Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Формирование и прогноз венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов нефти и газа западной части Непско-Ботуобинской антеклизы

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Формирование и прогноз венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов нефти и газа западной части Непско-Ботуобинской антеклизы"

На правщрукописи

ГУБИНА Екатерина Александровна

ФОРМИРОВАНИЕ И ПРОГНОЗ ВЕНД-НИЖНЕКЕМБРИИСКИХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛЙЗЫ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

12 ДЕК 2013 005543929

Санкт-Петербург - 2013

005543929

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт»

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Григоренко Юрий Николаевич

Официальные оппоненты: Баженова Татьяна Константиновна - доктор

геолого-минералогических наук, ФГУП «ВНИГРИ» / ФГУП «ВНИГРИ», главный научный сотрудник

Ларичев Андрей Иванович - кандидат геолого-минералогических наук, ФГУП «ВСЕГЕИ» / ФГУП «ВСЕГЕИ», заместитель генерального директора по геологоразведочным работам на нефть т газ

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие «Сибирский научно-исследовательский институт геологии, геофизики и минерального сырья» (ФГУП «СНИИГГиМС»)

Зашита диссертации состоится «27» декабря 2013 г. в II00 часов на заседании диссертационного совета Д 216.008.01 при Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский нефтяной научно-исследовательский геологоразведочный институт» по адресу: 191014, г. Санкт-Петербург, Литейный пр., д. 39, зал заседаний Ученого совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП «ВНИГРИ».

Автореферат разослан «22» ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук

Г.А. Григорьев

Общая характеристика работы

Актуальность. Венд-нижнекембрийские карбонатные отложения Восточной Сибири являются наиболее перспективными для открытия новых залежей углеводородов. Они обладают достаточно характерными признаками нефтегазоносности вплоть до промышленных притоков нефти и газа. Тем не менее, до 2010 года были выявлены всего три залежи углеводородов главным образом из-за методических трудностей и неоднозначной интерпретации сейсмических данных при изучении карбонатных отложений региона.

В последнее время основные приросты запасов углеводородов в Восточной Сибири связаны с карбонатными венд-нижнекембрийскими отложениями. Однако даже на современном этапе поисково-оценочных работ на нефть и газ нет однозначных и устоявшихся критериев выделения коллекторов в карбонатных нефтегазоносных комплексах, а ранее предложенные подходы требуют усовершенствования и методического развития.

В этой связи изучение природы высокоемких венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов, разработка методических основ прогноза и поисков участков их наибольшего распространения являются актуальными. Решению этих вопросов и посвящена настоящая работа.

Объект исследования. Нефтегазоносные горизонты и коллектора Преображенского (Б,2) и усть-кутского (Б3 и Б5) продуктивных горизонтов западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Цель диссертационной работы. Оптимизировать научно-методическую составляющую нефтегазогеологического прогноза и выделить наиболее перспективные участки развития пород-коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном комплексе западной части Непско-Ботуобинской антеклизы на основе изучения особенностей формирования: седиментогенеза, эпигенеза, тектонических условий - влияния напряженного состояния продуктивных отложений, а также других природных факторов возникновения продуктивных горизонтов.

Основные задачи.

¡.Детально изучить строение и нефтегазоносность венд-нижнекембрийских карбонатных отложений западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

2. Оценить условия седиментации и постседиментационные изменения венд-нижнекембрийских карбонатных отложений.

3. Определить основные критерии формирования и размещения отложений с высокими фильтрационно-емкостными свойствами.

4. Выделить главные объекты нефтегазопоисков - зоны развития улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном комплексе западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Фактический материал. Представленная работа является результатом самостоятельных исследований автора. Для проведения исследований был изучен и проанализирован материал по 296 скважинам - описание керна, результаты опробования и испытания, петрофизическое изучение керна, первичный каротажный материал и заключения ГИС, результаты интерпретации сейсморазведочных работ. Обобщены ранее выполненные исследования по данному направлению, освещенные в публикациях ведущих специалистов и

отчетах производственных и научных организаций (ВостСибНИИГГиМС, Иркутскгеофизика, СНИИГГиМС, ВНИГРИ и др.).

Методика исследований. Для выполнения работы был необходим комплексный подход исследований. Была составлена и привлечена обширная база определений фильтрационно-емкостных свойств по разрезу нефтегазоносного комплекса, выполнен лито-фациальный анализ формирования карбонатных пород и петрографическое изучение их эпигенетических изменений. Для выяснения участков распространения зон улучшенных коллекторов была разработана принципиально новая методика, основанная на анализе мощностей, латеральных изменений горного давления и объемов нерастворимого осадка в исследуемых породах.

Основные защищаемые положения.

1.На основе разработанного комплексного методического подхода, сочетающего лито-фациальные, петрографические и петрофизические наблюдения, с учетом влияния суммарной нагрузки вышележащей толщи на продуктивные отложения выполнена оценка коллекторов карбонатного венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

2. Наиболее высокоемкие карбонатные породы приурочены к палеообстановкам отмелей, террас и уступов палеобассейна с преимущественным накоплением водорослевых и обломочных доломитов, в которых наиболее ярко проявились эпигенетические процессы выщелачивания и перекристаллизации.

3. Установленная взаимосвязь между параметром интенсивности воздействия перекрывающей толщи (<3), фильтрационно-емкостными свойствами карбонатных отложений и дебетами флюидов в скважинах, повышает достоверность прогноза распространения улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском нефтегазоносном комплексе.

4. Выделенные карбонатные отложения с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами и установление их размещения в западной части Непско-Ботуобинской антеклизы позволили обосновать участки первоочередных нефтегазопоисков: Кийский, Средненепский, Водораздельный и Восточно-Тэтэрский. По результатам прогноза коллекторов оцененные суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти на этих участках составляют порядка 320 млн. т.

Научная новизна. Проведено комплексное изучение пород-коллекторов карбонатного венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса Непско-Ботуобинской антеклизы и особенностей распространения улучшенных коллекторов с выделением перспективных участков нефтегазопоисков в ее западной части. Предложен метод выделения и оценки участков концентраций высокоемких пород-коллекторов, основанный на синтезе изучения обстановок осадконакопления карбонатных отложений, их эпигенетических изменений и воздействия статических нагрузок перекрывающей толщи осадочного чехла на продуктивные отложения.

Выполненная оценка и прогноз улучшенных коллекторов позволили локализовать объекты нефтегазопоисков, а также повысить эффективность нефтегазопоисковых работ в регионе.

Реализация результатов исследований. Результаты исследований и разработанная автором методика использовались при ресурсной оценке нераспределенного фонда недр и лицензионных участков, проектировании объемов геологоразведочных работ, заложении и рекомендациях по заложению поисково-оценочных и разведочных скважин на территории Восточной Сибири.

Основные результаты исследований и методика выявления первоочередных объектов нефтегазопоисков в карбонатных отложениях Восточной Сибири вошли составной частью в отчеты и публикации ФГУП «ВНИГРИ».

Практическое значение работы. Выявлено пространственное размещение карбонатных отложений с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами на основе изучения условий седиментации, их постседиментационных изменений и влияния нагрузок перекрывающей толщи. Предложен метод прогноза зон распространения улучшенных коллекторов с высокими фильтрационно-емкостными свойствами, применение которого позволяет существенно повысить эффективность геологоразведочных работ в Восточной Сибири.

Личный вклад автора в проведенное исследование. Выбор критериев и уточнение теоретико-методических приемов выделения улучшенных коллекторов в древних карбонатных толщах.

Разработана методика, позволяющая выделять зоны улучшенных коллекторов и прогнозировать их фильтрационно-емкостные свойства в карбонатных венд-нижнекембрийских отложениях центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Выделены первоочередные объекты нефтегазопоисков в карбонатных венд-нижнекембрийских продуктивных горизонтах Непско-Ботуобинской антеклизы.

Апробация работы и публикации. Основные результаты исследований докладывались на международных научно-практических конференциях: третьей Международной выставке «Недра-2006»; «Геологические проблемы развития УВ сырьевой базы ДВ и Сибири», Санкт-Петербург, 2006; Международной научно-практической конференции «Цитологические и геохимические основы прогноза нефтегазоносности», Санкт-Петербург, 2008; «I Международная научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная памяти академика А. П. Карпинского», Санкт-Петербург, 2009; Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые в геологии нефти и газа», Москва, 2009; Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Перспективы развития нефтегазовой геологии», Санкт-Петербург, 2009; «Пятая Сибирская международная конференция молодых ученых по наукам о Земле», Новосибирск, 2010; Научно-практической конференции «Нефтегазогеологический прогноз и перспективы развития нефтегазового комплекса Востока России», Санкт-Петербург, 2010; XIX Губкинских чтениях «Инновационные технологии прогноза, поисков, разведки и разработки скоплений УВ и приоритетные направления развития ресурсной базы ТЭК России», Москва, 2011; Всероссийской конференции по глубинному генезису нефти «Современное состояние теории происхождения, методов прогнозирования и технологий поисков глубинной нефти. 1-е Кудрявцевские Чтения», Москва, 2012; на 3-й международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского, Санкт-Петербург, 2013.

Результаты проведенных исследований по теме диссертации опубликованы в коллективной монографии по Восточной Сибири (2006), тезисах десяти конференций и пяти статьях в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных журналов и изданий для опубликования основных научных результатов диссертаций, рекомендованного ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа содержит 131 страницу текста, состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа иллюстрирована 34 рисунками, содержит 8 таблиц. Список использованной литературы насчитывает 139 наименований.

Во введении освещена актуальность, цель и основные задачи, фактический материал, методика исследований и научная новизна работы.

' В первой главе «Нефтегазогеологическая изученность венд-нижнекембрийских отложений Непско-Ботуобинской антеклизы» кратко охарактеризованы проблемы поисков карбонатных коллекторов, существующие достижения и нерешенные вопросы таких исследований. Дана геологическая характеристика района исследования с рассмотрением вопросов стратиграфии, тектоники и магматической деятельности. Приведена характеристика нефтегазоносности региона и состояние геологической изученности объектов исследования настоящей работы.

Во второй главе «Характеристика венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса Непско-Ботуобинской антеклизы» рассмотрены история формирования карбонатной толщи, особенности строения комплекса, продуктивные горизонты, приведена литология и фильтрационно-емкостные свойства коллекторов венд-нижнекембрийских карбонатных отложений.

В третьей главе «Формирование карбонатных венд-нижнекембрийских пород-коллекторов западной части Непско-Ботуобинской антеклизы» рассмотрены обстановки осадконакопления, эпигенетические изменения и влияние перекрывающей толщи на распространение высокоемких пород.

В четвертой главе «Перспективные участки и зоны распространения карбонатных пород-коллекторов на западе Непско-Ботуобинской антеклизы» по результатам проведенных исследований выделены зоны распространения улучшенных коллекторов нефти и газа, приведена характеристика перспективных объектов нефтегазопоисков в венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

В заключении приведены основные выводы по разделам работы.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д. г.-м.н. Юрию Николаевичу Григоренко за ценные советы, консультации и постоянную помощь в выполнении работы. Автор благодарен за заинтересованность и поддержку к.г.-м.н. Ирине Анатольевне Кушмар, Татьяне Дмитриевне Шибиной, Михаилу Ивановичу Алексееву и коллективу лаборатории «Прогноза нефтегазоносности территорий и акваторий Восточной Сибири» ФГУП «ВНИГРИ».

Обоснование защищаемых положений.

1. На основе разработанного комплексного методического подхода, сочетающего лито-фациальные, петрографические и петрофизические наблюдения, с учетом влияния суммарной нагрузки вышележащей толщи на продуктивные отложения выполнена оценка коллекторов карбонатного венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Выполнение работы предполагало комплексный подход к исследованиям. Основное принципиальное отличие от разработок близкого направления состояло в использовании, наряду с традиционными приемами выявления высокоемких коллекторов нефти и газа, результатов изучения нарастания мощности и соответсвенно латерального распределения нагрузки перекрывающих толщ осадочного чехла на продуктивные отложения.

Для выявления зон распространения улучшенных коллекторов была собрана и привлечена обширная база определений фильтрационно-емкостных свойств пород венд-нижнекембрийского карбонатного нефтегазоносного комплекса, данные по нерастворимому остатку, петрографические исследования, первичный каротажный материал, результаты интерпретации ГИС и сейсморазведочных работ. Был выполнен детальный лито-фациальный анализ пород и изучены их эпигенетические изменения.

Комплексность исследований достигалась также составлением и интерпретацией серии прогнозно-геологических, структурно-тектонических, лито-фациальных карт и схемы распространения перспективных зон развития улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях западной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

В итоге изучения обстановок осадконакопления карбонатных отложений, их эпигенетических изменений и влияния перекрывающей толщи осадочного чехла на продуктивные отложения были установлены и оценены участки концентраций высокоемких пород-коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном комплексе.

2. Наиболее высокоемкие карбонатные породы приурочены к палеообстановкам отмелей, террас и уступов палеобассейна с преимущественным накоплением водорослевых и обломочных доломитов, в которых наиболее ярко проявились эпигенетические процессы выщелачивания и перекристаллизации.

Конкретика связи условий формирования и эпигенеза карбонатных пород-коллекторов региона детально изучена на эталонных хорошо разбуренных участках центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Литолого-фациальными исследованиями установлено, что в начале формирования изученных отложений территория Непско-Ботуобинской антеклизы представляла собой мелководный бассейн с относительно стабильным гидрохимическим режимом вод.

В преображенское время на территории исследования располагалось мелкое внутреннее море с плоскими подводными возвышенностями и значительными по

' Ппсобшж енская

Немчуйская -—

тАм СьЛг-Н) 11 С5 II £5

Нижненепская

площади выровненными участками дна. Бассейну был свойственен относительно постоянный гидрохимический режим вод.

Одной из таких подводных возвышенностей являлся Непский палеосвод. В преображенское время его западная часть характеризовалась несколько более пологим уклоном дна в сравнении с восточным склоном. Формирование отложений происходило в обстановках отмелей, террас, уступов и склонов возвышенности, с которыми соседствовала обстановка внутришельфовых впадин (рисунок 1). Внутри возвышенности существовали три отмели - Преображенская, Нижненепская и Немчуйская. На отмелях происходило накопление преимущественно органогенных (микрофитолитовых) доломитов с редкими прослоями глинистых доломитов. _

Рисунок 1. Схема обстановок осадконакопления Преображенского времени 1-5 - обстановки осадконакопления: 1 -отмель; 2 — терраса; 3 - уступ; 4 -склон; 5 - внутришелъфовая впадина; б - изогипсы мощностей пород между кровлей Преображенского и подошвой осинского горизонтов, м; Немчуйская, Преображенская, Нижненепская - названия отмелей.

В усть-кутское время самой приподнятой частью палеобассейна продолжал оставаться Непский палеосвод, который представлял собой подводную возвышенность со слаборасчлененным рельефом дна.

В пределах палеосвода существовало три отмели - Алтыбская, Чонско-Преображенская и Даниловская. В периоды снижения уровня моря на этих отмелях активно формировались сульфатосодержащие отложения, вплоть до практически чистых ангидритов.

Ко времени формирования перемычки между нижним и верхним пластами усть-кутского горизонта рельеф дна бассейна становится более выровненным. Существовавшие ранее две отмели - Чонско-Преображенская и Даниловская объединяются. На отмелях в период формирования перемычки сначала накапливаются глинистые разности карбонатных пород вплоть до аргиллитов. В период обмеления бассейна происходит активное осаждение сульфатных пород с подчиненным содержанием карбонатов.

Условия седиментации пород верхнего пласта Б3 близки к таковым в нижнем Б5. В период его накопления вся изучаемая территория характеризуется более высоким и постоянным положением уровня моря. В это время рельеф дна бассейна слабо расчленен. Об этом свидетельствуют достаточно выдержанные мощности осадков к концу накопления всего усть-кутского горизонта (рисунок 2).

При изучении условий седиментации карбонатных венд-нижнекембрийских отложений Преображенского Б|2 и усть-кутского Б3 и Б5 горизонтов удалось установить связь между условиями формирования пород и их пористостью.

Наибольшей открытой пористостью в Преображенском нефтегазоносном горизонте обладают отложения, приуроченные к уступам подводной возвышенности Непского палеосвода, где шло активное накопление водорослевых доломитов. Меньшими значениями характеризуются отложения террас и отмелей. Высокие значения открытой пористости в породах нижнего пласта Б5 пространственно тяготеют к отложениям отмелей и в наибольшей степени к образованиям террас, где помимо накопления доломитов водорослевых и обломочных происходило осаждение сульфатосодержащих пород.

В верхнем пласте Б3 усть-кутского горизонта наибольшая открытая пористость свойственна обломочным доломитам, накапливавшимся на террасах в условиях повышенной энергетики вод. Отложения с высокой открытой пористостью формировались на отмели и уступе подводной возвышенности Непского палеосвода.

В венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях повсеместно проявлены процессы перекристаллизации и выщелачивания пород. Наиболее интенсивно эти процессы проявились в органогенных доломитах с комковато-сгустковагой текстурой. В таких породах в первую очередь выщелачивались форменные элементы. Иногда в породах наблюдаются нацело выщелоченные органогенные формы с сохраненным лишь крустификационным цементом. При этом возникают межформенные и внутриформенные поры и каверны. В отдельных образцах выщелачивание достигает 30-40% (скважины Даниловская-3 и 4, Верхнечонская-150, Усть-Илимская-186, Верхне-Тирская-1 и др.). Размеры пустот в пределах шлифа до 3-5 мм, иногда до 10 мм и более.

Рисунок 2. Схема обстановок осадконакопления на конец усть-кутского времени

(верхний пласт Б3)

1-5 - обстановки осадконакопления: 1 - отмель; 2 - терраса (с высоким энергетическим уровнем вод); 3 - терраса; 4 - уступ; 5 - склон; 6 — изогипсы мощностей пород между кровлей усть-кутского и подошвой осинского горизонтов, м; Чонско-Преображенская — название отмели.

Поры и каверны подразделяются на унаследованные и вновь образованные. Унаследованные поры развиваются за счет растворения седиментационных пор. Вновь образованные поры могут располагаться вдоль трещин. Вторичные поры в карбонатных отложениях распределены весьма неравномерно. Они сообщаются между собой по микроканалам и микротрещинам.

Наименее перекристаллизованными являются породы с высоким содержанием глинистого материала. В доломитах отмечается рассеянная, избирательная и сплошная перекристаллизация.

Контрастно в карбонатных отложениях проявили себя процессы сульфатизации и засолонения. Исследования показывают, что первично сформированные наилучшие коллектора в рассматриваемых отложениях могли быть уничтожены вторичной минерализацией и прежде всего засолонением. Вторичный ангидрит наблюдается в трещинах, стилолитах, порах и кавернах. Встречаются поры, каверны и трещины, заполненные галитом. Например, на Даниловской площади наибольшее засолонение пород выявлено в зонах максимального проявления процесса выщелачивания.

Установлено, что наилучшими коллекторскими свойствами обладают доломиты водорослевой, обломочной, реже строматолитовой структур. Коллектора преимущественно порового, порово-трещинного, реже каверново-порового и трещинно-каверново-порового типов.

3. Установленная взаимосвязь меяеду параметром интенсивности воздействия перекрывающей толщи (О), фильтрационно-емкостными свойствами карбонатных отложений и дебитами флюидов в скважинах, повышает достоверность прогноза распространения улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском нефтегазоносном комплексе.

Факторы, определяющие эпигенетические особенности формирования пород-коллекторов, подразделяются на две группы:

- первичные - седиментационные факторы (исходный состав, лито-фациальные условия, геотектонический режим седиментации и т.д.);

- вторичные - собственно, эпигенетические факторы (температура, давление, геологическое время, подземные воды, воздействие вышележащих толщ и др.).

Факторы первой группы обусловливают начальную величину пористости, факторы второй группы - ее изменение с глубиной.

При воздействии нагрузок на карбонатные породы их первичная межкристаллическая пористость уменьшается до значений, при которых породы становятся практически непроницаемыми и хрупкими. Под действием геостатического давления в них развивается микротрещиноватость. Доказательством этому служат наблюдаемые в керне карбонатных пород зеркала скольжения, вертикальные и горизонтальные одиночные макротрещины и их системы, а также стилолитовые швы, являющиеся прямым доказательством процессов растворения под давлением в породах.

Гравитационные силы, создаваемые весом перекрывающих отложений, определяют напряженное состояние горизонтальных пластов на различных глубинах их залегания.

В осадочных породах, подвергающихся воздействию механических напряжений, в течение длительного геологического времени их существования на больших глубинах необратимые деформации подобны пластическим, при которых наблюдается релаксация касательных напряжений и все главные нормальные напряжения оказываются равны между собой [Добрынин В.М., Венделынтейн Б.Ю., Кожевников Д.А, 1991]:

о", =<гу =сгг =ё-р-Н, (1)

где а х, ау, аг - главные нормальные напряжения; g - ускорение свободного падения, м/с2; р - плотность пород, кг/м3; Н - мощность вышележащих отложений, создающих нагрузку на пласт, м.

Таким образом, напряженное состояние пласта от вышележащей толщи прямо пропорционально мощности перекрывающих пород. Сравнительно это влияние на пласт оказывается тем больше, чем меньше его мощность. Оценить напряженное состояние пласта можно следующим образом:

г Н

где Кя - коэффициент напряженности пласта, ед.; Ь - мощность продуктивного пласта, м; Н - мощность перекрывающей толщи, м.

Существенное значение имеет неравномерность распределения нагрузки по площади, контролируемая латеральными особенностями формирования перекрывающих толщ - прежде всего их мощности.

Анализ карт мощностей от кровли Преображенского и усть-кутского продуктивных горизонтов до кровли усольской, нижне-среднебельской, верхнебельской, булайской, ангарской, литвинцевской и верхоленской свит показывают, что распределение нагрузок от вышележащих отложений, как по площади, так и во времени, имеет схожий характер. Основные нагрузки от вышележащей толщи венд-нижнекембрийские карбонатные отложения получили к концу формирования булайской свиты нижнего кембрия и были постоянны вплоть до накопления верхоленской свиты среднего и верхнего кембрия. При этом суммарные нагрузки вышележащих отложений на продуктивные горизонты венд-нижнекембрийского комплекса латерально распределились неравномерно. Общая мощность перекрывающей палеозойской толщи достигает значений от 1,5 до 2,5 км.

Особо следует подчеркнуть большое значение характера распределения минеральных примесей, изменяющих процессы растворения. Наличие в породе примесей глинистого, кремнистого или органического вещества приводит к ухудшению растворения карбонатов, затрудняются также процессы перекристаллизации. При неравномерном обогащении породы примесями происходит избирательное выщелачивание: интенсивно растворяются чистые минералы, лишенные примесей, и практически не растворяются участки породы с повышенным содержанием нерастворимого глинистого или кремнистого остатка [Багринцева К.И, 1999 (II)].

Таким образом, параметр интенсивности воздействия перекрывающей толщи на исследуемые отложения будет зависеть от напряженного состояния пласта и его глинистости:

2 = О)

где С? - параметр интенсивности воздействия перекрывающей толщи на оцениваемые отложения, 1/м; ^ - коэффициент напряженности пласта, ед.; gl -суммарная мощность глинистых прослоев в продуктивном пласте, м.

Для подтверждения дееспособности названных явлений в карбонатных продуктивных отложениях, были построены зависимости различных параметров

для Преображенского (пласт Б,2) и усть-кутского (пласты Б3 и Б5) продуктивных горизонтов венд-нижнекембрийского комплекса (рисунок 3). Приведенные графики указывают на корреляцию между пористостью, дебитами нефти в скважинах и параметром интенсивности воздействия перекрывающей толщи на

параметра интенсивности воздействия перекрывающей толщи на отложения: а, б - пласта Б]2;в~ пласта Б5; г - пласта Б3; д - пластов Б5 и Б3.

4. Выделенные карбонатные отложения с улучшенными филырационно-емкостными свойствами и установление их размещения в западной части Непско-Ботуобинской антеклизы позволили обосновать участки первоочередных нефтегазопоисков: Кийский, Средненепский, Водораздельный и Восточно-Тэтэрский. По результатам прогноза коллекторов оцененные суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти па этих участках составляют порядка 320 млн. т.

Комплексный анализ перспектив нефтегазоносности карбонатного венд-нижнекембрийского комплекса западной части Непско-Ботуобинской антеклизы нацелен на выявление благоприятных зон развития улучшенных коллекторов.

В продуктивных пластах Б12, Б5 и Б3 наибольшие перспективы на присутствие коллекторов в карбонатном венд-нижнекембрийском нефтегазоносном комплексе связаны с тремя группами отложений с относительно высокими ФЕС. Коллекторские свойства соответствующих пород и данные по интенсивности воздействия перекрывающих отложений наряду с дебитами флюидов приведены в таблице 1.

Таблица 1

Фильтрационно-емкостные свойства пород продуктивных горизонтов венд-нижнекембрийского карбонатного комплекса западной части Непско-_Ботуобинской антеклизы

« 3 я в в X л Дебиты скважин

Нефтсгазоиосн горизонт Индекс пласп Группа Значимые обстановки осадконакопле Пористость,' Проницаемое мД <2* н ^ и л н -е- и X н >•> и 5 и 3 н м Я и вода, м3/сут

Я а и 1 уступ 15-20 >20 >40 10-25 12 нет данных

И я р. Б,2 2 терраса 12-15 10-20 20-40 7-25 2-20 нет данных

о V о. С 3 отмель 9-12 10-15 10-20 1-2 13 10

>5 Я К б5 1 отмель 9-12 >20 >40 нет данных нет данных 58

н 2 терраса 7-9 15-20 20-40 90-95 8-48 12-23

а ■ 3 уступ 5-7 10-15 10-20 14-67 12-36 3

н и 1 терраса 10-15 >10 >12 14-94 <1 1

>> Бз 2 7-10 5-10 8-12 0.2-9 45 4

3 уступ 1-5 5-8 0.2-10 0.9 0.7

Примечание:

* - параметр интенсивности воздействия вышележащей толщи на продуктивные горизонты.

По результатам раздельного анализа Преображенского и двух пластов усть-кутского продуктивных горизонтов была построена совместная карта оценки перспектив обнаружения залежей углеводородов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе.

Выделение перспективных зон распространения коллекторов было основано на простом наложении и суммировании групп, выделенных по всей совокупности продуктивных пластов Б12, Б5 и Б3.

К высокоперспективным зонам были отнесены участки, где по разрезу можно ожидать нахождение пород с высокими ФЕС первой категории в двух или трех продуктивных пластах. К перспективным зонам отнесены отложения второй категории ФЕС в двух пластах, а также один пласт первой категории. Распространение зон остальных групп были оконтурены аналогичным образом.

В итоге вся территория исследования была разделена по перспективности обнаружения коллекторов на зоны пяти категорий (рисунок 4). Характеристика выделенных зон развития коллекторов в карбонатных венд-нижнекембрийских отложениях западной части Непско-Ботуобинской антеклизы приведена в таблице 2.

Таблица 2

Характеристика зон развития коллекторов в карбонатных венд-

нижнекембрийских отложениях западной части Непско-Ботуобинской антеклизы

Категория Количество зон Пористость, % Проницаемость, мД Площадь, тыс.км2 Общая площадь, тыс.км2 Извлекаемые ресурсы, млн. т

от до от до общие

Высокоперспективные 10 9-20 >20 0.017 1.6 4 0.4 42 110

Перспективные 12 7-15 5-20 0.073 10.6 29 1.0 246 655

Среднеперспективпые 2 5-9 1-15 0.270 54.5 57 40.0 950 990

Слабоперспективные 11 <7 0.1-5 0.185 2.7 13 2.0 50 200

Малоперспективные 2 <5 <0.1 0.008 1.8 2 0.9 20 21

Всего: 37 105 1 976

Высокоперспективные зоны выделены в южной части Верхнеичерского, на севере Кийского, на границе Преображенского и Даниловского участков. На Игнялинском участке выделены две небольшие зоны в западной и восточной частях. Всего выделено 10 зон распространения категории с разбросом площадей от 0,017 до 1,6 тыс. км2. Суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти в пределах выделенных зон изменяются от 0,4 до 42 млн. т. Значения открытой пористости изменяются от 9-20 %, проницаемость более 20 мД.

Наиболее обширная высокоперспективная зона на наличие коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе выделена на Водораздельном и Средненепском участках площадью чуть менее 1 км2 с извлекаемыми ресурсами нефти около 23 млн.т. В пределах этих участков наиболее перспективны отложения усть-кутского продуктивного горизонта со значениями пористости преимущественно 10-15% и проницаемости 10-20 мД, коллектора могут обеспечивать дебиты нефти порядка 90 м3/сут.

Основные перспективы этой зоны связаны либо с двумя пластами усть-кутского горизонта, либо с Преображенским горизонтом и верхним пластом Б3 усть-кутского горизонта. Суммарная площадь распространения

Рисунок 4. Распространение зон улучшенных коллекторов в карбонатных венд-нижнекембрийских отложениях западной части Непско-Ботуобинской антеклизы

1 — границы Непского свода; 2 - изогипсы кровли усть-кутского продуктивного горизонта, м; 3 - месторождения углеводородов; 4-5 - нефтегазоперспективные объекты, выявленные по результатам геофизических работ: 4 -подготовленные; 5 - выявленные; 6 - границы лш^ензионных участков; 7 -границы участков нераспределенного фонда недр; 8-12 - перспективные зоны обнаружения коллекторов в карбонатном венд-нижнекембрийском комплексе: 8 - высокоперспективные; 9 - перспективные; 10 - среднеперспективные; 11 -слабоперспективные; 12 - малоперспективные; 13 - границы зон.

высокоперспективных зон составляет около 4 тыс. км2 с начальными суммарными извлекаемыми ресурсами нефти около 110 млн. т. В границах зон значения открытой пористости пород-коллекторов изменяются от 9 до 20 %, значения проницаемости часто превышают 20 мД.

Наибольшим распространением пород-коллекторов перспективной категории характеризуется центральная часть Непского свода в пределах Игнялинского, Верхнеичерского, Ичерского, Пилюдинского, Преображенского и Даниловского участков. Всего выделено 12 зон распространения данной категории с разбросом площадей от 0,073 до 10,6 тыс. км2. Суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти в пределах выделенных зон изменяются от 1 до 246 млн. т.

На Игнялинском участке основные перспективы связаны преимущественно с усть-кутским горизонтом, меньшим распространением характеризуются коллектора в Преображенском горизонте и их развитие можно ожидать на западе площади. На Верхнеическом и Ическом участках основные притоки УВ следует ожидать из пластов Б5 и Б3 усть-кутского горизонта, а на Пилюдинском из его нижнего пласта Б5.

Наиболее значимая зона перспективной категории выделена в пределах Преображенского и Даниловского участков, где основные перспективы связаны как с усть-кутским, так и с Преображенским горизонтами. Площадь зоны порядка 5 тыс. км2.

На южном склоне Непского свода перспективная зона выделена в пределах Кийского и Средненепского участков. В юго-западной части такая же зона протягивается на северо-запад в сторону Восточно-Тэтэрского участка.

Основные перспективы этой зоны связаны с усть-кутским продуктивным горизонтом, причем перспективные участки в верхнем пласте охватывают большую территорию, а коллектора в нижнем Б5 развиты спорадически. На юге Средненепского участка коллектора перспективной категории следует ожидать и в Преображенском горизонте.

Зоны перспективной категории выделены также в северо-восточной части Непского свода на Северо-Могдинском, Могдинском, Восточно-Сугдинском и Вакунайском участках. На Восточно-Сугдинском и Вакунайском участках основные перспективы связаны с усть-кутским горизонтом, на Могдинском -прогнозируются коллектора во всех трех пластах - Б12, Б5 и Б3.

В пределах этих участков выявлены промышленные залежи углеводородов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе на восьми месторождениях с суммарными извлекаемыми запасами нефти по трем пластам около 370 млн.т. и газа - более 35 млрд. м3.

Небольшие по площади зоны перспективной категории выделены на Умоткинском и Санарском участках с перспективами в нижнем пласте Б5 усть-кутского горизонта и в Преображенском горизонте.

Суммарная площадь распространения перспективных зон составляет 29 тыс. км2 с начальными суммарными извлекаемыми ресурсами нефти около 655 млн. т. Значения открытой пористости 7-15%, проницаемость чаще всего до 20 мД.

Большая часть исследуемой территории Непско-Ботуобинской антеклизы отнесена к среднеперспективной. Здесь следует ожидать коллектора в одном или

двух пластах карбонатного венд-нижнекембрийского комплекса. Суммарная площадь распространения зон среднеперспективной категории составляет 57 тыс. км2 с начальными суммарными извлекаемыми ресурсами нефти менее 1 млрд. т. На территории средних перспектив выявлены залежи углеводородов на трех месторождениях с суммарными извлекаемыми запасами нефти по трем пластам около 100 млн.т. В зонах данной категории значения открытой пористости редко превышают 10 %, проницаемость может изменяться от 1-15 мД.

Зоны слабоперспективной категории в западной части Непско-Ботуобинской антеклизы выделены в северо-западной части на Тетейском и Алтыбском участках, на юге в пределах Кийского и Водораздельного участков и на Восточно-Тэтэрском. Всего выделено 11 зон данной категории. Площадь распространения слабоперспективных зон около 13 тыс. км, суммарные извлекаемые ресурсы нефти составляют порядка 200 млн. т.

Малоперспективные участки распространены на площади менее 2 тыс. км на северо-западе территории и в пределах Даниловского участка. Суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти здесь составляют чуть более 20 млн. т.

Всего в западной части Непско-Ботуобинской антеклизы суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти в карбонатных венд-нижнекембрийских отложениях Преображенского и усть-кутского горизонтов с учетом размещения коллекторов могут быть оценены в количестве 1,9 млрд. т, газа - около 225 млрд. м3 (на территории порядка 100 тыс. км2). Из них суммарные извлекаемых запасы нефти по категориям А+В+С1+С2 в залежах продуктивных пластов Б)2, Б5 и Б3 составляют около 470 млн. т и порядка 35 млрд. м3 газа.

Зоны, отнесенные к перспективной категории, находятся на северо-востоке рассматриваемой территории в пределах Могдинского, Северо-Могдинского и Восточно-Сугдинского участков, что хорошо сопоставляется с выявленными здесь в период с 2010 по 2013 г.г. месторождениями в данных отложениях -им. Синявского, им. Савостьянова и Северо-Вакунайское. Также в пределах распространения зон перспективной категории открыты месторождения им. Лисовского, Верхнечонское, Вакунайское, Игнялинское, Северо-Даниловское и Даниловское.

В западной части Непско-Ботуобинской антеклизы по результатам комплексного анализа литологии, условий накопления и дальнейшего преобразования отложений венд-нижнекембрийского карбонатного комплекса к первоочередным объектам нефтегазопоисков можно отнести Кийский, Средненепский, Водораздельный и Восточно-Тэтэрский участки с прогнозными извлекаемыми ресурсами нефти порядка 320 млн. т.

На Кийском участке наибольшие перспективы связаны с отложениями обоих пластов усть-кутского продуктивного горизонта. На Средненепском участке высокие перспективы обнаружения коллекторов связаны со всеми тремя рассматриваемыми продуктивными пластами. На Водораздельном и Восточно-Тэтэрском участках происходит литологическое замещение пород Преображенского продуктивного горизонта и поэтому повышенные перспективы здесь связаны в основном с отложениями усть-кутского продуктивного горизонта.

Заключение

•Литолого-фациальный анализ пород венд-нижнекембрийского комплекса западной части Непско-Ботуобинской антеклизы позволил выделить палеообстановки осадконакопления, с которыми связаны наиболее емкие коллектора.

•Важным обстоятельством, установленным в ходе изучения пород-коллекторов, оказалось влияние их первичных фильтрационно-емкостных свойств на интенсивность и характер эпигенетических изменений. На процесс вторичного преобразования карбонатных отложений венд-нижнекембрийского комплекса и окончательного формирования их пустотного пространства также существенное воздействие оказывали накапливающиеся во времени нагрузки от перекрывающей толщи осадочного чехла.

•В ходе изучения воздействия перекрывающей толщи на венд-нижнекембрийские карбонатные отложения установлено, что эта величина может быть использована в прогнозе зон распространения пород-коллекторов. Картирование параметра воздействия перекрывающей толщи на продуктивные отложения показало, что участки с уже выявленными залежами углеводородов и высокими дебетами флюидов в скважинах пространственно приурочены к максимальным его значениям.

Естественно, основные факторы формирования и преобразования карбонатных венд-нижнекембрийских продуктивных горизонтов: фациальные условия и место их накопления, исходные величины и морфология порового пространства, эпигенез, трещиноватость, а также значительная и латерально неравномерная нагрузка перекрывающих толщ предопределили сложную картину развития зональных концентраций пород-коллекторов.

•На основе изучения особенностей воздействия и сочетания этих факторов были закартированы зоны развития пород с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами. Такие зоны установлены на северо-востоке рассматриваемой территории в пределах Могдинской, Северо-Могдинской и Восточно-Сугдинской площадей, что хорошо согласуется с выявленными в данных отложениях в 2010 году месторождений им. Синявского, им. Савостьянова и Северо-Вакунайское. В зонах распространения улучшенных коллекторов располагаются месторождения им. Лисовского, Верхнечонское, Вакунайское, Игнялинское, Северо-Даниловское и Даниловское. Извлекаемые запасы в залежах венд-нижнекембрийского карбонатного комплекса составляют порядка 470 млн. т нефти и 35 млрд. м3 газа. Только в период с 2011 по 2012 г.г. прирост извлекаемых запасов за счет комплекса составил 74 млн. т нефти и 14 млрд. м3 газа.

Таким образом, в западной части Непско-Ботуобинской антеклизы по результатам комплексного анализа литологии, условий накопления и постседиментационных преобразований венд-нижнекембрийского карбонатного нефтегазоносного комплекса к первоочередным объектам геологоразведочных работ следует отнести Кийскую, Средненепскую, Водораздельную и Восточно-Тэтэрскую площади с прогнозными извлекаемыми ресурсами нефти порядка 320 млн. т.

В заключении подчеркнем, что выполненный прогноз участков первоочередных геологоразведочных работ оказался возможным только при комплексном подходе к исследованиям, реализованном при выполнении настоящей работы.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

1.Кушмар И.А., Григоренко Ю.Н., Ананьев В.В., Белинкин В.А., Губина Е.А. Нефть и газ Восточной Сибири. - СПб.: Недра, 2006. - 102 С.+34 цв. вкл.

2.Кушмар И.А., Ананьев В.В., Белинкин В.А., Губина Е.А. Нефть и газ Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия): состояние запасов, прогнозы добычи углеводородов, основные направления нефтегазопоисковых работ / Сб. мат-в научно-практической конференции «Роль топливно-энергетического комплекса России в социально-экономическом развитии страны и увеличении ВВП». - СПб.: Недра, 2006. - С.127-140.

3.Кушмар H.A., Семенов В.П., Губина Е.А. Нефтегазопоиски в новых районах Сибирской платформы, как обязательный элемент воспроизводства углеводородной МСБ Восточной Сибири и Республики Саха (Якутия) / Материалы Всероссийской научно-практической конференции. - Новосибирск, 2006.

4.Кушмар И.А., Ананьев В.В., Белинкин В.В., Яшенкова JI.K., Губина Е.А. Специфические особенности геологического строения и истории развития Сибирской платформы в связи с поисками нефти и газа. / Сборник материалов научно-практической конференции «Геологические проблемы развития углеводородной сырьевой базы Дальнего Востока и Сибири» - СПб.: Недра, 2006. -С.

5.Кушмар И.А., Семенов В.П., JI.K. Яшенкова, Губина Е.А. Состояние и перспективы освоения минерально-сырьевой базы УВ Восточной Сибири в связи со строительством и эксплуатацией нефтепровода ВСТО / Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы нефтегазовой геологии». - СПб.: ВНИГРИ, 2007. - С. 145-148.

6. Губина Е.А., Шибина Т.Д., Белоновская Л.Г. Карбонатные породы-коллекторы Непско-Ботуобинской антеклизы / Сборник материалов Международной научно-практической конференции «Литологические и геохимические основы прогноза нефтегазоносности». СПб.: ВНИГРИ. 2008. - 639 с.-С. 406-412.

7. Губина Е.А., Бурова И.А., Шибина Т.Д. Литологические особенности карбонатных коллекторов венд-нижнекембрийского возраста Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области / Тезисы докладов I Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной памяти академика А.П. Карпинского. - Санкт-Петербург. 2009 (CD).

8. Губина Е.А., Бурова И. А., Шибина Т. Д. Влияние эпигенетических процессов на формирование венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов на Непско-Ботуобинской антеклизе / Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Молодые в геологии нефти и газа. - М.: ВНИГНИ, 2009. С.40-41.

9. Губииа Е.А. Формирование пород-коллекторов в карбонатных отложениях Непско-Ботуобинской антеклизы // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2009. -№5. - С.20-23.

Ю.Губииа Е.А., ШибинаТ. Д. Литолого-фациальный анализ усть-кутского горизонта на территории Непско-Ботуобинской антеклизы / Сборник докладов Всероссийской конференции молодых ученых и специалистов «Перспективы развития нефтегазовой геологии». - Санкт-Петербург. 2009 (CD).

П.Губина Е.А. Этапы формирования карбонатных коллекторов усть-кутского нефтегазоносного горизонта на Непском своде / V Сибирская Международная Конференция Молодых Ученых по наукам о Земле. - Новосибирск. 2010 (CD).

П.Губина Е.А. Критерии выделения объектов первоочередного освоения в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе / Тезисы докладов XIX Губкинских чтений «Инновационные технологии прогноза, поисков, разведки и разработки скоплений УВ и приоритетные направления развития ресурсной базы ТЭК России». - Москва. 2011. С. 192-193.

13.Губииа Е.А. Формирование карбонатных коллекторов усть-кутского продуктивного горизонта на Непском своде // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2011. — Neil. — С. 27-36.

Ы.Губина Е.А. Венд-нижнекембрийский карбонатный нефтегазоносный комплекс Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области // Нефтегазовая геология. Теория и практика http://www.ngtp.ni/rub/4/51 _2011 .pdf.

15.Губина Е.А. Перспективные объекты нефтегазопоисков в венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях Непско-Ботуобинской антеклизы // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2012. - Т.7. - №3. -http://www. ngtp. ru/rub/4/38_2012.pdf.

Уб.Губина Е.А. Нефтегазопоисковые объекты в венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях в центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы / Современное состояние теории происхождения, методов прогнозирования и технологий поисков глубинной нефти. 1-е Кудрявцевские Чтения. Материалы Всероссийской конференции по глубинному генезису нефти. М.:, ЦГЭ, 2012. 445 с. - С. 234-235 (CD).

П.Губина Е.А., Алексеев М.И Нефтегазоносность венд-нижнекембрийских карбонатных отложений центральной части Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области //Нефтяное хозяйство. - 2013. - №1. — С. 40-43.

Губииа Е.А. Перспективы Преображенского и усть-кутского горизонтов центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы / Сборник материалов «3-й международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А.П. Карпинского». Спб., 2013 - С. 549-553 (CD).

Подписано в печать 18.11.13 Формат 60х84'/16 Цифровая Печ. л. 1.2 Тираж 100 _Заказ 30/11_печать_

Типография «Фалкон Принт» (197101, г. Санкт-Петербург, ул. Большая Пушкарская, д. 54, офис 2)