Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Прогнозирование пластового давления и фазового состояния углеводородов в сложнопостроенных мезозойских регионально нефтегазоносных комплексах Восточного Предкавказья

ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Прогнозирование пластового давления и фазового состояния углеводородов в сложнопостроенных мезозойских регионально нефтегазоносных комплексах Восточного Предкавказья"

«ОЗНЕНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ

ФТЯНОЙ ИНСТИТУТ «ив. М./ШИЛЛИОНШИКОВА

Для служебного пользован*

Экз. N,0(70004

На оравах рдгко»»<»

УДК 953. 98 : 550. 622 : 532. 11 (470 о

ВАРЯГОВ Сергей Анатольевич

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПЛАСТОВОГО ДАВЛЕНИИ

И ФАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ

В СЛОЖНОПОСТРОЕННЫХ МЕЗОЗОЙСКИХ РЕГИОНАЛЬНО НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ КОМПЛЕКСАХ ВОСТОЧНОГО ПРЕДКАВКАЗЬЯ

еожалыюотъ 04.00Д7 - Твологм, аошсжн р&эвешсд явфтных ■ газовых месторождений*

ВТОРЕФЕРАТ

зсертадин на сокскашв ученой степей«

иааоата геолого—минералогически на/к

ГРОЗНЫЙ, 1©в2 г.

Работ* аиповвева в» мфедре "ГЬодогм вефт* ■ ги*" Гроэвенского оцаев» Трудового Красного Эвакеи ифтямго жястатута вмевв »■алею ха |аД,1ш1Ш1о>1.

Bayvti* руководима: доктор гео*ого-»вверадоп|ческях в «ух,

профессор S.A.Ctepieaxo Офвцвамше опповвшти: доктор геодого-ивкерааопгчвсквх мук, профессор С.а.Сшрвова кавпдат гаоаого-имерадотесвжх мук В,|.Акжреса

Эедуаее нрвдпржяпе: аровэасастаеввя оОмдамв» "ОтмрошЛь-вефтвгаа"

Запта состой ток *2 3« 1992 юл » 9°°чао.

м заседали «омшадивроаажвого совета К 063.60,02 ж Гроааев-охок вефхвво* ввстктут« ва.авад. 1*А.Нвиаошми оо адресу: 36*902. г.Гро»ш<Х, ГСП-2, проспект Реаодшав, 21.

С авссергаивоквов работа аожао мвааовктася а бв&авоте» Грозненского орде к» Трудового Краевою Звамевв вефтяаого ва -отштута внега акадешка • •¿."иадвсвккков».

Автореферат рааосааа * Z 3 * AfcZtf 1992 гожа.

Учета секретарь сшцвыпивроваяяого совета, ваиимат технически ваук

В.И.Ьеаевко

Актуалхноеть_работы. Основные перспектива увеличения добычи $ти и газа особенно в старых нефтегаэодобывавгах регионах, та-х как Восточное Предкавказье, связаны о поиокаии и разведкой пеяей углеводородов (УВ) в отдельных слабо иаучекннх их частях а нефтегазоносных комплексах.

Информация о начальных Пластовых давлениях (Н11Д) необходима, ■первых, для решения технологических вопросов, свяапиных о ¡аварийной проводкой скважин, и во-вторых, для выяснения уело! формирования залехей УВ. их фазового состояния и оценке пер-жгив нефтеглзоносноста сложнопострое иных комплексов.

Целью диосертационной работы является повышение точности и ¡товеряоеги методик прогнозирования НЛД и фазового состояния в слолнопостроенных регионально нефтегазонооних комплексах, юйация этих методик на фактическом материале Зостчного и За -ного Предкавказья, Твроко-Каспийского передового прогиба, При-пийокой впадина.

0сковныз_эвдачи исследований^ зучение влияния гравитаДиояного поля на потешиальнуо энвргио идсдинамической системы (ФДС);

оследоваТше отражения залеаей Ув различного фазового оостоя -в гравитационном, барическом и геотермальном полях; азработка понятий, лишенных тавтологических признаков; ¡»следование факторов формирования НПД.

Научная новизна £пОоты_ определяется следу ими основными ^льтатами:

Гстановлено, что ФДС во время землетрясений ведет себя как шейиая непрерывно-дискретная териодинак.кчески открнтая сис-характеру ввдяся процесомш локализации анерго- и масоопе-

ч

2. Пред л мен опсоой прогнозирования НЩ £ всдскооныя горизонте: г» совокупности геолого-гвофизичвокой информации;

3. Предложен способ ¡прогнозирования залевеЯ 73 и их фазозого с стояния, ооисванкыя ва выделении гравитеционяо-флЕидодинаиаче • ских лову ив к и отражении характера их насыщения в неоднородной грьвитационнеы поле £ эавнеинооти от териобарического ковффиви та.

Практическая це та ост ь_раб оты заклвчавтея в. том, что уст новденная закономерность поведения 6ДО в из однородной грааитьц ©ннеи поле Земли позволяет прогнозировать величины НЛЛ о цельп выбора оптимальной конструкции глубоких охвакин в техвологачве параметр«» их проводки. Кроив того, прздлсленкый способ прогис розакия ивстояолояония залвяея 78 и их фазового состояния даё возиожность во в и си ть эффективность псискоао-разведочкых работ КВфТЬ И ГйЗ„

Ре ал из |иия_раб оты. Результаты исслэдования иопользозаны > разработке конструкций и обосновании режима бурения параметра1 ских скважин: I Дорбу искал, I Доотлукская, I Вооточно-Ыярьияс] I Воеточно-Уваровская, I Озак-Суатсная, I Пригсрне некая, 8 Пр вычекая, 3 Степковск&я, го Советская, а также в рекомендациях заложение некоторых пои сков о-раэввдечгш скваяин на площадях всовредная и Урожай во некая. Они отражены в проекте и отчётах, кктых к и о пользовании в Ш "Ставропольнефтегаз".

Разработанные способы прогнозирования НПД, иестоподоЛюи задеяей УВ и их фазового состояния широко попользовались в ос ветотвувиих разделах курсов "Нефтегаэопровыоловая гэолошя и логические основы разработки нефтяных и газовых иесторовдений "Нефтегазопроаысловая геология и гидрогеология",

АиЕобщия работы., Основные положения диссертации должен

imих научпо-техтачеоких конференциях молодых учёных и спецн-:стов (Огаврвголь, 1586, 1987), Всесовдной конференции "Пути витая иаучва-техпячвсквго прогресса в юфтяавй и газ он ой про-лвввооти" (Грозный, 1967), 7 ежегодном оааещяин В»гивнальвоя иссии го Кавказу и Закавказье научного Совета АН СОСР по про-паи геологии и гэохишш нефти и газа ( Грозвий, 1987), респуб-авокеЯ яаучяв-твхническаа квяфергнци* "иадодввь Чечено-Ингу -вп яародяоау хозяйству" (Грозный, 1987), I Всеоооэнои совеад--савиварэ "Нефтегеэонвоввоть бвлыяих глубин и грязевой, вулха-i" (Баку, 1^89), В Воаовсзной конференции "Сисгвиннй пвдхед а мгви" (Иооета; 19©)¿ XI ^кввоких чтениях (Москва, 1969).

П£<3ликсции. Результаты проведенных исследования нзловены в зпублпкозашшх работах, tpt на ветерш цряанаян иаеОретеякяин. _ф^ктачоо1гаО_в*твряал. ОсиавсЗ диссертационной работы поолу-[ вослздезаиня аз тара, знпвлсвшшэ ва кафедре Теология нефти аа" Грэзпонокого ЕЭфтяяег» ввотигута.ва пари од 1906-1992гг. >рэи попользован фактический иатэриал, получении при набло -дх в иэлокекииа в печатных в руквниоаих р&Сотах П) "Ст&вро -.гафтегаз", "Овалротлькоф'мгеофвзнка", "Гроз нефть", "Грозкь-'во^изикп", "Дагнвфгь", "АктиЗинокиефть", СеэЕавНШнефть, его филиала СеаЕавВМШнефть я г.Пятигрроко, Грозвенского Rearo института, Института гасдэгаи Дагеотапского филиала АН гоолого-тзиатичвской экспедиции Ю "Стаэрапольнефтегаа", 1И, МГУ, ШИШИ, №РГИ, ШИИгаз и других организаций. Ана-ческую основу исолэдеваний осотавили более 3000 замеров НИ мператур, бела в I6D0 определений ускорения свободного падв-(УСП), более 1500 анализов кари», глубинных и пмврхавоткых

Пластовых флиидов около '*00 площадей Западного и Восточного кавказ 1Я, 11рикаспийской впадика, давние около 5000 зеилетря-

б

сепий, происшедших га территории Предхаахазы.

ОСьём £adeTUj_ Диссертационная работа состоит из вводе ки четырех гла» и заклвчения, изложенных на 145 страницах наши ноги ного текста, 26 раоунквв, б таблиц. Сгасск использоланной литер туры вкатает 252 наименования.

Работа выполнена под руководством доктора ге олого-ынкера логических паук, профессора Ю.А.Сгерленко, которому автор выраа от исхроннюв признательность и благодари есть.

Автор считает приятный долгой выразить свои благодарное! доктору геолого-ыянералогических наук, профессору М.Н.Смирноэоя каядидатам геолого-мвнералсгвческих наук А.И.Хребтову, В, П. Ctra j певу, Г. Н.Прозоров ей, Н.С.1Удвк, Й.Ц.Браягаку, B.U.Андрееву, це вне советы п замечания которых способствовали завершение рабети а таете главному ин&еквру геолвгв-те магической экспедиции ПО "С вросалькефтегаз", кандзд&ту геолего-шшзралогачвекпх наук П.СЛ ptmiony, о казака ей у Оолшуо гаиочь в сберэ фактического шперис ла.

Особую благодарность л признательность хочется выразЕгь своим соавторам опублмхеаавнше работ, о которыми было приятно легка работать, академику АИ РА Е.в.Иехтиеву, докторам геолоп минералогических наук Ю.А.Стерленко, З.А.Букааг-Эаде, кандидат; геолого-минералогаческих наук О.В.Грабкину, A.S.Лопатину, А.АЛ оиенко, А.И.Масленникову, И.АДернмову.

СОДЕрААНКЕ РАЮХа

В персй_главе излокены методология исследований и опре деление основных понятия.

Достигнутый уровень развития геологии, в частности геол гик изфти я газа, геофлгадодинакики,_ характеризуется возникши нием и укреплением ыетагеологии, влияние которой на тематику i

правления развитая reo л о гаи является доиинирувзди. Цетагеология гчает структуру, изтоды н развитие геологии. Под отруктурой ге-эпш понимается определенное взаимоотношение различных видов гчного знания. О писано взаимоотношение этих знания при достихе-I цели и решении задач исследований, которым пос'вясена диссер -тонная работа.

Сложившаяся ситуация в геологии нефти и rasa, геофлоидадина-ш требует строгого рассмотрения основных положений этих наук основе продуманной терминологической базы, так как правильно >рмулированноа понятие само по себе уае обладает гносеологичес-я овойотваш. Одниа нз ооноэных в диооертационной работе явля-■fl. понятие о флщдадииакическоа систеиг, год которой автор сов-!Тио о О.А.Сгерденга, Ш.в.Мехтиевьы, З.А.Буниат-Заде понимает юкушость взаимосвязанных и взаииорегулирусяих пространственно ивнвих элзцентов Земля с замеченными в них динамически ак -кыни флщдами, характерззуЕвиеся обили условиями создания и вития потенциальной энергии. ФДС находится в дисперсионно-ква-взновеоноа соотоянии, что является ар (явлением неопределенно -состояния элементов геоыинерального, геохимического, гвофиаи-кого уровней качественной организации и уровней структурной анизации: структурных единиц, структурных ячеек, элементов гео-(по Ю.П.Смирнову). Потенциальная энергия •» это внутренняя эн— ия фДС за вычетом тепловой.

Имеющиеся в литературе определения начального плаотового Дания не раскрывай сущность изучаемого явления и не отвечает бованиям, предъявляемым к определениям. В связи о этим пред -вляется необходима уточнить и конкретизировать физический зя НГЙ. Начальное пластовое давление - это объёмная паотность гнциальной энергии флвдоэ, находящихся в породах-коллекторах

в

при естественных условиях. В действительности иы не имеем ни одного замера НПД, но принимаем за НПД текущее пластовое давление, величина которого замерена или определена при минимально возя одной техногенном воздействии в процессе строительства н освоения скважин. Под аномальными НПД пониыаетоя НПД. величина которых отличается от тренда, характерного для данной ФДС. Это понятие в корне отличается от общепринятого, но годностью соответствует су щности явления. Сверхгидростатическое пластовое давление (СГПД) НПД, величина которого болиае величины гидростатического давлзни НПД, величина которого иеньше гидростатического давления, будем называть начальным Пластовым давлениеи. ниже гидростатического (НЩНЮ. П)адиент НВД определяется по формуле

где х. ,ч , г - координатор«. , е* , е» - единичные коордикатны векторы. Коэффициент гадростатичноотн НПД представляет ссхЗой от ■ ношение величины НПД к величине гидростатического давления. Под коэффициентом аномальности понимается отношение величины НПД к величине тревдового НПД.

Нефтегазоносный комплекс (НПО - толща пород, развитая в пре делах больней части нефтегазоносной области, характеризующаяся о носительнсй гад роди панической изолирозанностьв и единством у слов; формирования иасторогденик углеводородов. Слоянопостроенннй НТК ■ такой ЯШ, который характеризуется тем, что пространстве нные $ун ции параметров, его описываюаих, дифференцируемы в области опред ления, т.е.

гпл " р " 4 р ' где » - огвратор Гамильтона, равный

пл

(Л

ёК-^х^ существует,

^¿(х.ч.гУ.х^геУ,

существу от,

Н - фуншия структурной говерхяоста; £;<• - пространственная вдая какого-либо параметра (плотность, проницаемость, поря -сть и т.д.); х , V • 1 - Декартова координаты.

Прогнозирование, как известно, представляет собой пред -)анив, предвидение состоя кия какого-либо явления, процесса. 5олэе плодотворно развиваются в рамках математической гесло» и эффективно применяйся основания на систематическом кю-ш ршионадыше ывтодц прогнозирования. Больаое влияние на ге-ч>а озазива^з работ« веду пах кибернетиков, математиков, физи-тагах паз Л.Берталаирн, От.Бара, Л.Бриллюэна, Н.Буслеяко, хзрз, В. А. Галанги оноз а, А .И. Колмогоров а, С.ПДурдоиова, Л. Д. ;ау, З.П.Лнфзпца, Л.Ляпунова, Да. фон Неймана, А.А.Оамарокого, Тих спои а, КчИэгаона. н др. Значительная вклад а развитие и озладае иатзиатнчаонсз геологии внесли И.О.Арабадяи, И.Д.Ба-н, Г.А.Булхян, А.В.Едстзлауо,Ю.А.Вороши. й.Грейбилла, Дк. фите, Дз.Х.Давтон, Л.Ф.Демеитьзв, В.Н.Деч, Дг.К.Дэвис, К. Г. оког, Д'.И.Клаван, Л.Д.Кноринг, УЛраибеЯн, В.С.Нилытчук, РеЯкент, Д.А.Родионов, Дя.УДарбух, й.П.Шарапоз.а многие ие.'

фи выполнении днсоертоииоинсй работы были использованы родне рацнональивз ыатодн: катод аналогии, кетод интерполя-эксграполяция тзндо¡яий, корреляция тенденций, физическое шроваше, математическое ыеделиравание (факторный анализ, 1 главных кокпонент, коррзвяцня, грзид-анализ, спектрадмый 13, решение дифференциальных уравнений, решение системы про-дифференциальннх уравнений численными методами, сглаживание,

штод распознавания образов). Следует отметить, что при прогно зировании НПД, фазового оостояния углеводородов и их местоположения применялся комплексный подход, т.е. использовалась детер ыинантно-стохастическая математическая модель, позволяемая "tío лее правильно характеризовать какое-либо явление с качественной сторона даже щж недостаточных в количественном отношении пара метрах" (Л. А.Буряковсккй, И.С.Джафаров, Р.Д.Джеваюшр, 1962).

Вторая_глава_ посвящена факторам формирования пластовых давлений.

Установление роли различных природных факторов в формиров нии НПД является одной из основных задач, решение которой спосс ствует разработке надёжной прогнозстической модели термобаричес кой обстановки недр. Наиболнпее значение эти сведения приобрета для регаонов, в которых флоидоносные горизонты обладают СП1Д, г скольку последние зачастую приводят к аварийным ситуадиям в прс цессе строительства скважин.

К настоящему времени высказано значительное количество гаг тез о генезисе НПД. Значительный вклад в решение этого вопроса внесли прежде всего геологи-нефтяники, которым первым пришлось столкнуться с СПИ при поисках месторождений (залежей) УВ. Бол! шой вклад в развитие представлений о генезисе НПД внесли r.li.Ai чан, Б.Л.Александров, К.А.Аникиев, К.Баркер, ir. А.Ф.Беррк, Л*.Д. Брмдихофт, Б.и.Валяев, Ю.П. Гаттенбергер, Де.Е.ГЬйл. А.Е. 1>реви^ В.ф.Дерпгольц, Дж.Д.Дикинсон, В.Ц.Добрынин, А.Г.Дурмииьян, В.И. Дснин, Н.А.Еременко, й.К.Иллинг, О.А.Калятин, Л.Н.Капченко, А./ Карцев, Г.Кемп, И.Г.Киссин, П.Н.Кропоткин, Е.З.Кучерук, К.Р.Лев А.в.ЛинеЦ'Кий, К.Цагара, В.С.Ыелик-Паэаев, Ш.Ф.аехтиев, И.Ц.Мих йлов, Ф.Дя.Нохен, А.А.Орлов, Р.П.Пекк, Б.Л.Платт, У.Л.Рассел, { Робертсон, С.Н.Роус, У.У.Руби, В.А.Серебряков, К.Терцаги,. Э.А.1

ов, У.Х'.вертль, М.К.Хвбберт, Б.Б.Хэншоу, Р.Е.Чепиен и многие угае.

Все описанные в научной литературе факторы формирования Д можно годраздвлить на шесть групп-. Космическая, Рзоэкзогеи-я. Гравитационная, Геотектоническая, Пвтрофизическая, Физико-ыическая.

Автор подробно рассмотрел влияние сейсмичности нй флридо-намическуо активность недр на примере газонефтяного несторож -ния Гаша, расположенного в районе Западной антиклинальной зо -Терско-Касшйского передового прогиба. £ результате использо-ния моделирования на 331, сш игрального анализа и корреляции ло установлено следующее:

Во время землетрясений ФДС реагирует как повышением, так и йжением дебита жидкости в зависимости от значения отношения сстояния до очага к магнитуде земле трясения (К. ); При атом ФДС ведёт себя как нелинейная дискретно-непрерывная рмодннамически открытая (диссипативная) самоорганизующаяся си-гиа, в которой возникает прснессн локализации энэрго- и ыассо-реноса. Наблюдается режии обострения фи I « 15-16 и 5^-55, рактериэуишйся резким возрастание« относительного изменения Зита жидкости (более +130055), что объясняется резонансный воззрением;

Основное увеличение дебита жидкости происходит за счет более гивного поступления подземных вод. Если ФДС на землетрясения агарует снижением дебита видкости, то увеличивается процентное держание нефти в добываемой продукции.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что ФДС реагирует сейсмическое воздействие как увеличением, так и уменшениеи Ц, которое в последующи восстанавливается до прежнего своего

значения.

В_Т£етьей_главе изложено прогнозирование началшого пластового давления.

В_первом разделе описано влияние технологии бурения и и питания скважин на флвддодинамическле параметры.

Определят^* роль в построении и проверке гипотез играют Факты. Н< Н1:ооходиио, особенно при решении обратных задач. кот ры.-, как ¡:[.н"ило, являйся некорректными, знать и учитывать ус ч..1»1' получения того или иного фактического материала.

Основными факторами, контролирующими условия бурения скв! вич, »чляотся флвддодинаыостатаческив (пластовые и поровые дав > (1кч), тектонический, текстурный. Осложнения в прсиессе прово, . сквахин есть результат взаимодействия этих природных фактор ■ ■ нологически": .

Негативное воздействие геолого-технологаческих условий доли панические параметры ОДС предопределяется, в основном, и> оовериенством конструкции ошажин (и-ип.-й зазор между бурильн: инстру н. '' I? стенкой скважины), завн. еияыми плотностями и бо ¡'ими ста., лическими и-^ллкниями сдвига промывочных жидкостей высокими ск : сетями и уморениями спуско-подьеиа инструмента, также коптим > :ьными режимами испытаний пяастов.

Ь части иста, на примере условий верхнекелсшш трещиноват известняков автором уста!;ои.гпно, что с увеличением статическо! репрессии абсолютна оши ка определения пластового давления п результатам испыт в открытом стволе и колонне возрастает: а? - Г,99121- др., - 2,07711; И - 0,975, (Советская площадь где дР- а*"'• '¡пан ошибка определения пластового давления, И др - репрессия на пячет. создаваемая весом п| омквочной жи^ко С1и высотой, раьиои 1 г.гоике яскылия ллаета, Шй; Л - коэ$$я

iHT парное корреляции.

На примере восьмого пласта нижнего мела и верхнемелового (плекса Восточного Предкавказья автором показано влияние деп-¡сий, создаваемых при испытании в открытом стволе пластоиспытв-иыи, на величину притока флгида. Так, для лесчано-алевритовых од восьмого пласта величины оптимальных депрессий, при кото -- дебиты максимальны, в а рМ par юг от 3,0 до 5,0 ИПа, а для трещ-ватых карбонатных пород верхнего цела они изменяйся от 1,5 2,5 Una, При повышении депрессии до 9,0-12,0 МПа породы-кол -торы верхнего мела становятся, как правило, непроницаемыми в зи оо смыканием тревдя в околоотвольней зоне, иэолируваей скину от массива горных город. Второй_раздел аосвяайн методика прогнозирования НПД. Я настоящее вреия существует значителшое количество мето -прогнозирования НПД, в разработку которых ощутимый вклад эли А.Г.Авербух, Е.Б, Адемеио, Б.Л.Александров, К.Баркер.Д.Ея-зри, Г.П.Волобувв, И.О.гудок, Р.К.Джонсон, 3.U.Добрынин, А.Г. лешьян, А.А.Каяятин, Е.В.Нучерук, K.líarapa, И.М.Михайлов, A.A. )в, В.А.Сере<5ряков, .В.И.Славин, УД.Фертль, К.ЕДоттман и др. 1Вар«тельное прогнозирование НЦ5 производится на базе ивфор -1И, полученной до строительства скважин.

Построение прогнозстичеоко? модели в диссертационной работе ваио на физико-математических принципах с последующей прове. на априорной цатериале. Влияние гравитационного фактора, правило, расоматр|Вается исследователями как переход (транс-<ация) геостатической нагрузки (давление) в Н1И без учёте иэ-¡ния гравитационного поля во времени и пространстве, т.е. (х .!i,Z.,t ) «* coast , Впервые на влияние неоднородного гра-нконного поля на НПД было акцентировано внимание в работе

0. А. Варягов а, А.Ф.Лопатина (1986), получившее в дальнейшей разв! тие в работах И.ф.Мехтиева, З.А.Буниат-Эаде, Ю.А.Стерленко, С.А, Варягов а (1969,1990).

Зависимость НПД от ускорения свободного падения имеет вид РцР0 ехр(К8Ры(е - Ад + Аг)) Р"Л ° Рм + ро СвхрСКйРмСв ~ Ав + Аг)> - I] ' (2) где Рм - НПД, ИПа; Р0 - минимально возможное НПД, равное атмосферному (0,1 ИПа); Ри - максимально возможное НПД, принимаемое равным пределу прочности пород, ИПа; - минимальное значение ускорения свободного падения на поверхности Земли в рассматривав емон районе, м/с2; 2 - УСП в условиях определения НПД, м/с2; А^ Ау - мгновенное ускорение перемещения 4>ДС соответственно верти ■ кальнсе и горизонталыюе, м/с2. В уравнение (2) Ащ входит со зн ком плес, если его вектор сонаправлен вектору УСП, при противол ложном направлении - со знаком минус; К^ - коэффициент пропорци нальноети между ускорением к НП1. выполнявший роль "подгонки" а

л

страктной физико-математической модели к природной, (ЦПа и/с )" т.е. имеет размерность обратную размерности окорости изменения интенсивности энергии (скорость изменения энергии, приходящейся на единицу площади в единицу времени (д^м2с2)). Коэффициент Н содержит в себе информацию о латералшо-вертикальной раскрытост ФДС, тектонической и сейсмологической обстановках, структурных особенностях пустотного пространства породы-коллектора, морфоло гни формационных комплексов и др. Внешнее гравитационное поле, интерферируя с внутренним, трансформирует структуру воды (как л минанта гесфлшдосферы Земли, что отражается в нёзначите льном и ыйнении радиальной фунюши распределения &(г). В свою очередь это оказывает влияние на давление системы, которое чрезвычайно чувствительно к вариациям &(г). Компоненты Ав и Ар можно разле

жить на четыре состав ля ицие: тектоническая, техногенная, приливная (космическая), сейсмологическая. 3 этом ряду продолжительн -ость воздействия убывает. Надёжные сведения о них в настоящее время не получены.

УСП можно представить функцией времени 8(1), отвечавшей поли гармоническому процессу и определяемой суперпозицией синусоидальных колебаний:

. (з)

где £с - постоянная величина УСП, около которой происходит не -приливная вариация исходной зависимости ¿-у , - амплиту-

ды гармоник (коэффициенты Фурье); I - текущее значение времени; I - максимальное время наблвдения; ¿(1) - случайная Лункция. отражавшая негармоническое кратковременное влияние различных факторов. Анализируя формулы (2) и (3), можно сделать вывод о том, что НАД должны испытывать гармонические вариации с сопоставимыми частотами или периодами. Это подтверждается режимными наблсдеки-ями за изменениями уровня подземных вод и ускорения свободного падения на поверхности Земли. Выделены два типа ФДС по характеру зависимости потенциальной экергаи от УСП: НПД с возрастанием УСП увеличивается (ФДС-1); НПД в кровле горизонта в обшен уменьшается, о увеличением УСП,. но в каждой конкретной точке площади возрастает го разрезу с увеличением УСП (ФДС-2). ФДС первого типа отличаются от систем второго типа болыней способностью релакси -розать по площади НПД в случае их изменения и, следовательно, болшей латеральной раскрытостью. фдс второго типа - это игаек -ционные системы с резко неоднородной по площади проницаемостью. Временные вариации НПД флсвдодинамических систем первого типа синфазны вариациям УСП. Для гармонических колебаний начальных пластовых давления ФДС-2 в кровле горизонта характерна анти^аз-ность.

Величины УСП определялись из уравнения

в-'^ЧкЛЦг'МЫ^Й С»)

где - нормальное значение УСП на поверхности Земли в рассматриваемой точке площади, ц/с2;^ - наблюденная аномалия УСП на поверхности Земли, м/с2; - редукция Прея, получаемая вычитанием из редукции в свободном воздухе двойной поправки за счёт влияния промежуточного слоя, ц/с^;, - поправки соответственно за поверхностный и глубинный структурный релгеф, величины которых находились способом Берёз юна.

Рассмотренная физико-математическая модель позволяет объяснить следуОДие факты, для описания которых ранее создавались отдельные модели: I) в природных резервуарах на пдоцадях, тектонически активных в настоящее время, при прочих равных условиях НЕЗД выше по сравнение с тектонически спокойными олоцвДОш, что учитывается величиной (* Ав + Ар); 2). НЦД на одной л тся же глубине вше на тех площадях, разрез которых сложен юнее плотными юродами, что учитывается при расчете ; 3) НПД зависит от структуры поровогю пространства породы-коллектора, что учи -тывается входящий в коэффициент К отношением объёма этого пространства к его поверхности; <0 НЦД испытывай полигармониче -ские временные колебания, определяемые из уравнений (3) в (2).

Методика прогнозирования НЦД в водоносных горизонтах, на которус автором совместно с И.А.Кериыовым, О.А.Стерленко получено авторское свидетельство, построена на основе вышеописанной модели и заключаете« в оледувдем: на площади, неизученной бурением, проводят иыоокоточнув гравиметрическую съемку и сейсморазведку, что позволяет получить морфологические параметры различных горизонтов, их глубины залегания. Плотность пород определи -с тся по корреляционному уравнение;

Л

(к « ас + + а\ц , (5)

где Bi. в-,. , ci. - коэффициента регрессии ; Yfi - скорость про -дольных сейсмических волн i-ro горизонта, кц/с. Далее определяется средневзвешенная по мощности плотность пород. Используя полученные данные, находят УСП по разрезу и по площади, а HIV определяют из выражения (2), if котором найден для площадей изученных бурением и характернауюдихся сходным геологическим отроением по сравнение с площадью, где производится прогнозирование. Апробация на отдельных площадях Предкавказья п-«,--рч'пль ствует, что методика применима при прогнозировании НПД " г' .с.о-кезалегамвдх сложнопостроенннх комплексах, ошибка пропи-чиров;;-ния не превышает 5*.

Четвертая глава посвяиена прогнозированию ai-ni;*^, v < к m фазового состояния.

В пеЁВон_разделе освещены модели разовой зональности f !. d результате обобщения опыта иоисксв я раз вед кг зале*«! ' i. исследования закономерностей распределения залежей ке1тк и газа в земнои коре созданы многочисленные «одели прогнозиргш.-ыля газового состояния УЭ. à разработку этих шк<!л»й пклад внечл»: л.;. Алексин, А.м.Ахраыходааев, U.C.АраСадхи. «.л.1аккъи« ".и,1род, Н.Б.Йассоевич, d. Г. Варламов, â.».. Высота, Ммцг, î.• ', ■ — молкин, А.Э.Конторович. В.С.Мильничук, М.Ш.Моделепский, С.i.iic-ручев, 2.Й.Парнов, А.В.Резииков, ¿.З.Симхаев, 1.А.Соколов. СтароОинец, А.А.Яроиенко и «ноше другие. :ice '.-.ц'. «о/сли можно подразделить на следующие группы: истор^х-генеотиокая ; теро -барическая; ^та-мстико-иатематическая ; миграционная. Пел правило, та или иная модель характеризуется наличием черт, присущих моделям других групп.

Методы историко-генетической, миграционной групп ввиду поли ге нети чности 73, сложности и нелинейности геологических обьек-

1D

tob и процессов, наличия дискретных в пространстве и во времени данных о них, систематических и случайных сшибок при определении тех или иных параметров решай некорректно поставленную задачу без регуляризации. Названные вше модели обладают общим существенным недостатком - они не локализуют ту часть геологического пространства, где возможно наличие УВ определенного фазового состояния.

Вторй1_раз да л пзсвяцён иоделяы прогнозирования место по -ложения эалеяей УВ.

За последние десятилетия бурное развитие в связи с внедрением методов пади шея обработки, обеевгчнваюзэх высокое соотношение сигнал-помеха, полу.чило пряное прогнозарование залежей нефти и газа с помощью сейсморазведки. Способы идентнфякалии аномалий сейсмических пгракетров с заладив УВ базируются на: увеличении, как. давило, аиплитуды ограаенпй от углеводородона -сыщэнной часта коллекторе; наличии пвтерфереанонннх ослоанепий-горизонталышх осей спвф азы ocsn; ушнказннн о прздеяах sanesn скорости распространения ссвсквческих вода. К пздоотагкш дан -в ого подхода следует отнести ияэкуо сффекгнвность прогнозирования залехей нефти, залегай УВ сложного гираязроваиия, при чередовании слоев пород, обладающих коятрасгвши ввтервалышш СКОРОСТЯМ ,

Бсгыше перспективы при дифференциальном прогнозировании залежей У В связаны с трансфо^адионныып ветодаки гравиметрической съёмки, в разработку которых нвсценнкаи вклад внесли превде всего й.Н.Страхов, Е.А.Иудрецова, А.М.Берёзкин, £. А. Андреев,З.М. Слепак, З.Г.бияатсв к др. Предложенный В.Й.Еерёвкишш в конае 60«х годов метод полного градиента обладает хорошей разрешавшей способностью благодаря фильтрующим свойствам иахемагического ап-

парата. Однако определённые математические трудности сдерживают широкое внедрение этого способа.

Такие успехи получены при прогнозировании залежей УВ с использованием электро- и магниторазведки. К сожаление магнитные свойства природных газов, остаточной воды, а также системы "порода - флвдды (УВ в том числе)" до сих пор не изучены.

Особую актуальность, в частности для старых нефтегазодобывающих районов таких, как Восточное Предкавказье, практически нс-черпввЕих. ресурсы, приуроченные к антиклинальным ловушкам, верхних неглубокозалегапшнх комплексов, приобретает прогнозирование нетрадиционных скоплений УВ гидродинамического типа. Енё а 1909 году американский исследователь а.Цем предполагал, что положение залежи нефти в локальной структуре связано с нзпралением латерального движения подземных вод, В дальнейшем эта гипотеза получила наиболее деталшое подтверждение как теоретическое, так и практическое в работах Ю.П. Гаттенбергера, А.Е. 1^реэдча, А.И. ГУтни -кова, Н. А.Ереыенко, А.Волдасова, Н. У. Кругли нов а, А.И.Лев орсена, И Л. Михайлов а, А.А.Плотникова, У.Л.Рассела, З.Н.Сааченко, 8. А.То-мельгаса, Ц.К.Хабберта, И.А.Чарного и др. Основный недостатком гидродинамических способов, основанных на использовании приведённых напоров, является то, что-они применимы при выполнении условия постоянства по латерали подземных вод.

Третий_раздел посвящен прогнозирование залекей и фазового состояния УВ.

Автором совместно с Ю.А.Стерленко разработан способ прог -нозирования местоположения залежей и фазового состояния УВ, ко -торый подтверждён авторски« свидетельством.

Нестололожение прогнозной гравитационнофлюидодинамической ловуаки Уй устанавливается методой схождения, при котором отмет-

ки следов (V) "пересечения" трансформированной структурной по верхности горизонта с его пьеэокетричесхсй поверхностью находят пз выражения:

V- ай - на(¥в , (б)

где На - абсолютная отметка кровли перспективного горизонта, ы; Хап, йв. - плотность в пластов их условиях соответственно пресной, пластовой води и углеводородов, кг/u3 (значения плотностей выбирает по аналогам с соседними плсиадяин или прнраввива -ют к тренд овин); Нц - напор Пластовых вод, определяемый на уравнения

Нн ' Рп, • С«

где Pjjj, - прогнозное НЩ,. определяемое го формуле (2).

Стхуктурная поверхность трансформируется в относательнуо избыточную энергии, соэдагаавоа рагаостьо плотвоотеЗ флеадоз s гравитационном поле и прпведёпаоа в уризо корз, ца чео ашрэш обратил вникание И.М.Шзхйлоз. Суаасэзашоэ оглачаз внраЕэншз (б) от формулы И. В.Михайлова в sosa, что ез испааьзуотса праводЗшшв напори при расчёте слздоз»

Следы "пересечения" травофорцирешанной сгруктурноЗ поверх ~ носта горизонта с его пьез oustрачесхся псвархног^ьэ образует семейства замкнутых itpsBHX, последняя es которая оконтурввоет гравигациониофлямдсданакическуп лсаувву ( {VL}-rün,max ), Поло-еительные аиокалш семейств замкнутых кривых (Yi) пеобходшо такие как м отрицательные аномалии расоватривать как ловушки, но приуроченные к участком энергетического «акскнума инхеюдаоянях

еде.

О характер как/исиия (нефть, i-as, uuwscat, эода и т.д.) прогнозной ловуики М02Н0 судить по относительной амплитуде ано -калии УСП на структурной поверхности перешктшзного горивсишр

(6§) и баротераическому коэффициенту Относительная амп-

литуда УСП определяется по формуле

8$ « I - , (8)

где - соответственно ыаксиыалшое и минимальное зна-

чение УСП на структурной поверхности в пределах контура прогнозной ловуики, и/ос. Величина баротермического коэффициента представляет собой отношение среднего НПД к средней температуре в пределах ловушки. Прогнозные НПЗ определят из. выражения (2). Сопоставляя определённое для прогнозной ловушки оо в зависимости от Кру с граничными значениями, ниже которых промышленные притоки УВ отсутствуют, определяет характер насыщения. Граничные значения были получены в результате обработки баротермического коэффициента и относительной амплитуды аномалии УСП в интервалах испытания продуктивных и непродуктивных горизонтов на территории Предкавказья и Прикаспийской впадины (были использованы данные по 1800 замерам НПД, температур, УСП, по анализам более 1500 глубинных и говерхностных проб флендов более 400 площадей).

Ловушка насыщена: 'азом, если

»< б(3<0,19.Ю"5 - 0,085-Ю~5Крт при 0<Крт<0.07 . >8>0,19.Ю"5 - 0,035-Ю"5йрт при 0,07 <Крт< 0.13 ; азокондеясатонсфтьс, если .

д>0,3'».10"5 - 0,15-Ю_5!Срт при 0,13-СКрт<0,19 .

0,55.КГ5 - 0,15-10""5Крт при 0,19 < Крт< 0, 29 ; ефтью, если

8>0,30.Ю-5 - 0,15-10"^ при Крт>0,29 , ,30-Ю"5 - 0,15-10"%рг< 82<0,5б.Ю"5 - 0,15.

?и 0,19<К_,<0,29 .

22

зшвдше

Подводя итога исследований, изложенных в диссертационной работе, л окно констатировать, что комплексное использование геологической, геофизической, технологической информации позволяет решать широкий круг проблем, связанных, в частности, с прогнозированием НЩ, местоположения залежей ТВ и их фазового состояния на различных этапах геологоразведочных работ.

В диссертационной работе автор зависает следу кие подоге -

ния:

1. На основе установленной, закономерности изменения потенциальной энергии ФДС в неоднородном гравитационной поле с учётои латерально-вертикальных уокорений шреиеценяя вДС предлоге н способ прогнозирования НВД в глубокозалегагеих сложнопостроенных водоносных комплексах.

2. Разработан способ прогнозирования залзжей УВ по данным геологических и геофизических исследований, позвоелвдй установить местоположение грааитационнофлшдодинамнческих ловушек и определить характер их насыщения.

3. Поведение во время землетрясений ФДС закатаемся в тсы, что она реашрует как повышением, так и снижением дебита жидкости в зависимости от значения отнесения раоотоякш до очага к магнитуде землетрясений. При этом ФДС ведёт себя как не ланей нал дискретно-непрерывная термодинамически открытая система. Основное увеличение дебита жидкости происходит за счёт притока подземных вод.

Основные результаты исследований го теме диссертации опу -б линованы в следующих работах:

I. Условия бурения скважин на территории Восточного Ставрополья// Тезисы докладов краевой научно-технической ко^ерен-

ции молодых учёных и специалистов "Позьление эффективности поисков, разведи! н освоения нефтяных, газовых и газокояденсатннх иестороядений в слоягшх геологических условиях". Ставрополь, 1966, С.30-Э1.

2. йляяияе неоднородности напрянёкности гравитационного поля на формирование залеаей углеводородов (УВ) Вооточного Предкавказья// Тезисы докладов краевоз научно-технической конференции колодых учёных н специалистов "Повышение эффективности поисков, роззедга и освоения нефтяных, газовых и газокояденсатннх месторождения в слезных геологических услозиях". Ставрополь, 19851 С.З-Ч (соавтор А.Ф.Лопатлп).

3. Цриеткекве осредиёнкых кривых перозых давлений прн'про-зктировагаи псискозо-разведочных работ (ПРР) на юго-востоке Ставрополья// Тезиса докладов Всесоюзной конференции. "Пути развитая :.'аучно-технического прогресса в нефтянсЯ а газовой промымеино -стн" (Грсзшй, 16-18 сентября 1586г.). Н., 19 86, С.9 (соавтор }.В.Сш!рзов).

И, Элидодананические особенности п формирование ыестоско-злеяий углеводородов Восточного ГСредкавказья// Тезисы докладов республиканской научно-технической конференции "Молодежь Чече -ю-Ингуиетии - народному хозяйству". Грозный, 1987, С.21.

5. Петом чес кие аспекты прогнозирования термобарических 'словия недр (на примере Терско-Каспийского передового прогиба) '/Тезисы У ежегодного совещания Вггиональной комиссии по Казка->у и Закавказью Научного Совета АН СССР по проблемам геологии и ■еохииии нефти и газа "Проблемы нефтегазоносиости Кавказа". Грса-1ИЯ, 1987, С.27-29 (соавторы: А.А.Яроиенко. А.И.Масленников).

6. Методические аспекты прогнозирования термобарических слоаий недр (на примере Терсхо-Каспийсксго передового прогиба)/

Проблемы нефтегазоносиооти Кавказа. Н.: Наука, 1991, С.80-86. (соавторы: А.А.Ярошенко, А.И.Ыаслепйиков).

7. Авторское свидетельство К 1490270. Способ определения положения газстадксстного юнтакта залекеЯ углеводороде^. При -оритет 09.10.87 (соавторы: А,И.Хребтов, В.А.Стерлзнко).

8. Авторское свидетельство В 305295. Приоритет 26.08.66 (соавторы: И.А.Кериков, Ю.А.Огерленю),

9. Авторское свидетельство £ 312688. Приоритет 01.12.88 (соавтор Й.А.Стерленко).

10. Зависимость потенциальной шерлш флгкдодинаыическоз системы от гравитации// Звзиси докладов И Всесовэной кояферавцпв "Системный подход в гголорга" (таорэтиче&шэ а [фшиадпие бсшзе-ты). Часть П. Книга I. 11.: АН СЮСР, 1990, С.Ч6 (соавтор О.Л.Ога-рланко),

11. Протззнрсвашю цяао$сзнх д&мвзтз па б&зганх глубинах // Тезисы I Всесоюзного совоЕскзя~е;;;впара йНеф*эгазоношос(гь больших глубин и грязевой вудкаавза" (Баку, октябрь 1989г.), Баку: АН СССР, 1969, С.64-66. (ооавхори: Ш.б.Шшксз, З.А.Буттт-Заде, Ю. А. Стерло нко).

12. Влияние гравкхшшоннсго шля па штЕЦиадшув эизргио фЯЕидодикакичеаких систаи // АзарбяЯдганокое нефтяное хозяйство. 1990. 1 б. С.2'к-26 (соавторы: Ш.Ф,Кехтнев, ЗсА.Бупнит-Заде, Стерло нко).

13. Прогнозирование залегай иефта и газа ю гесфизичеокии данным// йундашзнталыша проблема исфгегаз огоологи ческой науки// Под ред. Э.А.Бакироза, Ю.А.фдарккова. Книга I. М.: ВНИИОЗНГ, 1990 , 0.176-18^ (соавтор 1>.А.Стордвнко).

14. Мргаклинская раз ложная зона как коввй объект для поисков залежей углеводородов// Известия СК НЦ ЯЗ. Сер. Естественные

науки. 1990. Л 2. С.7-12 (соавторы: Ю.А.Стерленко, А.Ф.Лопатин).

151. Взаиысовяоь начальных пластовых давления и температуры в залогах углеводородов // Иэяастия вузов. Сер. Нафть и газ.1990. Л 7. 0.3-7 (соавтор Ю.А.СтерленшО.