Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Разработка комплекса оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ

ВАК РФ 25.00.12, Геология, поиски и разведка горючих ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Разработка комплекса оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ"

На правах рукописи УДК 550.98 (470.56)+550.83

Каширских Михаил Федорович

РАЗРАБОТКА КОМПЛЕКСА ОПЕРАТИВНЫХ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ОРЕНБУРГСКОГО НГКМ

Специальность: 25.00.12 - Геология, поиск и разведка горючих ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2006

Работа выполнена в Российском Государственном Университете нефти и газа имени И.М.Губкина

Научный руководитель: к.г.-м.н. Карнаухов С.М.

Официальные оппоненты: д.г.-м.н., профессор Поспелов В.В.

к.г.-м.н., Короткое Б.С.

Ведущее предприятие: ВолгоУралНИПИгаз

На заседании Диссертационного Совета Д 212.200.02 при Российском Государственном Университете нефти и газа им.И.М.Губкина по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, 65.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина

Автореферат разослан «_»_2006 г.

Защита состоится «.

/Г . В ауд. <2-5 ¿_

Ученый секретарь Диссертационного Совета к.г.-м.н., доцент

Руднев А.Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Перспективы развития топливно-энергетического комплекса России связаны не только с освоением месторождений нефти и газа в новых регионах нефтедобычи, но и в регионах с развитой инфраструктурой и трудоустроенным населением, т.е. на длительно разрабатываемых месторождениях, к числу которых относится Оренбургское нефтегазокондесатное месторождение.

Сокращение извлекаемых запасов на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении делает актуальной интенсификацию геологоразведочных работ на сопредельных территориях. Это позволит обеспечить сырьем Оренбургский газохимический комплекс. Перспективы выявления новых залежей углеводородного сырья связаны с работами в южной части 1 Предуральского краевого прогиба, на северо-востоке Прикаспийской синеклизы, в зоне Соль-Илецкого свода. Указанные территории имеют близкие геологические условия с рядом расположенным крупнейшим газоконденсатным месторождением Карачаганак и давно эксплуатируемым месторождением рифового типа Ишимбая, которое может иметь свое продолжение в районе западного борта Предуральского краевого прогиба.

Рассматриваемые территории имеют весьма сложное горногеологическое строение, обусловленное развитой солянокупольной и разломной тектоникой. Это затрудняет использование данных сейсморазведки для подготовки к поисковому бурению объектов в подсолевых карбонатных отложениях. Кроме того, широкий диапазон условий осадконакопления, в которых образовались породы, неоднородность литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств усложняет выделение и оценку в геологическом разрезе продуктивных отложений. При этом сроки поисковой лицензии составляют 5 лет. Поэтому анализ

информативности геолого-геофизических методов и формирование оперативного комплекса геолого-геофизических исследований, способных повысить достоверность выявления перспективных в отношении нефтегазоносности объектов, является актуальной проблемой.

Цель работы: разработка комплекса оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований для сопредельных малоизученных территорий Оренбургского НГКМ в условиях редкой сети бурения, больших глубин и жестких временных ограничений.

Основные задачи:

1. Обобщить и проанализировать результаты геологоразведочных работ и эффективность применявшихся комплексов геолого-геофизических исследований на сопредельных площадях Оренбургского НГКМ.

2. Оценить информативность разноуровневых геолого-геофизических исследований в районе работ.

3. Разработать методическую схему комплексирования оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях ОНКГМ.

4. Адаптировать сейсмогравиметрические комплексы СГК-2Д и СГК-ЗД для построения согласованной по глубине скоростной и плотностной моделей геологического разреза.

5. Усовершенствовать новые оперативные высокринформативные геофизические методы исследований, в частности, скважинные виброакустические исследования для определения твердости, плотности и петрофизические исследования керна и шлама методом инфракрасной спектрометрии применительно к горно-геологическим условиям Оренбуржья.

6. Обосновать рациональный комплекс оперативных геолого-геофизический исследований для выявления перспективных в отношении

нефтегазоносности объектов в зонах Предуральского краевого прогиба, Прикаспийской синеклизы и Соль-Илецкого свода.

Методы решения поставленных задач

Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях.

Достоверность научных выводов и рекомендаций соискателя обоснована сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований и апробацией в производственных условиях разработанных методов и технологий.

Научная новизна работы

1. Сложность горно-геологической обстановки и лицензионное ограничение предопределила предложенный автором информационный (вероятностно-статистический) подход к обоснованию оптимального комплекса геолого-геофизических исследований (ГГИ).

2. Выработаны критерии оценки информативности разноуровневых геолого-геофизических исследований при решении задач обнаружения углеводородных ловушек.

3. Обоснована необходимость системного комплексирования разноуровневой во времени и пространстве геолого-геофизической информации для ускоренного и малозатратного проведения работ на сопредельных территориях ОНГКМ. Такой подход реализован в разработанной методической схеме комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований для данной территории.

4. Разработан и защищен патентом РФ способ поисков и разведки залежей углеводородов (патент РФ №2123195)

5. Теоретически и практически подтверждена возможность использования виброакустического (ВАК) каротажа для определения твердости горных пород бурящихся скважин на Оренбургском НГКМ.

6. Предложен способ определения объемной интегральной плотности горных пород по данным виброакустического каротажа в процессе бурения.

7. Разработана новая методика обработки и интерпретации ИК спектров горных пород, позволяющая более точно определять их минеральный состав.

8. Разработано и защищено патентом РФ устройство для корректировки траектории горизонтальной скважины в процессе бурения. Патент РФ по заявке № 2005118498/22(020977).

Основные защищаемые положения

1. Повышение результативности поисково-разведочных работ на сопредельных территориях длительно разрабатываемых месторождений УВ в условиях ограниченного бурения и сложной горно-геологической обстановки - путем формирования рационального комплекса оперативных геолого-геофизических исследований, на основе оценки их информативности.

2. Методическая схема комплексирования оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ.

3. Определение литологического состава геологического разреза по данным метода инфракрасной спектрометрии.

4. Использование данных виброакустических _ исследований скважин в процессе бурения для определения твердости и плотности геологического разреза.

Практическая ценность работы заключается в следующем

1. Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, позволили, при поиске и разведке месторождений нефти и газа на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ, на основе

информационного подхода обосновать рациональный комплекс геолого-геофизических работ в сложных горно-геологических условиях и ограниченных сроков действия поисковой лицензии.

2. Подтверждена возможность практического использования усовершенствованной технологии инфракрасной спектрометрии и виброакустического каротажа для оперативного определения литологического состава, твердости и плотности горных пород.

3. Внедрен в промышленность сейсмогравиметрический комплекс СГК-2Д и СГК-ЗД для построения согласованной по глубине скоростной и плотностной модели.

4. На примере Нагумановского и Северо-Линевского лицензионных участков .показана результативность разработанных рациональных комплексов геолого-геофизических исследований. Так, например,, для Северо-Линевской .площади применение., комплекса сейсмогравиметрического моделирования позволило исключить ложный аномальный объект на временном разрезе.

5. Применение разработанной методической схемы комплексирования оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований позволило обеспечить рациональную организацию геолого-геофизических работ и минимизировать затраты на их проведение.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на НТС ООО «ОренбургГазпром» (г. Оренбург, 1998-2004 гг.), Научно-практической конференции Гальперинские чтения -2002 (г. Москва, ЕАГО-ЦГЭ, 2002 г.), XVI Губкинских чтениях (г. Москва, 2002 г.), 6-ой Всероссийской научно-' технической" конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2005 г.).

Результаты исследований автора изложены в семи опубликованных работах, в том числе, в двух патентах РФ.

Объем и структура работы

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 88 наименований и содержит 123 страницы машинописного текста, 33 рисунков и 19 таблиц.

Автор благодарен за помощь и советы при выполнении диссертационной работы научному руководителю к. г.-м.н. Карнаухову С.М. , научному консультанту д.т. н. профессору Стрельченко В.В., а также профессорам д.г.-м.н. Ермолкину В.И., д.г.-м.н. Филиппову В.П., д.т.н. Моисеенко A.C., к.г.-м.н. Филину A.C., к.г.-м. Егоровой И.В.; сотрудникам ВолгоУралНИПИгаз к.г-м.н. Политыкиной М.А., к.т.н. Баишеву В.З.; сотрудникам ОАО НПО «Нафтаком» к.т.н. Смирновой И.А., к.г.-м.н. Гаврикову А.Г., к.г-м.н. Лурье А.Г., Веселову А.К, Елманову М.И., Бузун Л.И., Васильевой В.А., Барановой A.B., Ерофееву В.М.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении приводится общая характеристика диссертационной работы, обоснована актуальность темы, сформулированы цель и главные задачи исследований, охарактеризована научная новизна и основные защищаемые положения.

В первой главе изложена геолого-геофизическая изученность района работ, приведены стратиграфическая и литологическая характеристики отложений осадочного чехла. Отмечено, что наиболее древними отложениями, вскрытыми на перспективных в отношении нефтегазоносности площадях Оренбуржья, являются породы бавлинской серии верхнего

протерозоя. Отложения этого возраста представлены аргиллитами, алевролитами, песчаниками и гравелитами.

Отложения ордовика вскрыты во многих скважинах Оренбургского вала и Соль-Иледкого свода. Они представлены в основном терригенными отложениями, с прослоями карбонатных пород в, средней и верхней частях разреза. Отложения ордовика с размывом перекрываются силурийскими и девонскими отложениями. К поверхности размыва приурочен отражающий горизонт «О».

Отложения силурийского возраста представлены известняками и доломитами с прослоями аргиллитов и алевролитов.

Девонские отложения с большим стратиграфическим перерывом залегают на разных горизонтах верхнего протерозоя, ордовика и силура. Они представлены в основном карбонатными и терригенно-карбонтными породами. Для отложения девона характерна выраженная фациальная изменчивасть по латерали и по разрезу. В их составе присутствуют глубоководные, склоновые, рифовые, мелководно морские и прибрежные образования. Стратиграфический диапазон развития девонских отложений значительно изменяется в различных структурных зонах. Наиболее сокращенный разрез девонских отложений наблюдается в пределах Оренбургского вала и его обрамления. Наиболее полные разрезы девона вскрыты скважинами в восточной части Восточно-оренбургского поднятия. Здесь в девонских отложениях выявлено три нефтеносных пласта, приуроченных к нижне- и верхнефранским карбонатам верхнего девона. ";

Каменноугольные отложения распространены в различных структурно-тектонических зонах весьма неравномерно, что связано с наличием внутри комплекса многочисленных региональных стратиграфических несогласий. Представлены отложения карбона главным образом породами карбонатного состава. Глинистые породы, развитые в тульском и верейском ярусах нижнего и среднего карбона, являются зональными покрышками для нижележащих отложений.

Нижнепермские (дсжунгурские) отложения представлены ассельским, сакмарским и артинским ярусами. Отложения представлены преимущественно карбонатными породами. В их строении отмечается фациальная изменчивость и развитие рифогенных образований вдоль западного борта ПКП и вдоль бортовой зоны ПС. Ближе к передовым складками Урала нижнепермские отложения представлены мощной толщей преимущественно терригенных пород.

Кугурский ярус нижней перми в нижней части (филипповский горизонт) представлен сульфатно-карбонатными породами. Верхняя часть яруса (иреньский горизонт) представлен преимущественно сульфатно-галогенными породами, слагающими соляные купола и гряды.

Верхнепермские отложения имеют преимущественно терригенный состав. Верхнепермские отложения на территории Соль-Илецкого выступа, ПКП и северной части Прикаспийской синеклизы резко различаются строением, составом и мощностью, что свидетельствует о широком диапазоне их фациальной изменчивости.

Отложения триаса залегают с размывом на эродированной поверхности верхнепермских пород, контролируемой крупногалечниковыми конгломератами в основании нижнего триасса. В песчано-глинистых отложениях этого возраста встречаются прослои и линзы бурых углей и гравия. Отметим, что прослои бурых углей хорошо выделяются в процессе бурения скважин по данным газового каротажа.

Юрские отложения залегают со стратиграфическим • несогласием на породах триасса. Представлены они песчано-алеврито-глинистыми породами с грубообломочными частями в основании, промышленными прослоями углей в средней части, и прослоями известняков, горючих сланцев, мергелей в верхней части. Поверхности размывов в основании триассовых и юрских отложений являются хорошими отражающими горизонтами и прослеживаются на временных разрезах по устойчивым осям синфазности.

Кроме того, поскольку юрские отложения заполняют мульды между соляными куполами, они находят свое отражение в гравиметрических полях.

Породы нижнемелового возраста в основном сохранились в центральных частях синклинальных структур. В нижней части разреза наблюдаются прослои, состоящие из железистых оолитов толщиной до 9 м.

Это свидетельствует о прибрежно-морской и континентальной обстановках

- . -1-

осадконакопления с активным гидродинамическим режимом. Отложения такого типа обычно хорошо отсортированы, имеют высокие фильтрационно-емкостные характеристики. Верхняя часть отложений нижнего мела представлена глинами, алевролитами и песками.

Отложения неогена на изучаемой территории имеют ограниченное распространение и представлены песками, глинами, либо чередованием песков, гравия и галечника.

Четвертичные отложения формировались в континентальных условиях, приурочены к речным долинам и представлены терригенными породами — глинами, песками, гравием и галечником.

Зона сочленения Волго-Уральской антеклизы (Соль-Илецкого свода), Прикаспийской синеклизы и Предуральского краевого прогиба отличается не только сложным литологическим составом, но и сложной геодинамической обстановкой. Так, в зоне Соль-Илецкого свода по данным многоволновой сейсморазведки выявлены четыре крупных тектонических элемента, контролируемых системой разломов и ступенчато-погружающихся с севера на юг по поверхности фундамента. В одном из них - Нагумановском блоке открыто нефтегазовое месторождение.

В зоне Предуральского краевого прогиба (ПКП) установлены надвиговые дислокации с углами наклона сместителя 20°-70° при амплитудах надвигов 3000-5000м. Подобные надвиговые образования на территории соседней Башкирии сформировали четыре приразломных вала, к которым приурочены газоконденсатные месторождения. Указанные

приразломные валы имеют свое продолжение на территории Оренбургской области.

Западный борт ПКП контролируется крупным разломом фундамента с опущенным восточным крылом. К зоне разломов, разделяющих Волго-Уральскую антеклизу (ВУА) и ПКП приурочена барьерная рифовая система нижнепермского возраста.

Особое место в геологическом строении занимают субширотные структуры, обусловленные субширотными региональными разломами. Интересным фактом является то, что все субширотные разломы прослеживаются и в вышезалегающих отложениях. Предполагается, что крупные залежи углеводородов могут быть приурочены к местам пересечения разломов субширотного и субмеридионального простирания.

Различия в условиях генезиса подсолевых отложений ВУА, ПКП и ПС коррелируеются с изменением емкостных и фильтрационных свойств отлоежний, а также с морфологией и характером развития коллекторов и флюидоупоров. В связи с этим, в условиях бурения по редкой сети, а также при глубоком и сверхглубоком бурении эффективность поиска скоплений углеводородного сырья может быть повышена за счет привлечения данных литолого-фациального анализа отложений.

Проведенное и изложенное в главе 1 обобщение результатов исследований позволяет сделать следующие выводы.

1. Наличие соляно-купольной и разломной тектоники, рифогенеза делает целесообразным изучение объемной интегральной плотности геологического разреза по данным виброакустического каротажа (ВАК) и адаптацию в производство сейсмогравиметрического комплекса на основе высоко разрешающей сейсморазведки 2Д, ЗД (ВРС) и высокоточной гравики (ВТГ) для построения глубинной скоростной и плотностной модели среды. Это позволит на поисковом этапе изучить геометрию и литологию геологического разреза от дневной поверхности до переходной зоны и далее

до забоя скважины, а также оценить перспективы сейсмостратиграфического анализа данных на эксплуатационном этапе.

2. Наличие козырьков и кепроков в зонах соляных куполов и выход коренных пород в зонах ПКП делают актуальной задачу изучения ВЧР от дневной поверхности до уровня стабилизации скоростной и плотносткой характеристики геологического разреза, применяя структурное бурение на глубину до 700 - 1 ООО м.

3. Наличие разломной тектоники и фактически полного спектра континентальных, прибрежно-морских и морских типов ловушек углеводородов, связанных с отложениями различного генезиса, делают целесообразным дополнить используемый комплекс методов ГИС спектрометрической модификацией гамма-метода и пластовой наклонометрии.

4. Широкий диапазон изменения литологического состава коллекторов и флюидоупоров позволяет рекомендовать включить в комплекс петрофизических исследований метод инфракрасной спектроскопии как в стационарной петрофизической лаборатории, так и на борту буровой установки.

■ '5. Сложные горно-геологические условия района работ, полифациальный характер отложений, сформировавшихся в различных условиях осадконакопления, стадийность геолого-разведочного процесса и жесткие временные рамки, определяемые сроком действия лицензии, а также широкий комплекс разноуровневых геолого-геофизических методов делают целесообразным' разработку методической схемы комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях ОНГКМ.

Вторая глава диссертации посвящена решению проблемы определения рационального комплекса геофизических методов для обнаружения залежей углеводородов.

Важной задачей при обнаружении залежей углеводородов является определение комплекса методов геофизических исследований. Решение этой проблемы имеет большое технико-экономическое значение. С одной стороны, недостаток числа методов исследований приводит к информационному дефициту и невозможности решения обратной задачи. С другой стороны, избыточные малоинформативные параметры не приносят ожидаемого результата и поэтому временные и экономические затраты на их определение неоправданны.

Это ключевая проблема геофизических исследований. От ее решения зависит не только эффективность обнаружения залежей нефти и газа, но и качество разрабатываемых проектов по обустройству и эксплуатации месторождения. Это связано с тем, что информационной основой для эффективной разработки месторождения служит измеренная полевая и промыслово-геофизическая информация.

При решении задачи обнаружения ловушек углеводородов обоснование комплекса измеряемых параметров относится к числу наиболее сложных задач и зачастую решается качественно, на основании экспертных оценок. Для этих целей необходимо использовать опыт ранжирования, т.е. упорядочения методов по степени их значимости, накопленный специалистами в области геофизических исследований.

Нами проведен сбор и обработка информации о составе и значимости (рангах) методов, используемых при выделении перспективных объектов на нефтегазоконденсатных месторождениях Оренбуржья. ,

В состав комплекса полевых геофизических исследований в настоящее время входят следующие методы: сейсморазведка, высокоточная гравиразведка, низкочастотная акустическая разведка АНЧАР, электроразведка, геохимические методы, магниторазведка,

дифференциально-нормированный метод электроразведки (ДНМЭ).

Для проверки согласованности ранжировки указанных выше параметров было вычислено значение статистики Фридмана по формуле, приведенной в ГОСТ 12554.2-81:

*3=-ГТ^ЁёХЭ'-З^и + и

и значение параметра ^ =

т(п- 1)-х„

где т — число экспертов, п - число ранжируемых параметров, у - номер параметра, / - номер эксперта,

Я,у — рангу'-ого параметра, присваиваемый ему 1-ым экспертом. Как показали расчеты, к наиболее значимым параметрам, подлежащим измерению при поисках ловушек нефти и газа на ОНГКМ, относятся параметры, определяемые методами (в порядке рангов): сейсморазведки, высокоточной гравиметрии, АНЧАР, ДНМЭ, электроразведки, магниторазведки, геохимических методов.

При определении комплекса геофизических методов для решения конкретной геологической задачи возникает проблема сравнения параметров, полученных методами, отличающимися по своей физической сущности. Поэтому для сравнения таких параметров необходима единая объективная мера, которая характеризует долевое участие параметра (метода) в решении конкретной геологической задачи.

В работе в качестве такой единой обобщенной меры сравнения параметров различных геофизических методов при решении задачи обнаружения нефтегазоносных ловушек предлагается использовать их информативность, определяемую по формуле:

где х(рх/'з,...** - значения параметров в соответствующих интервалах г,р,...,к, характеризующих первое состояние объекта (наличие углеводородных ловушек);

х21<х21>'"х2л • значения параметров в соответствующих интервалах г,р,...,к, характеризующих второе состояние объекта (отсутствие углеводородных ловушек);

Р,к„,Р2к„ - вероятности значений параметров в интервалах г,р,...,к, соответствующих первому и второму состояниям объекта.

По указанной формуле были определены значения информативности для всех используемых в районе работ методов для обнаружения в геологическом разрезе ловушек углеводородов. Наибольшую информативность получил параметр «амплитуда» сейсмических сигналов 1ср—1,94, для высокоточной гравиразведки и для метода АНЧАР значения информативности составили соответственно 1,33 и 1,05.

Таким образом, введение единой обобщенной меры -информативности, позволяет сравнивать различные по физической сущности и размерности параметры геофизических методов.

В данной главе рассмотрен метод последовательной диагностической процедуры при геофизических исследованиях крупных сложнопостроенных залежей, когда трудно достаточно достоверно оценить состояние объекта исследований. В этом случае, по мнению автора целесообразно .применять процедуру специальных методов обработки данных — методы распознавания образов.

В диссертационной работе нами был использован метод последовательной диагностической процедуры, заключающийся в использовании отношения правдоподобия Ваальда о принадлежности состояния к тому или иному классу. В нашем случае это принятие решения о наличии или отсутствии углеводородных ловушек в геологических структурах того или иного региона.

Были рассчитаны диагностические коэффициенты и информативности для всех основных методов, используемых при определении наличия или отсутствия ловушек. Установлено, что при реализации метода последовательной диагностической процедуры информативность составила следующие величины: сейсморазведка - 1,94; высокоточная гравиметрия -1,55; АНЧАР - 0,9; электроразведка - 0,7 и геохимическая съемка - 0,3.

Следует отметить, что, имея представительную выборку значений измеряемых параметров при поисках ловушек и применяя последовательную диагностическую процедуру, возможно оптимизировать число измеряемых параметров. Показано, что для надежного выявления ловушек необходимо привлекать дополнительно новые высокоинформативные методы.

Во второй главе описан разработанный нами вероятностно-статистический метод обоснования комплекса измеряемых параметров при обнаружении ловушек углеводородов в осложненных геологических условиях. Сущность метода заключается в следующем. Для заданной вероятности обнаружения ловушек в осложненных геологических условиях по распределению информативностей параметров геофизических методов определяется значение суммарной информативности параметров. По суммарной информативности и значениям информативностей конкретных параметров определяется комплекс параметров, измерение которых обеспечивает с заданной вероятностью обнаружение углеводородных ловушек.

В результате выполненных исследований можно сделать следующие выводы.

1. Анализ результатов обнаружения в геологическом разрезе ловушек углеводородов позволил установить, что указанные события относятся к случайным, зависящим от числа и информативности используемых параметров геофизических методов.

2. В качестве единой обобщенной меры сравнения используемых геофизических методов предложено использовать величину их

информативности, численно равную сумме произведения логарифма отношения вероятностей значений параметров для различных состояний изучаемого геологического разреза и алгебраической разности этих вероятностей.

3. Разработан новый вероятностно-статистический метод определения измеряемых геофизических параметров, достаточного для оценки состояния объекта в осложненных геологических условиях.

В третьей главе диссертации рассмотрены новые методы геофизических исследований скважин, рекомендуемые для включения в комплекс методов обнаружения ловушек углеводородов. Одним из таких методов является инфракрасный спектральный метод определения минерального состава горных пород.

На современном этапе количественный анализ различными ИК-спектрофотометрическими способами проводится с использованием компьютеров. ЭВМ позволяет обеспечить высокую точность, воспроизводимость, способность к хранению информации. Повышение эффективности метода предполагает наряду с техническими усовершенствованиями разработку пакета прикладных программ, обеспечивающих как управление аппаратурой, так и обработку спектральной информации.

В диссертации разработан метод номографических диаграмм. Номограммы обеспечивают большую наглядность и простоту интерпретации получаемых результатов. Метод некритичен к качеству подготовки проб и не требует строгого контроля толщины исследуемого образца. Важным преимуществом метода является то, что построенная номограмма дает возможность осуществить анализ проб в полевых условиях при использовании автономного прибора (рис. 1).

На основе экспериментальных исследований подтверждена возможность применения абсорбционной инфракрасной спектрометрии для оперативного определения минерального состава образцов керна и бурового шлама из скважин Оренбургского НГКМ.

Разработана новая методика обработки и интерпретации ИК-спектров горных пород, позволяющая более точно определять их минеральный состав.

В третьей главе диссертации описан усовершенствованный при непосредственном участии автора виброакустический метод определения твердости горных пород бурящейся скважины.

В соответствии с предположением о возможной связи параметров виброакустических сигналов с твердостью горных пород автором были проведены исследования влияния механических свойств пород на амплитудно-частотные характеристики акустических сигналов в кернах, отобранных из скважин ОНГКМ.

В результате проведенных экспериментов был получен набор амплитудно-частотных (АЧХ) характеристик колебаний в горных породах различной твердости. В качестве образцов исследовались керны песчаника, глины, глинистого сланца, известняка. Задачей этих исследований являлось нахождение связи АЧХ с твердостью горных пород осадочного комплекса, типичных для Оренбургского НГКМ.

Как показал анализ, АЧХ виброакустических сигналов в горных породах различной литологии имеют сложную форму кривых. АЧХ вибросигналов имеет один четко выраженный максимум на определенных частотах и сглаженную форму кривых на остальных частотных интервалах (рис.2).

Значение области частот, которой принадлежит максимум спектра, находится в обратной зависимости от твердости пород. Например, для глин с твердостью 97 кгс/мм2 частотная область максимума спектральной характеристики охватывает интервал 3,1-5-3,3 кГц, а для доломита с твердостью 290 кгс/мм2 - интервал 2,7-^2,9 кГц.

В таблице 1 приведены механические и частотнозависимые характеристики терригенных и карбонатных пород ОНГКМ. Известно, что радиус распространения упругих колебаний бурового инструмента" зависит от литологии разбуриваемых пород, в частности, от механических параметров, и может варьироваться от нескольких десятков сантиметров до

нескольких метров. Очевидно, что породы разной твердости, находящиеся в этом объеме окажут влияние на АЧХ регистрируемых колебаний.

60

г. кГц Рис.2.

АЧХ вибросигналов в образце керна доломита твердостью 290 кгс/мм2и глины твердостью 97 кгс/мм2

Можно утверждать, что по мере приближения долота к подошве пласта залегающий ниже подошвы пласт окажет влияние на спектральный состав регистрируемых колебаний. Другими словами, появляется принципиальная возможность прогнозировать по механическим свойствами, например, твердости, разрез впереди забоя скважины.

В работе проанализированы построенные математические модели расчета твердости горных пород метода виброакустического каротажа в скважинах ОНГКМ.

Также в третьей главе диссертации рассмотрена возможность прогнозирования интегральной объемной плотности пород с использованием определяемой по АЧХ их твердости (рис.3). Показана целесообразность продолжения исследовательских работ по уточнению корреляционных связей между твердостью и плотностью горных пород в скважинах Оренбуржья.

Таблица 1.

Механические и частотнозависимые характеристики терригенных и карбонатных пород ОНГКМ

Na образа a Тип породы керна Твердость , кгс/мм2 Пористость, К„,% Ср.знач. эксперимент, характер, частоты, ^ кГц Относит, погрешн. Af/fx,%

1 2 3 4 6 7

1 Глина 101 28,2. 3,23 0,58

2 Глина 97 30,2 3,23 0,7

3 Глина 102 24,8 3,24 -0,45

4 Глина 103 21,9 3,23 -0,33

5 Глина 99 33,4 3,23 0,64

6 Доломит 302 17,4 2,80 -0,76

7 Доломит 295 18,2 2,82 -0,53

8 Известняк 69 15,4 3,4 0,8

9 Известняк 40 16,0 3,59 -0,46

10 Песчаник 239 15,2 2,89 -0,56

11 Песчаник 390 11,1 2,7 -0,43

12 Глинистый сланец 50 18,6 3,48 -0,57

13 Глинистый сланец 56 15,9 3,45 -0,43

Твердость

Рис. 3. Зависимость плотности осадочных пород от их твердости

В четвертой главе диссертации рассмотрены вопросы повышения эффективности ГРР на нефть и газ путем совместного использования данных разноуровневых геолого-геофизических исследований подсолевых отложений.

На основе проведенного анализа современного состояния комплексирования данных разноуровневых геолого-геофизических исследований - сейсморазведки, гравиразведки, магниторазведки, геохимической съемки, геолого-технологических исследований в процессе бурения (ГТИ), геофизических исследований скважин (ГИС), петрофизических исследований по керну и шламу для решения задач определения литологической принадлежности отложений, литолого-фациального анализа осадков, прогнозирования интервалов с улучшенными коллекторскими свойствами и прямых поисков залежей углеводородов, автором разработана методическая схема совместного использования (комплексирования) указанных разноуровневых наблюдений. (Рис.4) Ее особенностью является то, что она учитывает все стадии геологоразведочного процесса — от региональных до детализационных исследований, когда объектом изучения являются характеристики отдельного пласта.

Предложенная структура прямых и обратных связей обеспечивает возможность постоянной взаимопроверки и корректировки получаемых результатов, способствует повышению их достоверности, что особенно важно в условиях бурения по редкой сетке.

Так, например, определение такого важного параметра, которым является акустическая жесткость, в соответствии с разработанной схемой комплексирования осуществляется по данным не только исследования скважин в процессе бурения, петрофизическим определениям по керну и шламу, данным ГИС и ВСП, но и по данным сейсмогравиметрического согласования скоростной и плотностной моделей среды. Возможность использования для определения указанного параметра многих разноуровневых информационных потоков позволяет повысить достоверность его определения. Учитывая, что данные об акустической жесткости используются для целей геосейсмического моделирования, прогноза аномально высоких пластовых давлений, пористости и других задач, их решение осуществляется также более достоверно.

Разработанная структура связей образует целостную, динамическую, информационно открытую систему и обеспечивает не только универсальность применении разработанной схемы комплексирования, но также рациональную организацию самих геолого-геофизических работ в условиях ограниченного числа буровых скважин, сложного объекта исследований и жестких временных рамок, ограниченных сроком действия лицензии.

Особенностью разработанной схемы комплексирования геофизических, геолого-технологических и петрофизических исследований является то, что она представляет собой реализацию дерева цели, крону которого составляют элементы, связанные с изучением межскважинного и околоскважинного пространства.

В результате применения разработанной схемы комплексирования разноуровневых наблюдений осуществляется прогноз перспективных в

отношении нефтегазоносности интервалов, литологической принадлежности отложений, геодинамических характеристик разреза делаются рекомендации по оптимальному заложению разведочных и эксплуатационных скважин.

Как было выше изложено, при формировании рациональных комплексов геофизических методов, нами был использован критерий информативности. Учитывая, что наиболее высокой информативностью характеризуется сейсморазведка, дополнительно к ней в комплекс исследований мы включили второй по значимости метод гравиразведки. Благоприятными геологическими условиями для этого, являются высокая дифференциация плотностного разреза и наличие солянокупольной тектоники.

Внедрение с нашим участием сейсмогравиметрического комплекса СГК-2Д, ЗД позволило уточнить плотностную и скоростную модели среды и выявить ложную аномалию на сейсмическом временном разрезе.

Сейсмопрофиль № 55, обработанный в зоне ПКП по разработанной нами технологии позволил выявить на глубине 3,5-6 км неструктурный сейсмический элемент протяженностью более 12 км.

Основной задачей поискового этапа являются структурные построения геологической модели среды , т.е. геометризация объекта.

Для получения качественных материалов сейсморазведки необходимо рациональное использование систем наблюдения, изучение ВЧР, адекватный подбор скоростной модели среды.

Для стабилизации скоростной модели среды наиболее эффективным средством является площадная гравиразведка. Ее результативность зависит главным образом от трехмерной плотностной модели среды.

В работе проведено сопоставление плотностных моделей среды, получаемых по данным разноуровневых исследований ГГМ-П, АК, ВСП и ВАК, характеризующихся различными радиусами исследования. Несомненным достоинством ВАК является то, что для его реализации не требуется остановки бурения.

В качестве примера были сопоставлены результаты определения плотностной характеристики геологического разреза, вскрытого • скважиной №1 Нагумановская. В интервале 5484-5560 и плотностная характеристика по данным сейсмики занижена.

1. Учитывая, что радиус исследования при сейсморазведке на отраженных волнах, более чем на порядок превышающий радиус исследования методом плотностного каротажа, это может свидетельствовать о наличии коллекторов в удаленной от скважины зоне.

2. Построение карт изменения плотности по площади на различных уровнях позволяет оптимизировать сейсмогравиметрическое моделирование.

МЕТОДИЧЕСКАЯ СХЕМА КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ ОПЕРАТИВНЫХ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНЫХ ГЕОЛОГО-ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ НА СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЯХ ОНГКМ

Рис.4

В этой части диссертационной работы можно сделать следующие выводы.

1. На основе уточненной скоростной и плотностной модели, построенной по данным высокоразрешающей сейсморазведки и детальной гравиразведки в условиях солянокупольной тектоники, показана возможность выявления ложных сейсмических аномалий и детализации разреза на крыльях купола.

2. Построение плотностной модели по данным разноуровневых геолого-геофизических исследований позволяет повысить детальность выявления перспективных в отношении нефтегазоносности интервалов.

3. Методы прямых поисков нефтегазоперспективных зон на разведанном и эксплуатационном этапах, целесообразно для плановой локализации выявленных бурением объектов.

В заключении обобщаются результаты выполненной работы и приводятся основные выводы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Показано, что специфика проведения геолого-разведочных работ на нефть и газ на объектах, сопредельных с ОНГКМ, обусловлена сложностью горно-геологических и технических условий, необходимостью выбора оптимального комплекса геофизических исследований с применением новых высокоинформативных методов.

2. Анализ результатов выявления в геологическом разрезе ловушек углеводородов позволил установить, что указанные события относятся к случайным, зависящим от числа и информативности используемых параметров геофизических методов.

3. В качестве единой обобщенной меры сравнения используемых геофизических методов предложено использовать величину их информативности, численно равную сумме произведения логарифма отношения вероятностей значений геофизических параметров для различных состояний изучаемого геологического разреза и алгебраической разности этих вероятностей. На основании проведенных исследований разработан вероятностно-статистический способ определения комплекса геофизических методов достаточного для оценки состояния объекта исследований на сопредельных с ОНГКМ территориях.

4. Представляется, что в связи с тем, что проблема обоснования необходимого комплекса измеряемых параметров является важной всюду, где производится оценка состояния сложного геологического объекта, разработанная технология может найти применение при решении различных геолого-геофизических задач.

5. Поиск перспективных в отношении нефтегазоносности объектов на длительно разрабатываемых месторождениях нефти и газа целесообразно осуществлять путем комплексирования полевых геофизических методов сейсморазведки, высокоточной гравиметрии, методов исследования скважин в процессе бурения (виброакустический каротаж, петрофизические исследования по шламу, керну и промывочной жидкости методом инфракрасной спектрометрии).

6. Разработанная методическая схема комплексирования оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований сопредельных территорий ОНГКМ позволяет рационально организовать геолого-геофизические работы в условиях редкой сети бурения, сложных горно-геологического строения разреза и жестких временных рамок, ограниченных сроком лицензии.

"7. На основе уточненной скоростной и плотностной модели, построенной по данным сейсмогравиметрического моделирования (высокоразрешающей сейсморазведки и детальной гравиразведки) в условиях солянокупольной тектоники показана возможность выявления ложных сейсмических аномалий и детализация разреза на крыльях купола, структурных и неструктурных элементов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Веселов А.К, Смирнова И.А., Каширских М.Ф и др. Применение высокоточной гравиметрии при эксплуатации ПХГ и газовых месторождений. Газовая промышленность, №8, 1997, с. 52-54.

2. Карнаухов С.М., Каширских М.Ф., Редекоп В.А., Редекоп PI.А. 1998 Геофизический способ поисков и разведки залежей углеводородов. Патент РФ №2123195, 1997,

3. Редекоп В.А., Каширских М.Ф., Елманов М.И., Карнаухов С.М. Возможности программного комплекса ВИМСЕЙС (визуальное интерактивное моделирование сейсмических горизонтов) для решения задач скважинной сейсморазведки. Материалы научно-практической конференции «Гальперинские чтения - 2002». - ВСП, ГИС и наземная сейсморазведка. - Москва, ЕАГО-ЦГЭ, 2002, с. 40-45.

4. Каширских М.Ф., Карнаухов С.М., Филин A.C. Анализ состояния изученности надсолевых отложений юга Оренбургской области с целью проведения ПРР на наиболее перспективных локальных объектах. Тез.докл.16-х Губкинских чтений. - Москва, 2002, с.68.

5. Каширских М.Ф., Карнаухов С.М., Стрельченко В.В. Сейсмо-гравиметрический комплекс СГК-2Д, СГК-ЗД — современный подход к изучению сложных горно-геологических территорий на нефть и газ. -Тез.докл. 6-ой научно-технической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России», 2005, с.48,

6. Каширских М.Ф., Инфракрасный спектральный метод определения минерального состава керна и бурового шлама. - М., Нефть, газ и бизнес, №4,2005, с.64-67.

7. Моисеенко A.C. Стрельченко В.В., Горохов A.B., Каширских М.Ф. Устройство для корректировки траектории горизонтальной скважины в процессе бурения. Патент РФ по заявке №2005118498 от 14.06.2005.

Соискатель:

М.Ф.Каширских

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Каширских, Михаил Федорович

Введение.

Глава 1. Геолого-геофизическая изученность, тектоника и ф нефтегазоносность района работ.

1.1. Стратиграфическая и литологическая характеристика отложений осадочного комплекса.

1.2. Геодинамическая характеристика района работ.

1.3. Обоснование прогноза нефтегазоносности по данным геодинамического и литолого-фаииального анализа проиесса осадконакопления отложений.

1.4.Фильтрационно-емкостные свойства и нефтегазоносность подсолевых отложений Оренбуржья.

Глава 2. Оптимизация комплекса геофизических методов для # обнаружения залежей углеводородов.

2.1. Определение комплекса геофизических методов по результатам экспертных оиенок.

2.2. Информативность как критерий сравнения различных методов геофизических исследований.

2.3. Метод последовательной диагностической проиедуры для классификаиии геологических методов при поиске углеводородных ловушек.

2.4. Вероятностно-статистическая методика определения комплекса геофизических исследований при решении задачи обнаружения ловушек углеводородов в осложненных геологических условиях.

Глава 3. Методы геофизических исследований скважин, рекомендуемые для включения в комплекс методов обнаружения ловушек

3.1. Инфракрасный спектральный метод определения состава горных пород.

3.1.1. Инфракрасный спектральный метод.

3.1.2. Методика оперативного инфракрасного спектрального анализа минерального состава керна и шлама.

3.1.3. Метод номографических диаграмм.

3.1.4. Автоматизированная обработка данных ИК спектрометрического метода определения минерального состава горных пород.

3.2. Виброакустический метод определения твердости горных пород бурящейся скважины.

3.2.1. Теоретическое и экспериментальное обоснование метода исследования.

3.2.2. Математические модели расчета твердости горных пород методом ВАК в скважинах Оренбургского НГКМ.

3.2.3. Определение интегральной объемной плотности горных пород. 140 Ф 3.2.4. Способ и измерительная система для оперативного контроля траектории горизонтальной скважины.

Глава 4. Повышение эффективности нефтегазопоисковых работ на основе совместного использования данных разноуровневых геолого-геофизических исследований.

4.1 Методическая схема комплексирования данных разноуровненных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях ОНГКМ.

4.2 Информативность сейсмических исследований в зоне Волго-Уральской антеклизы. Прикаспийской синеклизы и Предуральского ф краевого прогиба.

4.3. Информативность гравиразведки при изучении подсолевого осадочного комплекса.

4.4. Информативность магниторазведки при изучении подсолевых осадочных пород.л.

4.5 Прямые поиски нефтегазоперспективных зон на основе совместного использования высокоточной гравиразведки. дифференииальнонормированного метода электроразведки. низкочастотной акустической разведки и геохимических методов.

4.6. Построение детальной плотностной модели среды по данным сейсморазведки МОГТ, ГИС и виброакустических исследований скважин в проиессе бурения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Разработка комплекса оперативных поисково-разведочных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ"

Перспективы развития топливно-энергетического комплекса России связаны не только с освоением месторождений нефти и газа в новых регионах нефтедобычи, но и в регионах с развитой инфраструктурой и трудоустроенным населением, т.е. на длительно разрабатываемых месторождениях, к числу которых относится Оренбургское нефтегазокондесатное месторождение.

Сокращение извлекаемых запасов на Оренбургском нефтегазоконденсатном месторождении делает актуальной интенсификацию геологоразведочных работ на сопредельных территориях. Это позволит обеспечить сырьем Оренбургский газохимический комплекс. Перспективы выявления новых залежей углеводородного сырья связаны с работами в южной части Предуральского краевого прогиба, на северо-востоке Прикаспийской синеклизы, в зоне Соль-Илецкого свода. Указанные территории имеют близкие геологические условия с рядом расположенным крупнейшим газоконденсатным месторождением Карачаганак и давно эксплуатируемым месторождением рифового типа Ишимбая, которое может иметь свое продолжение в районе западного борта Предуральского краевого прогиба.

Рассматриваемые территории имеют весьма сложное горногеологическое строение, обусловленное развитой солянокупольной и разломной тектоникой. Это затрудняет использование данных сейсморазведки для подготовки к поисковому бурению объектов в подсолевых карбонатных отложениях. Кроме того, широкий диапазон условий осадконакопления, в которых образовались породы, неоднородность литологического состава и фильтрационно-емкостных свойств усложняет выделение и оценку в геологическом разрезе продуктивных отложений. При этом сроки поисковой лицензии составляют 5 лет. Поэтому анализ информативности геолого-геофизических методов и формирование оперативного комплекса геолого-геофизических исследований, способных повысить достоверность выявления перспективных в отношении нефтегазоносности объектов, является актуальной проблемой.

Цель работы: разработка комплекса оперативных гео лого-геофизических исследований для сопредельных малоизученных территорий Оренбургского НГКМ в условиях редкой сети бурения, больших глубин и жестких временных ограничений.

Основные задачи:

1. Обобщить и проанализировать результаты геологоразведочных работ и эффективность применявшихся комплексов геолого-геофизических исследований на сопределенных площадях Оренбургского НГКМ.

2. Оценить информативность разноуровневых геолого-геофизических исследований в районе работ.

3. Разработать методическую схему комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований на сопредельнных территориях ОНКГМ.

4. Адаптировать сейсмогравиметрические комплексы СГК-2Д и СГК-ЗД для построения согласованной по глубине скоростной и плотностной моделей геологического разреза.

5. Усовершенствовать новые оперативные высокоинформативные геофизические методы исследований, в частности, скважинные виброакустические исследования для определения твердости, плотности и петрофизические исследования керна и шлама методом инфракрасной спектрометрии применительно к горногеологическим условиям Оренбуржья.

6. Обосновать рациональный комплекс оперативных геологогеофизический исследований для выявления перспективных в отношении нефтегазоносности объектов в зонах Предуральского краевого прогиба, Прикаспийской синеклизы и Соль-Илецкого свода.

Методы решения поставленных задач

Для решения поставленных задач проводились теоретические и экспериментальные исследования в лабораторных и полевых условиях.

Достоверность научных выводов и рекомендаций соискателя обоснована сопоставлением результатов теоретических и экспериментальных исследований и апробацией в производственных условиях разработанных методов и технологий.

Научная новизна работы

1. Сложность горно-геологической обстановки и лицензионное ограничение предопределила предложенный автором информационный (вероятностно-статистический) подход к обоснованию оптимального комплекса геолого-геофизических исследований (ГГИ).

2. Выработаны критерии оценки информативности разноуровневых геолого-геофизических исследований при решении задач обнаружения углеводородных ловушек.

3. Обоснована необходимость системного комплексирования разноуровневой во времени и пространстве геолого-геофизической информации для ускоренного и малозатратного проведения работ на сопредельных территориях ОНГКМ. Такой подход реализован в разработанной методической схеме комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований для данной территории.

4. Разработан и защищен патентом РФ способ поисков и разведки залежей углеводородов (патент РФ №2123195)

5. . Теоретически и практически подтверждена возможность использования виброакустического (ВАК) каротажа для определения твердости горных пород бурящихся скважин на Оренбургском НГКМ.

6. Предложен способ определения объемной интегральной плотности горных пород по данным виброакустического каротажа в процессе бурения.

7. Разработана новая методика обработки и интерпретации ИК спектров горных пород, позволяющая более точно определять их минеральный состав.

8. Разработано и защищено патентом РФ устройство для корректировки траектории горизонтальной скважины в процессе бурения. Патент РФ по заявке № 2005118498/22(020977).

Основные защищаемые положения

1. Повышение результативности поисково-разведочных работ на сопредельных территориях длительно разрабатываемых месторождениях УВ в условиях ограниченного бурения и сложной горно-геологической обстановки - путем формирования рационального комплекса оперативных геолого-геофизических исследований на основе оценки их информативности.

2. Методическая схема комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ.

3. Определение литологического состава геологического разреза по данным метода инфракрасной спектрометрии.

4. Использование данных виброакустических исследований скважин в процессе бурения для определения твердости и плотности геологического разреза.

Практическая ценность работы заключается в следующем

1. Результаты, полученные в ходе выполнения диссертационной работы, позволили, при поиске и разведке месторождений нефти и газа на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ, на основе информационного подхода обосновать рациональный комплекс геолого-геофизических работ в сложных горно-геологических условиях и ограниченных сроков действия поисковой лицензии.

2. Подтверждена возможность практического использования усовершенствованной технологии инфракрасной спектрометрии и виброакустического каротажа для оперативного определения литологического состава, твердости и плотности горных пород.

3. Внедрен в промышленность сейсмогравиметрический комплекс СГК-2Д и СГК-ЗД для построения согласованной по глубине скоростной и плотностной модели.

4. На примере Нагумановского и Северо-Линевского лицензионных участков показана результативность разработанных рациональных комплексов геолого-геофизических исследований. Так, например, для Северо-Линевской площади применение комплекса сейсмогравиметрического моделирования позволило исключить ложный аномальный объект на временном разрезе.

5. Применение разработанной методической схемы комплексирования оперативных геолого-геофизических исследований позволило обеспечить рациональную Организацию геолого-геофизических работ и минимизировать затраты на их проведение.

Апробация работы

Основные положения диссертации докладывались на НТС ООО

Оренбурггазпром» (г. Оренбург, 1998-2004 гг.), Научно-практической конференции Гальперинские чтения -2002 (г. Москва, ЕАГО-ЦГЭ, 2002 г.),

XVI Губкинских чтениях (г. Москва, 2002 г.), 6-ой Всероссийской научнотехнической конференции «Актуальные проблемы состояния и развития нефтегазового комплекса России» (г. Москва, 2005 г.).

Результаты исследований автора изложены в семи опубликованных работах, в том числе, в двух патентах РФ.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка горючих ископаемых", Каширских, Михаил Федорович

Заключение

Показано, что специфика проведения геолого-разведочных работ на нефть и газ на объектах сопредельных с ОНГКМ обусловлена сложностью горно-геологических и технических условий, необходимостью выбора оптимального комплекса геофизических исследований с применением новых высокоинформативных методов.

Установлено, что углеводородный резервуар на ОНГКМ приурочен к отложениям широкого возрастного диапазона - от филипповских до среднекаменноугольных, меняющих свои литолого-фациальные и связанные с этим фильтрационно-емкостные характеристики, как по вертикали, так и по латерали, и фазовое состояние углеводородов.

Геолого-геофизическими исследованиями показано, что наряду с полифациальным характером продуктивных отложений, они осложнены разломной тектоникой, определяющей геодинамическую обстановку на месторождении.

Совместные геолого-геофизические исследования и изучение напряженного состояния массива позволяют предположить, что, используя современные высокоинформативные поисковые методы, возможно выявление залежей с различными промысловыми характеристиками.

Анализ результатов выявления в геологическом разрезе ловушек углеводородов позволил установить, что указанные события относятся к случайным, зависящим от числа и информативности используемых параметров геофизических методов.

В качестве единой обобщенной меры сравнения используемых геофизических методов предложено использовать величину их информативности, численно равную сумме произведения логарифма отношения вероятностей значений геофизических параметров для различных состояний изучаемого геологического разреза и алгебраической разности этих вероятностей.

На основании проведенных исследований разработан вероятностно-статистический метод определения комплекса геофизических методов достаточного для оценки состояния объекта исследований на ОНГКМ.

Предложенный метод определения комплекса геофизических методов успешно применен при определении комплекса методов для обнаружения ловушек углеводородов на сопредельных территориях Оренбургского НГКМ.

Представляется, что в связи с тем, что проблема обоснования необходимого комплекса измеряемых параметров является важной всюду, где производится оценка состояния сложного геологического объекта, разработанный метод может найти применение при решении различных геофизических задач.

Эффективность поисков перспективных в отношении нефтегазоносности объектов на длительно разрабатываемых месторождениях нефти и газа целесообразно осуществлять путем комплексирования полевых геофизических методов сейсморазведки, высокоточной гравиметрии, методов исследования скважин в процессе бурения (дебитометрия, расходометрия, детальный механический каротаж, виброакустический каротаж, петрофизические исследования по шламу, керну и промывочной жидкости методом инфракрасной спектрометрии).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Каширских, Михаил Федорович, Москва

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

2. Авербух А.Г., Клигер И.А., Козлов А.А. Фациальная обусловленность акустических свойств терригенных пород. // Нефтегазовая геология и геофизика, № 7, М.,1983.

3. Аветисов А.Г. Повышение эффективности технологических процессов при бурении нефтяных и газовых скважин в осложненных условиях. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Краснодар, 1977.

4. Аки П., Ричард С. Количественная сейсмология. М., Мир, 1983.

5. Альжанов А.А., Даумов С.Г., Ильин А.Ф. и др. Проблема поисков и разведки залежей нефти и газа в ловушках неантиклинального и комбинированного типов в пределах северного борта Прикаспийской впадины. // Геология нефти и газа, № 6,1975.

6. Бакиров А.А., Мальцева А.К. Литолого-фациальный и формационный анализ при поисках и разведке скоплений нефти и газа. М., Недра, 1985.

7. Балицкий П.В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины. М., Недра, 1975.

8. Белов Н.И., Горбунов Ю.И., Кузнецов O.JL и др. Методические рекомендации по изучению напряженно-деформированного состояния горных пород на различных стадиях геологоразведочного процесса. МР41-06-79-86. М., ВНИИГеоинформсистем, 1987.

9. Беляева Н.В., Корзун А.Л., Петрова JI.B. Модель седиментации франско-турнейских отложений на северо-востоке Европейской платформы. С,-Петербург, 1998.

10. Бражников О.Г., Михалькова В.Н. Геодинамика и нефтегазоносность Прикаспийской впадины и сопредельных районов. М., Наука, 1987.

11. Валяев Б.М. Роль разломов в нефтегазонакоплении. В кн.: Разломы земной коры. М., Наука, 1977.

12. Вольвовский Б.С., Кунин Н.Я., Терехин Е.И. Краткий справочник по полевой геофизике. М., Недра, 1977.

13. Ворожбитов М.И. Анализ взаимодействия долота с забоем скважины по данным записи вибраций. // Нефтяное хозяйство, 1972, №4.

14. ВСП, ГИС и наземная сейсморазведка. М., ЕАГО-ЦГЭ, 2002.

15. Гаврил ов В.П. Влияние разломов на формирование зон нефтегазонакопления. М., Недра, 1975.

16. Галаган Е.А., Епинатьева А.Н., Патрикеев В.Н., Стариченко Н.З. Решение литологических задач сейсмическими методами разведки. М., Недра, 1989.

17. Гальперин Е.И. Вертикальное сейсмическое профилирование. М., Недра, 1982.

18. Глушков В.Г. Вероятностно-статистические методы на автотранспорте. Вища школа, Киев, 1976.

19. Гогоненков Г.Н. Изучение детального строения осадочных толщ сейсморазведкой. М., Недра, 1987.

20. Гогоненков Г.Н. Расчет и применение синтетических сейсмограмм. М., Недра, 1972.

21. Грачевский М.М., Чепелюгин А.Б., Шереметьева Г. А. Потенциально нефтеносные поднятия нижнепермского барьерного рифа северного и западного бортов Прикаспийской впадины. // Геология нефти и газа, 1973 №10,.

22. Дахнов В.Н. Электрические и магнитные методы исследования скважин. М., Недра,1981.

23. Деркач А.С. Многоцелевые комплексные технологии контроля строительства и эксплуатации нефтегазовых скважин. М., Нефть и газ. 2002.

24. Дозоров Т.А., Кутузов Б.Н. Исследование спектров колебаний, возникающих в процесс шарошечного бурения. // Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности. 1975, №7.

25. Дорофеева Т.В., Тектоническая трещиноватость горных пород и условия формирования трещинных коллекторов нефти и газа. Л., Недра, 1986.

26. Дуда Р., Харт П. Распознавание образов и анализ сцен. М., Мир,1976.

27. Елманов М.И. и др. Отчет о результатах гравиметрических работ на Нагумановской площади. АОНПО «Нафтаком» М., 1996.

28. Жемчугова В.А. Седиментационно-емкостное моделирование в карбонатных разрезах. Ухта, УГТУ, 2000.

29. Жуков A.M., Козюра А,Н., Моисеенко А.С., Стрельченко В.В. Устройство для прогнозирования литологического разреза скважины в процессе бурения. Патент на полезную модель № 32825, опубл. 24.04.2003.

30. Ивакин Б.Н., Карус Е.В., Кузнецов О.Л. Акустический метод исследования скважин. М., Недра, 1978.

31. Изотова Т.С. Параметрическое обеспечение прогнозирования геологических разрезов. Дисс. на соискание уч. степ, доктора геолог.-минер. наук. Львов, 1986.

32. Ильин В.Д., Фортунатова Н.К. Методы прогнозирования и поисков нефтегазоносных рифовых комплексов. М., Недра, 1988.

33. Калинин А.Г., Левицкий А.З., Никитин Б.А. Технология бурения разведочных скважин на нефть и газ. М., Недра, 1998.

34. Каширских М.Ф., Инфракрасный спектральный метод определения минерального состава керна и бурового шлама. // Нефть, газ и бизнес, 2005 №4,.

35. Каширских М.Ф., Карнаухов С.М., Филин А.С. Анализ состояния изученности надсолевых отложений юга Оренбургской области с целью проведения ПРР на наиболее перспективных локальных объектах. Тез.докл. 16-х Губкинских чтений. М., 2002, с.68.

36. Редекоп В.А., Каширских М.Ф., Редекоп И.А., Карнаухов С.М. Геофизический способ поисков и разведки залежей углеводородов. Патент РФ№ 2123195, 1997.

37. Веселов А.К., Смирнова И.А., Каширских М.Ф. и др. Применение высокоточной гравиметрии при эксплуатации ПХГ и газовых месторождений. // Газовая промышленность, №8,1997, с. 52-54.

38. Кирюхин Л.Г. Типы карбонатных построек в подсолевых отложениях Прикаспийской впадины и их нефтегазоносность. // Геология нефти и газа, 1982.

39. Козюра А.Н. Информационно-измерительная система прогнозирования твердости горных пород бурящейся скважины. Диссертацияна соискание ученой степени кандидата технических наук. РГУ нефти и газа им.И.М.Губкина, М., 2005.

40. Козяр В.Ф., Ручкин А.В., Яценко Г.Г. Геофизические исследования подсолевых отложений при аномальных пластовых давлениях. М., Недра, 1983.

41. Командровский В.Г., Моисеенко А.С., Козюра А.Н. О виброакустическом исследовании скважин как сложных систем. // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2003, №1.

42. Краузе С.П., Маслов В.А. Ордовик, силур и нижний девон западного склона Урала. Уфа, БФ АН СССР, 1961.

43. Кривоносов Р.И. Пластовая наклонометрия скважин. М., Недра,1988.

44. Кудрицкий В.Д., Синица М.А., Чикаев П.И. Автоматизация контроля радиоэлектронной аппаратуры. М., Советское радио, 1977.

45. Кудрявцев Н.А. Глубинные разломы и нефтеносность. В кн.: Глубинные разломы. М., Недра, 1964.

46. Кульбак С. Теория информации и статистика. М. Наука, 1967.

47. Кучерук Е.В., Ушаков С.А. Тектоника и нефтегазоносность // Итоги науки и техники. Сб. Физика Земли, Т.8,1985.

48. Лукьянов Э.Е. Исследование скважин в процессе бурения. М., Недра, 1979.

49. Лукьянов Э.Е., В.В. Стрельченко Геолого-технологические исследования в процессе бурения. М., Нефть и газ, 1997.

50. Магара Н. Уплотнение пород и миграция флюидов. М., Недра,1982.

51. Мак-Куиллин Р., Бекон М„ Баркиай У. Введение в сейсмическую интерпретацию. М., Недра, 1985.

52. Мелик-Шахназаров A.M., Моисеенко А.С., Махов А.А. и др. Метод оперативного анализа керна, шлама и бурового раствора в процессе бурения. //Нефтяное хозяйство, 1986, №1.

53. Методические указания по применению статистических методов в бурении нефтяных и газовых скважин. Авт. Мирзаджанзаде А.Х., Аветисов А.Г., Булатов А.И. и др.

54. Мильничук B.C., Ярошенко А.В. Карбонатные отложения верхнего палеозоя в северо-восточной части прикаспийской синеклизы // Эволюция карбонатнонакопления в истории Земли. М., Наука, 1987.

55. Моисеенко А.С. Стрельченко В.В., Горохов А.В., Каширских М.Ф. Устройство для корректировки траектории горизонтальной скважины в процессе бурения. Патент РФ по заявке №2005118498 от 14.06.2005.

56. Моисеенко А.С., Махов А.А., Лашкевич Л.С. Оперативный анализ керна и шлама методом инфракрасной спектрометрии. // Нефтяная промышленность. Сер. Нефтегазовая геология и геофизика. Вып.4.1983.

57. Моисеенко А.С., Чекалин Л.М., Шакиров А.Ф. и др. Геолого-технологические исследования скважин. М., Недра, 1993.

58. Пантелеев А.С., Козлов Н.Ф., Постоенко П.И. и др. Геологическое строение и нефтегазоносность Оренбургской области. Оренбург, ОНАКО, 1997.

59. Плюснина И.И. Инфракарсные спектры минералов. М., изд.МГУ,1977.

60. Политыкина М.А., Тюрин A.M. О перспективах нефтегазоносности юга Предуральского прогиба и сопредельного участка Прикаспийской синеклизы.// Геология Казахстана 2001, № 5,6.

61. Политыкина М.А., Тюрин A.M. Перспективы нефтегазоносности рифейских, вендских, ордовикских, силурийских и нижнедевонских отложений юга Оренбургской области. // К созданию общей теории нефтегазоносности недр. М., ГЕОС, 2002.

62. Резванов Р.А. Радиоактивные и другие неэлектрические методы исследования скважин. М., Недра, 1982.

63. Солнцева JI.C. Инфракрасная спектроскопия. В кн. Методы минералогических исследований. М., Недра, 1985.

64. Стрельченко В.В. Информативность геодинамического и литолого-фациального анализа данных разноуровневых геолого-геофизических исследований. Геофизика, 2005, №2.

65. Стрельченко В.В., Моисеенко А.С., Жуков A.M. и др. Прогнозирование геологического разреза по данным сейсмоакустических исследований в процессе бурения нефтегазовых скважин. // Нефть, газ и бизнес, 2003. №2.

66. Техника каротажных исследований и интерпретации. Матер, конференции Schlumberger, М., 1986.

67. Тимошин Ю.В., Якубецкая Н.И. Новые возможности прямых поисков нефти и газа. // Геология нефти и газа, № 4, 1977, с. 54-57.

68. Трохова А.А. Органогенные постройки верхнего девона-турнея востока Волго-Уральской провинции (особенности строения, распространения и нефтегазоносности) // Рифогенные зоны и их нефтегазоносность. М., ИГИРГИ, 1991.

69. Урупов А.К., Левин А.Н. Определение и интерпретация скоростей в методе отраженных волн. М., Недра, 1985.

70. Физические свойства горных пород и полезных ископаемых. Справочник геофизика. Под ред Дортман Н.Б. М., Недра, 1984.

71. Филиппов В.П. и др. Методика ускоренной подготовки залежей нефти и газа к разработке. М.,ВНИИнефть, 1995.

72. Филиппов В.П., Мстиславская Л.П., Павлинич М.Ф. Основы нефтегазового производства. М., Нефть и газ, 2003.

73. Фортунатова Н.К. Генетические типы и седиментационные модели карбонатных отложений. // Советская геология, 1985, №1.

74. Чепелюгин А.Б., Шереметьева Г.А. Палеозойские рифы наиболее эффективное направление нафтегазопоисковых работ в Прикаспийской синеклизе. М., ВНИИзарубежгеология, 1981.

75. Шерифф Р.Е., Грегори А.П., Вейл П.Р. и др. Сейсмическая стратиграфия. М., Мир, 1982.

76. Шехтман Г.А. Обращенное ВСП в процессе бурения. // Геофизика, 1997, №2, с.39-48.

77. Широков В.Н., Митюшин Е.М., Неретин В.Д. и др. Скважинные геофизические информационно-измерительные системы. М., Недра, 1996.

78. Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М., Советское радио, 1962.

79. Щекотова И.А. Карбонатные формации Южного Урала и Приуралья. М., Недра, 1990.

80. Loucks D.T., Sarg J.F. Carbonate Sequence Stratigraphy: Recent Developments and Applications. // AAPG Mem., 57,1993.

81. Mitchum R.M. Seismic stratigraphy and global changes of sea level. Parts: Glossary of terms used in seismic stratigraphy // Seismic stratigraphy applications to hydrocarbon exploration. AAPG Mem. 26,1977, p. 205-212.

82. Read J.F. Carbonate platform facies models. AAPG Bull., 66, 1985, p.860-878.

83. Scherer M. Influences of diagenetic environmention porosity and permeability of Holocene and Pleistocene coral. Bull.Amer.Assoc.Petrol.Gool, 1976, v.60, N12.

84. Timko D. How to use petrophysical data to determine deep prospectivity. Oil and Gas Journal, mar.l, 2004.

85. Tucker M.E., Wright Y.P. Carbonate sedimentology. Blackwell Scientific publications. Oxford, 1996.