Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Прогноз венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов нефти и газа центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы на основе модели их формирования

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Прогноз венд-нижнекембрийских карбонатных коллекторов нефти и газа центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы на основе модели их формирования"

На правая рукописи

ГУБИНА Екатерина Александровна

ПРОГНОЗ ВЕНД-НИЖНЕКЕМБРИЙСКИХ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ НЕФТИ И ГАЗА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ НЕПСКО-БОТУОБИНСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ НА ОСНОВЕ МОДЕЛИ ИХ ФОРМИРОВАНИЯ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

6 НОЯ 2014

Санкт-Петербург - 2014

005554218

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

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

Баженова Татьяна Константиновна

Постников Александр Васильевич - доктор геолого-минералогических наук, РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина / РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, заведующий кафедрой литологии

Зуйкова Ольга Николаевна - кандидат геолого-минералогических наук, ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга» / ФГУП «ВНИИОкеангеология им. И.С. Грамберга», зав. сектором региональных и нефтегазопоисковых исследований

Баренцево-Карского шельфа

Ведущая организация: Федеральное государственное унитарное

предприятие «Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А.П. Карпинского» (ФГУП «ВСЕГЕИ»)

Защита диссертации состоится «26» декабря 2014 г. в 1400 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» и на сайте http://vnigri.spb.ru.

Автореферат разослан «27» октября 2014 г.

Официальные оппоненты:

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат геолого-минералогических наук

Г.А. Григорьев

Общая характеристика работы

Актуальность. Венд-нижнекембрийские карбонатные отложения Сибирской платформы 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 геолого-геофизических данных при изучении карбонатных отложений региона.

В последнее время основные приросты запасов углеводородов в Восточной Сибири связаны с карбонатными венд-нижнекембрийскими отложениями. Изучению древних карбонатных коллекторов и процессов, влияющих на их формирование, на территории Сибирской платформы посвящено множество работ. Изучение свойств и методов прогноза резервуаров в карбонатных породах в разное время проводили Багринцева К.И., Баженова Т.К., Белоновская Л.Г., Булач М.Х., Бурова И.А., Ващенко В.А., Гмид Л.П., Гурова Т.И., Киркинская В.Н., Мельников Н.В., Полякова Г.А., Постникова О.В., Потлова М.М., Тыщенко Л.Ф., Фортунатова Н.К., Чернова Л.С., Шашин С.Г., Шемин Г.Г., Шибина Т.Д., Яковенко Ф.Н. и другие исследователи. 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. Продуктивные карбонатные отложения Преображенского (Бп) и усть-кутского (Б3 и Б5) нефтегазоносных горизонтов центральной 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 центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы на основе изучения состава и формирования продуктивных отложений.

Основные задачи.

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

2. Провести палеогеоморфологические и палеофациальные реконструкции условий осадконакопления венд-раннекембрийского времени центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

3. Оценить условия седиментации, постседиментационные изменения и распространение отложений с высокими фильтрационно-емкостными свойствами в венд-нижнекембрийском карбонатном комплексе.

4. Выделить зоны развития улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном комплексе центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

Фактический материал. Представленная работа является результатом самостоятельных исследований автора. Для проведения исследований изучен и проанализирован материал по 296 скважинам — описание керна, результаты опробования и испытания, данные петрографических и петрофизических исследований 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. В работе применен комплексный подход к исследованиям. Использована составленная автором обширная база определений фильтрационно-емкостных свойств по разрезу нефтегазоносного комплекса, выполнен лито-фациальный анализ формирования карбонатных пород и их эпигенетических изменений. Для выяснения распространения зон улучшенных коллекторов разработан методический подход, основанный на анализе степени подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам.

Основные защищаемые положения.

¡.Наиболее высокоемкие карбонатные породы приурочены к выделенным палеообстановкам уступов, террас и отмелей подводной возвышенности палеобассейна с преимущественным накоплением водорослевых и обломочных доломитов, в которых отчетливо проявились эпигенетические процессы выщелачивания и перекристаллизации.

2. Установленная взаимосвязь между степенью подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам (О) и дебитами флюидов в скважинах повышает достоверность прогноза распространения улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе. Тем самым впервые для рассматриваемой территории на конкретном фактическом материале подтверждены существующие представления о роли эпигенетических процессов в формировании пустотного пространства карбонатных отложений.

3. Выявленные зоны распространения карбонатных отложений с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами позволили

обосновать участки первоочередных нефтегазопоисков на нераспределенном фонде недр центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы: Водораздельный, Восточно-Тэтэрский и Алтыбский. По результатам прогноза коллекторов оцененные суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти на этих участках составляют порядка 189 млн. т и газа — около 24 млрд. м3.

Научная новизна. Проведено комплексное изучение пород-коллекторов карбонатного венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса Непско-Ботуобинской антеклизы, в том числе особенностей распространения улучшенных коллекторов с выделением перспективных участков нефтегазопоисков в ее центральной части. Усовершенствована научно-методическая составляющая выделения и оценки участков концентраций высокоемких пород-коллекторов, основанная на синтезе изучения обстановок осадконакопления карбонатных отложений и их эпигенетических изменений.

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

Реализация результатов исследований. Результаты исследований, включая методическую составляющую, использовались при ресурсной оценке нераспределенного фонда недр и лицензионных участков, проектировании объемов геологоразведочных работ, рекомендациях к заложению поисково-оценочных и разведочных скважин в пределах характеризуемой в диссертации территории, а также за ее пределами (Атовский, Балаганкинский, Вакунайский, Дулисьминский, Знаменский, Игнялинский, Киренский, Купский, Тетейский, Тунакский, Усть-Илгинский участки).

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

Практическое значение работы. Выявлено пространственное размещение карбонатных отложений с улучшенными филырационно-емкостными свойствами на основе изучения условий седиментации, постседиментационных изменений и степени их подверженности эпигенетическим процессам. Предложены дополнения к прогнозу зон распространения отложений с высокими фильтрационно-емкостными свойствами, применение которого позволяет существенно повысить эффективность геологоразведочных работ в регионе.

Личный вклад автора в проведенное исследование. Выполнены палеогеоморфологические и палеофациальные реконструкции условий осадконакопления венд-нижнекембрийских карбонатных отложений центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы. Оптимизирована

научно-методическая составляющая прогноза зон улучшенных коллекторов 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, рекомендованный ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа содержит 146 страниц текста, состоит из введения, четырех глав и заключения. Работа иллюстрирована 45 рисунками, содержит 11 таблиц. Список использованной литературы насчитывает 130 наименований.

Во Введении освещена актуальность, цель и основные задачи, приведены 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 «Венд-нижнекембрийский нефтегазоносный комплекс Непско-Ботуобинской антеклизы» рассмотрены строение и формирование карбонатной толщи, Преображенский и усть-кутский продуктивные горизонты, приведена литология и фильтрационно-емкостные свойства коллекторов венд-нижнекембрийских карбонатных отложений.

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

В четвертой главе «Перспективы венд-нижнскембрийского карбонатного комплекса центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы» обоснованы выделенные зоны распространения улучшенных коллекторов нефти и газа, дана характеристика перспективных зон в венд-нижнекембрийских карбонатных отложениях центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы.

В Заключении приведены основные выводы по разделам работы.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю д. г.-м.н. Татьяне Константиновне Баженовой и 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. Наиболее высокоемкие карбонатные породы приурочены к выделенным палеообстановкам уступов, террас и отмелей подводной возвышенности палеобассейна с преимущественным накоплением водорослевых и обломочных доломитов, в которых наиболее ярко проявились эпигенетические процессы выщелачивания и перекристаллизации.

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 площади выровненными участками дна. Бассейну 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.

В усть-кутское время самой приподнятой частью палеобассейна продолжал оставаться Непский палеосвод, который представлял собой подводную возвышенность со слаборасчлененным рельефом дна. К началу накопления нижнего пласта Б5 усть-кутского горизонта в пределах палеосвода существовало три отмели - Алтыбская, Чонско-Преображенская и Даниловская. В периоды снижения уровня моря на этих отмелях активно формировались сульфатсодержащие 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 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 Бз близки к таковым в нижнем Б5. В период его накопления вся изучаемая территория

Рисунок 1. Схема обстановок осадконакопления Преображенского времени

1-5 - обстановки осадконакопления: 1 - отмель; 2 - терраса; 3 - уступ; 4 -склон; 5 - внутришельфовая впадина; б - изопахиты между кровлей Преображенского и подошвой осинского горизонтов, м; 7 - скважины; Немчуйская, Преображенская, Нижненепская - названия отмелей.

характеризуется более высоким и постоянным положением уровня моря. В это время рельеф дна бассейна слабо расчленен (рисунок 2).

При изучении условий седиментации карбонатных венд-нижнекембрийских отложений Преображенского Б|2 и усть-кутского Б5 и Б3 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

Рисунок 2. Схема обстановок осадконакопления на конец усть-кутского

времени (верхний пласт Б3) /-5 - обстановки осадконакопления: 1 - отмель; 2 - терраса (с высоким энергетическим уровнем вод); 3 - терраса; 4 - уступ; 5 - склон; б - изопахиты между кровлей усть-кутского и подошвой осинского горизонтов, м; 7 — скважины; Чонско-Преображенская - название отмели.

характеризуются отложения террас и отмелей. Высокие значения открытой пористости в породах нижнего пласта Б5 пространственно тяготеют к отложениям террас и в наибольшей степени к образованиям уступа, где накопливались доломиты водорослевые и обломочные с подчиненными прослоями сульфатсодержащих 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 также 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-сгустковатой 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, Верхнетирская-1 и др.). Размеры пустот в пределах шлифов до 3-5 мм, иногда до 10 мм и более.

Поры и каверны подразделяются на унаследованные и вновь образованные. Унаследованные поры образовываются за счет развития процесса растворения по седиментационным порам. 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 коллекторы 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 микрофитолитовой, обломочной, реже строматолитовой структур. Коллекторы преимущественно порового, каверно-порового, реже порово-трещинного и трещинно-каверно-порового типов.

2. Установленная взаимосвязь между степенью подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам ((}) и дебитами флюидов в скважинах повышает достоверность прогноза распространения улучшенных коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе. Тем самым впервые для рассматриваемой территории на конкретном фактическом материале подтверждены существующие представления о роли эпигенетических

процессов в формировании пустотного пространства карбонатных отложений.

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.

П.Н. Страховым (2012) установлено, что проявление процессов выщелачивания в ряде случаев является реакцией карбонатных отложений на локальное перераспределение горного давления. Локальное увеличение давления в напряженных участках положительно влияет на интенсивность развития процессов выщелачивания и трещинообразования.

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 макро- и 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. Таким образом, напряженное состояние пласта от вышележащей толщи прямо пропорционально мощности перекрывающих отложений.

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

Анализ карт мощностей от кровли продуктивных горизонтов (пластов Б]2, Б3) до дневной поверхности показывают, что распределение нагрузок от вышележащих отложений, как по площади, так и во времени имеет для них схожий характер. Наибольшее влияние толща перекрывающих пород оказывает на юге исследуемой территории в районе Дулисьминской и Кийской площадей. В центральной части (Непский свод), несмотря на пониженные значения мощностей перекрывающих отложений, распределение нагрузки носит неравномерный характер. Повышенные значения мощностей перекрывающей толщи для пород Преображенского продуктивного горизонта на Непском своде зафиксированы на южном склоне в районе Даниловской, Юктинской и Нижне-Непской площадей,

протягиваясь полосой на северо-восток через Преображенскую площадь к Давачинской. Пониженные значения мощностей перекрывающих отложений наблюдаются на северо-западе Непского свода (Санарская площадь) и в районе Верхнечонской площади. Распределение мощностей перекрывающей толщи усть-кутского продуктивного горизонта носит схожий характер. 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 разности, лишенные примесей, и практически не растворяются участки породы с повышенным содержанием нерастворимого глинистого или кремнистого остатка [Багринцева К.И., 1999 (II)].

Таким образом, степень подверженности исследуемых карбонатных отложений эпигенетическим процессам прямо пропорционально зависит от мощности перекрывающих пород и обратно от содержания в нем глинистости:

Q~Jl'«KD

где, Q - параметр степени подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам, ед.; Н — мощность перекрывающей толщи, м; gl — суммарная мощность глинистых прослоев в продуктивном пласте, м.

Чтобы подтвердить дееспособность названных явлений в карбонатных отложениях, были установлены зависимости дебитов нефти от степени подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам Q для Преображенского Б12 и усть-кутского Б3 и Б3 продуктивных горизонтов венд-нижнекембрийского комплекса (рисунок 3). Приведенные графики демонстрируют корреляцию между дебитами нефти в скважинах и степенью подверженности эпигенетическим процессам в продуктивных отложениях.

3. Выявленные зоны распространения карбонатных отложений с улучшенными фильтрационно-емкостными свойствами позволили обосновать участки первоочередных нефтегазопоисков на нераспределенном фонде недр центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы: Водораздельный, Восточно-Тэтэрский и Алтыбский. По результатам прогноза коллекторов оцененные суммарные начальные извлекаемые ресурсы нефти на этих участках составляют порядка 189 млн. т и газа - около 24 млрд. м3.

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

7001-

1| ¡й 600

II500

: 300

II 200

щ

3= юо §1 о

у = 8.7573Х + 348.3 (*2= 0.40 ! = 0.60

10 15 20 Дебиты нефти, м'/сут

Р. 5

120

V = 0.6076Х + 84.871 Н! = 0.57 К = 0.75

Рисунок 3. Графики зависимости дебитов нефти в скважинах от степени подверженности эпигенетическим процессам О для отложений: а -Преображенского продуктивного горизонта; б - усть-кутского продуктивного горизонта.

Наибольшие перспективы обнаружения хороших коллекторов в каждом из продуктивных пластов Б]2, Б5 и Б3 карбонатного венд-нижнекембрийского нефтегазоносного комплекса связаны с тремя типами отложений с относительно высокими фильтрационо-емкостными свойствами. Типизация отложений, включающая коллекторские свойства соответствующих пород и данные по результатам воздействия перекрывающих отложений наряду с дебетами пластовых флюидов, приведены в таблице 1.

Таблица 1

Фильтрационно-емкостные свойства пород продуктивных горизонтов венд-нижнекембрийского карбонатного комплекса центральной части Непско-__Ботуобинской антеклизы_

Нефтегазоносный горизонт л о. Значимые обстановки осадконакоп ления -а О о Дебиты скважин

Индекс пласта Тип коллекто Средня! ПОрИСТО С1 % I? а С ед. н^фть, м' /сут газ, тыс. м /сут вода, м' /сут

я « 1 уступ 15-20 >20 >700 10-25 12 _

о а о и V X Б,2 2 терраса 12-15 10-20 400-700 7-25 2-20 -

С N 3 отмель 9-12 10-15 200-400 1-2 13 10

1 уступ 10-12 >20 >1000 - - 58

к а б5 2 терраса 8-10 15-20 500-1000 90-95 8-48 12-23

3 отмель 66-8 10-15 100-500 14-67 12-36 3

-а 1 терраса 12-15 >10 >300 14-94 <1 1

и Б3 2 7-12 5-10 150-300 0.2-9 45 4

3 уступ 1-5 100-150 0.2-10 0.9 0.7

Примечание: * - параметр степени подверженности карбонатных отложений эпигенетическим процессам.

По результатам раздельного анализа фильтрационо-емкоетных свойств Преображенского и двух пластов усть-кутского продуктивных горизонтов 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 типов коллекторов, выделенных по всей совокупности продуктивных пластов Б]2, Б5 и Б3.

К высокоперспективным зонам отнесены участки, где по разрезу можно ожидать нахождение пород с высокими фильтрационо-емкостными свойствами первого типа в двух или трех продуктивных пластах. К перспективным зонам отнесены породы-коллекторы второго типа в двух пластах, а также один пласт первого типа. Распространение зон остальных типов определено аналогичным образом.

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

Таблица 2

Характеристика зон развития коллекторов в карбонатных венд-нижнекембрийских отложениях центральной части Непско-Ботуобинской

антеклизы

Категория Количество зон Площадь, тыс. км2 Пористость, % Проницаемость, мД

от до от до

Высокоперспективные 9 9,1 10 20 10 более 20

Перспективные 11 19,6 7 15 5 20

Среднеперспективные 2 50,1 6 12 1 10

Низкоперспективные 10 20.3 5 9 0.1 5

Малоперспективные 3 4,7 менее 6 менее 1

Всего 35 103,9

Высокоперспективные зоны выделены в пределах Игнялинского, Могдинского и на севере Вакунайского, Кийского, Водораздельного, Восточно-Тэтэрского, Верхнеичерского, Ромашихинского и Преображенского участков. Всего выделено 9 зон распространения высокоперспективной категории суммарной площадью свыше 9 тыс. км2 (таблица 2). Наиболее обширная зона высокоперспективной категории выделена в пределах Верхнеичерского, Даниловского и Ромашихинского участков общей площадью около 5 тыс. км". В пределах этих участков наиболее перспективны отложения Преображенского продуктивного горизонта со значениями пористости преимущественно 10-15% и проницаемости более 20 мД, коллекторы могут обеспечивать дебиты нефти порядка 10-25 м3/сут. Также значимая высокоперспективная зона выделена

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

1 - границы Непского свода; 2 - изогипсы кровли усть-кутского продуктивного горизонта, м; 3 — месторождения углеводородов с залежами в венд-нижнекембрийском комплексе; 4-5 - нефтегазоперспективные объекты, выявленные по результатам геофизических работ: 4 - подготовленные; 5 -выявленные; 6 - границы лицензионных 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 — низкоперспективные; 12 - малоперспективные; 13 - границы зон.

на территории Игнялинского участка, в пределах которого выявлены залежи углеводородов в Преображенском и усть-кутском продуктивных горизонтах на одноименном месторождении с суммарными геологическими запасами нефти около 25 млн. т (извлекаемые - около 5 млн. т) и газа - 14,6 млрд. м3. По итогам прогноза на территории участка прогнозируется распространение пород с высокими фильтрационно-емкостными свойствами во всех трех пластах (Б12, Б5 и Б3) общей площадью зоны чуть менее 1 тыс. км2. Распространение зоны высокоперспективной категории в пределах Могдинского участка также подтверждено залежью нефти в Преображенском продуктивном горизонте на месторождении им. Савостьянова с геологическими запасами около 1 млрд. т (извлекаемые -более 160 млн. т). На территории Восточно-Тэтэрского, Водораздельного Средненепского и Кийского участков наибольшие перспективы зоны связаны с отложениями усть-кутского продуктивного горизонта.

Наибольшим распространением пород перспективной категории характеризуется восточная часть Непского свода. Такие зоны выделены в пределах Северо-Могдинского, Могдинского, Вакунайского, Верхнечонского, Игнялинского, Преображенского, Даниловского, Верхнеичерского, Ромашихинского и Пилюдинского участков. В западной части территории наиболее значимы зоны в пределах Кийского, Водораздельного, Восточно-Тэтэрского и Алтыбского участков. Всего выделено 11 зон данной категории с суммарной площадью распространения порядка 20 тыс. км2 (таблица 2). В восточной части территории выделенные зоны перспективной категории в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе подтверждены залежами и многочисленными притоками углеводородов. Суммарные геологическими запасы нефти по трем пластам на Санарском, им. Лисовского, Даниловском, Верхнечонском, им. Синявского и Северо-Даниловском месторождениях составляют около 1,7 млрд. т (извлекаемые - свыше 280 млн. т) и газа - около 20 млрд. м3. На Восточно-Тэтэрском, Водораздельном и Средненепском участках площадь перспективной категории составляет около 4 тыс. км2. Здесь наибольшие перспективы связаны с отложениями усть-кутского продуктивного горизонта со значениями открытой пористости 10-15% и проницаемостью 10-20 мД. Дебиты нефти могут составлять порядка 90 м3/сут. Небольшая зона перспективной категории выделена в пределах Алтыбского участка площадью около 720 км2. Основные перспективы связаны с коллекторами Преображенского продуктивного горизонта с пористостью 15-20% и проницаемостью более 20 мД, которые могут обеспечивать дебиты нефти 10-25 м3/сут..

Большая часть исследуемой территории Непско-Ботуобинской антеклизы отнесена к среднеперспективной. Здесь следует ожидать коллекторы с относительно высокими фильтрационно-емкостными свойствами в одном, реже в двух пластах карбонатного венд-

нижнекембрийского комплекса. Суммарная площадь распространения зон среднеперспективной категории составляет 50 тыс. км2 (таблица 2). На территории средних перспектив выявлена нефтяная залежь в нижнем пласте Б5 усть-кутского продуктивного горизонта на Ербогаченском месторождении с геологическими запасами около 20 млн. т (извлекаемые -около 3,7 млн. т). В пределах распространения данной категории значения открытой пористости редко превышают 10 %, проницаемость может изменяться от 1 до 15 мД.

Зоны пизкоперспективной категории выделены на Немчуйском, Восточно-Тэтэрском, Водораздельном, Нижненепском, Западно-Чонском и Преображенском участках. Всего выделено 11 зон данной категории. Площадь распространения низкоперспективных зон около 20 тыс. км2 (таблица 2).

Малоперспективные зоны распространены на площади менее 5 тыс. км2 и преимущественно развиты в восточной части территории.

Всего на территории исследования суммарные запасы по категориям А+В+С1+С2 в залежах продуктивных горизонтов на 12 месторождениях составляют около 3 млрд. т геологических запасов нефти (извлекаемые -около 510 млн. т) и порядка 37 млрд. м3 газа.

На северо-востоке рассматриваемой территории зоны, отнесенные к высокоперспективной и перспективной категориям, находятся в пределах Могдинского, Северо-Могдинского и Восточно-Сугдинского участков, что хорошо сопоставляется с выявленными здесь в период с 2010 по 2013 гг. залежами углеводородов в данных отложениях на месторождениях им. Синявского, им. Савостьянова и Северо-Вакунайском. В пределах распространения зон перспективной категории открыты залежи на Верхнечонском, им. Лисовского, Вакунайском, Северо-Вакунайском, Северо-Даниловском и Даниловском месторождениях.

По результатам комплексного анализа литологии, условий накопления и дальнейшего преобразования отложений венд-нижнекембрийского карбонатного нефтегазоносного комплекса в центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы к перспективным объектам нефтегазопоисков из нераспределенного фонда недр можно отнести Водораздельный, Восточно-Тэтэрский и Алтыбский участки, в пределах которых выделены высокоперспективные и перспективные зоны распространения пород-коллекторов.

На Алтыбском участке выделена линейная зона перспективной категории площадью 720 км2, где прогнозируется распространение отложений с высокими фильтрационно-емкостными свойствами преимущественно в Преображенском продуктивном горизонте с открытой пористостью до 20% и проницаемостью более 20 мД. Коллекторы могут обеспечивать высокодебитные притоки нефти. На остальной территории участка распространены породы нижнего пласта Б5 усть-кутского

продуктивного горизонта со значениями открытой пористости до 8% и проницаемостью до 15 мД. Верхний пласт Б3 характеризуется пористостью до 12%, проницаемостью - до 5 мД. На участке оценены начальные суммарные ресурсы условных углеводородов (НСР У У В) в объеме 14,09 млн. т.у.т., из них геологические ресурсы нефти составляют около 12 млн. т (извлекаемые - 3,7 млн. т), газа - около 2 млрд. м3.

В пределах Восточно-Тэтэрской зоны коллекторы с высокими фильтрационно-емкостными свойствами развиты преимущественно в отложениях усть-кутского продуктивного горизонта с открытой пористостью 10-20% и проницаемостью 15-20 мД. В пределах зоны наиболее вероятные НСР УУВ оценены в количестве 597,29 млн. т.у.т., из них геологические ресурсы нефти около 579 млн. т (извлекаемые - около 180 млн. т), газа - около 18,7 млрд. м3.

Основные перспективы Водораздельной зоны также связаны с отложениями усть-кутского продуктивного горизонта, коллекторы в Преображенском горизонте характеризуются несколько пониженными значениями фильтрационно-емкостных свойств. В целом значения открытой пористости в венд-нижнекембрийском комплексе составляют 12-20%, проницаемость - 10-20 мД. Наиболее вероятные НСР УУВ перспективного объекта составляют около 20,37 млн. т.у.т., из них геологические ресурсы нефти около 17,5 млн. т (извлекаемые — около 5 млн. т), газа — около 3 млрд. м3.

Заключение

Венд-нижнекембрийский карбонатный нефтегазоносный комплекс по результатам геологоразведочных работ на территории Непско-Ботуобинской антеклизы обладает значительным потенциалом нефтегазоносности. Глубоким бурением в продуктивных горизонтах комплекса выявлены залежи, получены промышленные притоки нефти и газа, а также установлены многочисленные следы углеводородов в керне. Одновременно установлены существенные лито-физические изменения пород по разрезу и латерали, усложняющие поиски скоплений углеводородов в карбонатном комплексе региона.

В Преображенском продуктивном горизонте породы, обладающие высокими фильтрационно-емкостными свойствами, представлены преимущественно перекристаллизованными микрофитолитовыми и обломочными доломитами с емкостным пространством, созданным на стадии эпигенеза за счет выщелачивания и перекристаллизации пород. Перекрывающие Преображенский горизонт отложения представлены малопроницаемыми глинисто-сульфатно-карбонатными породами.

Усть-кутский продуктивный горизонт представлен преимущественно доломитами органогенного происхождения. В этом горизонте, также как и в Преображенском, высокие фильтрационно-емкостные свойства характерны

для водорослевых и обломочных перекристаллизованных доломитов. Флюидоупором для залежей углеводородов в усть-кутском продуктивном горизонте служат галогенно-сульфатно-карбонатные отложения нижнеусольской подствиты, развитые повсеместно на Непско-Ботуобинской антеклизе.

Все выявленные залежи углеводородов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе являются самостоятельными и связаны с ловушками структурно-литологического типа, контролируемыми развитием коллекторов.

Основные факторы формирования и преобразования карбонатных отложений перспективных горизонтов венда-нижнего кембрия -фациальные условия их накопления, обусловившие исходные величины и морфологию порового пространства, а также интенсивность и направленность эпигенетических процессов - предопределили общую картину развития пород-коллекторов.

Выполненный автором литолого-фациальный анализ пород венд-нижнекембрийского комплекса центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы, позволил выделить палеообстановки осадконакопления, к которым приурочены наиболее емкие коллекторы, и, как следствие, существенно уточнить перспективы нефтегазоносности этой территории.

По результатам изучения особенностей воздействия перекрывающей толщи и сочетания совокупности факторов закартированы зоны развития улучшенных пород-коллекторов. Всего на территории исследования выделено 35 зон разной перспективности. На северо-востоке рассматриваемой территории зоны, отнесенные к высокоперспективной и перспективной категориям, находятся в пределах Могдинского, Северо-Могдинского и Восточно-Сугдинского участков, что хорошо сопоставляется с выявленными здесь в период с 2010 по 2013 гг. залежами углеводородов в данных отложениях на месторождениях им. Синявского, им. Савостьянова и Северо-Вакунайском. В пределах распространения зон перспективной категории открыты залежи на Верхнечонском, им. Лисовского, Вакунайском, Северо-Вакунайском, Северо-Даниловском и Даниловском месторождениях.

В центральной части Непско-Ботуобинской антеклизы к первоочередным участкам нефтегазопоисков на нераспределенном фонде недр отнесены Водораздельный, Восточно-Тэтэрский и Алтыбский, в пределах которых выделены перспективные зоны распространения пород-коллекторов в венд-нижнекембрийском карбонатном нефтегазоносном комплексе с оцененными извлекаемыми НСР нефти в объеме 189 млн. т (геологические - около 608 млн. т) и газа - около 24 млрд. м3.

Предложенный подход к выделению и оценке участков размещения высокоемких пород-коллекторов, основанный на синтезе результатов изучения обстановок осадконакопления карбонатных отложений и степени

подверженности эпигенетическим процессам, позволяет локализовать объекты нефтегазопоисков и повысить эффективность нефтегазопоисковых работ в регионе.

Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:

1.Кушмар И.А., Григоренко Ю.Н., Ананьев В.В., Белинкин В.А., Губииа 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., Губииа 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 И.А., Семенов В.П., Губииа 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., Губииа 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, Губииа 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. Губииа 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. Губина Е.А. Формирование пород-коллекторов в карбонатных отложениях Непско-Ботуобинской антеклизы // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2009. — №5. - С. 20-23.

10. Губина 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 (СБ).

11. 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 (СБ).

12. 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. Губина Е.А. Формирование карбонатных коллекторов усть-кутского продуктивного горизонта на Непском своде //Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2011. —№11. — С. 27-36.

14. Губина Е.А. Венд-нижнекембрийский карбонатный нефтегазоносный комплекс Непско-Ботуобинской нефтегазоносной области // Нефтегазовая геология. Теория и практика. — 2011. - Т. б. - №4. -http://www.ngtp.ni/rub/4/51 201 l.pdf. -12 с.

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. -9 с.

16. 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 (СО).

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

18. Губина 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 (СО).

Подписано в печать 20.10. 2014 Формат 60x841 'Лб Цифровая Печ. л. 1.0 Тираж 100 Заказ 16/10 печать

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