Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика и результаты геолого-геофизического изучения рифейских нефтегазопродуктивных отложений центральной части Юрубчено-Тохомской зоны

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

Автореферат диссертации по теме "Методика и результаты геолого-геофизического изучения рифейских нефтегазопродуктивных отложений центральной части Юрубчено-Тохомской зоны"

Всероссийский.научно-исследовательский геологический нефтяной институт (ВНЙГНИ)

на правах рукописи

СОКОЛОВ ЕВГЕНИЙ ПЕТРОВИЧ УДК 553. 98:55:550.834.05 ( 571.51)

МЕТОДИКА И РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЛОГО - ГЕОФИЗИЧЕСКОГО ИЗУЧЕНИЯ РИФЕЙСКИХ НЕФТЕГА30ПР0ДУКТИВНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ ЮРУБЧЕНО - ТОХОМСКОЙ ЗОНЫ

Специальность: 04.00.17 - Геология, поиски и разведка

нефтяных и гязовых месторождений

Автореферат диссертации на соискание ученой,степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва. 1994 г.

Работа выполнена во Всероссийском научно-'исследовательско!^ геологическом нефтяном'институте (ВНИГНИ) |

Научные руководители: кандидат геолого-минералогических наук

Е.А.Копилевич

кандидат геолого-минералогачес^их наук Н.Н.Бакун

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук.

профессор А.Н. Зюлотов кандидат геолого-минералогических наук доцент В.А.Егоров

Ведущее предприятие: ГАНГ им. Губкина ( Москва )

Защита диссертации состоится " " и&рп?? 19э|^г. в

_часов на заседании Специализированного совета

Д 071.05.01 при Всероссийском научно-исследовательском геолог ческом нефтяном институте (ВНИГНИ) по адресу:

105819, г.Москва, ш.Энтузиастов, 36 С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИГНИ

Автореферат разослан "^7 "

-Л?

Ученый секретарь Специализированного совета при ВНИГНИ, кандидат геолого-минералогических наУк

Т.Д.Ивано

Актуальность работы.Исследование нефтегазоперспективных объектов древних осадочных комплексов Сибирской платформы Приобретает в последние годы всё более важное значение в связи с приближением этапа реальной разработки выявленных*в этом регионе крупных месторождений. В свете этого исследование природных резервуаров в карбонатных отложениях рифея Сибирской платформы важно как само по себе, так и с позиции накопления опыта таких исследований в сейсмогеологических условиях местных геологических разрезов. Наиболее перспективным объектом с этой течки зрения является наиболее крупная и сложная по строению Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления, масштабы и перспективы нефтегазоносности которой уникальны.

Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления (ЮТЗ) расположена на структурной форме второго порядка - Камовском своде Байкитской антеклизы Сибирской платформы. Открытые в пределах ЮТЗ газонефтяные месторождения приурочены к рифейскому карбонатному- резервуару. Сложность его строения проявляется в большом разнообразии литолого-фациальных обстановок при кажу-г щейся однородности доломитового разреза,, непостоянстве кол-лекторских свойстй по вертикали и латерали, чрезвычайно сложном строении коллекторов - трещина-каверно-поравом. Между тем, сложность строения вышележащего геологического разреза, приводящая к помехам и искажениям волнового поля от интересующего объекта, отсутствие резких отражающих границ в верхней ( продуктивной ) части рифея, трудности в применении общепринятых методик при обработке и интерпретации материалов сейсмических и ГИС-исследований, привели к тому, что ранее картировалась лишь поверхность рифейских отложений, а их внутреннее строение описывалось блоково-трещинной геологической моделью, постоянно усложнявшейся по мере поступления новой скважинной информации об очередных особенностях рифейских отложений. 8 результате имеющиеся геологические модели характеризуются высокой степенью неоднозначности. Таким образом, очевидная уникальность обьекта обуславливает актуальность изучения геологического строения и прогноза емкостных, свойств рифейского природного резервуара в межскважинном пространстве

- г -

на основе нового полхода к обработке и интерпретации материалов сейсморазведки МОГТ и ГИС, эталонированных новыми данными литофадиального изучения керна.

Цель работы. Создание модели геологического строения и латеральной изменчивости природного резервуара УВ в карбонатных отложениях рифея на основе разработанных применительно к геологическим условиям ЮТЗ методических приемов геолого-геофизического моделирования; повышение на этой основе эффективности ГРР и обоснование объектов для опытно-промышленной эксплуатации уникального месторождения.

Основные задачи исследования:

- разработка новой геологической модели ЮТЗ на основе построения структурно-морфологической, литофациальной и емкостной характеристик природного рифейского резервуара;

- усовершенствование и развитие методики обработки сейс-ыоразведочных данных' МОГТ на ЭВМ и ПЭВМ для изучения сейсморазведкой рифейских отложений;

- усовершенствование и развитие методики изучения ем-.костных свойств карбонатных отложений в межскважинном пространстве по данным сейсморазведки при трещинно-каверно-поровом типе коллекторов;

- разработка методики изучения литофациальной неоднородности продуктивных рифейских отложений ЮТЗ на основе спектрально-временного ( СВАН ) и сейсмофациального анализов данных сейсморазведки в межскважинном.пространстве.

Личный вклад и материалы, использованные автором-в;раз- -работке защищаемых положений диссертации.- -

Основные положения диссертационной" работы сформулированы на основе выполненной автором или при :ега непосредственном участии обработке и интерпретации геолого-геофизических мате- : риалов, полученных Богучанской геофизической экспедицией ГШ ' "Енисейгеофизика" и 'ГГП "Енисейнефтегззгеология" в пределах ЮТЗ. Автор принял непосредственное участие-в совершенствова- " нии и' развитии методики обработки данных сейсморазведки ЪЮГТ"

- з -

б условиях слабоконтрастного, по сравнению с вышележащим," рн-' фейского разреза и значительных помех в волновой поле, вызванных сложными поверхностными условиями; им усовершенствована методика прогноза емкостных свойств в "межскважиннам. пространстве-.по-данным сейсморазведки МОП и ГИС; создана методика изучения литофациальнрй неоднородности продуктивных рифейских отложений на основе спектрально-временного ( СВАН ) и -сейсмофаадального анализов данных сейсморазведки; в итоге, на основе полученных результатов, построены карты и сейсмоге-ологические разрезы, составляющие в совокупности геологическую модель продуктивного комплекса ЮТЗ. /

В процессе проведения исследований использованы опубликованные и фондовые материалы ГГП "Енисейгеофизика", "Енисей-нефтегазгеология", СНИИРГиМС, ВШИГёофиеики. ,

По результатам проведенных исследований на Ученом Совете ВНИГНИ и НТС ГГП "Енисейгеофизика" защищены отчеты, которые были использованы при написании-диссертации.

/"""•• ' ■

Научная новизна диссертационной/работы: - . -- впервые установлено пликативное строение продуктивных рифейских отложений центральной чйстииВТЗ,. юсполифациадьная изменчивость и принципиально соответствующее различным фациям распределение емкостных свойств трещинно-каверно-поровых коллекторов, т.е. получены основные характеристики новой геологической модели рифейского природного резервуара Ю1Я, что стало возможным в результате развития специально разработанных методических приёмов, основывающихся на: ' •

-• новом подходе: к формированию оптимального графа, обработки сейсморазведочных данных МОГГ на ЭВМ и ПЭВМ применительно к сейсмогеологическим условиям^ изучения рифейских карбонатных! отложений ЮГЗ, который базируется на использовании относительно высоких частот; на этой основе осуществлено эффективное подавление кратных волн, что обеспечило выделение и прослеживание внутририфейоких отражающих горивсртов и определение их кинематических и динамических характеристик;- впервые- выявленной зависимости изменения акустических л псевдоакустических скоростей, характеризующих продуктивна

рифейские отложения, от интегральной нормированной на один метр разреза емкости трешинно-каверно-поровых коллекторов; на этой основе предложены методические приёмы оценки этого емкостного параметра в межскважинноы пространстве по данным сейсморазведки МОГТ;

- впервые установленных количественных спектрально-временных характеристиках рифейского волнового поля ЮТЗ для различных сейсмофаций, эталонированных результатами литофациаль-ных исследований керна, . что обеспечивает сейсмическую параметризацию фациальных обстановок осадконакопления рифейских отложений в мекскважинном пространстве.

Практическая значимость исследований заключается в построении новой геологической модели рифейского природного резервуара ЮТЗ и разработке комплекса специальных методических приёмов, позволяющих наиболее надёжно и полно прогнозировать природные резервуары УВ в древних карбонатных отложениях ри-фея Сибирской платформы, а также объективно оценить перспективы и оптимально организовать опытно-промышленную эксплуатацию в центральной части ЮТЗ.

Реализация работы заключается в передаче полученных в ходе выполненного исследования основных результатов, в виде текстов отчётов, карт, разрезов, графиков, в Роскомнедра ( Москва ) , ГГП "Енисейнефтегазгеология" ( Красноярск ), ГТП "Енисейгеофизика" ( Енисейск ), СНИИГГиМС ( Новосибирск }.

Апробация работы. Основные положения и выводы диссертационной работы докладывались на заседаниях Ученого Совета ВНИГНИ при защите отчетов 1992 и 1994 годов, а также на конференции общества геофизиков-разведчиков БЕБ- „ (США) и Евро-Азиатского геофизического общества (ЕАГО) 1993 года и юбилейной конференции ШМГеофизики 1994 года.

Результаты проведенных исследований опубликованы в трёх статьях, трех научно-тематических отчетах и тезисах доклада на конференции 5Е6-£АГ0/93.

- 5 - ■

Объем работы. Диссертация содержит' 81 страницу текста, состоит из 5 глав, введения и заключения, иллюстрирована 54 рисунками. Список литературы содержит 108 наименований. Работа выполнена в отделе Геолого-геофизического моделирования и оценки перспективных объектов ВНИГНИ под руководством кандидата геолого-минералогических наук Копилевича Е.А. и кандидата геолого-минералогических наук Еакуна H.H..которым автор выражает глубокую признательность. Автор благодарит заведующего отделом Славкина B.C. за большую помощь з процессе работы над диссертацией, ценные советы и консультации.

В процессе проведения исследований автор сотрудничал с Шараповой Е.С., Зубовым Н.И., Евлановой Э.В,, Луценко Н.Б., работниками отдела No б ВНИГНИ, которым'он выражает искреннюю благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РА Б О Т IL

Глава I. Посвящена очерку геологического строения ЮТЗ и состоянию геолого-геофизической изученности.

Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления в тектоническом отношении приурочена к .центральной части Камовского свода - структурного элемента второго порядка, располагающегося на Байкитской антеклизе Сибирской платформы, Фундамент !архейско-протерозойского возраста имеет гетерогенное складча-то- глыбовое строение и сложен сильно метаморфиэованными до-рифейскими „породами. На его поверхности залегает рифейс-ко-вендские и нижнепалеозойскае породы,' неравномерно дислоцированные и прорванные трапповыы комплексен!. ЮТЗ объединяет ряд разведочных площадей - Юрубченскую, Вэдрэшевекую, Куш-. бинскую, Мадринскую и Терскую.

Рифейские отложения ЮТЗ представлены долсштами с прослоями песчаников и аргиллитов. Доломиты.плотные, часто водорослевые, нередко окремнелые, в верхней части вака^стованные. В стратиграфическом отношении комплекс относят к, камовской серии.

Данные о геолого-геофизическсм строении ШЗ накапливаются,- начиная с 1948 года, когда были впервые получены ма?"

риалы аэромагнитной съемки, давшие первую информацию о рельефе и предположительном вещественном составе фундамента. К настоящему времени вся территория ЮТЗ покрыта сетью гравиметрической съемки, профилей МТЗ и электроразведки ТТ. ..

.Сейсморазведочные исследования начаты в .1970 году работами Вогучанской геофизической экспедиции. Было выявлено несогласное залегание рифейских и вендских отложений. Геофизиками БГЭ построен ряд структурных карт по эрозионной поверхности рифейских отложений.

Обработка сейсмических материалов проводилась и в ВСО ВНИИГеофизики С Игарка ), где были получены временные разрезы более высокого качества. Комплексом грави- и сейсйоразведоч-ных С КМПВ ) работ ВСО ВНИИГеофизики были уточнены глубины залегания и структура фундамента.

На основании провбденных ранее геолого-геофизических работ, в районе исследований пробурено более 100 скважин, которыми полностью вскрыт надрифейский и частично - рифейский разрез. Первооткрывателями промышленной газоносности рифейских отложений были Куюмбинские скважины К-1,2 и 9 в 1.973-74 годах. Главное ■газонефтяное месторождение - Юрубченское -было открыто в 1982 году. Промышленные притоки нефти й газа получены также на Мадринской, Вэдрзшевской и Терской площадях ЮТЗ.

8 результате было обосновано выделение Юрубчено-Тохомской зоны нефтегазонакопления ( А.Э.Конторович, .В.А.Кринин, Л.Л.Кузнецов и др.). Верхняя-эродированная, в основном доломитовая, часть рифейского разреза является продуктивной. Сами по себе рифейские доломиты - очень плотные, часто окрем-ленные, со значениями Кп = 1+1.5Х, поэтому определяющими для коллекторских свойств рифейских карбонатов являются трещино-ватость, кавернозность и закарстованность кровли рифейских отложений. Мергели катангской свиты ( венд ) . являются субрегиональной, а соли усольской свиты ( кембрий ) - региональной покрышкой для продуктивных отложений рифейской толщи.

Геологические модели, описывающие строение вендскск рифейских отложений как всей ЮТЗ, тан и.ее центральной части, связаны с исследования^ целого ряда авторов: В.Т.Изарова,

С.Г.Каримова (ВСО БНИИГеофизики), М.В.Умперовича, В.Д.Накаря-кова, В»А.Кринина, Н.К.Губиной, Л.Л.Кузнецова, Н.В.Мельникова,

A.П.Муравьёва, В.И.Чеканова (СНИИГГиМС), Ю.Г.Такаева(^ЖГНИ),

B.А.Богдана, В.И.Кандаурова, В.Г.Сибгатудлина, Г.Р.Телепнева

( ГГ1Г "Енисейгеофизика" ), Э.Г.Викса (ОИГГМ СО РАН), А.К.Бит-нера, Л.А.Стаценко, В.Г.Васильева, Л.Е.Кнеллера, С.А.Скрылёва, П.П,Скоробогатых, О.В.Рыскаль, ( ГГП "Енисейнефтегазгеоло-гия" .) и других.

■ Принципиальными отличительными особенностями геологических моделей ЮТЗ, построенных в различные годы, вплоть до разработанной в ГГП "Енисейнефтегазгеология" в 1992 году ( П.П. Скоробогатых, )',• являются представления о фациальной выдержанности рифейских свит, контрастно-блоковом строении рифейских продуктивных отложений, исключительно трещинном и палеокарс- . товом типе пустотного пространства. Субрегиональная же модель СНМГГиМС ( 3.Г.Бикс )', без восстановления фациальных обста-новок формирования верхней части рифейских отложений, предполагает их пологое пластовое залегание.

Гдавя II. Посвящена усовершенствованию, и развитию методики обработки сейсморазведочных данных МОГТ на ЭВМ и ПЭВМ.

Юрубчено-Тохомская зона нефтегазонакопления (ЮТЗ) представляет собой необычайно сложный объект для изучения продуктивных рифейских отложений сейсмическими методами. Сложность сейсмогеологических условий ЮТЗ заключается в значительной эрозии -поверхности продуктивных рифейских карбонатных отложений (шероховатая граница); наличии мощной толщи надрифейс-ких относительно высокоскоростных отложений с резкими границами раздела (источник кратных волн), связанными в том числе и с трапповыми покровами; слабых отражающих границах в ри-фее; резкой латеральной фациальной неоднородности рифейских отложений. Все это предопределяет - необходимость применения большой и-разнообразной совокупности методических приемов обработки данных МОГТ для получения временных разрезов OTT высокого качества, с целью достоверного определения кинематических (t0, Von) и динамических (мгновенные амплитуды - А, частоты - F,- фазы - ф, псевдоакустические скорости - Упак и

жесткости - ПАЖ, эффективные коэффициенты отражения - ЭКО) параметров, характеризующих вендско-рифейские отражения.

В основе настоящих исследований стояла задача получения превде всего качественных временных разрезов с максимальными возможными параметрическими характеристиками. Для этого требовался принципиально новый подход к обработке и интерпретации данных МОГТ с целью выделения, корреляции и параметризации отражающих горизонтов, приуроченных к кровле рифейских отложений и внутририфейским , границам раздела, особенно в верхней, продуктивной части разреза. Помимо этого, большой интерес представляют особенности волнового поля между рифейс-кими отражающими горизонтами,- сейсмофации (СФ),- являющиеся сейсмическим отображением фациальной изменчивости рифейских отложений, а также., внутривендская граница - кровля собинской свиты вендских отложений, с точки зрения изучения истинной покрышки вендско-рифейского нефтегазового резервуара.

Для создания оптимального графа обработки сейсморазве-дочных данных МОГТ предложены и реализованы йетоднческие приемы в рамках возможностей, представляемых различными взаимодополняющими системами обработки: СЦС-З-ПГР (ДГЭ МНЮ, РЕАПАК (СНМИГГиМС), ПАРИ, СФА (ВНИИГеофизика), ЙНТЕГРАН (ВНИИГеосис-тем).

Предложенный и реализованный граф обработки для получения временных разрезов ОГТ, имеет следующие отличительные особенности:

- тщательный подбор параметров обрабатывающих процедур в соответствии с априорной геологической моделью и получающимися промежуточными результатами;

- восстановление (сохранение) истинных амплитуд;

- подбор параметров фильтрации, который проводился как традиционными способами - перебором частот по сейсмограммам и оценка с помощью процедуры ИЕ20Ь, так и и с помощью возможностей оценки энергетически выраженных частот, представляемых пакетом СФА - спектрально-временной анализ (СВАН), с дальней-сей относительно высокочастотной (сдвиг в сторону высоких частот по сравнению с вариантами обработки БГЭ "Енисейгеофи-зики" и ВНИИГеофизики составил 15-"5 Гц, начиная с этапа об-

- 9 -

работки сейсмограмм) полосовой фильтрацией;

- минимально-фазовая деконволюция сейсмограмм, расширяющая и тем самым выравнивающая спектры сигналов, а такие повышающая частоту сигналов и разрешающую способность записи;

- "хесткое" вычитание волн-помех на сейсмограммах двумерной фильтрацией (очень важный методический прием в условиях генерирующего кратные волщ геологического разреза), с оставлением только сейсмических сигналов с Уогт ■ птах, располагающихся на плавно возрастающей кривой Уогт - Г ^о);

- коррекция статических поправок по двум интервалам сейсмической записи, соответствующим резко различным литоло-го-стратиграфическим комплексам отложений - надгафейским и рифейским;

- многократная коррекция кинематических поправок (не менее двух);

- коррекция остаточных фазовых сдвигов;

- двойная нуль-фазовая деконволюция суммарных трасс -последовательное применение двух нуль-фазовых деконволюций дало заметное увеличение отношения сигнал-помеха и разрешенной записи;

- две различных относительно высокочастотных полосовых фильтрации суммарных трасс: фильтрация 35-7Б Гц - характеризуется максимальным достигнутым соотношением сигнал/помеха, равным 16.36 и является наиболее подходящей для корреляции отражающих горизонтов;

- фильтрация 35-90 Гц - характеризуется наидучщфш параметрами разрешенное™ записи и сигнала (45.94 Гц и ¿5.58 Гц соответственна), что важно для сейсмофациального анализа и последующ« псевдоакустических трансформаций;

- формализованная многопараыетрическая оценка сейсмограмм и суммарных разрезов после каждой процедуры обработки и При выборе параметров специализированного математического обеспечения для объективно обоснованного, постепенного накопления положительного результата (соотношение сигнал^помэха; разреженность записи и сигнала; когерентность опорный и промежуточных ОТ).

Применение предложенного графа обработки позволило иол^-

чить на временных разрезах ОГТ выигрыш по соотношению сигнал/ помеха в 2,5 раза по сравнению с обработкой, выполненной ранее Богучанской геофизической экспедицией (БГЭ. объединения "Енисейгеофизика" и ВНИИГеофизикой, а также существенно, улучшить разрешенность сейсмической записи.

Необходимо' отметить, что ключевыми моментами методики обработки материалов М0Г7 на ЮТЗ являются: проведение обработки в полосе•относительно высоких частот,что позволяет максимально "разнести" полезные и кратные колебания, тем самым увеличив разницу между ними в соотношениях не зависящей от частоты максимальной "стрелы прогиба" ( х ) и периода ( Т ):* т / Т, т. е. разделить интерференционный импульс, являющийся результатом наложения кратных и однократных волн, с последующим вычитанием волн-помех на сейсмограммах.

Таким образом, когерентность и разрешенность сейсмической записи обеспечиваются соответствием частотной характеристики фильтра и сигнала, . начиная слева с относительно высокой частоты 35 Гц. Разные фильтры,.в зависимости от преследуемой цели, образуют две взаимодополняющие ветви обработки - относительно более и менее высокочастотные.

Внутри отложений в верхней части рифея 'имеются.лишь нерезкие отражающие границы (перепад ДУСРАК внутри рифея в 3 раза меньше, чем на его кровле - ОГ К0). Но и в этом случае контрастность границ раздела в рифее в среднем составляет 7%, чего вполне.достаточно для образования внутририфейских отражений и их регистрации.

Очевидно, что достигнутое качество обработки при небольших аначениях коэффициентов. отражения на границах в вендско-рифейских отложениях имеет решающее значение для уверенного выделения и прослеживания новых, ранее не изучавшихся отражающих горизонтов. Это особенно четко видна при сопоставлении с временными разрезами БГЭ объединения "Енисейгеофизика" и ВНЖГеофизики.

Разработанная - методика обработки позволила в до-прлнение к традиционным отражающим горизонтам' (В-кровля со-■-бинсних отложений венда и 5?о - поверхность рифея) впервые проследить 4 новых:

- 11 -

- Ei (идентифицирован как кровля катаганских отложений венда);

- Roi (граница раздела в рифее, расположенная на 40-60 м~ ниже принятого в настоящее время уровня ВНК - 2072 м);

-/Ri и i?2 (границы раздела в рифее, выше поверхности кшсталлического фундамента).

Особенно важно, что улучшение качества временных разрезов и на этой -основе выделение и корреляция нового отражающего горизонта Roi, впервые дало возможность количественного изучения временного интервала RctRqi, соответствующего, по существу, продуктивным рифейским отложениям.

Кроме того, существенное повышение качества временных разрезов явилось основанием для проведения интерпретационной обработки с целью дополнения возможностей временных разрезов ОГТ и извлечения из них новой информации. Интерпретационная обработка заключалась . в получении разрезов мгновенных фаз, амплитуд и частот, а также ЭКО, ПАК, ПАЖ. У

" Результаты обработки временных разрезов методами ЭКО и ПАЖ демонстрируют чёткую пластовую модель рифейских отложений: в их верхней части повсеместно прослеживаются четыре сейсмических пласта - 1RC,2RC,3RC,4RC, а над ними - вендский пласт 1VC.

Таким образом, избранная методика обработки привела к принципиально новому качественному уровню сейсмической информации о продуктивных вендско-рифейских отложениях ЮТЗ. Основная отличительная особенность этой методики заключается в ра- ■ циональном применении в полосе относительно высоких частот комплекса современных, ' наиболее эффективных из известных в настоящее время, взаимодополняющих алгоритмов, позволяющих получить качественные временные разрезы ОГТ - основу достоверного изучения сейсмогеологического разреза.

Глава III. Посвящена усовершенствованию и развитию методики изучения емкостных свойств карбонатных отложений в межс-кважинном пространстве по данным сейсморазведки МОГТ при тре-щинно-каверно-поровом типе коллекторов.

Во ВНЙГНИ разработана и внедрена методика и технология количественного, определения параметра .. эффективной удельной

емкости коллектора q в меяскважинном пространстве по данным сейсморазведки МОГТ. В общем случае, величина q есть произведение средневзвешенного звааения коэффициента пористости коллектора Кп и его суммарной толщины £пЭФ> установленных по данным глубокого бурения и ГИС.

_Таким образом, для поровых коллекторов удельная емкость q = Kn-Db®, либо q = EKnt

В Юрубчено-Тохомекой зоне нефтегазонакопления (ЮТЗ) объектом исследования является рифейский карбонатный природный резервуар, образованный коллекторами сложного типа, характеризующийся значительной трещиноватостью, а также порами и кавернами. Для специфических условий ЮТЗ в диссертационной работе предложено в качестве оценки емкостной характеристики продуктивной толщи использовать значение интеграла: q= ÍKndh. Такой подход позволяет определить суммарную емкость иизкопористых коллекторов сложного типа, обусловленную наличием трещин, каверн и пор.

На ЮТЗ, по результатам глубокого бурения, мощность продуктивных рифейских отложений в среднем составляет 100 м. При достигнутом в результате совершенствования методики обработки сейсморазведочных данных качестве временных разрезов, характеризующихся в среднем достаточным для целей прогнозирования геологического разреза (ПГР) соотношением сигнал/помеха и разрешающей способностью, возможно количественное исследование параметров природного резервуара по сейсмическим данным -как в целом, так и его газо- и нефтенасыщенной частей. Для параметризации закона изменения акустической скорости предложено использовать величину

h2 жгк-\ q = J 1 ср- dh,

hi

которая учитывает различные виды пористости, изученные принципиально различными методами - НТК # АК, что повышает достоверность определения величины суммарной пористости, а следовательно и емкости.

Поскольку величина q = ÍKndh определяется двумя параметрами: Кп и h, т.е. зависит не только от суммарной пористости,

но и мощности продуктивных отложений, имеет смысл нормировать интегральную емкость величиной продуктивного интервала ЛЬ. Таким образом, для изучения емкостных свойств природного резервуара ЮТЗ использовалась величина интегрального емкостного параметра, приведенная к одному метру разреза:

Ьг жто

q* У Кп чАК ' ср- сЗЬ/ДЪ (1)

В диссертационной работе впервые для ЮТЗ выявлена зависимость акустических скоростей от интегрального емкостного параметра по данным АН, НТК и лабораторным исследованиям керна, а также соответствие изменений псевдоакустических скоростей в объекте исследования, определенным по данным МОГТ, ^вменениям акустических скоростей, что делает возможным определение интегрального емкостного параметра в межсквакинном пространстве по сети сейсмопрофилей/

В процессе определения величины д использовались относительные изменения псевдоакустических скоростей.

Уровень, относительно которого определялись изменения псендоакустической скорости, соответствует минимальным значениям скоростей, определенным вблизи скважин с экспериментально исследованными (по данным ГКС) максимальными величинами ёмкости.

После этого по скваяинам были определены значения ц для объектов исследования и построены корреляционные зависимости: ( ( К01_ \

-! ?! I КП(Яо -йо1)<^/ (Няо1 - Няо) I ! ^ % 1 ) /гнк_

^АК - < Л I Кп(Яо -ГНК)С1Ь/ (Нгнк - Нко)| (2)

I Ч?0 '

I (ВНК_ А

I £! I Кп (гнк - вню^Ь/ (Нвнк - Нгнк )! ^гнк '

Специально проведенный анализ влияния на эти зависимости неточного знания истинной доли трещинной емкости , р., показал для интервала (ГНК-ВНК), что кривые

</внк_ \ / : ^ -

Уак= fit Î Кп(ГНК-ВНК) dh + д1)/|ЛН(ГНК-ВНК1» где Ч^ГНК ■ / V . !

1 - величина В метрах распространения трещиноватости ji, и гвнк_ ( л

Vaк= Я I Кп(ГНК-ВНК) dh/|ÛH(ГНК-ЗНК)! чГНК . Ч !

практически совпадают для ц = 1% и -КП>1»5Х. Очевидно, эти значения ц- и Кп, более.- всего соответствуют реальной модели пустотного пространства коллектора ЮТЗ. Средние же максимальные различия- между этими кривыми для других возможных значений ti, находятся в пределах точности осреднения. Отсюда следует, что зависимости (2) соответствуют точности метода.

Отличительной.особенностью предложенных в диссертационной работе методических приёмов определения q в межскважинном пространстве является применение нового алгоритма определения псевдоакустических скоростей на ПЭВМ - РЕАМ, разработанного во ВНШГеосистем.

Он был использован для определения псевдоакустических скоростей внутри объектов исследования. В процессе получения среднеплановых псевдоакустических скоростей Vxiakfeam внутри заданного интервала, временные разрезы подвергаются импульсной стратиграфической деконволюции и обработке по алгоритму РЕАМ. В результате вдоль сейсмических профилей были получены кривые изменения Упакреам» т.е. Удакреам = f(x). По данным "Енисейнефтегазгеология" глубина ГНК - 2022 м, ВНК - 2072 м. Кривые изменения Упдк?ЕАМ были получены для интервалов: верхней продуктивной части рифея между поверхностью рифея - ОГ Ro ¡.и внутририфейским ОГ Roi ; Ro - ГНК; ГНК/- ВНК.

С кривых Упакреам были сняты значения скоростей внутри объектов исследования вблизи изученных методами ГИС скважин. После этого произведено сопоставление характера изменения псевдоакустических и акустических скоростей в районе глубоких скважин. При сопоставлении выявлен одинаковый характер изменений VAK и Упакреам. •

Соответствие характера изменения акустических и псевдоакустических скоростей у глубоких скважин, то есть по площади,

позволяет считать выделенные на кривых изменения Упакреам псевдоакустические неоднородности в рифейских отложениях достаточно устойчивыми и пригодными для использования с целью оценки я в той мере, в какой Удк и Упакреам являются отражением емкостных свойств изучаемого интервала. В результате для трех интервалов рифейского разреза впервые построены зависимости:

( ( > I Л $ КП(Ко-Ко1)с1Ь/ (НнЫ - Н{?0) I I 4 ¡?0 . >

I /гнк_ ^

ДУПАКРЕАМ = < Л У Кп(Яо-ГНК)^Й/ (Нгнк - НКо)| (3)

! 1 Ио '

I /ВНК_ Л

I Л I Кп(ГНК - ВНК)С!Ь/ (Нвнк - Нгнк )1 ^ *гнк

После -этого были построены карты значений ДУпдкРЕАМ» которые на основании зависимостей (3) пересчитаны в карты р для всей толщи, а также для газо- и нефтенасыщенной частей. Эти карты отображают реальное изменение емкостных свойств продуктивных рифейских отложений в межскважинном пространстве.

При сопоставления прогноза изменения интегрального емкостного параметра внутри интервала 1?о-1?о1 по данным сейсморазведки ( с карты, построенной на предварительном.этапе исследований в 1992 году ) с данными последующего бурения (ГИС) выяснилось, что средняя погрешность оценки величины ч по абсолютному значению составила 0.64 см на 1 м разреза, при среднем значении интегрального емкостного параметра 3.0 см на 1.м разреза или 4.7 погрешности. Сечение карты - 1.2 см на 1 м. разреза - составляет * 2 величины погрешности. Сами же величины отклонений имеют различный знак, т.е. носят случайный характер. Это свидетельствует о вполне удовлетворительной достоверности оценок д в межскважинном пространстве ЮТЗ по данным сейсморазведки.

По такой же схеме определены емкостные свойства продуктивных отложений рифея в пределах четырёх сейсмических пластов для иллюстрации вертикальной неоднородности распределения

емкостных свойств. Основная часть ёмкости распределена в пластах 1RC и 2RC, то есть вблизи эродированной рифейской поверхности.

Глава IV. Посвящена разработке методики изучения ли-то-фациальной неоднородности продуктивных рифейских отложений ЮТЭ на основе спектрально-временного ( СВАН ) и сейсмофаци-ального анализов данных сейсморазведки.

Для повышения . объективности й точности сейсмофациальных исследований по вновь полученным временным разрезам, бьш использован метод спектрально-временного анализа (СВАН), реа,-лизованный в программном пакете "СФА" (ВНЙИГеофизика).

Сейсмостратиграфический анализ с использованием рисунка сейсмической записи, скоростных и жесткостных параметров позволил впервые на ЮТЗ выделить следующие рифейские сейсмофа-ции, прозталонированные по данным исследования керна:

1. Пластовая - соответствует фации водорослевых лугов;

2. Биогермная - соответствует рифовой фации;

3. Шлейфовая - соответствует- аккумулятивным линзовидным телам с наклонным залеганием на склонах' й-у подножий биогеры-ных массивов;

4. Биостромная - соответствует линзовидно-пластовым телам с относительно повышенной жесткостью.

Области преимущественного развития биостромов и плотных фитогенных доломитов, по данным геологического литофациально-го районирования, разделяются зонами развития карбонатных обломочных разностей ( приливно-отливиые каналы ). Обломочные отложения биогермных • шлейфов и приливно-отливных канкпой рассматриваются как наиболее вероятно сохранившие реликты межфрашентарного пустотного, пространства.

По данным классического сейсмостратиграфического анализа, распределение отложений выявленных сейсмофаций между отражающими границами Ro и Roi носиг существенно неизоыетрич-ный характер и имеет субмеридиональную ориентировку в западной и восточной частях полигона исследований. Структурообразующими элементами подобного распределения выступают биогерм-ные массивы и приливно-отливные каналы, конфигурация которых определяется положением расположенной к северу палеобереговой

линии и пространственным соотношением биогермных массивов. Выявленная поперечная береговой линии зональность и характерное для такой зональности значительное поперечное к берегу перемещение наносов мояет свидетельствовать о формировании рифейских отложений в прибрежной части океанского шельфа с активными приливными перемещениями водных масс.

В связи с отмечающимися в керне многочисленными размывами ( по данным исследования скважины КЬ7, в рифейских отложениях ниже эрозионной поверхности Ro. в интервале мощностью 124-м, отнюдь не до Roi, отмечается более 12 эрозионных контактов), неоднократно изменялись не только условия осадкона-копления, но и условия частичного перехода отложений в ископаемое состояние. В результате отложения, связанные с различными фацйаньными обстановками, часто образуют сложное переслаивание. Таким образом, ограничены возможности литофа-циадького районирования и прогнозирования зон сохранения реликтов первичного пустотного пространства по скважинам. Повышение обоснованности и надежности^ прогноза литокогической изменчивости и емкостных свойств было достигнуто при использовании СВАН-анадиэа-.

В процессе СВАН-анализа сейсмической, информации по ЮТЗ были проанализированы спектрально-временные отображения отложений верхней . части карбонатов рифея, заключенные между поверхностями размыва Ro » Roi. по сейсмическим трассам вблизи хорошо исследованных по керну и ГИС скважин Ю-7, В-3, В-4, В-5, ряда других.> Для получения устойчивых частотных характеристик были Быбраны следующие параметры СВАН-колонок: анализ производился в пределах от 20 до 90 Гц, ширина фильтра составила 40% (на уровне 0,6), количество фильтров - 40, база осреднения - 7 сейсмотрасс. Путём сопоставления характера проявления отражающих горизонтов Ro и Roi в спектрально-временной области и соответствия их в местах расположения скважин тем или иными сейсмическими фациями, удалось выявить принцип проявления этих сейсмофаций на СВАН-колонках, соответствующих интервалу Ro - Roi, заключающийся в их частотной приуроченности к тем или иным областям спектра и строго индивидуальном сочетании максимумов резонансных частот.

Сейсмофации, выделенные по рисунку сейсмической записи или в результате сейсмофацильного анализа временных разрезов, Рк№, РМА и ЭКО (.биостромы ), нашли - своё формализованное отображение в результатах СВАН-анализа. Это дало возможность более обоснованной классификации сейсмофаций:

1. Пластовая. Это верхние части -седиментационных циклов. Она ' соответствует фации водорослевых лугов, которая

. была выделена для этих интервалов разреза по керну. Латеральная выдержанность данного элемента разреза является основой разработанной пластовой модели,- На СВАН-колонках проявляется в виде горизонтальных, чётко выраженных максимумов резонансных частот, от 20 до 90' Гц.

2. Биогермная. Соответствует биогермней (рифовой) фации выделенной по керну в скважинах Юр-51,. Юр50. На этих участках четко фиксируется биогермная сейскГофация в виде холмо-видных тел с сечениями высотой 70-150 м и шириной основания 500-3000 м. На СВАН-колонках однозначно соответствует крайне неустойчивому поведению резонансных частот; когда практически отсутствуют их максимумы.

3. Шлейфовая. Линзовидные телагчасто с наклонным зале-' ганием на склонах и у подножий биогермных массивов. Это характерный фациальный тип отложений - спутник биогермных -рифовых массивов. На СВАН-колонках проявляется наличием максимумов резонансных частот в области 20-45 Гц, резким изменением наклона осей РЧ при продолжении в область высоких частот и исчезновением их в этой области.

4. Виостромная. Линзовидно-пластовые тела с относительно повышенной жёсткостью в составе нижних частей седиментационных циклов; выделены'по керну и ГИС в скважине Юр-33 и некоторых других. На СВАН-колонках сейсмофация биостромов и наиболее изменчивых карбонатных отложений, соответствует семейству максимумов РЧ, общим для которых является проявление в областях 30-40 Гц и 80-90 Гц при резком изменении наклона осей при переходе через средние частоты.

- 5. Особо следует отметить сейсмофации приливно-отливных каналов (ложбин стока), менее четко выделяющиеся по рисунку сейсмической записи, но' имеющие высокую контрастность по

спектрально-временным и псевдоакустическим характеристикам. На СВАН-колонках для этой сейсмофации характерен изгиб осей РЧ, носящий, как правило, плавный характер, а также наличие' на одной оси 4-5 максимумов, равномерно распределённых в интервале от 20 Гц до 90 Гц.

■ На основании проявляющихся при СВАН-анализе на изученных скважинами участках закономерностей, проведен СВАН-анализ вдоль сейсмопрофилей. В результате построены сейсмогеоло-гические разрезы и карты распространения литофациальных особенностей отложений рифея у кровли (поверхность Ro) и у подошвы (Roi) продуктивных отложений, в интервале ГНК-ВНК, что даёт возможность реконструировать историю образования рифейс-кого природного резервуара.

Глава V. Посвящена описанию новой геологической модели продуктивного комплекса ЮТЗ, разработанной на основе структурно-морфологической, литофациальной и емкостной характеристик рифейского природного резервуара, а также исследованию связи ее элементов с вариациями продуктивности скважин.

В результате синтеза полученных результатов были определены два основных положения новой геологической модели, которые сформулированы следующим образом:

1) результаты обработки сейсморазведочных данных МОГТ в комплексе с ГИС по вновь разработанному графу опровергают . представления о наличии дизъюктивных дислокаций, а также о том, что горизонты продуктивных рифейских отложений разбиты на отдельные блоки; .

2) эталонирование сейсмических данных результатами литофациальных исследований керна по вновь разработанной методике позволило исследовать фациальную латеральную изменчивость непрерывно прослеженных пластов продуктивных отложений'рифея и повысить достоверность прогноза емкостных свойств рифейских коллекторов.

Основные компоненты новой геологической модели ЮТЗ:

1. Структурно-морфологическая модель. Результаты комплексной структурно-литологической интерпретации материалов сейсморазведки и анализ данных бурения однозначно свидетельствуют о том,1 что являвшаяся объектом изучения центральная*

часть ÜT3 по рифейским отложениям представляет собой пологую палео- и современную моноклиналь, осложненную нерезко выраженными пликативными дислокациями.

Рифейские отложения в пределах центральной части ЮТЗ представлены слоистой стратифицированной серией отложений, формировавшейся в пределах крупного погружавшегося тектонического блока-уступа. В интервале этой стратифицированной се-, рии (кровля рифея R0-R2) отложений выявлены и прослежены на всех профилях.еще два отражающих горизонта Roi и Ri. Это впервые позволяет расчленить камовскую серил в данном районе' на 3 самостоятельные части - толщи, которые возможно рассматривать в ранге свит. Отражающие горивонты Roi. Ri, R2» как л чровля рифея - Ro, аналогичны по своим особенностям и представляют собой эрозионные контакты. Нижняя граница серии картируется по отражающему горизонту R2. Ниже фиксируется гете рогенное блоковое строение более древнего комплекса, осложненное разломами и отдельными грабеноподобными структурами со. слоистым выполнением.

Большая часть верхней - продуктивной - свиты расположена выше ВНК. Она обладает четкой внутренней стратификацией, проележейной на всех профилях при отсутствии разломов и образована двумя седиментационными циклами. Нижние границы каждого цикла - эрозионные. В результате присущего этим циклам распределения петрофизических свойств, на ЭКО-разрезах выделяются и коррелируются четыре сейсмических пласта: 1RC; 2 RC; 3RC и 4RC. '

Структурные построения выполнены по поверхностям Roi,R-» и Яг- .

В центральной части изученного полигона по отражающим горизонтам R2 и Ri оконтуривается сравнительно отчетливо вы- • раженная мульда. По ее периферии фиксируется несколько уровней выклинивания базальной части рифейских отложений, что лишь отчасти соответствует современной структурной выраженности мульды и свидетельствует о большой /контрастности структурного плана., Это подчёркивается существованием адесь по кровле рифея и нижней части венда пологого положительного пликативного структурного элемента. Несовпадение структурных

планов имеет по-видимому, инверсионный характер. Это обстоятельство важно для понимания особенностей последующих этапов развития напряженного состояния рифейской толщи (карбонатного массива), которое могло иметь как вертикальные, так и субгоризонтальные (в связи с торцевым прислонением с севера к более древнему комплексу) компоненты, что могло обусловить развитие трещиноватости различной ориентировки.

2. Литолого-фациальная модель. Фактической основой ли-толого-фавдального анализа являлись результаты изучения распределения сейсмофаций, проэталонированных данными литофаци-альных исследований керна.

Каждый из литогенетических типов пород отличается вещественным составом, физическими свойствами, особенностями характеристик ГИС, а при соответствующем масштабе сформированных геологических тел - особенностями волнового поля сейсмофациями И их характерными сочетаниями. Так, сочетаются холмовидные фитогенные биогермные массивы и окружающие их об-.ломочные шлейфы. Эти обломочные карбонатные породы, особенно их переработанные разности, могли сохранять реликты межфрагментарной пустотности. Биогермные массивы и биостромы характеризуются в качестве отложений, возможно имевших, но утративших основную часть первичного пустотного пространства при вторичных изменениях.

Особым типом являются рукавообразные линзовидные тела карбонатных обломочных отложений из обломков резко различного состава, с признаками их сортировки и окатывания, с примесью кварцевого хорошо окатанного гравия, песчаных зерен и прослоями песчаников.' Смешивание и переработка разнородного обломочного материала, поступавшего из разных источников, наиболее вероятно могли происходить в волноприбойной зоне, ■ естественном ограничении ареала палеоландшафта мелководного шельфа, севернее полигона, где рифейские отложения выклиниваются. Этот обломочный материал мог поступать на шельф по прилив-но- отливным ложбинам ( каналам ). Очевидно, что предполагаемый генезис этих отложений может определять их высокие первичные фильтрационно-емкостные свойства. Среди остальных генетических типов отложений - этот тип наиболее благоприятен

для сохранения повышенных емкостных свойств. Благодаря резкой физической неоднородности обломочные разности пород предпочтительнее для развития трещиноватости. Именно в отложениях приливно-отливных каналов и обломочных шлейфов имеет место оптимальное сочетание реликтов и первичного и вторичного типов пустотного пространства ввиду избирательно-деформационной природы трещиноватости, образующейся при напряжённом состоянии рифейской толщи. Зональность емкостных свойств, несомненно, осложнена ареалами вторичного выщелачивания и цементации, связанными как с внутририфейскими перерывами," так и с ранне-вендским карстом.

Отложения, связанные с различными фациальными обстанов-ками, образуют сложное переслаивание. Картируемые фациальные зоны,- очевидно, представляют собой статистический, итоговый результат тенденции преобладающей, повторной локализации здесь определенной фациальной обстановки.

Таким образом, для месторождения установлена существенная роль фациально-сейсмостратиграфического контроля латеральной изменчивости емкостных свойств полифавдальных пород-коллекторов продуктивной части рифейских отложений.

3. Емкостная модель. Принципиальным элементом геологической модели ЮТЗ является емкостная модель, отражающая зако номерности распределения интегрального емкостного параметра рифейских пород в межскважинном пространстве.

Зоны максимумов емкостного параметра принципиально совпадают с зонами развития отложений, потенциально наиболее благоприятных для сохранения и развития пустотного пространства первичного и вторичного типов ( песчано-карбонатно-обломочные отложения зон приливно-отливных каналов и карбонатные обломочные отложения обломочных шлейфов биогермных массивов, а также зоны наибольшей закарстованности ). *

Зоны минимумов емкостного параметра принципиально совпадают с зонами развития отложений, потенциально наименее благ гоприятных для формирования значительной седиментационно-диа-генетическок или вторичной пустотности ( часть водорослевых биогермных массивов, зоны развития водорослевых биостромов и отложений переходного типа ).

- 23 -

Сопоставление информации о продуктивности скважин, гипсометрическом уровне эрозионной поверхности рифея, распределении прогнозируемых значений интегрального емкостного параметра в межскважинном пространстве, литофациальных особенностях продуктивных рифейских отложений впервые позволяет объяснить вариации продуктивности и наличие в центре полигона непродуктивных скважин. Впервые выявлена зональная роль лито-лого-фациальных особенностей в дифференциации залежи, ранее рассматривавшейся как единое поле, на отдельные части, которые, возможно, будут представлять собой естественные эксплуатационные объекты.

Основные результаты выполненных исследований заключаются в следующем:

1. Разработана принципиально новая геологическая модель рифейского продуктивного резервуара ЮТЗ, отличительные особенности которой заключаются в отсутствии тектонических нарушений, наличии полифациалькости внешне однородных карбонатных пластов верхней части рифейского разреза, принципи-. альном контроле особенностей распределения емкостных свойств характером распределения лито-фациальных свойств рифейских пластов;

2. Разработан оптимальный граф обработки сейсморазведоч-ных данных МОГТ на ЭВМ и ПЭВМ применительно к сейсмогеологи-ческим условиям рифейских отложений ЮТЗ, на основе внедрения которого выделены и прослежены внутририфейские отражающие горизонты, оконтуривающие рифейский природный резервуар ЮТ?, и слагающие его отдельные пласты и сейсмофации;.

3. Разработан новый способ определения емкостных сеойств рифейского природного резервуара ЮТЗ в межскважинном прост-, ранстве по данным сейсморазведки МОГТ и ГИС ( АК, НТК ), в виде интегральной' оценки удельной ёмкости трещинно-кавер-но-горового "коллектора;

4. Разработана методика изучения литофациальных неодно-родностей рифейских отложений ЮТЗ на основе данных СВАН- и сейсмофациального анализов рифейского волнового поля, эталонированных результатами литофациальных исследований керна:

В диссертации защищаются следующие, основные положения:

1. Структурно-морфологическая модель рифейских отложений ЮТЗ в виде пологого пликативного залегания полифациальных карбонатных пластов;

2. Литолого-фациальная модель, восстанавливающая характер накопления рифейских отложений ЮТЗ и принципиально контролирующая характер распределения их емкостных свойств;

3. Емкостная модель рифейских. продуктивных отложений ЮТЗ, демонстрирующая существенно нелинейный характер распределения емкостных свойств в центральной части ЮТЗ;

4. Методика обработки и интерпретации сейсморазведочных данных МОГТ, обеспечивающая выделение и прослеживание внутри-рифейских отражающих, горизонтов, отдельных пластов и сейсмо-фаций, изучение литофациальной неоднородности рифейского природного резервуара ЮТЗ и его емкостных свойсть.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Технология и результаты изучения емкости карбонатных коллекторов сложного типа по данным сейсморазведки и ГИС. БЕСа-ЕДГО/Москва'93. Сборник рефератов N0 2, М., 1993, с. 65 /Совместно с В.С.Славкиным, Е.А.Копилевичем, Н.И.Зубовым, З.В.Евлановой, Н.В.Луценко/.

2. Новая модель геологического строения Юрубчено-Тохом-ской зоны. Геология нефти и газа, Мо 4, 1994, с. 9 - 15 /Совместно с В.С.Славкиным.Е.А.Копилевичем, Н.Н.Бакуном/.

3. Особенности методики обработки сейсморазведочных данных МОГТ для изучения рифейских продуктивных отложений Юрубчено-Тохомской зоны (Восточная Сибирь). Геология нефти и газа, N0 5, 1994, с. 30 г 37 /Совместно с В.С.Славкиным, Е.А.Копилевичем/.

4. Разработка емкортной модели рифейского природного резервуара Юрубчено-Тохомской зоны (Восточная Сибирь) по данным сейсморазведки и ГИС. Геология нефти и газа, N08, 1994, с. 35 - 40/Совместно с В.С.Славкиным, Е.А.Копилевичем,. Н.Н.Бакуном/.