенной области. На платформе (вне краевого прогиба) установление региональных структурных форм на рассматриваемой стадии происходило одновременно с выявлением и разбуриванием локальных структур. Разведывались вилообразные зоны Южно-Татарского свода и Бирской седловины, обусловленные особенностями строения кристаллического фундамента: Туймазинский, Серафимовско-Балтаевский, Шкаповский валы. Позже поисково-разведочными работами были охвачены Карабаевский, Дюртюлинский (Иванаевский), Андреевский, Чекмагушский, Базинский валы.
На III этапе были открыты Шкаповское, Серафимовско-Леонидовское, Кушкульское, Чекмагушское, Стахановское, Орьебашское, а в Предуральском прогибе Столяровское, Староказанковское, Введеновское нефтяные месторождения.
Характерная особенность рассматриваемого этапа - резкое увеличение объемов геологопоисковых и поисково-разведочных работ и максимальная их эффективность (см. рисунок).
Следующий, IV этап освоения ресурсов УВ связан с изучением северо-западных районов Башкирии - Бирской седловины, Верхнекамской впадины, северной и северо-западной частей Башкирского свода. Здесь в 1955 г. было открыто Арланское месторождение нефти в терригенных отложениях нижнего карбона. Благодаря высокой концентрации УВ в указанных регионах их освоение позволило на IV этапе сохранить эффективность геологоразведочных работ на высоком уровне, а объемы этих работ довести до максимума. Этому способствовал научно-технический прогресс в полевой (освоение МОГТ) и нефтепромысловой геофизике и в области бурения.
В рассматриваемом периоде комплексирование структурного бурения с сейсморазведкой позволило надежно прослеживать структурные формы по всем маркирующим (опорным) горизонтам палеозойского разреза до фундамента. К 70-м годам бурением была доказана региональная нефтеносность терригенной толщи нижнего карбона в северо-западной Башкирии, а также установлены промышленные залежи нефти в карбонатных отложениях среднего и нижнего карбона, верхнего и среднего девона на Манчаровском, Югомашевском, Таймурзинском, Кузбаевском, Саузбашевском, Четырманском, Татышлинском, Игровском, Воядинском и других месторождениях. В это же время продолжалась разведка каменноугольных и девонских отложений в других частях платформенной Башкирии. В Предуральском прогибе открыты Южно-Введеновское, Тереклинское, Грачевское, Озеркинское, Маячное, Воскресенское, Кумертауское нефтегазовые и газовые месторождения в нижнепермских и каменноугольных отложениях, связанные как с антиклинальными складками, так и с рифовыми массивами.
Рассмотренные четыре этапа освоения ресурсов УВ в основном отражают процесс изучения закономерностей распределения нефтяных залежей в платформенной Башкирии. Выше указывалось, что поиски отдельных локальных антиклинальных складок или погребенных рифовых массивов увязывались с поисками структур более высокого порядка, а в Предуральском прогибе - с разрывными нарушениями осадочного чехла. В типично платформенной части опоисковывались валообразные зоны, связанные с приподнятыми блоками фундамента и весьма отчетливо выраженные в палеозойском разрезе либо по девонским, либо по каменноугольным и, в разной степени, по нижнепермским отложениям. Как правило, на подготовленных структурах, приуроченных к указанным валообразным зонам или их ответвлениям, первые поисковые скважины закладывались «крестом» по системе двух взаимно пересекающихся профилей, секущих складку по короткой и длинной осям. Расстояния между скважинами соответствовали размерам разведуемых структур (до 3 км и более).
Разработанный геологами и геофизиками Башкирии рациональный комплекс подготовки объектов для глубокого поискового бурения (геологическая съемка, структурное бурение, бурение глубоких многоствольных поисково-разведочных скважин, геофизические методы - особенно модернизация сейсморазведки) обеспечил в течение III и IV этапов выявление средних месторождений в девоне и карбоне, что позволило освоить большую часть начальных потенциальных ресурсов УВ.
Современный, V этап (с середины 60-х годов до наших дней) характеризуется:
высокой степенью изученности Башкирии структурным бурением и полевой геофизикой (плотность структурного бурения в районах удовлетворительного соответствия структурных планов достигает 0,9 км2/скв., степень детальности сейсморазведочных работ в среднем составляет 0,5 км/км2, а в наиболее изученных районах - 1 км/км2);
внедрением в нефтепоисковую практику дистанционных методов исследования, которые на рассматриваемой стадии существенно дополняют геологопоисковый комплекс;
высокой степенью освоения начальных потенциальных ресурсов УВ; размеры и запасы открываемых залежей (и месторождений) небольшие, преимущественно мелкие;
устойчивой тенденцией к снижению эффективности геологоразведочных работ;
усовершенствованием методики поисков нефтегазоносных структур и рациональным комплексированием геологоразведочных методов.
По всей вероятности, V этап по времени будет наиболее продолжительный. В этот период принципиальным положением методики геологоразведочных работ становится поисковый признак, распространившийся на типично платформенную часть, - приуроченность нефтегазоносных структур к региональным разрывным нарушениям осадочного палеозойского чехла.
Накопленная к рассматриваемому периоду информация о геологическом строении и нефтегазоносности различных районов республики позволила выявить основные закономерности в распространении залежей нефти и газа и наметить области нефтегазонакопления, характеризующиеся определенными структурно-фациальными признаками. Была произведена сопоставительная количественная оценка перспектив нефтегазоносности всех районов республики и выделены наиболее перспективные (главные) направления для концентрации дальнейших поисково-разведочных работ: Южно-Татарский свод, Благовещенская и Верхнекамская впадины, северо-западные и северные районы Башкирского свода.
Установленные особенности строения новых залежей требовали дальнейшего совершенствования методики поисков и разведки, дающей максимальный эффект в определенных зонах нефтегазонакопления. В восточной части платформенной Башкирии, в результате комплексирования структурного и глубокого бурения с геофизическими методами, впервые для Волго-Уральской нефтегазоносной провинции были выявлены узкие и протяженные грабенообразные прогибы и горстовидные зоны и связанные с ними структурные осложнения, образующие довольно значительную область нефтегазонакопления в палеозойских отложениях с весьма сложными по строению месторождениями [1-4]. Эти узкие зоны разбиты поперечными дизъюнктивными нарушениями на отдельные блоки, имеющие самостоятельные водонефтяные контакты с шириной нефтеносных полей от 0,5 до 3 км.
Сложность геологического строения в сочетании с небольшими размерами нефтеносных участков существенно затрудняет поиски и разведку и задалживает значительные объемы поисково-разведочных работ. Для таких районов была разработана методика выявления и трассирования грабенообразных прогибов и горстовидных зон, основанная на комплексировании сейсмических данных с результатами глубокого бурения. На предполагаемых продолжениях грабенообразных прогибов и горстовидных зон (по данным сейсмики и структурного бурения) закладываются опережающие короткие профили из двух-трех скважин (в зависимости от ширины закартированных объектов) с расстояниями между скважинами не более 1-1,5 км и не далее 1,5 км от уже изученного нефтеносного участка. При этом во всех методических приемах выдерживался главный принцип: от известного - к неизвестному.
Комплексирование сейсморазведочных работ с глубоким бурением в подобных случаях позволяет более точно корректировать дальнейшие поисковые работы, несмотря на отрицательные результаты первых пробуренных скважин опережающих профилей. Например, скв. 38 Северный Уршак была заложена в своде Восточно-Кипчакской сейсмической структуры, приуроченной к Аскаровско-Бекетовской горстовидной зоне. По результатам ее бурения свод сейсмической структуры не подтвердился: продуктивные девонские горизонты (пласт Д1) были вскрыты на более низких (по сравнению с предполагаемыми) абсолютных отметках и оказались водоносными. Оперативный анализ сейсмических материалов с увязкой их с данными бурения этой скважины позволил рекомендовать к бурению скв. 108 Балканово с основания скв. 38 Северный Уршак, но со смещением забоя в сторону воздымания пластов на 500 м. Новая скважина вскрыла продуктивные девонские песчаники на более высоких отметках и дала высокодебитный фонтанный приток нефти.
Подобная методика комплексирования сейсморазведки с глубоким бурением и оперативная корректировка направления поисковых работ по результатам бурения первых скважин получили широкое распространение и в других нефтегазоносных зонах республики, в том числе в Предуральском прогибе, в зоне развития приразломных структур кинзебулатовского типа. В северной части Предуральского прогиба на Архангельской площади заложенная в присводовой части узкой антиклинальной складки, прижатой с востока к дизъюнктивному нарушению, поисковая скв. 2 оказалась за контуром нефтеносности продуктивных нижнекаменноугольных - верхнедевонских (подалатауских) пород, т. е. западнее экранирующего нарушения.
В результате уточнения сейсмических материалов и увязки их с данными пробуренной скв. 2 была рекомендована к бурению новая скв. 2-А. Последняя пробурена с основания скв. 2 с отклонением забоя на 400 м к востоку и юго-востоку и вскрыла подалатауские нефтенасыщенные породы на 175 м выше, чем в скв. 2. При их испытании получен фонтанный приток нефти дебитом 200 м3/с.
В течение рассматриваемого этапа освоения ресурсов УВ открываются в основном мелкие месторождения с несколькими продуктивными горизонтами, выявляются ранее «пропущенные» нефтегазоносные горизонты и толщи с резким увеличением доли прироста запасов за счет карбонатной части разреза (с 21,8 % в VIII пятилетке до 44 % в X пятилетке). На таких многопластовых месторождениях для промышленной оценки всех продуктивных горизонтов практикуется бурение целенаправленных скважин-дублеров или их доразведка производится в процессе эксплуатационного разбуривания. Эти мероприятия позволяют более эффективно использовать поисково-разведочный объем бурения для изучения новых перспективных объектов.
В настоящее время, когда в изученной части палеозоя уже освоена основная часть начальных потенциальных ресурсов, преобладающая доля объектов разведки приурочена к сложно построенным зонам с мелкими залежами. Поиски и разведка последних сопряжены со значительными трудностями, которые при росте количества разведуемых объектов приводят к некоторому снижению эффективности поисково-разведочных работ. В первые годы рассматриваемого периода для промышленной оценки открываемых месторождений продолжалось применение прежней методики работ, с помощью которой разведывались в предыдущие периоды более значительные по размерам и запасам месторождения. Это приводило к тому, что некоторая часть скважин, пробуренных после скважины - открывательницы месторождения, оказывалась за контуром нефтеносности.
Для ускорения оценки промышленных запасов вновь открываемых мелких нефтяных месторождений была разработана специальная методика, основанная на изучении всех параметров залежи по данным одной (первой) продуктивной скважины в комплексе с геофизическими методами. Проведение дополнительных сейсмопрофилей на продуктивной структуре с корректировкой материалов по пробуренной скважине позволяет более точно определить параметры и запасы залежи и выбрать наиболее рациональную систему разработки. Так были оценены запасы и переданы в разработку залежи Табудакской, Баскаковской и других продуктивных структур.
Одновременно с описанными мероприятиями для быстрейшего опоискования наиболее перспективных участков и протяженных зон практикуется ввод в поисковое бурение наряду с подготовленными и выявленных объектов (как по данным геофизики, так и структурного бурения), расположенных вблизи открытых нефтяных месторождений. Характерным примером является бурение скв. 78 и 85 Тепляки на выявленной сейсмической Югомашевской структуре (Башкирский свод). Указанные скважины установили промышленную нефтеносность в девяти горизонтах девона и карбона. Открытый нефтеносный участок, расположенный между Югомашевским и Четырманским месторождениями, в сжатые сроки разбурен сеткой эксплуатационных скважин и вовлечен в разработку.
Таким образом, постоянное совершенствование методики поисков и разведки в условиях значительного освоения начальных потенциальных ресурсов в изученной части разреза осадочных пород позволили сохранить в Башкирии достаточно высокую эффективность поисково-разведочных работ и удерживать от резкого падения уровень добычи нефти на протяжении длительного периода времени. Кроме того, здесь имеются еще слабоизученные в отношении нефтегазоносности глубокозалегающие (допалеозойские) отложения и районы складчатых областей Урала, начавшееся планомерное изучение которых может в некоторой степени восполнить потенциальные ресурсы УВ Башкирской АССР.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Геологическое строение отложений девона и нижнего карбона и методика геологопоисковых работ на нефть и газ в восточной части Башкирской АССР / К.С. Баймухаметов, Ю.Н. Кухаренко, Ф.И. Хатьянов, В.Д. Хлебников.- Геология нефти и газа, 1971, № 9, с. 8-14.
2. Лисовский Н.Н., Афанасьев В.С. Повышение эффективности поисково-разведочных работ.- В кн.: Новое в бурении и добыче нефти на промыслах Башкирии. Уфа, 1977, с. 11 -19.
3. Новая нефтеносная зона, контролируемая грабенообразными прогибами в Башкирии / Н.Н. Лисовский, В.Д. Хлебников, Ю.Н. Кухаренко, Ф.И. Хатьянов.- Геология нефти и газа, 1974, № 11, с. 22-29.
4. Перспективы нефтеносности и направление поисково-разведочных работ на юго-восточном склоне Русской платформы / Г.П. Ованесов, А.Д. Надежкин, А.К. Драгунский, К.С. Яруллин.- Геология нефти и газа, 1969, № 11, с. 1-7.
Рисунок Этапы освоения начальных потенциальных ресурсов УВ Башкирской АССР.
а - объем поисково-разведочного бурения, тыс. м в год, б - добыча нефти и конденсата, млн. т в год; в - эффективность поисково-разведочных работ, %, г - число ежегодно подготавливаемых структур, д - число структур, ежегодно подготавливаемых геофизическими методами