Введение к работе
Актуальность исследования. В последние годы все более значимой становится проблема вовлечения в промышленную разработку сверхвязкой нефти (СВН) пермской системы, представляющей собой нетрадиционное комплексное топливно-энергетическое и химическое сырье с первичной углеводородной основой. В соответствии с классификацией, принятой в ПАО «Татнефть» [Хисамов и др., 2009], к СВН относится углеводородное сырьё с плотностью более 900 кг/м3 и вязкостью более 200 мПа*с (при плотности более 1000 кг/м3 вязкости до 50 000 мПа*с).
Освоение месторождений СВН позволит восполнить запасы, поддержать необходимый уровень добычи углеводородов (УВ) и обеспечить их воспроизводство на перспективу. Это особенно актуально для старых нефтедобывающих регионов, к которым относится Волго-Уральская нефтегазоносная провинция (НГП), на территории которой находится район исследований (Рисунок 1).
Рисунок 1. Обзорная карта района исследований (составил А.З. Ахметшин) 1 – граница структур I-го порядка; склоны Южно-Татарского свода: 2 – западный, 3 – юго-западный, 4 – южный; 5 – граница района исследований; 6 – границы участков исследований №№ 1 и 2; 7 – административная граница субъектов Российской Федерации; 8 – города и их названия
Перспективы освоения ресурсов данного вида сырья в первую очередь связаны с западным, юго-западным и южным склонами Южно-Татарского свода (ЮТС). Это обуславливает актуальность изучения данного района в плане комплексной оценки нефтебитумоносности.
Целью работы является выявление закономерностей размещения и особенностей геологического строения залежей СВН в нижнепермских и уфимских отложениях в пределах района исследований, определяющих дальнейшее направление геологоразведочных работ (ГРР) на сверхвязкую нефть для ее рационального освоения.
Поставленные задачи:
-
Рассмотреть особенности геологического строения нижнепермских и уфимских природных резервуаров.
-
Выявить закономерности пространственного размещения и провести группировку залежей СВН района исследований.
-
Проанализировать состояние ресурсной базы СВН пермской системы и определить пути ее наращивания, в том числе оценить возможности освоения данного вида сырья на малоизученных землях Южно-Татарского свода.
-
Обосновать выбор объектов разработки, определить оптимальную методику проектируемых на них геологоразведочных работ и разработать рекомендации по подготовке залежей СВН к промышленному освоению.
Методы исследования. Основные задачи в работе решались путем сбора и анализа всего массива фактического материала по геологии и нефтебитумоносности нижнепермских и уфимских отложений на момент исследования. В качестве основного источника информации выступали результаты структурного, специализированного на СВН, оценочного, а также глубокого нефтепоискового бурения (макроописание и данные аналитических исследований керна, материалы геофизических исследований скважин (ГИС)) – всего более 3000 скважин. На основе вышеуказанных данных осуществлялись построение и анализ структурных карт, карт изопахит, карт эффективных нефтенасыщенных толщин, а также геологических и геолого-геофизических профилей, в зависимости от конкретно решаемой задачи.
Защищаемые положения:
-
Установлено, что формирование нижнепермских и уфимских нефтескоплений происходило в зоне гипергенеза из нефти, поступившей из нижележащих каменноугольных и девонских отложений по зонам трещиноватости, соответствующим глубинным разломам.
-
Определены три направления наращивания ресурсной базы сверхвязкой нефти в нижнепермских и уфимских отложениях района исследований: выделение
перспективных структур шешминского горизонта и оценка ресурсов категории C3, выделение нефтеперспективных участков в нижнепермском комплексе на западном склоне Южно-Татарского свода, оценка ресурсов на малоизученных землях Южно-Татарского свода.
3. Оптимизация методики геологоразведочных работ и подходов к получению геолого-технологических параметров определяют возможности вовлечения залежей сверхвязкой нефти в промышленное освоение.
Новизна исследований заключается в следующем:
показана четко прослеживаемая закономерность, заключающаяся в приуроченности нижнепермских и уфимских нефтескоплений к региональным разломам, при этом наиболее интенсивные нефтебитумопроявления характерны для участков пересечения разломов различной направленности;
разработана методика выделения перспективных структур, использование которой позволило в период с 2010 по 2013 гг. выделить 13 новых поднятий шешминского горизонта, контролирующих залежи СВН и оценить ресурсы по категории С3, а также детализировать особенности их морфологии и структурной позиции;
выделены перспективные участки для проведения поисково-оценочного бурения с целью обнаружения залежей СВН, приуроченных к карбонатным коллекторам нижнепермского комплекса на западном склоне ЮТС и оценены перспективы малоизученных земель (на примере участков исследований №№ 1 и 2) с выделением локальных участков, которые могут представлять интерес для поиска и оценки промышленно значимых залежей;
сделан вывод о сложном геологическом строении залежей СВН песчаной пачки, характеризующимся невыдержанностью толщин и фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС) коллекторов продуктивного пласта по площади и разрезу, наличием водоносных пропластков в пределах залежей, сложной (извилистой) конфигурацией водонефтяного контакта (ВНК), наличием газовой шапки, невыдержанностью физико-химических свойств и состава УВ;
проведена работа по выделению поглощающих пластов и оконтуриванию зон поглощения в плане на основе данных бурения скважин, составлена сводная карта зон поглощения осадочного разреза выше песчаной пачки шешминского горизонта и оценены наиболее возможные направления миграции теплоносителя за пределы паровой камеры при разработке Ашальчинской залежи сверхвязкой нефти.
Практическая и теоретическая значимость диссертационной работы заключается в возможности использования выявленных особенностей пространственного размещения СВН в нижнепермских и уфимских отложениях при
прогнозировании её распространения на малоизученных землях ЮТС. Результаты исследований позволили нарастить ресурсную базу в изучаемом районе и определить дальнейшие перспективные направления ГРР. Кроме того, итоги работы позволяют рационально подходить к освоению ценного в народном хозяйстве вида сырья путем сужения поисково-оценочных и разведочных работ, а также решению экологических задач.
Достоверность защищаемых положений подтверждена комплексным характером исследований, выполненных автором, постановкой и успешным решением задач по систематизации и анализу геолого-геофизических данных предшествующих работ, их объёмом; формированием, переобработкой и использованием баз новых геолого-промысловых и геофизических материалов; подсчетом запасов сверхвязкой нефти залежей, выделенных автором, и постановкой их на Государственный баланс; успешной реализацией трех Программ геологоразведочных работ ПАО «Татнефть», направленных на подготовку ресурсов СВН к промышленному освоению.
Личный вклад соискателя состоит в непосредственном участии в разработке ряда актуальных тем, касающихся оценки возможности освоения сверхвязкой нефти в центральной части Волго-Уральской НГП, наращивания ресурсной базы данного вида УВ, выборе залежей для проведения на них ГРР с целью подготовки их к промышленной разработке в рамках Программы освоения ресурсов СВН, в том числе ответственным исполнителем.
Результаты исследований прошли апробацию на итоговой конференции Казанского (Приволжского) Федерального университета за 2010 год; молодежных научно-практических конференциях ПАО «Татнефть» (2010, 2014, 2015, 2016 Альметьевск); Международных научно-практических конференциях: «Инновации и технологии в разведке, добыче и переработке нефти и газа» (2010, Казань), «Высоковязкие нефти и природные битумы: проблемы и повышение эффективности разведки и разработки месторождений» (2012, Казань), «Трудноизвлекаемые и нетрадиционные запасы углеводородов: опыт и прогнозы» (2014, Казань), «Особенности разведки и разработки месторождений нетрадиционных углеводородов» (2015, Казань); XVI Международном симпозиуме студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (2012, Томск); молодежной научно-практической конференции, посвященной 20-летию ТГРУ (2013, Казань); III Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского (2013, Санкт-Петербург); Всероссийской научно-практической конференции «Нефтегазовый комплекс: образование, наука и производство» (2014, Альметьевск); молодежной научно-
практической конференции, посвященной 50-летию со дня празднования Дня геолога (2016, Казань).
Результаты работ автора использованы в отчетах Татарского геологоразведочного управления (ТГРУ) ПАО «Татнефть», а также в научно-исследовательских работах по грантам № 13-05-97039/2013 (РФФИ) «Изучение влияния условий седиментации терригенных природных резервуаров на размеры и морфологию в них ловушек углеводородов и петрофизические свойства пород-коллекторов» и № 15-45-02440/2015 «Научные основы освоения высоковязких нефтей Республики Татарстан».
Публикации. Основные защищаемые положения и итоги проведенных исследований представлены в 16 публикациях, в том числе в 4 статьях в журналах, входящих в Перечень, рекомендованный ВАК.
Объем и структура работы. Работа состоит из введения, 5 глав и заключения. Текст с 38 рисунками, 17 приложениями и 5 таблицами изложен на 181 стр. Список использованных источников содержит 100 наименований.