|
УДК 550.8.012: 553.982.231.1 |
© Коллектив авторов, 1994 |
СОСТОЯНИЕ ПОИСКОВ И РАЗВЕДКИ ЗАЛЕЖЕЙ НЕФТИ И ГАЗА В ЛОВУШКАХ НЕТРАДИЦИОННОГО ТИПА
В.И. Громека, А.Г. Алексин, В.Н. Андреев, В.Т. Хромов, Н. В.Мелик-Пашаева, А.И. Волгина
Усложнение горно-геологических условий поисков и разведки новых скоплений нефти и газа, которое существенно сказывается в настоящее время на эффективности геологоразведочных работ и, несомненно, усилится в ближайшей перспективе, во многом определяется увеличением роли нетрадиционных ловушек углеводородов в качестве объектов подготовки новых запасов.
Совершенствование методики их поисков - задача очень непростая и решается на основе достижений научно-технического прогресса в рамках всей методической проблемы в геологоразведочных работах на нефть и газ.
Методическими вопросами в ИГиРГИ начали заниматься с 1953 г. В 1966 г., учитывая возрастающую актуальность этой проблемы, была создана лаборатория методики поисков и разведки нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений. В 1975г. было сформировано самостоятельное направление научных исследований "Разработка новых и совершенствование существующих методов поисков и разведки месторождений нефти и газа" под руководством А.Г. Алексина.
К основным результатам научных исследований лаборатории (1966-1982 гг.), предваряющих период целенаправленной разработки методики поисков нетрадиционных (в том числе неантиклинальных) объектов, относятся: разработка в творческом содружестве с различными научными организациями таких важных документов, как "Положение об этапах и стадиях геолого-разведочных работ на нефть и газ", "Классификация скважин, бурящихся при геолого-разведочных работах и разработке нефтяных и газовых месторождений (залежей)", "Инструкция по проводке и научной обработке материалов параметрических скважин", "Единые правила ведения поисково-разведочных работ на нефть и газ". Кроме того, в этот период издан ряд монографий и сборников, в том числе "Литологические и стратиграфические залежи нефти и газа Предкавказья" ( удостоена премии им. академика И.М. Губкина ), "Поиски нефти и газа в ловушках литологического типа в США" и др. Попутно выполнялись исследования по усовершенствованию методики промышленной разведки многопластовых месторождений с обоснованием принципов выделения этажей разведки и базисных горизонтов; разработке методики поисков и разведки нефтяных и нефтегазоконденсатных месторождений в различных геологических условиях (на примере Северного Кавказа, бортовой зоны Прикаспийской впадины, Волго-Урала, Южного Мангышлака и Западной Сибири); расшифровке структуры надсолевого комплекса Прикаспийской впадины; изучению геологии и нефтегазоносности зон регионального выклинивания мезозойских отложений Предкавказья и разработке методики поисков залежей нефти, контролируемых этими зонами; по изучению тектонической трещиноватости Западно-Сибирской плиты; разработке для основных нефтедобывающих районов страны рациональных комплексов геолого-геофизических исследований на всех стадиях поисков и разведки; обоснованию способа регионального изучения крупных территорий по "опорным" полосам, позволяющим получить надежные представления о зонах нефтегазонакопления, а в них установить все типы поисковых объектов [6]; анализу современного научного уровня методики поисков и разведки месторождений нефти в бывшем СССР, США и других странах, что позволило определить пути ее дальнейшего совершенствования и дать ряд конкретных рекомендаций.
Особую актуальность представляла наиболее сложная в методическом плане проблема повышения эффективности поисков сложноэкранированных объектов.
В изучаемых нефтегазоносных районах РФ с высоким и относительно высоким уровнем освоения начальных суммарных ресурсов углеводородов открытие новых скоплений связано в значительной мере уже не с антиклинальными структурами, фонд которых особенно крупного и среднего размера существенно сократился, а с объектами литолого-стратиграфического, дизъюнктивно-экранированного и комбинированного типов.
С 1980 г. начались исследования этих объектов, требующих нетрадиционных подходов к методике их поисков и разведки. Было проведено научное обоснование перспектив нефтегазоносности литологических и стратиграфических залежей в основных нефтегазоносных бассейнах страны, разработана теоретическая основа их освоения и рекомендован новый подход по скорейшему созданию оптимальной методики поисков подобных залежей нефти и газа (В.Т.Хромов). Он заключается в постановке комплексных геолого-геофизических опытно-методических исследований на 11 полигонах страны (каждый полигон состоит из эталонных и перспективных участков), расположенных в различных геологических условиях - древние и молодые платформы, краевые прогибы [2,5,6]. Это был первый в практике работ научно-производственный эксперимент, осуществленный по инициативе ИГиРГИ в отрасли совместно с ЦГЭ, ВО ИГиРГИ при активном участии геологических и геофизических производственных объединений и территориальных научно-исследовательских проектных институтов.
Итоговыми документами этих разработок явились "Временные указания по методике поисков залежей нефти в ловушках неантиклинального типа" (1986), "Руководство по методике поисков залежей нефти и газа в ловушках сложноэкранированного типа" (1990) и монография "Методика поисков залежей нефти и газа в ловушках сложноэкранированного типа". Также были разработаны и апробированы на практике морфогенетическая и модельно-признаковая классификации сложноэкранированных ловушек.
Результатом опытных и опытно-производственных исследований явились создание основных типов моделей неантиклинальных ловушек, разработка методики полевых наблюдений, обработки и комплексной интерпретации геолого-геофизических данных с целью выявления и подготовки сложноэкранированных объектов к бурению, методики самого поискового бурения, которые рекомендованы производству. Рассмотрены конкретные примеры применения рекомендуемых методических приемов.
Установлены диагностические признаки для органогенных построек; эрозионных врезов; прибрежных баров; ловушек, связанных с выклиниванием пластов-коллекторов и их фациальным замещением; ловушек комплексов бокового наращивания; дизъюнктивно-экранированных ловушек; складок дифференцированного уплотнения, т.е. тех объектов, которые в настоящее время наиболее интенсивно вовлекаются в поисково-разведочные работы [3,4].
Благодаря разработанным методическим приемам, за 1990-1993 гг. в основных нефтегазоносных регионах РФ открыто 55 месторождений, содержащих 96 залежей нефти и газа рассматриваемого типа, причем в Волго-Урале - 18 месторождений (39 залежей нефти: Бардинская, Спасская, Старо-Толбазинская и др.); в Западной Сибири 26 месторождений (47 залежей нефти, в том числе Западно-Варьеганская, Среднебалыкская, Тальниковая, Ватинская и др.); в Нижнем Поволжье - 2 месторождения (Памятное, Макаровское); в Предкавказье - 9 месторождений (Западно-Калаусское, Куринское, Северо-Кужорское - газовые, Катериновское, Казбековское, Южно-Кумухское - нефтяные и др.). В целом доля прироста промышленных запасов, связанных с нетрадиционными объектами, стабильно составляет в этих регионах 12-35 % общих приростов.
Несомненно, что усиление внимания к поискам и разведке нетрадиционных объектов, выделение этих работ в самостоятельное направление с целевым планированием их объемов и методики позволит повысить указанную долю не менее чем до 25-45 %.
Это тем более важно, что в неразведанной части начальных суммарных запасов ресурсов их доля, связанная со скоплением углеводородов рассматриваемого типа, согласно оценкам, сделанным ИГиРГИ по разработанной в лаборатории методике, а также по экспертным оценкам, достигает 65 %. Последнее свидетельствует, что в перспективе роль сложноэкранированных залежей углеводородов в общем объеме новых открытий будет все более возрастать.
ИГиРГИ совместно с Волжским отделением и территориальными научно-исследовательскими проектными институтами отрасли осуществляют контроль за состоянием работ по активному вовлечению в поиски и разведку нефтегазоносных нетрадиционных объектов, оценке и переоценке перспектив их нефтегазоносности, проводят исследования по изучению особенностей геологического строения всех перспективных территорий РФ с целью выявления закономерностей формирования и пространственного развития ловушек углеводородов данного типа.
Можно с уверенностью сказать, что рассматриваемые объекты являются реальным, хотя еще далеко не освоенным резервом обеспечения нефтедобычи необходимым приростом запасов.
Так, на данный момент в Волго-Уральском регионе открыто 550 месторождений нетрадиционного типа, содержащих 1291 залежь нефти. Доля разведанных их запасов категорий А+В+С1 составляет 14 % от общих начальных величин по региону. Фонд выявленных и подготовленных объектов насчитывает 494.
В Нижнем Поволжье (Волгоградская, Саратовская области), охватывающем территорию внешнего обрамления Прикаспийской впадины, в целом открыто 45 месторождений нефти и газа, содержащих 69 залежей сложноэкранированного типа. Запасы категорий А+В+С1 этих залежей составляют 44,5 % общих величин по нефти и 17,7 % по газу. Вместе с тем поисково-разведочные работы в регионе практически не обеспечены перспективными ресурсами новых объектов. Их фонд на сегодня не превышает 20 ед.
В Западной Сибири рассматриваемые запасы углеводородов промышленных категорий составляют 35 % от общих запасов по региону, содержатся они в 335 месторождениях (441 залежь). Фонд выявленных и подготовленных объектов на данный момент составляет 350 ед., их ресурсы могут быть серьезным резервом для поисково-разведочных работ, хотя, как и для многих других районов РФ их подтверждаемость еще не высока,
В Предкавказье - этом старейшем нефтегазоносном регионе, роль нетрадиционных месторождений особенно существенна. Открыто 152 месторождения (239 залежей). Доля запасов углеводородов категорий а+в+с1, а также С2 в ловушках и залежах сложноэкранированного типа по отношению к их общим величинам в среднем по Предкавказью по нефти и конденсату 47 %, по газу 45 %, причем для Краснодарского края она достигает соответственно 80 и 67 %. Фонд выявленных и подготовленных ловушек сложноэкранированного типа, учтенных в балансах, а также с оперативно оцененными ресурсами С3, составляет 118 ед.
Реальное вовлечение рассматриваемых объектов в нефтедобычу невозможно без дальнейшего усиления целенаправленных научных и производственных работ. Кардинальной проблемой в повышении эффективности геолого-разведочных работ являются обоснование их направлений и оптимизация методики поисков и разведки сложноэкранированных ловушек. В качестве первоочередных направлений геолого-разведочных работ следует считать в Волго-Урале Благовещенскую и Бузулукскую впадины и Восточно-Оренбургский структурный выступ (литологические, структурно-дизъюнктивные объекты в терригенном девоне - нижнем карбоне); склоны Южно-Татарского свода, Мелекесскую, Соликамскую и Верхне-Камскую впадины (рифы девона - турне, рукавообразные тела песчаников девона и нижнего карбона).
В Западной Сибири следует развивать поиски литологически ограниченных залежей в неокоме перед "фронтом" выклинивания (региональной глинизации) основных продуктивных шельфовых пластов, потенциал которых еще далеко не исчерпан даже в Среднем Приобье, попутно будут разведываться ачимовские клиноформы; в юрском комплексе - поиски объектов, тяготеющих к русловым и другим палеогеоморфологическим формам погребенного рельефа, фациальным замещениям (тюменская свита, песчаные тела верхней юры); в доюрском основании поиски связаны в значительной мере с дизъюнктивно-экранированными ловушками, зонами разуплотнения, тектонической трещиноватости. Первоочередные районы работ - Верхнекондинский мегапрогиб, Иусский, Красноленинский районы и др.
В Нижнем Поволжье работы планируется сосредоточить в Малышевско-Петровской прибортовой с Прикаспийской синеклизой зоне, а также в пределах Уметовско-Линевской депрессии и Жирновско-Линевского блока (в основном это рифовое направление работ).
В Предкавказье приоритетными направлениями являются верхнеюрско-нижнемеловые отложения зоны сочленения южного борта Западно-Кубанского прогиба и Северо-Западного Кавказа - карбонатные постройки Хадженской кордильеры, зоны выклинивания нижнемеловых песчаников; дизъюнктивно экранированные и комбинированные ловушки нижнего мела Адыгейского выступа; зоны выклинивания юрских подсолевых отложений Восточно-Кубанской впадины, меж- и подсолевых, а также берриаских отложений Центрально-Ставропольской впадины, Ногайской ступени и Терско-Каспийского прогиба (включая миоцен-меловой комплекс Сулакского прогиба), а также "складки уплотнения" миоплиоцена в центральной части Западно-Кубанского прогиба, пермотриасовые карбонатные отложения Восточно-Манычского прогиба и Прикумской системы поднятий.
На данном этапе ИГиРГИ сконцентрировал внимание и в перспективе предполагает усилить исследования в области разработки новых технологий комплексирования геологических, геофизических, дистанционных, геохимических и геодинамических данных с целью оптимизации методики поисков и повышения достоверности оценки запасов месторождений нефти и газа, в том числе нетрадиционного (сложноэкранированного) типа.
Определенный прогресс в этом направлении уже достигнут. Кратко охарактеризуем некоторые результаты.
Оценена геологическая эффективность применения различных геолого-геофизических методов при выявлении и подготовке к глубокому бурению рассматриваемых типов локальных объектов, исходя из особенностей строения основных нефтегазоносных регионов РФ (Волго-Урал, Западная Сибирь, Нижнее Поволжье, Предкавказье). Ведущим методом здесь остается сейсморазведка высокого разрешения (МОГТ ВРС ) при обязательном комплексировании наземных и скважинных наблюдений. Особенно эффективна сейсморазведка 3-Д, методический уровень этих работ постоянно повышается. Преимущества данной модификации заключаются в следующих возможностях: синтезирования временных разрезов в любом выбранном направлении, высокой плотности наблюдений, повышенной помехоустойчивости, выполнения трехмерной миграции, лучшей сходимости по динамическим параметрам, получения горизонтальных срезов.
Однако по экологическим и другим причинам пространственные регулярные системы наблюдений (ПРСН) возможно применять далеко не везде. В ВО ИГиРГИ совместно с производственными организациями Самарской, Саратовской областей и Западной Сибири разработано программное обеспечение по пересчету наблюдений детальной площадной сейсмической двухмерной съемки в куб трехмерных записей, что позволило реализовать на ряде площадей с плотностью съемки 6-7 км/км2 многие возможности объемной сейсморазведки.
Достигнут прогресс в применении скважинных методов сейсморазведки, особенно ВСП-ОГТ, а также ВСП, проводимом по томографической системе (с дальними пунктами возбуждения по четырехпрофильной схеме).
В ВО ИГиРГИ разработаны новые технологии комплексирования сейсморазведки МОГТ, ВСП и бурения. Комплексирование сейсморазведки МОГТ и структурно-параметрического бурения эффективно на территориях с неоднородным строением ВЧР и несоответствием структурных планов, поскольку дает возможность, используя ВСП, оценить гипсометрию глубоких горизонтов ниже забоя скважин. Устранение искажающего влияния скоростных неоднородностей позволяет также достаточно точно прогнозировать на материалах МОГТ тип ловушек, особенно не связанных с локальными структурами.
Объединение ВСП и структурно-поискового бурения позволяет без наземной сейсморазведки МОГТ построить пространственное положение глубоких горизонтов.
Комплексирование детализационной МОГТ ВРС с ВСП-М в мелких сейсмических скважинах (менее 100 м) обеспечивает получение надежных результатов по литолого-стратиграфической привязке отражающих горизонтов, прогнозированию геологического разреза для построения модели ловушек углеводородов, независимой оценки достоверности выявленного сейсмического объекта по данным наземных и скважинных наблюдений.
Имеются достижения и в методике обработки и интерпретации материалов сейсморазведки для прогнозирования нетрадиционных нефтегазоносных объектов. Наиболее интересна в этом плане разработка ВО ИГиРГИ совместно с ЦГЭ "Системы поддержки принятия решений" (СППР) при поисках сложноэкранированных ловушек.
Этот комплекс программ разработан с целью повышения степени геологического обоснования при установлении обстановок осадконакопления и выделении неантиклинальных (сложноэкранированных) объектов, оценки их нефтегазоносности при интерпретации сейсмических данных. Геологическая идентификация диагностируемого объекта достигается путем сравнения соответствующего волнового поля с сейсмолектотипами - сейсмическими отображениями геологических объектов известного строения, избранными в качестве эталонных. Для этого создан атлас сейсмолектотипов.
Полезно, несомненно, опережающее применение "легких" методов: дистанционных, гравиметрических, геохимических, разведочной геодинамики, которые развиваются благодаря усилиям ИГиРГИ и других научных организаций отрасли.
Остановимся несколько подробнее на результатах опытно-промышленного апробирования разработанной новой технологии комплексирования высокоточной повторной гравиметрии и геохимии.
Новое направление в гравиразведке при поисках залежей нефти и газа связано с использованием временных особенностей гравитационного поля. Оно зародилось и развивается в ИГиРГИ (А..И.Волгина, А.Т.Донабедов, В.Ф.Коненков, В.А.Сидоров). На основании экспериментальных данных было установлено, что гравитационное поле над месторождениями нефти и газа характеризуется повышенной изменчивостью во времени [1].
Нестабильность термодинамических условий в земной коре (пластовое давление и температура) приводит к изменению газонасыщенности пород, а различие в плотностях и коэффициентах сжимаемости углеводородов (нефти и газа) и пластовой воды проявляется в разном характере временных особенностей гравитационного поля над водо- и нефтегазонасыщенными структурами.
Связь вариаций силы тяжести с нефтегазоносностью пород подтверждена результатами совместных грави- и газометрических исследований, проведенных в Нижнем Поволжье в творческом сотрудничестве с Волгоград-НИПИнефть (А.А.Акимова). Комплексом этих работ установлена нефтегазоносность Ново-Никольской площади, подтвержденная бурением.
На основании модельных расчетов для конкретных месторождений показано, что величина вариаций силы тяжести (порядка 10-5 м/с2) может уверенно фиксироваться современной гравиметрической аппаратурой.
Экспериментально установлена информативность короткопериодной составляющей вариаций силы тяжести для решения задач поиска. Ее использование позволяет за короткий срок (менее месяца) получать необходимую информацию и существенно упрощает проведение полевых наблюдений, интерпретацию вариаций силы тяжести.
Проведенные теоретические исследования и накопленные экспериментальные данные позволяют рекомендовать повторные гравиметрические наблюдения при поисках месторождений нефти и газа в комплексе с другими геолого-геофизическими методами.
Повышение эффективности поисково-разведочных работ связывается с тем, что повторные гравиметрические наблюдения можно применить:
в районах со сложным геологическим и геоморфологическим строением, поскольку влияние этих факторов существенно ослабляется при вычислении вариаций силы тяжести;
при поисках залежей углеводородов в ловушках различного типа (антиклинальных и неантиклинальных, в том числе малоамплитудных), так как гравитационный эффект определяется в основном газоносностью пород.
Повторные гравиметрические наблюдения могут использоваться на разных стадиях геолого-разведочных работ:
Методика дешевая, экологически чистая, может применяться в населенных пунктах, горах, т.е. там, где невозможно провести сейсморазведку.
Положительные результаты помимо Нижнего Поволжья получены в Беларуси и Волго-Урале. Так, в Башкортостане на Аблаевской площади (Бирская седловина) работами гравиметрического отряда ИГиРГИ был оценен ряд объектов, передаваемых под глубокое бурение. Пока все гравиметрические рекомендации подтверждены результатами бурения и использованы при проектировании следующих скважин ПО Башнефть в этом районе (рис.1).
С целью разработки рациональных комплексов геолого-геофизических методов поисков сложноэкранированных объектов для различных геологических условий конкретных нефтегазоносных регионов РФ в ИГиРГИ проведена большая работа по изучению особенностей формирования и пространственного развития рассматриваемых ловушек углеводородов в Волго-Урале, Нижнем Поволжье, Западной Сибири и Предкавказье. Проведено районирование их территорий по типам поисковых объектов по всем основным нефтегазоносны м комплексам пород.
Это позволило дать новую дифференцированную оценку перспектив нефтегазоносности рассматриваемых объектов и перейти к методическому районированию территорий регионов. Так, на примере Предкавказского региона показана возможность выделения поисковых зон, в которых концентрируются определенные типы поисковых нетрадиционных объектов и рекомендуется рациональный комплекс методов по их выявлению и освоению. В основу карты положены тектонические особенности строения, литофацильные характеристики разреза, оценка перспектив поисков нетрадиционных объектов, полученная с учетом их пространственного развития, а также горно-геологических условий применимости различных видов работ (рис.2).
Таким образом, повышение эффективности подготовки новых запасов углеводородов связано с освоением нетрадиционных (сложноэкранированных) объектов не только в старых районах развитой нефтегазодобычи, но и в новых регионах страны, что представляет одну из кардинальных проблем отрасли и является важнейшим направлением дальнейших научно-исследовательских работ.
Список литературы
The problem of method improvment for oil amd gas pools prospecting is of great importance at IGIRGI. In 1966 the special laboratory was formed, and from middle 70-th years the new independent direction of scientific investigation developed "Working out and improvement of oil and gas fields prospecting methods". Search of not-traditional oil and gas objects (including non-anticlinal ones) is the most urgent and the most difficult from methodical point of view problem. Large scientific-industrial experiment aimed at optimum methodic creation was carried out at experimental grounds under various geological conditions of oil and gas basins of Russia and other countries of ISU. The work resulted in working out of Methodical guide on oil and gas prospecting methodic in traps of complicate screened type. Incucalcation of this document in industry gave considerable economic effect. Share of explored resources of the regarded types of pools stably reaches 10-25 % from their total increases at different regions of Russia. The steady attention is paid at IGIRGI to further improvement of methodic for complicate screened objects search. New technologies of different methods integration are worked out; seismic survey MCDP HPS (method of common deep point, high precise seismic survey) and VSP(vertical seismic profiling) and structural-stratigraphicdrilling, high-precise repeated gravimetric observations and geochemistry, which have shown good results. New ways of geological-geophisical materials interpretation are worked out, for example the support system for taking decision (SSTD) for non-anticlinal traps search (toguether with Central Geophlsical Expedition).
Рис.1. Результаты опробования методики повторных гравиметрических наблюдений (Башкортостан, Алабаевская площадь):
1 - изогипсы по кровле Сакмарского яруса; 2 - скважины с промышленной нефтью: 3 - скважины ликвидированные: 4,5 -скважины, подтвердившие гравиметрический прогноз: 4 - положительный, 5 - отрицательный; 6 - проектные скважины с учетом гравиметрических данных; 7 - рукавообразные развития пластов D3kn1, D3kn2, c1vbb; 8 - гравиметрические профили; 9 - участки, перспективные по вариациям силы тяжести: структуры (цифры в кружках): 1 - Бакаевская, 2 - Кудушлинская, 3 - Сараевская, 4 –Ахтинская
Рис. 2. Схема районирования Предкавказья по типам нетрадиционных объектов:
1 - 6 - поисковые зоны: 1 - миоцена - плиоцена, 2 - Майкопа, 3 - палеоцен-эоцена, 4 - мела, 5 - юры, 6 - триаса; 7 - граница между участками с различными типами СЭЛ внутри одного комплекса; 8 - 15 - преобладающий тип объекта в поисковых зонах: 8 - литологический, предполагаемый, 9 - стратиграфический, 10 - структурно-литологический, 11 - структурно-стратиграфический, 12 - структурно-дизъюнктивный, 13 - рифоподобные тела, 14 - "складки уплотнения", 15 - разуплотненные породы; 16 - зона распространения соли; 17 - отсутствие отложений нижнего триаса; 18 -граница тектонических элементов ( ЗКП - Западно-Кубанский прогиб , ТС - Тимашевская ступень, СЗК - Северо-Западный Кавказ, АВ - Адыгейский выступ, ВКВ - Восточно-Кубанская впадина, СС - Ставропольский свод, ЦСВ - Центрально-Ставропольская впадина, МВ - Минераловодский выступ, ЗМП - зона Манычских прогибов, ПСП - Прикумская система поднятий, НС - Ногайская ступень, ТКП - Терско-Каспийский прогиб)