Формирование и нефтеносность высокоизменчивых среднеюрских природных резервуаров на западе Широтного Приобья

Общая характеристика работы.

Актуальность работы.

В настоящее время в Западной Сибири всё более острой становится проблема поддержания имеющегося уровня добычи нефти. Одним из решений данного вопроса является вовлечение в освоение "дополнительных" нефтегазоносных комплексов (НГК), в которых сосредоточены значительные запасы углеводородов (УВ), но добыча из них на настоящий момент ведется в малых объемах.

Одним из таких комплексов является нижне-среднеюрский НГК и в первую очередь - тюменский (среднеюрские отложения) нефтегазоносный подкомплекс. На Государственном балансе РФ по нему числятся миллиарды тонн извлекаемых запасов нефти (категории С₁+С₂). Особенно велика относительная доля запасов в тюменских отложениях на западе Широтного Приобья. Здесь около 60% всех извлекаемых запасов нефти аккумулировано именно в отложениях тюменской свиты.

Несмотря на внушительные запасы в отложениях тюменской свиты годовая добыча нефти не превышает 0,1% от их общей суммы. Это является следствием крайне сложного геологического строения и прежде всего сильной вертикальной и латеральной литологической изменчивости продуктивных пластов, обусловленной особенностями формирования отложений (Голованова М.П., Славкин В.С., Шик Н.С., Ермолова Т.Е., 2002). А в большинстве случаев существующие геологические модели, являющиеся основой для проведения геолого-разведочных работ (ГРР), не отображают всю сложность геологического строения природных резервуаров тюменской свиты и не указывают на особенности распределения в них коллекторов с высокими добычными возможностями, а именно они обеспечивают основной потенциал их освоения. Кроме того, несмотря на широкое распространение УВ, существуют случаи, когда в отложениях тюменской свиты нефтеносен только верхний пласт Ю₂, а нижележащие пласты при наличии в них коллекторов с высокими фильтрационно-емкостными свойствами (ФЕС) водонасыщены.

В связи с вышеизложенным несомненно актуальными являются, во-первых, необходимость подбора эффективного комплекса методических подходов для создания детальных трехмерных геологических моделей природных резервуаров тюменской свиты, отображающих всю сложность их строения, во-вторых, поиски в отложениях тюменской свиты объектов с достаточно широким распространением пород-коллекторов, обладающих высокими ФЕС, а в-третьих, установление критериев прогнозной оценки стратиграфического интервала нефтеносности на перспективных объектах. Всё это позволит повысить эффективность поисково-разведочных работ на нефть в отложениях тюменской свиты.

Цель работы

Целью настоящей работы является выявление закономерностей распространения коллекторов с высокими ФЕС в отложениях тюменской свиты на западе Широтного Приобья и распределения в них залежей нефти для повышения эффективности геологоразведочных работ (ГРР) и оптимизации разработки.

Основные задачи исследований
1. Анализ результатов ГРР и освоения залежей в отложениях тюменской свиты.
2. Подбор эффективного комплекса специальных методических подходов к обработке и интерпретации данных сейсморазведки и глубокого бурения, учитывающих особенности геологического строения отложений тюменской свиты.
3. Создание адекватных трехмерных геологических моделей природных резервуаров тюменской свиты, учитывающих распределение ФЕС коллекторов и пригодных для эффективной доразведки и рентабельного освоения залежей.
4. Детальный анализ созданных геологических моделей пластов тюменской свиты на западе Широтного Приобья и их сопоставление друг с другом в сочетании с палеоструктурными и палеогеографическими реконструкциями для определения региональных и локальных факторов, повлиявших на закономерности распределения коллекторов с различными ФЕС по площадям и в разрезе.
5. Анализ особенностей распределения нефти в разрезе тюменской свиты на месторождениях запада Широтного Приобья и установление критериев прогнозной оценки стратиграфического интервала нефтеносности на перспективных объектах.

Фактический материал

Основой диссертационной работы явились результаты исследований, проведенных автором лично или при его непосредственном участии в рамках производственных договоров и научных тематик ЗАО "МиМГО" им. В.А.Двуреченского. В работе использованы геолого-геофизические и геолого-промысловые исследования более, чем 200 разведочных и эксплуатационных скважин, макроописания керна, данные лабораторных исследований керна и микроисследования шлифов по разрезам 40 скважин, результаты обработки и интерпретации свыше 5000 пог.км. cейсморазведки 2D и 600 км² cейсморазведки 3D. Большинство примеров в работе приведено по Апрельскому, Большому, Галяновскому, Кислорскому, Лензитскому, Ольховскому, Песчаному, Сергинскому, Средне-Лыхминскому, Средне-Назымскому месторождениям, южному блоку Тевлинско-Русскинского месторождения (ЮБТРМ).

Научная новизна

1. Впервые на основе детального сейсмогеологического изучения конкретных месторождений и локальных площадей запада Широтного Приобья для продуктивных пластов верхнетюменской подсвиты (Ю₄ и Ю₂-Ю₃) установлены закономерности распространения коллекторов с наиболее высокими ФЕС. Доказано, что основную роль в их формировании играли локальные особенности палеорельефа (амплитуда локальных поднятий).

2. Впервые в пластах верхнетюменской подсвиты (Ю₄ и Ю₂-Ю₃) на западе Широтного Приобья в переходной области неустойчивого морского осадконакопления выделены наиболее перспективные зоны, связанные с наличием высокопродуктивных песчаных тел барового типа, и, соответственно, благоприятные для поиска промышленно значимых залежей нефти.

3. Впервые для площадей запада Широтного Приобья установлены закономерности распределения нефтеносности в отложениях тюменской свиты в связи с особенностями тектонического развития структур. Показано, что наиболее широкий диапазон нефтеносности приурочен к локальным поднятиям древнего заложения, не испытавшим впоследствии заметной тектонической активизации.

4. Впервые для отложений тюменской свиты предложен специальный комплекс методических подходов, основанный на взаимоувязанных данных сейсморазведки и глубокого бурения, позволяющий создавать детальные трехмерные геологические модели, отображающие все особенности строения природных резервуаров в межскважинном пространстве, которые определяют промышленную значимость объекта. Показано, что только на основе подобных моделей возможно проводить эффективную доразведку и ввод в эксплуатацию залежей, аккумулированных в отложениях тюменской свиты.

Защищаемые положения

1. Переход к доразведке и эксплуатации залежей нефти в высокоизменчивых отложениях тюменской свиты должен осуществляться только на основе детальных трехмерных геологических моделей, учитывающих результаты сейсмического прогноза коллекторских свойств и особенностей строения разреза в межскважинном пространстве и позволяющих корректно оценить гидродинамическую связанность прослоев-коллекторов.

2. Песчаные коллекторы с наиболее высокими ФЕС и широкой площадью распространения в пласте Ю₄ формировались в пределах относительно невысоких палеоподнятий. В пластах Ю₂ и Ю₃ расширение площадей развития песчаных коллекторов, в том числе и обладающих высокими ФЕС, напротив, происходило в пределах относительно высокоамплитудных палеоподнятий.

3. Наибольшей перспективностью для обнаружения высокоемких коллекторов и, соответственно, промышленно значимых залежей нефти в пласте Ю₄ обладает территория, охватывающая западную часть Красноленинского свода, центр и юго-восток Сергинского куполовидного поднятия, центр Чуэльского выступа, крайний северо-восток Березовской моноклинали, локальные участки северо-запада Фроловской мегавпадины. В пластах Ю₂-Ю₃ такие перспективные зоны приурочены к центральной части Красноленинского свода, югу и западу Сергинского куполовидного поднятия, Яхлинской мегаседловине, западу и востоку Чуэльского выступа, восточной части Березовской моноклинали, Елизаровскому прогибу.

4. Широкий диапазон (пласты Ю₂-Ю₉) нефтеносности отложений тюменской свиты характерен для месторождений, приуроченных к древним локальным поднятиям, не испытывавшим заметной тектонической активизации и перестройки в течение всего времени развития. Для участков, где наиболее активный рост локальных поднятий происходил на поздних этапах тектонического развития, характерна преимущественная локализация нефти в пласте Ю₂ под верхнеюрской региональной покрышкой.

Реализация результатов исследований и практическая значимость работы

Результаты исследований и рекомендуемые направления геологоразведочных работ в изучаемом районе для отложений тюменской свиты переданы нефтяной компании ОАО "РИТЭК" в виде схем, карт, разрезов и электронных геологических моделей, составленных автором или при его непосредственном участии. На основе данных моделей проведена оценка запасов. Обоснованы конкретные рекомендации по оптимальной доразведке залежей нефти в отложениях тюменской свиты. Подтверждаемость созданных геологических моделей по результатам последующего бурения составила 81%.

Апробация работы и публикации

Основные результаты исследований обсуждались на научно-технических советах ЗАО "МиМГО им В.А.Двуреченского", ОАО "РИТЭК". Результаты проведенных исследований по теме диссертации опубликованы в 4 статьях, 11 научно-производственных отчетах ЗАО "МиМГО им В.А.Двуреченского".

Структура и объем работы

Диссертационная работа содержит 184 страницы текста, состоит из 5 глав, введения и заключения. Работа иллюстрирована 75 рисунками, содержит 3 таблицы. Список использованной литературы насчитывает 122 наименования.

Настоящую работу автор посвящает памяти д.г.-м.н., профессора О.К. Баженовой, без неизменного внимания которой появление бы настоящей работы не состоялось.

Автор признателен преподавателям и сотрудникам кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова под руководством д.г.-м.н., профессора М.К. Иванова за научные консультации и дискуссии по теоретическим и практическим вопросам, затронутым в работе. Особенно автор благодарен д.г.-м.н., профессору А.И. Конюхову, чьи ценные критические замечания и советы помогли улучшить настоящую работу.

Автор горячо благодарит весь коллектив ЗАО "МиМГО им. В.А. Двуреченского" под научным руководством д.г.-м.н., профессора В.С. Славкина за помощь в проведении научно-исследовательских работ, в особенности к.г.-м.н. В.Н. Колоскова, к.г.-м.н. Т.Е. Ермолову, к.г.-м.н. А.А. Гусейнова, М.В. Шумилину. За помощь в оформлении работы автор благодарит Г.М. Кочетовскую.

Автор благодарен к.г.-м.н. А.Д. Алексееву за ценные консультации по вопросам ГИС и трехмерного геологического моделирования, А.Г. Володиной за полезные дискуссии по вопросам обработки данных сейсморазведки.

Автор глубоко признателен своей семье за огромную всестороннюю помощь на всех стадиях формирования настоящей работы.