К оглавлению

УДК 550.834:551.762.3(571.1)

О сейсмогеологической модели баженовской свиты в связи с ее нефтеносностью

H. А. ТРАПЕЗНИКОВА (ИГиРГИ), Д. И. РУДНИЦКАЯ (СНИИГГиМС)

Несмотря на большое число работ, связанных с проблемой нефтеносности битуминозных глинистых образований баженовской свиты Западной Сибири (J3b-K1b, отражающий горизонт Б), вопросы прогнозирования скоплений УВ в этих отложениях остаются весьма актуальными. Как известно, залежи нефти, приуроченные к коллекторам баженовской свиты (пласт Ю₀), не контролируются строго структурным планом горизонта Б, а расположение продуктивных участков в плане на наиболее изученном Салымском месторождении носит мозаичный характер. Скважины, пробуренные на небольшом расстоянии друг от друга, нередко вскрывают как высоко-, так и непродуктивные отложения. В связи с этим интересно рассмотреть особенности сейсмогеологической модели баженовской свиты для этих двух случаев.

Построение моделей проведено с использованием данных ГИС и МОГТ на основании прямого и обратного сейсмомоделирования для целей ИГР в тонкослоистых средах с субгоризонтальным залеганием пород [4], а также путем преобразования разрезов МОГТ в разрезы эффективных коэффициентов отражения по методике [2].

По данным АК, ГК, НКТ, ГГК-П отложения баженовской свиты расчленяются на ряд тонких пропластков, достаточно хорошо коррелирующихся по площади. Скорости в тонких пропластках изменяются от 2,7 до 4,3 км/с (при среднем значении 3,3 км/с), плотности от 2,08 до 2,47 г/см³ (2,26 г/см³).

По отношению к вмещающим породам отложения баженовской свиты характеризуются в среднем пониженной на 1,6 г/см³ км/с акустической жесткостью. Значения плотностей и скоростей коррелируются между собой и с параметрами радиоактивного каротажа [6].

Изменчивость тонкослоистого строения и параметров пород баженовской свиты по данным математического сейсмомоделирования [5] не приводит на низких сейсмических частотах (25-30 Гц) к заметным изменениям динамики интерференционного отражения, связанного с рассматриваемой пачкой пород. Наблюдаемые на временных разрезах МОГТ динамические особенности отражающего горизонта Б объясняются по теоретическим расчетам в основном изменчивостью свойств и строения вмещающих баженовскую свиту пород.

Для нескольких эталонных профилей (3/78, 17/77, 22/77, 10/77, 25/77), проходящих вблизи скважин, вскрывших сухие ( Применение в, данном случае этого термина в известной степени условно.- Прим. ред.) и нефтенасыщенные отложения баженовской свиты, тонкослоистые двухмерные сейсмогеологические модели построены таким образом, чтобы теоретические волновые поля, соответствующие им, были количественно хорошо согласованы с временными разрезами МОГТ.

В качестве критерия при выборе параметров моделей использованы среднеквадратические отклонения а и максимальные значения функций взаимной корреляции R полевых и теоретических сейсмограмм.

Примеры полевых и теоретических сейсмограмм для моделей, соответствующих скважинам с различной продуктивностью пласта Ю₀, приведены на рис. 1, б. Подобие полевых и теоретических сейсмограмм достаточно высокое (R=0,92-0,99,=0,15-0,4), что позволяет говорить о близости моделей к реальным условиям. Приведенные на рис. 1, в экспериментальные спектры коэффициентов отражения Котр отличаются от теоретических, так как их определяли независимо друг от друга без использования информации об исходном сейсмическом импульсе, полученном при количественном сопоставлении теоретических и экспериментальных сейсмограмм; в том случае, когда используется информация об исходном сейсмическом импульсе, экспериментальные и теоретические спектры Котр практически совпадают. Вопросы методики получения спектров Котр по экспериментальным данным в настоящей статье не рассматриваются.

Построение детальных сейсмогеологических моделей по эталонным профилям позволило составить обобщенные модели, соответствующие участкам продуктивных (Q>10 т/сут, рис. 2, а, II) и непродуктивных Q=0, рис. 2, а, I) отложений баженовской свиты. Модели включают отложения как самой баженовской свиты, так и вмещающих ее пород, влияющих на формирование интерференционного колебания Б.

Отметим основные особенности моделей.

1. Для продуктивных отложений баженовской свиты акустические жесткости в среднем ниже на 9 %, скорости - на 0,2 км/с, плотности - на 0,1 г/см³, чем для сухих; коэффициенты поглощения соответственно примерно в 3 раза выше.

2. Скачок акустических жесткостей на кровле продуктивных отложений баженовской свиты примерно на 0,8 г/см³ км/с сильнее, чем на кровле непродуктивных.

3. Изменения акустических жесткостей с глубиной баженовской свиты для продуктивных отложений выражены больше, чем для непродуктивных.

4. Перекрывающие баженовскую свиту ачимовские пачки мегионской свиты характеризуются на участках сухих отложений баженовской свиты более сильной акустической дифференциацией (g=8,1-11,2 г/см³ км/с), чем на продуктивных (g=8,6-9,6 г/см³ км/с). Увеличение акустической дифференциации объясняется появлением тонких пластов песчаников с высокой акустической жесткостью.

Особенности акустических моделей отражаются в волновых полях и спектрах Котр. Коэффициенты отражения для моделей сухих и продуктивных отложений баженовской свиты заметно изменяются с частотой и в диапазоне 0-100 Гц имеют ряд локальных максимумов (см. рис. 2, в). Соотношение величин Котр для продуктивных и сухих отложений различно в разных диапазонах частот. Коэффициенты отражения, соответствующие модели, включающей продуктивные отложения (модель II), превосходят таковые для непродуктивных пород (модель I) в узких полосах частот (22-32, 40-45, 82-88 Гц) и составляют в среднем 0,12; Котр для непродуктивных отложений соответственно равен 0,06, в диапазонах частот 1- 22, 32-40, 45-82 Гц его значения составляют соответственно 0,03, 0,10, 0,2 и в 1,5 раза превосходят Котр от продуктивных отложений.

В среднем энергия отраженных волн для низкочастотной (НЧ) сейсмической записи в продуктивных отложениях ниже на 16 %, чем в сухих, а для высокочастотной (ВЧ) соответственно на 28 % (см. рис. 2, б). Форма записи отраженных волн как для НЧ, так и для ВЧ сейсмограмм различна для моделей I и II. Отмеченное выше различие в строении перекрывающих баженовскую свиту ачимовских отложений способствует усложнению формы интерференционного колебания горизонта Б в районе сухих скважин (модель I), расширению цуга его колебания, понижению его видимой частоты. Особенно заметны изменения динамики записи на ВЧ сейсмограмме.

Согласно модели, предложенной Ф.Г. Гурари [1], нефтеносность баженовской свиты в значительной степени зависит от взаимного расположения и свойств коллекторов и флюидоупоров в подстилающих и покрывающих ее отложениях. Наличие флюидоупоров непосредственно над кровлей и под подошвой свиты создает условия для сохранения залежи, характеризующейся АВПД.

Отложения нижней части мегионской свиты, залегающие над баженовской свитой, на значительной части Западно-Сибирской плиты имеют клиноформное строение. Клиноформы разделяются на отдельные песчано-алевритовые и глинистые слои. В зоне прилегания их на баженовскую свиту ложатся то глины подачимовского интервала разреза, то песчано-алевритовые слои ачимовской толщи.

Рассмотрим взаимосвязь нефтеотдачи аргиллитов баженовской свиты с деталями строения и характером прилегания клиноформ мегионской свиты Салымской площади. На профиле 020282 расположена одна высокодебитная скважина (32), две - среднедебитные (73, 74) и три - без притоков нефти (79, 1, 11).

Сейсмические материалы МОГТ и данные ГИС по указанным скважинам обработаны по комплексу РЕАПАК [2, 3]. Эта обработка предполагает преобразование разрезов МОГТ в разрезы эффективных коэффициентов отражения (ЭКО) и построение литологоакустических моделей скважин. На основании этих материалов изучены некоторые структурные и петрофизические характеристики линз ачимовских песчаников, а также подстилающих и покрывающих их глин.

Согласно литолого-акустическому типу разреза скв. 32 (рис. 3), над баженовской свитой залегают два пласта глин мегионской свиты мощностью 20 и 25 м, разделенные сильной акустической границей: в верхнем слое скорость равна 3,2 км/с, в нижнем - 4,2 км/с. В скв. 79 также выявлены два слоя глин, однако в нижнем выделяется и маломощный прослой песчаников.

В скв. 1 и 11 непосредственно над баженовскими аргиллитами залегает песчано-алевритовая пачка, перекрываемая пластом глин с низкой скоростью (3,2 км/с), а в скв. 74 над ней находятся два слоя глин, контрастные по скоростям.

Границы пластов на акустических моделях всех рассмотренных скважин сопоставлены с границами разреза ЭКО, прослеживаемыми по профилю 020282 (см. рис. 3). Это позволило проследить непрерывно между скважинами положение кровли и подошвы баженовской свиты, подошвы подстилающей ее абалакской свиты, а также границы элементов клиноформы: кровли обоих пластов глин и песчано-алевритовой пачки. Для всех границ установлены знаки Котр (см. рис. 3).

В результате составлена двухмерная петрофизическая модель баженовской свиты и покрывающих ее клиноформных отложений, дающая представление о распределении в них песчаных слоев (коллекторов) ачимовской толщи и слоев низко- и высокоскоростных глин (флюидоупоров).

На основании приведенной модели можно проследить характер вклинивания в глинистые разрезы мегионской свиты песчано-алевритовых линз ачимовской толщи. Первая линза появляется вблизи скв. 79 в виде маломощного песчаника. Мощность песчаноалевритовой толщи с запада на восток возрастает, а глинистого пласта уменьшается вплоть до полного его замещения песчаниками и алевролитами.

В результате глинистый флюидоупор, присутствующий в скв. 32 и обеспечивающий сохранение нефти в баженовской свите, замещается коллектором, что, по-видимому, привело к эмиграции нефти из баженовской свиты вверх по разрезу. Верхняя граница этого коллектора, без разрывов прослеживаясь на разрезе ЭКО, поднимается вверх, одновременно под нее вклинивается другая песчано-алевритовая линза, ограниченная сверху и снизу пропластками глин. Таким образом, при «приклинивании» к баженовской свите клиноформ на протяжении первых 8 км профиля к ее кровле примыкает пласт глин, далее в интервале 8-17 км - песчаные слои ачимовской толщи, а в интервале 17-24 км - пласт глин. Под баженовской свитой повсеместно залегают глины абалакской свиты.

Полученная петрофизическая модель не противоречит модели, предложенной Ф.Г. Гурари [1], объясняя отсутствие притоков в скв. 11 и 1.

Она также хорошо согласуется с теоретическими и эмпирическими зависимостями между нефтеотдачей баженовской свиты и энергетическими характеристиками отражения горизонта Б. Увеличение энергии отраженной волны Б и отсутствие нефтенасыщенности баженовской свиты можно объяснить одним и тем же фактором - появлением линз ачимовских песчаников непосредственно над кровлей баженовской свиты.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Гурари Ф.Г. Региональный прогноз промышленных скоплений углеводородов в доманикитах.- Геология нефти и газа, 1984, №2, с. 1-5.

2.Методические рекомендации по обработке сейсмических записей при изучении акустических неоднородностей тонкослоистых сред с целью прогнозирования неантиклинальных ловушек нефти и газа / Д.И. Рудницкая, В.И. Берилко, Л.А. Фролов и др. Новосибирск, СНИИГГиМС, 1983.

3.Рудницкая Д.И., Фролова Л.А. Способы построения сейсмогеологических моделей терригенного разреза Западно-Сибирской плиты при детальных исследованиях методом отраженных волн.- В кн.: Проблемы нефти и газа Тюмени. Тюмень, 1980. с. 5-8.

4.Трапезникова Н.А., Гребнева И.Л., Авербух А.Г. Математическое сейсмомоделирование при решении задач прогнозирования геологического разреза. Обзор. Сер. Per. разв. и промысл, геофизика. М., ВИЭМС, 1982, с. 1-61.

5.Трапезникова Н.А., Рябинина Л.Г. Некоторые особенности физических параметров баженовской свиты на Салымском месторождении.- ЭИ ВИЭМС. Сер. Peг. разв. и промысл, геофизика, 1983, вып. 8, с. 1 -14.

6.Трапезникова Н.А., Скворцова В.В. О корреляционных связях между геофизическими параметрами, характеризующими отложения баженовской свиты на Салымском месторождении.- РНТС ВНИИОЭНГ. Сер. Нефтегаз, геол., геофиз. и бурение, 1984, вып. 8, с. 21-24.

Рис. 1. Сейсмогеологические модели (а), теоретические и экспериментальные сейсмограммы (б) и спектры коэффициентов отражения (в), соответствующие скважинам с различными дебитами пласта Ю₀ (баженовская свита) на Салымском месторождении.

1 - песчаники; 2 - глины; 3 - алевролиты; 4 - битуминозные глинистые породы баженовской свиты; 5 - сейсмограммы и коэффициенты отражения (а - теоретические, б - экспериментальные); 6 - диапазоны частот с различными Котр

Рис. 2. Обобщенные сейсмогеологические модели (а), теоретические сейсмограммы (б) и спектры коэффициентов отражения (в), соответствующие продуктивным и сухим отложениям баженовской свиты.

Обобщенные модели: I-для сухих отложений баженовской свиты, II-для продуктивных, II^a для слабопродуктивных. Ост. уел. обозн. см. рис. 1

Рис. 3. Сейсмолитологический разрез по профилю 020282 Салымской площади (составлен на основании результатов обработки сейсмических и скважинных материалов комплексом РЕАПАК).

1 - акустические разрезы скважин; 2 - знак Котр на границах разрезов ЭКО; 3 - битуминозные аргиллиты баженовской свиты; 4 - битуминозные аргиллиты с градиентной скоростной характеристикой; породы; 5 - преимущественно песчаные, 6 - песчано-глинистке, 7,8 глинистые, характеризующиеся скоростями соответственно больше и меньше 3600-3800 м/с; 9 - углистые аргиллиты; 10 - зона ухудшения корреляции границ (предполагаемые зоны литологического замещения)