Введение к работе
Актуальность проблеми. Основой научно-технического прогресса непрерывного развития народного хозяйства является полное обес-эчение потребностей экономики всеми видами сырья, в том число эфтьга и нефтепродуктами. Поэтому, наряду с повышением эффэктиз-зсти добычи и использования обычных нефтой, важная роль щввдад-шгг освоении дополнительных источников углеводородного сырья -ісоковязких нефтей и природных битумов (ПБ), особенно в районах ) значительной освоенностью ресурсов нефти.
ПБ являются продуктами преобразования нефти под воздействи-! гипергенных процзссов и отличаются высокой плотностью и вяз-ютыо, повышенным содержанием смолисто-асфальтеновнх веществ, ры. Залежи ПБ близповерхностного залегания имеют аномально низ-9 пластовое давление - от 0,4 до 0,5 МПа о пластовой темпера-рой 7-8С. Отличительной чертой ПБ является такае высокое со-ржаниа металлов, особенно занадия и никеля, представляющих иное сырье. Благодаря специфическим физико-химическим свойст-м и преобладанию в составе высокомолекулярных соединений, ПБ осматриваются как многоцелевое полезное ископаемое, представ-я объект специальных исследований во многих странах. В респуб-ке Татарстан с 1970 г. ведутся планомерные поисково-разведоч-э и научно-исследовательские работы с целью выявления скопле-й ПБ в пермских отложениях и подготовки их к разработке, йз-стно, что перспективы промышленного освоения и использования в первую очередь зависят от подготовки надежной сырьевой базы, горая должна обеспечить-динамичное развитие их добычи. Поэтому учение закономерностей размещения и особенностей геологического эоения скоплений ПБ, определение кондиционных значений парадов битумных пластов, дифференцированная оценка запасов ПБ
4 имеют важное народно-хозяйственное значение. От решения этих вопросов зависят как обоснование перспектив битумоносности, эффективность поисково-разведочных работ по выявлению новых скоплений, так и выбор объектов и методов разработки. Указанным определяется актуальность данной диссертации.
Основной пельго работы является выявление особенностей геологического строения и закономерностей размещения залежей ПБ в уфимских отложениях северной части Мелекеоской впадины, западного и южного склонов Южно-Татарского свода, содержащих основнш запасы ПБ, в связи с подготовкой их к промышленному освоению.
Обоснование постановки темы и задачи исследования. Тема согласуется с научным направлением лаборатории геологии и запасов ПБ Бугульмияского отделения "Природные битумы" ВНИИ (с ок-"тября 1993 г. - Научно-технологический центр по добыче б итумов ж вксоковязкпх нофтей Урало-Поволжья), поставленным в соответствии с планом научно-исследовательских работ по оценке промышленного освоения месторождений ПБ.
Природные битумы существенно отличаются от традиционных (обычных) нефтей по условиям залегания в пластах и заполнению порового пространства коллекторов. Залежи ПБ отличаются сложным строением, обусловленным неоднородной битумонасыщенностью как по разрезу, так и по объему ловушек, а также сложным характером Бодо-СЬтумных контактов (ВБК). Для битумонасыщенных коллекторов Ез-за высокой вязкости и плотности ПБ характерно иное соотношение углеводородов и воды, чем для нефтенасыщенных. В связи с этим изучение условий залегания и особенностей строения залежей ПБ, направленное на усовершенствование оценки запасов, выбор первоочередных объектов промышленного освоения и методов разработки продуктивных пластов, представляют большой научный и прак-
5 ческий интерес.
В соответствии с поставленной целью решались следующие цачи:
изучение условий формирования и строения битумоносннх прн-цных резервуаров уфимских отложений в северной части Мэлекэс-ой впадины, на западном и южном склонах Южно-Татарског'о свода;
выявление закономерностей пространственного размещения за-кей ПБ;
выявление особенностей геологического строения залежей ПБ отложениях песчаной пачки шепшинского горизонта уфимского яруса;
- выяснение закономерностей распределения битумонасыщенности
разрезу и площади залежей ПБ;
- геолого-технологическая классификация залежей ПБ с учетом
обенностей битумонасыщенности коллекторов для оцэнки промышлен-
0 значимости и очередности их ввода в освоение.
Научная новизна исследований. Впэрвые:
для территории распространения битумосодержащих отложений имского яруса выделены зоны битумоносности, в пределах которых гановлено преобладание в центральных и восточных частях менее зких и более подвижных ПБ с меньшей плотностью, по сравнению западными участками.этих зон, отличающихся более плотными и лее вязкими ПБ;
исследовано влияние на изменения физических свойств ПБ угбины залегания битумонасыщенного пласта, структурного положе-з залежей, толщины коллектора (песчаной-пачки уфимского яруса), также толщины и характера покрышки над залежами ПБ;
_- обосновано выделение переходных зон, отделяющих продук-зную часть залежей ПБ от водоносной, а также наличие в отдель-с залежах газовых шапок и переходных зон на контакте газ-битум;
- доказана необходимость дифференцированного подсчета зала-сов ПБ в основной (продуктивной) части к переходной зона залеже* с учетом выделения зон различного битумонасыщения и определения бортовых границ залежей для подсчета- запасов осуществлен выбор объектов испытаний с целью постепенного ввода их в опытно-промышленную эксплуатацию.
Фактический материал. В основу работы положены исследования автора, которые проводились с 1974 г. в секторе геологии нефтяных и битумных месторождений ТатНИПйнефтъ,. преобразованном в І9Є6 г. в лабораторию геологш и запасов ПБ в состава Бугульмин-ского отделения "Природные битумы" ВНИИ. Исходным материалом послужили результаты исследований уфимских отложений в пределах северно!- части Молекесской ьнадины и сопредельных склонов Южно-Татарского свода, которыо изучались по разрезам 10700 скванин поЕоково-разводочного и структурного бурения. В работе также использованы данные лабораторных исследований образцов бятумо-. насыщенного керна, общее количество которых превышает 300 тысяч; результаты испытаний на приток и пробной эксплуатации битумо-насыценных песчаных пластов уфимского яруса в 172 сквачсинах; Данные исследований состава и свойств ПБ, материалы промысловой геофизики, результаты геологических, геохимических и геофизических исследований, кмевщих отношение к рассматриваемым вопросам, выполненных в Бугульминском отделении "Природные битумы" ВНИИ, Геолого-поисковой контора ПО "Татнефть", ВНИИУС, ТатНИПИнефть, Казанском университете, ПО "Татнефтегеофизика", ИГиРГИ и других организациях.
Практическая ценность работы заключается в следующем: - прогнозе развития седиментационных ловушек гаешминского горизонта уфимского яруса в северо-западном и южном направлениях как основа для продолжения поисково-разведочных работ с целью
7 .ыявления залежей природных битумов;
выделении основной (продуктивной) части л переходной 30-ы в залежах ПБ для дифференцированной оценки запасов битумов;
установлении закономерностей в размещении залежей по лотности и вязкости природных битумов, позволяющих прогнозиро-ать характерные особенности отроения и соотношения пластовых люидов в зависимости от местоположения ловунки в пределах выдоенных зон блтумоносности, а такко степень газо - и битумонасы-енности коллекторов, тип залежей ПБ, а в связи с этим качест-енное и количественное распределение запасов битумов в залежах.
Результаты исследований включены з проекты поисково-разве-очных и доразЕедочннх работ на залежах ПБ Татарстана, в "Техни-о-экономичэское обоснование освоения л развития добычи природах битуглов Татарстана" (1991 г.).
Реализация результатов работы. Основные результаты исследо-аний диссертации отражены в научно-производственных отчетах гдела поисково-разведочной геологии ТатНИШнефть, лаборатории эологии и запасов ПБ Бугульминского отделения "Природные битумы" Uffl, использовались при выборе направлений и объектов поисков, ізведки и доразведки залежей ПБ, при составлении "Технико-эко-змического обоснования освоения и развития добычи природных битов Татарстана" по заданию Кабинета Министров Татарстана.
Апробация работы. Основные положения л результаты исследо-ший докладывались и обсуждались' на Всесоюзном совещании по воп->сам "Природные битумы - дополнительный источник углеводороцно-). сырья" (Бугульма, 1981 г.), на Всесоюзном совещании "Распрост-шение и условия фор.шірованіш тяжелых и сернистых нефтей" (Туап-!, 1982 г.), на Всесоюзной конференции по проблемам комплексно-) освоения природных битумов и вые оковязких нефтей" (Казань, 191 г.), на производственных совещаниях в ПО "Татнефть", ОЭНГДУ
"Татнефтебитум", тезисы доклада были направлены на Международный Симпозиум "Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблеми его освоекия" (С.-Петербург, 1992 г.), результаты исследований изложены в восьми опубликованных работах и в восемнадцати производственных отчетах, хранящихся во всесоюзных, территориальных и-других геологических фондах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, содержащих 9 подразделов и пунктов, и заключения, содержит 163 страницы машинописного текста, 13 таблиц, 31 рисунок, библиография Еключает 86 наименований.
Работа выполнена в лаборатории геологии и запасов природных битумов Научно-технологического центра по добыче битумов и высоковязких нефтей.Урало-Поволкья.
Автор выражает свою глубокую признательность и благодарность академику Горной академии РФ профессору А.А.Аксенову и доктору гаолого-минералогических наук, профессору Г.Т.Юдину, под руководством которых выполнена работа.
В период работы над диссертацией автор пользовался консультациями академиков Н.А.Крылова, Э.М.]Салккова, Р.Х.Муелимова, кандидатов геолого-мянэралогических наук И.М.Акишева, Н.Г.Абдул-лина, И.М.Клиыупшна, П.А.Шалвна, Н.В.КолесниковоЁ, кандидатов технических наук Е.П.Лукьянова, Ю.В.Ракутина, А.Н.Герасимова, Е.Г.Гладковой, Ю.В.Волкова, С.Ю.Ненарокова, В.В.Ноздрава, З.А.Ян гуразовой, ученого секретаря В.Ф.Мазанова, а также коллег по работе, которым автор выражает свою искреннюю благодарность.