|
УДК 556.3(575.1-15) |
С.Н. АЛЕХИН (Туркм. фил. ВНИИгаза)
В Амударьинском НГБ при бурении на газ в подсолевых юрских отложениях стали вскрывать в соленосной толще высоконапорные сильноминерализованные рассолы. В практике бурения они получили название рапа, а их проявления - рапопроявления. Уже зафиксировано более 60 рапопроявивших скважин на 35 локальных поднятиях. Они обусловили резкое снижение технико-экономических показателей буровых работ, что явилось главной причиной низкой эффективности опоискования подсолевого карбонатного комплекса в южной части Амударьинской синеклизы в XI пятилетке. Исправление создавшегося положения может быть достигнуто путем изучения закономерностей формирования и разработки методов локального Прогнозирования зон рапопроявлений. Существующие методы прогноза [3] не дают однозначного решения проблемы, так как не учитывают многообразия условий залегания зон рапопроявлений.
Анализ основных параметров [1, 3 и др.], определяющих гидрогеологические особенности (водоносность, давление, химический состав) кимеридж-титонской соленосной формации Амударьинского НГБ, позволил рассматривать ее как специфический водонапорный комплекс, флюидная фаза которого представлена рассолами разного типа и неодинаковой пространственной приуроченности.
В эвапоритовом комплексе выделяются рассолы пластового и очагового залегания. Первые заключены в выдержанных по площади пластах-коллекторах. В Амударьинском гидрогеологическом бассейне к ним относятся рассолы в шараплинском, иолотанском и сакарском водонапорных горизонтах, приуроченных к сульфатно-карбонатным литологическим пачкам, последовательно чередующимся с хлоридными, выступающими в роли флюидоупоров. О наличии водонапорных горизонтов свидетельствуют региональные закономерности распределения коэффициента аномальности пластового давления (КАПД) рассолов (С.Н. Алехин, 1982 г.). Рапопроявлений, связанные с пластами-коллекторами, имеют широкое площадное распространение. Они довольно уверенно прогнозируются по результатам литолого-фациального, палеогеографического анализа и межплощадной корреляции палеогеологических параметров.
Гораздо сложнее задача прогноза рапопроявлений, связанных с локально-очаговой водоносностью в соляно-ангидритовых отложениях. Установлены следующие закономерности такого типа рапопроявлений.
В Амударьинской синеклизе рапопроявления в соляно-ангидритовых отложениях с давлениями, близкими к геостатическому, встречаются только в соленосных отложениях мощностью более 450 м. За ее пределами, вероятно, соленосные породы из-за небольшой мощности оказались неспособными локализовать рапу с давлениями выше гидростатического. В то же время мощность соленосной толщи более 450 м не только обеспечила накопление пластовой энергии в подсолевых отложениях, но и обусловила отсутствие в области их развития переточных залежей газа в надсолевой секции разреза при наличии залежи газа в подсолевой.
Рапопроявления зафиксированы только на тех структурах, которые имеют крутизну крыльев, как правило, более 2°30'. В иных случаях они не обнаружены.
Рапа в Амударьинском НГБ (Самантепе, Денгизкуль, Сакар, Багаджа и др.) залегает в виде линз [3 и др.]. Установлено, что рапопроявления в пределах локальной положительной структуры приурочены к ее своду (В.Я. Соколов, Я.А. Пилип, 1968 г., Л.Г. Соколовский, В.И. Седлецкий, 1970 г.). В последующем выяснилось, что они встречаются и на крыльях антиклинальных складок. Кроме того, установлено, что вероятность вскрытия высоконапорной рапы выше в подсолевых, а не в надсолевых сводах структур. Это уточнение имеет существенное значение при поисково-разведочных работах на структурах со смещенными структурными планами.
Прослеживается зависимость характера распределения рапопроявляющих объектов от типа структур. Во внутренней области Амударьинской синеклизы, где развиты преимущественно антиклинальные структуры куполовидной и линейно-вытянутых форм, рапопроявления в соленосных отложениях чаще обнаруживаются в скважинах, заложенных на своде (или гребне) подсолевой структуры. Эти рапопроявления - наиболее мощные по дебиту, и пластовые давления в них близки к геостатическому. Так, на 17 антиклинальных структурах, имеющих близкую к изометрической форму, из 30 скважин, заложенных на подсолевые отложения, только шесть успешно, без осложнений прошли соленосные отложения, а в 24 скважинах получена рапа даже при бурении на растворах плотностью 1700 кг/м3 и более. Вероятность вскрытия рапы здесь составляет 80 %. На соседнем участке из 29 скважин 28 успешно прошли соленосные отложения при бурении на растворах плотностью 1700-1800 кг/м3 и менее.
Иная картина для структур рифовой природы, развитых в западной бортовой части Амударьинской синеклизы. Например, на площади Зеварды при поисково-разведочном бурении рапа вскрыта скважинами и на своде, и на крыльях структуры.
По результатам бурения на месторождениях Сакар, Сундукли, Самантепе установлено, что отношение вскрытой мощности соленосных отложений в рапопроявившей скважине ко всей мощности равно отношению расстояния от рапоносной скважины до замка складки к расстоянию от замка до газоводяного контакта (табл. 1).
Анализ положения рапопроявляющих объектов (интервалов) в разрезе соляно-ангидритовой толщи в зависимости от элементов подсолевых структурных планов показал, что они группируются в объеме, описанном поверхностью конуса с основанием в подошве толщи и вершиной в ее кровле. Причем вершина конуса совпадает со сводом подсолевой структуры.
Закономерности проявления рапы обусловливаются и такими ее параметрами, как дебит, давление и химический состав.
Намечается связь дебита рапы с глубиной вскрытия рапопроявляющего объекта. Повышенные дебиты в пределах одной и той же структуры получены из верхних частей соленосного разреза. Эти объекты вскрываются, как правило, на своде структуры. К периферии структуры дебиты рапопроявлений обычно уменьшаются, и рапа здесь вскрывается уже в нижних частях разреза (табл. 2).
Предполагалось [2 и др.], что пластовое давление рапы в линзах соизмеримо с геостатическим, однако эта тенденция проявляется неповсеместно [1]. Кривые восстановления давления на площадях Байгушли, Караулкуи, Джурамерген, Сейраб, Багаджа, Самантепе свидетельствуют о том, что КАПД в линзе рапы может быть и ниже геостатического давления. На площади Караулкуи он равен 1,5-1,55, на рядом расположенной площади Байгушли - 1,51-1,6, на Сейрабе - 1,96-1,92, на площадях Западный Шатлык - Южная Иолотань, Сакар, Джурамерген он соизмерим с геостатическим давлением. В пределах одной площади КАПД изменяется широко, например, на Южной Иолотани от 1,73-1,74 (скв. 4) до 2,07 (скв. 5), на Джурамергене от 1,6-1,61 (скв. 5) до 2,1 (скв. 6) Во всех случаях наибольшее значение его тяготеет к сводовой части складки, и оно здесь, как правило, близко к геостатическому давлению.
Надо отметить также, что даже после продолжительного излияния рапы давление ее в линзе выше, чем в подстилающих продуктивных горизонтах.
Такое несоответствие пластовых давлений, с одной стороны, означает изолированность линз рапы от подстилающего водоносного горизонта, с другой - обособленность формирования давления в линзе.
Химический состав и минерализация рапы также закономерно изменяются с глубиной вскрытия. При вскрытии рапы в верхней части разреза химический состав ее преимущественно хлоридный магниево-кальциевый, реже - хлоридный кальциево-натриевый. Содержание кальция достигает 77, магния - 31 г/л. Минерализация их, как правило, более 360 г/л. Повсеместно здесь они не содержат H2S. Вниз по разрезу содержание кальция и магния уменьшается, но увеличивается содержание натрия. Минерализация с глубиной заметно уменьшается до 200 г/л. Это типичные признаки гидрохимической зональности, обусловленной растворением солей при миграции рассолов снизу вверх. На былую гидродинамическую связь рассолов рапоносной зоны с рассолами в подстилающих отложениях указывает и появление сероводорода в рапе, вскрываемой в нижней части соленосного разреза: на Сейрабе, скв. 4 содержание сероводорода в рапе 1,228, Джурамергене, скв. 4-1,27, Ходжамбасе, скв. 7 - 0,62 г/л. Область вскрытия сероводородсодержащей рапы находится в границах области распространения сероводородсодержащих газов.
Наблюдается повсеместное совпадение рапоносности соленосного разреза локальных площадей и продуктивности на них подстилающих карбонатных отложений. В Амударьинской синеклизе при поисково-разведочном бурении на подсолевые отложения рапопроявления получены на 35 площадях, из них на 15 были успешно завершены бурением и испытаны скважины, находящиеся в оптимальных условиях, что привело к открытию залежей газа в подсолевых отложениях (площади Сундукли, Гумбулак, Самантепе, Багаджа и др.). На рапоносных площадях, таких как Астанабаба, Ходжамбас, Джурамерген, скважинами вскрыты подсолевые отложения за пределами возможно газоносного поля. На остальных рапоносных площадях (Учаджи, Сейраб, Байрамали, Мары, Майское и др.) подсолевые отложения пока не испытаны. Вне зоны продуктивности подсолевого горизонта рапопроявления не обнаружены (площади Северный Чешме, Чартак и др.).
Закономерности рапопроявлений, такие как высокая газонасыщенность рапы [3], наличие в ее составе сероводорода, зональность химического состава, зависимость рапопроявлений от строения подсолевого структурного плана, позволяют нам вслед за авторами работ [3 и др.] отнести ее происхождение к постседиментационному, а не к конседиментационному этапу. Нарушение герметичности солей и образование в них трещин, в которые могли бы проникать рассолы из подсолевых отложений, нам представляется возможным под воздействием дифференциального напряжения. Н.Н. Павловой [2] изучены прочностные свойства сульфатно-галогенных и глинистых пород в условиях неравномерного трехосного сжатия. Например, у поликристаллической каменной соли при значениях осевых нагрузок до 100 МПа (соответствует глубине 4500 м) остаточная деформация сопровождалась значительным разуплотнением структуры соли. При величинах осевых нагрузок, равных 100 МПа, и температуре 100 °С разуплотнение структуры соли уменьшается или почти прекращается. Деформация ангидрита во всем исследованном диапазоне осевых нагрузок сопровождалась ростом разуплотнения. Следовательно, экранирующие свойства сульфатно-галогенной толщи могут сохраняться только в условиях всестороннего сжатия [4] или на глубинах свыше 4500 м, в других, при неравномерном сжатии, они способны к разуплотнению. Появление дифференциального неравномерного напряжения в соленосной толще возможно на антиклинальных структурах, находящихся в регионе, подверженном неотектоническим движениям, к которому относится Амударьинская синеклиза.
Выявленные гидрогеологические закономерности рапопроявлений в Амударьинской синеклизе имеют значение как для их прогноза, так и для оценки перспектив нефтегазоносности локальной площади.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Алехин С.Н. О водоносности кимеридж-титонских соленосных отложений Амударьинской синеклизы // В кн.: Литолого-фациальные и геохимические проблемы соленакопления.- М : 1985.- С. 232-241.
2. Павловa H.H. Деформационные и коллекторские свойства горных пород.- М.: Недра.- 1975.
3. Прогноз рапопроявлений в Бухаро-Хивинской области / И.В. Кушниров, В.Н. Пашковский, Э.Ю. Бегметов и др. // В кн.: Геология нефтяных и газовых месторождений Западного и Южного Узбекистана.- Ташкент.- 1972.- С. 118-133.
4. Савченко В.П. Формирование, разведка и разработка месторождений газа и нефти.- М.: Недра.- 1977.
Таблица 1 Зависимость между положением скважины и глубиной вскрытия рапы
|
Площадь, скважина |
Отношение вскрытой мощности к общей |
Отношение расстояния скважины от замка складки к расстоянию от замка до ГВК |
|
Сакар, 1 |
0,4 |
0,4 |
|
Сундукли, 1 |
0,2 |
0,2 |
|
Самантепе, 7 |
0,7 |
0,8 |
|
Самантепе, 44 |
0,5 |
0,4 |
Таблица 2 Зависимость дебита от глубины вскрытия рапы
|
Площадь, скважина |
Кровля соленосных отложений, м |
Глубина вскрытия рапы, м |
Проходка по соленосной толще, м |
Дебит рапы,м3/сут |
|
Денгизкуль, 4 |
1862 |
1921 |
59 |
800 |
|
Денгизкуль, 19 |
1867 |
2081 |
214 |
13 |
|
Зеварды, 1 |
2175 |
2200 |
25 |
6000 |
|
Зеварды, 10 |
2200 |
2486 |
286 |
60 |
|
Гумбулак, 12 |
1905 |
1964 |
59 |
2160 |
|
Гумбулак, 8 |
1796 |
2134 |
338 |
216 |
|
Учаджи, 10 |
2907 |
3260 |
357 |
300 |
|
Учаджи, 4 |
2898 |
3545 |
647 |
145 |