К оглавлению журнала

УДК 553.98.041

© Н. Г. Абдуллин, В. А. Савельев, 1992

ОПТИМИЗАЦИЯ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ РАБОТ ПРИ ПОИСКАХ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ НЕТРАДИЦИОННОГО ТИПА В ТАТАРИИ

Н. Г. АБДУЛЛИН, В. А. САВЕЛЬЕВ (ТатНИПИнефть)

Анализ геологического материала отложений палеозоя Татарии свидетельствует о том, что как терригенные, так и карбонатные толщи формировались в условиях, благоприятных для образования ловушек неантиклинального типа. Литолого-фациальная и палеогеографическая обстановки накопления терригенных отложений девона характеризуются неоднократным проявлением трансгрессии и регрессии моря с перерывами осадконакопления в живетское и нижнефранское время. Как следствие неустойчивых условий осадконакопления распределение песчано-алевритовых коллекторов выражено в виде полос различной толщины северного и северо-восточного простирания, что следует рассматривать как один из критериев формирования ловушек нефти сложноэкранированного типа в терригенных отложениях девона.

В верхнефранско-турнейское время осадконакопление контролировалось в основном развитием Камско-Кинельской системы прогибов, структурно-фациальные условия которых способствовали формированию рифовых массивов в бортовых частях палеодепрессий и биогермных поднятий в пределах палеошельфов. Литолого-фациальные и палеогеографические условия формирования осадков в ранневизейское время способствовали образованию отложений, резко изменчивых по толщине и простиранию, особенно в зонах береговых линий, радаевско-бобриковского и тульского морских бассейнов. Песчаные отложения прибрежной зоны имели протяженную форму субмеридионального и северного направлений. В окско-башкирское время осадконакопление характеризуется неустойчивым тектоническим режимом, частой сменой знаков колебательных движений, что обусловило наличие многократных перерывов и размывов, накопление различных типов (карбонатных, терригенно-карбонатных) осадков.

На территории широко развиты структурно-литологические (малоамплитудные), структурно-стратиграфические и литолого-стратиграфические ловушки нефти. Исходя из генезиса выделяют приграбенные (приразломные), горстовидные, рифогенные и литологические типы ловушек нефти. Наиболее распространены органогенные образования (рифы, биогермы, биостромы) в пределах прибортовых частей Камско-Кинельской системы прогибов. Специальные исследования доказывают широкое развитие стратиграфических ловушек нефти, связанных с врезами. Наличие визейских и верейских врезов фиксируется глубоким бурением, трассируется сейсморазведкой на западном и северном склонах Южно-Татарского свода, юго-восточном склоне Северо-Татарского свода, восточном борту Мелекесской впадины.

Наибольшее представительство в разрезе осадочной толщи палеозоя Татарии имеют ловушки в терригенных и карбонатных коллекторах, связанные с выклиниванием пластов-коллекторов и их фациальным замещением. Формирование такого типа ловушек связано с изменчивой во времени палеогеографической обстановкой осадконакопления. В пределах Татарии на сегодняшний день выявлены и разрабатываются практически все крупные и средние месторождения нефти. В перспективе будут открыты в основном мелкие и частично средние месторождения и залежи нефти, приуроченные к малоамплитудным сложноэкранированным ловушкам.

Применяемый сегодня комплекс геолого-геофизических методов для выявления ловушек неантиклинального типа охватывает практически все методы: наземную магниторазведку, гравиразведку, электроразведку и сейсморазведку. Возможности трассирования электроразведкой (ЗСБЗ) зон увеличенных мощностей нижнекаменноугольных терригенных отложений основаны на том, что изменение суммарной продольной проводимости вносит колебание мощности низкоомной терригенной пачки визейского яруса. В связи с этим участкам повышенных значений суммарной продольной проводимости соответствуют зоны увеличенных мощностей терригенных отложений, что подтверждается результатами глубокого бурения. Тем не менее, данные методы ориентированы на выявление лишь стратиграфических ловушек нефти и возможности их ограничены как различными наземными помехами и искажениями, так и глубинной неоднородностью палеозойской толщи.

Поиск неструктурных ловушек нефти осуществляется методами сейсморазведки (МОГТ) с применением специальных процедур обработки. Интерпретация сейсмических материалов позволяет на первом этапе выделять наиболее четкие отражающие горизонты, отождествляемые с определенными стратиграфическими единицами. Далее приемы интерпретации основываются на том, что литологический состав пород и характер слоистости отражаются на параметрах записи сейсмоволн.

Выявление сейсморазведкой малоразмерных неантиклинальных ловушек базируется на выделении сейсмофаций, характеризующихся по внешнему виду сейсмической записи определенными признаками. Существенным моментом при интерпретации является преобразование первичных сейсмических записей с применением специальных процедур обработки. На изучаемой территории широко применяют палеопреобразования, псевдоакустические преобразования (ПАК) и спектрально-временной анализ (СВАН).

Палеопреобразования выполняют с целью выделения песчаных раздувов в девонской части разреза и нефтеперспективных зон на основе анализа фаций, т. е., ориентированы на выявление структурно-литологических и литологических ловушек нефти. Для более точной расшифровки волновых полей проводят ПАК, идентификацию их с определенными перспективными пластами-коллекторами. СВАН выполняют с целью получения дополнительной информации при качественном анализе особенностей волновой картины, уточнении корреляции отражений на участках со сложной записью. Это, в первую очередь, зоны развития врезов, возможное выклинивание определенных толщ.

Существующая практика проведения сейсморазведочных работ направлена на выявление и подготовку главным образом, структурных объектов, в основе которых чаще всего лежат органогенные постройки (барьерные, одиночные рифы, биостромы). Проведение широкого спектра геолого-геофизических исследований в Татарии позволяет достаточно успешно решать вопросы прогнозирования и выделения перспективных зон и участков на выявление нетрадиционных залежей нефти. Так, на этапе региональных исследований с помощью сейсмостратиграфической интерпретации сейсмических разрезов МОГТ в комплексе с высокоразрешающими методами сейсморазведки рассматриваются вопросы прогнозирования нефтеперспективных интервалов и зон, возможных нефтегазоматеринских толщ, зон нефтегенерации, условий миграции. Начатая в 1988 г. отработка региональный сейсмических профилей дала первые положительные результаты. Во-первых, уточнены борта Усть-Черемшанского прогиба Камско-Кинельской системы, во-вторых, получена обширная информация о строении отдельных толщ осадочного чехла и, в первую очередь, кристаллического фундамента.

Наиболее интересные участки в нефтегазоносном отношении были рекомендованы под детальную сейсморазведку. Кроме того, проводились специальные работы на ряде участков со сложной структурой записи, искажающим влиянием неогеновых долин и визейских врезов. Трассирование их осуществляли путем качественной интерпретации временных разрезов, полученных в двух полярностях, и разрезов СВАН. При этом использовали ряд поисковых признаков, установленных на основе анализа сейсмических материалов повинченным бурением врезам. Основным критерием являлось ухудшение прослеживаемости и уменьшение интенсивности записи отражения У (кровля тульского горизонта), смещения и искривления осей синфазности, связанные с изрезанностыо рельефа турнейской. поверхности. Эти материалы позволили выделить врезы на участке расположения профилей ВРС, не только качественно, но и количественно оценить их параметры (ширину, глубину врезания) и составить карту мощности терригенных нижнекаменноугольных отложений.

Анализ сейсмофаций позволил провести прогнозирование зон развития коллекторов в терригенных отложениях девона основном комплексе возможные неантиклинальных ловушек и залежей нефти. Ключевым моментам в этой методике является историко-геологический подход при анализе материалов сейсморазведки и бурения.

Поиски неантиклинальных залежей нефти эффективны на этапе детальных сейсморазведочных работ, когда при уверенном трассировании отражающих горизонтов А и Д (кровля кристаллического фундамента и терригенного девона соответственно) выделяют зоны тектонических нарушений. Так, по материалам работ разных сейсмопартий трассируются основные грабенообразные прогибы фундамента: Алтунино-Шунакский, Соболековский, Кузайкинский и др. Наиболее характерным признаком, по которому выделяют грабенообразные прогибы на временных разрезах, является погружение, а затем прекращение прослеживаемости отражающего горизонта А. Одновременно с этим по ряду профилей отмечается прогибание оси синфазности отражения горизонта Д.

Низкая эффективность сейсморазведочных работ в ряде регионов Татарии требует пере интерпретации сейсмических материалов на новой качественной основе, учитывающей искажающее влияние отдельных горизонтов и толщ. В частности, пересмотр и переинтерпретация материалов ГИС верхней части разреза ряда площадей восточного и юго-восточного склонов Южно-Татарского свода позволили снивелировать влияние карстогенной толщи в карбоне.

Комплексная интерпретация временного и псевдоакустического разрезов позволяет однозначно выделить источник скоростных аномалий (область увеличенной мощности нижнепермских карбонатов, зона вторичной доломитизации в надверейской толще), определить наиболее перспективную точку для заложения разведочной скважины и обнаружить малоамплитудное тектоническое нарушение, контролирующая роль которого, возможно, обусловливает наличие залежи.

Обнадеживающие результаты получают при геологической интерпретации временных разрезов на основе псевдоакустического и палеоструктурного преобразований. По ним более уверенно прогнозируют по степени скоростной изменчивости зону развития рифогенного образования, границы залежей нефти, палеорельеф кристаллического фундамента. Представляется возможным прогнозировать залежи нефти в терригенном комплексе девона по приуроченности их к склонам палеоподнятий.

Доказана эффективность применения детализационных сейсморазведочных работ на ранее открытых Вишнево-Полянском, Нурлатском и Пионерском месторождениях. Они позволяют проводить прогнозные контуры нефтяных залежей, вносить своевременные коррективы в технологические схемы разработки.

Вопросы разработки и совершенствования методики рациональной разведки неструктурных залежей нефти в Татарии в связи с истощением фонда подготовленных структур стоят особенно остро. “Временные указания по методике поисков залежей нефти и газа в ловушках неантиклинального типа”, разработанные коллективом авторов в 1986 г., оказывают существенную помощь. В разрезе палеозойской толщи сегодня выявлены все основные типы нетрадиционных ловушек и залежей нефти. Тем не менее, сама методика, подходы к их выявлению нуждаются в постоянном совершенствовании. В Татнефтегеофизике успешно применяется комплексная интерпретация данных сейсморазведки с использованием нового историко-геологического направления в сейсмостратиграфическом анализе (сейсмопалеогеоморфология), позволяющая картировать неантиклинальные ловушки. Но проведение его, а также внедрение специальных процедур обработки должны строиться на определенных геологических обоснованиях. С целью определения внедрения тех или иных подходов в практику проведения поисков и разведки залежей нефти на каждом тектоническом элементе выбраны полигонные участки (Тат-Кандызский, Черемшанский, Бастрыкский, Танайско-Мортинский, Мокшинский), где детально рассмотрена эффективность каждого из применяемых методов и определены перспективные направления геолого-геофизических и геологоразведочных работ.

Тат-Кандызский участок расположен на юго-восточном склоне Южно-Татарского свода. Район характеризуется высокими перспективами на обнаружение неантиклинальных объектов в девонских и каменноугольных отложениях. По типу основная часть выявленных залежей нефти относится к структурно-литологическим, т. е. структурный фактор является определяющим при размещении геологоразведочных работ. К настоящему времени вся площадь участка покрыта структурным бурением и фонд подготовленных поднятий приблизился к 20. Подтверждаемость же нижнепермских поднятий очень низка, что указывает на необходимость детального изучения структурных планов и выяснения их несоответствия. Ранее высказывались предположения о развитии в перми бескорневых структур, которые в нижних горизонтах не отражались. Причины несоответствия связывали также с разнонаправленным характером осадконакопления в девонское, каменноугольное и пермское время и, как следствие этого, значительными перестройками структурного плана.

На наш взгляд, исходя из анализа структурных и палеоструктурных планов и из необратимости процессов осадконакопления и структурообразования причинами несоответствия является смещение сводов локальных поднятий во времени, главным образом на рубеже активизации тектоноседиментационных процессов. В этой связи анализ структурных планов базировался на выделении зон (блоков), характеризующихся однотипными условиями осадконакопления и направлением смещения сводов поднятий.

На основе рассчитанных параметров смещения (угол, расстояние) рекомендованы и утверждены к поисково-разведочному бурению четыре скважины с использованием в качестве отправной точки своды поднятий, подготовленных структурным бурением.

Проведение сейморазведочных работ должно базироваться на их экономической целесообразности. Возможности же сейсморазведки (МОГТ) по выделению перспективных объектов на юго-восточном склоне Южно-Татарского свода доказаны работами Оренбургской области. Здесь довольно уверенно трассируются зоны прогибов, вдоль которых размещаются неструктурные ловушки. Анализ карт изохрон DtА-Д в сочетании со структурными построениями по отражающему горизонту Д показывает их достаточную сходимость и указывает на возможность прогнозирования нетрадиционных ловушек нефти. Существенным моментом при этом является надежность отражений горизонтов А и Д, что сегодня не всегда дается получить.

Черемшанский участок расположен в южной части западного склона Южно-Татарского свода, в пределах Черемшано-Ямашинcкой структурной террасы, и характеризуется высоким потенциалом нефтеносности. Район детально изучен структурным бурением и сейсморазведкой, отмечается достаточное соответствие их результатов. На площади открыт ряд месторождений и залежей нефти как структурного, так и неантиклинального типа. Перспективы связывают с терригенными коллекторами девона, на особенности размещения и формирования которых существенное влияние оказывали литолого-палеогеографические условия осадконакопления. В этой связи при поисках залежей нефти необходимо ориентироваться на воссоздание палеогеографической обстановки накопления терригенных осадков. Речь идет об очертаниях береговой линии и связанной с ней зоной замещения коллекторов. В условиях мелких лагун происходило накопление преимущественно песчаных отложений, а также образование светлых и зеленоцветных терригенных осадков. Именно к этим участкам, как наиболее благоприятным для накопления УВ, приурочены залежи. Достаточные разбуренность и изученность участка позволили протрассировать очертания береговой линии и соответственно Зоны замещения и выклинивания коллекторов пашийско-кыновского возраста. Меандрирующий характер береговой линии не позволяет однозначно определить местоположение разведочных скважин. Необходимо использовать палеосейсмофациальный подход при интерпретации временных разрезов.

Бастрыкский полигонный участок расположен в центральной части северного склона Южно-Татарского свода, а по нижнекаменноугольным отложениям в южной прибортовой части Нижнекамского прогиба Камско-Кинельской системы. Выявленные залежи нефти нетрадиционного типа приурочены к пониженным крыльям грабенообразных прогибов (Елгинскому, Алтунино-Шунакскому и др.), которые контролируют размещение палеоподнятий (раздувы мощностей терригенных пород девона), а также в определенной степени развитие зон замещения и выклинивания коллекторов. Опыт выявления палеоподнятий на основе построения и анализа карт изохрон (от Д до A) на Онбий-ско-Котловском и Водоохранном участках показывает их хорошую сходимость с фактическими данными по пробуренным скважинам. Уверенно по материалам сейсморазведки трассируются зоны грабенообразных прогибов, что позволяет с учетом регионального наклона и изучения палеогеографии выделять выклинивание коллекторов. Развитие неантиклинальных залежей нефти в тульско-бобриковских отложениях обусловлено амплитудой контролирующих биогермных поднятий. В пределах купольных частей высокоамплитудных поднятий развиты зоны замещения и выклинивания пластов, что связано с их недокомпенсацией осадконакоплением и, как правило, в таких случаях структуры облекания не образуются. Коллекторы развиты на крыльях крутых склонов, имеют пластовый характер, образуют своего рода ловушку-обруч вокруг биогермного поднятия. Над малоамплитудными поднятиями формируются структуры облекания, и залежи нефти относятся к пластово-сводовому типу, либо замещение охватывает склоновые части поднятий. Определение критических . значений амплитуд поднятий на предмет выделения того или иного типа замещения, является важным поисковым признаком. В частности, может оказаться, что первая поисковая скважина в куполе поднятия не даст положительных результатов, вторая же, расположенная в присклоновой области, может вскрыть структурно-литологическую залежь нефти с замещением в купольной части.

Особенности поисков неструктурных залежей нефти в пределах юго-восточного склона Северотатарского свода по результатам исследований на Танайско-Мортинском полигоне сводятся к следующему.

  1. Широкое внедрение в практику интерпретации сейсмических материалов, составление карт прогнозной мощности терригенных отложений девона, которые в сочетании со структурными построениями по отражающему горизонту Д позволяют выявлять перспективные участки.
  2. Уверенное картирование на базе данных сейсморазведки и глубокого поисково-разведочного бурения зон нарушений в фундаменте и прогибов в терригенной толще девона позволяет выделять зоны возможного выклинивания и замещения пластов-коллекторов.
  3. На фоне резкого увеличения толщины терригенных, отложений нижневизейского возраста от бортов к осевой части Нижнекамского прогиба Камско-Кинельской системы могут быть выявлены литологические и структурно-литологические ловушки нефти, связанные с локальными раздувами мощностей пород с улучшенными коллекторскими свойствами.

В пределах Мелекесской впадины за эталонный участок был выбран Мокшинский, расположенный на ее восточном борту. Характер размещения нетрадиционных залежей нефти позволяет говорить об их приуроченности к склоновым частям палеоподнятий. Объясняется это, на наш взгляд, сносом хорошо отсортированного терригенного материала в направлении общего регионального наклона территории. Таким образом, сводовые части поднятий, как правило, размыты (пласт-коллектор отсутствует), а в пределах склоновых частей образуется структурно-литологическая ловушка нефти, что хорошо подтверждается анализом нефтенасыщенных толщин. Учитывая довольно высокую разрешающую способность сейсмических методов, позволяющих картировать выступы кристаллического фундамента и их отражение в нижнем осадочном чехле, а также на палеосейсмогеологических реконструкциях, можно прогнозировать области сноса терригенного материала и учитывать это при размещении поисково-разведочных скважин.

Для залежей нефти в терригенном комплексе нижнекаменноугольных пород характерна их приуроченность к структурам облекания верхнефранско-турнейских биогермных образований. Посттурнейский размыв обусловил широкое развитие эрозионных врезов (зон увеличенных толщин терригенных пород виэейского яруса). В пределах склоновых частей палеоподнятий отмечается замещение пород-коллекторов .уплотненными образованиями, что связано с разрушительным действием волновой эрозии. Что касается органогенных построек, то методика их выявления сейсморазведкой отработана в пределах восточного борта Мелекесской впадины достаточно надежно (подтверждаемость 80– 100 %). Устойчивый характер осадконакопления на рубеже карбона и перми, четкое отражение высокоамплитудных структур по маркирующим горизонтам перми позволяют эффективно использовать при подготовке объектов структурное бурение, Плотность сети скважин должна соответствовать минимальным размерам биогермных тел (1х1 км). Для выявления зон врезов как объектов, перспективных на поиски структурно-стратиграфических ловушек нефти, сегодня отработана методика их картирования сейсморазведкой.

Многолетний опыт ведения геолого-поисковых и геологоразведочных работ в Татарии показывает необходимость внедрения в практику работ оптимального комплексирования геолого-геофизических методов. С целью оптимизации размещения структурных скважин на площади работ перед его постановкой необходимо прогнозирование плотности структур на основе дистанционных исследований и математического моделирования. В качестве методов совершенствования работ и оценки перспектив нефтеносности при локальном прогнозе объектов в комплексе с другими должны шире внедряться гидродинамические, геотермические и геохимические.

Исходя из эффективности применения геолого-геофизических методов при поисках неантиклинальных ловушек и залежей нефти можно сделать ряд выводов и рекомендаций.

  1. Основным методом для выделения перспективных объектов на нефть в терригенных отложениях девона и карбона рекомендуются площадные сейсморазведочные работы с отработкой по методике ВРС.
  2. Анализ сейсмических материалов показал, что большинство поднятий, закартированных по горизонтам Д и А, имеют сложный характер и являются заведомо ложными, так как они обусловлены влиянием высокоскоростных неоднородностей толщи (биогермы, неогеновые долины, карсты и др.).
  3. Для повышения достоверности картирования малоамплитудных неантиклинальных ловушек нефти в девоне необходимо увеличение базы и кратности наблюдений.
  4. С целью получения прогнозной информации о строении кристаллического фундамента и девонских отложений рекомендуется использовать комплекс ВСП-ПГР.
  5. В практику работ следует шире вовлекать фазокорреляционные диаграммы для оценки фаций, выявления зон размывов и перерывов в осадконакоплении. Сопоставление диаграммы и волновых сейсмических полей на участках катастрофических уходов показывает, что им отвечают аномалии сейсмозаписи в основном повышенной хаотичности вследствие расслоения отраженных волн.
  6. С целью выявления девонских грабенообразных прогибов, рифогенных образований, зон развития визейских и верейских врезов необходимо использовать преобразования временных разрезов (поинтервальный динамический и спектрально-временной анализы), изучение скоростных характеристик разреза.
  7. Следует проводить своевременный пересмотр на новой качественной основе старого сейсмического материала, шире использовать детализационная сейсморазведка на ранее открытых месторождениях.

Широкое внедрение рекомендаций по поискам залежей нефти в ловушках неантиклинального типа, их постоянная корректировка на основе достижений науки и техники значительно повысят эффективность геологоразведочных работ в Татарии.

ABSTRACT

Questions of recognizing small-amplitude nonanriciinal (raps within the Paleozoic section of Tataria are considered in this study. Using the identified- pilot grounds within she various tectonic zones, the analysis of methods used to reveal nonstructural oil occurrences has been carried out and the peculiarities of their distribution and formation have been described. The characterization of a series of geophysical work done for the discovery of complex-type traps has been accomplished. Recommendations on improvements in oil exploration methods have been elaborated on a seismic facies basis and integrated with other geological-geophysical techniques.