Введение к работе
Актуальность проблемы
Сегодня каждый из этапов геологоразведочного процесса принято завершать созданием модели резервуара, содержащего углеводородное сырье. Детальность модели и полнота описания ее физических и геологических свойств повышаются по мере накопления геолого-геофизических данных от регионального этапа исследований к эксплуатации нефтегазовых залежей. В конечном итоге модель геологического объекта (резервуара) представляет собой результат интегрированной интерпретации данных комплекса геолого-геофизических методов.
В комплексе геофизических методов на нефть и газ сейсморазведка традиционно играет лидирующую роль в решении задачи прогноза. Разработанные в последнее десятилетие программно-методические комплексы (технологии) прогнозирования емкостных свойств коллекторов существенно расширили возможности сейсмического метода исследований в создании моделей нефтегазовых залежей. Большой арсенал средств и методов преобразования (инверсии) волновых разрезов в различные физические параметры среды (импеданс, скорость) и их многочисленные математические трансформанты (амплитудные, частотные) позволяет достаточно успешно прогнозировать коллекторские свойства осадочных комплексов. Однако в сложных сейсмогеологических условиях Восточной Сибири, когда аномальные эффекты от залежей часто соизмеримы с различного рода помехами, имеющими неслучайный (регулярный) характер, использование большого количества динамических параметров для построения модели геологического объекта не является гарантией надежного прогноза. Поэтому при интерпретации сейсмических данных особенно актуальной является проблема раскрытия системных взаимосвязей между различными характеристиками (структурными, литологическими, петрофизическими и т.п.) среды и сейсмическими волновыми полями. Надежность прогноза и самой модели геологического объекта при системном подходе обеспечивается не количеством вовлекаемых в интерпретацию сейсмических параметров, а установлением и объяснением различных связей между аномалиями этих параметров и геологическим строением среды.
Достоверность геологической модели, формируемой на основе сейсми-ческих данных, во многом зависит от того насколько полно учтены факторы, влияющие на процесс распространения и формирования волн в геологической среде. Исследование системных связей различных характеристик геологической среды и волнового поля на основе физико-геологических моделей с привлечением методов моделирования волновых полей является актуальной научной задачей, имеющей важное практическое значение.
Цель работы
Разработка методов прогноза нефтегазовых залежей на основе физико-геологических моделей (ФГМ) в сейсмогеологических условиях юга Сибирской платформы и обоснование сейсмических критериев прогноза емкостных характеристик коллекторов на базе ФГМ с использованием математического моделирования волновых полей.
Задачи исследований
1. Исследование системных связей между емкостными, петро-физическими и сейсмическими характеристиками геологической среды.
2. Создание физико-геологических моделей различного типа (обобщенных, частных) для решения задачи прогнозирования емкостных характеристик коллекторов на нефтегазовых месторождениях юга Сибирской платформы.
3. Изучение влияния структурных и геометрических характеристик геологической среды на аномалии динамических параметров волнового поля
4. Физическое обоснование связи сейсмических аномалий со слоистым строением среды и ее нефтегазонасыщенностью. Разработка методов прогноза емкостных свойств горизонтов-коллекторов по аномалиям динамических параметров волнового поля.
5. Изучение причинно-следственных связей различных природных факторов, влияющих на формирование нефтегазовых залежей на основе интегрированной физико-геологической модели.
Фактический материал и методы исследований
Основу работы составляют фактические материалы наземных и скважинных сейсморазведочных работ, проведенных ФГУНПГП «Иркутскгеофизика» в период 1984-2006 г. Для изучения скоростных свойств пород нефтегазоносных горизонтов автором были проанализированы данные акустического каротажа и сейсмокаротажа разведочных и эксплуатационных скважин на Верхнечонской и Ковыктинской площадях. Для исследования влияния слоистого строения среды и петрофизических характеристик нефтегазоносных горизонтов на аномалии динамических параметров волнового поля автором построены обобщенные и частные физико-геологические модели для сейсмогеологических условий Непского свода (Верхнечонская площадь) и Ангаро-Ленской ступени (Ковыктинская площадь). Предлагаемые автором методы интерпретации аномалий динамических параметров волнового поля опробованы на Верхнечонском и Ковыктинском месторождениях.
В работе использованы современные литературные данные о геологическом строении и петрофизических свойствах нефтегазовых залежей на месторождениях Восточной Сибири.
Защищаемые научные положения
1. Залежи углеводородов, как конечные продукты функционирования природной нефтегазообразующей системы, обладают набором геологических и геофизических характеристик, физическая и генетическая взаимосвязь которых наиболее полно раскрывается на основе системно-модельного подхода. Создание многопараметровых физико-геологических моделей нефтегазовых объектов является главным условием повышения эффективности методов прогнозирования продуктивности коллекторов.
2. Волновое поле, как подсистема сейсмических характеристик в физико-геологической модели реальной геологической среды, формируется под влиянием многих других ее подсистем. Аномалии динамических параметров волнового поля одновременно содержат в себе информацию о слоистом строении среды и ее нефтегазонасыщенности. Эффект слоистости, связанный с выклиниванием нефтегазоносных пластов, является геологической помехой существенно снижающей эффективность прогноза нефтегазовых залежей.
3. Моделирование волновых полей на основе физико-геологических моделей является базовым методом анализа внутренней структуры, основных свойств и связей различных характеристик нефтегазоносных объектов. Установленные модельные зависимости между емкостными, петрофизи-ческими и сейсмическими характеристиками среды являются теоретическим обоснованием связи сейсмических аномалий с нефтегазовыми залежами. Метод выделения локальных аномалий, основанный на учете региональных закономерностей в напластовании терригенных пластов позволяет существенно повысить надежность прогноза продуктивности терригенных коллекторов на Непском своде.
4. Интегрированная интерпретация геолого-геофизических данных по нефтегазоносному объекту осуществляется на основополагающих принципах причинности и системности путем формирования физико-геологической модели, объединяющей взаимосвязанные составляющие (теплоэнергетическую, структурно-тектоническую, сейсмическую) геологической среды, в которой материально запечетлены процессы различной физической природы, повлиявшие на формирование нефтегазовых залежей.
Научная новизна
1. Интерпретация сейсмических аномалий рассматривается как процесс исследования многофакторных связей между аномалиями динамических параметров волнового поля и различными геологическими факторами. Сейсмические аномалии рассматриваются как интегральные волновые эффекты, в которых фактор нефтегазонасыщенности среды является лишь одним из многих, влияющих на процесс формирования и распространения сейсмических волн.
2. Исследовано влияние слоистого строения среды на аномалии волнового поля и его динамические параметры. Доказано, что составляющая волнового поля, связанная со слоистостью среды, является наиболее сильным фактором, влияющим на формирование отраженных волн в сейсмогео-логических условиях Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области.
3. Дано физическое обоснование сейсмических аномалий. Установлены вероятностные и корреляционные связи между локальными аномалиями дина-мических параметров волнового поля и емкостными характеристиками нефте-газоносных горизонтов в терригенном комплексе венда – нижнего кембрия.
4. Сформированы физико-геологические модели для сейсмогео-логических условий Верхнечонского и Ковыктинского месторождений. На основе моделей разработаны методы и критерии выделения аномалий волнового поля, связанных с нефтегазонасыщенностью коллекторов.
Личный вклад
Динамическая обработка и интерпретация 2D и 3D сейсмических данных, построение физико-геологических моделей, математическое моделирование волновых полей и комплексный анализ экспериментальных и модельных геолого-геофизических данных выполнены непосредственно автором.
Практическая значимость
Предложенный системно-модельный подход и методы интерпретации аномалий волнового поля на основе физико-геологических моделей реали-зованы на практике при обработке сейсмических материалов на Верхнечонском и Ковыктинском месторождениях. По сейсмическим данным 2D-МОГТ и 3D автором построены физико-геологические модели и прогнозные карты продуктивности горизонтов- коллекторов, вошедшие в «Геологический проект доразведки Верхнечонского газоконденсатнонефтяного месторождения » (ОАО «Верхнечонскнефтегаз» 2005 г.) и в отчеты «О результатах сейсморазведочных работ МОГТ, проведенных ФГУНПГП Иркутскгеофизика в центральной и восточной частях Ковыктинского ГКМ» (ООО «Ковыктанефтегаз» 2006 г.). Применение прогнозных карт позволяет оптимизировать схему постановки эксплуатационного бурения. Предложенная методология прогноза нефте-газовых залежей применима во всей Лено-Тунгусской провинции.
Апробация работы
Представленные в диссертации научные и практические результаты докладывались на семинарах и конференциях различного уровня:
-Всероссийская школа-семинар «Геофизика на пороге третьего тысячелетия» (Иркутск, 2002)
-Международная научно-производственная геофизическая конференция (Иркутск, 2003)
-Всероссийская научно-практическая конференция «Пути повышения эффективности геологоразведочных работ на нефть и газ в Восточной Сибири и республике Саха (Якутия)» (Новосибирск, 2006)
-Международная научно-практическая конференция «ГЕОМОДЕЛЬ» (Геленджик 2003, 2004, 2005, 2006, 2008)
Публикации
По теме диссертации опубликовано 16 статей и 6 тезисов докладов.
Структура и объем работы
