Введение к работе
Диссертация освещает исследования автора в области сейсморазведки. Работа посвящена изучению опыта и эффективности сейсмических исследований при решении задач нефтяной геологии, связана с созданием пространственных сейсмогеологических моделей нефтегазоносных отложений, разработкой методики сейсмофациального ранжирования нефтегазоносных толщ, прогноза нефтенасыщенных и высокодебитных коллекторов продуктивных отложений чехла юго-востока Западно-Сибирской плиты.
Работа выполнялась в процессе реализации научных программ Комитета природных ресурсов по комплексному изучению недр Западной Сибири.
Объектами исследований были: а) сейсмоморфологические и сейсмоморфофациальные особенности и характеристики разнопорядковых структур чехла; б) пространственно-зональное сейсмофациальное строение продуктивных отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты; в) физико-геологические изменения в нефтегазоносных разрезах под влиянием углеводородов (УВ), характер их проявления в полях сейсмических параметров.
Актуальность работы. В Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции перспективы нефтегазоносности связываются с неструктурными ловушками, малоамплитудными поднятиями. Актуальным является создание сейсмогеологических моделей нефтегазоносных отложений и месторождений УВ, отвечающих уровню сложности решаемых задач, создание эффективной методики комплексной интерпретации сейсмогеологических данных, с целью изучения латерально-зонального распространения песчаных фаций коллекторов и обнаружения областей максимального нефтегазонасыщения.
Цель исследований. Цель исследований состояла в изучении сейсмоморфоструктурных и сейсмофациальных параметров и характеристик высокодебитных залежей и нефтегазоносных отложений, в разработке геометрических и вероятностно-статистических моделей вещественно-структурных сочетаний и парагенетических ассоциаций компонентов геологических объектов нефтегазоносного разреза, которые, аддитивно проявляясь в сейсмическом волновом поле, наилучшим образом характеризуют нефтегазоносность.
Основные задачи исследований
1. Сейсмофациальное моделирование. Фациально-генетическая интерпретация результатов сейсмостратиграфических построений для нефтеперспективных отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты, анализ их циклического строения и площадной локализации.
2. Выявление закономерностей в строении сейсмофациальных комплексов, в зональном распределении нефтеперспективных фаций.
3. Сейсмоморфологическое моделирование. Определение роли морфологических параметров структур, особенностей строения рифтовых впадин и направленности пострифтовых процессов, разноориентированных тектонических нарушений и тектонической трещиноватости в формировании и разрушении залежей УВ, их пространственном местоположении и параметрах продуктивности. Создание сейсмотектонических моделей пострифтовых бассейнов.
4. Петрофизическое моделирование. Изучение зональности новоминеральных образований в нефтегазоносном разрезе, особенностей проявления новоминеральных ассоциаций в сейсмическом волновом поле. Создание геосейсмической модели залежи УВ.
5. Вероятностно-статистическая параметризация геологических объектов благоприятствующих нефтегазонакоплению и их аномальных проявлений в сейсмических параметрах. Разработка методики анализа ритмического строения сейсмокомплексов, как последовательности формирования структурно-вещественных ассоциаций горных пород и этапности развития нефтегазоносных структур.
6. Разработка классификации типовых форм структур, их геометрическая (фрактальная) и статистическая параметризация, разработка способов их разделения (выделения) по морфоструктурным характеристикам и особенностям проявления в сейсмическом волновом поле.
Научная новизна
1. Выявлены сейсмогеологические закономерности циклического и латерально-зонального (радиально-симметричного) строения нефтегазоносных продуктивных комплексов на юго-востоке Западно-Сибирской плиты; уточнены параметры петрофизической модели залежи УВ, определены признаки нефтегазоносности и характер их проявления в сейсмическом волновом поле. 2. По данным сейсморазведки построены схемы зонального распределения песчаных отложений нефтегазоперспективных горизонтов. Изучены особенности геотектонического и сейсмоциклостратиграфического строения продуктивной угленосно-нефтегазоносной формации юго-востока Западно-Сибирской плиты. 3. В нефтегазоносном разрезе выявлены комплексы пород ранга мезоциклита, характеризующиеся устойчивостью и повторяемостью рисунка электро- и сейсмокаротажных кривых, отвечающие размерности сейсмического сигнала. 4. Доказано наличие пространственного дополнения в осадочном заполнении территорий на всех уровнях формирования осадка; на уровне мезоциклита проявляющееся в выдержанности сейсмических границ и латеральной изменчивости формы сейсмического сигнала. 5. По сейсмоморфологическим данным изучено влияние на процессы формирования, местоположение и сохранность залежей УВ разноориентированных систем тектонических трещин, рифтовых структур. 6. Установлены закономерности в сочетании морфологических элементов структур, сейсмоморфологическом облике проявления песчаных фаций и их аномальном проявлении в полях сейсмических параметров. 7. Разработаны сейсмические критерии прогноза высокоёмких коллекторов.
Практическая значимость
1. Создана технология прогноза нефтегазоносности включающая сейсмофациальный, сейсмоморфологический анализ, прогнозирование нефтегазонасыщенных коллекторов в полях сейсмических параметров. 2. По данным сейсморазведки выполнено нефтегазогеологическое районирование продуктивных отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты. 3. Построенные сейсмолитофациальные карты позволили установить основные закономерности в распределении песчаных отложений, показать избирательность структурной приуроченности песчаных фаций, доказали перспективность сейсморазведки в обнаружении и картировании нефтегазонасыщенных зон. 4. С точки зрения типовых морфологических форм нефтегазоносных структур разработаны подходы к районированию нефтеперспективных территорий и выявлению зон максимального нефтегазонасыщения.
Реализация работы в производстве. Результаты прогноза нефтегазоносности на юго-востоке Западно-Сибирской плиты, полученные с применением разработанной технологии, отражены в (трёхгодичных) отчётах по научно-исследовательским тематикам с Комитетом по природным ресурсам (Устинова и др., 1998; 2001), в материалах договорных исследований между ТГУ и организациями нефтегазовой отрасли Томской области (в 7 научно-производственных отчётах). Рекомендации по разведочному нефтегазогеологическому районированию переданы в ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК», ОАО «Томскнефть», ОАО «Востокгазпром». Проведённые исследования позволили повысить эффективность заложения разведочных и промысловых скважин. Работы были проведены на Останинской, Калиновой, Тамбаевской, Урманской, Герасимовской, Нижнетабаганской, Вахской, Ининской, Юрьевской, Охтеурской, Стрежевой, Фобосской, Северной, Первомайской, Катыльгинской, Малореченской, Алёнкинской, Лесной, Мохсиковской, Меридиональной, Мыльджинской, Двуреченской, Моисеевской, Игольско-Таловой, Крапивинской, Северо-Васюганской и др. площадях.
Фактический материал. В основу работы положены результаты 24-летних исследований автора, которые, в первую очередь, были ориентированы на изучение сейсмического материала.
Геолого-геофизические результаты на месторождениях нефти и газа получены при совместных интерпретационных работах со специалистами ОАО «ТомскНИПИнефть» (С.А. Гладилин, А.Ф. Глебов), ПГО «Томскнефтегеофизика» (Г.В. Пушкарский, Ю.А. Пономарчук), СНИИГГиМС (Б.А. Канарейкин, В.Б. Белозёров), ВНИИГеофизика (В.В. Кондрашков), ОАО «Томскнефтегазгеология» (А.С. Баранов, А.В. Кондрашов). По результатам проведённых на юго-востоке Западно-Сибирской плиты геофизических работ собран банк данных сейсморазведки 2D и 3D для всех крупных и ряда мелких месторождений нефти и газа.
Для Западной Сибири автором в ходе исследований изучены геологические, тектонические карты и схемы, временные сейсмические разрезы, скоростные разрезы и карты, структурные карты по основным отражающим горизонтам масштаба 1:50000, 1:100000, 1:500000, и др. С использованием методики сейсмофациального анализа на исследованных территориях юго-востока плиты построены карты распространения песчаных фаций продуктивных горизонтов, изучены закономерности их строения, выполнен прогноз нефтегазоносности.
Основные защищаемые положения:
– уточнены параметры типовой геосейсмической модели месторождения УВ, определяемые мощностью песчаных фаций, структурной приуроченностью залежей, их тектонической трещиноватостью;
– разработана методика сейсмогеологической интерпретации, позволяющая выявлять и ранжировать типы песчаных фаций, тектонической трещиноватости и тектонических напряжений, оконтуривать аномалии в полях сейсмических параметров, связанные с песчаными коллекторами, залежами УВ, решать практические задачи прогноза нефтегазоносности;
– установлены 12 типовых форм центрально-зонального сочетания сейсмоморфоструктурных элементов, которые обнаружены в мага-, макро-, мезо- и элементарных объектах, в типовом сочетании сейсмических параметров, статистически параметризованы; поля параметров мерности пространства, энтропии являются цифровыми моделями для оценки напряжённо-деформированного состояния резервуаров, дополнительными критериями для прогноза нефтегазоносности.
Апробация работы. Автором опубликовано 129 работ. Работы по направлению исследований приведены в прилагаемом списке. Материалы, изложенные в диссертации, были представлены и обсуждались на региональных, всесоюзных, международных совещаниях, конференциях, семинарах, школах: 1) I Всесоюзное металлогеническое совещание (Екатеринбург, 1994); 2) Научно-техническое совещание «Геофизические методы при разведке недр и экологических исследованиях» (Томск, 1996); 3) Региональная конференция геологов Сибири, Дальнего Востока и северо-востока России (Томск, 2000); 4) Всероссийская научная конференция «Экологические и метрологические проблемы больших городов и промышленных зон» (Санкт-Петербург, 1999); 5) Международная конференция «Экологическая геология и недропользование» (Санкт-Петербург, 2000); 6) Международная геофизическая конференция к 300-летию Российской геологии (Санкт-Петербург, 2000); 7) Международная конференция «Новое в науках о Земле» (Москва, 2001, 2002, 2003, 2005); 8) Международная научно-техническая конференция «Горно-геологическое образование в Сибири» (Томск, 2001); 9) Первая, Вторая, Третья, Четвёртая и Пятая международные конференции «Циклы» (Ставрополь, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2007); 10) Научно-практическая конференция «Формационный анализ в геологических исследованиях» (Томск, 2002), 11) XIV и XV Международные школы по морской геологии (Москва, 2001, 2003).
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, трёх глав, основных результатов и выводов. Объём диссертации составляет 288 страниц, содержит 90 рисунков и 17 таблиц, 67 приложений. Список использованных источников 416 наименований.
Автор выражает глубокую признательность профессору, д.г.-м.н. Л.Я. Ерофееву за ценные советы и консультации при проведении работы, профессору, д.г.-м.н. И.А. Вылцану за консультации по геологическим направлениям работы, а также коллективам кафедры геофизики ТПУ, кафедры динамической геологии ТГУ, кафедры разведочной геофизики ТюмГНГУ, сотрудникам ГУПР по Томской области, ОАО «ТомскНИПИнефть ВНК», ОАО «Востокгазпром», ОАО «Трансгаз» за оказанную помощь и поддержку.
