Природные резервуары нефти в отложениях баженовской свиты на западе Широтного Приобья

Общая характеристика работы.

Актуальность работы

Растущий спрос на нефть и практическая истощенность легкодоступных запасов заставляют искать новые резервы их прироста. В этой связи растет внимание исследователей к запасам нефти, в так называемых, нетрадиционных коллекторах, которые развиты, в том числе и в баженовской свите Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна (ЗС НГБ).

Под руководством И.И. Нестерова отечественные геологи-нефтяники ещё в 70-х годах прошлого столетия сформулировали двуединую сущность баженовской свиты, которая, с одной стороны, является главной нефтематеринской свитой ЗС НГБ, а с другой стороны, способна (при определенных условиях) формировать заполненные нефтью коллекторы с фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС), обеспечивающими дебиты в сотни кубометров нефти в сутки при вполне обычных конструкциях скважин (И.И. Нестеров и др., 1977-1979).

На наиболее изученном Салымском месторождении залежи нефти баженовской свиты, по мнению ряда исследователей (М.Л. Сургучев, Ю.В. Желтов и др. 1984-1988), представлены коллекторскими разностями в виде прерывистых пропластков, групп пропластков и линзовидных образований внутри преимущественно непроницаемой битуминозной породы. Залежи нефти не контролируются структурным фактором, не имеют ни краевых, ни подошвенных, ни поровых вод и приурочены к резервуарам с особым типом коллектора, характерным только для нефтематеринских толщ, названных - баженитом (И.И. Нестеров, 1977-1985). Баженит - порода с микролинзами органического вещества и полостями с гидродинамической связью между собой, которая контролируется аномально высоким пластовым давлением (АВПД). При стравливании АВПД гидродинамическая связь пропадает и фильтрация прекращается.

По мере развития геологоразведочного процесса стали выявляться и другие типы нефтеносности баженовской свиты. В последние годы нефтепроявления из баженовской свиты выявлены на десятках площадей ЗС НГБ, включая месторождения, расположенные на западе Широтного Приобья, такие как Средне-Назымское, Галяновское, Большое, Ольховское, Апрельское, Центральное и др. В этом районе большинством исследователей (Ю.В. Брадучан, Ф.Г. Гурари, В.А. Захаров, А.А. Нежданов, А.П. Соколовский и др.) баженовская свита отождествляется с отложениями нижнетутлеймской подсвиты тутлеймской свиты . Поскольку это название получило широкое распространение, то далее по тексту для отложений баженовской свиты на западе Широтного Приобья оба названия будут использоваться как синонимы.

Существует множество различных оценок ресурсной базы баженовской свиты от первых десятков миллиардов тонн, до сотен миллиардов тонн. Такой разброс связан с неопределенностями идентификации пласта-коллектора в разрезах скважин и распространения зон развития по площади. Но большинство исследователей сходится во мнении, что запасы нефти, аккумулированные в отложениях баженовской свиты, огромны.

Из-за отсутствия надежных признаков коллекторов в разрезах скважин, сильной латеральной изменчивости отложений, отсутствия структурного фактора контроля залежей поиски и разведка приуроченных к баженовской свите залежей нефти требуют использование инновационных подходов. По существу, для этих отложений задача поисков и разведки залежей нефти сводится к идентификации коллекторов в скважине и определения зон их развития в межскважинном пространстве. Идея простая - если есть коллекторы, то есть залежь нефти.

Несмотря на огромный нефтеносный потенциал и доказанную продуктивность, в настоящее время геологические риски поисков и разведки залежей нефти в баженовской свите остаются очень высокими. Коэффициент успешности бурения на наиболее изученном Салымском месторождении не превышает 0,15 (А.И. Петров, В.С. Шеин, 1999). По мнению автора, это связано с отсутствием эффективной научно обоснованной методики изучения природных резервуаров баженовской свиты, учитывающей индивидуальные особенности коллекторов в различных районах.

Целью работы являлось познание принципиальных особенностей строения нефтяных природных резервуаров в баженовской свите на западе Широтного Приобья и подготовка рекомендаций по освоению открытых месторождений.

Основными задачами исследований являлись:
1. Анализ и обобщение литературных и фондовых источников о геологическом строении баженовской свиты на изучаемой территории.
2. Анализ и увязка фактических данных геофизических, лабораторных, геохимических, литологических и геолого-промысловых исследований по изучению баженовской свиты.
3. Выработка методов выявления коллекторов в разрезе баженовской свиты месторождений запада Широтного Приобья на основе сопоставления данных геофизических исследований скважин (ГИС) в открытом стволе с промысловыми методами ГИС (комплекса <приток-состав>), а также оценка фильтрационно-емкостных свойств коллекторов по данным геофизических исследований скважин.
4. Интерпретация результатов химико-битуминологического изучения и метода Roсk-Eval исследований керна для выявления геохимических особенностей отдельных интервалов разреза.
5. Определение минералогического состава образцов керна методами рентгено-структурного анализа и петрографическим исследованием в прозрачных шлифах.
6. Выявление контуров промышленно значимых залежей нефти в баженовской свите на территории западной части Широтного Приобья по динамической интерпретации данных сейсморазведки.
7. Определение гидродинамической связи между скважинами, пробуренными на территории исследования, с целью оценки протяженности резервуаров, приуроченных к баженовской свите.
8. Выработка рекомендаций по разведке, эксплуатационному бурению, способу освоения скважин и оптимальному комплексу исследований для отложений баженовской свиты на западе Широтного Приобья.

Научная новизна
1. Впервые установлено, что коллекторами в отложениях баженовской свиты на западе Широтного Приобья являются плотные высокоскоростные прослои с преимущественно трещино-каверновым типом пустотности, в отличие от баженовской свиты Салымского месторождения, в которой коллекторы представлены баженитом - микрослоистыми, листоватоватыми аргиллитами с межслоевой пустотностью.
2. Впервые предложена методика выделения коллекторов и оценки их трещинно-каверновой пустотности, основанная на анализе амплитуд (приращений относительно вмещающих отложений) показаний нейтронного и плотностного (акустического) каротажей в плотных высокоскоростных прослоях. Разработанная на примере баженовских отложений запада Широтного Приобья методика равно одинаково позволяет выделять коллекторы и оценивать их пустотность как в новых, так и в старых скважинах.
3. Впервые установлено, что притоки нефти из отложений баженовской свиты на западе Широтного Приобья получены из протяженных и гидродинамически связанных геологических тел, допускающих полноценную эффективную разработку, а не из серии прерывистых пропластков или линзовидных образований как на Салымском месторождении.
4. Впервые для баженовской свиты западной части Широтного Приобья доказана эффективность сейсмогеологического прогноза коллекторов в межскважинном пространстве, основанного на динамической интерпретации данных сейсморазведки.

Защищаемые положения
1. Коллекторы баженовской свиты на западе Широтного Приобья, представлены плотными высокоскоростными карбонатными и кремнистыми прослоями с преимущественно трещинно-каверновым типом пустотности и жестким минеральным скелетом, что обеспечивает возможность их долговременной эксплуатации со стабильными рентабельными дебитами с применением механизированной добычи нефти, в отличие от <классической> нефтеносной баженовской свиты салымского типа.
2. Предложенный автором способ выделения коллекторов в отложениях баженовской свиты и оценки их емкости, основанный на анализе амплитуд приращений показаний нейтронного и плотностного (акустического) каротажей в плотных высокоскоростных прослоях, является достоверным и высокоэффективным.
3. В пределах западной части Широтного Приобья нефтенасыщенные коллекторы баженовской свиты представляют собой выдержанные обширные гидродинамически связанные системы.
4. Примененные автором подходы к выделению коллекторов в разрезах скважин, прогноза зон их развития в межскважинном пространстве, оценки протяженности и гидродинамической связанности коллекторов позволяют значительно снизить риски при освоении месторождений нефти, приуроченных к баженовской свите запада Широтного Приобья.

Реализация результатов исследования и практическое значение работы

Результаты исследований и рекомендуемые направления работ переданы нефтяной компании ОАО <РИТЭК> в виде рекомендаций, схем, карт и разрезов, составленных автором или при его непосредственном участии. Обоснованы конкретные рекомендации на поиски залежей нефти в баженовской свите, способов вскрытия продуктивных пластов и интенсификации притоков. С использованием результатов выполненных исследований в настоящее время осуществляется промышленная эксплуатация Галяновского и Средне-Назымского нефтяных месторождений. Пробурено 11 новых скважин, которые подтвердили результаты прогноза коллекторов в межскважинном пространстве. С использованием рекомендаций диссертанта испытаны неопробованные ранее отложения баженовской свиты в трех разведочных скважинах старого фонда, пробуренных более 20-ти лет назад. Во всех трех скважинах получены промышленные дебиты. Проведены успешные опробования отложений баженовской свиты в двух скважинах Апрельского месторождения, в результате которых получены дебиты нефти до 12 т/сут.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований обсуждались на заседаниях научно-технического совета ЗАО <Моделирование и мониторинг геологических объектов им. В.А.Двуреченского> (ЗАО <МиМГО>), докладывались на международной конференции геофизиков и геологов (г.Тюмень, 2007). Результаты проведенных исследований по теме диссертации опубликованы в трех статьях, изданных в ведущих рецензируемых научных журналах и изданий из перечня ВАК, в двух патентах и изложены в отчетах по научно-производственным работам ЗАО <МиМГО>. Основные аспекты выдвигаемых концепций обсуждались с одним из основателей учения о нефтеносности баженовской свиты акад. РАН И.И. Нестеровым и прошли экспертизу в Центральной Геофизической Экспедиции с целью выработки временного методического руководства по оценке запасов нефти в баженовской свите изучаемых территорий с дальнейшим прохождением через директивные органы по надзору за недрами. Получено положительное решение Федеральной службы по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам (Роспатент) на заявку о патентовании разработанных способов разведки (заявка N2008130973/28(038538)).

Фактический материал

В диссертационной работе использованы геолого-промысловые данные и материалы ГИС, макроописания керна по более чем 50-ти поисковым, разведочным и эксплуатационным скважинам Галяновского, Средне-Назымского, Апрельского, Большого, Ольховского и Центрального месторождений; стандартные лабораторные исследования более 240 образцов керна из 15-ти скважин; геохимические исследования керна методом Rock-Eval по 230-ти образцам из 8-ми скважин; минералогические исследования методом рентгено-структурного анализа более 200 образцов керна из 8-ми скважин, описания более 200 петрографических шлифов из 8-ми скважин, геохимические исследования нефтей по 17-ти скважинам, а также результаты специальной обработки и интерпретации свыше 1800 пог.км сейсморазведки МОГТ.

В основу диссертационной работы положены преимущественно материалы последних лет, накопленные благодаря активной научной и производственной деятельности открытого акционерного общества <Российская инновационная топливно-энергетическая компания> (ОАО <РИТЭК>).

Структура и объем работы

Диссертационная работа состоит из 5-ти глав и содержит 185 страниц текста, иллюстрирована 50-ю рисунками. Список использованной литературы насчитывает 90 наименований.

Благодарности

Автор особенно благодарен д.г.-м.н., проф. М.В. Дахновой (ВНИГНИ) за возможность участвовать в интерпретации геохимических исследований керна и нефтей, а также за ценные советы при написании диссертации.

Автор выражает горячую благодарность всему коллективу ЗАО <МиМГО> за помощь в проведении научно-исследовательских работ, в особенности к.г.-м.н. В.Н. Колоскову, к.г.-м.н. С.С. Гаврилову, к.г.-м.н. А.А.Гусейнову, В.Д. Немовой за ценные советы при написании диссертации и корректировки общей схемы работы.

Автор также благодарен сотруднику кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова к.т.н. Г.А. Калмыкову за критические замечания, которые позволили устранить ряд существенных недочетов и улучшить настоящую работу в целом.