Анализ эффективности подготовки структур и прогноз нефтегазоносности верхнедевонско-нижнекаменноугольной толщи юго-востока Пермского Прикамья

Актуальность работы обусловлена необходимостью поддержания на высоком уровне сырьевой базы Пермского Прикамья — старейшего нефтедобывающего района Волго-Уральской нефтегазоносной провинции.

В современных условиях в связи с высокой степенью освоения территорий эффективность поисковых работ снижается. Объектами поисков являются малоразмерные локальные структуры, пропущенные залежи нефти в антиклинальных ловушках, а также сложнопостроенные ловушки УВ. Для выявления и детального картирования этих ловушек существующие геолого-геофизические методы недостаточно эффективны. В связи с этим возникает необходимость совершенствования существующих и разработки новых методик поисков и разведки нефтепер-спективных объектов на основе комплексной интерпретации данных сейсморазведки, бурения и ГИС.

В" последние годы отмечено смещение геологоразведочных работ из бортовых и внутренних бортовых зон Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП), характеризующихся высокой степенью геолого-геофизической изученности, во внешние прибортовые или, так называемые, зарифовые зоны — менее изученные.* районы. В качестве первоочередных территорий следует рассматривать участки, примыкающие ктрадиционным районам ГРР, а именно, зарифовые зоны южной части Башкирского свода (БС), восточной части Бымско-Кунгурской впадины (БКВ). Для слабоизученных районов юго-восточной части Пермского Прикамья актуальным остается вопрос уточнения закономерностей в размещении залежей нефти и газа.

Цель исследований.

Комплексный анализ и оценка результатов структурного, поискового бурения, ГИС, сейсморазведки, в том числе выполненной по технологии ЗБ для повышения эффективности геологоразведочных работ при изучении сложнопостро-енных и малоразмерных объектов, а также для обоснования перспектив поисков и разведки залежей нефти и газа в слабоизученных районах юго-восточной части Пермского края.

Задачи исследований.

1. Изучить особенности геологического строения и нефтегазоносности отложений юго-востока Пермского Прикамья путем комплексного анализа данных пространственной сейсморазведки ЗБ, глубокого и структурного бурения, данных ГИС;

2. Сопоставить структурные планы по основным опорным отражающим горизонтам (ОГ), построенным по данным ТО и ЗБ сейсморазведки в районах с различной плотностью сейсмических наблюдений, оценить возможность картирования малоразмерных поднятий;

3. Исследовать палеотектонические, палеогеографические и литолого-фациальные условия формирования локальных структур и продуктивных толщ, выделить зоны коллекторов, изучить их свойства, выявить закономерности развития коллекторов;

4. Выполнить оценку эффективности сейсморазведки ЗБ на основе анализа качества подготовки перспективных объектов, подтверждаемости структур и их нефтегазоперспективности, успешности поискового бурения;

5. Разработать методические приемы поиска и прогноза перспектив нефтегазоносности малоразмерных поднятий и ловушек углеводородов с применением вероятностно-статистического анализа;

6. Обосновать рекомендации при планировании геологоразведочных работ, выбор наиболее перспективных структур для постановки бурения поисково-разведочных и оценочных скважин;

Научная новизна исследований заключается в том, что на основании анализа данных по подтверждаемости и нефтегазоносности структур, успешности поискового бурения, погрешностей в определении глубин залегания обоснована геологическая эффективность сейсморазведочных работ ЗБ для поиска и подготовки малоразмерных поднятийвпервые для зарифовой территории юго-востока Пермского Прикамья установлена цикличность осадконакопления пластов фаменской толщи и фациальная зональность развития фаменских пластов-коллекторовна примере пласта ФМ4 построена схема распространения трех основных фациаль-ных зонвпервые построены комплексные вероятностно-статистические модели для прогноза зональной нефтеносности фаменских отложений.

Защищаемые положения.

1. Геологическая эффективность сейсморазведки bv комплексе со структурным бурением при подготовке малоразмерных сложнопостроеных поднятий на зарифовых территориях юго-востока Пермского Прикамья.

2. Закономерности развития коллекторов визейской терригенной* толщи для территорий Башкирского свода (BG) и Бымско-Кунгурской впадины (БКВ).

3. Прогнозная оценка нефтегазоносности фаменских карбонатных отложений в юго-восточной части Пермского Прикамья по комплексу информативных критериев и научное обоснование приоритетных направлений геологоразведочных работ.

Практическая' ценность работы. Основные результаты диссертационной работы имеют научное й прикладное значение. Они направлены на повышение эффективности геологоразведочных работ на территории юго-востока Пермского Прикамья и восполнение минерально-сырьевой базы Пермского края. 'Реализация работы. Диссертационная работа базируется на личном опыте, приобретенном в результате непосредственного участия автора в процессе анализа данных сейсморазведки, структурного и глубокого бурения и разработке рекомендаций на проведение ГРР в ОАО «Пермнефтегеофизика» и ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». Результаты исследований по теме диссертационной работы внедрены в ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ».

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы многократно докладывались на совещаниях по проблемам геологоразведки, обработки и интерпретации сейсмических данных ОАО «Пермнефтегеофизика» — в 1991;2004 гг., НТС ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ» — в 2005;2008 гг., совещаниях геологических служб ОАО «ЛУ-КОИЛ» — 2005;2008 гг., международных научно-практических конференциях в г.

Геленджик в 2002, 2004, 2005 гг., международном симпозиуме в г. Уфа в 2002 году, региональных научно-практических конференциях, проводимых Пермским государственным университетом в 2002 году, Территориальным агентством по недропользованию по Свердловской области в г. Екатеринбурге (2004 г.), международном совещании при Территориальном агентстве по недропользованию по Республике Коми в г. Сыктывкаре (2005 г.), Министерством природных ресурсов Пермского края в г. Перми (2007 г.), Институтом геологии-и геохимии РАН в г. Екатеринбурге (2008 г.).

Результаты исследований опубликованы в 17 статьях, в том числе в 4-ех, рекомендованных ВАК РФ, представлены в 10 отчетах. Достоверность геологических результатов подтверждена последующим бурением поисковых скважин на территории юго-востока Пермского Прикамья.

По рекомендациям автора диссертационной работы методом сейсморазведки ЗБ и его комплексом со структурно-параметрическим бурением подготовлено к глубокому бурению 19 поднятий с извлекаемыми ресурсами категории С3 6 млн. тонн в юго-восточной части Пермского края. Проведено поисковое и оценочное* бурение на 11 из них. Коэффициент успешности бурения (Ку) составил 0,9 при подтверждаемое&tradeструктур (Кп) 1,0. Открыты Поспеловское, Викторинское, Винниковское месторождения, получен прирост запасов категории С1 к Дорохов-скому, Аспинскому, Моховскому месторождениям.

Объем и структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из Введения, четырех глав и Заключения. Текст изложен на 186 стр., иллюстрирован 36 рисунками, 20 таблицами, списком литературы, включающем 101 наименование.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В целом, можно сказать, что задачи, поставленные по теме диссертационной работы, выполнены. Результаты исследований изложены в трех защищаемых положениях.

1. Геологическая эффективность сейсморазведки в комплексе со структурным бурением при подготовке малоразмерных сложнопостроеных поднятий на зарифовых территориях юго-востока Пермского Прикамья обоснована в главах 1−3.

Анализируя основные параметры геологической эффективности сейсморазведки, а именно — подтверждаемость структур, подготовленных различными геолого-геофизическими методами разведки на территории БС и БКВ, и успешность поискового бурения на этих поднятиях доказана высокая эффективность пространственной сейсморазведки и обоснован обязательный комплекс геологоразведочных работ для юго-востока Прикамья. Одним из способов повышения эффективности ГРР на юго-востоке Прикамья является применение пространственной сейсморазведки ЗБ. Эффективность применения сейсморазведки ЗБ на поисково-разведочном этапе обусловлена в первую очередь, детальностью изучения известных объектов и возможностью выявления малоразмерных локальных поднятий под глубокое бурение, что доказано результатами сопоставления структурных планов основных горизонтов, построенных по данным двух применяемых технологий сейсморазведки — 2Т) и ЗБ и полями корреляции между ними.

Анализ успешности поискового бурения (Ку) и подтверждаемости структур также показал преимущество применения сейсморазведки ЗБ. Успешность геологопоисковых работ на юго-востоке Прикамья исторически не превышала 50−70%. В результате проведения ЗБ при подготовке объектов Ку составил 0,9 (90%), а Кп — 1,0. При этом комплексирование сейсморазведки ЗБ и структурного бурения позволило повысить эффективность подготовки структур до 100% (Кп и Ку = 1,0).

В условиях смещения геологоразведочных работ из районов с высокой степенью геолого-геофизической изученности в менее изученные районы, истощения фонда крупных и средних поднятий только комплексирование метода структурно-параметрического бурения с сейсморазведкой по технологии ЗБ может позволить надежно картировать малоразмерные объекты и обеспечивать эффективность поискового бурения. Успешность подготовки поднятий по горизонтам палеозоя будет достигнута при условиях наличия: замкнутой или полузамкнутой структурной формы по верхнему опорному горизонту- 1 — 2-х структурно-параметрических скважин в сводовой части поднятия с обязательным проведением в них сейсмокаротажа и акустических методов ГИС и нескольких на периферии структуры.

Об эффективности сейсморазведочных работ ЗБ свидетельствуют не только полученные результаты, высокие коэффициенты подтверждаемости структур и успешности поискового бурения на малоразмерных поднятиях, но и оценка точности прогнозов залегания продуктивных горизонтов, а также подтверждаемость ресурсов категории С3 приростом извлекаемых запасов категории Сь.

Кроме детализации морфологии месторождений и гипсометрического залегания основных маркирующих поверхностей, по результатам интерпретации данных сейсморазведки ЗБ, выясняются особенности строения площадей, связанных с наличием тектонических нарушений, развитием органогенных построек в. верхнедевонских, нижнеи среднекаменноугольных, нижнепермских карбонатных отложениях, наличием песчаных тел различного генезиса в девонских и визейских терригенных толщах. С учетом комплексного изучения данных сейсморазведки, ГИС и бурения строятся сейсмофациальные схемы перспективных толщ разреза, прогнозные схемы развития коллекторов и т. д. Технология сейсморазведочных работ ЗБ на основе комплексного исследования верхнедевонско-турнейской толщи дает возможность уточнить границы рифовых массивов, выявить градиентные зоны, соответствующие резкой смене типов разреза, детально изучить особенности геологического развития рифов, наметить зоны распространения коллекторов.

Эффективность применения сейсмофациального и атрибутивного анализов доказана при детальном изучении органогенных построек, уточнении строения карбонатных толщ, определении возраста органогенных тел, выявлении и картировании литологических ловушек, ловушек фациального замещения и выклинивания в визейских терригенных отложениях на региональных структурных элементах осадочного чехла.

2. Закономерности развития коллекторов визейской терригенной толщи для территорий Башкирского свода (БС) и Бымско-Кунгурской впадины (БКВ) рассмотрены в главе 4.

На основе анализа геолого-статистических разрезов визейской терригенной толщи определены закономерности развития пластов-коллекторов. При сопоставлении ГСР выявилась закономерность в распределении пластов-коллекторов Тл2 -а, Тлг-б, Ббь Б62 и Мл по палеоглубине (расчлененность, процент встречаемости, характер насыщения и т. д.), что позволило выделить до четырех типов разрезов, изменение которых происходит в направлении от зон развития палеобортов Камско-Кинельской системы прогибов к восточной окраине платформы.

Для первых трех типов разрезов, развитых преимущественно в пределах Башкирского свода, характерны незначительные различия по выдержанности и встречаемости коллекторов по палеоглубинам. Так пласт Тл2а является наиболее выдержанным по площади, встречается в среднем в 70% скважин на палеоглуби-нах до 10 м. Для пластов бобриковского и радаевского горизонтов, а также нижнего тульского пласта Тл2б отмечено: развитие пластов на палеоглубинах в интервале от 14 м до 68−70 м, невыдержанность по площади, частое слияние пластов. В среднем, встречаемость пластов-коллекторов не превышает 50%.

Четвертый тип разреза, развитый восточнее на территории Бымско-Кунгурской впадины характеризуется более выдержанным развитием пластов Тл2а и Тл2с (90% - 100%) и менее выдержанным развитием бобриковских и рада-евских пластов (25%- 40%). Кроме того, отмечено, что к востоку происходит увеличение палеоглубин развития пластов-коллекторов визейской терригенной толщи до 75 м.

На основе проведенного анализа и зонирования территории по типам разреза визейской терригенной толщи спрогнозировано развитие того или иного типа разреза в крайней юго-восточной части Пермского Прикамья. Здесь прогнозируется развитие II и III типов разреза визейской терригенной толщи.

На количественном уровне с использованием вероятностно-статистических методов описаны закономерности развития коллекторов в пределах основных типов разрезов. Построенные обобщенные модели зависимости распределения коллекторов визейской терригенной толщи по палеоглубинам (Нпг) от среднестатистических встреч коллекторов (П) показывают, что характер их изменения имеет значительные различия отдельно для территорий БС и БКВ, а в пределах каждого тектонического элемента дифференциация типов разреза не существенна, что подтвердило выводы сделанные ранее.

3. Прогнозная оценка нефтегазоносности фаменских карбонатных отложений в юго-восточной части Пермского Прикамьяпо комплексу информативных критериев и научное обоснование приоритетных направлений геологоразведочных работ.

Для интервала фаменских карбонатных отложений также выявлена цикличность осадконакопления и установлена фациальная зональность их> развития и распространения. В. фаменское время юго-восток Пермского края развивался как обширная шельфовая лагуна. Во время формирования пластов ФМ3-ФМ4 район характеризовался аридным климатом с небольшим количеством осадков, развитием мелководных бассейнов с соленостью более 35% и их влиянием на прилегающие участки шельфовой лагуны. По этой причине пласты Фм3 и Фм4 имеют на изученной территории резко изменчивые по площади литолого-физические характеристики (от кавернозно-пористых известняков на западе до плотных непродукти-вых доломитов на востоке и юго-востоке).

Пласты Фм2 и Фм] имеют на площади более выдержанные литолого-физические свойства. Во время их формирования по керновому материалу фиксируется переход от аридного к семиаридному и гумидному климату (особенно во время формирования пласта ФМ1). Это проявляется в уменьшении в разрезе доли доломитов и сульфатов.

Выполненный анализ свидетельствует, что формирование осадков фамен-ского яруса происходило в трех основных литолого-фациальных зонах. Первая^ фациальная зона — зона открытой" карбонатной' платформы. В. строении продуктивных пластов этой зоны наиболее полно представлены известняки открытого мелководного шельфа, богатые морской фауной с высокой межформенной пористостью (кавернозностью) и проницаемостью.

Вторая фациальная зона — зона изолированной, шельфовой лагуны, представленная тонким переслаиванием плотных, низкопористые, слабопроницаемые (редко более 10 мД) или практически непроницаемые известняков с частыми стило литовыми-уплотнениями. Данные породы в каждом из циклитов1 замещают отложения^ открытой платформы, образуя верхнюю часть циклитов.

Третья! фациальная* зона — зона крайнего мелководья. Породы этой зоны представлены плотными тонкослоистыми микрозернистыми доломитами с линзами и глазками ангидритов: Учитывая? фациальную изменчивость фаменских' < пластов, даны рекомендации на вскрытие разнофациальных пород при проведении дальнейших поисковых работ на юго-востоке Прикамья.

Перспективы нефтегазоносности фаменских отложений в юго-восточных регионах Пермского края обоснованы по комплексным вероятностным-критериям и оценены прогнозными геолого-математическими моделями, построены схемы распространения комплексных критериев и определены^ перспективные зоны для обнаружения нефтенасыщения коллекторов в фаменских отложениях.

На основании детального статистического анализа нефтяных и пустых скважин в пределах всей юго-восточной части, были определены наиболее информативные критерии, контролирующие нефтеносность фаменских толщ. Эти показатели были объединены в 2 группы, первая — геохимические, геодинамические параметры и вторая — структурно-мощностные характеристики.

В результате статистических преобразований, по показателям первой группы обоснован вероятностный критерий Рщ, оценивающий условия осадконакоп-ления и катагенетического преобразования рассеянного органического вещества (РОВ) пород франско-фаменского возраста. При изучении второй группы показателей исследовано влияние аккумуляционных и консервационных показателей на зональную нефтеносность фаменских отложений. Для этого проведен статистический анализ толщин и глубин залегания основных маркирующих поверхностей, установлены различные зависимости для нефтяных и пустых объектов по соотношению этих параметров. По совокупности структурно-мощностных показателей разработан вероятностный критерий Рнт.

Поскольку процесс формирования залежей УВ нельзя рассматривать как однонаправленное проявление группы факторов, оказывающей максимальное влияние, то был разработан суммарный генерационно-аккумуляционный критерий вероятности нефтеносности — Рга,.обусловливающий совокупное влияние показателей Рт и РНт.

Перспективы нефтегазоносности фаменских отложений в юго-восточных регионах Пермского края обоснованы, по комплексным вероятностным критериям и оценены прогнозными геолого-математическими моделями. Итогом исследова- -ния является схема: перспектив нефтегазоносности, построенная по распределению значений критерия Рга, на. которой выделены участки с повышенной вероят-" ¦ ностью нефтеносности фаменских отложений. Учитывая результаты, изучения ли-толого-фациальной зональности фаменских отложений, проведено ранжирование — ." перспективных локальных зон, выделенных по комплексному параметру Рга.

Наиболее перспективным участком является зона I, приуроченная к био-гермно-шельфовой зоне в пределах восточной части Таныпско-Тартинского и Павловского палеоатоллов, Уразметьевского прогиба и западной части Дорохов-ской органогенной банки.

Зона II выделяется в пределах северной части Дороховского вала (восточное крыло Дороховской органогенной банки и в восточной части Алтыновской органогенной банки.

Зона III на основании полученных здесь нефтепроявлений фаменских отложений различной степени интенсивности может быть отнесена к классу средне-перспективных и приурочена к участку вблизи Иликовского и Атерского месторождений.

Слабоперспективная зона IV прогнозируется на продолжении Красильни-ковского вала (восточнее Дороховского), а на южном окончании Дороховского вала. Низкие перспективы связаны с отсутствием слоистых карбонатных отложений фамена и ухудшением ФЕС коллекторов.

Сопоставление прогнозных материалов сейсморазведки ЗО с последующими результатами бурения, разработанные подходы и методики прогнозирования коллекторов в районы, слабо изученные геолого-геофизическими методами, позволили наметить некоторые направления ГРР. Обоснованы рекомендации на проведение сейсморазведочных работ ЗБ на семи площадях, бурение 10 поисково-оценочных скважин, по результатам которого ожидается прирост запасов нефти С1 около 4 млн. т, а также 9 разведочных скважин, которые позволят перевести запасы категории С2 в С] в объеме 4,5 млн.т.