Бордюг Максим Александрович
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
В отличие от "классических" разрезов васюганской свиты юго-восточных районов, в районе Широтного Приобья эти отложения характеризуются менее благоприятными условиями для аккумулирования промышленных скоплений углеводородов. Здесь в васюганской свите выделяются всего два песчаных пласта: Ю11 и Ю12. При этом реальный промышленный интерес представляет только верхний пласт Ю11. Кроме того, изменчивость свойств этого пласта на площади значительно усложняет строение залежей и перспективных объектов. И, как уже было отмечено, для успешной разработки залежей этого пласта необходимо прогнозирование высокоемких коллекторов, способных давать высокие стабильные дебиты, и выполнять дифференцированную оценку запасов нефти.
В действующей классификации запасов и ресурсов нефти и газа градация происходит по степени экономической эффективности и возможности их промышленного освоения. Такая оценка производится с учетом множества факторов, большинство из которых имеет чисто экономический характер. Поэтому разделение запасов согласно классификации на нормально-рентабельные, условно-рентабельные и нерентабельные не позволяет охарактеризовать сложность геологического строения природных резервуаров и его влияния на разработку залежей нефти.
Для этих целей в работе Б.А.Багирова (1998) и др. предлагается использование следующих терминов:
1. "Пассивные запасы нефти" (условно-рентабельные) - запасы нефти, не поддающиеся эффективной выработке из-за ряда природных факторов, препятствующих активному движению нефти в пористой среде.
2. "Активные запасы нефти" (нормально-рентабельные) - запасы, приуроченные к пластам с благоприятными для эффективной выработки природными условиями, то есть запасы, содержащиеся в высокоемких коллекторах.
В условиях наличия высококачественных материалов сейсморазведки 3D картирование зон с такими коллекторами может быть осуществлено на основе их динамической интерпретации.
2.1 Методические приемы выделения зон коллекторов с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами в отложениях васюганской свиты Широтного Приобья
2.1.1 Выделение зон коллекторов с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами в отложениях васюганской свиты при отсутствии АРБ
В настоящее время используется множество различных способов прогнозирования межскважинного пространства на основе данных сейсморазведки, начиная с визуального анализа и заканчивая сложнейшими нейроподобными алгоритмами многомерного анализа атрибутов.
Так, например, в пределах южного блока Тевлинско-Русскинского месторождения картирование таких зон было выполнено с помощью хорошо зарекомендовавшей себя технологии спектрально-временного анализа (СВАН) (И.А.Мушин, 1985). Данная технология заключается в прогнозировании зон развития коллекторов с различными ФЕС на основе геологической типизации разрезов скважин целевых интервалов с последующим определением границ развития выделенных типов разреза конкретного пласта или интервала в межскважинном пространстве по данным сейсморазведки.
В результате проведения СВАН в интервале горизонта ЮС1 получена карта распространения четырех выделенных типов разреза: с высокими, приемлемыми, пониженными ФЕС коллекторов и зоны замещения.
К сожалению, применение описанного подхода не всегда возможно. И одним из осложняющих факторов, препятствующих прогнозированию ФЕС коллекторов в межскважинном пространстве на основе данных сейсморазведки, может выступать наличие АРБ.
2.1.2 Выделение зон коллекторов с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами в отложениях васюганской свиты в условиях наличия АРБ
Как известно, из-за аномальности акустических свойств баженовской свиты в ее кровле формируется настолько интенсивная отражающая волна, что более слабое отражение, образующееся в верхней части васюганской свиты, накладываясь на вторичные экстремумы колебания ОГ Б, практически не выделяется на временных разрезах в самостоятельное отражение. Таким образом, отражающий горизонт Ю1, в целом отвечающий кровле пласта Ю11, является сложной интерференционной волной в которую помимо отражения от горизонта Ю1, значительный вклад вносит баженовская свита. Однако в условиях нормального залегания баженовских отложений такое отражение можно изучать. Учитывая характер формирования "классического" баженовского разреза и васюганской свиты можно сделать вывод, что изменение акустических свойств по площади первого происходит гораздо медленнее и в локальных масштабах (в рамках отдельно взятого месторождения) ими можно пренебречь.
В условиях наличия АРБ картина резко меняется. В зависимости от геологического строения данного интервала, от кровли васюганской свиты под "аномальным" разрезом могут быть получены как собственное отражение, так и описанная выше интерференционная волна, обладающая иными, по сравнению с "классическим" вариантом, характеристиками. В совокупности с крайне высокой изменчивостью "аномальных" разрезов это приводит к резкому отличию сейсмического облика васюганской свиты под "аномальным" и "классическим" разрезами баженовской свиты. Конечно, можно попытаться выполнить зональный прогноз, разделяя васюганскую свиту, расположенную под "классическим" разрезом, от расположенной под "аномальным", однако это будет необоснованно с точки зрения геологического строения горизонта Ю1 и приведет к трудностям при построении единой модели васюганского природного резервуара.
В качестве примера рассмотрим восточный блок Тевлинско-Русскинского месторождения, расположенного в пределах Когалымской вершины Сургутского свода. Почти треть исследуемой площади занимает АРБ. Поэтому, изучение отложений васюганской свиты с помощью методов, напрямую использующих амплитудно-частотные характеристики сейсмических данных, является малодостоверным. К ним относится и методика СВАН. В этом случае необходимо применение методов динамической интерпретации, которые могут учесть искажения сигнала сейсмической записи, связанные с геологическим строением баженовских отложений. Таким методом, прежде всего, является акустическая инверсия.
Эффект нивелирования влияния мощного "баженовского" отражения достигается за счет извлечения из сейсмических данных импульса, в результате чего получаются трассы коэффициентов отражения, и дальнейшего их пересчета по уравнению Кнотта-Цеппритца в акустические характеристики среды. Полученный в результате таких преобразований массив данных характеризует уже не границы между различными средами, а вполне конкретные геологические интервалы.
Для интерпретации полученных данных можно использовать разные подходы и здесь большое значение играет выбор петрофизических характеристик, которые обеспечат построение зависимости. С одной стороны, они должны быть связаны с жесткостными параметрами среды, с другой - необходима их значимость для определения добычных параметров пласта. В качестве такой характеристики обычно используется значение эффективной толщины, но здесь есть ряд особенностей. Стоит помнить о том, что грань, отделяющая понятия "коллектор" и "неколлектор", определяемая преимущественно величиной пористости, весьма условная.
В пределах исследуемой территории граничное значение пористости для пласта Ю11 принято 12,5%, но результаты эксплуатации указывают на то, что стабильные промышленные дебиты могут обеспечить только коллекторы с пористостью выше 17%, мощность которых и использовалась в дальнейшем для поиска зависимостей.
Таким образом, на основе сопоставления полученных данных акустической инверсии с результатами интерпретации ГИС выявлена линейная зависимость максимальных значений акустических жесткостей по горизонту Ю1 от эффективной мощности высокоемких (с пористостью больше 17%) коллекторов, имеющая коэффициент корреляции 0,87.
Помимо этого стоит отметить, что полученная карта акустических жесткостей имеет ряд общих деталей с палеоструктурным планом территории, хотя и является значительно более детальной. В целом палеовпадинам соответствуют более высокие значения импедансов, в то время как палеоподнятиям - пониженные значения. Обобщая закономерности, полученные в результате инверсии, диапазон значений акустических жесткостей был разделен на три зоны, характеризующие строение верхневасюганской подсвиты:
1. Высокие значения жесткости, от 9450 м/с*г/см3 и выше, указывают на низкие ФЕС коллекторов, представленных, прежде всего тонкозернистыми карбонатизированными песчаниками и алевролитами. Это соответствует приуроченности данных зон к палеовпадинам, характеризующихся в условиях мелководно-морского осадконакопления слабой гидродинамической активностью и накоплением преимущественно тонкозернистого плохо сортированного часто переслаивающегося песчано-алевритового материала.
2. Разрез пласта Ю11, соответствующий диапазону значений жесткости от 9150 до 9450 м/с*г/см3, располагается на крыльях палеоподнятий и характеризуется значительным увеличением количества песчаного материала. Коллекторы представлены достаточно мощными (~ 4-6 м) монолитными пластами, обладающими высокой как вертикальной, так и горизонтальной проницаемостью, что свидетельствует о хорошей сортировке материала в условиях повышенной гидродинамической активности.
3. Обширные зоны низких значений акустической жесткости (от 9150 м/с*г/см3 и ниже), приуроченные главным образом к сводам палеоподнятий, на момент исследования не были вскрыты скважинами.
Из общих представлений можно предположить, что полученный график зависимости должен иметь параболический вид, следовательно уменьшение жесткостей может быть связано как с дальнейшим улучшением ФЕС, так и с их ухудшением. В связи с этим были созданы две принципиально отличные, но равновозможные модели.
Первая модель подразумевает, что уровень моря, на момент накопления отложений пласта Ю11, располагался ниже сводов палеоподнятий поэтому низкие значения жесткости указывают на ухудшение свойств коллекторов вследствие их глинизации;
Вторая - наоборот связывает этот диапазон значений с дальнейшим улучшением ФЕС коллекторов, в связи с увеличением волновой активности и как следствие уменьшением количества мелкозернистого материала.
По результатам исследований можно сделать вывод, что для прогноза высокоемких коллекторов в васюганской свите возможно использование различных методик, имеющих свои преимущества и недостатки. Главным при этом остается создание геологической типизации коллекторов на основе комплексирования различных петрофизических параметров, отвечающих за изменение как добычных свойств пласта, так и волновых параметров сейсмического отражения. Кроме того, в условиях сильной вертикальной и латеральной изменчивости перекрывающих отложений "аномальных" разрезов необходимо использование алгоритма акустической инверсии.
2.2 Методики выявления и трассирования малоамплитудных дизъюнктивных нарушений в отложениях васюганской свиты Широтного Приобья
Говоря о сложности строения васюганских отложений нельзя не упомянуть о еще одной, "традиционной" для этого горизонта проблеме - изменчивости уровней ВНК. В пределах всего Тевлинско-Русскинского месторождения по результатам испытания разведочных скважин отмечается незакономерное распределение флюидов. Так, например, помимо скважин, расположенных в сводовой части Иминского и Сарымского поднятий, притоки безводной нефти получены и в наиболее погруженных частях площади (скв. 226, 215, 27, 28). Однако на этих же абсолютных отметках, а также и на более высоких отметках соседних скважин доказывается водяное насыщение пласта (скв. 212, 239, 258).
В этой связи столь же важной задачей, как и прогноз ФЕС коллекторов, является картирование разрывных нарушений, что в случае их малой амплитуды может быть осуществлено только с привлечением специальных технологий интерпретации сейсмических данных.
В настоящее время существует множество методик выделения и трассирования разрывных нарушений и ни одна из них не является универсальной. Поэтому в настоящих исследованиях картирование дизъюнктивных дислокаций выполнялось на основе комплексирования различных методов. В частности использовались: разработанная в ЗАО "МиМГО" и запатентованная технология выделения и картирования малоамплитудных разрывных нарушений на основе анализа спектрально-временных параметров (СВП) сейсмической записи, рассчитанных в широком временном интервале (патент РФ N2191414), кубы когерентности, карты различных сейсмических атрибутов, структурные карты, карты азимутов и углов падения горизонта и др.
При этом, как и в случае с прогнозом ФЕС коллекторов, обширные зоны развития АРБ существенно искажают карты сейсмических параметров, поэтому главным признаком некорректного трассирования разломов является совпадение их с границами АРБ. В связи с этим при картировании нарушений большое внимание уделялось визуальной оценке вертикальных сейсмических срезов.
По результатам исследований выделено и прослежено большое количество дизъюнктивных дислокаций, проникающих в юрскую секцию разреза осадочного чехла. Некоторые из них рассматриваются как латеральные флюидоупоры, частично или полностью ограничивающие залежи. Таким образом, нефтяные поля в отложениях верхневасюганской подсвиты представляют собой ассоциацию нескольких залежей, приуроченных к отдельным блокам.
2.3 Моделирование резервуаров васюганской свиты Широтного Приобья
Адекватное воспроизведение столь сложного строения резервуаров и дальнейшее построение моделей залежей васюганской свиты возможно только в аппарате трехмерного моделирования. Поэтому, для построения детальных трехмерных геологических моделей горизонта Ю1 использованы специальные методические приёмы, разработанные и активно применяемые в ЗАО "МиМГО". Ряд из них запатентован (патент РФ N 2305301, международный патент NWO 2008/041885 A1).
Данная методика представляет собой геологически контролируемое стохастическое моделирование, которое позволяет учитывать в трехмерной модели весь комплекс представлений о литолого-фациальной изменчивости пласта. В основе технологии лежит использование карты типов разреза, которая является результатом интегрированной интерпретации данных сейсморазведки и бурения и содержит в себе геологически содержательную информацию.
Такой подход к построению трехмерной геологической модели позволяет максимально использовать всю геолого-геофизическую информацию, полученную в ходе научно-исследовательских работ.
В результате моделирования, учитывающего структурный план, прослеженные дизъюнктивные дислокации, результаты сейсмического прогноза распространения пород-коллекторов с различными ФЕС, данные о результатах испытания скважин, характер флюидонасыщения и положения ВНК по материалам интерпретации ГИС, были построены детальные модели строения залежей нефти в васюганской свите южного и восточного блоков Тевлинско-Русскинского месторождения.
Таким образом, в пределах южного блока Тевлинско-Русскинского месторождения в горизонте Ю1 выделено 8 самостоятельных залежей нефти. При этом стоит отметить, что по результатам трехмерного моделирования активные запасы нефти в горизонте Ю1 южного блока Тевлинско-Русскинского месторождения составляют порядка 63% от начальных геологических запасов по категориям С1+С2.
В пределах восточного блока Тевлинско-Русскинского месторождения по результатам акустической инверсии выделены достаточно обширные участки низких значений жесткостей и в пределах этих участков нет скважин в связи с чем они могут трактоваться двояко. Либо они указывают на очень высокие добычные свойства пласта Ю1, подтверждая выявленную зависимость мощности высокоемких коллекторов от импеданса в экстраполяционной зоне (вариант 1). Либо они, наоборот, указывают на глинизацию пласта и, таким образом, определяют зоны отсутствия коллекторов (вариант 2). В связи с этим были построены обе модели.
В зависимости от варианта модели на площади работ выделяются три (вариант 1) или четыре (вариант 2) залежи нефти.
Обе модели были проанализированы и даны рекомендации для дальнейшего бурения, после чего ряд пробуренных эксплуатационных скважин подтвердил первый вариант строения залежей пласта Ю1. Т.е. наиболее высокоемкие коллекторы верхневасюганской подсвиты развиты преимущественно в сводах палеоподнятий. Таким образом, по результатам трехмерного моделирования активные запасы нефти в горизонте Ю1 восточного блока Тевлинско-Русскинского месторождения составляют порядка 77% от начальных геологических запасов по категориям С1+С2.
По результатам исследований установлено, что нефтяные поля горизонта Ю1 в пределах южного и восточного блоков Тевлинско-Русскинского месторождения представляют собой совокупность отдельных залежей, приуроченных к различным структурным элементам, локализованным в коллекторах с различным внутренним строением и ФЕС. Освоение каждой из таких залежей требует индивидуального подхода. Для каждой залежи спрогнозировано площадное распределение различных нефтеперспективных типов разреза и количественных характеристик ФЕС коллекторов, подсчитаны суммарные запасы нефти и запасы, приуроченные к коллекторам с наиболее высокими ФЕС (активные запасы), создана трехмерная геологическая модель, отображающая все особенности внутреннего строения горизонта. При этом установлено, что зоны с высокоперспективным типом строения пласта, содержащие активные запасы нефти, имеют значительное распространение и в этой связи отложения васюганской свиты в пределах южного и восточного блоков Тевлинско-Русскинского месторождения представляют несомненный интерес для освоения.
| 