Блоковая модель строения трещинных коллекторов нефти и газа и их исследования с применением аэрокосмических методов

Скарятин, Вадим Дмитриевич

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Блоковая модель строения трещинных коллекторов нефти и газа и их исследования с применением аэрокосмических методов
ВАК РФ 04.00.17, Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Автореферат диссертации по теме "Блоковая модель строения трещинных коллекторов нефти и газа и их исследования с применением аэрокосмических методов"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Р О С К О М Н Е Д Р А ВСЕРОССИЙСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НЕФТЯНОЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫЙ ИНСТИТУТ В Н И Г Р И

р ^ Б пРавах рукописи

\ Ь к« ^

СКАРЯТИН ВАДИК ДМИТРИЕВИЧ

БЛОКОВАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ ТРЕЩИННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА И ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АЗР0К0СМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Специальность: 04.00.17 Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых ыесторомдений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учбной степени доктора геолого-минвралогических наук

Санкт-ПетерТург

На правах рукописи

СКАРЯТИН ВАДИМ ДМИТРИЕВИЧ

БЛОКОВАЯ МОДЕЛЬ СТРОЕНИЯ.ТРЕЩИННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА И ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ АЭРОКОСНИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

Специальность: 04.00.17 Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учбной степени доктора геолого-минералогических наук

Санкт-ПвтерТург

Работа выполнена в Ордена дру*бы народов Российском университете друшбы народов

Официальные оппоненты: член-корреспондент ЙН РФ. доктор

геолого - минералогических наук профессор В.Д.НйЛИВКИН (ВНИГРИ).

доктор геолого-минералогических наук К.И.БЙГРИНЦЕВА (ВНИГНИ).

Ведущее предприятие:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Н.Г.ЧОЧИА (СПб Государственный Горный институт).

Грозненский нефтяной институт

Защита состоится _______иЛд^.. в 14 часов на

заседании Специализированного Учёного Совета Д.071.02.01. при Всероссийском ордена Трудового Красного Знамени нефтяном научно-исследовательском геологоразведочном институте (ВНИГРИ).

С диссертацией мо«но ознакомиться в библиотеке ВНИГРИ

Автореферат разослан ____-ддач

Отзывы, заверенные в 2-х экземплярах, направлять по адресу: 191 104, Санкт-Петербург, Литейный пр., 39, ВНИГРИ.

Учёный секретарь Специализированного Совета, кандидат геолого-минерал'огических наук

Й.К.ДЕРТЕВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ РАБОТЫ. Пополнение знергоресурсов страны требует введения новых резервов, однин из которых являются залежи углеводородов в трещинных коллекторах. Работа посвящена исследованию трещинных коллекторов нефти и газа, которые слагаются больней частью толщами карбонатных и других плотных пород. Карбонатные породы заключают около половины разведанных запасов нефти в СНА, 4? У. запасов всего мира, а у нас в стране эта величина в несколько раз меньше. Такое отставание разве-данности запасов нефти в карбонатных комплексах в стране является следствием недостаточной изученности коллекторов в этих породах. Это связано со сложным строением природных резервуаров. образованных карбонатными толщами, их большой спецификой, принципиальным отличием от терригенных пород, которые по большей части образуют поровый коллектор.

В отличие от поровых коллекторов, трещинные коллектору характеризуются значительной неоднородностью строения и анизотропностью пространственного распределения основных своих параметров и, в первую очередь, проницаемости и ёмкости. Это обстоятельство приводит к отставанию разведанных запасов в карбонатных толщах в наией стране, образующих чаще всего трещинный тип коллектора.

В связи с этим представляет больоой научный интерес и практическую значимость создание модели трещинного коллектора, которая бы учитывала особенности его строения и позволяла бы целенаправленно и эффективно осуществлять поисково-разведочные и эксплуатационные работы. Для нефтегеологической науки актуальность работы заключается в развитии учения о природных резервуарах нефти и газа, в изучении сло«ных типов коллекторов с применением и разработкой новых нетрадиционных методов исследования,- Разработка таких методов, позволяющих реализовать этот существенный резерв знергоресурсов страны, и обуславливает актуальность работы.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью работы является создание модели трещинных коллекторов-нефти и газа,-которая бы объясняла основные их особенности и коренные отличия от поровых коллекторов,-и на основе этой модели установление критериев поисков и разведки, залеаей, связанных с трещинными коллекторами, и разработка

- г -

комплекса эффективных методов их исследования.

ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ РАБОТЫ, репаеыые для достижения цели:

1) изучение трещиноватости горных пород, выделение основных типов трещин, создание их генетической классификации;

2) выявление закономерностей пространственного распространения разного типа трещин;

3) выявление влияния трещин разного типа на коллекторские свойства пород;

4) сопоставление параметров трещинного коллектора (ёмкости и проницаемости) в образцах и по скважинным данным в пласте;

5) разработка и применение нетрадиционных способов изучения трещинных коллекторов;

6) выявление влияния региональных мемблоковых зон на размещение скоплений углеводородов и их характеристики;

7) построение карт межблоковых зон нефтегазоносных территорий по результатам дешифрирования снимков при разных уровнях генерализации.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ.

1) Разработана блоковая модель строения трецинных коллекторов нефти и газа, которая монет использоваться на стадиях поисков, разведки, подсчёта запасов и разработки в них залежей углеводородов.

2) Проведена классификация трещин горных пород на основе процессов, ведущих к их возникновению (литогенеза, тектогенеза, гипергенеза),' и установлены закономерности, распространения разных категорий трещин (литогенетических, тектонических и гипергенных).

3) Выявлены особые структурные элементы земной коры - региональные зоны повышенной трещиноватости, создающие блоковый характер её строения и влияющие на формирование высокопродуктивных трещинных коллекторов.

4) Для выявления иерархической совокупности межблоковых зон создан метод многоступенчатой генерализации на основе установления разной геологической информативности материалов дистанционных съёмок разного уровня естественной генерализации, а также на основе открытия "эффекта ландиафтного мерцания" структур при сравнении разносезонйых снимков.

5) Установлено влияние межблоковых зон на размещение разных

категорий скоплений углеводородов от залежей до нефтегазоносных бассейнов.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

1) Предложенная блоковая модель'трещинных коллекторов позволяет выработать критерии для их поисков. Это осуществляется путём установления корреляционных связей между нефтегеологичес-кими параметрами зале«ей и геологическими параметрами ловушек, что позволяет выделять прогнозные локальные участки для проведения поисково-разведочных работ.

2) На основании предлоненной модели оценены ёмкостные и фильтрационные параметры межблокового пространства и сопоставлены с результатами разработки залежей в трещинном типе коллектора.

3) Предложен'способ непосредственного проективного увеличения с использованием обращённых цветов для выявления характера нефтенасыщенности матрицы коллектора, который помог установить направление миграции нефти из трещин в породу.

4) Разработан комплекс дистанционных методов выявления блокового строения нефтегазоносных территорий, выделения межблоковых зон, активность развития которых количественно оценена на современном этапе и в геологической истории.

РЕАЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работ внедрены в научных, производственных и учебных организациях как в наией стране, так и за рубежом: в ИГиРГИ, в объединениях "Грознефть", "Даг-нефть". "Беларусьнефть". организациях Министерства геологии и горно-рудной промышленности Монгольской Народной Республики.

Полученные автором материалы использовались при преподавании дистанционных методов в Кабульском политехническом институте, при подготовке стажёров и аспирантов из наией.страны и из-за рубежа: ЧССР, Египет,-Сирия. Ирак, Ливан, Алжир, КНДР. МНР; при подготовке бортовых пособий для космонавтов ОС "Са-лют-7", учебного видеопособия "Я вижу Землю"; при составлении учебных программ в ВУЗах по дистанционным методам исследования природных ресурсов и охраны окружающей среды (МГУ, МИИГАиК, РУДН, МИНХиГП и др.) и учебных пособий, изданных для средней вколы. "

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты работ представлялись для обсуждения на многие рабочие, научно-практические, тематические.

республиканские, всесоюзные и международные конгрессы, сессии, конференции, совещания, семинары, начиная с i960 года.1960 г,-I Всесоюзное совещание по проблеме трещинных коллекторов нефти и газа (Ленингад, ВНИГРИ), 1961 г. - Всесоюзное совещание по глубинным разломам (Ленинград, ВСЕГЕИ), 1962 г. - II Всесозное совещание по проблеме трещинных коллекторов нефти и газа (Грозный. "Грознефть", СевКавНИПИ), 1964 г. - семинар по нефтегазовой геологии (Москва, ВДНХ), 1965 г.- III Всесоюзное совещание по коллекторам нефти и газа (Иосква. ВНИГНИ), 1967 г. -Симпозиум Постоянной комисии СЗВ по нефтяной и газовой промышленности по трещинным коллекторам (Варшава, ПНР), 1966 г.- научная конференция "Вопросы нефтегазоносности крупных территорий" (Москва, ИГУ). 1969 г. - Всесоюзное совещание по аэрокосмическим методам (Ленинград, ЛАЗМ), 1971 г. - Всесоюзное совещание по азрокосмическим методам (Иосква, МИИГАиК), 1972 г. -Совещание рабочей группы по исследованию природной среды с помощью космических средств (Вашингтон. СЕЙ). 1973 г. - Всесоюзная школа-семинар "Космические исследования природных ресурсов и окружающей среды" (Звенигород. ИКИ АН СССР). 1975 г. - XXUI Конгресс Международной Астронавтической Федерации МАО (Лиссабон, Португалия). Карстовые коллекторы нефти и газа (Пермь). 1977 г. - XXUIII Конгресс МАФ (Прага. ЧССР). Рабочее совещание постоянной комисии по дистанционному зондированию Земли из космоса (Мерзебург. ГДР). 1978 г. - совещание "Осадочные формации и их» нефтегазоносность" (Москва. ИГУ). 1979 г. - XXX Конгресс МАФ (Мюнхен. ФРГ). 1980 г. - XXXI Конгесс МАФ (Токио. Япония). XXVII Сессия Международного геологического конгесса (Париж, Франция),'1981 г. - XXXII Конгресс МАФ (Рим, Италия). 1982 г.-Всесоюзная научно-практическая конференция по сверхглубокому бурению (Грозный, "Грознефть"), Конгресс ИНКВА (Москва. ИГУ), 1983 г. - Всесоюзное совещание по геоиндикационному дешифрированию (Свердловск, "Уралгеология"), Всесоюзное совещание "Кол- -лекторы нефти и газа на больших глубинах" (Москва). Всесоюзное совещание . "Системный подход в геологии - теоретические и прикладные аспекты" (Иосква, МИНХиГП), 1984 г. - XXUII сессия Международного геологического конгресса (Москва,—МГУ),1985 г.— Всесоюзное совещание "Дегазация Земли и геотектоника" (Москва. ГИН),Всесоюзное совещание "Геология рифов и нефтегазоносность" (Карви), Всесоюзное совещание '"Формации осадочных бассейнов" (Москва), региональное совещание по нефтегазоносности Кавказа

(Махачкала). 1986 г. - Всесоюзная конференция "Методы и средства тематической обработки азрокосмической информации " (Москва, ЮН). Всесоюзное совещание " Методика и технические средства геоиндикационного дешифрирования" (Свердловск, "Уралгео-логия). Всесоюзное совещание "Системный подход.в геологии" (Москва, НИНХиГП), У Всесоюзный семинар "Нефтеобразование на больших глубинах" (Ивано-Франковск). Всёсоюзное тектоническое совещание "Аэрокосмическое изучение современных и новейших тектонических процессов" (Москва, ГИН), 198? г. - Всесоюзное совещание по современным и новейшим тектоническим процессам (Звенигород, ГИН), 1988 г. - Всесоюзная конференция "Геодинамические основы прогнозирования нефтегазоносности недр" (Москва, ИФЗ), 1989 г. - Гагаринские чтения (Москва. МИИГАиК), 1993 г. - III Не«дународная научно-практическая конференция "Деловые люди и хозяйственное освоение космоса" (Москва), конференция "Азрокосмические методы при геоэкологическом картографировании и ведении мониторинга геологической среды" (Москва, "Азрогеология"), 1994г. - Международная конференция "Аэрокосмические методы в геологии и экологии" (Санкт-Петербург. ВНИИКАМ).

Методические разработки экспонировались на ВДНХ СССР (павильон "Космос") и удостоены бронзовой медали.

ПУБЛИКАЦИИ. По результатам работ над темой диссертации опубликовано свыше 100 работ в наией стране и за рубежом. Основные из них приводятся в конце автореферата. Некоторые из них носят соответствующий гриф и не приводятся в этом списке.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ. Материалом для диссертаций послужили многолетние личные наблюдения автора при полевых исследованиях в Альпийской зоне юга страны, на Сибирской платформе, рекогносцировочные наблюдения от Восточных Альп ~и Динарид на западе до Камчатки на востоке, аэровизуальные наблюдения при проверке результатов деиифрирования материалов дистанционных съёмок. Результаты дешифрирования в глобальном масштабе позволили охватить всю поверхность нашей планеты. Более детальные исследования велись дистанционными методами;по ряду нефтегазоносных районов мира: Месопотанскому, Западно-Канадскому, Северо-Африканскому и др.: наиболее детальные исследования проводились в Средне-Каспийском нефтегазоносном бассейне.

В процессе исследований автор сотрудничал со многими специалистами из организаций Академии наук страны и ближнего зарубежья. бывжих министерств геологии, нефтяной и газовой промышленности, высиего образования, со многими зарубежными коллегами. Не имея возможности перечислить всех поимённо, автор выражает им свою искреннюю признательность. Особо хочется отметить петербургских и кавказских геологов и нефтяников, с кем автор проводил регулярные консультации, что во многом содействовало работе над темой диссертации. Автор искренне благодарен своим учителям, советам которых он внимательно следовал, и студентам, аспирантам и сотрудникам, принимавшим участие в коллективных экспедиционных и камеральных работах.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ.. Работа состоит 'из. введения. 9 глав и заключения объёмом2>оо страниц. В конце каждой главы приводятся таблицы, графики, иллюстрации. Во введении обосновывается актуальность разработки проблемы трещинных коллекторов для нефтегеологической науки и практики поисков, разведки, подсчёта запасов и разработки залежей углеводородов в трещинных коллекторах. Рассматривается значение исследования трещи-новатости горных пород в нефтяной геологии. Конкретно излагается личный вклад автора в решение проблемы трещинных коллекторов. В первой главе рассматриваются некоторые аспекты состояния изучения проблемы, выясняется круг ревенных и нерешённых I вопросов.

Основная часть работы посвящена созданию и разработке блоковой модели трещинных коллекторов и состоит из пяти глав. Здесь излагается методика изучения трещиноватости как полевыми геологическими, так и фотогеологическими методами с применением подземного, наземного и воздушного фотографирования.. В этот комплекс.входят и космические методы, но они рассматриваются в специальной главе 8. Приводятся результаты изучения трещин на различных по строению складках, бронированных одним карбонатным комплексом пород, в зонах разрывных смещений на разном от них удалении в.пределах одного и того же пласта. В следующей главе обобщаются результаты наблюдений за трещинова-тостью, даётся классификация трещин и рассматриваются закономерности их распространения. Все эти материалы служат основой для главвы ?, посвящённой разработке блоковой модели трещинного коллектора. Здесь сравниваются параметры ёмкости и проница-

емости карбонатных пород различных комплексов по результатам лабораторных исследований образцов и по скважинным испытаниям в пластовых условиях, в которых проводился и сплошной фотока-ротак. Выявляется ведущая роль узких межблоковых зон, где на скважинных фотографиях наблюдаются крупные трещины, которые обеспечивают высокую проницаемость коллектора.

В другой части работы излагается материал по исследованию межблоковых зон разного размера и методы их выделения. В главе 8 приводятся доказательства различной геологической информативности разномасштабных снимков, полученных из космоса, и обосновывается метод многоступенчатой генерализации. В главах 9 и 10 на примере хорово изученного Терско-Каспийского прогиба Предкавказья дана характеристика межблоковых зон этого нефтегазоносного' района. Каждая из них обладает_.разной. палеогеоло-. гической активностью, которая устанавливается по суммарным градиентам мощностей осадочного чехла мезозоя и кайнозоя. Выявляются связи между геологическими и нефтегеологическими параметрами залежей, на основании чего можно давать прогноз и выбирать направление поисков трещинных коллекторов и связанных с ними залежей. В "Заключении" подводятся итоги проведённых исследований и выделяются основные защищаемые положения:

1) разработка блоковой модели строения трещинных коллекторов;

2) разработка комплекса дистанционных методов выявления иерархической совокупности межблоковых зон;

3) выявление влияния межблоковых зон на размещение и характер залежей нефти.

С 0 Д Е Р 8 А Н И Е РАБОТЫ.

Определение и критерии продуктивности трещинных коллек тор о в . Трещинным типом коллектора в"этом исследовании называется геологическое пространство, в котором проницаемость обусловлена совокупностью открытых или частично заполненных трещин, различных по ширине и протяжённости, а ёмкость коллектора составляет совокупность пор, каверн, пустот различной формы и размера, а также открытые трёЩины. сообщающиеся друг с другом. Под трещиновато с тью имелась ввиду вся совокупность трещин, рассекающий горные породы как без видимого смещения, так и со смещением, т. к. установить такие разли-

- в -

чия между ними можно чисто условно. По протяжённости выделяются мелкие внутрипластовые и крупные, протяжённые трещины. Как правило, ряд трещин, имеющих одинаковую ориентировку в пространстве, выделяется как система трещин. В пределах системы трещины принимаются за паралелльные плоскости и характеризуются густотой - количеством трещин на линейный метр по перпендикуляру к плоскостям трещин этой системы. Плотность трещин представляет сумму густот всех систем трещин на обнажении горных пород, за исключением трещин, паралелльных напластованию. Отновение плотности трещин к густоте трещин напластования характеризует коэффициент нарушенности пород. Эти параметры наряду с пространственной ориентировкой трещин и характеризуют трещинова-тость пород "каждой станции наблюдения.

На основании сопоставления многих параметров продуктивных известняков . различных месторождений в разных структурных условиях был сделан вывод, что высокопродуктивные скважины отличаются от малоде-битных наличием хоро во развитой сети трещин. Все остальные параметры, в том числе пористость и кавернозность этих пород, их физические свойства, тщательно изученные по керновому материалу, мало отличаются в скважинах, дающих различные притоки жидкостей. Сопоставление образцов палеозойских карбонатных пород сибирского месторождения Нарково из непродуктивных, малопродуктивных и высокодебит-ных скважин "показало, что ни пористость, ни кавернозность. ни характер нефтенасьщенности образцов существенно не отличались друг от друга. Возникла потребность в изучении закономерностей распространения трещиноватости в горных породах. За разработку проблемы трещинных коллекторов взялся в середине 50-х годов коллектив сотрудников ВНИГРИ под руководством проф. Е.М.Смехо-ва. Вслед за этим изучением проблемы стали заниматься многие коллективы организаций быввих министерств геологии, нефтяной и газовой промышленности, высшего образования, Академии наук в разных городах страны и ближнего зарубежья, почти во всех территориальных геологических и нефтяных организациях, где открывают нефтегазоность трещинных коллекторов. В результате_воз-никло учение о трещинных коллекторах, в разработке которого принимал участие и.автор.

Последовательность проводимых

исследований. Исходя из практических потребностей изучения проблемы, вначале были выявлены основные закономерности развития трещин и их распространения в земной коре. Трещины классифицированы по характеру геологических процессов, ведущих к их возникновении: литогенеза,' тектогенеза и гипергене-за. В результате обнаружения региональных зон повыиенной тектонической трещиноватости' как особых структурных элементов земной коры, которые не зависят от складчатой структуры региона, осуществлено выявление положения этих зон комплексом дистанционных методов, в том числе и космических. Эти методы разработаны автором впервые применительно к решению возникшей задачи поисков межблоковых зон повыиенной трещиноватости. Так создан метод многоступенчатой генерализации (1973).

Выявленные межблоковые здны охарактеризованы по степени их активности как в истории геологического развития по градиенту мощностей литолого-стратиграфических комплексов в смежных блоках, так и на современном этапе по градиентам современных вертикальных движений земной поверхности, установленных методом повторных высокоточных нивелировок. Выяснено влияние мех-блоковых зон на размещение скоплений углеводородов и выявлены поисковые критерии для обнаружения новых залежей в трещинных коллекторах. Такова основная канва проведённых исследований.

В главе, посвященной некоторым аспектам современного состояния изученности проблемы трещинных коллекторов нефти и газа, разбираится факторы их формирования и методы, которыми выявляются эти факторы. Поскольку коллекторскими свойствами горных пород традиционно занимаются специалисты литолого-петрографического профиля, то часто встречаются утверждения, что именно литологические факторы являются ведущими в формировании -трещинных коллекторов. Однако, именно тектонические и особенно неотектонические движения создают наиболее" проницаемые зоны за счёт повышенной трещиноватости. Процессы гипергенеза и карстообразования создают дополнительные ёмкости и увеличивают фильтрационные способности трещинных коллекторов.

Далее рассматриваются классификации трещин в сравнении с вариантом, предложенным в своё время автором, а также различные классификации самих трещинных коллекторов, основанныя на соотношении емкостных параметров матрицы и межблокового прост-

ранства.

Характеризуются методы исследования трещинных коллекторов - литолого-петрографические, петрофизические, гидродинамические и, отчасти, промыслово-геофизические, а также карты, которые строятся для оценки трещинных коллекторов и отдельных факторов, влияющих на их формирование. Глава завершается рассмотрением принципов прогнозирования трещинных коллекторов с учётом факторов седиментации карбонатных пород, их вторичных изменений и процессов трещинообразования.

В главе, посвящённой методике изучения трещиноватости, принятой и частично разработанной автором, рассматриваются полевые и скважинные методы: Фотогеологические, состоящие в дешифрировании плановых аэрофотоснимков, наземных фототеодолитных снимков и с'кважинных фотографий необсаженных стенок, а также лабораторные методы обработки образцов и.кернового материала.Комплекс этих методов позволяет наиболее полно представить всю иерархическую гамму трещин от микроскопических до весьма протяжённых. Приводятся результаты сопоставления диаграмм трещиноватости, замеренной по результатам дешифрирования аэрофотоснимков, по полевым замерам на земной поверхности и по замерам крупных трещин в итольнях под землёй. На основании сходства этих диаграмм делается вывод о реальности дистанционных методов изучения трещин и возможности экстраполирования результатов этих исследований на глубину. Некоторые методические приёмы изучения ка-вернозности пород в естественных обнажениях фотогеологическими методами приводятся в других разделах работы. Для изучения эффективного емкостного пространства, занятого в породах битуминозным веществом или насыщенных в лаборатории окрашенным ба-килитовым лаком, автором разработан приём непосредственного увеличенного проектирования в обращённых цветах. Это позволяет изучать и типизировать характер битумопроявлений в породах и выявлять направление движения битумов из крупных трещин в мелкие и далее в породу по сообщающимся порам. Такие битуминозные ореолы хорошо фиксируются на цветных снимках. К методическим приёмам относится и предложенный автором (5) способ разделения трещин, связанных с~ориентировкой ттласта и не связанных с ней - независимых от элементов его залегания - путём сравнения двух видов диаграмм трещиноватости. Одна из них строится для нескольких обнажений по непосредственным замерам трещин, а

другая - "приведённая ориентированная" - по ориентировке трещин относительно положения слоя, т.е. в координатах пласта, выведенного из горизонтального положения.

В двух следующих главах расскатриваются непосредственные результаты изучения трещиноват ос т и выаеописанным комплексом методов на различных по строению складчатых структурах и в зонах разрывных смещений. При этом наблюдения велись в одних и тех же породах, бронирующих складки, но в разных структурных условиях, на разном удалении от зеркала разрывного смещения. Этим уменьшалось влияние различного состава пород на характер трещиноватости.С другой стороны, в сходных структурных условиях изучалась трещиноватость различных по составу и структуре горных пород (3,5,13,20).

Полевыми наблюдениями_установлено. что максимальные значения плотности трещин приурочены к местам наибольшего изгиба пластов как в антиклинальных, так и в синклинальных складках. Здесь наблюдается сгущение продольных трещин отрыва, а в ядрах узких гребневидных антиклиналей, осложняющих основные складки, и и-образных синклиналей появляются весьма характерные крупные пологие трещины типа мелких надвигов с бороздами скольжения на стенках. На периклиналях и в местах сочленения складок число систем трещин увеличивается за счёт трещин, полого наклонённых к слоистости.

Повыяенными значениями плотности трещин характеризуются крутые крилья складок по сравнении с пологими.,где преобладают поперечные к простиранию складки трещины, которые более равномерно распределены в пространстве, имеют большую протяжённость по сравнению с извилистыми трещинами отрыва. Это может указывать на то. что тектонические, напряжения, в результате которых возникают эти трещины, охватывают обширные территории.

В пределах пологих сводов коробчатых антиклиналей и корытообразных синклиналей развиты продольные и поперечные системы трещин, причём последние преобладают. Чем сложнее строение той или иной складки, тем прихотливее распределение трещин в её пределах. Однако, к этому не сводятся особенности распределения трещин в пространстве складчатой структуры: они зависят и от положения складки в региональной структуре территории, иногда сильно сгущаются в пределах региональных зон повышенной трещиноватости.

При наблюдениях в хорошо обнажённых районах показано, что

всякое разрывное смещение, даже самое небольиое. сопровождает ся зоной повышенной плотности трещин, которая возрастает н плавно с приближением к зеркалу сместителя. а своеобразным "скачками". Ширина зоны повышенной трещиноватости вдоль одног и того же разрывного смещения непостоянна и значительно изме няется даже в одних и тех ке породах в пределах одного блок разрыва то увеличиваясь, то почти сходя на нет. В общем случа она увеличивается с возрастанием амплитуды разрывного смещени и зависит от морфологического и кинематического типа разрыва Для надвигов, взбросов и сбросов характерна повышенная плот ность трещин висячего крыла по сравнении с лежачим. Для сдви гов при крутом положении сместителя оба крыла характеризуют^ примерно одинаковой плотностью трещин. В приразрывной зоне на блидается увеличение числа систем трещин, а плотность трещи: здесь в разных породах возрастает в различной степени. Так дл. пелитоморфных известняков плотность увеличивается в 4 - 16 ра: а в крупнокристаллических и органогенно-обломочных всего : 1.5 - 3 раза.

В приразрывных зонах увеличивается плотность трещин все: размеров от микроскопических до крупных и протяжённых, причё| наибольией шириной характеризуется зона крупных тектонически; трещин по сравнению с микротрещинами и секущими внутрипласто-выми. Разрывы "вязкого, рассеянного" типа, которые образуйте; в течение длительного времени путём концентрации перемещена сначала на нескольких трещинах, а затеи на одной какой-либс поверхности сместителя, характеризуются более простой ориентировкой трещин. По сравнению с ними зоны "хрупких, сосредоточенных" разрывов сопровождаются большим количеством систеь трещин разнообразной ориентировки. Это можно объяснить наличием здесь новых, оперяющих разрыв трещин, образованных при движении смежных.крыльев разрыва, "которое происходило, вероятно, быстрее, чем и "вязких", по единой, хорошо выраженной поверхности, часто с ярко выраженными бороздами скольжения.

В главе "Классификация трещин и некоторые закономерности их распространения" проводится обобщение результатов наблюденш трещиноватости в разных регионах альпийской складчатой обласп на платформах, по результатам дешифрирования снимков в самы> разных геотектонических, нефтеносных и ландшафтных областях, по литературным данным (1,3,8,9,10). Выделяются три генетичес-

кие категории трещин: литогенетические, тектонические и гипергенные. каждая из которых обусловлена действием соответствующих геологических процессов, которые в геологической истории могут перекрывать друг друга. Рассматриваются разные типы литогенетических трещин, к которым относятся и стиллолитовые ивы, происхождение которых до сих пор неясно, и трещины напластования, вдоль которых позднее происходят тектонические подвижки при изгибании слоев. Об этом свидетельствуют борозды и зеркала скольжения на поверхности этих трещин. Движение подземных вод по этим трещинам иногда ведёт к образованию карстовых пустот, что является очень важным при оценке коллекторских свойств. По одному из районов работ построена карта густоты трещин напластования.

Тектонические, трещины имеют наиболее широкое распространение в горных породах и составляют значительную часть развитых в. них трещин. Часть из них тесным образом связана с положением в складчатой структуре и обязана своим возникновением процессу формирования отдельных складок. Вслед за Н.В.Гзовским эти трещины названы соскладчатыми. Закономерности их распространения надёжнее всего изучать на таких складках, которые не подверглись после своего формирования региональным тектоническим деформациям. Некоторые из этих закономерностей отмечены выше. Наиболее подходящими для этого являются молодые складчатые области, где рост складок ещё продолжается, что очень чётко отражается в геоморфологии района и на материалах азрокосмических съёмок. Менее пригодны для их изучения древние платформенные складки, которые после своего формирования испытали длительное воздействие колебательных движений и региональных напряжений.

В отличие от соскладчатых. существует ещё одна группа тектонических трещин, названных наложенными, которые не обнаруживают зависимости от ориентировки отдельных складок и их элементов. Эти трещины пересекают их независимо от строения и положения складок, не меняя своей ориентировки. В пределах северо-восточного Кавказа - 'это две системы левых и правых сдвигов, по которым зафиксированы совершенно недавние подвижки. По ним. как по сопряжённым трещинам скола, была восстановлена ориентировка главной оси максимальных сжимающих тектонических напряжений, которая направлена гго азимуту 25 град, с наклоном 13 град. В то же время ориентировка максимальных сжимающих на-

пряжений. выявленная по соскладчатым'сопряжённым трещинам скола. составляет 176 град, под углом 26 град., т.е. почти совпадает с плоскостью пласта в одной из складок центральной антиклинальной зоны Известнякового Дагестана. Наложенные тектонические трещины сгущаются в региональных зонах повышенной трещиноватости.

К гипергенным отнесены трещины разгрузки и выветривания. Рассмотрены некоторые особенности распространения и глубина их проникновения в земной поверхности. Произведено сравнение литогенетических. тектонических и гипергенных трещин и отмечено, что литогенетические в истории геологического развития могут возникнуть лишь однажды, остальные - неоднократно.

Наибольшей фильтрационной способностью обладают крупные протяжённые тектонические трещины в региональных зонах повышенной трещиноватости, активных на современном этапе развития.

МОДЕЛЬ ТРЕЩИННОГО КОЛЛЕКТОРА.

Следующая часть работы посвящается разработке модели строения трещинного коллектора и основывается на вышеприведённых результатах изучения трещиноватости (7,9,12,16,18).

Подчеркнём ещё раз, что трещинный коллектор принципиально отличается от гранулярного. Это существенно сказывается на методике поисков, разведки, подсчёта запасов и разработки залежей углеводородов. Основным отличием . является высокая степень неоднородности проницаемости в пластовых условиях в толще трещинного коллектора, что обуславливает неоднородность притоков Флюидов в скважины, вскрывающие разные участки залежей.

Для разработки эффективных методов поисков и разведки залежей в трещинных коллекторах необходимо представлять характер их строения, основные принципиальные черты которого лежат в основе конструкции модели трещинного коллектора. Блоковая модель трещинного коллектора создана на основе: 1) анализа распределения величин пластовой проницаемости пород в объёме природного резервуара; 2) характера бурения скважин (скорость проходки, провалы инструмента); 3) распределения интервалов поглощения при бурении; 4) результатов разработки залежей нефти; 5) наблюдений нефтяного пласта на глубине; 6) комплексного изучения скважин, вскрывших трещинный коллектор; 7) полевых наблюдений в естественных обнажениях пород и в горных выработ-

ках.

Были изучены скважины, пройденные в верхнемеловых отложениях Северного Кавказа со сплоиным 1002 отбором керна. Путём опытных водонагнетаний в необсаженном стволе скважин определялась величина проницаемости в пластовых условиях, а затем для выявления характера фильтрующих пустот было произведено сплошное фотографирование необсаженных стенок скважин.

В керне определялись величины общей пористости и пористости насыщения, газопроницаемости, содержание нерастворимого остатка, физико-механические свойства; путём пропитки образцов, окравенных бакелитом, выявлялись эффективные трещины в шлифах и приолифовках.

Показано, что в условиях трещинного коллектора притоки в скважину осуществляются из узких интервалов разреза, которые не имеют определённой литолого-стратиграфической приуроченности и не прослеживаются вдоль напластования пород даже на небольших расстояниях (анализировались и сопоставлялись скважины, находящиеся на расстоянии нескольких десятков метров друг от друга). Выявлено, что проницаемость трещинного коллектора в условиях пласта очень неравномерна как по вертикали, так и по площади. Отсутствует связь между величиной притока в скважину и мощностью вскрытого ею открытым стволом коллектора, что, вероятно, является одним из критериев отнесения этого типа коллекторов к трещинным. Для гранулярных коллекторов такая связь была установлена автором и характеризуется высокими положительными значениями коэффициента корреляции (+0.78),

Анализ промысловых данных по залежам, находящимся в поздней стадии разработки, также указывает на значительную неоднородность величин притоков флюидов в скважины, на'различннй суммарный объём отобранной жидкости из разных частей природного резервуара, Зкперименты по "гидропрослуииванию" и анализ "интерференции" скважин показал," что существует избирательная связь между различными участками залежи в её объёме.

В других регионах трещинный коллектор образует иногда очень необычное размещение продуктивных и непродуктивных скважин. Известен тип залежей в трещиноватых карбонатных-породах, где продуктивные скважины вытянуты в виде полосы, пересекающей моноклиналь палеозойских известняков на северо-востоке США (Сципио-Альбион, Дип-Ривер и др.). После детального изучения выяснилось, что они приурочены к зоне повывенной трещиноватое-

- 16 -

ти. где.известняки оказались замещены доломитами.

Зти и многие другие данные свидетельствуют, что в трещинном коллекторе основные притоки в скважины обеспечиваются протяжёнными. крупными трещинами и зонами повышенной трещиновато-сти, которые фиксируются на фотографиях стенок скважин, но очень редко извлекаются из скважины в керне. Ширина этих зон. как правило, невелика и исчисляется первыми метрами при значительной протяженности по площади и по разрезу, вследствие чего они дренируют значительные объёмы горных пород. Однако, предсказать заранее положение этих зон в стволе скважин очень трудно; косвенно они определяются по более высокой скорости проходки скважин вплоть до падения инструмента, если в зоне тре-щиноватости находится зияющая пустота, а также по поглощению бурового раствора при бурении, Установлена отрицательная корреляционная связь между величиной пластовой проницаемости и процентом выноса керна из соответствующего интервала сквакины-т.е., чем меньше процент выноса керна, тем выше проницаемость пород, что можно объяснить их повышенной трещиноватостью. Из этого соотношения становится ясно, что извлекаемый керн далеко не всегда является представительным для изучения трещинного коллектора, где расстояние между эффективными пустотами намного превышают диаметр скважины, в то время как в гранулярном коллекторе и размер пустот, и расстояния между ними во много раз меньше диаметра скважины. По фильтрующим трещинам керн просто разруиается, а эффективные поры гранулярного коллектора могут быть изучены в нём. Поэтому переносить на трещинный коллектор методы и приёмы изучения гранулярного коллектора нельзя.

Из-за принципиального различия между этими типами коллектора нельзя распространять на трещинный тип такие понятия гранулярного коллектора как эффективная мощность или нижний предел ёмкости и проницаемости, определённый tío керну. Вероятно, для трещинного коллектора вообще нет такого предела; даже при нулевых значениях этих величин, определённых по керну, коллектор может быть высокопродуктивным.

Многие наблюдения за распределением параметров трещинного коллектора по разрезу и площади снова подтверждают вывод о том— что в нём основные притоки обеспечиваются неравномерно распространёнными крупными секущими пласты трещинами, а мелкие внутрипластовые, сообщающиеся' друг с другом трещины, более равномерно распределённые в объёме залежей, могут лишь "лодпи-

тывать" более протяжённые крупные тектонические трещины. Методика изучения мелких трещин, извлекаемых из скважины вместе с керном, разработана коллективом сотрудников ВНИГРИ под руководством Е.М.Смехова, а также К.И.Багринцевой и В.Н.Бортниц-кой. Часто эти мелкие трещины сгущаются в зонах дробления, у тектонических смещений, на флексурах и т.д., что хорошо наблюдается в естественных обнажениях и искусственных.горных выработках.

Блоковая модель строения трещинного коллектора представляет его как совокупность двух сред, которые отличаются друг от друга по проницаемости на несколько порядков: а) блоки горных пород иди матрица коллектора, к которой относятся такие формы пустотйого пространства,, как поры, канала, каверны и мелкие трещины, более или менее равномерно распределённые в объёме природного, резервуара: бЭмежблоковое пространство, разделяющее эти блоки и представленное крупными протяжёнными трещинами и зонами повышенной трещинова-тости с приуроченными к ним кавернами и другими пустотами ви-щелачивания.

Для выявления коллекторских свойств блоков горных пород (матрицы коллектора) существует много достаточно хорошо разработанных методов. Для изучения межблокового пространства таких методов гораздо меньше. Автором предложено использовать фотогеологические методы выделения межблоковых зон и для установления пространственных закономерностей взаимоотношения крупных трещин в пределах значительных площадей и объёмов горных пород.

Сопоставление параметров матрицы и межблокового .прос .тр. а н. ства. Установлено, что ёмкость матрицы может изменяться в значительных пределах от долей У. до первых десятков У.. а ёмкостное пространство представлено межкристаллйческими, межформенными пустотами, порами, кавернами, каналами и мелкими трещинами. Далеко не все из этих пустот сообщаются друг с другом, в связи с чем и наблюдается большая разница в величинах общей ёмкости и ёмкости насыщения пород. —

По сравнению с матрицей ёмкость межблокового пространства невелика и редко превышает величину первых процентов; представлено оно хорошо сообщающимися друг с другом трещинами значительной протяжённости и приуроченными к ним расширениями, ино-

гда солидных размеров вплоть до пещер. В них при бурении проваливается буровой инструмент и уходит весь буровой раствор из ствола скважины при поглощении. Количественно величину ёмкости межблокового пространства автору впервые удалось определить по результатам цементации скважин в ряде районов при создании цементных завес. Она составила не более 27 для известняков верхнего мела и превышала 147. в карстующихся доломитах и доломитистых известняках (при колебаниях от долей У. до 14.ЪУ.) (9 стр. 80).

В зависимости от соотношения ёмкости матрицы коллектора и ёмкости межблокового пространства коллектор может быть о д-нокомпонентным при явном преобладании какой-то ёмкости или'смешанным -дву.хкомпонен'тным- при более или менее соизмеримых величинах ёмкости этих сред.

Фильтрационные характеристики этих двух сред всегда сильно отличаются друг от друга. Крупные трещины большой протяжённости, местами сильно расширенные процессами фильтрации по ним флюидов, обладают проницаемостью, на несколько порядков превышающей проницаемость матрицы. Проницаемость матрицы изменяется от тысячных долей до десятков миллидарси, а для межблокового пространства она доходит до нескольких единиц дарси. Проницаемость межблокового пространства достигает нескольких единиц дарси только в наиболее крупных протяжённых трещинах, узлах их пересечения и участках вторичных расиирений, но в любом случае она несопоставимо больше чем у матрицы, Зто явление характерно и для чисто поровых коллекторов терригенных толщ, -что отмечалось в нефтяных вахтах Ярегского месторождения Тимано-Печорс-кой нефтегазоносной области, в которых можно наблюдать весь продуктивный работающий пласт целиком с высачиванием вязкой нефти из протяжённых-трещин и зон дробления, при проходке которых наблюдаются аварийные выбросы в. штольнях. Зто гораздо информативнее по сравнению с отдельными образцами пород, извлечёнными из скважин, которые разваливаются вдоль открытых трещин. Следовательно, и в типично поровых коллекторах нужно учитывать влияние межблоковых зон, создающих анизотропию продуктивности скважин.

Практическое значение блоковой модели трещинных коллекторов. Блоковая модель трещинных коллекторов имеет не только теоретическое

значение для разработки научных основ исследования природных резервуаров нефти и газа, но и сугубо практическое. Последнее состоит в том. что эту модель можно использовать на всех стадиях поисково-разведочных и эксплуатационных работ.

При поисковых работах можно ориентироваться на положение региональных ыежблоковых зон и участков их пересечения друг с другом, где породы наиболее трещиноваты.

При разведочных работах желательно, чтобы скважины вскрывали эти зоны вкрест простирания преобладающих крупных трещин и испытывали на приток флюидов интервалы, характеризующиеся: а) поглощением бурового раствора, б) ускоренной проходкой при бурении скважин вплоть до падения инструмента, в) незначительным выносом керна при его отборе. Все эти признаки могут указывать на наличие в скважине"зоны межблокового пространства, которое при незначительном воздействии на пласт вторичными методами (гидроразрыв, торпедирование, со-ляно-кислотные обработки и др.) • может дать приток флюидов в скважину.

При подсчёте запасов углеводородов в залежах, их объёмы, содержащиеся в матрице и в межблоковом пространстве, нужно считать раздельно, т. к. характер фильтрации флюидов в них существенно различен. Различными являются и коэффициенты нефтенасыщения и нефтеотдачи этих двух сред трещинного коллектора.

При эксплуатации трещинных коллекторов нельзя допускать слишком большой перепад давлений (депрессию на пласт), чтобы не подтянуть по межблоковой зоне подошвенную воду, т. к. в этом случае залежь окажется расчленённой на отдельные блоки, что отрицательно скажется на процессе извлечения всего объёма нефти из пласта.

При в т о р и ч н-ы х методах увеличения извлечения нефти законтурном-и внутриконтурном заводнении пласта нужно учитывать огромную проницаемость межблоковых зон. которые первыми могут обводниться и не дать извлечь углеводороды, содержащиеся в блоках породы, в матрице коллектора.

- 20 -

ВЫЯВЛЕНИЕ ИЕРАРХИЧЕСКОЙ СОВОКУПНОСТИ

ИЕЖБЛОКОВЫХ ЗОН ПО КОМПЛЕКСУ АЗРОКОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ (МЕТОД МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ГЕНЕРАЛИЗАЦИИ - МИГ).

' Эта часть работы основывается на установлении региональных зон повышенной трещиноватости или мевблоковых зон. выходящих за пределы локальных складок и протягивающихся на значительные расстояния. Она нацелена на создание способа выделения этих зон путём дешифрирования материалов аэрокосмических съёмок, по которым составлены карты мевблоковых зон. Впервые (15) (1970) для обозначения этих зон, выявленных по снимкам, был применён термин Хоббса (1901) "линеамент".

ММГ (23) (1973) основан на том. что в оптимальной совокупности разномасштабных изобракений земной поверхности снимки каждого масштаба характеризуются своим специфическим объёмом геологической информации. С помощью ММГ исследуется вся иерархия геологических объектов как взаимосвязанная система соподчинённых структурных форм. Отличие ММГ от других подходов использования материалов дистанционных съёмок заключается в выборе оптимальной совокупности снимков, а не какого-то одного оптимального масштаба или сезона съёмки в определённом диапазоне электромагнитного спектра.

ММГ наряду с разномасштабными снимками, выполненными в сходном технологическом режиме, включает разносезонние и раз-нодиапозонные изображения, полученные различным^ съёмочними системами (фотографическими и нефотографическими).

В целом все вышеперечисленные характеристики изображений, определяют их геологическую информативность, что необходимо учитывать при подборе оптимальной совокупности снимков для выявления межблоковых зон разной длины и ширины. Новым, ничем не заменимым качеством материалов космических съёмок, является та уникальная естественная генерализация изображения ландшафта, которая на них происходит.

Для удобства в работе автором было предложено выделять несколько уровней генерализации снимков, каждый из которых обозначен порядком знаменателя масштаба (Ю®: 107 : 106; 105 и ДР.).

Изображения каждого из перечисленных уровней генерализации коренным образом отличаются от смежных уровней по своей информативности при прочих равных условиях (спектральный диа-

- 21 -

пазон, условия съёмки, состояние ландшафта и т.д.).

Сопоставлять такие снимки друг с другом оказалось довольно сложно из-за большой разности масштабов. Для улучшения опознаваемости одноимённых объектов желательно иметь проме!уточ-ные ступени.

Так. между снимками масштаба 1:1 ООО ООО и 1:10 ООО ООО желательно иметь изображения 1:3 ООО ООО, т.е. они должны отличаться по основным своим параметрам (масштабу и разрешающей способности) примерно в три раза.

Один и тот же линеамент, отражающий на поверхности Земли межблоковую зону, пересекающий платформу и складчатую область, дешифрируется по-разному в этих районах, что требует применения снимков разных уровней генерализации: для выявления его на платформе требуется более высокий уровень генерализации, чем для установления его в горноскладчатой области.

Показано, что многие межблоковые зоны и другие геологические структуры проявляются на снимках далеко не каждого сезона, несмотря на хорошие условия съёмки. Это явление било установлено автором и названо "эффектом ландшафтного мерцания структур" (1976).

Оно было подтверждено многими исследователями на разных регионах. Причины его возникновения можно связывать с тем, что в ландшафте периодически проявляются геохимические аномалии, меняется влажность почвенно-растительного покрова, что в той или иной степени служит индикационым признаком для дешифрирования этих структур. Эти признаки меняются во времени, что приводит к периодическому проявлению или исчезновению этих структур в ландшафте, а, следовательно, и на снимках. Именно -такие структуры и было предложено называть "мерцающими" (27).

Из всего вышеизложенного можно сделать вывод, что для наиболее полного и всестороннего изучения структуры земной коры требуется совокупность снимков, состоящая из:

1) снимков разного уровня генерализации, отличающихся масштабом исходного оригинала, обзорностью или охватом заснятой территории, разрешающей способностью на местности;

2) снимков в разных спектральных диапазонах как в видимой части спектра, так и в инфракрасной и тепловой;

3) снимков одного и того же уровня генерализации и спектрального диапазона, сделанных'в разные сезоны, т.е. при разном состоянии ландшафта.

- 22 -

Такая совокупность материалов может обеспечить полноту дешифрирования всей иерархической совокупности геологических структур земной коры и, в частности, межблоковых зон повышенной трещиноватости (23,26).

Была предпринята попытка объективизировать процесс дешифрирования путём применения интерактивных методов дешифрирования в системе "человек-машина". Такой эксперимент ставился в НПО "Аэрогеология" на машинном комплексе "Прогноз" (с участием Гордиенко И.Г. и Иалкова Б.В.) (44).

Одной из важных особенностей, выявленных при дешифрировании структур является их глубинность, т.е. проникновение межблоковых зон в нижние слои земной коры. Это явление называлось "эффектом просвечивания".

"Эффект*просвечивания" объясняется автором " вышеуказанной зависимостью между длиной, шириной и глубиной проникновения зоны линеамента (.23).

Повторным высокоточным нивелированием в зонах линеаментов были установлены значительные градиенты современных вертикальных движений земной коры на примере ряда областей нашей страны и в платформенных и в складчатых областях.Эти современные движения носят квазипериодический разнонаправленный характер. Подобный характер современных вертикальных движений был обнаружен не только в зонах линеаментов, но и на дуговых ограничениях кольцевых структур. Эти границы межблоковых зон, чётко фиксируемые на космических снимках, при полевых исследованиях подтверждаются далеко не всегда большей частью из-за их дискретного характера. -

Анализ построенных карт межблоковых зон для различных нефтегазоносных территорий и совмещение их с другими нефтегеоло-гическими материалами по строению нефтегазоносных бассейнов, по характеру размещения в них углеводородов позволил оценить влияние вновь выделенных межблоковых зон. на пространственное размещение залежей этих полезных ископаемых и их параметры.

Для сравнительного нефтегеологического анализа были составлены карты межблоковых зон Среднекаспийского и Месопотам-ского нефтегазоносных бассейнов. Оба бассейна занимают территории предальпийских прогибов - Предкавказского и Предзагрос-ского, - оба содержат скопления нефти в карбонатных породах. Впервые автором совместно с А.А.Забанбарг в 1967 году была создана сводная карта размещения скоплений углеводородов в

пределах этих бассейнов, которые разделяются альпийским горноскладчатым поясом.

Крупнейшие линеаменты и зоны линеаментов имеют огромную трансконтинентальную протяжённость и глобальный характер (34). а некоторые из них влияют на строение нефтегазоносных бассейнов. Они пересекавт континенты и океаны, многие из них проявлялись в истории геологического развития на протяжении длительных отрезков фанерозоя, разделяя блоки земной коры с разным стилем тектонических движений. Отмечается их роль в формировании крупных нефтегазоносных бассейнов и мегабассейнов.

В разных участках земной коры на снимках разного уровня генерализации дешифрируются несколько разных систем линеаментов. Одни из них имеют чёткие признаки деиифрирования, другие имеют прерывистый характер. Вся их совокупность создаёт основной структурный каркас территории, к которому иногда "приспосабливается" складчатая структура. Отдельные геологические структуры земной кори могут быть подчинены основному структурному каркасу. Часть из линеаментов соответствует на глубине флексурам в осадочном чехле или уступам в фундаменте, скрытым разломам, другие же не отражаются в осадочном чехле. Однако, очень часто они находят прямое или косвенное отражение в новейшей тектонической структуре региона. В особенностях почвен-но-растительного покрова и других компонентах ландшафта в зоне линеаментов проявляются геохимические аномалии, источники подземных вод. которые приурочены обычно к зонам повышенной тре-щиноватости, почти всегда сопутствующей линеаменту.

В общем случае все линеаменты являются зонами повышенной трещиноватости коренных пород и только немногие из них представляют собой типичные разрывные смещения. Подавляющая часть линеаментов соответствует скрытым безамплитудным разломам.

Исходя из блоковой модели строения трещинных коллекторов, поиски межблоковых зон. которые выражены на материалах аэрокосмических съёмок в виде линеаментов разной протяжённости, являются важной задачей.

Локальные межблоковые зоны в пределах отдельных складок могут обеспечить повышенный приток флюидов в скважины, вскры-вапщие залежи углеводородов в этих структурах.

Региональные межблоковые зоны и узлы их пересечения могут обеспечить в пределах ареалов-зон нефтегазонакопления наличие более проницаемых природных резервуаров в ловушках, попадающих

- 24 -

в пределы влияния зтих межблоковых зон.

Итак, блоковая модель трещинных коллекторов и блоковое строение земной коры при изучении нефтегазоносных регионов заставляют искать способы выделения мевбло-к о в ы х зон. Одним из таких способов является дешифрирование разномасштабных, разносезонных снимков в разных диапазонах спектра, применение которых в нефтегеологических целях впервые было предложено автором в 1970 году. Позве (в 1973 году) он был развит под условным названием метода многоступенчатой генерализации, который взят на воорувение при решении многих геологических задач. Он совершенствуется и разрабатывается дальше, а с учётом принципа многоступенчатой генерализации для решения тех или иных задач нефтегазовой' геологии подбираются изобравения "земной поверхности из имеющегося арсенала или заново делаются снимки с различных космических и воздушных носителей.

В следующих разделах работы выявляется активность региональных межблоковых зон по анализу распределения мощностей ли-толого-стратиграфических комплексов мезозоя и кайнозоя на примере Терско-Сунженской зоны дислокаций. Для этого проведён анализ разреза этих отложений и выбраны комплексы, мощность которых не сильно нарушена диапиризмом. Отдешифрированные межблоковые зоны подразделены по характеру движений смежных блоков в мезозое, кайнозое и в настоящее время (по результатам повторной высокоточной нивелировки). Это дало возможность количественно оценить их активность и сопоставить с количественными параметрами залежей в трещинных коллекторах, чему посвя-щён последний раздел работы.

ВЛИЯНИЕ МЕЕБЛ0К0ВНХ ЗОН \ НА РАЗМЕЩЕНИЕ И ХАРАКТЕР-ЗА/ШВЕИ НЕФТИ.

В последней части работы разбирается влияние отдешифриро-ванных по снимкам структурных элементов земной коры - зон повышенной трещиноватости на пространственное размещение скоплений углеводородов и их особенности. Это рассматривается на примере хорошо изученной толщи карбонатных пород верхнемелового возраста Терско-Сунженской_нефтегазоносной области. В этом старейшем нефтедобывающем районе верхнемеловой комплекс является типичным примером массивного карбонатного природного резе-

рвуара. сложенного трещинным коллектором. Основные перспективы поисков залежей нефти и газа связываются здесь с верхнемеловыми породами, залегающими иногда на больших глубинах. А роль трещинных коллекторов с увеличением глубины залегания увеличивается. Это происходит потому, что параметры порового коллектора с возрастанием геостатического давления существенно сокращаются и основную роль в создании проницаемости и ёмкости пород начинают играть трещины.

Анализируемые параметры залежей и ловуиек.

Проводился анализ многочисленных параметров залежей нефти в верхнемеловых трещинных коллекторах и поиск критериев для прогнозирования мест скопления углеводородов в трещинном типе коллектора в новых районах.Известные и уже разрабатываемые залежи нефти в трещинных коллекторах были охарактеризованы многими параметрами. Первая группа параметров описывает ловушку, ее размеры и характер изменения мощностей отдельных литолого-стратиграфических комплексов на своде и крыльях складок, что давало возможность судить о геологическом развитии этой территории. Сюда входили длина, ширина, высота ловушки, глубина ее залегания по последней замкнутой стратоизогипсе по поверхности верхнемеловых известняков и нормальные мощности следующих литолого-стратиграфических комплексов: верхнего мела, фо-раминиферовой свиты палеоцена и эоцена, майкопской свиты оли-гоцена-миоцена, чокракского, караганского, сарматского, меоти-ческого, плиоценового и четвертичного возраста. Лри выделении параметров использовались материалы ПО "Грозне^ть".

Так как мощности комплексов, накопившихся за разное время, различны, то для приведения их "к общему знаменателю" бралось отношение величины изменения мощности в пределах складки к средней величине мощности этого комплекса. Этот -параметр косвенно может указывать на интенсивность"тектонической активности складки в тот или иной период ее развития.

Вторая группа параметров характеризует залежи нефти и состояние геологической среды на современном этапе ее развития: запасы углеводородов в условных единицах, плотность запасов в условных единицах на 1 км? газовый фактор, начальное пластовое давление в залежи, приведенное к отметке четыре тысячи метров, коэффициент избыточного давления как отношение пластового давления к гидростатическому, плотность нефти в г/куб.см. геотер-

мическая ступень для залежей в верхнем мелу в м/1 град.С, минерализация пластовых вод в этих отложениях. Для характеристики современной активности движения земной коры брался параметр градиента современных вертикальных движений земной поверхности в мм/год, измеренный методом повторного нивелирования (по материалам А.Т.Данабедова, В.А.Сидорова и др.) в пределах каждой складки. Палеоактивность этих структур оценивалась автором совместно с З.Х.Моллаевым по величине суммарных градиентов мощностей вышеуказанных литолого-стратиграфических комплексов.

Перечисленные параметры обрабатывались по программе "Клан" для выявления наличия многомерных связей и по их характеру проводилась систематизация залежей нефти и газа методом кластерного анализа. По второй группе параметров, характеризующей современное 'состояние залежей,, было выделено два типа скоплений. Примерами залежей первого типа являются: Арак-Далатерек. Ахлово, Минеральное, Северо-Минеральное, Гудермес (Западный и Восточный), Заманкул,. Серноводск и др. В целом эти залежи можно назвать бедными по запасам углеводородов и приурочены они к складкам, пассивно развивавшимся с мелового времени до настоящего момента. Этот тип залежей характеризуется незначительными величинами современных вертикальных движений земной поверхности и невысокими значениями градиентов мощностей, малыми запасами нефти и малыми величинами плотности запасов, невысокой минерализацией пластовых вод верхнемеловых залежей, небольшой величиной геотермического градиента, малым коэффициентом избыточного давления в залежах, незначительной величиной газового фактора, небольшой долей высокоалкановых нефтей в общей залежи. Средняя глубина залегания залежей около 3,5 км. Отношение длины к ширине залежи этого типа составляет около 6, а площадь ловушки немного более 40 кв.км , амплитуда складок 3,3 км.

Существуют некоторые двумерные корреляционные связи между отдельными из упомянутых параметров. Довольно постоянной величиной является ширина складок, благодаря чему их площади являются функцией длины. Ширина складок прямо пропорционально связана с их амплитудой, но уменьшается с увеличением глубины за-Тегания верхнего мела. Чей меньше ширина складок, тем выше плотность запасов. Площадь складки увеличивается с возрастанием ее амплитуды. В высокоайплитудных складках наблюдаются меньшие величины избыточного пластового давления в залежах.

Запасы нефти в этих залежах увеличиваются с возрастанием градиента мощностей, т.е. с увеличением их тектонической палеоак-тивности и современной тектонической активности, выражающейся в величине современных вертикальных движений земной поверхности по данным повторного нивелирования. Количество высокоалка-новых нефтей увеличивается с возрастанием минерализации пластовых вод в верхнемеловых залежах и увеличением суммарного градиента мощностей в пределах складки. Газовый фактор с суммарным градиентом мощностей находится в обратной зависимости, т.е. более активные в истории геологического развития складки содержат залежи с меньшим газовым фактором.

Примерами второго типа залежей являются: Зльдарово, Хаян-Корт, Правобережная, Ястребиная, Брагуны, Карабулак-йчалуки, Октябрьская.' Их можно отнести к богатым по запасам углеводородов. Приурочены они к интенсивно развиваввимся складкам, активным и в настоящее время. Средние значения длины складок и их площади более чем в 2 раза превышают аналогичные параметры первогс типа, при близких значениях ширины,а амплитуда складок почти е 3 раза выше. т.е. крутизна крыльев значительно больше, чем у первых: глубина их залегания около 4.5 км. Запасы нефти этих залежей почти на порядок выше предыдущих, а плотность запасов -более, чем в 3 раза. В 8 раз здесь больше запасов высокоалка-новых нефтей, почти в 3 раза меньше газовый фактор. Несколько выше в залежах этого типа коэффициент избыточного давления (1,53) и немного больше величина геотермической ступени (около 27 м/1 град.С), выше и минерализация пластовых вод: значения суммарного градиента мощностей - более чем в 1.5 раза превышают аналогичные значения для складок первого типа. Для этого типа в два раза выпе значения современных вертикальных движений земной поверхности (более 17 мм/год по сравнению с 8.3 им/год для залежей первого типа). Характер двойных корреляционных связей между параметрами залежей второго типа существенно отличается от того, что наблюдалось в первом типе.

Существует четкая прямая связь между длиной складки и глубиной ее залегания. С увеличением длины возрастает коэффициент избыточного давления в залежах. Намечается: а)увеличение высокоалкановых нефтей с увеличением длины складок; б)обратная связь количества этих нефтей сг шириной складки и ее амплитудой. Обратная пропорциональность выявляется между шириной складок и

глубиной их залегания, величиной начального давления и геотермической ступенью: обратная связь между площадью складки и величиной ее современой активности. С увеличением амплитуды складок укеньиается величина газового фактора, начальное и избыточное давления, а также градиент современных вертикальных движений земной поверхности. С увеличением глубины залегания залежей возрастают величины и плотность запасов нефти - чем глубже залежь, тем она богаче: особенно отчетливо эта связь прослеживается с запасами высокоалкановых нефтей. С глубиной нахождения залежи увеличивается коэффициент избыточного давления, четко возрастает геотермическая ступень, т.е. залежи становятся менее изолированными с глубиной, и значительно сокращается минерализация пластовых вод верхнемеловых залежей за счёт возможного появления конденсационных вод. Здесь прослеживаются более тесные прямые связи, чем в бедных и пассивных залежах между следующими параметрами: величины общих запасов нефти с запасами высокоалкановых нефтей, величины газового фактора с геотермической ступенью, т.е. газ интенсивнее поступает в менее излированные залежи. Намечается обратная связь запасов с минерализацией пластовых вод - больиие запасы углеводородов связаны с более пресными, менее минерализованными водами. Довольно тесная связь наблюдается между плотностью запасов и величиной геотермической ступени (м/1 град.С), т.е. менее термически изолированные залежи богаче. Залежи богатые высокоалка-новыми нефтями характеризуются значительными величинами начальных и, особенно, избыточных давлений, больвой величиной геотермической ступени и незначительной минерализацией пластовых вод. Во втором типе залежей существует тесная.связь между величиной начального и избыточного давления, чего не было в залежах первого типа, а также прямая связь начальных пластовых давлений в залежи с величиной современных вертикальных движений земной поверхности, т.е. чем активнее движения в настоящее время, тем выие начальные пластовые давления в залежи.

Наиболее крупные по запасам залежи (Иалгобек-Вознесенское и Старо-Грозненское) не попали ни в первый, ни во второй тип. Они характеризуются значительными величинами плотности запасов, градиента мощностей, коэффициента избыточного давления, малыми значениями газового фактора. Для Налгобек-Вознесенского месторождения характерна высокая величина запасов высокоалкановых нефтей. значительная минерализация пластовых вод верхнего мела,

высокие значения градиента современных вертикальных движений земной поверхности, малая величина геотермической ступени.

Для Старо-Грозненского месторождения характерна малая минерализация пластовых вод верхнего мела, относительно небольшое содеряание высокоалкановых нефтей в верхнемеловой залеви и значительная величина геотермической ступени, т.е. залежь менее герметична с наличием конденсационных пресных вод. разбавляющих пластовые воды.

Сравнивая особенности двумерных связей залежей первого и второго типа следует констатировать их резкое различие. Обращает внимание значительно большее число существенных зависимостей между рассматриваемыми параметрами для залежей второго типа. Здесь нередки значения коэффициента корреляции, составляющие 0,8-0',9, Возможно, это указывает на то,что залежи второго типа составляют единую совокупность скоплений с общими условиями формирования. При сопоставлении пространственного расположения залежей второго типа в пределах Терско-Сунженской нефтегазоносной области выяснилось, что они приурочены к крупным межблоковым зонам, которые дешифрируются по материалам дистанционных съёмок и часть которых подтверждена наземными геолого-геофизическими методами.В большей часли случаев залежи располагаются в узлах пересечения таких межблоковых зон.

В отличие от зтого залежи первого типа тяготеют к внутренней части блоков и могут быть названы внутриблоковыми в противоположность м е ж -блоковым залежам второго типа. Различный характер двумерных связей межблоковых и внутриблокових залежей подчеркивает их существенные различия. Большая подви«-ность земной коры. межблоиовых зон. как современная, так и в геологическом прошлом, выявляющаяся геодезическими и геологическими методами, создает повышенную трещиноватость горных пород, которые в этих структурных условиях становятся более проницаемыми. Это ведет к интенсивной миграции жидкостей и газов в этих зонах, где удельная продуктивность скважин, эксплуатирующих верхнемеловые трещиноватые известняки, более чем в полтора раза выше чем во внутриблоковых.

В межблоковых'эалежах очень многие из выявленных параметров тесно связаны с глубиной расположения ло-

вушки. С увеличением глубины увеличиваются запасы углеводородов. плотность запасов, количество высокоалкановых нефтей.воз-растает величина геотермической ступени и величина избыточного давления. Несколько менее тесные прямые связи глубины залегания ловушки установлены с величиной газового фактора и начальным пластовым давлением. Существует очень тесная почти функциональная связь (коэффициент корреляции 0,83-0,90) между величиной минерализации пластовых вод верхнего мела и глубиной - с увеличением глубины минерализация уменьшается.

Все это может быть объяснено тем, что в условиях большой проницаемости, обусловленной трещинами, в настоящее время в м е ж б л о -ковых залежах идет более интенсивный тепло-массо перенос. Этим объясняются более высокие значения геотермической ступени в них, т.к. теплоизолирующие хвойства пород здесь хуже. Увеличение в залежах избыточного давления (ДВПД) с глубиной и прямая связь между АВПД и величиной начального давления также может указывать на проявления современной флюидодинамики в этих структурных условиях, где ещё не достигнуто барическое равновесие в недрах. Увеличение количества высокоалкановых нефтей (йнастасян C.B. и др. 1966 г.) также может указывать на проявление современной вертикальной миграции в межблоковых залежах. Уменьшение минерализации с глубиной монет быть объяснено появлением значительного количества конденсационных вод, разбавляющих высокоминерализованные пластовые воды верхнего мела. Прямая связь величины начального пластового давления, а соответственно и коэффициента избыточного давления с градиентом современных вертикальных движений земной поверхности подтверждают это предположение о существовании современной активной вертикальной миграции. Прямая зависимость газового фактора межблоковых залежей и геотермической ступени также свидетельствует о влиянии проницаемости пород на эти величины. Обратная связь этого параметра с минерализацией вод подчеркивает вертикальный характер миграции по зонам повышенной трещиноватости. т.к. < глубиной минерализация существенно уменьшается.

Для межблоковых залежей наблюдается_слабая обратная связь длины складок с минерализацией, что может быть истолковано,как уменьшение минерализации пластовых вод верхнего мела в удлинённых складках, которые являются, вероятно, приразрывными. Об-

ратная связь минерализации вод намечается с газовым фактором и с плотностью запасов и еще более тесная зависимость (такие обратная) выявлена для запасов углеводородов с количеством вы-сокоалкановых нефтей. Иными словами, для залежей с опресненными водами характерны высокий газовый фактор, высокая плотность запасов и значительное количество высокоалкановых нефтей. Геотермическая ступень в ыежблоковых залежах увеличивается в длинных и узких складках, степень трещиноватости пород в которых, вероятно, больше; она увеличивается с глубиной и прямо-пропорционально влияет на следующие параметры; коэффициент избыточного давления, газовый фактор, величину запасов углеводородов, плотность запасов и количество высокоалкановых нефтей. Коэффициент избыточного давления <АВГТД) возрастает в длиннчх, узких складках, увеличивается с глубиной и очень тесно связан с количеством высокоалкановых нефтей, а также возрастает с увеличением начального пластового давления.Величина начального пластового давления аналогично геотермической ступени и АВПД возрастает в длинных и узких складках и довольно тесно связана с количеством высокоалкановых нефтей. Газовый фактор проявляет аналогичную, но очень сильную зависимость с длиной и шириной складок, увеличивается с глубиной, прямо пропорционален геотермической ступени и обратно пропорционален минерализации пластовых вод верхнего мела. По-видимому, эта величина также связана с трещинной проницаемостью пород.

Внутриблоковые залежи характеризуются гораздо меньшим числом значимых двойных корреляционных связей, рассматриваемых параметров, конфигурация складок здесь более стабильна. Ширина складок прямо пропорциональна их ампли-туде-И уменьшается с возрастанием глубины аналогично тому, что наблюдается в межблоковых залежах. Плотность запасов уменьшается в более широких складках и довольно тесно связана с величиной запасов, хотя значительно меньше, чем аналогичная связь для межблоковых залежей. Намечается зависимость начального пластового давления с величиной запасов, чего не было в межблоковых залежах. В обеих типах залежей наблюдается прямая связь между геотермической ступенью и количеством высокоалкановых нефтей. Ещё более сильная связь (с коэффициентом корреляции 0.9) выявлена для внутриблоковых залежей между глубиной их залегания и минерализацией'пластовых вод верхнего мела. Несколько менее тесная обратная зависимость наблюдается между

минерализацией верхнемеловых вод и плотностью запасов, в чём наблюдается общность с межблоковыми залежами. Однако, в отличие от межблоковых, суммарный градиент мощностей проявляет некоторую положительную связь с величиной запасов, плотностью запасов и количеством высокоалкановых нефтей, а также более тесную зависимость с величиной газового фактора. Отличием этих залежей от межблоковых является также наличие слабой прямой корреляционной связи современных движений земной поверхности с величиной запасов углеводородов.

По той же программе кластерного анализа проводилась систематизация анализируемых ловувек по истории их геологического развития. Для этого брался параметр, представляющий собой отношение величины изменения мощностей того или иного литолого-стратиграфического комплекса .в пределах складки к средней величине мощности этого комплекса на этой же площади. Этот коэффициент. скорее всего, отражает интенсивность тектонического движения земной коры.в пределах каждой площади в рассматриваемый период (подвижность складки).

Выделилось две группы ловушек. Примерами первой группы являются: Йрак-Далатерек, Северо-Малгобекская.Северо-Минераль-ная, Правобережная, Ястребиная, Западный и Восточный Гудермес. Беной. Примерами второй группы - Ахловская, Иалгобек7Вознесен-ская, Эльдаровская, Заманкульская, Карабулак-Ачалукская.Серно-водская, Старо-Грозненская, Октябрьская и др. Эти две группы складок существенно отличаются друг от друга средней величиной своей палеоактивности, из чего следует, что вторые, начиная с палеоцена и до четвертичного времени, развивались более активно, причем наиболее резкие различия активности ловушек характерны для меотиса и плиоцена (здесь средние значения палеоактивности ловушек второй группы в сравнении с первой в 3.6 раза выше в меотисе и в 6,1 раз в плиоцене). Средние значения суммарного градиента мощностей для первой группы составляют 13.7. для второй - 17.2. В то же время современная тектоническая активность. установленная геодезическими методами, больше у первых, чем у вторых. Существенной разницы в значениях геотерми-— ческой ступени, минерализации пластовых вод верхнего мела, плотности нефтей в верхнемеловом коллекторе и величине коэффициента избыточного давления_ для этих двух групп залежей не обнаружено. Однако, залежи йторой группы по своим суммарным запасам углеводородов более чем в три раза богаче, чем первой.

- 33 -

и в два раза в них больше запасов высокоалкановых нефтей. .

Характер интенсивности развития этих складок в различные периоды существенно различен для первой и второй групп складок. Для первой группы типичен прерывистый, разнонаправленный стиль тектонических движений, а для второй - унаследованный, по крайней мере, с верхнего мела по меотис включительно.

По-видимому, основной этап формирования ловушек залевей второй группы проходил в послемеотическое время. С тектонической активизацией указанного времени можно связывать и основной этап формирования этих залежей, что подтверждает точку зрения грозненских геологов.

При систематизации залежей по двум группам параметров.характеризующим как историю развития, так и современное состояние залежей и геологической среды выделяются две совокупности залежей. Примерами первой из них являются: Йрак-Далатерек, Се-веро-Нинеральное, Ястребиное, Западный и Восточный Гудермес, Беной. В предыдущей группировке эти структуры были отнесены к пассивно развивающимся структурам.

Примерами второй совокупности являются: Зльдарово. Хаян-Корт, Брагуны, Карабулак-Дчалуки, Старо-Грозненское, Октябрьское. Большинство из них характеризовались в предыдущем варианте систематизации унаследованным типом развития. Они отличаются от первых значительными запасами углеводородов, более чем в пять раз превышающими запасы первой совокупности: характеризуются сравнительно меньией современной активностью. Однако большие значения суммарных градиентов мощностей говорят о более активном развитии их в геологической истории и несколько большими значениями геотермической ступени (26,5 м/граД.С по сравнению с 24.5 м/град.С). Газовый фактор у двух совокупностей залежей практически одинаков.

Залежи второй совокупности характеризуются наличием прямой пропорциональной связи между геотермической ступенью и величиной суммарных запасов углеводородов, и обратной связи геотермической ступени с величиной газового фактора и градиентом современных вертикальных движений земной поверхности; в менее изолированных ловушках - более богатые залежи с малым газовым Фактором и небольшими градиентами современных движений.

Третья совокупность залежей, примерами которой являются йхлово, Заманкул и Серноводское, характеризуются небольшими запасами углеводородов, несколько меньшей величиной газового

фактора, очень незначительной величиной палео- и современной активности и сравнительно малой геотермической ступенью. Последнее может указывать на то, что породы обладают сравнительно хорошими теплоизолирующими свойствами, по-видимому, вследствие незначительной трещиноватости, что явилось следствием сравнительно слабой их тектонической активности. Это подтверждается и небольшой величиной удельной продуктивности верхнемеловых пород на площади Заманкул,

Анализ полученных результатов приводит к выводу о ведущей роли трещиноватости в Формировании природного резервуара, сложенного верхнемеловым карбонатным комплексом пород. При этом трещины являются как путями миграции из недр земной коры в залежь, так и путями миграции скопившихся углеводородов из залежи к земной поверхности С разрушение"залежи). "Таким образом, размер залежи в карбонатном резервуаре определяется балансом поступления и оттока углеводородов.

Ясно, что путями миграции углеводродов являются зоны повышенной трещиноватости, локализующиеся вдоль линеаментов, дешифрирующихся по материалам дистанционных съемок и частично подтверждаемых геолого-геофизическими, геодезическими и геохимическими методами. Современные тектонические процессы, фиксируемые геодезическими методами, "подновляют" тектоническую трещиноватость. увеличивая её проницаемость. Особенно существенную роль эти зоны повышенной трещиноватости - линеаменты -играют для межблоковых-залежей, характеризующихся высокими запасами и значительной плотностью запасов. При определении критериев поиска богатых,- высокодебитных скоплений углеводородов следует учитывать, что залежи могут располагаться в зонах крупных линеаментов и их пересечений, характеризующихся постоянной тектонической активностью на лротяжении различных, этапов геологического развития.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Основными защищаемыми положениями являются:

1. Создание блоковой модели строения трещинных коллекторов.

2. Комплекс дистанционных методов выявления иерархической совокупности межблоковых Зон (метод многоступенчатой генерализации).

3. Влияние межблоковых зон на пространственное размещение и характер залежей нефти в трещинных коллекторах.

Основными результатами работ являются следующие:

1.В процессе разработки модели строения трещинного коллектора на примере разных геологических объектов были решены следующие задачи.

1.1. Создана генетическая классификация трещин горных пород (9).

1.2. Установлены закономерности распространения тектонических трещин в разных структурных условиях.

1.3. Выявлены закономерности распространения трещин в зонах различных разрывных смещений (5,9).

1.4. Выявлено наличие региональных зон повышенной трещи-новатости, положение которых не связано со складчатой структурой района (6),

1.5. Для выявления пространственного положения зон повышенной трещиноватости разных размеров предложен комплекс аэрокосмических методов (2,5,15,18),

1.6. Оценены параметры различных карбонатных литолого-стратиграфических комплексов, их емкостные и фильтрационные характеристики.

1.7. Выделено две принципиально разные среды трещинного коллектора: блоки и межблоковое пространство, оценены их емкостные и фильтрационные характеристики различными методами, в т.ч. и впервые разработанными автором. Впервые оценена автором ёмкость межблокового пространства разными способами: цементацией пород в массиве, методом фотокаротана. соотнесением объёма нефти, извлеченной из залежи, к объёму той части залежи, которая находится между начальным и текущим во-донефтяным контактом (динамическая ёмкость).

1.8. Установлено, что верхнемеловые залежи Терско-Сунмен-ской области все запасы нефти содержат в межблоковом пространстве и коллектор, скорее всего, является однокомпонентным. В других продуктивных комплексах ёмкость матрицы может быть или сопоставимой с ёмкостью межблокового пространства или явно преобладать над~ней, и тогда ёмкость коллектора можно считать двухкомпонентной (матрично-межблоковой).

1.9. Даётся рекомендация 'бурить скважины вкрест простирания преобладающей системы трещин для вскрытия максимального

числа ыекблоковых зон.

1.10. Предложен способ непосредственного проекционного увеличения с использованием обращенных цветов для выявления характера нефтенасыщения эффективных ёмкостей матрицы. Этот способ позволяет фиксировать эффективное пространство матрицы коллектора, насыщенного нефтями и битумами, с увеличением в первые десятки раз. изучать характер нефтенасыщения в коллекторе, выявлять морфологии нефтенасыщенных пор, каверн, каналов и мелких трещин и их взаимоотношение с породой.

1.11. Предложен критерий разделения поровых и трещинных коллекторов по установлению связи между величиной притока жидкостей в скважину и длиной испытываемого интервала.

1.12. Проведено подразделение толщ пород по степени развития межбло'кового пространства с выделением промежуточной не-фтегеологической категории пород между коллекторами и флюидо-упорами (покрышками) и предложен условный термин для этой промежуточной категории толщ пород ("полупроводники").

2. При разработке комплекса дистанционных методов выявления пространственного положения зон трещинных коллекторов были решены следующие задачи.

2.1. Доказана эффективность и целесообразность применения аэрометодов для изучения совокупности крупных трещин, образующих межблоковое пространство горных пород и показано сходство диаграмм трециноватости, по дешифрированию снимков и по замерам в/подземных горных выработках (2,5,18).

2.2. Выявлено наличие в земной коре на Северо-Восточном Кавказе региональной зоны повышенной трециноватости, с приуроченными к ней нефтепроявлениями; предложено вести поиски трещинных коллекторов в пределах этой зоны и аналогичных зон в других районах (6).

2.3. Доказана возможность исследование межблокового пространства по результатам наземной стереофотограмметрической съёмки; установлено сходство роз-диаграмм ориентировки трещин по полевым замерам и результатам дешифрирования (18).

2.4. Проведено сопоставление результатов подземной съемки в необсаженных скважинах для изучения трещиноватости с гидродинамическими исследованиями скважин. Показано, что в пластовых условиях высокопроницаемые интервалы скважин характеризуются наличием крупных трещин с расширениями вдоль них (18).

2.5. Впервые в нефтяной геологии применены материалы кос-

мической съёмки разной обзорности и разной разрешающей способности. проведенной как фотографическим так и нефотографическими способами, которые позволили выявить широкое распространение в земной коре мевблоковых зон повышенной трещиноватос-ти ('15,18).

2.6. Разработан метод многоступенчатой генерализации, состоящий в дешифрировании разномасштабных разнодиапазонных снимков для выявления зон повышенной трещиноватости (23.26).

2.7. Установлен "эффект ландшафтного мерцания" структур и в оптимальный для исследований комплекс разномасштабных и разнодиапазонных снимков введены разносезонные снимки, помогающие выявить мевблоковые зоны, которые не всегда выракены в ландшафте земной поверхности (27).

3. При выявлении в л и я ния мен блоковых зон на размещение и характер скоплений углеводородов решены следующие задачи.

3.1. Построены карты мевблоковых зон различных нефтегазоносных территорий в разных масштабах от локальных до континентальных.

3.2. Сопоставлены результаты дешифрирования мевблоковых зон с размещением скоплений углеводородов и выделены те скопления. которые попадают в блоки, мевблоковые зоны, в узлы их пересечения, и установлено влияние крупных мевблоковых зон на размещение запасов углеводородов в недрах (51).

3.3. Выявлены мевблоковые зоны с разным стилем двивений в истории геологического развития региона.Величина тектонической активности мевблоковых зон характеризовалась суммарными градиентами мощностей проанализированных литолого-стратиграфических комплексов и величиной современных вертикальных двивений земной поверхности (49,50).

3.4. Систематизированы параметры скоплений, углеводородов как характеризующие геологическое строение ловушек, так и характеристики залевей углеводородов (их запасы, плотность запасов, свойства воды и нефти, давления и т.д.).

3.5. Выявлены многомерные связи мевду геологическими параметрами и проведена классификация ловушек.

3.6. Выявлены многомерные связи мевду параметрами залевей и проведена их классификация.

3.7. Проведена группировка залевей по типам на основании установления многомерных связей мевду двумя группами парамет-

- 38 -

ров. как геологических, так и нефтегеологических (50).

3.8. Выявлено существенное различие между межблоковыми и внутриблоковыми залежами нефти в трещинных коллекторах.

3.9. Дан прогноз перспективных участков развития трещинных коллекторов путем выявления пересечения межблоковых зон. с максимальными значениями градиентов мощностей, т.е. самые палеоактивные участки. Была установлена связь величины плотности запасов углеводородов с суммарными градиентами мощностей пород (коэффициент корреляции около 0,8-0,9). Такими участками в Терско-Сунженской области являются Северо-Датыхский. Шалинский, Северо-Ханкальский и Центрально-Алханчуртовский. Они были рекомендованы "Грознефти" для проведения Поисково-разведочных работ.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах.

1. Исследование трещиноватости и битуминозности карбонатных пород мелового и верхнеюрского возраста Дагестана в связи с их нефтегазоносностью. - Тр. Всес. совещ. по трещинным коллекторам нефти и газа. /1., Гостоптехиздат, 1961, с. 192-198 (в соавторстве с Н.П.Москалёвым).

2. Выступление на 1 Всесоюзном совещании по трещинным коллекторам. - Тр. Всес. совещ. по трещинным коллекторам нефти и газа. Л.. Гостоптехиздат, 1961, с. 192-198,

3. Типы трещин в меловых карбонатных отложениях Дагестана. - Новости нефтяной и газовой техники. Геология, 1962,- N 4, с. 44-50 (в соавторстве с Г.Д.Буториным).

4. Трещиноватость нижнепалеозойских отложений северо-западной части Сибирской платформы. - Тез. докл. .11 В~сес. совещ. по проблеме трещинных коллекторов. Грозный, 1962 (в соавторстве с Л.Н.Илюхиным). ■.:.-! -

5. Изучение трещиноватости нижнебарремских карбонатных отложений Горного Дагестана в связи с проблемой нефтегазонос-ности трещинных коллекторов. - Тр. НИЛНЕФТЕГАЗ, вып.9, 1962.

6. Субмеридиональная зона повышенной трещиноватости на северо-восточном Кавказе и прирученность к ней нефтепроявле--ний. - В сб: Глубинные разломы. Недра, 1964.

7. Некоторые результаты изучения трещиноватости карбонатных пород в связи с их коллект'орскими свойствами. - Бнлл. МОИП Отд. геол., 1964, т. 39, вып. 3, с. 152.

8. Изучение трещиноватости карбонатных пород нижнего палеозоя Приенисейской части Сибирской платформы. - Тр. 11 Вссс. совещ. по трещинным коллекторам нефти и газа. Недра. 1965. с. 148-150 (в соавторстве с Л.Н.Илюхиным).

9. Классификация трещин и применение аэрофотосъёмки и некоторых других методов при изучении трещиноватости горных пород. - Тр. 11 Всес. совещ. по трещинным коллекторам нефти и газа. Недра, 1965, с. 66-80.

10. Литологические особенности и трещиноватость мезозойских карбонатных пород в связи с перспективами их нефтегазо-носности. Н.. ИГУ. 1966 (в соавторстве с И.А.Конюховым. Н.П.Москалевым и др.).

11. Результаты изучения верхнемеловых карбонатных пород месторовдения Хаян-Корт.- Азерб. нефт. хоз.. 1966. N 5. с.8-10

_(в соавторстве с А.Д.Везировой).

12. К вопросу определения фильтрационных свойств трещиноватых пород. - Бюлл. МОИП, отд. геол.. новая сер. т. XXI. N 3. 1966 (в соавторстве с Н.Г.Кузнецовой).

13. Трещиноватость некоторых типов карбонатных пород. -Тематический науч. технич. обзор "Поиски и разведка нефтегазовых месторождений" П.. ВНИИОЗНГ. 1967 (в соавторстве с А.Д.Везировой. Л.Н.Илюхиным).

14. Некоторые особенности нефтегазоносности и нефтегазо-накопления в стратиграфических, литологических и структурных ловушках. - В сб: Обзоры зарубежной литературы. Серия нефтегазовая геология и геофизика. И..ВНИИОЗНГ. 1966, 68 с. (в соавторстве с В.Л.Вершанским, А.Д.Везировой).

15. Космоснимки на службе геологии.-Природа,1970,N3.0.71.

16. К вопросу об изучении строения трещинных карбонатных коллекторов нефти и газа. - В сб: 1У Всесоюзное совещание по коллекторам нефти и газа.,Баку, 1971.

17. Геологическая информация с орбиты. - Авиация и космонавтика, 1970, N 11, с. 11-14.

18. Фотогеологические методы изучения трещиноватости горных пород и трещинных коллекторов. - В сб: Новые методы изучения трещинных коллекторов нефти и газа", сер. Нефтегазовая геология и геофизика. И. ВНИИОЗНГ. 1970.

19. 0 методике полевого изучения трещиноватости горних ~пород. - В сб: Новые методы изучения трещинных коллекторов

нефти и газа, сер. Нефтегазовая геология и геофизика. М.. ВНИИОЗНГ. 1970 (в соавторстве с В.И.Никишиным).

20. 0 влиянии . состава пород на их физико-механические свойства. - В сб: Новые методы изучения трещинных коллекторов нефти и газа. сер. Нефтегазовая геология и геофизика. Н.. ВНИИОЗНГ, 1970 (в соавторстве с А.Д.Везировой, Н.Н.Павловой.

Е.С.Парамоновой).

21. Особенности использования аэрометодов в различных условиях. - В сб: Аэрометоды геологических исследований, Л.,Недра. 1971, т. 2, с. 169-176. (в соавторстве с Е.С.Кутейниковым. В.Н.Наркевич и др.).

22. Аэрометоды изучения элементов тектонического строения. Разрывные нарушения. - В сб: Азрометоды геологических исследований. Л.. Недра, 1971. т. 2, с. 604-607 (в соавторстве с В.З.Сахатовым).

23. Об изучении разрывной тектоники по комплексу разномасштабных снимков Земли (метод многоступенчатой генерализации). - Изв. ВУЗ. Геология и разведка. 1973. N 7. с. 34-50.

24. Геолого-геоморфологическое дешифрирование глобальных космических снимков Земли, полученных AMC "Зонд-5".- Изв. ВУЗ. Геодезия и аэрофотосъёмка.1973.,N 5,(в соавторстве с Д.С.Асоян).

25. 0 формировании карстовых карбонатных коллекторов нефти и газа. - Вопросы карстоведения, вып. 111 "Карстовые коллекторы нефти и газа", Пермь, 1973, с. 88-89.

26. Применение метода многоступенчатой генерализации при изучении геологических структур разного масштаба (на примере северного Кавказа). - Исследование природной среды космическими средствами. И., ВИНИТИ, 1976, с. 123-142.

27. Линейные и кольцевые структуры некоторых регионов Евразии. - Изв. ВУЗ. Геология и разведка, 1976, N 11, с. 135-149 (в соавторстве с С.В.Атанасян).

28. Схема тектонических линеаментов и распределение очагов землетрясений с Н 6,3 в центральном участке Альпийркой складчатой области. - ДАН СССР, 1976, т. 230, N 6, с.1310-1313 (в соавторстве с В.И.Бунэ, Г.П.Поляковой. Е.И.Широковой).

29. Применение разномасштабных многозональных космических снимков Земли при геологическом изучении нефтегазоносных территорий. - В сб: Космическая съёмка и тематическое картографирование", МГУ. 1979 (в*соавторстве с С.В.Атанасян).

30. Видеоинформация, получаемая из космоса. - Анализ космических снимков при тектоно-магматических и металлогенических исследованиях. М., Наука, 1979.

31. 0 возможности геологической интерпретации космических изображений земной поверхности. - Анализ космических снимков при тектоно-магматических и металлогенических исследованиях. Н.. Наука. 1979.

32. Геологическая информативность космических снимков разных уровней генерализации. - Анализ космических снимков при тектоно-магматических и металлогенических исследованиях. Н.. Наука, 1979.

33. Линейные и кольцевые структуры и их взаимоотношение.-

Анализ космических снимков при тектоно-магыатических и метал-логенических исследованиях. М., Наука. 1979, (в соавторстве с И.К.Волчанской, А.М.Курчавовым).

34. О суперлинеаментах западной части Альпийского складчатого пояса и прилегающих платформ. - XXIII сессия Неждунар. геол. Конгресса. И.. Наука. 1980, с. 143-148 (в соавторстве с Д.М.Трофимовым. Я.Г.Кац).

35. Фотогеологические методы при изучении нефтегазоносных территорий. - Геология и разведка. 1978, N 10. с. 181-183.

36. Исследование природных ресурсов Земли из космоса. М., Знание. 1982.

37. 0 прогнозировании коллекторов на больших глубинах территории Восточного Предкавказья. - В сб: Коллекторы нефти и газа на больших глубинах. Н.. 1983, с. 205-206 (в соавторстве с С.В.Атанасян ).

38. Совокупность блоковых структур земной коры и её изучение методом многоступенчатой генерализации. - В сб: Системный подход в геологии (теоретические и прикладные аспекты). М.. 1983. с. 114-115.

39. Линейные и кольцевые структуры Крымско-Кавказской области. - В сб: Космическая информация в геологии. И.. Наука. 1983. с.195-207 (в соавторстве с Н.В.Лукиной, В.Г.Караханяном. В.Г.Трифоновым, В.Г.Сениным).

40. Кольцевые структуры и линеаменты Кавказа и Предкавказья. - В сб: Генетические типы и оценка перспектив месторождений минерального сырья Дагестана. Махачкала. Ин-т геологии ДагФАН СССР. 1984, с. 77-89 (в соавторстве с Г.Г.Буниным).

41. Кольцевые структуры и нефтяные месторождения (на примере Северного Кавказа и Предкавказья). -Тез. Всес. совещ."Дегазация Земли и геотектоника". Н., Наука, 1985, с. 118-119

-(в соавторстве с С.В.Атанасян).

42. 0 связи современной активности земной коры с линеа-ментами. - В сб: Натематические методы анализа цикличности. М.. Наука. 1985, с. 46-51 (в соавторстве с_Н.-К. 'Андросовой. З.Х.Моллаевым).

43. Снег и лёд как индикаторы геологических объектов на космических снимках. - В сб: Методика и технические средства геоиндикационного дешифрирования. Свердловск, 1986, с. 31-34, (в соавторстве с В.И.Кравцовой). ~

44. Опыт автоматизированного дешифрирования линейных структур по сканерным снимкам на вычислительном комплексе "Прогноз".- В сб: Методика и технические средства геоиндикационного дешифрирования. Свердловск, 1986, с. 58-61, (в соавторстве с И.Г.Гордиенко ).

45. Миграция углеводородов в системе геологической сре-

ды. - Тез. II Всес. совещ. "Системный подход в геологии", М.,

1986, с. 402 (в соавторстве с С.В.Атанасян. Т.П.Сафроновой. Е.Г.Буровой).

46. Прогнозирование трещинных коллекторов с применением метода многоступенчатой генерализации. - В сб: Нефтегазонос-ность мезозойских отложений. Махачкала, 1986, с. 160-167.

47. Использование материалов космических съёмок при региональных геологических исследованиях (методические рекомендации) /Под ред. Н.В.Межеловского. М., 1986 (в соавторстве с В.Н.Брюхановыы, В.й.Бушем и др.).

48. Блоковая модель трещинного коллектора и её значение при поисках скоплений углеводородов (на примере Терско-Сунжен-ской зоны Северного Кавказа). - В сб: Нефтеносность карбонатных формаций. М.. Тр. ИГиРГИ, 1987, с. 97-106.

49. Современные движения земной коры и нефтегазоносность (на примере Терско-Каспийского передового прогиба). Н,, Наука.

1987. с. 119 (в соавторстве с С.В.Йтанасян. В.й.Сидоровым. М.В.Богдасаровой, В.А.Станулисом, К.Мамцуевым).

50. 0 проявлении современных вертикальных движений земной коры в зонах линеаментов. - В сб: Йэрокосмическое изучение современных и новейших тектонических процессов. И., Наука, 1988, с.120-124, (в соавторстве с В.й, Сидоровым).

51. Слоисто-блоково-диапировая модель структуры земной коры и её влияние на размещение скоплений углеводородов.-В сб: Исследования и разработки... Л., Тр.ВНИГРИ, 1990, с. 54-66.

52. Материалы космических съёмок.- Методич. указ. по курсу "Дешифрирование снимков". М., МИИГИиК, 1990.

53. Дешифрирование многозональных аэрокосмических снимков "Сканирующая система "Фрагмент". Атлас, разд. Тематическая обработка снимков. Листы 13 - 17, 19. Москва-Берлин, 1988.

54. Study of the Oil and Gas -bearing_regions - by teledetection methods. - Abstracts of XXX Congress of the International Astronautical Federation, Munich, 1979, p.4i-42._

55. Ring-shaped structures and gas fields. - Abstracts oi Papers Cospar XXIV Prinary neeting, Budapest, 1980.

56. Study of the Oil and Gas -bearing Regions by renote sensing.- XXUI Congres Geologique international Resune, v. 11. section II, p. 834,

57. Oil Fields of Foredeeps as seen from Space. - Abstracts of XXXI International Astronautical Congress IAF, Tokyo, 1980, p. 57.

58. Atlas for the Interpretation Aerokosnish Hultispect-ral aerospace Inages (Methodology and Results). - Nauka, 1982. (в соавторстве с П.Банквиц, З.Банквиц, В.А.Козло

Отпечлтсхко 14.07.94. Тира* 100.

Информация о работе

Скарятин, Вадим Дмитриевич
доктора геолого-минералогических наук
Санкт-Петербург, 1994
ВАК 04.00.17

Автореферат

Похожие работы