Введение к работе
Актуальность темы. Тимано-Печорская провинция (ТИП) является основным нефтегазодобывающим регионом на Европейском Севере России Возрастающие потребности в ресурсах нефти и газа требуют стабилизации и расширения их добычи, как в районах действующих месторождений, так и подготовки и освоения новых территорий В соответствии с этим, требования к качеству и информативности геофизической основы, используемой при прогнозах перспектив нефтегазоносности, неуклонно растут Эти прогнозы, как и оценки ресурсов, неизбежно связаны с комплексированием разнородной информации и, в первую очередь, геофизической Решение этих проблем при возрастающих глубинах и в усложняющихся условиях поисков и разведки невозможно без эффективного ком-плексирования средств и методов геофизической разведки
Магнитотеллурические методы для поисков и разведки нефтегазовых месторождений начали применяться в ТПП с 1957 г., и до середины 70-х годов их результаты успешно использовались на региональной и поисковой стадиях при оценке геологического строения и поисках антиклинальных структур Большинство геоэлектрических аномалий, связанных с неоднородностями осадочного чехла и фундамента были подтверждены сейсморазведкой и бурением
Рубеж 70-х - 80-х годов характеризуется переходом к новому этапу геолого-геофизического изучения ТПП Главная его особенность - поиски и разведка перспективных объектов сложного (неантиклинального) строения и, в частности, ловушек, связанных с рифогенными объектами Изменение характера задач и усложнение геологических условий поисков при концентрации основных объемов работ на сложнейших задачах прямых поисков без совершенствования аппаратурного, методического и программного обеспечения магнитотеллурических методов закономерно снижало их эффективность и вызывало недоверие к электроразведке В результате происходило постепенное сокращение объемов магнитотеллурических работ, упразднение отдельных модификаций, затем полное их исключение из геофизического комплекса, а с 1990-1991 гг. - всех электроразведочных работ нефтегазового направления
Сейсморазведка методом отраженных волн (МОВ) при региональных и поисковых работах опережала магнитотеллурические методы, которые с учетом существовавшей в то время методики и аппаратуры по сущности и задачам должны были ей предшествовать. Это привело к диспропорции между их объемами и нарушению рационального комплексирования, что стало причиной снижения фонда подготовленных структур. Многие поисковые и разведочные скважины не дали продуктивных притоков, так как не была в должной мере произведена оценка перспектив нефтегазоносности обнаруженных сейсморазведкой структур
В пределах рифогенных коллекторов обычно не наблюдается четких отражающих границ Волновая картина размытая, корреляция волн отсутствует В таких условиях использование динамических параметров для определения характеристики коллекторских свойств рифогенного объекта и его флюидонасыщенности затруднительно Альтернативой сейсмическим атрибутам могут стать геоэлектрические, получаемые по данным метода магнитотеллуриче-ских зондирований (МТЗ)
В настоящее время совершенствование аппаратурной базы магнитотеллурических работ привело к тому, что результаты МТЗ, выполненные на нефтеперспективных площадях, могут служить существенным дополнением к данным, получаемым сейсморазведкой. Использование данных одного метода при обработке данных другого позволит повысить качество интерпретируемых материалов и в конечном итоге дать более точный прогноз локализации нефтегазовой залежи.
В Тимано-Печорской провинции возможно также применение при поисковых и разведочных работах на нефть и газ вызванной поляризации и геоэлектрохимических методов Метод вызванной поляризации отработан на Северо-Воргамусюрском участке в очень малом объеме. Геоэлектрохимические методы в ТИП не применялись и их эффективность можно оценить пока только по другим геологическим провинциям.
В диссертационной работе рассматриваются некоторые приемы обработки кривых МТЗ с использованием результатов сейсморазведки для выделения рифогенных объектов, а также возможность оценки их перспектив нефтегазоносности на основе модельных за-
висимостей, полученных путем математического моделирования геоэлектрического разреза. Объектом исследования являлись рифо-генные структуры, выделенные по данным 2Б-сейсморазведки на западной части Северо-Воргамусюрского участка, расположенного в восточной части Хорейверской впадины ТІШ.
Цель работы. Повышение геологической эффективности комплексирования данных сейсморазведки и электроразведки для локального прогноза нефтеносности рифогенных структур. Задачи исследований:
Выполнить анализ геофизических работ, проводимых на территории Северо-Воргамусюрского участка методами МТЗ и МОВ,
Обработать кривые МТЗ с использованием результатов интерпретации сейсморазведки и данных каротажа скважин;
Составить модель рифогенной ловушки и провести моделирование магнитотеллурических полей в системе «WinGLink»,
Определить критерии перспективности рифогенной ловушки, выявленной по данным сейсморазведки, на основе результатов МТ-моделирования,
Оценить эффективность совместного применения методов МТЗ и МОВ при поисках рифогенных нефтегазовых ловушек в условиях ТИП,
Разработать методику комплексного использования результатов геофизических методов на этих площадях,
7 Установить первоочередные рифогенные объекты для поискового бурения на нефть и газ в пределах лицензионного Северо-Воргамусюрского участка
Идея работы. Использование данных метода МТЗ совместно со структурными построениями по сейсморазведке МОВ рассматривается как эффективный способ обнаружения нефтегазовых залежей за счет различной физической основы этих методов, результаты которых сопоставимы между собой и дополняют друг друга
Научная новизна.
1) Реализован в программной среде Maple автоматизированный способ сглаживания амплитудных и фазовых кривых МТЗ с помощью полиномов высоких степеней на основе метода наименьших квадратов (МНК) в условиях высоких помех. Управляя степенью
полинома на разных частотных диапазонах можно добиться наилучшей аппроксимации наблюденных значений сглаженной кривой
Усовершенствован методический подход к коррекции статического сдвига кривых МТЗ в условиях неоднородной криолито-зоны с использованием в качестве априорных данных структурные построения сейсморазведки и результаты электрокаротажа скважин. Адаптирован способ сопоставления данных зондирования становлением поля и электрокаротажа к данным метода МТЗ
Установлены связи между аномалиями параметров электромагнитного поля и процентным соотношением нефть/вода в ри-фогенной ловушке Выявлен параболический характер этих зависимостей На основе полученных зависимостей возможна оценка потенциальной нефтеносности выявленного рифогенного объекта.
Защищаемые научные положения.
1. Комплексирование сейсмических и магнитотеллурических данных позволяет выбрать геоэлектрическую модель вмещающей среды, учитывающую глубины и характеристики основных реперов, в том числе главного на территории репера с низким удельным сопротивлением
Геоэлектрическая модель разреза, содержащего нефтеносный рифогенный коллектор, характеризуется параболическими зависимостями параметров электромагнитного поля — кажущегося сопротивления и фазы импеданса при различных модификациях от коэффициента заполнения ловушки нефтью при постоянной мощности коллектора Наибольшей чувствительностью к соотношению нефть/вода обладают амплитудные и фазовые кривые поперечной составляющей электромагнитного поля.
На основании выявленных зависимостей по полевым измерениям кажущегося сопротивления и сейсморазведочным данным прогнозируется относительное насыщение рифа водой и нефтью На базе созданных геоэлектрических моделей ранжированы по перспективности на нефть рифогенные объекты в пределах Северо-Воргамусюрского участка.
Методика исследований включает статистический анализ, математическое моделирование, компьютерную обработку данных, обобщение и анализ ранее полученных результатов
Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций определяется достаточным объемом экспериментальных и теоретических исследований, доказательством адекватности созданных геоэлектрических моделей и хорошей сходимостью результатов моделирования с полевыми наблюдениями
Практическая значимость работы заключается в усовершенствовании методики поисков месторождений углеводородов, связанных с рифами на Северо-Воргамусюрском лицензионном участке, которое существенно повышает точность и разрешающую способность МТЗ, позволяет включать в обработку точки, ранее считавшиеся некондиционными Предложенные методические подходы и физико-математический аппарат обеспечивают эффективную переинтерпретацию имеющихся магнитотеллурических данных и получение новых сведений о геологическом разрезе В пределах Севе-ро-Воргамусюрского объекта выделен ряд первоочередных объектов для поискового бурения
Апробация работы. Основные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований, выводы и рекомендации докладывались на ежегодных научных конференциях и симпозиумах 16-й Международной студенческой конференции, (Польша, Краковская горно-металлургическая академия, 2005 г), Международном геофизическом научно-практическом семинаре «Применение современных электроразведочных технологий при поисках месторождений полезных ископаемых» (2006, 2007 гг.), 15-й Международной научно-технической конференции «Геология и минера-гения Центральной Азии» (Иркутск, Иркутский государственный технический университет, 2006 г ), Международной геофизической конференции EAGE-2006 (г Санкт-Петербург); Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного горного института (Санкт-Петербург, 2007 г), Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, Томский политехнический университет, 2007 г)
Личный вклад автора. Поставлены задачи исследований, дана методология их решения Участие в полевых работах, в обработке и интерпретации исходных данных При выполнении работы
были использованы кривые МТЗ 484 пунктов наблюдения в составе 11 профилей и проанализировано свыше 300 погонных километров сейсмических профилей На базе этих материалов предложен способ сглаживания кривых МТЗ с помощью полиномов и учет их статического сдвига с использованием отражающего горизонта в качестве опорного. Предложен способ разделения геоэлектрического разреза на вертикальные зоны, связанные с неоднородностями геологического строения. Получены модельные зависимости, позволяющие дать оценку перспектив нефтеносности рифогенных объектов
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и тезисы одного доклада.
Структура и объем диссертационной работы Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов и рекомендаций, библиографического списка, включающего 144 наименования. Материал диссертации изложен на 153 страницах, включает 13 таблиц и 82 рисунка
