К оглавлению	УДК 553.55:552.578.2.061.4(470.66)
	© Коллектив авторов, 1991

Прогнозирование трещинных коллекторов в карбонатных отложениях мезозоя ЧИАССР по данным сейсморазведки

А.Ф. БОЯРЧУК, А.З. БЕДЧЕР, М.А. БАРМИНСКИЙ (НИИГИ), С.С. ГОВОРОВ, А.Б. ТИМОНИН (Грознефтегеофизика)

В старых нефтегазодобывающих районах с высокой степенью освоенности начальных ресурсов УВ, к числу которых относится Чечено-Ингушская АССР, наметилась естественная тенденция к снижению эффективности поисково-разведочного бурения. Тем не менее, существуют реальные предпосылки для ее стабилизации. Это может быть осуществлено при вовлечении в практику неиспользованных ресурсов, внедрении новых геологических идей и достижений научно-технического прогресса. Одно из возможных направлений такой работы - прогнозирование зон развития трещинных коллекторов на основе динамического анализа сейсмического волнового поля с привлечением данных бурения и испытания скважин, а также промыслово-геофизических материалов с целью обоснования мест заложения скважин и оптимизации поисково-разведочных работ.

Основным объектом поиска и разведки месторождений нефти и газа в республике являются карбонатные отложения мела и верхней юры, залегающие на глубине свыше 5 км. При всех различиях мощности, петрографического состава и текстуры карбонатные комплексы мела (верхний мел, валанжин) и юры (титон) характеризуются практически непроницаемой матрицей и зависимостью коллекторских свойств от трещиноватости. Поэтому прогнозирование коллекторов сводится к прогнозированию масштабов и форм трещиноватости карбонатных пород.

В условиях Терско-Сунженской НГО зоны интенсивной трещиноватости и связанные с ними крупные резервуары, содержащие промышленные залежи нефти, не всегда приурочены к сводовым частям структур, что снижает эффективность поисково-разведочных работ на больших глубинах.

С целью изучения возможностей прогнозирования и выделения трещинных коллекторов с промышленной нефтегазоносностью по данным сейсморазведки и скважинных исследований был выполнен комплексный анализ представительного по объему сейсмического материала и данных бурения. Основная задача анализа заключалась в определении возможности использования динамических особенностей сейсмического волнового поля для прогнозирования трещинных коллекторов в глубокозалегающих карбонатных отложениях мезозоя Терско-Сунженской НГО.

Предпосылкой обнаружения зон повышенной трещиноватости, определяющей коллекторскйе свойства верхнемеловых и валанжин-верхнеюрских карбонатных отложений, является их приуроченность к тектонически активным блокам с нарушением сплошности (деструкцией) напластования. Эти зоны по плотности и скорости распространения в них продольных сейсмических волн контрастно отличаются от пород, не затронутых тектонической трещиноватостью. В них наблюдаются явления деструктивного динамометаморфизма, возрастает поглощение энергии сейсмических колебаний. Такие зоны можно рассматривать как контрастные физические тела с определенными элементами залегания, с которыми связаны аномалии динамических параметров и формирование своеобразного рисунка сейсмических волновых полей.

Аномальные участки волнового поля в различной степени характеризуются изменением рисунка волнового поля (взаимного расположения осей синфазности и их протяженности) и видимой частоты сейсмозаписи, нарушением фазовой корреляции, снижением интенсивности и когерентности отражений вплоть до полного отсутствия регулярных отражений. На сейсмических временных разрезах зоны трещиноватости выделяются на фоне хорошего прослеживания опорных горизонтов в виде вертикальных и субвертикальных зон аномального изменения динамики отражений. Прогнозирование коллекторов осложняется тем, что вышеперечисленные особенности волнового поля могут быть обусловлены другими факторами, связанными с техническими причинами, поверхностными и глубинными сейсмогеологическими условиями (изменения кратности накапливания, влияние ВЧР, сложная геометрия акустических поверхностей и др.). Для выяснения природы выявленных аномалий волнового поля и их связи с трещиноватостью пород необходимо привлечение дополнительной информации и, прежде всего, данных бурения и ГИС.

Как показал анализ сейсмического материала, в интервале регистрации отражений от карбонатных пород можно условно выделить зоны четырех типов, характеризующиеся определенными динамическими признаками: I - высокой интенсивности и когерентности отражений с устойчивым рисунком сейсмозаписи; II - снижения интенсивности и когерентности отражений; III - прерывистого характера отражений, вертикальных смещений и разного наклона площадок с отсутствием отражений от кровли эоцен-верхнемеловых отложений; IV - хаотического расположения обрывков осей синфазности с полным отсутствием отражений. На основе такой классификационной схемы было осуществлено районирование сейсмических зон в верхнемеловом и валанжин-верхнеюрском комплексах в пределах каждой из рассматриваемых площадей.

С целью установления степени согласованности выявленных сейсмических зон с ФЕС карбонатных коллекторов результаты районирования были сопоставлены с данными анализа и обобщения материалов бурения, испытания и исследования скважин. При этом промышленное значение прогнозируемых коллекторов оценивалось по гидропроводности и емкости слагаемых ими резервуаров. Показателями коллекторов с промышленной нефтеносностью (по ФЕС) являются: получение при испытании и Освоении кондиционных (более 10м³/сут) и устойчивых во времени дебитов жидкости; большие латеральные и вертикальные размеры залежи при одинаковом градиенте резервуарного давления его элементов; устойчивость пластовых давлений при циклических испытаниях ИПТ, освоении и пробной эксплуатации скважин; наличие видимых поглощений ПЖ в процессе бурения; высокая степень трещиноватости разреза, выявленная по результатам скважинных исследований, и др.

Результаты районирования зон тектонической деструкции по данным сейсморазведки в большинстве случаев согласуются с данными бурения, освоения и исследования скважин. Чем выше ФЕС пород-коллекторов и слагаемых ими резервуаров, тем интенсивнее степень нарушения сейсмических полей. При этом установлено, что зонам I и II типов соответствуют области отсутствия коллекторов или некондиционных коллекторов, при испытании которых получают, как правило, слабые (< 10 м³/сут) или затухающие притоки жидкости. И лишь в отдельных случаях при испытании скважин, находящихся главным образом в зоне II типа, получены притоки жидкости с дебитом до 30- 50 м³/сут. Зоны III и IV практически однозначно соответствуют областям развития высокодебитных коллекторов промышленного значения, выявляемым по комплексу промысловых и геолого-геофизических данных. Это может служить обоснованием использования степени нарушения волнового поля как информативного критерия прогноза промышленных трещинных коллекторов по сейсмическим данным.

Выделенные по степени искажения волнового поля зоны согласуются также с результатами обработки и интерпретации материалов промыслово-геофизических, геолого-технологических и гидродинамических исследований. Как показал анализ, в наибольшей степени с сейсмическими данными согласуются те геолого-геофизические параметры, которые характеризуют трещиноватость изучаемого разреза. Для количественной характеристики степени трещиноватости вскрываемых пород введен параметр интенсивности трещиноватости разреза Ктр, равный процентному содержанию от мощности вскрытой толщи изучаемых карбонатных отложений, выделенных по данным скважинных исследований трещиноватых интервалов разреза:, где - суммарная мощность выделенных в разрезе трещиноватых пластов, Н - общая мощность вскрытого скважиной разреза.

На рис. 1 приведены дифференциальные и интегральные кривые распределения указанного параметра по двум группам скважин, вскрывших или не вскрывших, по данным испытания, трещинные коллекторы промышленного значения или находящихся соответственно в зонах I-II и III-IV типов.

Идентичность полученных распределений при достаточно высокой эффективности разделения рассматриваемых групп скважин по Ктр указывает на значительную информативность этого параметра при выявлении промышленных трещинных коллекторов и в целом свидетельствует о хорошей согласованности результатов сейсморазведки и комплексных скважинных исследований. При этом эффективность распознавания коллекторов и неколлекторов в изучаемом разрезе скважины и эффективность прогноза степени возможного искажения формы сейсмозаписи за счет трещиноватости по данным ГИС составляет около 80 %, а критическая величина Ктр равна 7 %.

Полученные результаты свидетельствуют о возможности эффективного использования данных сейсморазведки в комплексе с результатами скважинных исследований при прогнозировании зон развития трещинных коллекторов и их выделении в разрезе бурящихся скважин. В качестве примера рассмотрим результаты комплексного анализа данных сейсморазведки и скважинных исследований по Червленной площади, расположенной в области северного борта Терско-Каспийского передового прогиба. В пределах этой структуры по характеру волнового поля согласно принятой классификации выделяются зоны всех четырех типов (рис. 2). Предполагаемые зоны развития промышленных трещинных коллекторов расположены на северном и южном крыльях структуры. На рис. 3 приведен временной разрез по сейсмическому профилю в модальном (униполярном) представлении, иллюстрирующий изменение динамики волнового поля в меридиональном направлении. Выполненный динамический анализ сейсмического волнового поля позволяет сделать вывод о том, что зоны повышенной трещиноватости наиболее контрастно отображаются в параметрах мгновенной амплитуды и когерентности.

На момент проведения анализа на Червленной площади было пробурено шесть скважин для поисков залежей нефти в отложениях верхнего мела. В скв. 9 возник открытый фонтан нефти, она переведена в эксплуатацию с дебитом 98 т/сут. В скв. 12 получен значительный приток пластовой воды дебитом 550 м³/сут. При испытании остальных скважин притоков получено не было совсем либо они были незначительны. В скв. 9 и 12, давших кондиционные притоки флюида, фиксируется одинаковый коэффициент аномальности пластового давления (около 1,8), свидетельствующий о едином гидродинамическом резервуаре. Низкие дебиты и разброс значений коэффициентов аномальности в других скважинах, а также то обстоятельство, что в некоторых из них притоки воды были получены из интервала гипсометрически выше притока нефти в скв. 9, показывают, что они пробурены в автономных резервуарах с незначительной емкостью и трещиноватостью.

На более высокие ФЕС верхнемеловых отложений в разрезе приточных скважин указывают и результаты промыслово-геофизических исследований. Так, значения Ктр разреза в скв. 9 и 12 значительно выше, чем в остальных скважинах, и составляют 15,4 и 14,4 % соответственно. Проведенный анализ свидетельствует о хорошей согласованности имеющихся по площади промысловых и геолого-геофизических материалов и обоснованности выданного прогноза зон развития трещинных коллекторов. Это было подтверждено и последующим бурением разведочной скв. 15, местоположение которой скорректировано по результатам проведенного сейсмического районирования. При испытании скважины, пробуренной в пределах выделенной зоны развития трещинных коллекторов, получен приток нефти из верхнемеловых отложений дебитом 80 т/сут через 3-мм штуцер.

Геолого-геофизические материалы были проанализированы по 18 площадям ЧИАССР. По тем из них, где имелся кондиционный сейсмический материал (Червленная, Алханчуртская, Северо-Малгобекская, Харбижинская, Северо-Минеральная, Предгорненская и др.), проведено районирование зон развития трещинных коллекторов и определены возможные направления дальнейших буровых работ. На некоторых из них рекомендованы дополнительные сейсмические исследования. В целом для наиболее полной реализации актуальных в настоящее время направлений сейсмических исследований - поиска ловушек сложного экранирования и прогноза трещинных коллекторов в изучаемом регионе необходимо значительное увеличение плотности сети сейсмических профилей.

Тем не менее, уже на данном этапе при наличии кондиционного сейсмического материала он может и должен быть эффективно использован при прогнозировании зон развития промышленных трещинных коллекторов и определении направлений поисково-разведочных работ. Кроме того, учитывая выявленную коррелируемость сейсмических и промыслово-геофизических данных, результаты прогнозирования могут эффективно использоваться в качестве априорной информации при выделении и оценке промышленной ценности коллекторов в разрезе бурящихся скважин.

Тaким образом, результаты комплексного анализа и обобщения материалов по ряду площадей ЧИАССР показали возможность прогнозирования коллекторских свойств глубокозалегающих карбонатных отложений мела и верхней юры по данным сейсморазведки с использованием материалов бурения, испытания, освоения и исследования глубоких скважин.

Описанная методика комплексной интерпретации геолого-геофизических материалов может быть успешно использована при решении вопроса о вводе перспективных площадей в бурение, обосновании (или уточнении) мест заложения скважин, выборе объектов испытания и решении вопроса о спуске эксплуатационных колонн и таким образом содействовать повышению эффективности поисково-разведочных работ в целом.

Abstract

In the Terek-Sunzha oil-and gas-bearing region, the formulation of the problem related to prediction of zones of development of fracture reservoirs predominating at great depths is dictated by their complex areal distribution. On the basis of generalization of seismic, drilling and well testing data for the Checheno-Ingush areas, possibilities are indicated for predicting zones of fracture reservoir development in deep-seated carbonate deposits. Seismic zonation of the zones of the inferred development of fracture reservoirs has been carried out in a number of areas of the region. The application of the methods recommended for the combined analysis of seismic and well survey data allows deep exploration drilling efficiency to be improved.

Рис. 1. Интегральные (1) и дифференциальные (2) кривые распределения параметра интенсивности трещиноватости разреза по группам скважин:

а - давших притоки жидкости дебитом более 10 м³/сут (3) и бесприточных или дебитом менее 10 м³/сут (4), б - находящихся соответственно в сейсмических зонах III - IV (5) и I - II типов (6). Z - частость, Z_H - наклоненная частость

Рис. 2. Схема зон развития коллекторов верхнемеловых отложений Червленной площади:

1 - изогипсы по кровле верхнего мела, м; 2 - сейсмический профиль; скважины, давшие: 5 - притоки нефти, 4 - притоки воды, 5 - слабые притоки воды, 6 - бесприточные; 7 - тип сейсмической зоны

Рис. 3. Временной разрез по сейсмическому профилю площади Червленная.

Скважины, давшие: 1- притоки нефти, 2- слабые притоки воды, 3 - границы зон развития коллекторов; 4 - тип сейсмической зоны; графики: 5 - параметра когерентности верхнемеловых отражающих горизонтов, 6 - мгновенной амплитуды.