Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Неоднородность сеноманских отложений севера Тюменской области и ее влияние на разведку и разработку газовых месторождений региона

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

Автореферат диссертации по теме "Неоднородность сеноманских отложений севера Тюменской области и ее влияние на разведку и разработку газовых месторождений региона"

.4

(

I ,.7:1

ВСЕРОССИИСКИИНАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ)

На правах рукописи УДК 551.763:622.279.1 /4(571.12)

МИРОНОВА СВЕТЛАНА ВАСИЛЬЕВНА

НЕОДНОРОДНОСТЬ СЕНОМАНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВЕДКУ И РАЗРАБОТКУ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕГИОНА

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

ВСЕРОССИИСКИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИИ ИНСТИТУТ ПРИГОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ)

На правах рукописи УДК 551.763:622.279.1/4(571.12)

МИРОНОВА СВЕТЛАНА ВАСИЛЬЕВНА

НЕОДНОРОДНОСТЬ СЕНОМАНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ СЕВЕРА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ И ЕЕ ВЛИЯНИЕ НА РАЗВЕДКУ И РАЗРАБОТКУ ГАЗОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РЕГИОНА

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

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ)

Научный руководитель - доктор геолого-минералогических

наук, профессор В.И.Ермаков

Официальные оппоненты - доктор геолого-минералогических

наук Е.В.Захаров - доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.В.Стадник

Ведущее предприятие - П "Надымгазпром"

Защита состоится " АЗ " Имл^^-У 1996 года в 13^ час. на заседании диссертационного совета Д.070.01.01 при Всероссийском научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ) по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГАЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГАЗа.

Автореферат разослан " б 1996 года.

Ученый секретарь диссертационного совета, д.г.-м.н. —^ Н.Н.Соловьев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность работы.

Север Тюменской области является основным газодобывающим регионом России. В настоящее время ведется промышленное освоение крупнейших месторождений газа этой части Западно-Сибирской провинции. Подготовка к разработке следующих месторождений ведется ускоренными темпами, с небольшим объемом бурения на достаточно крупных площадях (Юбилейное, Енъ-Яхинское и др.). Наиболее мощная продуктивная толща сеномана в регионе характеризуется неоднородным строением, которое в различной степени проявляется как на стадии разведки так и разработки залежей. Поэтому исследование причин неоднородности, характера ее проявления в целях максимального использования в процессах геолого-разведочных и эксплуатационных работ является актуальной задачей.

Цели и задачи исследования.

Основная цель исследований - понять и предусмотреть влияние неоднородности продуктивного разреза сеномана Севера Западной Сибири на геологоразведочные и эксплуатационные работы. Эта цель достижима при решении ряда задач:

- установление генетических причин неоднородности от микро- до макроуровня.

- на примерах хорошо разбуренных месторождений -установление характера проявления неоднородности на площадях месторождений и по разрезу.

- выявление региональных изменений в проявлении неоднородности.

- установление механизма и факторов влияния неоднородности на процессы геологоразведочных и эксплуатационных работ.

- выбор оптимальных методов исследования неоднородности для решения последующих задач при проведении гео-

лого-разведочных работ, подготовке месторождений к эксплуатации и контроле за разработкой.

Научная новизна.

До последнего времени анализ неоднородности терриген-ных отложений, в основном, базировался на узконаправленных исследованиях: либо изменения литологического состава, либо физических свойств и т.д., выделяемых по материалам разведочного бурения.

Изучение сеноманской толщи Западной Сибири привело к выводу о весьма сложных сочетаниях литологических типов пород, меняющихся на коротких (50-100м) расстояниях. Это потребовало разработать комплексный подход к изучению се-номана Западной Сибири, который впервые для этого региона включал в себя: детальные исследования керна, визуальные наблюдения стратиграфических аналогов, градацию геофизических показателей и, что важно, геохимическое изучение пород, отложившихся в различных условиях сочетания море -равнина - прибрежные бассейны (аллювий, эрозионный срез и т.д.).

Установленные генетические причины неоднородности позволили на основе фациально-циклического анализа осуществить корреляцию продуктивных отложений, направленную не на установление синхронности образования элементов разреза, а показывающую направление простирания отдельных геологических тел, характер их прерывистости на площади.

Анализ неоднородности на месторождениях впервые позволил выделить общие черты проявления и изменения неоднородности сеноманских продуктивных отложений в регионе.

Предложены геологические документы (профили и карты), которые в сочетании дают объемное представление об элементах неоднородности продуктивной толщи на месторождениях, могут дополняться новыми материалами по мере бурения и использоваться как на стадии разведки месторождений, так и при подготовке к эксплуатации и контроле за разработкой.

Практическая значимость и реализация результатов работы.

Геологические материалы по мере освоения газовых месторождений севера Тюменской области передавались автором в производственные предприятия с 1976 по 1995 гг. и были учтены в рекомендациях по освоению Медвежьего, Уренгойского и Вынга-Пуровского месторождений. В настоящее время по заказу отдела разработки ВНИИГАЗа проводится анализ неоднородности Ямбургского месторож-дения, Табъ-Яхин-ского и Енъ-Яхинского участков Большого Уренгоя для анализа поведения ГВК в залежи. В дальнейшем эти материалы могут быть использованы при моделировании процессов разработки.

Апробация работы.

Основные материалы диссертационной работы докладывались на Геологической секции Ученого совета ВНИИГАЗа, на различных совещаниях (Мингазпрома СССР) и секциях РАО "Газпром". Значительная часть выводов и рекомендаций постоянно передается производственным предприятиям Тю-менгазпрома.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов и рекомендаций, а также списка использованной литературы. Содержит <об страниц, в том числе 6 таблиц, Зо рисунка, список литературы из 89 наименований.

Работа выполнялась во ВНИИ ГАЗе под руководством профессора В.И. Ермакова. Большую помощь в работе автору оказали Скоробогатов В.А., Захаров Е.В., Мурадян В.М., Шаля A.A., Вельдер В.Б.

По вопросам разработки ценные консультации оказывали Зотов Г.А., Цибульский П.Г., Букреева H.A., Гереш Г.М., Тимонина JI.H. Кроме того в процессе исследований и оформления работы автор пользовался всесторонней поддержкой и пониманием сотрудников лаборатории прогнозных ресурсов и поисков месторождений УВ. Всем им автор приносит огромную благодарность.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дана общая характеристика работы с обоснованием актуальности темы и краткой характеристикой методик использованных для решения поставленной проблемы.

В первой главе рассмотрены: геологическое строение Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции, включа^чее тектоническую характеристику региона, стратиграфическую характеристику отложений осадочного чехла с кратким описанием осадочных фаций и свит, принятом на межведомственном стратиграфическом совещании в 1967 г. в г.Тюмень и утвержденным МСК СССР; нефтегазоносная характеристика региона с кратким описанием нефтегазоносных комплексов.

Представленные в работе газовые месторождения региона сконцентрированы в Надым-Пурском междуречье, расположенном в Северной тектонической области. Основным продуктивным горизонтом здесь является апт-альб-сеноман-ский комплекс отложений приморской аккумулятивной равнины. Наиболее крупные залежи газа этого комплекса приурочены к кровле сеноманских отложений. Продуктивный разрез сеномана на обширной территории Севера Западной Сибири представлен мощной ( до 200 м и более) толщей серо-цветных терригенных пород, разнообразных по гранулометрическому, минералого-петрографическому составу с многочисленными вариациями текстурных особенностей.

В настоящее время здесь разрабатываются четыре крупнейших месторождения, основные запасы газа которых связаны с сеноманскими отложениями. Кроме того ведется подготовка к промышленному освоению на ряде других месторождений. в основном входящих в Большой Уренгой.

В соответствии со спецификой работы основное внимание в главе уделено анализу вещественного состава продуктивной толщи. Автором проведен большой объем работы по анализу, как кернового материала, так и лабораторных исследований (шлифы, микроэлементы, глинистые минералы) пород из продуктивной толщи сеномана газовых месторождений региона.

ь

Детальный анализ литологического состава пород, слагающих продуктивную толщу сеномана месторождений На-дым-Тазовского междуречья (Медвежье, Уренгойское, Ям-бургское, Вынга-Пуровское, Восточно-Тарко-Салинское) позволил выделить четыре основных типа пород:

1 - хорошо проницаемые песчаники с Кпр>500мД.

2 - проницаемые песчаники, разнозернистые с Кпр -500100 мД.

3 - алевролиты мелкозернистые и пачки гонкого переслаивания алевролитов и глин с Кпр < 1 ООмД.

4 - непроницаемые глинистые алевролиты и алевритис-тые глины.

Анализ литологического состава проведен по данным стандартного каротажа, каверно- и радиометрии с учетом материалов исследования керна и шлама.

Все выделенные типы пород находятся в разрезах каждого месторождения в сложных взаимоотношениях, и, кроме того, обладают рядом отличительных особенностей, позволяющих конкретизировать фациальную принадлежность тех или иных разностей. Терригенный материал всех выделенных типов пород имеет очень близкий минеральный состав; основная масса его представлена зернами кварца и полевых шпатов, как кислых разностей, так и плагиоклазов, в небольших количествах присутствуют обломки разнообразных пород: кремнистых, кварцитов, гранитоидов и эффузивов. Обломочный материал значительно переработан и замещен вторичными минералами такими как глинистые, серицит, гидрослюды. Для всех выделенных типов пород характерна плохая сортировка обломочного материала и угловато-окатанные и остроугольные формы обломков. Цемент в породах преимущественно -глинистый, реже опаловый или халцедоновый. Различия наблюдаются в типах цементации терригенных пород: в крупнозернистых разностях преобладает смешанный (поровый, соприкосновения с участками базального), причем цементация здесь развита неповсеместно, а отдельными пятнами. В мелкозернистых разностях увеличивается количество глинистой составляющей цемента и преобладает контактовый тип цементации.

Минеральный состав глинистого цемента, для уточнения микросостава пород и дополнения генетической интерпретации разреза определялся на дифрактометре во ВНИИ ИРЕА. Так, в составе глин цемента песчаников и алевролитов основным глинистым минералом является каолинит, в редких случаях (верхняя часть разреза Ямбургского месторождения) -монтмориллонит. Кроме того монтмориллнит встречается в отдельных маломощных прослоях глинистых алевролитов верхних частей разрезов Медвежьего и Уренгойского месторождений.

Углесодержание характерно для всего разреза продуктивной толщи сеномана. Здесь отмечаются три формы нахождения углей. Рассеянная обуглившаяся растительная органика распространена как в песчаных, так и в глинисто-алевритовых типах пород. Коме того, в разрезах наблюдаются крупные унифицированные обрывки, сохранившие тканевые структуры растений и. сконцентрированные в прослои и линзы угля мощностью до 0,5 Им. Во всех случаях это бурые угли, основной составляющей которых является фюзен и витрен. Общее углесодержание в глинисто-алевритовых разностях пород значительно выше, чем в песчано-алевритовых.

Для всех типов пород в разрезе характерны слоистые текстуры, однако и здесь четко разделяются кровельная часть разреза с преобладанием горизонтального, волнистого и прерывистого типа слоистости и - нижняя, в которой чаще встречается косой и пологий тип.

Кроме того на многих месторождениях (Медвежье, Уренгойское, Ямбургское) показательным является присутствие органических остатков в верхней части продуктивной толщи, которые позволяют определить фациальную обстановку накопления отложений их содержащих (микрофауна, водоросли, чешуя рыб и пр.). Наибольшая мощность этой части толщи отмечается на Медвежьем месторождении - 95м, а наименьшая - на Ямбургском - 10м.

Анализ микрокомпонентного состава мощной сероцвет-ной толщи показал, что для сеноманских продуктивных разрезов характерно одновременное присутствие мощных пачек обломочных и глинистых пород морского и неморского гене-

зиса и их взаимопроникновение, что типично для отложений приморской аккумулятивной равнины.

Индикаторы мелководно-морских условий ограничены верхней половиной разреза продуктивной толщи. Этот факт свидетельствует о преобладании мелководно-морского режима осадконакопления в позднесеноманское время на большей части данной территории.

Спорадическое распределение г оризонтов с морской фауной в верхней части разреза позволяет предположить прерывистый, характер проникновения моря в виде языков и заливов в пределы аккумулятивной равнины.

Нижняя часть разреза характеризуется повышенной угленосностью, постоянным присутствием включений янтаря, что позволяет отнести отложения этой части разреза к аллюви-ально-дельтовым образованиям.

Наряду с таким разделением разреза, наблюдается резко-выраженная неоднородность как в выделенных типах разреза, так и на площадях месторождений, которая является следствием многообразия фаций и их закономерной смены в каждом генетическом типе осадков, что еще раз подчеркивается при анализе гранулометрического состава пород-коллекторов продуктивной толщи.

Выделение фаций проведено на основе детального анализа микрокомпонентного состава литологических типов пород, их структурно-текстурных особенностей и распределения гранулометрического состава пород по разрезу.

Анализ распределения содержаний некоторых химических элементов использован в работе в качестве дополняющего генетическую интерпретацию толщи, метода.

Основой для выделения фаций, и, в первую очередь, морских и пресноводных, является различная геохимическая история некоторых элементов в процессе миграции и аккумуляции осадка. Чтобы избежать региональных различий и ряда других неблагоприятных факторов, как наиболее оптимальные, взяты кларковые содержания, определенные Конторови-чем А.Э. для Западной Сибири в отложениях кузнецовской свиты (охарактеризованных фауной) и в отложениях верхней юры Новопортовской площади. В работе проанализировано

распределение следующих химических элементов: Бг, Ва, В, ва, "Л, Ъс, Ие, Мп, Сг и др., а также соотношение пар химических элементов РеПир/Сорг; Бг/Ва, ВЮа, 1\1Хт и Мп/Сг. Так как полученные в результате спектрального анализа данные являются случайными величинами, также как и отбор образцов из колонки керна, проведена необходимая статистическая обработка результатов анализов.

При статистической обработке результатов анализа по методике Дементьева Л.Ф. установлено, что все исследуемые элементы подчиняются нормальному закону распределения, что свидетельствует о различных формах их переноса, а следовательно и фиксации их могут рассматриваться как независимые случайные составные, в отличие от логнормального, при котором одна форма миграции элемента резко преобладает над всеми остальными, что сказывается на характере фиксации элемента.

Выбор элементов основан на положении о том, что в водоемах разной солености некоторые элементы накапливаются в различных концентрациях, т.к. часть их в зоне гипергенеза практически почти полностью выпадает в осадок. Для некоторых отношений пар химических элементов существуют градационные цифровые характеристики, разделяющие морские и пресноводные фации. Так Катченковым С.М. приводится следующая градация отложений в зависимости от отношения Бг/Ва: Морские осадки Бг/Ва >1 Пресноводные осадки Бг/Ва < 1 Для отношения содержаний ВЮа разграничивающие показатели следующие:

Морские ВЮа - 3,5 Пресноводные ВАЗа - 0,74 Однако, в связи с вышесказанным, справедливо и замечание Конторовича А.Э. и др. о том, что в ряде исследованных районов (Кавказ, Прикаспийская впадина, Западная Сибирь) характерные величины этих отношений не одинаковы и вряд ли могут давать однозначный диапазон. Вместе с тем, весьма характерной является тенденция увеличения величины этих соотношений в морских фациях и уменьшение их в пресновод-

ных. Кроме того, характерными показателями палеосолености являются концентрации В, Мп и других элементов.

Так анализ распределения элементов в продуктивном разрезе месторождений показал:

- Для разреза продуктивной толщи Медвежьего месторождения характерны аномально высокие содержания В и, в связи с этим, повышенная величина отношения ВЮи - (4,0 -8,3); Т1 - (1,0 %) резкое колебание отношения Бг/Ва и уменьшение концентрации и контрастности в содержании Мп в нижней части разреза, что характерно для полифациального разреза с развитием на отдельных этапах языков морской трансгрессии.

- В продуктивной толще Уренгойского месторождения отмечаются меньшие концентрации почти всех диагносци-рующих элементов, чем в разрезе Медвежьего месторождения. В соответствии с этим уменьшается и величина отношения концентраций пар исследованных элементов, что свидетельствует о меньшем развитии морских прослоев в продуктивной толще Уренгойского месторождения по сравнению с Медвежьим.

- Концентрации исследованных элементов в разрезе продуктивной толщи Ямбургского месторождения имеют тенденцию к уменьшению в сравнении с таковыми на Медвежьем и Уренгойским месторождениях. Распределение содержаний элементов по разрезу более постоянно, что свидетельствует о преобладании континентальных условий в процессе формирования продуктивной толщи.

Большая часть геохимических показателей сеноманского разреза Вынга-Пуровского и Восточно-Тарко-Салинского месторождении свидетельствуют о пресноводных условиях осадконакопления в этой части региона в позднесеноманское время.

При сравнении содержаний некоторых элементов в разрезах месторождений Медвежьего, Уренгойского, Ямбургского, Вынга-Пуровского и Восточно-Тарко-Салинского отчетливо проявляется неоднородность микросостава пород, слагающих продуктивную толщу сеномана, которая предопределяется пестротой и разнообразием микрофаций, изменяющихся как по площадям региона, так и в мощной толще разреза.

В целом по содержанию различных элементов резко отличается от остальных разрез Медвежьего месторождения.

Так по повышенным содержаниям В, по величинам генетических соотношений пар элементов Бг/Ва и ВАЗа продуктивная толща Медвежьего месторождения в целом характеризуется как пресноводная-солоноватоводная с увеличением мористости отдельных прослоев верхней части разреза вплоть до наличия морских в интервале 1195-1200 м.

Повышенные концентрации В (0,01 и 0,012%) в средних частях разреза, которые по отношению пары элементов Бг/Ва характеризуют их содержащие отложения как более пресноводные, свидетельствуют о наличии здесь озерных фаций в средней части 200-метровой толщи.

Генетические диаграммы взаимоотношений пар элеметов повышают достоверность выделенных микрофаций. Так на диаграмме ВАЗа и Мп/Сг четко выделяется достаточно узкая полоса (поле 1 -П), которая характеризуется параметрами ВАЗа -4,5 -7,5 и может считаться как пресноводная - солоновато-водная область развития осадков. Поле Ш можно считать мелкводно-морским по показателю ВАЗа - 7,5. Принципиальное положение этих полей для исследованной толщи отложений сохраняется и на диаграмме соотношения ВАЗа и Бг/Ва.

Для разреза Уренгойского месторождения характерны более низкие содержания этих элементов, а величина Бг/Ва приближается к 1 в единичных случаях - верхняя и средняя часть продуктивной толщи. Эти показатели согласуются с повышенными значениями отношений ВАЗа. Верхней половиной продуктивной толщи ограничивается и наличие солоновато-водных морских фаций в продуктивном разрезе Уренгойского месторождения.

Значительные концентрации В - (0,15%) наряду с низкими показателями отношений Бг/Ва и ВЮа свидетельствует о наличии прослоев озерного происхождения?имеющих локальную протяженность даже в пределах площади одного месторождения и приуроченных, в основном к нижней части 200-метровой толщи.

Генетические диаграммы, отношение содержаний ВАЗа, Бг/Ва и Мп/Сг также показывают наличие отдельных прос-

лоев солоноватоводных фаций в алевролитах средней части разреза и озерных в нижних его частях.

Для геохимических показателей сеномана Ямбургского месторождения отмечается большая стабильность микрофаций в разрезе и на площади. Здесь могут быть выделены отложения озерных фаций локальной протяженности. В целом же толща имеет пресноводный характер. На генетической диаграмме ВЮа. и Бг/Ва несколько точек кровельной и средней части разреза Ямбургского месторождения попадает в поле солоноватоводных фаций Медвежьего месторождения. Однако других данных подтверждающих морскую принадлежность этих отложений нет.

По результатам анализа расположения разнофациальных разрезов Медвежьего, Уренгойского, Ямбургского, Вынга-Пуровскго и Восточно-Тарко-Салинского месторождений на площади региона автором делается вывод о фрагментарной, локальной приуроченности морских фаций как на площадях, так и по разрезу продуктивной толщи, которые на определенных этапах могли формироваться в изолированных локальных водоемах, сохранивших морской режим, соленость и органическое население бассейна, а в позднесеноманское время захватывали все большие территории в виде заливов, составляя участки мелкого солоноватоводного бассейна, предшествующие региональной трансгрессии.

Одновременное присутствие мощных пачек обломочных и глинистых пород морского и неморского генезиса и их взаимопроникновение - типично для отложений приморской аккумулятивной равнины.

Во второй главе проведен анализ смены фаций по разрезу, как всего региона, так и отдельных месторождений. Установлена определенная зависимость морфологии и протяженности тел различного литологического состава от их фациальной принадлежности.

Так по геохимическим показателям в совокупности с индикаторами условий образования отложений (известияки-ракушняки, прослои грубообломочных пород, водорослевые остатки и чешуя рыб) можно считать режим осадконакоплеш/я

в позднесеноманское время мелко-водно-морским на большей части территории.

Спорадическое распределение горизонтов с морской фауной в верхней части разреза позволяет предположить прерывистый характер проникновения моря в пределы аккумулятивной равнины.

Нижняя часть разреза характеризуется повышенной угленосностью, постоянным присутствием включений янтаря, что в совокупности с геохимическими показателями, позволяет отнести отложения этой части разреза к аллювиально дельтовым образованиям.

Кроме того, в нижних частях разреза могут быть выделены русловые и пойменные отложения, в совокупности составляющие полную фазу аллювиального осадконакопления. Русловым фациям, как речной системы, так и дельтовых проток, свойственно эрозионное залегание, рукавообразная форма тел, отсутствие связи их распространения с современной структурой. Образования же озерных и болото-пойменных фаций дает покровы алевритоглинистых отложений.

Верхняя часть продуктивного разреза, представленная отложениями прибрежного мелководья содержит фации аван-дельты, прирусловых баров и пляжей.

Смена аллювиально-дельтовых фаций по разрезу, фациями морского мелководья и авандельты, постепенная, без видимого перерыва в осадконакоплении. Причем максимальная глубина (100 метров от кровли сеномана) горизонтов с морской фауной отмечается на месторождении Медвежье. В восточном направлении (Уренгойское-Ямбургское месторождения) мощность отложений с присутствием фаций морского мелководья уменьшается до 10-15 метров. К югу, на значительном удалении от Медвежьего (в разрезе Вынга-Пуров-ского месторождения), мелководно-морские фации отсутствуют.

В разрезе аллювиально-дельтовых отложений в восточном направлении от Медвежьего к Ямбургскому месторождению отмечается увеличение доли озерно-болотных фаций.

Залежи газа в сеноманских отложениях приурочены к разнофациальным толщам: на Медвежьем и Уренгойском мес-

торождениях - это отложения морского мелководья и аван-дельты; на Ямбургском, Вынга-Пуровском и Восточно-Тарко-Салинском месторождениях - это отложения аллювиально-дельтовой равнины (рис. 1).

Общая мощность сеноманских отложений региона -около 300 метров, причем на долю аллювиально-дельтовых фаций приходится около 2/3 общей мощности. В этой части разреза наблюдается неоднократное повторение комплексов (полных и неполных) аллювиальных отложений, мощность которых колеблется от 10 до 50 метров, которое создает определенную цикличность разреза. Как видно на опыте исследований разрезов современных и других погребенных аллювиальных равнин, такая многоярусность является следствием внутренней динамики процесса аллювиальной аккумуляции, а не тектонических движений.

Наиболее общие закономерности строения циклов отложений приморской аккумулятивной равнины прослеживаются в разрезе сеноманской продуктивной толщи всех месторождений региона и, в том числе на Медвежьем, Уренгойском, Ямбургском, Вынга-Пуровском и Восточно-Тарко-Салинском:

- колебание мощности элементарных выделенных циклов в пределах 10-50 метров.

- двучленное строение циклов с преобладанием высокопроницаемых песчаников в основании и слабопроницаемых алеврито-глинистых пород в кровельной части.

- отсутствие сплошных непроницаемых разделов в толще.

Наряду с общими закономерностями выявлено внутреннее строение циклов: взаимоотношение различных литологи-ческих типов пород, формы и мощности тел, сложенных ими, меняются не только от площади к площади, но и в пределах самих структур. Кроме того по разрезу наблюдаются различные переходы между циклами. Все эти особенности значительно усложняю! строение толщи и могут оказывать существенное влияние на характер отработки залежи и поэтому требуют детального и всестороннего исследования строения циклов на каждом месторождении.

ИЗМЕНЕНИЕ ФАЦИЙ ПО ШИРОТНОМУ ПРОФИЛЮ НАДЫМ-ТАЗОВСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ масштаб вертикальный 1:500

Медвежье

Уренгойское

Ямбургское

1л

■4й А - мелководно-морские фации Рис. I. В - фации аллювиально-дельтовой равнины

Поскольку глубина разреза, вскрытого эксплуатационным бурением различна на площадях, меняется и количество выделенных циклов. Так, на Медвежьем, Уренгойском, Вынга-Пуровском и Ямбургском выделено четыре цикла отложений, на Восточно-Тарко-Салинском - три цикла.

Взаимоотношения и морфология тел различного состава в пределах выделенных циклов подчиняются генетическим особенностям строения продуктивного разреза.

В изученной почти двухсотметровой толще месторождений все выделенные циклы прослеживаются от месторождения к месторождению и могут быть оперативными едини-цами для качественной региональной корреляции разреза сеноманских отложений. Внутреннее строение циклов на площади меняется с изменением фаций. Такая корреляция направленна не на установление синхронности образования элементов разреза, а устанавливающая направление простирания отдельных геологических тел, характер их прерывистости на площади.

Детальная корреляция, проведенная на основе циклического анализа продуктивной толщи сеномана, позволяет установить характер неоднородности продуктивной толщи в целом, ее расчлененность глинистыми прослоями и мощными целиками на площади каждого месторождения, наличие размывов, фациальных замещений или зон выклинивания отдельных алеврито-песчаных тел (литологические окна) и вероятные зоны гидродинамической связи между проницаемыми единицами разреза. Учет этих особенностей строения продуктивной толщи важен при разработке месторождений.

В третьей главе проведен анализ влияния неоднородности продуктивного разреза месторождений на разработку. Материалы контроля за разработкой - (данные по изменению пластовых давлений, дебитометрии и изменениям положения ГВК) таких месторождений как Медвежье, Уренгойское. Вынга-Пуровское и Ямбургское показали, что основной причиной осложняющей гидродинамическую систему залежи при ее вскрытии является неоднородное строение продуктивной толщи.

Материалы контроля за разработкой месторождений проанализированы на геологической основе, дающей объем-

ное представление о неоднородности продуктивной толщи се-номана и представленной серией перекрестных профильных разрезов в сочетании с картами среза по абсолютным 1 <о-хронным поверхностям параллельным ГВК. Карты среза доказывают распределение и взаимосвязь литологических ок. ч и пластовых тел, сложенных проницаемыми породами, в т< ¡ще и прерывисто-линзовидный характер тел непроницаемых т-ложений разреза. Однако несмотря на прерывистый харак 1ер тел непроницаемых отложений значительные мощности их и протяженности могут существенно сдерживать перетоки газа между отдельными участками, а также подъем ГВК в зоне отбора газа, с чем связаны резкие перепады пластовых давлений в залежи в процессе эксплуатации.

Анализ данных разработки месторождения Медвежье за период эксплуатации показал, что установленная газогидродинамическая связь отдельных горизонтов также неоднородна по площади и по разрезу и характеризуется различными условиями для перетока газа к дренируемым участкам. Основной причиной этой неоднородности являются аллювиально-дель-товые условия образования отложений продуктивной толщи. Путями для вертикального перетока газа в такой толще служат "литологические окна" - сквозные массивы песчаных и алеврито-песчаных отложений базальных горизонтов циклов преимущественно авандельтового происхождения в верхней части продуктивной толщи и руслового в нижних ее горизонтах. Распределение таких литологических окон на площади весьма неравномерное (скорее спорадическое), и не зависит от современного структурного плана месторождения. В связи с чем существующее мнение о повышенной песчанистости сводовой части разреза Медвежьего месторождения неверно. В плане эти "литологические окна" имеют форму шнурковых тел. преимущественно меридионального простира-ния, что и объясняет улучшение корреляции разреза в меридиональном направлении. Мощность и протяженность зафиксированные на профилях и картах-срет лахи возможность представить объем литологических окон

Кроме того, весьма показательной является карта-срез максимально приближенная к мп'^и.ному ГВК. Здесь отчет-

ливо видно, что изначальная поверхность ГВК имеет также резко выраженное неоднородное строение, вследствие чего изначальный уровень ГВК может иметь резкие колебания от принятого среднего.

Анализ геологических материалов совместно с данными контроля за разработкой также показал действенную роль "литологических окон" и глинистых целиков на изменение пластовых давлений, дебитов скважин и положение ГВК. Кроме того, спорадическое расположение "литологических окон" в толще продуктивных отложений свидетельствует о том, что сочетание и чередование латеральных и вертикальных путей гидродинамической связи отдельных горизонтов и зон в совокупности создают лабиринтовые пути.

На примере Уренгойского месторождения, имеющего размеры продуктивной площади 3 тыс.км2 показана возможность анализа и сопоставления неоднородности отдельных блоков (УКПГ 1-2, УКПГ-7 и т.д.).

Анализ материалов по Вынга-Пуровскому месторождению показал повышенную глинизацию юго-восточной периферии и позволил рекомендовать к переносу ряд первоначально запроектированных здесь эксплуатационных скважин. В процессе эксплуатации глинизация этого участка проявилась настолько, что пробуренная здесь скв. 306 как наблюдательная была ликвидирована как неэффективная для контроля за ГВК.

Ямбургское месторождение введено в разработку в 1986г.

Детальное расчленение разрезов и корреляция показали существенное отличие строения продуктивной толщи сено-мана Ямбургского месторождения от Медвежьего и Уренгойского. В верхней части продуктивного разреза Ямбургского месторождения менее выражен пластовый характер тел различного ли гологичрского состава. Здесь фиксируется ряд не-6oj ьших по мощности и протяженности целиков непроницаемых оыожений, принимающих, скорее форму линз. Как наибп ire требчющая внимания, осложненная целиками, выделена область ссверо-западной периферии структуры (скв ">3).

Г'

Также осложнен целиками в плоскости ГВК - участок расположенный к востоку от центрального купольного (скв.5115, 5080, 5090, 5100).

Таблица Л I

Ямбургское месторождение Подъем ГВК за период эксплуатации

№ скв. 1989 1990 1991 1992 1993

1010 0 0 0 1,0 1,0

1120 0 0 1,8 1,8 2,4

3070 0 1,5-2,0 1,5-2,0 1,5-2,0 3,2

3120 - - 1,2 2,4 2,4

3130 - - 1,2 1,2 5,0

5080 - 1,6 5,2 5,2 7,2

5090 0 0 0 2,4 4,4

5100 0,4 1,4 1,4 1,4 4,8

1040 7,2 8,4 11,4 14,0 15,6

1070 - 3,6 7,0 8,6 15,0

1080 4,0 5,2 8,2 13,2 18,0

5054 0 6,8 10,8 13,2 13,5

По имеющимся материалам проанализировано распределение литологических окон от уровня ГВК. Для месторождений Медвежье, Уренгойское, Вынга-Пуровское и Ямбургское анализ геологических материалов по неоднородности дополнен статистическими показателями, такими как:

- коэффициент песчанистости;

- коэффициент расчлененности;

- коэффициент гетерогенности.

В конце главы приведены данные по анализу неоднородности Табъяхинского и Енъяхинского участков Большого Уренгоя, по которым построены профильные разрезы и карты среза. В результате анализа на Табъяхинской площади выделены проблемные заглинизированые зоны на северо-западе, севере и северо-востоке.

Выводы и рекомендации

В результате проведенных исследований сделаны следующие выводы:

• продуктивная толща сеномана входит в состав мощной се-роцветной терригенной субугленосной формации нижнего мела.

• продуктивная толща сеномана является полифациальным комплексом отложений приморской аккумулятивной равнины.

• морфология тел различного литологического состава и их взаимоотношение в разрезе и на площади являются причиной неоднородности и определяются взаимоотношением фаций.

• смена фаций по разрезу продуктивной толщи является закономерной и повторяющейся, что определяет цикличность разреза.

• установленная цикличность, разреза является универсальной основой для корреляции продуктивных отложений сеномана.

• Меридиональная направленность русловых потоков объясняет улучшение корреляции в этом направлении.

В силу генетических особенностей в продуктивном разрезе исследованных месторождений проявляется двучленное

строение толщи:

• мелководно-морские отложения, слагающие верхнюю часть продуктивной толщи заливами прослеживаются с юга на север от Вынга-Пуровского до Медвежьего и Уренгойского месторождений.

• по широтному профилю Медвежье - Уренгойское - Ям-бургское месторождения мощность верхней части толщи сокращается в восточном направлении от 95м (Медвежье, Уренгойское) до 10-15 м (Ямбургское) (Рис. й I). Неоднородность этой части толщи по площади и по разрезу не испытывает резких колебаний.

• Аллювиально-дельтовые отложения нижней части продуктивного разреза характеризуется наиболее резковыра-женной неоднородностью, которая проявляется в насыщенности разреза мощными целиками непроницаемых отложений, имеющих останцовые формы, и русло-

вых врезов, заполненных песчано-алевритовыми породами.

Выводы геологических исследований могут быть применены для определения плотности сети разведочных скважин -на стадии разведки месторождения, для моделирования и анализа процессов разработки на различных масштабных уровнях.

Опыт последних лет разработки газовык месторождений севера Тюменской области показал, что традиционные методы исследования (карты кЬ и тЬ) не могут обеспечить достоверный прогноз технологических параметров без геологической основы, полученной на основе рациональных методов разведки с учетом литолого-фациального строения сеноманских отложений.

Приведенные примеры: изменения пластовых давлений в процессе эксплуатации месторождений; продвижения пластовых вод в залежь, показали, что геологическое строение продуктивной толщи оказывает существенное влияние на технологические показатели разработки. Так, в частности, существенное различие верхней и нижней частей продуктивного разреза, имеющих различные характеристики неоднородности проявляется в различных типах газогидродинамической связи горизонтов (Табл. Л I).

• Сочетание построенных профильных разрезов и карт среза по абсолютным изохронным поверхностям дают представление об объемном составе продуктивной толщи и могут служить основой для математического моделирования процессов разработки.

Основные защищаемые положения диссертации:

• комплексный подход к исследованию неоднородности продуктивной толщи сеномана Севера Тюменской области полностью оправдал себя, позволил установить причины проявления неоднородности и закономерности ее изменения, как на площади региона, так и по разрезу продуктивной толщи;

• генетические особенности строения продуктивной толщи сеномана являются основной причиной неоднородности;

• многообразие фаций и их взаимоотношение определяют морфологию и протяженность тел различного литологичес-кого состава;

• продуктивный разрез сеномана имеет циклическое строение;

• установленная цикличность является универсальной, и едва ли не единственной, основой для корреляции продуктивных отложений сеномана;

• смена фаций по разрезу определяет четко выраженное двучленное строение продуктивной толщи в силу различного характера неоднородности.

• перечисленные особенности строения продуктивной толщи хорошо видны на сериях карт-срезов и профилей, которые автор рекомендует для использования на различных этапах освоения месторождений.

Список работ, опубликованных по теме диссертации.

1. В.И.Ермаков, С.В.Миронова, А.А.Шаля. "Циклический анализ сеноманской продуктивной толщи месторождения Медвежье". -М.: Геология нефти и газа. 1978, №5. с. 17-22.

2. В.И.Ермаков, А.Н.Кй|'<5айов/А.А.Шаля и др. "Методы изучения геологической неоднородности сеноманских продуктивных отложений газовых месторождений севера Западной Сибири". -М.: обзор ВНИИЭГАЗПРОМа, 1980, вып. 7. с.2-45.

3. В.И.Ермаков, С.В.Миронова, С.Б.Прокопенко и др. " Особенности строения сеноман-нижнетуронских отложений севера Западной Сибири". -М.: сб.ВНИИЭГАЗПРОМа, сер. геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений. 1975. №10. с. 11-20.

4. В.И.Ермаков, С.А.Кислов, А.Н.Кирсанов, Л.Д.Косухин, С.В.Миронова, В.J1.Недочетов, С.Б.Прокопенко, А.А.Шаля. "Неоднородное строение продуктивной толщи верхнего

мела газовых месторождений севера Тюменской области". -М.: сб. ВНИИЭГазпром, сер. Геол. и разв., 1975, с.3-55.

5. С.А.Кисло&, С.В.Миронова "Особенности неоднородного строения сеноманской продуктивной толщи Вынга-Пуров-ского месторождения". ВНИИЭГазпром сер. геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений, -М.: 1979, вып. 10, с.8-15.

6. С.В.Миронова "Неоднородность сеноманской продуктивной толщи Ямбургского месторождения" -М.: ВНИИЭГазпром сер. геология и разведка газовых и газоконденсатных месторождений, 1982, вып. 11, с.3-4.

7. В.И.Ермаков, В.Б.Веяьдер, С.В.Миронова, В.А.Панасюк. "Геологическая модель сеноманской залежи газа Уренгойского месторождения". -М.: сб. научн. тр. ВНИИГАЗа, 1986, с.6-14.

Соискатель ¿¿соо^и*^^ С.В.Миронова

Заказ - № 88 Подписано к печати 23.09.1996 г.

Тираж -100 экз. 1 уч.-изд. лист. Ф-т 84x108/32

Автореферат отпечатан по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГАЗ