Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Детальная литолого-фациальная модель отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Детальная литолого-фациальная модель отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР"

На правах рукописи

Рс0

Розбаева Галина Леонидовна

ДЕТАЛЬНАЯ ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОТЛОЖЕНИЙ НИЖНЕХЕТСКОЙ СВИТЫ В СУЗУНСКОМ НГР (ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)

Специальность 25.00.12 - Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

О !■':'■'.!! ^[¡14

005549817

Тюмень-2014

005549817

Работа выполнена в Тюменском государственном нефтегазовом университете (ТюмГНГУ) и в ООО « Тюменский нефтяной научный центр».

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Белкина Валентина Александровна,

кандидат физико-математических наук, ТюмГНГУ, профессор кафедры геологии месторождений нефти и газа

Дорошенко Александр Александрович

доктор геолого-минералогических наук,

НТЦ ООО «Газпром геологоразведка»,

зам. начальника отдела аудита и подсчета запасов УВ

Сметании Александр Борисович,

кандидат геолого-минералогических наук,

Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг»

«КогалымНИПИнефть» в г.Тюмени,

зам. начальника центра планирования и мониторинга ГРР

Ведущая организация: ОАО « Сибирский научно-исследовательский институт

нефтяной промышленности»

Защита диссертации состоится 25 июня 2014 года в 11 часов 00 минут на заседании диссертационного совета Д 212.273.05 при Тюменском государственном нефтегазовом университете по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 56, Институт геологии и нефтегазодобычи, аудитория 113.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотечно - информационном центре ТюмГНГУ по адресу: 625039, г. Тюмень, ул. Мельникайте, 72.

Отзывы, заверенные печатью учреждения, в 2 экземплярах, просим направлять по адресу: 625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 56, Тюменский Государственный Нефтегазовый Университет, ученому секретарю диссертационного совета Д 212.273.05. Факс- 8(3452) 46-30-10, e-mail: t v semenova@list.ru

Автореферат разослан 20 мая 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, «

кандидат геолого - минералогических наук, доцент (О^-уТ/у __ Т.В.Семенова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

Основные разведанные запасы нефти и газа севера Западной Сибири приурочены к меловым и верхнеюрским отложениям. Вопрос изучения детального строения разведанных месторождений, выявления на них новых нефтеносных горизонтов, как в нижележащих отложениях, так и, возможно пропущенных, вышележащих отложениях приобретает все большую актуальность.

Сузунский нефтегазоносный район (НГР) имеет значительный потенциал для восполнения ресурсной базы нефтегазодобывающей отрасли, однако, в связи с труднодостугшостыо, перспективы нефтегазоносное™ этого района остаются до настоящего времени, оцененными не в полной мере. Добыча углеводородов из нижнемеловых отложений, доказанная региональная продуктивность верхнемеловых отложений свидетельствуют о значительных перспективах этого региона. Общие закономерности геологического строения отложений Сузунского нефтегазоносного района заложены в работах В.А. Балдина, В.П. Игошкина, А.Э. Конгоро-вича, Н.Х. Кулахметова, Д.П. Куликова, А А. Нежданова, И.И. Нестерова, 3.3. Ронкиной, В.Н. Сакса, Д.Б. Тальвирского, A.A. Трофимука и др.

В последние годы в Сузунском НГР проводятся значительные геологические исследования, в результате которых получен большой объем новой геолого-геофизической информации. Особую актуальность приобретает комплексирование геологической информации с различным диапазоном точности, что повышает достоверность интерполяции коллекторов в межскважинном пространстве.

Цель работы — Совершенствование методики построения литолого-фациальных моделей, на основе комплексного использования седиментологического анализа керна, данных ГИС и 3D сейсморазведки, для интерполяции коллекторов в залежах углеводородов (на примере продуктивных пластов нижнемеловых отложений).

Основные задачи исследования:

- выполнить седиментологический анализ данных керна для диагностики условий осадконако-пления нижнемеловых отложений нижнехетской свиты;

- выявить поверхности несогласия по комплексу ГИС и керна, с использованием ихнофациаль-ного анализа;

- провести детальную корреляцию разрезов скважин по комплексу ГИС, для обоснования се-диментационно-стратиграфической модели отложений нижнехетской свиты;

- установил, форму каротажных диаграмм, соответствующую выделенным по данным керна фациям, с целью определения аналогов в скважинах, с отсутствующими данными керна;

- создать литолого-фациальные модели продуктивных пластов нижнехетской свиты исследуемого месторождения на основе комплекса данных: седименгологического описания керна, ГИС и результатов сейсморазведки ЗЭ;

- внедрил, полученные результаты при построении трехмерных моделей, с учетом специфики внутреннего строения пластов и характера изменения отложений по разрезу и площади.

Объект исследования: продуктивные пласты нижнехетской свты нижнемеловых отложений Сузунского нефтегазоносного района (на примере одного го месторождений). Научная новизна:

- усовершенствована методика построения литолого-фациальных моделей на основе метода цикличности с учетом комплекса данных: седименгологического анализа керна (с применением анализа ихнофоссилий), ГИС и ЗБ сейсморазведки;

- установлены перерывы в осадконакоплении в кровле продуктивных пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР, не представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений Западной Сибири, на основе использования: седименгологического анализа керна (с применением анализа ихнофоссилий) и данных ГИС;

- впервые построены лиголого-фациальные модели продуктивных пластов нижнехетской свиты Сузунского месторождения на основе комплекса данных: седименгологического описания керна, ГИС и результатов сейсморазведки ЗЭ;

Защищаемые положения:

- установленные перерывы осадконакопления в кровле продуктивных пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР, не представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений Западной Сибири, позволяют использовать выделенные поверхности несогласия в качестве маркирующих уровней внутри границ стратиграфических подразделений, что повышает достоверность расчленения и корреляции отложений;

- созданные на основе комплекса данных: седиментологического описания керна, ГИС и сейсморазведки ЗЭ литолого-фациальные модели, изменили представление о строении продуктивных пластов нижнехетской свиты. Результаты комплексного литолого-фациального анализа повысили достоверность трехмерных моделей при интерполяции коллекторов в межскважин-ном пространстве.

Практическая ценность работы:

Разработаны литолош-фациальные модели продуктивных пластов отложений нижне-хетской свиты Сузунского месторождения. Результаты работы использованы в ООО «ТННЦ» при построении трехмерных цифровых моделей пластов нижнехетской свиты исследуемого месторождения, на базе которых построены гидродинамические модели. Применение методики построения лиголого-фациальных моделей возможно на других месторождениях Западной Сибири с аналогичными условиями формирования отложений.

Фактический материал и личный вклад соискателя:

Выполнено седименгологическое описание керна по 8 скважинам исследуемого месторождения, проведена детальная корреляция по комплексу ГИС по 30 скважинам изучаемого и рядом расположенных участков, учтены результаты 3D сейсмической интерпретации, результаты петрофизических исследований керна (более 2500 образцов) по 30 скважинам изучаемого участка, полученные ООО «ТННЦ».

Лично автором выполнен анализ всех перечисленных выше фактических материалов. Реализована методика комплексной интерпретации данных керна, ГИС и сейсморазведки для отложений нижнехетской свиты исследуемого месторождения. Построены карты литофаций. Работа по данной тематике выполнялась в течение пяти лет.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы по методике выделения несогласий и принципов корреляции докладывались на 73~ совместной конференции и выставке EAGE и SPE, г. Вена, 23-26 мая 2011 г., на научно-практической конференции ТюмГНГУ в 2012г. (г. Тюмень) и неоднократно на НТС ООО «ТННЦ».

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в четырех статьях, поименованных в списке ВАК РФ и в других изданиях, в том числе с соавторами.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Содержание работы изложено на 145 страницах, включая 65 рисунков и 4 таблицы. Список литературы насчитывает 100 наименований.

Диссертация выполнена под руководством кандидата физико-математических наук, профессора В.А. Белкиной, которой автор искренне признателен за поддержку, научные консультации и помощь при выполнении работы.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ООО «ТННЦ» A.A. Евдощуку, A.A. Натеганову, С.Е. Боброву за сотрудничество, к. г.-м. н. М.В. Лебедеву, к. г.-м. н. Н.В. Янковой за полезные практические советы и рекомендации.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы основные задачи и цели исследований, научная новизна и практическая ценность.

В главе 1 «Геологическое строение нижнемеловых отложений Сузунского нефтегазоносного района» дан обзор истории изучения Сузунского нефтегазоносного района. Проведен обзор региональных литофациальных исследований на различных этапах появления новой информации.

В главе 2 «Комплексное литолого-фациальное моделирование отложений нижнехетской свиты исследуемого района» обоснована методика построения лиголого-фациальных моделей на основе метода цикличности с учетом результатов: седиментологиче-ского анализа керна (с применением анализа ихнофоссилий), данных ГИС и 3D сейсморазведки на примере продуктивных пластов нижнехетской свиты исследуемого месторождения.

Построение литолого-фациальных моделей состоит из последовательных этапов, не все этапы являются обязательными, их применимость зависит от наличия исходных данных. 1 этап. Сбор и анализ фактического материала (керн), данные региональной геологии. 2этап. Проведение фациального анализа, выделение литофаций, определение условий, в которых формировались исследуемые отложения. Зэтап. Построение элек-трофациальных моделей (электрометрических моделей фаций), распределение литоти-пов в разрезе скважин, охарактеризованных керновым материалом, используется для прогноза фаций в тех частях разреза, где керн отсутствует, и имеются лишь данные каротажа. Обычно выполняется с использованием методики B.C. Муромцева. 4этап. Расчленение и корреляция разрезов скважин, является одной из основных задач геологии в плане создания геологического пространства по данным разрезам скважин. 5 этап. Сейсмофациальный анализ. Проведение сейсмофациального анализа возможно только при наличии данных сейсморазведки 3D. 6 этап. Построение литолого-фациальных схем (карт), на основе палеогеографических карт и использованием всех проведенных исследований. 7 этап. Построение 3D литолого-фациальной модели продуктивных пластов. Несмотря на кажущуюся традиционность выполненных стандартных процедур построения литолого-фациальной модели отложений нижнехетской свиты, методика ее реализации усовершенствована во многих деталях, которые имеют важное значение и которые оказали большое влияние на конечный результат. Усовершенствование методики построения литолого-фациальной модели, в первую очередь, связано с использо-

ванием методов ихнофациального анализа, а именно, выделение поверхностей несогласия по комплексу: данные керна и материалы ГИС, которая детально описана в работе. При выполнении литолого-фациального моделирования используют методику B.C. Муромцева, которая предлагает готовые фациальные обстановки по методу ПС. В данной работе представлена выделенная автором классификация фаций по методу ПС для об-становок мелководного шельфа, определенная по описанию керновых данных, что не противоречит широко используемой методике B.C. Муромцева, а расширяет возможность ее применения для условий мелководного шельфа. Использование выделенной поверхности несогласия в виде статического репера при выполнении детальной корреляции в диссертационной работе приводится впервые. С целью достоверного определения подошвы продуктивных интервалов на основе метода цикличности была выполнена корреляция неколлекторов, от поверхности максимального затопления, с использованием метода кажущегося сопротивления (КС). Одним из этапов построения литолого-фациальной модели является проведение палеотектонического анализа по исследуемым отложениям, в данной работе этот метод не применим, так как кровля продуктивного интервала является эрозионной поверхностью и не может быть использована как поверхность выравнивания. Таким образом, установление поверхности несогласия и использование полученных данных практически на всех этапах литолого-фациального моделирования является усовершенствование методики построения литолого-фациальных моделей.

В пределах лицензионного участка пробурено 25 поисково-разведочных скважин и пять эксплуатационных, из которых по нижнехетским отложениям керн поднят из 21 скважины. По данным керна в литологическом отношении разрез представлен осадочными отложениями: песчаниками (от тонко - до среднезернистого, иногда сильно кар-бонатизированного), аргиллитами, алевролитами.

Комплексное литолого-фациальное моделирование отложений нижнехетской свиты исследуемого месторождения было проведено в следующей последовательности:

Выполнено седиментологическое описание керна отложений нижнехетской свиты по 8 скважинам. Выделенные литофации сгруппированы по предполагаемым свойствам коллекторов, характерным для описанных литофаций. Затем выполнена привязка интервалов отбора керна к каротажным диаграммам, проведено выделение поверхности несогласия по данным керна и каротажных диаграмм.

На следующем этапе проклассифицированы фации по характерным формам каротажных диаграмм, проанализированы последовательности фаций в разрезе. Седимента-ционные диаграммы по скважинам, сопоставленные на основе литологии пород с электрическими диаграммами ПС и КС, позволяют соотнести фации, выделенные по керну, с соответствующими участками электрических диаграмм. Это скважины, в которых фа-циальная принадлежность какого-либо пласта определена по данным керна, образ которых и перенесен на другие скважины. На базе анализа ассоциаций выделенных фаций и их последовательностей по разрезу обоснована обстановка осадконакопления и построена схема распределения фаций по латерали. Установлено, что на территории исследования при формировании изучаемых пластов преобладали прибрежно-морские условия осадконакопления, которые в фациальном отнощении проходят все стадии про-градационного комплекса в процессе регрессии.

Первое защищаемое положение: установленные перерывы осадконакопления в кровле продуктивных пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузун-ском НГР, не представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений Западной Сибири, позволяют использовать выделенные поверхности несогласия в качестве маркирующих уровней внутри границ стратиграфических подразделений, что повыщает достоверность расчленения и корреляции отложений.

Выделение поверхностей несогласия дает возможность их использования в качестве естественных границ стратиграфических подразделений или маркирующих уровней внутри последних. В настоящее время нет однозначного решения поставленной задачи.

В работе приведены результаты изучения продуктивных пластов нижнехетских отложений на основе комплексирования данных керна, ГИС и ЗБ сейсморазведки. Т.к. отложения пласта накапливались в условиях мелководного шельфа, особое внимание уделено механизму формированию горизонта трансгрессии, приуроченного к кровле пласта. В условиях мелководного шельфа горизонты трансгрессии отражают изменение процесса осадконакопления при подъеме относительного уровня моря. Сокращение поступления осадочного материала, которое происходит при повышении относительного уровня моря, вызывает перерыв в осадконакоплении. Это может привести к формированию своеобразного комплекса роющих организмов, которые используют повышенное уплотнение морского дна, сопровождающее подобные перерывы. Этими характерными ископаемыми организмами являются 01р1осга1епоп, БкоНйюз и ТЪакдоимш^з, ко-

торые отсутствуют в этих отложениях при иных условиях, так называемые

При проведении седиментационного анализа в кровле пластов Нх-1 и Нх-Ш выделен комплекс таких организмов. Известно, что при формировании мелководно-морских фаций образуется комплекс осадков, так называемые «простые» либо «сложные» горизонты трансгрессии. «Простой» горизонт трансгрессии отражает повышение относительного уровня моря. По данным керна такие горизонты идентифицируются комплексом 01о5з1йц^ке5. Нижележащие отложения представлены типичной последовательностью смены фаций как по вертикали, так и по латерали. «Сложные» горизонты трансгрессии формируются в процессе неоднократного изменения уровня моря, в результате чего в кровле пласта мелководные морские фации берегового склона могут залегать поверх фаций, типичных для более глубокого расположения на береговом склоне или же на шельфовых фациях. Граница стратиграфического несогласия однозначно выделяется практически по всем скважинам в кровле пласта Нх-1 исследуемого месторождения и трактуется как трансгрессивная поверхность размыва, сформированная в период наступления моря. По данным керна она представлена комплексом О1о881йищйез и отражает эрозионное срезание (признак обширной трансгрессии моря), в процессе которого происходило активное разрушение коллектора, вплоть до полного размыва.

Отсутствие скважин со 100% отбором керна, означает равновероятное существование как« простого», так «сложного» горизонта трансгрессии, что в свою очередь, делает допустимыми разные варианты внутрипластовой корреляции и, соответственно, разные варианты структурного каркаса и напластования при построении трехмерной модели пласта. Исследование типа горизонта трансгрессии («простого» или «сложного») важно для уточнения скважинной корреляции. На рис. 1 представлены два возможных варианта корреляции на одном и том же наборе данных, по линии скважин 2415-4 в направлении север-юг.

Все исследователи данного пласта практически одинаково выделяют кровлю и подошву данного стратиграфического цикла, но внутри пласта возможны различные варианты корреляции (рис. 1). Формирование «сложного» горизонта трансгрессии, означает наличие покровного слоя коллектора, который прослеживается в кровле пласта по всему месторождению, как выдержанный однородный интервал с улучшенными кол-

лекторскими свойствами, при этом происходит выклинивание средней части пласта (рис. 1а).

При формировании «простого» горизонта трансгрессии (рис. 16) происходит размыв кровельной части пласта, т. е. части, с улучшенными ФЕС, и на юге площади происходит ее срезание вплоть до исчезновения коллектора. Из этого следует, что на изучаемом объекте, отложения с повышенными ФЕС распространены в той части пласта, которая подвергалась незначительному размыву.

Седиментологический анализ интервалов со 100% отбором керна показал, что в кровле пласта Нх-1 встречается только одна поверхность несогласия. Толщина трансгрессивного слоя, выделенного по всем изученным скважинам месторождения, изменяется от 0,35м до 0,8м. Представлен этот слой биотурбированными глинистыми песчаниками переходной зоны, от коллекторов, сформировавшихся в средней части берегового склона, он отделен карбонатным прослоем.

Для обоснования седиментационно-стратиграфической модели нижнехетского интервала выполнена детальная корреляция разрезов скважин (рис.2). С целью обоснования границ продуктивных пластов выделены хроностратиграфические поверхности. Для их выделения использованы каротажные диаграммы ПС, КС в логарифмическом масштабе, ГК, ИК, диаграммы кавернометрии. При корреляции учтена косвенная информация - выявленные ранее поверхности несогласия.

Эрозионная поверхность в кровле нижнехетской свиты, установленная на керне по горизонту и подтвержденная при корреляции диаграмм ГИС, приведе-

на на рис. 3. На рисунке видно, что кровельная часть песчаника пласта Нх-1 последовательно выпадает из разреза в направлении с запада на восток.

Второе защищаемое положение: созданные на основе комплекса данных: седи-ментологического описания керна, ГИС и сейсморазведки ЗЭ литолого-фациальные модели, изменили представление о строении продуктивных пластов нижнехетской свиты. Результаты комплексного литолого-фациального анализа повысили достоверность трехмерных моделей при интерполяции коллекторов в межскважинном пространстве.

——ь. а-вариант "сложного" горизонта трансгрессии 6-еариант "простота' горизонта трансгрессии

Рис. 1 Пример вариантов внутрипластовой корреляции по данным керна и каротажных диаграмм

Рис. 2 Схема корреляции продуктивных пластов нижнехетской свиты по линии скважин: 24 -19 -13 -18 (запад-восток)

Рис. 3 Сиквенс-стратиграфическая модель (К.Шенли,2008) (6), с трансгрессивной

эрозионной поверхностью, определенной по керну (в) и по данным ГИС (а)

Помимо скважинных данных (керн, ГИС, испытания и т.д.) для фациального районирования месторождения использованы данные 3D сейсморазведки. Сейсмическая съемка в объеме 642 км2 охватывает всю площадь лицензионного участка. С использованием данных 3D сейсмики выполнены структурные построения по исследуемым пластам и атрибутный анализ распределения ФЕС по отражающим горизонтам Нх-I и Нх-Ш (Натеганов A.A.). Качественный анализ карт сейсмических атрибутов позволил оконтурить аномалии записи, которые соответствуют геологическому строению пластов. Для изучения распределения коллекторов внутри пласта Нх-I выявлен сейсмический атрибут, имеющий достаточно тесную связь с геологическими параметрами. Коэффициент корреляции (г) между значениями Нэфф и исходными амплитудами, соответствующего кровле пласта Нх-I, равен 0,95. Прогнозирование Нэфф пласта Hx-III проведено по другой методике. По результатам комплексного фациального анализа построены литолого-фациальные схемы продуктивных пластов: Нх-I, Hx-III, Hx-IV, Hx-V отложений нижне-хетской свиты для временных срезов, характеризующих фации, внесшие наибольший вклад в формирование этих пластов и корреляционные схемы, отражающих смену фаций по разрезам скважин. На рис.4 показана литолого-фациальная модель пласта Нх-1, построенная с учетом прогноза по данным 3D сейсмики и построенная до получения результатов по данным 3D сейсмики.

Рис. 4 Литолого-фациальная модель пласта Нх-1 (Розбаева Г.Л.), а) с учетом прогноза по данным сейсмики 3 2009г, б) без учета прогноза по данным сейсмики 3 О,

2008г

В главе 3 «Построение трехмерных геологических моделей пластов отложений нижнехетской свиты» использованы материалы по 25 разведочным и 5 эксплуатационным скважинам. Геологические модели (ГМ) построены для всех прокоррелированных пластов отложений нижнехетской свиты.

Выполненный в диссертационной работе комплексный анализ скважинных данных, сейсмического волнового поля установил наличие несогласного перекрытия продуктивных отложений пласта Нх-1 глинами, выраженного в виде эрозионного срезания продуктивных отложений и уменьшением общей толщины (Ноб) пласта Нх-1 в восточном и юго-восточном направлении. Перекрывающие пласт Нх-1 глины имеют закономерно изменяющиеся по площади Ноб, но достаточно точно выделяемые по комплексу ГИС. Кровля этих глин уверенно выделяется по сейсмическим данным. Это позволяет использовать их для определения структурной формы эрозионной поверхности (МЫ-

top), ограничивающей вертикальное распространение пласта Нх-I. Тип напластования в сетке выбран, исходя из представлений о геологическом строении, пропорциональный между промежуточными границами и конформный подошве между верхней промежуточной границей Nh-1-l и поверхностью эрозионного среза Nh-1-top, толщины слоев 0.4 м (обозначения выделенных прослоев приведено на рис. 5). По пластам Hx-III-Hx-V выполнено стандартное построение структурного каркаса и нарезки пластов.

Построение кубов литологии (Klito) по продуктивным пластам группы Нх осуществлено стохастическим методом. Исходными данными этого алгоритма являлись диаграммы дискретной литологии и трендовые карты, отражающие вероятность распределения коллектора по латерали. При моделировании КШо использовался 3D тренд песча-нистости. По скважинным данным спрогнозированы зоны отсутствия коллекторов. Согласно представленным моделям продуктивных пластов прогнозируется хорошая продуктивность верхнего интервала, и ухудшенная на несколько порядков - нижнего интервала.

Рис. 5 Пример построения структурного каркаса с учетом эрозионной поверхности пласта

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сузунский НГР является регионом со значительным ресурсным потенциалом. Несколько месторождений данной провинции уже находятся на стадии опытно-

промышленной эксплуатации, активно ведется поиск и разведка. Для проектирования разработки месторождений и создания стратегий освоения региона необходима качественная геологическая основа, которая может быть получена на основе комплексирова-ния всего объема геолого-технической информации и обоснованного научно-технического подхода. Создание детальной литолого-фациальной модели, на примере одного из месторождений, имеет теоретическое и практическое значение.

В результате проведенных исследований усовершенствована методика построения литолого-фациальных моделей на основе метода цикличности с учетом комплекса данных: седиментологического анализа керна (с применением анализа ихнофоссилий), ГИС и ЗО сейсморазведки, для интерполяции коллекторов в залежах углеводородов и представлены результаты ее применения.

Использование методов фациального анализа и данных керна со 100% отбором материала позволило выделить поверхность несогласия в исследуемых пластах и определить механизм ее формирования, установлены перерывы в осадконакоплении в кровле продуктивных пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР, не представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений Западной Сибири. С учетом типа поверхности несогласия выполнена детальная корреляция по скважинам, прокоррелированы как стратиграфические границы пластов, так и дополнительные, отражающие внутренние строения пластов.

Доказано, что пласт Нх-1 является стратиграфически-экранированной ловушкой, сформированной в результате эрозионного срезания основного коллектора трансгрессивным несогласием, в то время как ловушки нижележащих пластов могут быть исключительно структурными. Структурный каркас ЗБ геологической модели пласта Нх-1 построен с учетом эрозионной поверхности пласта, что является важным элементом при выборе способа вытеснения на гидродинамических моделях.

Впервые построены литолого-фациальные модели продуктивных пластов нижнехетской исследуемого месторождения Сузунского НГР на основе комплекса данных: седиментологического описания керна, ГИС и результатов сейсморазведки ЗО. На основе комплексирования данных керна, ГИС и сейсморазведки построена детальная ЗБ геологическая модель пласта Нх-1, которая подтверждена бурением четырёх скважин, в различных частях участка и ЗО геологические модели остальных пластов отложений нижнехетской свиты.

Детальные литолого-фациальные модели использованы при построении 3D геологических моделей, которые являются основой для гидродинамических моделей.

Статьи, опубликованные в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Комплексный подход к вводу в разработку Сузунского месторождения/ А. В. Язьков, Г.Л. Розбаева, Т.А. Поспелова, и др. // Нефтяное хозяйство. - 2008. - №12. - С. 50-54.

2. Современные методики детального изучения геологического строения Сузунского месторождения/ Д. В. Романов, В.А. Гринченко, A.A. Натеганов, Г.Л. Розбаева // Нефтяное хозяйство. - 2010. - №11. - С. 20-23.

3. Розбаева Г.Л. Обоснование поверхности несогласия по данным керна и каротажа в задаче геомоделирования/ Г.Л. Розбаева, A.A. Евдощук, В.А. Белкина //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. - 2013. - №2. - С. 21-25.

4. Розбаева Г.Л. Повышение точности прогноза проницаемости на основе выделения классов-коллекторов и их изучения в объеме пласта Нх-1 Сузунского месторождения/ С.Е. Бобров, A.A. Евдощук, Г.Л. Розбаева //Нефтяное хозяйство. - 2013.- №2,- С. 46-50.

Статьи, по теме диссертации, опубликованные в прочих изданиях:

1. Розбаева Г.Л. Построение фациальной схемы для задач 3D моделирования / Г.Л. Розбаева, И.А. Никитин, В.А. Белкина //Материалы восьмой научно-технической конференции «Геология и нефтегазоносность Западно - Сибирского мегабассейна», Тюмень: ТюмГН-ГУ, 2012, Том 1 - С. 253-256.

Подписано в печать 16.04.2014. Формат 60x90 1/16. Усл. печ. л. 1,0 Тираж 100 экз. Заказ № 668.

Библиотечно-издательский комплекс федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Тюменский государственный нефтегазовый университет». 625000, Тюмень, ул. Володарского, 38.

Типография библиотечно-издательского комплекса. 625039, Тюмень, ул. Киевская, 52.

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Розбаева, Галина Леонидовна, Тюмень

Тюменский государственный нефтегазовый университет Институт геологии и нефтегазодобычи ООО « Тюменский нефтяной научный центр»

На правах рукописи

04201459956

Розбаева Галина Леонидовна

ДЕТАЛЬНАЯ ЛИТОЛОГО-ФАЦИАЛЬНАЯ МОДЕЛЬ ОТЛОЖЕНИЙ НИЖНЕХЕТСКОЙ СВИТЫ В СУЗУНСКОМ НГР

(ЗАПАДНАЯ СИБИРЬ)

Специальность 25.00.12 - Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель кандидат физико-математических наук, доцент В.А. Белкина

Тюмень - 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.........................................................................................................................................3

1 Геологическое строение нижнемеловых отложений Сузунского нефтегазоносного района..............................................................................................8

1.1 История изучения Сузунского нефтегазоносного района,...............................8

1.2 Геологическое строения нижнемеловых отложений Сузунского нефтегазоносного района............................................................................................11

1.3 Обзор региональных литофациальных исследований.....................................19

1.4 Методы литолого-фациального моделирования...............................................22

2 Комплексное литолого-фациальное моделирование

отложений нижнехетской свиты исследуемого района,................................34

2.1 Обоснование методики комплексного литолого-фациального

моделирования................................................................................................................34

2.2 Анализ данных керна отложений нижнехетской свиты

исследуемого района...................................................................................................41

2.3 Анализ последовательности залегания осадочных фаций в разрезе 71

2.4 Детальная корреляция и выделение объектов исследования.......................83

2.5 Обоснование поверхности несогласия по данным керна и ГИС................88

2.6 Схема формирования отложений нижнехетской свиты

исследуемого района....................................................................................................95

2.7 Использование ЗЭ сейсмических данных для задач комплексного фациального анализа.................................................................................................100

2.8 Построение и анализ литолого-фациальных карт пластов Нх-1, Нх-Ш, Нх- IV, Нх-У....................................................................................................108

2.9 Классификация типов коллекторов с целью повышения точности прогноза фильтрационно-емкостных свойств..................................................119

3 Построение трехмерных геологических моделей пластов отложений нижнехетской свиты............................................................................123

3.1 Структурное моделирование....................................................................................124

3.2 Построение литологических моделей продуктивных пластов.................126

3.3 Подтверждение результатов моделирования пластов ................................132

ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................................................................................134

Список использованной литературы................................................................................136

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время, когда основные крупные залежи углеводородов на месторождениях Широтного Приобья находятся в поздней стадии разработки, одним из важнейших источников прироста запасов углеводородов являются еще не разрабатываемые месторождения нефти и газа севера Западной Сибири. Труднодоступность большинства из них не позволяла получить достаточно информации, для адекватной оценки геологического строения и размеров залежей углеводородов, и как следствие, провести достоверную оценку запасов, возможности их рентабельной добычи и транспортировки потребителем.

Основные разведанные запасы нефти и газа севера Западной Сибири приурочены к меловым и верхнеюрским отложениям. Вопрос изучения детального строения разведанных месторождений, выявления на них новых нефтеносных горизонтов, как в нижележащих отложениях, так и, возможно пропущенных, вышележащих отложениях приобретает все большую актуальность.

Сузунский НГР имеет значительный потенциал для восполнения ресурсной базы нефтегазодобывающей отрасли, однако, в связи с труднодоступностью, перспективы нефтегазоносности этого района остаются до настоящего времени, оцененными не в полной мере. Добыча углеводородов из нижнемеловых отложений, доказанная региональная продуктивность верхнемеловых отложений свидетельствуют о значительных перспективах этого региона. Общие закономерности геологического строения отложений Сузунского нефтегазоносного района заложены в работах В.А. Балдина, В.П. Игошкина, А.Э. Конторовича, Н.Х. Кулахметова, Д.П. Куликова, A.A. Нежданова, И.И. Нестерова, 3.3. Ронкиной, В.Н. Сакса, Д.Б. Тальвирского, A.A. Трофимука и др.

В последние годы в Сузунском НГР проводятся значительные геологические исследования, в результате которых получен большой объем новой геолого-геофизической информации. Особую актуальность приобретает комплексирование геологической информации с различным диапазоном точности, что повышает достоверность интерполяции коллекторов в межскважинном пространстве.

Детализация геологического строения продуктивного пласта приобретает особую

значимость на этапе проектирования разработки месторождения. Это повышает эффективность разработки залежей: геологические объекты целесообразно рассматривать не как единое целое, а выделять в них составные части, для выбора приоритетных объектов и направлений эксплуатации. Детальные трехмерные геологические модели, на основании комплекса геолого-геофизической информации являются надежным инструментом для решения этих задач.

Концептуальная или принципиальная модель (КМ) предваряет и предопределяет построение собственно цифровой трехмерной геологической модели, является ее основанием. Концептуальная модель - это формализованное на основе имеющегося фактического материала представления о геологическом строении моделируемого объекта. В КМ реализованы представления о стратиграфии, тектонике, генезисе отложений, их морфологии и закономерностях пространственного изменения фильтрационно-емкостных свойств пород с учетом физико-механического постседиментационного преобразования.

Такие исследователи, как В.Н. Бородкин, Ю.В. Брадучан, С.Г. Галеркина, Т.А. Веренинова, Т.Н. Герман, Г.П. Евсеев, Ю.Н. Карогодин, В.И. Кислухин, А.Э. Конторович, Н.В. Мельников, Г.П. Мясникова, Д.В. Наливкин, A.A. Нежданов, И.И. Нестеров, В.В. Огибенин, 3.3. Ронкина, В.Н. Ростовцев, В.Н. Сакс, A.A. Трофимук, Г.Г. Шемин, Г.С. Ясович и др. занимались вопросами детальных палеогеографических реконструкций, фациального анализа и изучения геологического строения продуктивных пластов. В работах этих авторов заложены методологические основы фациального моделирования продуктивных пластов месторождений Западной и Восточной Сибири. Седиментационное моделирование представляет собой одну из ветвей историко-геологических исследований, опирающуюся на комплексное использование фациального и циклического анализов. Его становление и развитие связаны, с не потерявшими своего значения до настоящего времени работами, Н.Б. Вассоевича, Ю.А. Жемчужникова, Г.Ф. Крашенинникова, Д.В. Наливкина, J1.B. Пустовалова, Л.Б. Рухина, Н.М. Страхова, Е.М. Смехова, C.B. Тихомирова и др.

Цель работы - Совершенствование методики построения литолого-фациальных моделей, на основе комплексного использования седиментологического анализа керна,

данных ГИС и 30 сейсморазведки, для интерполяции коллекторов в залежах углеводородов (на примере продуктивных пластов нижнемеловых отложений).

Основные задачи исследований:

- выполнить седиментологический анализ данных керна для диагностики условий осадконакопления нижнемеловых отложений нижнехетской свиты;

- выявить поверхности несогласия по комплексу ГИС и керна, с использованием ихнофациального анализа;

- провести детальную корреляцию разрезов скважин по комплексу ГИС, для . обоснования седиментационно-стратифафической модели отложений нижнехетской свиты;

- установить форму каротажных диаграмм, соответствующую выделенным по данным керна фациям, с целью определения аналогов в скважинах, с отсутствующими данными керна;

- создать литолого-фациальные модели продуктивных пластов нижнехетской свиты исследуемого месторождения на основе комплекса данных: седиментологического описания керна, ГИС и результатов сейсморазведки ЗБ;

- внедрить полученные результаты при построении трехмерных моделей, с учетом специфики внутреннего строения пластов и характера изменения отложений по разрезу и площади.

Научная новизна:

усовершенствована методика построения литолого-фациальных моделей

на основе метода цикличности с учетом комплекса данных: седиментологического

анализа керна (с применением анализа ихнофоссилий), ГИС и ЗБ сейсморазведки;

установлены перерывы в осадконакоплении в кровле продуктивных

пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР, не

представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений

Западной Сибири, на основе использования: седиментологического анализа керна (с

применением анализа ихнофоссилий) и данных ГИС;

впервые построены литолого-фациальные модели продуктивных пластов

нижнехетской свиты Сузунского месторождения на основе комплекса данных:

седиментологического описания керна, ГИС и результатов сейсморазведки ЗБ; Защищаемые положения:

- установленные перерывы осадконакопления в кровле продуктивных пластов нижнемеловых отложений нижнехетской свиты в Сузунском НГР, не представленные в региональных стратиграфических схемах нижнемеловых отложений Западной Сибири, позволяют использовать выделенные поверхности несогласия в качестве маркирующих уровней внутри границ стратиграфических подразделений, что повышает достоверность расчленения и корреляции отложений;

- созданные на основе комплекса данных: седиментологического описания керна, ГИС и сейсморазведки ЗБ литолого-фациальные модели, изменили представление о строении продуктивных пластов нижнехетской свиты. Результаты комплексного литолого-фациального анализа повысили достоверность трехмерных моделей при интерполяции коллекторов в межскважинном пространстве.

Практическая ценность работы:

Разработаны литолого-фациальные модели продуктивных пластов отложений нижнехетской свиты Сузунского месторождения. Результаты работы использованы в ООО «ТННЦ» при построении трехмерных цифровых моделей пластов нижнехетской свиты исследуемого месторождения, на базе которых построены гидродинамические модели. Применение методики построения литолого-фациальных моделей возможно на других месторождениях Западной Сибири с аналогичными условиями формирования отложений.

Фактический материал и методы исследований и личный вклад автора:

Для решения поставленных задач проведено седиментологическое описание керна по восьми скважинам исследуемого месторождения, проведена детальная корреляция по комплексу ГИС по 30 скважинам изучаемого и рядом расположенных участков, учтены результаты сейсмической интерпретации ЗБ, результаты петрофизических исследований керна (более 2500 образцов) по 30 скважинам изучаемого участка, полученные ООО «ТННЦ».

В процессе работы использовались методики фациального анализа

(Ю.А. Жемчужников), метод электрометрических моделей B.C. Муромцева, методики литогенетического моделирования (Л.Б. Рухина, А. Пассега и др.), методы построения дискретно-непрерывных моделей (A.A. Дорошенко, В.А. Белкина), метод ихнологии (Д. Пембертон), методы изучения цикличности, предложенные В.П. Алексеевым, Ю.Н. Карагодиным, Г.П. Мясниковой, A.A. Неждановым, и др., а также метод сиквенс -стратиграфии R.M. Mitchum, P.R.Vail, S. Thompson, Т. Handford, J.F. Sarg, J.C. Van Wagoner, H.W. Posamentier, D.P. James.

Лично автором выполнен анализ всех перечисленных выше фактических материалов. Реализована методика комплексной интерпретации данных керна, ГИС и сейсморазведки для отложений нижнехетской свиты исследуемого месторождения. Построены карты литофаций. Работа по данной тематике выполнялась в течение пяти лет.

Апробация работы: Результаты диссертационной работы по методике выделения несогласий и принципов корреляции с их учетом докладывались на 73Й совместной конференции и выставке EAGE и SPE, г. Вена, 23-26 мая 2011 г., на научно-практической конференции ТюмГНГУ в 2012г. (г. Тюмень) и неоднократно на НТС ООО «ТННЦ».

Публикации: Основные положения диссертации опубликованы в четырех статьях, поименованных в списке ВАК РФ и в других изданиях, в том числе с соавторами.

Структура и объем работы: Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Содержание работы изложено на 145 страницах, включая 65 рисунков и 4 таблицы. Список литературы насчитывает 100 наименований.

Диссертация выполнена под руководством кандидата физико-математических наук, профессора В.А. Белкиной, которой автор искренне признателен за поддержку, научные консультации и помощь при вьполнении работы.

Автор выражает глубокую благодарность сотрудникам ООО «ТННЦ» A.A. Евдощуку, A.A. Натеганову, С.Е. Боброву за сотрудничество, к. г.-м. н. М.В. Лебедеву, к. г.-м. н. Н.В. Янковой за полезные практические советы и рекомендации.

1 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ НИЖНЕМЕЛОВЫХ ОТЛОЖЕНИЙ СУЗУНСКОГО НЕФТЕГАЗОНОСНОГО РАЙОНА

1.1 История изучения Сузунского нефтегазоносного района

Согласно схеме нефтегеологического районирования Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (И.И. Нестеров, А.В. Шпильман и др.2010 г.) рис.1.1, Сузунекий нефтегазоносный район расположен на севере Красноярского края.

Начало нефтегазопоисковых работ в северных районах Красноярского края, имеется в виду территория, которая по особенностям тектонического строения и географическому положению выделялась как Усть-Енисейский район [84] относится к середине 30 годов. Основанием послужило оценка этого района в числе перспективных на нефть и газ в связи с обнаружением здесь естественных выходов газа и нефти [75]. С целью изучения геологического строения и оценки перспектив нефтегазоносности района в 1936 г. была организована Усть-Енисейская экспедиция ГГУ Главсевморпути. За период деятельности экспедиции (1936-1953 гг.) в результате выполненных работ, включающих в себя комплекс геофизических (гравиразведка, магниторазведка, сейсморазведка) исследований, геологической съемки, структурного и глубокого бурения, собран и обобщен значительный объем фактического материала по стратиграфии, тектонике и нефтегазоносности юрско-меловых отложений. Основным недостатком работ этого периода является малый объем региональных исследований. В этот период изучались отдельные площади (Малохетский вал и др.), а общее тектоническое положение района оставалось недостаточно ясным. Нефтепоисковые работы были прекращены, как экономически нецелесообразные, хотя проблема промышленной оценки нефтегазоносности исследуемой территории осталась нерешенной[96].

В 1941-1943 гг. В.Н. Сакс на основе геологических исследований в бассейне рек Мессо, Пура и низовьях Таза обосновал прогноз нефтегазоносности мезозойско-кайнозойских отложений севера Западной Сибири.

Условные обозначения

— * — Государственная граница

—----- Границы субъектов Российской Федерации

Граница ХМАО в Центры субъектов Российской Федерации

* Центры административных районов

• Крупные города

* * * • Граница выхода палеозойских пород на поверхность - Граница Западно-Сибирской геосинеклизы

Граница Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции ............ 111 Границы нефтегазоносных областей

— — Границы нефтегазоносных районов пнго Перспективная нефтегазоносная область лнгр Перспективный нефтегазоносный район

СПНГР Самостоятельный перспективный нефтегазоносный район Месторождения:

нефтяные | | нефтегазовые, газонефтяные

1 газовые

[ | газоконденсат ные

1 нефтегазоконденсатные

Рис. 1.1 Схема нефтегеологического районирования Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (И.И. Нестеров, A.B. Шпильман и др. 2010 г., выкопировка)

В 1956г. начался второй этап нефтепоисковых работ на севере Красноярского края, которые проводились силами Игарской геофизической и Северной комплексной нефтеразведочной экспедициями (1956-1961гг.) в Енисей-Тазовском междуречье. В 1959 -1964 гг. НИИГА совместно с Красноярской конторой разведочного бурения начата геологическая съемка масштаба 1:200000 в сопровождении колонковым бурением. В этот же период рассматриваемая территория была покрыта аэромагнитной съемкой такого же масштаба. На основе исследований по стратиграфии, литологии, тектонике и нефтегазоносности, выполненных геофизических, геологических и тематических работ в период до 1961 г сделаны выводы о высокой перспективности севера Красноярского края [96].

В 1961г. в Енисей -Хатангском прогибе начинает проводиться глубокое поисковое бурение. В это время (вплоть до открытия месторождения) 19661974гг. на т