Содержание к диссертации
Введение
Основное содержание работы
Геологическое строение и нефтегазоносность запада Широтного Приобья
Основные черты тектонического строения района
Стратиграфия Нефтегазоносность
Выводы по главе
Строение баженовского горизонта на западе Широтного Приобья
Стадийность литологических исследований
Строение разреза отложений баженовского горизонта 45
Цитологические и генетические типы 47
Стадиальный анализ 72
Цикличность разреза 79
Фациально-палеогеографические реконструкции 85
Этапы осадконакопления и преобразования изученных отложений 96
Выводы по главе 2 102
Выделение и картирование коллекторов нефти баженовского горизонта на западе Широтного Приобья 103
Задачи и методика комплексных исследований 103
Существующие взгляды на строение коллекторов баженовского горизонта 104
Сведения о разработке залежей нефти, локализованных в баженовском горизонте
Методы и результаты изучения коллекторов баженовского горизонта в районе исследований
Методика и результаты прогноза распространения коллекторов в межскважинном пространстве
Применение полученных результатов при создании трехмерной геологической модели строения баженовского горизонта на участке сейсморазведки 3D
Выводы по главе 3
Заключение
Опубликованные работы автора по теме диссертации
Литература
- Основные черты тектонического строения района
- Строение разреза отложений баженовского горизонта
- Существующие взгляды на строение коллекторов баженовского горизонта
- Применение полученных результатов при создании трехмерной геологической модели строения баженовского горизонта на участке сейсморазведки 3D
Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время отмечается падение добычи нефти в главном нефтедобывающем регионе страны - Западной Сибири (ЗС), поэтому широко обсуждается (в том числе и на государственном уровне) вопрос вовлечения в разработку трудноизвлекаем ых запасов нефти, содержащихся в баженовском горизонте, который является одновременно нефтематеринским и продуктивным. В связи с этим актуальность детального изучения его внутреннего строения не может вызывать сомнений.
Изучением отложений баженовского горизонта в ЗС более 40 лет занимались многие ученые (Ф.Г.Гурари, И.И.Нестеров, А.А.Трофимук, А.Э.Конторович, Ф.К.Салманов, О.К.Баженова, Н.Б.Вассоевич, Ю.В.Брадучан, В.А.Захаров и многие другие). Однако общепринятой точки зрения на нефтегеологическое строение этой толщи нет, что, безусловно, мешает вовлечь в разработку значительные запасы нефти (по оценкам некоторых ученых достигающие 30 млрд.т.), аккумулированные в отложениях баженовского горизонта.
Активное изучение объекта началось с Салымского месторождения, где в 1967 г были получены первые промышленные притоки нефти. Однако, почти за 40 лет разработки баженовского горизонта накопленная добыча нефти составляет лишь несколько млн.т. Большинство ученых связывают неудачи промышленного освоения запасов с трудностью разработки нетрадиционного типа коллектора - «баженита» (листоватых, черных, битуминозных глин с межслоевой пустотностью). Такой коллектор «отдает» в скважины нефть только при аномально высоком пластовом давлении (АВПД). После падения АВПД коллектор утрачивает свои фильтрационно-емкостные свойства (ФЕС), т.е. наличие залежи контролируется АВПД. Именно с таким типом коллектора столкнулись геологи и разработчики на Салымском месторождении.
Существуют и другие типы коллекторов в баженовском горизонте, например, на западе Широтного Приобья. Ряд исследователей (Е.Е.Карнюшина, О.О.Абросимова, А.Д.Алексеев и др.) показали в своих работах, что здесь коллекторами являются карбонатизированные кремнистые слои с трещинным типом пустотности и жестким минеральным скелетом, который обеспечивает возможность длительной эксплуатации залежей со стабильными дебитами, даже с применением механизированной добычи нефти на депрессии. Извлечение нефти из подобных коллекторов не контролируются наличием АВПД в толще.
На западе Широтного Приобья нефтегеологическое строение
баженовского горизонта изучалось различными научными коллективами, применявшими широкий арсенал сейсмогеологических методов. Но несмотря на обширный объем исследований, остаются неопределенности, мешающие начать массовую разработку объекта. До сих пор нет общепринятого мнения о закономерностях распределения коллекторов по разрезу и на площади, типе коллектора, влиянии тектонического фактора на нефтеносность. Отсутствие этих представлений не позволяет в полной мере реализовать детальную трехмерную геологическую модель, которая стала бы основой для дальнейшего гидродинамического моделирования, проектирования разработки месторождений и опробования различных методов повышения нефтеотдачи. Все это сдерживает начало масштабного промышленного освоения залежей нефти в баженовском горизонте.
Целью работы являлось изучение свойств, закономерностей распространения и генезиса пород-коллекторов в отложениях баженовского горизонта на западе Широтного Приобья, оценка вертикальной и латеральной изменчивости коллекторов и выявление характера их распространения в межскважинном пространстве.
Основные задачи исследований:
-
Разработка методических приемов комплексного подхода к изучению отложений баженовского горизонта с использованием геофизических, промыслово-геофизических, геохимических, литологических, сейсмогеологических методов исследований.
-
Детальные литогенетические исследования керна, отобранного из интервала баженовского горизонта на Галяновском, Средне-Назымском, Большом Ольховом и Апрельском месторождениях. Стадиальный анализ изученных пород.
-
Изучение условий осадконакопления кремнистых пород баженовского горизонта. Анализ влияния физико-химических условий среды на вторичные изменения радиоляриевых илов.
-
Выявление различных типов коллекторов и закономерностей их распространения в разрезе.
-
Обоснование возможности использования сейсморазведки для прогнозирования различных типов разреза в межскважинном пространстве.
-
Построение трехмерной геологической модели строения отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья на основе результатов литологического изучения разрезов скважин, выделения коллекторов различного типа и сейсмического прогноза свойств разреза в межскважинном пространстве.
Фактический материал
Автором детально изучено около 200 пог. м керна из 12-ти скважин; описано более 300 прозрачных шлифов, изготовленных из керна интервала баженовского горизонта 12-ти скважин, интерпретированы результаты рентгено-фазового (более 200 обр.) и изотопного анализов углерода и кислорода карбонатных минералов (70 обр.). Результаты всех анализов и привлеченных методов увязаны автором и сопоставлены между собой.
В диссертационной работе использованы геолого-промысловые данные, полученные компанией ОАО «РИТЭК», и материалы интерпретации ГИС (ЗАО «МиМГО»), макроописания и фотографии керна более чем по 50-ти скважинам Галяновского, Средне-Назымского, Апрельского и Большого месторождений (ГП «НАЦРН» им. В.И.Шпильмана), а также результаты стандартных лабораторных петрофизических исследований - более 240 образцов керна из 15-ти скважин (ГП «НАЦРН» им.В.И.Шпильмана); результаты геохимических исследований методом Rock-Eval - более 300 образцов керна из 12-ти скважин; геохимических исследований нефтей из 30-ти скважин; результаты специальной обработки и интерпретации свыше 1800 пог.км. MOrT-2D и 120 км2 MOIT-3D (ЗАО «МиМГО»).
Научная новизна:
-
Реализован комплексный подход к изучению нефтепродуктивных отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья, в рамках которого особое внимание уделено литогенетическим исследованиям, сопоставленным с данными геофизических, промыслово-геофизических, геохимических и сейсмогеологических методов.
-
Установлен генезис пород-коллекторов, которые образовались в основном в результате вторичных преобразований радиоляриевого ила.
-
Показано, как изменения физико-химических условий среды повлияли на формирование коллекторов с различными ФЕС. Смена в катагенезе кислой среды на щелочную способствовала доломитизации радиоляритов, благодаря чему образовались вторичные пустоты, обусловившие высокую емкость коллекторов. Напротив, замещение радиоляритов в диагенезе кальцитом, приводило к значительному снижению коллекторских свойств апорадиоляритовых известняков.
-
Для отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья задача проведения прогноза свойств коллекторов в межскважинном пространстве впервые решена на основании установленных различий в физических свойствах пород-коллекторов и неколлекторов.
В работе защищаются следующие положения:
-
Среди основных групп пород баженовского горизонта на западе Широтного Приобья присутствуют: 1 - обогащенные органическим веществом глинисто-карбонатно-кремнистые смешанные образования, сформировавшиеся преимущественно в условиях аноксии придонных вод, 2 - силициты глинистые биотурбированные, связанные с аэрацией придонных водах палеобассейна кислородом, 3 - вторичные известняки и доломиты, заместившие радиоляриты.
-
Вторичные известняки образовались при карбонатизации радиоляритов в раннем диагенезе. Источником углекислоты при этом являлось анаэробное бактериальное разложение органического вещества. Вторичные доломиты кремнистые возникли в результате раннедиагенетического окремнения радиоляритов и их последующей доломитизации в катагенезе, чему способствовали щелочные растворы, выделявшиеся из глинисто-кремнистых отложений при трансформации смектита в иллит.
-
Породы-коллекторы, обеспечивающие промышленные притоки нефти из отложений баженовского горизонта, располагаются в четырех интервалах разреза. Три из них представлены слоями вторичных известняков, толщиной до 1 м, четвертый - единственным слоем кремнистых доломитов (до 3 м), приуроченным к кровле низкорадиоактивной пачки продуктивной толщи. Трещинно-кавернозные известняки, расположенные в подошве горизонта, обладают высокой продуктивностью в отдельных случаях.
-
Наиболее высокоемкими коллекторами, обеспечивающими основную часть притока нефти из отложений баженовского горизонта, являются вторичные кремнистые доломиты, емкостные свойства которых обусловлены вторичной пустотностью, образовавшейся в процессе доломитизации на стадии катагенеза.
Реализация результатов исследований и практическое значение работы:
Результаты исследований переданы нефтяной компании ОАО «РИТЭК» в виде отчетов, рекомендаций, карт и геологических разрезов, составленных автором или при его непосредственном участии.
Детальные литогенетические исследования отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья позволили создать трехмерную геологическую модель строения объекта, ставшую основой для гидродинамического моделирования. На основе полученных результатов на Средне-Назымском месторождении ведутся опытные работы по
термическому воздействию на отложения баженовского горизонта с целью разработки инновационных подходов к поддержанию пластового давления и обеспечению стабильной промышленной добычи нефти. С учетом созданных автором геологических моделей закладываются новые скважины, планируются геологоразведочные работы, в частности, постановка сейсморазведки 3D.
Апробация работы и публикации
Основные результаты исследований обсуждались на заседаниях научно-технического совета ЗАО «МиМГО» и ОАО «РИТЭК», докладывались в ОАО «ВНИИнефть», «Зарубежнефть», НК «ЛУКОЙЛ» на совещании по составлению технологической схемы опытно-промышленных работ по термо-газовому воздействию на опытном участке Средне-Назымского месторождения, а также на международных научно-практических конференциях (Геоперспектива-2009, г. Москва; Ломоносов-2010, г. Москва; ГЕОМОДЕЛЬ-2010, г. Геленджик).
Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в трех статьях, изданных в рецензируемых научных журналах, включенных в перечень ВАК, а также изложены в научно-производственных отчетах ЗАО «МиМГО».
Структура и объем работы
Основные черты тектонического строения района
Пермско-триасовый «переходный» комплекс отложений различной толщины, заполняет наиболее погруженные участки палеорельефа и рифты.
Верхний мезозойско-(юрско-меловой)-кайнозойский этаж, представлен осадочным чехлом, в пределах которого обособляются разнообразные структурно-морфологические элементы: валы, поднятия, моноклинали и т.д. Этаж сложен юрскими, меловыми и кайнозойскими отложениями толщиной до 3-6 км, в самых глубоких прогибах - до 8 км
В формировании Западно-Сибирского осадочного бассейна установлено два основных цикла геологической эволюции и отвечающие им гигантские циклиты: рифейско-палеозойский и мезозойско-кайнозойский [9].
В рифейско-палеозойский цикл сформировалось гетерогенное доюрское основание Западной Сибири, включающее в себя блоки карельского, байкальского, салаирского, каледонского и герцинского циклов [8,9,34,41,47, 58].
«Переходный» комплекс (до 5-12 км) формировался в конце палеозоя - триасе из основных эффузивов (рифтогепных траппов и других основных эффузивов, типа одновозрастных им Сибирской платформы, Кузбасса и Тургайского прогиба), терригенных пород, частых прослоев углей [8, 9,34, 58].
В результате мезозойско-кайнозойского цикла развития сформировался платформенный чехол, с угловым несогласием перекрывающий переходный комплекс. На севере Западно-Сибирской плиты он включает в себя отложения триасового и юрско-антропогенового возраста. На остальной территории плиты он сложен отложениями юры-антропогена [29].
Большинство исследователей выделяют в мезозойско-кайнозойском структурном этаже три структурных яруса, отвечающих основным этапам тектонического развития, исследуемого региона: юрский, ранний мел - туронский и коньяк-кайнозойский [29].
Юрский этап. В раннеюрское время на территории Западной Сибири существовала горная страна с перепадами высот доЮОО-1200 м. На протяжении всего юрского этапа на территории Западной Сибири имели место в основном вертикальные тектонические движения, причем они были преимущественно унаследованными. В осевых частях депрессий в течение юры происходило незначительное погружение. Большинство тектонических нарушений затухает в отложениях нижней юры - аалена [9,29].
К концу аалена около 70% территории Западной Сибири выполнялось отложениями осадочного чехла. Предположительно, начало байосского века отмечено общим региональным погружением Западно-Сибирского бассейна [9, 29]. В юре был заложен основной структурный план мелового периода и кайнозойской эры [29].
В позднеюрское время на Западно-Сибирской плите господствовала спокойная тектоническая обстановка, которая способствовала постепенному выполаживанию рельефа за счет эрозии и заполнению наиболее глубоких впадин. К концу юрского периода образовалась обширная слабохолмистая Западно-Сибирская равнина, подверженная опусканию, что способствовало развитию крупнейшей региональной трансгрессии в истории ЗС, в результате которой накопились уникальные отложения баженовского горизонта.
Раннемеловой (с туроном) этап подразделяется исследователями на два «подэтапа»: беррис-аптский и апт-туронский [10].
В берриас-аптском «подэтапе», начавшемся с регрессии и некоторой активизации тектонических процессов, связанных с началом позднекиммерийской складчатости, поднимаются периферийные части Западно-Сибирского бассейна, относительно которых центральная часть мегасинеклизы погружается, что приводит к некомпенсированному заполнению её осевой части и формированию неокомского клиноформного комплекса. Берриас-аптский «подэтап» развития завершается аптекой трансгрессией, формированием относительно глубоководных глинистых отложений алымской свиты и её аналогов [10]. Регрессия моря позднеаптско - туронского «подэтапа» привела к формированию континентальных отложений покурской свиты и её аналогов. В то же время, территория Западной Сибири по-прежнему активно погружалась относительно складчатого обрамления, о чем свидетельствуют скорости осадконакопления [10]. Завершает ранний мел - туронский этап развития региональная трансгрессия, в результате которой на территории Западной Сибири формируются относительно глубоководные глинистые отложения эпиконтинентального морского бассейна (кузнецовская свита).
К концу туронского века в палеорелъефе баженовской свиты уже сформировались почти все структуры III порядка — куполовидные поднятия, валы, впадины и прогибы.
В коньяк-кайнозойское время происходило региональное погружение центральной части Западно-Сибирской мегасинеклины и шло формирование узких линейных депрессий северного направления и серии параллельных им поднятий.
На фоне альпийской тектонической активизации в Западной Сибири «оживают» раннетриасовые рифтовые системы и формируются надрифтовые прогибы и межрифтовые поднятия, т.е. «неорифтогенез» [10]. Этот процесс сопровождался активной дизъюнктивной тектоникой. В результате описанного многоэтапного тектонического развития сформировался современный план Западно-Сибирского НГБ. 1.2. Стратиграфия
Геологический разрез территории исследований представлен образованиями двух гага-структурных этажей: (1) нерасчлененными отложениями доюрского основания, и (2) мезозойско-кайнозойским осадочным чехлом, сложенным континентальными, морскими, в основном прибрежными и мелководными, нашштными отложениями юрского, мелового и кайнозойского возрастов. Описанные этажи разделены промежуточным вулканогенно-осадочным палеозойско-триасовым комплексом.
В данной работе стратиграфическое расчленение разреза не входило в задачи исследования, поэтому принято по унифицированной стратиграфической схеме мезозойских и кайнозойских отложений Западно-Сибирской равнины, утвержденной МСК СССР 30 января 1991 года. Разрез мезозойских отложений уточнен и дополнен результатами 6-го Межведомственного стратиграфического совещания (Новосибирск, 2003 г.), утвержденными МСК РФ в 2004 году [50] (рис.1.2).
Территория исследований включает (рис. 1.3) Галяновское и Апрельское месторождения, расположенные во Фроловско-Тамбейском структурно-фациальном районе, и Средне-Назымское и Большое месторождения Казым-Кондинского района [50]. Осадочный чехол МЕЗОЗОЙСКАЯ ЭРАТЕМА Юрская система (J) Отложения юрской системы трансгрессивно с несогласием залегают на доюрских образованиях и, судя по материалам поисково-разведочных скважин и площадной сейсморазведки МОГТ, представлены всеми тремя отделами: нижним, средним и верхним. Нижний отдел (Л)
Шеркалинская свита (Jnhk; толщина 0-80 м ) развита в погруженных участках рельефа доюрского основания, и выклинивается в районе поднятий. В нижней части свиты располагается продуктивный пласт Ющ (толщиной до 15 м), представленный переслаиванием песчаников, алевролитов и аргиллитов. Песчаники светло-серые, средне- и крупнозернистые, полимиктовые, обычно крепкие, редко слабо сцементированные, с обилием растительного детрита, подчеркивающего волнистую и косую слоистость пород. Аргиллиты черные и с коричневатым оттенком, неяснослоистые, слои толщиной 0,5-2 м, изредка до 5-6 м. Алевролиты образуют прослои толщиной 1-2 м, реже до 5-6 м.
Радомская пачка (толщиной до 30 м) располагается в кровле свиты, представлена аргиллитами с прослоями алевролитов и редко песчаников. Возраст шеркалинской свиты по палинокомплексам верхний тоар-раннеааленский [50].
Строение разреза отложений баженовского горизонта
Важным этапом работы является анализ пород в прозрачных шлифах, на основании чего проведен литогенетическии анализ, в рамках которого выделены литологические (литотипы, ЛТ) и генетические (генотипы, ГТО) отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья. При этом под литологическими типами понимаются естественные типы пород, характеризующиеся устойчивыми (типичными) сочетаниями литологических признаков - состава, строения, органических остатков, характера границ, выдержанности на площади и др. [66]. Под генетическими типами понимаются отложения, возникшие в результате экзогенного геологического процесса определенного типа, т.е. порожденные тем или иным способом накопления, проявляющимся в определенных формах аккумуляции или их модификациях, зависящих от местных условий [65]. Выделение литологических типов отложений - это исходный пункт и основа литогенетических исследований. Далее изучаются естественные парагенезы литологических типов, их циклиты, - так производилось выявление закономерностей распространения литотипов в разрезе [66]. Истолкование генезиса литотипов (определение генотипов) является важнейшей стороной исследований, - итогом литогенетического анализа.
Выделение литологических типов отложений сопровождалось стадиальным анализом пород, а также изотопными исследованиями углерода и кислорода карбонатных минералов всех литотипов. Обобщение их результатов позволило не только выявить стадийность формирования пород толщи, а также подтвердить и уточнить генетическую классификацию отложений.
Для выявления особенностей вертикальной изменчивости изученного разреза, автором проведен циклический анализ, позволивший выявить закономерности появления слоев потенциальных коллекторов в разрезе баженовского горизонта на западе Широтного Приобья.
Высокая степень однородности изучаемых отложений на территории исследования не позволила провести автору полноценный фациальный анализ. Поэтому в настоящей работе фациальная изменчивость баженовского горизонта Западной Сибири описана на основании геологических разрезов, выделенных Брадучаном Ю.В., Гольбертом А.В., Гурари Ф.Г., Захаровым А.В. и др. [4], а также по данным, опубликованным в [50]. Полученная карта фациальной изменчивости региона дополнена в районе западной части Широтного Приобья результатами настоящих исследований.
По фациальной изменчивости отложений на площади (фациальным картам), воссоздавались палеогеографические обстановки осадконакопления, особенное внимание при этом уделялось территории исследования. Прослежена история развития баженовского горизонта на западе Широтного Приобья, а также вьщелены и подробно освящены основные этапы накопления и преобразования отложений объекта исследований.
Все полученные в рамках лито-геологических исследований результаты и выводы легли в основу сейсмогеологического моделирования, описанного в главе 3.
Для удобства читателей более подробная методика каждого конкретного исследования дана в начале соответствующего параграфа.
Особенностью изученных разрезов является гранулометрический состав пород, представленный тонким материалом пелитовых (нефелоидных) в основном кероген-глинисто-кремнистых породами и тонкими (размер раковин около 0,1 мм) планктоногенными образованиями (см. 2.3).
Баженовский горизонт «насквозь пропитан» УВ, в толще часто фиксируется АВГТД. Углеводороды содержатся во всех без исключения литологических типах отложений нижнетутлеймской подсвиты на западе Широтного Приобья, окрашивая их в темно-бурый до черного цвет. Это затрудняет выделение слоев и циклитов в реальном разрезе (по керну до изготовления шлифов), но стоит отметить, что по комплексу каротажных кривых разные типы пород обособляются довольно четко (см. 3.4).
Макроскопически керн из интервала нижнетутлеймской подсвиты (рис.2.1а) представлен преимущественно тонкошштчатыми, легко раскалывающимися по слоистости, темно-бурыми до черных, пелитоморфными породами с резким запахом углеводородов. В породах встречаются горизонтальные трещины (1-2 мм), выполненные кальцитом, пиритизация, остатки фауны, в основном белемниты и онехиты. В подошве подсвиты встречаются трещинно-кавернозные известняки (толщиной до 1.5 м), весьма однородные, микритовые, разбитые многочисленными разнонаправленными трещинами с кавернами (до первых см), верхняя граница резкая неровная. Выше залегает пачка битуминозных глинисто-кремнистых пород, перекрытых вторичными известняками, толщиной 0,5-1 м, крепких, более плотных пород (радиоляриты) с неясной слоистостью. Вторая пачка сложена преимущественно кремнистыми тонкоплитчатыми породами, перекрытыми доломитизированными радиоляритами (толщиной до 3 м). Третья пачка сложена глинисто-кремнистыми битуминозными породами, перекрытыми известняком. В четвертой пачке карбонатность битуминозных пород возрастает, судя по появлению реакции с соляной кислотой, эта пачка также завершается слоем вторичного известняка. Верхняя пачка сложена наиболее глинистыми кремнистыми битуминозными породами. доломиты кремнистые апорадиоляритовые Рис.2.la. Состав и строение отложений баженовского горизонта на западе Широтного Приобья составе каждого литотипа. Так, основная масса пород баженовского горизонта имеет кремневый состав, отдельные прослои отличаются существенно карбонатным составом, - это известняки и доломиты, редко кремнистые, в которых глинистая составляющая практически отсутствует. При этом подстилающие отложения абалакской свиты напротив глинистого состава.
Существующие взгляды на строение коллекторов баженовского горизонта
По мнению Захарова В.А. на территории Западной Сибири во время накопления отложений баженовского горизонта господствовал субтропический климат — семиаридный на юге и семигумидный на севере. Среднегодовая температура вод в эпипелагиали в средпеволжское время составляла + 13... 18С [17]. Температура придонных вод, судя по составу бентоса, могла опускаться до нескольких градусов. Соленость вод баженовского моря но абсолютному показателю была близка к современной океанической, в открытой пелагиали она составляла 34 %«17].
Несколько другого мнения придерживается А.Г. Тарасов, считающий, что формирование пород баженовского горизонта происходило в морском заливе с повышенной соленостью в период максимальной аридюации климата. При этом периодическое поступление арктических вод с соленостью ниже нормальной (менее 30 %о) через северный пролив не позволяло галогенезу развиваться до высшей стадии. По его мнению, во внутренней части бассейна (на месте центральной впадины) существовала халистатическая зона с повышенной соленостью [611.
Наибольший объем арктических вод поступал в баженовское море через северный пролив (район современного п-ова Ямал), который был относительно глубоководным [17]. Здесь, вероятно, существовало подводное поднятие (порог), вертикальные движения которого, равно как и изменения уровня моря, регулировали поступление водных масс и аэрацию на дне Центральной впадины. О наличии поднятий свидетельствует отсутствие в разрезах на севере п-ова Ямал стратиграфических интервалов, соответствующих части или всей баженовской свите, и широкое развитие верхнеюрских песчано-алевритовых пород [17]. Размывы отложений связываются с периодами расширения и углубления северною прохода и одновременно усилением течений. Подъем порога затруднял обмен вод, что вело к образованию халистатических зон во впадинах, а это тормозило расселение бентоса, по способствовало сохранению органического вещества [17.
Глубина любого палеобассейна является одним из спорных вопросов в геологии. Для баженовского бассейна наиболее обоснованным и распространенным является мнение, что глубина составляла 200-500 м 17, 51]. В районе исследований баженовская толща перекрывается клиноформнымн отложениями фроловской свиты, высота клиноформы составляет 150-200 м, что может также отражать глубину моря. Отсутствие в изученных на территории исследований отложениях знаков волновой ряби указывает на довольно большую глубину бассейна, тогда как на востоке и юго-востоке ЗС знаки ряби в отложениях широко распространены и указывают на прибрежную мелководную зону бассейна.
В целом бассейн отличался спокойной гидродинамикой, о чем свидетельствует развитие пелитовых пород на большей части Западно-Сибирской плиты (рис.2.19). Придонные иловые воды центральной впадины, по-видимому, были заражены сероводородом, и лишь на отдельных участках (из-за малых темпов осадконакоплепия) сохранились условия для образования окисных форм железа [IT]. На широкое развитие аноксии придонных вод центратьной впадины указывает большое количество пиритизированных остатков фауны, и даже отдельных слойков (1-2см). высокая степень сохранности органики, а также незначительное распространение бептосной фауны: она встречается в юго-восточных районах Западной Сибири, где песчанистость отложений заметно выше (рнс.2.19). Фауна остальной территории представлена в основном нектоном и планктоном.
Лноксидные обстановки 17. судя по значительному снижению битуминозное западных и восточных разрезов, характерны были только для центральной впадины, что вполне логично, учитывая мелководность моря на западе, востоке и юге Западной Сибири.
Для центральной части бассейна предполагается преобладание объемов биогенного осадконакоплепия над терригенным. происходившего в условиях низких скоростей седиментации: темп осадконакоплепия составлял 0.002-0.003 мм в год [17], Это подтверждается тем. что при времени формирования толщи примерно 8 млплет [17]. ее толщина составила от 25 - 60 м.
Описанные выше физико-географические особенности баженовского бассейна седиментации, позволяют расшифровать основные обстановки осадконакопления, господствующие в конце юрского - начале мелового периода в Западной Сибири в целом и на западе Широтного Приобья (территория исследований) в частности. Фактической базой выделения конкретных обстановок являются карты фаций (рис.2.17).
Обстановка накопления сильно битуминозных глинисто-карбонатно-кремнистых отложений (рис.2.20) представляет собой наиболее глубоководную часть бассейна. Отложения данной обстановки отличаются тонкой горизонтальной слоистостью пород, низким (5-20 %) содержанием алевритового терригешшго материала, полным отсутствием песчаников, выдержанностью слоев. На отдельных участках глубины, вероятно, превышали 200 м. в придонном слое существовали восстановительные условия (реже окислительные), судя по высокой степени сохранности органики, придавшей отложениям фации черный цвет. Осадконакоплснис. вероятно, происходило в спокойных гидродинамических условиях, практически при отсутствии движения воды у дна.
Данная обстановка осадконакопления включает в себя две фации: (1) глинисто-карбонатно-кремнистых битуминозных отложений (выделена на территории исследований) и (2) карбонатно-кремнисто-глинистых битуминозных отложений. Первая фация содержит фауну двустворок и разнообразного планктона, вторая - аммонитов, белемнитов и также планктона. Отличием обстановок является увеличение доли терригенного материала, по сравнению с биогенным, происходящее при переходе от первой фации ко второй, связанное с более близким расположением источников сноса. На основании изучения отложений на территории исследования, образования рассматриваемой обстановки можно отнести к следующим группам генетических типов (табл.2.4). распространенная группа - отложения малоподвижных и застойных участков дна. представленные тонкослоистыми глинисто-кремнистыми битуминозными породами с обильной фауной планктона, обогащенные пиритом (Л Г Kl. К2) - образуются при фоновой седиментации, в спокойных условиях при равномерном поступлении небольшого количества глинистого и мелкоалевритового материала в условиях сероводородного заражения придонных вод. ГТО седимеханогенные, тиховодные, пелагические. І Іеслоистьіс кремневые породы со стяжениями (JIT К4) образуются редко, при активной переработке осадка илоедами (биотурбации). в случае аэрируемое верхней части осадка. ГТО биотурбиты.
Применение полученных результатов при создании трехмерной геологической модели строения баженовского горизонта на участке сейсморазведки 3D
Результаты исследований, описанные ранее, позволили выделить прослои потенциальных коллекторов в разрезе баженовского горизонта па западе Широтного Приобья, выявить закономерности их появления в разрезе и морфологию. Установлено, что грещипно-кавернозпые коллекторы развиты локально, а коллекторы трещиппо-порового типа, сформированные в радиоляритах, имеют широкое площадное распространение.
Для решения практических задач необходимо закартировать распространение коллекторов на территории исследований, проведя прогноз свойств разреза баженовского горизонта в межскважинном пространстве. Слои потенциальных коллекторов имеют небольшие толщины (1-3 м). при этом располагаются среди битуминозных глинисто-кремнистых пород, составляющих до 80% толщины горизонта. Баженовский горизонт является нестандартным объектом, по которому нет ни статистики применения различных методик прогноза свойств толши в межскважиниом пространстве, ни общепринятых методик проведения прогноза. Поэтому необходимо было, в первую очередь, установить, способны ли современные методы сейсмического прогноза уловить -изменения свойств разреза в межскважиниом пространстве.
Обоснование возможности применения сейсмических методов для картирования различных типов разреза баженовского горизонта
В пределах изучаемого района - крайнего запада Широтного Приобья (в частности - Средпе-Назьгмского и Галятювского месторождений) - в баженовском горизонте коллекторами являются крепкие фешиноватые прсимушествешю карбонатизированиые слои радиоляритов, которые по всем методам ГНС и жесткостным параметрам резко отличаются от вмещающей их гжнисто-кремнтгетой тонкослоистой сильно битуминозной матрицы. Во избежание многочисленных повторений данеє используются термины «потенциальные коллекторы» и «плотные (высокоскоростные) прослои», как синонимы.
Таким образом, на западе Широтного Приобья коллекторские интервалы четко приурочены к определенным контрастным но свойствам с вмещающей толщей слоям. Для обоснования возможности применения сейсмических методов в целях прогноза зон распространения коллекторов в баженовском горизонте на Среднс-Назымском и Галяновском месторождениях в два лапа проведено двухмерное сейсмическое моделирование.
Первый этап моделирования имел своей целью показать, что изменчивость сейсмическою волнового поля в интервале зшіегания баженовского горизонта в значительной мерс определяется именно наличием в нем коллекторских пропластков. При этом для исключения возможности влияния на формирование волнового поля иных интервалов разреза, а также иных параметров самого стратона. моделирование проводилось на основе теоретических (синтетических) акустических кривьгх. в которых инвестировано влияние всех факторов, за исключением количества продуктивных слоев.
Дня этого созданы три базовые опорные кривые акустического каротажа, отвечающие трем основным геологическим типам строения баженовского горизонта.
Отличия разрезов заключаются в количестве слоев потенииальных. коллекторов и степени их трещиноватости (т.е. являются ли они действительно коллекторами).
Тил разреза 5к (рис. 3.17а) характеризуется наличием в разрезе пяти продуктивных коллекторских пропластков с суммарной эффективной толщиной 5 м. При этом в верхней пачке баженовского горизонта расположены два прондастка. а в нижней - три. Прототипами такого тина разреза послужила высокопродуктивная скв.219. баженовского горизонта также расположены два проп.тастка, а в нижней - три. I [рототипом такого типа разреза послужила пизкопродукгишіая скв.2024.
Наконец, тип разреза 2nk (рис. 3.17в) характеризуется натичием в разрезе только двух непродуктивных плотных пропластков (толщиной 2 м) с суммарной эффективной толщиной 0 м. приуроченных к нижней пачке баженовского горизонта. Прототип типа разреза -пизкопродуктивная скв.311.
На основе данных грех типов акустических кривых в программном комплексе LogM пакета Geographix Discover) (Landniark-Halliburton) создан модельный временной разрез (рис. 3.18). При моделировании использовалась свертка с теоретическим модельным импульсом Рикера с несущей частотой 35 Гц. На полученном разрезе по напра&тению слева направо моделируются три ситуации постепенного изменения строения и пефтепродуктивпости баженовского горизонта. От скв.5к до скв.2пк происходит общее уменьшение числа плотных пропластков коллекторов и уменьшения их пустотности вплоть до полного замещения. От скв.2пк до скв.5пк происходит увеличение числа плотных пропластков. однако все они остаются неколлскторами. От скв.5пк до скв.5к число плотных пропластков сохраняется, при этом все они поегепенно приобретают высокие коллекторские свойства.
На временном разрезе (рис. 3.18) видно, что описанная изменчивость строения разреза приводит к изменениям волновой картины.
В рамках модуля STRATA данного ПК на основе привязки только одной из скважин (скв.5пк) получен разрез импедансов (рис. 3.19), на котором, несмотря па невозможность дстшшзации каждою плотного прошастка в отдельности, четко видны отличия всех трех типов разреза. При этом сюит обратить внимание на устойчивость решения ОДЗ в рамках данного подхода - для обеих скважин, имитирующих разрез типа 5к и расположенных в различном положении относигельно базовой скважины, получены одинаковые разрезы импеданса. На примере расчетной кривой средних значений импеданса в интервале залегания нижней пачки бажеиовского горизонта построенной по рассматриваемому разрезу, видна возможность реализации численного анализа полученных разрезов, а значит, и картирования геологических типов разреза по площади.
Второй этап моделирования был направлен на решение аналогичной задами, т.е. доказательства ВОЗМОЖНОСТИ применения сейсмических методов для разделения нефтспродуктивных типов разреза, однако он основывается уже на использовании акустических кривых по реальным скважинам. Таким образом, при моделировании учитывались не только реальные замеренные значения скоростей в коллекторских пропластках и неколлекгорах баженовского горизонта, кроме того учитывалась литологичеекая изменчивость подстилающих и перекрывающих отложений.
Для моделирования использованы материалы ГИС следующих скважин. Скв.2024 Галяшвской, в которой содержится большое число проиластков неколлекторов, с суммарной эффективной толщиной 2 м. Скв.ЗП Среднс-1 [азымской, которой вскрыт разрез с небольшим числом проиластков коллекторов с низкими ФЕС (суммарная эффективная толщина 1.4 м). Скв.219 Среднс-І Іазьімской, вскрывшей высоко перспективный тип разреза, содержащий большое число продуктивных проиластков (суммарная эффективная толщина равна 7.4 м).
Моделирование осуществлялось по технологии, описанной выше. При этом на основе полученного модельного временного разреза, путем его клонирования получен модельный сейсмический куб. по которому в программном комплексе I-iampson-Russel (COG Veritas) с использованием опорной скв.219 Срсднс-Назымской рассчитан куб псевдоакустических жесткое гей (плотность всех пород принята равной 2500 кгАг). Такой подход с получением сейсмического куба имеет своей целью проведение в процессе псевдоакустического преобразования контроля устойчивости решения ОДЗ используемым алгоритмом инверсии.
Для анализа полученного куба (рис. 3.20а) построены две карты. І Ісрвая (рис. 3.206) указывает на распределение средних значений импедансов в интервале баженовскою горизонта, которые, в целом, согласно всем представленным ранее данным, должны коррелировать с толщиной проиластков потенциальных коллекторов. Вторая карта (рис. 3.20в) также отображает средние значения импедансов, но она рассчитана после применения фильтрации исходного куба импедансов. Фильтр настраивался таким образом, чтобы «вырезать» из куба интервалы разреза с низкими значениями импеданса, отвечающими «матрице», и оставить только тс значения, которые отвечают слоям потенциальных коллекторов. Граничное значеіше для фильтрации подобрано эмпирически и принято равным 10 000. Таким образом, вторая карта указывает на средние значения жесткости интервалов разреза, содержащих плотные пропластки. что. согласно рассмотренным ранее материалам, должно обратно пропорционально коррелировать с их ФЕС. Чем ниже жесткость плотных проиластков - тем вьппс их пустотность и, следовательно. ФЕС.
Скв.2024 вскрывает разрез баженовского горизонта, отличающийся наличием большого числа (8.6м) плотных (высокоскоростных) пропластков. из которых тогько два являются коллекторами (2м) причем с низкими ФЕС. На обеих полученных каргах видно, что скв.2024 расположена в зоне с наиболее высокими значениями импедансов (красный - желтый цвета), что говорит о корректном отображении геологической ситуации в сейсмических данных (высокие значения на рис.3,206 указывают на большое количество плотных пропластков. а высокие значения на рис. 3.20в - на их низкие ФЕС).
