Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Прогнозирование нефтегазоносности перспективных интервалов разреза на основе комплексной интерпретации материалов сейсмо- и электроразведки

ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Соколова, Ирина Петровна

СПИСОК РИСУНКОВ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗМОЖНОСТИ ПРЯМОГО ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ХАРАКТЕРА ФЛЮИДОНАСЫЩЕ-НИЯ ГЕОФИЗИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ.

1.1 Физические свойства пластовой воды, нефти и газ.

1.2 Физические свойства нефтегазовых залежей и вмещающих пород.

1.3 Эволюция представлений о возможностях прямых поисков нефтегазовых залежей геофизическими методами.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ПРОГНОЗА НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ИНТЕРВАЛОВ РАЗРЕЗА НА ОСНОВЕ КОМПЛЕКСНОЙ ИНТЕРПРЕТАЦИИ МАТЕРИАЛОВ СЕЙСМО- И ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ.

2.1 Методика построения согласованной физико-геологической модели среды.

2.2 Алгоритм методики прогноза нефтегазоносности перспективных интервалов разреза по комплексу данных сейсмо- и электроразведки.

2.3 Программа расчета комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра "ComPar".

ГЛАВА 3. ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРОГНОЗА ХАРАКТЕРА ФЛЮИДОНАСЫЩЕНИЯ КОЛЛЕКТОРОВ РАЗЛИЧНОГО ТИПА НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КОМПЛЕКСНОГО СЕЙСМОЭЛЕКТРОРАЗВЕДОЧНОГО ПАРАМЕТРА.

3.1 Моделирование комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра для терригенных и карбонатных коллекторов.

3.2 Моделирование комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра для геологического разреза по пересечению Белокаменное-Зап.Ровенское.

ГЛАВА 4 ОПРОБОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ПЕРСПЕКТИВНЫХ УЧАСТКОВ В РАЗЛИЧНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ.

4.1 Казанско-Кажимский авлакогеи.

4.2 Токмовский свод (Республика Мордовия).

4.3 Прикаспийская впадина.

4.3.1 Саратовский участок общефедерального профиля Оренбург-Маныч.

4.3.2 Северная часть Прикаспийской впадины (Куриловская, Талов-ская и Спортивная площади).

4.3.3 Северо-западная часть Прикаспийской впадины (Ровенский уча-. сток).

4.4. Бузулукская впадина и Пугачевский свод.

4.5 Жигулевского свод. Подгорный участок Алексеевского месторождения.

4.6 Западная Сибирь. Тазовский полуостров.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Прогнозирование нефтегазоносности перспективных интервалов разреза на основе комплексной интерпретации материалов сейсмо- и электроразведки"

Актуальность темы. Актуальность прямых поисков все более возрастает по мере завершения в большинстве районов разведки месторождений, связанных с ловушками антиклинального типа и перехода к освоению более сложнопостроенных объектов. Применение геофизических методов, ведущее место среди которых традиционно занимает сейсморазведка, направлено на выявление структурных форм, определяющих наличие замкнутой ловушки углеводородов (УВ). Однако эффективность выявления антиклинальных структур не определяет в полной мере эффективности всего цикла геологоразведочных работ, поскольку даже при наличии надежных структурных построений вероятность открытия месторождения остается невысокой. Значительная часть поисковых и разведочных скважин не вскрывает залежей УВ, что объясняется отсутствием достоверных сведений о возможной неф гегазо-носности выявленных структур и сведений о контурах уже выявленных залежей. Особенно низка эффективность геологоразведочных работ при поисках залежей углеводородов в ловушках неантиклинального типа. Лишь 1020% скважин, пробуренных с целью поиска таких залежей, вскрывают их [59,61]. Это объясняется не только низкой точностью выявления соответствующих структурных форм по сравнению с антиклинальными структурами, но и отсутствием надежных критериев продуктивности самих ловушек. В связи с этим одна из актуальных проблем развития геофизических методов — создание интерпретационных приемов, обеспечивающих как выявление ловушек разных типов, так и прогноз наличия в них углеводородов.

Цель работы

Целью работы является повышение эффективности геологоразведочных работ при поиске месторождений углеводородов на основе создания методики прогнозирования нефтегазоносностн потенциально продуктивных интервалов разреза на базе комплексной интерпретации данных сейсмо- и электроразведки.

Основные задачи исследований:

1. Создание методики выявления и прогнозирования нефтегазоносности объектов различного типа на базе комплексной интерпретации материалов сейсмо- и электроразведки.

2. Разработка алгоритма расчета комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра, учитывающего различное соотношение продольного электрического сопротивления и прогнозных значений интервальных скоростей в продуктивных и непродуктивных интервалах разреза.

3. Создание программного обеспечения для расчета комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра с выходом на прогноз нефтегазоносности изучаемых комплексов отложений как в профильном, так и в площадном варианте.

4. Выяснение возможностей прогнозирования характера флюидонасыщения коллекторов различного типа на основе математического моделирования комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра.

5. Повышение эффективности геологоразведочных работ, направленных на поиск ловушек УВ различного типа, на основе применения разработанной методики.

Научная новизна

Теоретически обоснована и разработана методика прогнозирования нефтегазоносности изучаемого разреза, учитывающая различное соотношение характера распределения продольного электрического сопротивления и прогнозных значений интервальных скоростей в продуктивных и непродуктивных интервалах разреза.

Разработан алгоритм и программное обеспечение для расчета комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра (КП), позволяющего выполнить прогноз нефтегазонасыщенности интересующих интервалов разреза.

На базе математического моделирования комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра определены критерии диагностики флюида, заполняющего норовое пространство коллекторов различного типа.

Исследована и апробирована возможность выявления нефтегазоносных объектов структурного и неструктурного типа на основе анализа распределения КП как в профильном, так и в площадном варианте в регионах с существенно различным геологическим строением. Защищаемые положения:

1. Установлены закономерности изменения скоростей продольных волн, удельного электрического сопротивления и вычисляемого по данным сейсмо- и электроразведки комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра под влиянием залежей углеводородов в различных геолого-геофизических условиях.

2. Теоретически и экспериментально обоснована новая методика прогнозирования нефтегазоносности разреза, заключающаяся в вычислении и анализе комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра, учитывающего различное соотношение продольного сопротивления и интервальных скоростей в продуктивных и непродуктивных интервалах разреза, аномальные значения которого соответствуют участкам возможного скопления углеводородов.

3. Применение разработанной методики прогнозирования нефтегазоносно-сти на различных стадиях геолого-разведочного процесса позволило оценить перспективы малоизученных территорий, определить приоритетные направления поисков возможных типов ловушек углеводородов, разбраковать подготовленные сейсморазведкой структуры по степени их перспективности и оптимизировать местоположение сети разведочных и эксплуатационных скважин.

Практическая значимость работы

Разработанная автором методика прогноза нефтегазоносное™ перспективных интервалов разреза на основе комплексной интерпретации материалов сейсмо- и электроразведки позволяет осуществить прогноз нефтегазоносности отложений осадочного чехла, выявить новые перспективные объекты пе зависимо от типа предполагаемой ловушки, определить контур распространения залежей углеводородов на уже открытых месторождениях, оценить продуктивность подготовленных иод бурение структур и оптимизировать местоположение разведочных и эксплуатационных скважин.

Данная методика может быть использована на различных стадиях геолого-разведочных работ:

• на региональном этапе для проведения общей оценки перспективности исследуемой территории и выделении первоочередных объектов для детального изучения;

• на поисково-разведочном этапе при разбраковке подготовленных под бурение сейсморазведкой структур, оконтуривании залежей углеводородов, оптимизации местоположения разведочных и эксплуатационных скважин.

Использование методики в различных нефтегазоносных регионах России и Ближнего Зарубежья позволило выделить участки, наиболее перспективные с точки зрения обнаружения углеводородов, наличие которых в ряде случаев подтверждено последующим бурением. Реализация результатов работы

С целью изучения возможностей разработанной методики при прогнозировании нефтегазоносности перспективных земель отработано более 4000 пог.км сейсмоэлектроразведочных профилей в различных нефтегазоносных регионах России и СНГ.

Внедрение результатов разработанной методики прогноза нефтегазоносности осуществлено на базе Саратовской, Туринской (ПГО "Ханты-Мансийскгеофизика"), Опытно-методической (ПГО "Центргеофизика"), Гурьевской, Турланской (ПГО "Казнефтегеофизика") геофизических экспедиций, ЗапСибНИГНП (г.Тюмень), УГПП "Спецгеофизика", ПГО "Нижневолжскгеология", ЗАО "Лукойл-Саратов", ЗАО "Инзернефть" (г.Саратов), ООО «НПО «Геотехнология» (г.Саратов), КПР по Республике Мордовия, КПР по Кировской области, ООО «Ямбурггаздобыча»

Н.Уренгой), ОАО «Алойл» (г.Бавлы, Республика Татарстан), ОАО «Волго-граднефтегеофизика» (г.Волгоград).

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались на региональной научно-технической конференции молодых ученых и специалистов (г. Саратов, 1984г.), на научно-техническом семинаре-совещании по индукционной электроразведке ((г.Новосибирск, 1992г.), на совещании по региональным работам, проводимом МПР РФ (г.Москва, 1997г.), на Всесоюзной школе передового опыта "Применение высокоточной аэромагнитной съемке при поиске месторождений нефти и газа", (г.Ленинград, март 1990г.), на школе передового опыта "Методы прогноза, поисков и разведки неантиклинальных ловушек нефти и газа" (г. Ленинград, май 1991г.), на международной конференции "Неклассическая геоэлектрика" (г.Саратов, 1995г.), на III Международной конференции " Новые идеи о науках о Земле" (г.Москва, апрель 1997г.), на Международных Геофизических Конференциях и Выставках ЕАГО, EAGE и SEG (г.Москва, август 1993г., сентябрь 1997г.), на Международном симпозиуме "Новые высокие информационные технологии для нефтегазовой промышленности" (г.Уфа, 1999г.), на научно-практическом семинаре "Новые методы и технологии обработки и интрепретации геолого-геофизических данных при проведении поисково-разведочных работ на нефть и газ" (г.Саратов, октябрь 1999г.), на региональном совещании "Основные направления геологоразведочных работ в Поволжско-Прикаспийском регионе на 2002 год и последующие годы" (г. Саратов, ноябрь 2001г.), на научно-практической региональной конференции "Приоритетные направления геологоразведочных работ на территории Приволжского и Южного Федерального округов в 2004-20 Юг.г (г.Саратов, 29 сентября-3 октября 2003г.), Ежегодном координационном совещании ООО "Газпром" (г.Сочи, 2004г.), на научно-практической региональной конференции "Стратегия развития минерально-сырьевого комплекса

Приволжского и Южного Федерального округов на 2006 и последующие годы (г.Саратов, май 2005 г.)

Публикации

Основные положения диссертационной работы опубликованы в 27статьях и 2 патентах на изобретение. Фактический материал и лнчный вклад автора

Диссертация обобщает результаты теоретических, методических и экспериментальных исследований автора за 17-ти летний период работы в лаборатории комплексной интерпретации геолого-геофизической информации НВ НИИГГ. Разработка алгоритма методики, обработка и комплексная интерпретация фактического геолого-геофизического материала осуществлялась непосредственно автором при участии научного руководителя.

Автор выражает глубокую благодарность руководству и сотрудникам ФГУП «НВНИИГГ» д.г.-м.н. Воробьеву В.Я., д.г.-м.н.Михееву С.И., д.г-м.н. Орешкину И.В., д.г.-м.н. Огаджанову В.А., к.г.-м.н. Скорняковой Е.Г., Тита-ренко И.А. и сотруднику кафедры геофизики СГУ профессору к.г.-м.н. Рыс-кину М.И. за помощь и поддержку при организации работ и ценные замечания при обсуждении диссертации. Особую благодарность автор выражает коллективу лаборатории комплексной интерпретации геолого-геофизической информации за помощь при написании и оформлении работы.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Соколова, Ирина Петровна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные научные и практические результаты диссертационной работы сводятся к следующему:

Установлены закономерности изменения скоростей продольных волн, удельного электрического сопротивления и вычисляемого по данным сейсмо- и электроразведки комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра иод влиянием залежей углеводородов в различных геолого-геофизических условиях.

Теоретически и экспериментально обоснована новая методика прогнозирования нефтегазоносности разреза, заключающаяся в вычислении и анализе комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра, учитывающего различное соотношение продольного сопротивления и интервальных скоростей в продуктивных и непродуктивных интервалах разреза.

Разработан алгоритм и программное обеспечение для расчета комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра, аномальные значения которого соответствуют участкам возможного скопления углеводородов.

На базе математического моделирования комплексного сейсмоэлектроразведочного параметра определены критерии диагностики флюида, заполняющего поровое пространство коллекторов различного типа.

Исследована и апробирована возможность выявления нефтегазоносных объектов структурного и неструктурного типа на основе анализа распределения КП как в профильном, так и в площадном варианте в регионах с существенно различным геологическим строением.

Разработанная методика оценки нефтегазоносности перспективных интервалов разреза по комплексу наземных сейсмо- электроразведочных измерений позволяет обнаружить участки возможного скопления УВ и прогнозировать тип предполагаемой ловушки, что существенно повышает эффективность геолого-разведочных работ при поиске нефтегазовых месторождений, особенно в ловушках неструктурного типа. Возможность изучения пространственного положения залежи в любом стратиграфическом интервале разреза способствует оптимизации мест заложения поисково-разведочных скважин. Данная методика может быть использована при разбраковке по степени перспективности подготовленных под бурение сейсморазведкой структур, выявлении в разрезе и прогнозе нефтегазоносности ловушек неантиклинального типа, определении контуров распространения залежей углеводородов на уже открытых месторождениях. Использование методики в различных нефтегазоносных регионах России и Ближнего Зарубежья позволило выделить участки, наиболее перспективные с точки зрения обнаружения углеводородов, наличие которых в ряде случаев подтверждено последующим бурением.

Хорошее совпадение результатов сделанного прогноза с данными бурения скважин в различных геологических условиях доказывает высокую эффективность применяемой методики как на региональном, так и на поисково-разведочном этапе изучения территории.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Соколова, Ирина Петровна, Саратов

1. Авербух А.Г. Изучение состава и свойств горных пород при сейсморазведке / А.Г. Авербух // М.; Недра, 1982г.

2. Авчан Г.М. Физические свойства осадочных пород при высоких давлениях и температурах / Г.М. Авчан // М.; Недра, 1972г.

3. Бакиров А.А. Геология и геохимия нефти и газа / А.А. Бакиров // М.; Недра, 1982г.

4. Барулин Г.И. Геофизическая характеристика отложений палеозоя Нижнего Поволжья / Г.И. Барулин // Саратов; Изд-во СГУ, 1980г.

5. Барулин Г.И. Геофизические основы регионального прогноза нефтегазоносности / Г.И. Барулин // М.; Недра, 1983г.

6. Бродовой В.В. Комплексирование геофизических методов / В.В. Бродовой //М.; Недра, 1991г.

7. Бутенко Г.А. Прямой прогноз нефтегазоносности способом инфразвуковой сейсморазведки Кн.: Геология и минеральные ресурсы юго-востока Русской платформы / Бутенко Г.А., Михайлов В.А., Серебряков В.Ю. Саратов, 1998г.

8. Дахнов В.Н. Геофизические методы определения коллекторских свойств нефтегазонасыщеиия горных пород / В.Н. Дахнов // М.; Недра, 1975г.

9. Дмитриев А.Н. Геоэлектрическая модель среды с поляризованной залежью углеводородов /А.Н. Дмитриев // Разведочная геофизика, 1981г., №93, с. 23-30

10. Дортман Н.Б. Петрофизика / Н.Б. Дортман // Кн. I, Горные породы и полезные ископаемые, М.; Недра, 1992г.

11. Карус Е.В. Физико-химические основы прямых поисков залежей нефти и газа/ Е.В. Карус//М.; Недра, 1986г.

12. Каталог физических параметров горных пород Саратовского Поволжья / Министерство геологии СССР, НВНИИГГ.

13. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации / В.А. Комаров // М.; Недра, 1980г.

14. Комплексирование методов разведочной геофизики. Справочник геофизика / Бродовой В.В., Никитин А.А. // М.; Недра, 1984г.

15. Комплексирование геофизических методов при решении геологических задач / В.Е. Никитский, В.В. Бродовой // М.; Недра, 1987г.

16. Комплексирование геофизических методов при поисках органогенных построек в подсолевом разрезе Прикаспийской впадины / М.И. Рыскин, В.В. Романов, В.М. Лепилин и др. // Геология нефти и газа, 1998г., №7, С. 31-34.

17. Конценебин Ю.П. Комплексные геофизические исследования для прямых поисков нефти и газа в Саратовском Поволжье / Ю.П. Конценебин, В.А. Шестюк, Г.А. Шувалова // Геофизический сборник, Саратов, изд.СГУ; Вып. 2, 1979г. с.62-75.

18. Корольков Ю.С. Зондирование становлением электромагнитного поля для поиска нефти и газа / Ю.С. Корольков // М.; Недра, 1987г.

19. Кулаков Н.В. Размещение месторождений нефти и газа в западной части Прикаспийской впадины и ее обрамлении / Н.В. Кулаков /. Саратов, изд. СГУ, 1979г.

20. Кунин Н.Я. Комплексирование геофизических методов при геологических исследованиях / Н.Я. Кунин // М.; Недра, 1972г.

21. Лурье А.Г. Комплектная интерпретация геофизических данных на основе построения согласованной модели среды Кн. Разведочная геофизика / А.Г. Лурье, А.А. Чернов// М.; Недра; Вып. 95, 1982г., С. 110-116.

22. Мельников Н.В. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород / Н.В. Мельников, В.В. Ржевский, М.М. Протодьяконов// М.; Недра, 1975г.

23. Применение геофизических методов разведки для прямых поисков месторождений нефти и газа / Березкин В.М., Киричек М.А., Кунарев А.А. // Москва; Недра, 1978г.

24. Протодьяконов М.М. Распределение и корреляция физических свойств горных пород. Справочное пособие / М.М. Протодьяконов, Р.И. Тедер //, М.; Недра, 1981г.

25. Сидоров В.Л. Становление электромагнитного поля в неоднородных средах применительно к геофизическим исследованиям / В.Л. Сидоров, В.П. Гу-батенко, В.А. Глечиков// Саратов, изд. СГУ, 1977г.

26. Смилевец Н.П. Прогноз нефтегазоносности на основе комплексной интерпретации данных сейсмо-электро- и гравиразведки / Смилевец Н.П., Соколова И.П., Фефер О.М. и др. Деп. в ВИЭМС № 1033-МГ92, НВ НИИГГ, г.Саратов, 1992г., 24с.

27. Смилевец Н.Г1. Комплекс электро- и сейсморазведки при поиске сложно-построенных ловушек углеводородов в Западной Сибири ( Ай-Пимская площадь) / Н.П. Смилевец, И.П. Соколова, Г.Н. Осипова. Деп. в ВИЭМС № 1055-МГ93, НВ НИИГГ, г.Саратов, 1993г., 25с.

28. Смилевец Н.П. Новый подход к комплексной интерпретации геофизических данных / Н.П. Смилевец // Геофизика, 1997г., №6.

29. Смилевец Н.П. Комплексная интепретация геофизических данных на основе их адекватного представления в едином координатном пространстве

30. Смилевец Наталья Павловна // Автор диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Москва, 1999г.

31. Смилевец Н.П. Комплексная интерпретация данных сейсмо-, электро-, грави- и магниторазведки в пределах Восточного лицензионного участка / Н.П. Смилевец, И.П. Соколова // Отчет по договору № 08/16-99, Саратов, НВ НИИГГ, 1999г.

32. Смилевец Н.П. Способ геофизической разведки / Н.П. Смилевец, И.П. Соколова / Патент № 2155977 (РФ) // приор, от 19.05.1999г., зарегистрирован в Государственном реестре изобретений Российской Федерации г.Москва10 сентября 2000г.

33. Соколов B.JI. Поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений / B.JI. Соколов, А.Я. Фурсов // М.; Недра, 1984г.

34. Тархов А.Г. Принципы комплексирования в разведочной геофизике / А.Г. Тархов, В.М. Бондаренко, А.А. Никитин // М.; Недра, 1977г.

35. Тикшаев В.В. Электромагнитная разведка повышенной разрешенности методом становления поля с пространственным накоплением / В.В. Тикшаев// М.; Недра, 1989г., 176с.

36. Угарова Н.П. Комплексная интерпретация геофизических данных в слож-нопостроенных районах / Н.П. Угарова // Разведочная геофизика. 1980г. Вып.91, М.; Недра.

37. Федыиский В.В. О модели залежи нефти и газа как объекте прямых поисков геофизическими методами. / В.В. Федынский, К.Б. Аширов, С.С. Азаров //Докл. АН СССР, № 2, т. 242, 1978г. С.398-401.

38. Федынский В.В. Поиски неантиклинальных ловушек геофизическими методами / В.В. Федынский // Геология нефти и газа, №11, 1997г.

39. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых (петрофизи-ка). Справочник геофизика, М.; Недра, 1976г.

40. Шестюк В.Л. Применение комплекса геофизических методов для прогнозирования разреза и его нефтегазоносности в условиях прибортовой зоны Прикаспийской впадины / В.А.Шестюк //Саратов, изд. СГУ, 1984г.

41. Яковлев А.Г1. Изменение пород под влиянием нефти и газа и возможность их выявления геофизическими методами / А.П. Яковлев, З.Д. Круглова // М.; изд. ВИЭМС, 1977г.