Введение к работе
Актуальность работы
В настоящее время на территории Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна (ЗСНГБ) геологоразведочные работы ориентированы не только на доразведку уже открытых месторождений и поиск новых перспективных структур, но также на поиск залежей углеводородных флюидов в нетрадиционных объектах. Одним из таких объектов является баженовский горизонт, который «в качестве нефтеносного горизонта рассматривается как пласт Юо» (МСК, 2004). Зона сочленения Сургутского и Красноленинского сводов, где доказана нефтеносность баженовской и тутлеймской свит, является одной из наиболее перспективных для изучения баженовского горизонта.
Баженовский горизонт отличают условия седиментации, литологический состав, физические свойства пород, высокие концентрации органического вещества (ОВ) и огромная площадь распространения (свыше 1 млн. км2). Высокие концентрации биогенного кремнезёма и ОВ определили контрастные физические характеристики пород баженовского горизонта в терригенном разрезе осадочного чехла ЗСНГБ: низкая плотность, высокая радиоактивность, высокое электрическое сопротивление, поэтому породы баженовского горизонта, с одной стороны, чётко отображаются в различных физических полях, а с другой стороны, требуют особого подхода к интерпретации физических свойств.
В связи с этим актуальной является задача разработки новых критериев разделения пород баженовского горизонта на типы, которые отражали бы, с одной стороны, дифференцированность их по вещественному составу и коллекторским свойствам, а с другой, позволяли бы перейти к физическим характеристикам, определяемым в скважине по комплексу ГИС. (Здесь и далее под вещественным составом породы будем понимать концентрацию в ней всех минералов и неминеральных компонентов, в том числе флюидов, заполняющих поровое пространство).
Цель работы: Провести типизацию пород баженовского горизонта по комплексу нефтегеологических данных и выявить закономерности их внутреннего строения и нефтеносности в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. изучение вещественного состава и деформационно-прочностных свойств пород
баженовского горизонта;
2. сравнительный анализ сводных литолого-геохимических разрезов;
3. выявление взаимосвязей вещественного состава и физических свойств пород
баженовского горизонта;
-
разработка литофизической типизации и выделение парагенетических ассоциаций пород, обладающих близкими физическими свойствами;
-
изучение строения и нефтеносности баженовского горизонта в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов.
-
оценка изменчивости внутреннего строения баженовского горизонта по латерали, выраженной в соотношении и мощности отдельных парагенетических ассоциаций пород.
Предпосылкой для решения поставленных задач явились многочисленные фундаментальные исследования геологов и геофизиков, занимающихся проблематикой баженовской свиты и её аналогов. Среди них: Ю.В. Брадучан, Ф.Г. Гурари, А.Э. Конторович, И.И.Нестеров, Ф.К. Салманов, А.В.Тян,ВИ. Шпильман,Т.Т. Клубова, Т.В. Дорофеева,С.Г. Неручев, СИ. Филина, М.В. Корж, М.С. Зонн, Ю.В. Занин, О.М. Мкртчян, ВЛ. Сонич, В.В. Хабаров, О.М. Нелепченко, Н.М. Белкин, Г.С. Ясович, А.В. Гольберт, А.Н. Гусева, Ю.В. Щепеткин, Н.В. Лопатин, И.Н. Ушатинский, И.В. Гончаров, О.Г. Зарипов, М.Ю. Зубков, В.А. Захаров, ОВ. Барташевич, Г.Р. Новиков и многие другие. Огромные по объёму и своей научной ценности работы выполнены научными коллективами в ЗапСибНИГНИ, ВНИГРИ, ВНИГНИ, СНИИГГиМС, ИГНиГ СО РАН, ИГиРГИ, МГУ и др.
Практическая ценность работы заключается в повышении эффективности геологической интерпретации материалов ГИС в интервале баженовского горизонта в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов. Полученные результаты уточняют и детализируют представления о строении и нефтеносности баженовской и тутлеймской свит, позволяют выделять в разрезе породы, к которым могут быть приурочены коллекторы, и оценивать их пористость по данным ГИС. Новые данные о типе коллектора и его положении в разрезе нижнетутлеймской подсвиты легли в основу рекомендаций по дальнейшему проведению геологоразведочных работ на Средне-Назымском месторождении.
Научная новизна
Для баженовского горизонта выявлены взаимосвязи литологического состава пород, концентрации в них ОВ, деформационно-прочностных, текстурных характеристик, плотности и других физических свойств пород, определяемых их вещественным составом (концентрация урана, калия, тория, водородный индекс).
Выявлены черты сходства и различия строения разрезов баженовского горизонта, выраженные в распределении парагенетических ассоциаций пород с различной глинистостью и концентрацией ОВ, соответствующих основным нефтематеринским толщам и породам, к которым могут быть приурочены коллекторы.
В нижнетутлеймской подсвите впервые доказано наличие поровых коллекторов в силицитах и карбонатизированных силицитах, и выявлены микротрещины на границе с
нефтематеринскими толщами, обусловленные генерационными и миграционными процессами.
Впервые с использованием данных ГИС проведена оценка изменчивости строения разрезов баженовского горизонта по латерали в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов.
Защищаемые положения
1. Выделены четыре парагенетические ассоциации пород баженовского горизонта,
обладающие сходными физическими свойствами: (1) глинистые и карбонатно-глинистые
силициты, содержащие органического вещества больше 5%, (2) глинистые и карбонатно-
глинистые силициты, содержащие органического вещества меньше 5%; (3) силициты и
карбонатизированные силициты; (4) метасоматические карбонаты. В породах третьей и
четвёртой ассоциаций концентрация органического вещества убывает с ростом степени
карбонатизации.
-
Разрезы баженовского горизонта представлены циклическим чередованием парагенетических ассоциаций пород с различной глинистостью. По содержанию органического вещества в парагенетических ассоциациях пород и урана в нём разрезы делятся на две части. В нижней части концентрация ОВ меньше 5%, концентрация урана в нём до 0,1*п%, в верхней части концентрация ОВ больше 5%, концентрация урана в нём до п%.
-
Пласт Юо баженовского горизонта в зоне сочленения Сургутского и Красноленинского сводов представляет собой группу коллекторов мощностью до нескольких десятков см каждый, которые сложены хрупкими низкоглинистыми силицитами и карбонатизированными силицитами.
-
В разрезах баженовского горизонта суммарная мощность силицитов и карбонатизированных силицитов, к которым могут быть приурочены коллекторы, возрастает от Красноленинского свода к Сургутскому.
Апробация работы Основные научные положения, различные аспекты и практические результаты диссертационной работы докладывались на X и XII Международных научно-практических конференциях «ГЕОМОДЕЛЬ» (г. Геленджик, 2008 и 2010гг.); Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые в геологии нефти и газа» (г. Москва, ВНИГНИ, 2010г.); Российском совещании с международным участием «Минеральные индикаторы литогенеза» (г. Сыктывкар, 2011г.); 1-й Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П. Карпинского (г. Санкт-Петербург, 2009г.); научно-практической конференции «Современные вызовы при разработке и обустройстве
месторождений нефти и газа Запанной Сибири» (г. Томск, 2011 г.); III и IV научно-практических конференциях «Математическое моделирование и компьютерные технологии в разработке месторождений» (г. Уфа, 2010 и 2011гг.), Международной конференции молодых учёных и специалистов «Ломоносовские чтения» (г. Москва, МГУ, 2011).
Результаты проведенных исследований по теме диссертации изложены в 8 опубликованных работах, в том числе в двух журналах, рекомендованных ВАК.
Фактический материал В основу диссертационной работы положены следующие материалы, полученные с использованием современной компьютерной техники: литологическое описание колонок керна 14-ти разведочных скважин Средне-Назымской, Явинлорской, Назаргалеевской, Ай-Пимской, Маслиховской, Рогожниковской площадей, результаты лабораторных исследований, включающие стандартные петрофизические исследования по 294 образцам (определение открытой пористости по керосину, определение абсолютной газопроницаемости, определение удельного электрического сопротивления, определение объемной и минералогической плотности и др.), специальные петрофизические исследования по 53 образцам (рентгеновская микротомография, растровая электронная микроскопия, нейтронно-активационный анализ, f-радиография, ренгенофазовый анализ, рентгенофлуоресцентный анализ и др.), геохимические исследования ОВ методом пиролиза Rock Eval по 153 образцам и газо-жидкостной хроматографии по 17 образцам. Также при подготовке работы были использованы материалы комплекса ГИС: спектрометрический гамма-каротаж по 40 скважинам, гамма-каротаж, индукционный, нейтронный, боковой, плотностной каротажи, кавернометрия по 65 скважинам.
Личный вклад автора Автор провел литологическое описание колонок керна по 8 скважинам, вскрывших баженовскую и тутлеймскую свиты, отобрал образцы и подготовил коллекцию керна к комплексу лабораторных исследований, адаптированному к отложениям баженовского горизонта. При непосредственном участии автора проходила разработка технического задания на проведение комплекса лабораторных исследований. Автор собрал и обобщил материалы, провёл комплексную интерпретацию данных петрофизических, механико-прочностных, геохимических и литологических исследований, собрал материалы комплекса ГИС по 50 скважинам баженовской и тутлеймской свит и провел их интерпретацию.
Структура и объем работы Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 165 наименований, иллюстрирована 81 рисунком и содержит 18 таблиц. Общий объем работы составляет 187 страниц.
