Изучение геологического строения клиноформных резервуаров Западной Сибири по данным сейсморазведки и каротажа

Глава 1. Развитие представлений о геологическом строении и условиях формирования неокомского комплекса Западной Сибири.

В главе приведено описание истории развития представлений о геологическом строении неокомского комплекса Западной Сибири: от главенствовавшей в 1950-60-е горизонтально-слоистой до принятой в настоящее время клиноформной модели. Термин "клиноформа" был впервые применен Дж. Ричем в 1951 г, для обозначения трех различных обстановок осадконакопления в пределах континентального склона: шельф (ундаформа), склон (собственно клиноформа) и подножие шельфового склона (фондоформа).

Представления о клиноформном строении неокомских продуктивных пластов Западной Сибири стали господствующими благодаря существенному увеличению за последнее десятилетие объемов выполнения сейсмической съемки МОГТ-3Д и увеличения количества скважинной и палеонтологической информации. Идея связи этих пластов с клиноформами принадлежит А.Л. Наумову, который во второй половине 1970-х годов обосновал и разработал новую косослоистую модель клиноформных отложений. В этой модели неокомские отложения рассматриваются как циклически построенная толща, образовавшаяся в результате бокового наращивания континентального склона. Формирование неокомского комплекса происходило в условиях сравнительно глубоководного - от 250 м до 950 м - морского бассейна. Обломочный материал поступал в основном с Сибирской платформы, Енисейского кряжа, Алтае-Саянской и Таймырской складчатых областей, и в меньшей степени с Урала. Этой неравномерностью поступления обломочного материала обусловлена асимметрия строения неокома: депоцентры толщи сдвинуты к Уралу относительно оси палеобассейна, а Приуральская зона значительно уже Приенисейско-Саянской зоны. Таким образом, основные перспективы нефтегазоносности неокомского комплекса приурочены именно к восточным клиноформам, которые являются объектами исследования в данной работе.

Заполнение неокомского бассейна происходило ритмично, прерываясь трансгрессиями, во время которых накапливались более глинистые отложения. Формирование рассматриваемых неокомских отложений с востока на запад происходило в различных палеогеографических обстановках: прибрежно-морское, шельфовое, склоновое и глубоководно-морское. Шельфовые пласты формировались в условиях дельтовых платформ, а ачимовские отложения - в более глубоководных частях авандельт, где они, в основном, представлены глубоководными конусами выноса турбидитовых потоков. В этих условиях имеют место оползневые, гравитационные и другие процессы, способствовавшие перераспределению осадков. Согласно клиноформной модели изохронные седиментационные поверхности в неокомских отложениях погружаются к баженовской свите в направлении от обрамления к центру седиментационного бассейна, и каждый песчаный пласт имеет свою региональную линию глинизации, связанную с бровкой палеошельфа. Эти выводы о строении неокомского продуктивного комплекса существенным образом изменили представления о закономерностях пространственного размещения залежей углеводородов, так как основным фактором, контролирующим геометрию залежей, стал не структурный, а литологический.

Одним из главных условий формирования песчано-алевритовых отложений ачимовской толщи является превышение скорости поступления обломочного материала над скоростью погружения седиментационного бассейна. Транспортировка терригенного материала к подножию шельфа происходила по системе желобов, развитых во фронтальной части дельты в виде турбидитовых потоков и подводных оползней. Лавинная седиментация у подножия склона, приведшая к образованию ачимовской толщи, связана с низким уровнем океана и, возможно, с перерывами седиментации на шельфе. В дальнейшем перемещение осадков по дну бассейна осуществлялось под воздействием глубоководных течений и контролировалось палеогеоморфологическими условиями. При достаточно высокой гидродинамической активности дельтовых потоков ачимовские клиноформы образовывались одновременно с осадками шельфа. Такое фациальное разнообразие накопления клиноформных отложений обусловливает многообразие типов неантиклинальных ловушек углеводородов.

Важную роль при разработке месторождений играют шельфовые пласты (пласты группы Б), которые представляют собой аккумулятивные дельты палеорек, впадавших в неокомский морской бассейн. Дельты характерны для геологических эпох со стабильным или опускающимся уровнем моря. Они формировались в тех областях, где реки выносили в море больше осадков, чем течения были способны перераспределить. Именно дельты, наряду с течениями, определяли формирование литологических тел сложной конфигурации, с которыми связаны рассматриваемые в работе неструктурные ловушки.

Шельфовые песчаные пласты глинизируются в зоне перехода ундаформы в клиноформу (бровка палеошельфа). Региональные зоны глинизации шельфовых пластов протягиваются через Западную Сибирь в субмеридиональном направлении (с юго-запада на северо-восток), последовательно смещаясь (от древних к молодым) в западном направлении к центру бассейна.

Важнейшей задачей изучения клиноформных отложений является прогнозирование распределения их коллекторских свойств в межскважинном пространстве: эффективной мощности, коэффициента пористости коллектора и других. Решение этой задачи возможно на основе изучения распределения фаций и формы осадочных тел. Так как форма осадочных тел определяется предшествующим осадконакоплению рельефом, обстановкой среды осадконакопления и постседиментационными преобразованиями, то, определив фациальную принадлежность отложений, можно в общих чертах спрогнозировать зоны распространения, морфологию и другие характеристики песчаных и глинистых отложений, а также выделить перспективные зоны, характеризующиеся улучшенными ФЕС.

В ряде работ Муромцева В.С., Селли Р.Ч., Конибира Ч.Э.Б., Буша Д.А. и других авторов доказана эффективность определения генезиса и пространственного размещения различных фаций на основании методов геофизических исследований скважин (ГИС). Они установили, что фациально-чувствительными видами каротажа при исследовании терригенного разреза являются методы самопроизвольной поляризации (ПС) и естественной гамма-активности (ГК). Скважинная информация, однако, носит локальный характер, поэтому при сильной литолого-фациальной изменчивости разреза или редкой сети скважин достоверность прогноза снижается. Для изучения распространения различных фаций и прогноза их коллекторских свойств в межскважинном пространстве более надежные результаты получены при совместном использовании каротажа с данными сейсморазведки.

Петрофизические зависимости между сейсмическими и геологическими характеристиками пластов создают фундаментальную основу для интерпретации динамических параметров сейсмических отражений. Для количественного прогнозирования свойств в межскважинном пространстве на основе сейсмических данных применяют несколько методик. Одними из самых распространенных способов являются статистический анализ сейсмических атрибутов, инверсия и AVO анализ. Под сейсмическим атрибутом понимают всю информацию, полученную из сейсмических данных прямыми измерениями, логическими или опытными путями. Современные возможности использования сейсморазведки при решении указанных задач базируются на статистическом обосновании сейсмических атрибутов посредством их сопоставления с данными каротажа, изучения керна и опробований. Первое и обязательное условие его применимости - наличие физических предпосылок. Методики атрибутного анализа основаны на практически общепризнанном теоретическом постулате, согласно которому атрибуты сейсмического волнового поля (амплитуды, частоты, фазы) зависят от разницы акустической жесткости пластов, формирующих отражающую границу. В свою очередь, акустическая жёсткость определяется главным образом литологическим составом, а именно пористостью и песчанистостью горных пород.

При анализе сейсмических данных можно выявить русла, конусы выноса, фации продвижения береговой линии и многие другие седиментационные формы. Внутреннее строение сейсмического комплекса может быть столь же информативным, как и его границы. В данном случае особенно важны амплитуда и выдержанность отражающих горизонтов.

Для клиноформных отложений выделено несколько характерных рисунков сейсмических отражений, разнообразие которых объясняется вариациями скорости осаждения материала и глубины дна. Сигмовидная, косослоистая, черепицеобразная, бугристая схемы латерального наращивания образуются при постепенном боковом развитии плавно погружающихся седиментационных поверхностей. Тип сейсмической фации зависит главным образом от глубины моря в момент накопления этих отложений. Отложения палеошельфа характеризуются параллельностью отражений.

Выводы. Несмотря на практически полное признание клиноформного строения неокомской толщи Западной Сибири, по ряду месторождений на государственный баланс приняты запасы, основанные на субгоризонтальной модели строения неокомской толщи и корреляции горизонтов согласно принципу сохранения мощностей. Такое упрощенное и ошибочное представление ведет к неправильному пониманию распределения и морфологии продуктивных отложений, и, как следствие, к неправильной оценке запасов месторождений. Сложное клиноформное строение продуктивных пластов и особенности распространения коллекторов необходимо учитывать при анализе межфлюидных контактов, обосновании выделения подсчетных объектов и проектировании разработки залежей, поскольку пласт, выделяемый как покровный, зачастую не может рассматриваться в качестве единого резервуара.