УДК 553.982.23.051/.055.001.18

Методические принципы локального прогноза ловушек нефти и газа в терригенных отложениях

А.А. ГУСЕЙНОВ, Б.М. ГЕЙМАН, Г.В. СУРЦУКОВ, Н. С ШИК (ВНИГНИ)

В последние годы все большее значение приобретает локальный прогноз залежей нефти и газа в ловушках различных генетических и морфологических типов. Научно обоснованные предпосылки наличия залежей по результатам сравнительно-геологического анализа, геофизических, геохимических и гидрогеологических исследований позволят сократить число непродуктивных поисковых скважин и повысить эффективность геологоразведочных работ на нефть и газ практически во всех нефтегазоносных провинциях.

Локальный прогноз залежей в сложно построенных литологических, стратиграфических и комбинированных ловушках (ЛСКЛ) представляет особую трудность. Так, в антиклинальных ловушках он чаще всего осуществляется на выявленных сейсморазведкой структурах, а в ЛСКЛ связан с прогнозом регионального ВНК (ГВК) и выполнением дополнительного объема геолого-геофизических работ, направленных, прежде всего, на локализацию эффективных коллекторов, приуроченных к обширным зонам стратиграфических несогласий и литолого-фациальных замещений крупных литолого-стратиграфических комплексов.

Разрешающая способность сейсморазведки в настоящее время не позволяет однозначно решить проблему прогноза ЛСКЛ, связанных с маломощными горизонтами (пластами), к которым приурочена большая часть выявленных и прогнозируемых ловушек. Поэтому при локальном прогнозе этих ловушек возрастает роль геологических методов, прежде всего, палеогеографических, палеогеоморфологических и палеотектонических. Особое значение приобретает детальный литолого-фациальный анализ, который в комплексе с указанными методами позволяет выявить перспективные фациальные зоны, наиболее благоприятные для формирования определенных генетических и морфологических типов ЛСКЛ.

Не останавливаясь на деталях регионального этапа геологоразведочных работ (таблица), направленных на выявление благоприятных литолого-стратиграфических интервалов разреза, зон стратиграфических несогласий (выклиниваний, срезаний) и литолого-фациальных замещений осадочных комплексов, отметим, что результаты этого этапа являются основой для последующих исследований, связанных с локализацией конкретных ловушек в перспективных зонах. На региональном этапе решаются задачи прогноза, выделения и оконтуривания фациальных зон, уточнение границ которых, а также детализация генетических типов отложений, осуществляются на первой стадии поискового этапа. Стадия обнаружения и подготовки ЛСКЛ к поисковому бурению - важнейшая в процессе геологоразведочных работ, так как в это время детально изучаются генетические и морфологические типы ЛСКЛ, выявляются особенности их размещения, т.е. фактически локализуются поисковые объекты. К подготовленным следует отнести ЛСКЛ с установленными или прогнозными геолого-геофизическими параметрами по результатам производственных работ, для которых составлены структурные карты по отражающим горизонтам, где точность построения и тип разреза подтверждены бурением и данными ГИС на первых объектах в каждой перспективной зоне.

На стадии обнаружения и подготовки ЛСКЛ основными задачами являются:

· определение локальных особенностей распространения продуктивных отложений и изменчивости их литолого-физических свойств;

· уточнение генетических типов отложений (и изучение их нефтегазоносности);

· исследование геофизических характеристик отложений и прогнозирование геологического разреза;

· прогноз основных типов ЛСКЛ, их параметров и характеристик, включая литологические свойства, генетический и морфологический тип ловушки (размер, площадь, замкнутый контур, абсолютная глубина залегания вершины, азимут простирания по длинной оси, минимальные и максимальные мощности, средние значения пористости и проницаемости коллекторов, наличие флюидоупоров сверху и снизу и латерального экрана), данные о скоростях, коэффициентах поглощения, плотности, акустических свойствах разреза и других параметрах;

· прогноз залежей нефти и газа, исходя из положения регионального ВНК (ГВК), наличия промежуточной толщи рассеивания;

· выявление локальных участков для проведения дополнительных детальных геолого-геофизических работ;

· оценка локализованных прогнозных ресурсов категорий Д₁, Д₂ и перспективных категорий С₃;

· выбор числа, местоположения и очередности бурения поисковых скважин на подготовленных ЛСКЛ.

Эти задачи могут быть выполнены при проведении комплекса геолого-геофизических исследований, который включает на начальном этапе детальные геолого-геофизические работы и бурение специальных параметрических (или структурных) скважин в пределах перспективных фациальных зон, а также интерпретацию накопленного материала.

Обобщение фактических данных служит основой для детального расчленения и корреляции разрезов, установления зональных интервалов развития коллекторов, генетического анализа продуктивных отложений, изучения морфологии ЛСКЛ и выявления залежей нефти и газа.

1. Основой крупномасштабного литолого-фациального картирования отложений для локального прогноза ЛСКЛ является детальное расчленение и корреляция разрезов. В условиях ограниченного числа скважин используются традиционные методы (биостратиграфические, минералого-петрографические, сопоставленные с ГИС, и др.). При корреляции отложений на базе данных изучения магнитных свойств пород необходимо иметь эталонный разрез с диаграммой каппаметрии керна. При значительном числе скважин, но в условиях дефицита кернового материала, надежные результаты могут быть получены только при использовании комплекса ГИС, особенно с привлечением формализованных методов [2].

2. Зональные интервалы развития коллекторов выделяют по результатам бурения скважин, лабораторного изучения керна, комплексу ГИС и гидродинамических исследований в скважинах, методика проведения которых изложена в многочисленных справочных руководствах.

3. Генетический анализ продуктивных отложений и предварительное изучение морфологии ЛСКЛ сводится к палеогеоморфологической интерпретации мощностей и типов разрезов с использованием результатов выполненного комплекса ГИС, изучения текстурных особенностей, гранулометрического и минерального состава продуктивных отложений.

Анализ изменчивости мощностей и особенностей распространения однотипных разрезов в комплексе с традиционными методами позволяет сопоставлять пласты и линзы, выделять песчаные тела различных морфологических типов и изучать фациальные взаимоотношения отложений. Это достигается картированием в пределах исследуемых зон распространения однотипных разрезов, где по каждой из них составляют типовую литологическую колонку в масштабе 1:1000 или 1:500, 1:200 в зависимости от мощности литолого-стратиграфического интервала.

Палеогеоморфологический анализ включает уточнение корреляции разрезов на палеогеоморфологической основе, создание моделей строения палеорельефа, установление зависимости вещественного состава отложений от палеогеоморфологических и палеогеографических условий осадконакопления, анализ мощностей пород-коллекторов, направленный на выявление их связи с палеорельефом и палеоструктурой [3].

Текстурный анализ основан на изучении характера связи между текстурой осадка и условиями его образования, на выявлении ориентировки текстур для установления направления транспортировки осадков.

Изучение гранулометрического состава продуктивных отложений предусматривает выявление особенностей распространения литологических типов пород с максимальным размером зерен по площади, изменчивости содержания в них крупно-, средне-, мелкопесчаной, крупно-, мелкоалевритовой и глинистой фракций (или гранулометрических коэффициентов) по разрезу, а также прогноз распространения высокоемких и проницаемых коллекторов. В качестве дополнительного методического приема генетической диагностики песчаных тел можно использовать факторный анализ, предусматривающий обработку количественных значений физико-литологических признаков на ЭВМ [1].

Исследование минерального состава для генетической диагностики отложений и определения условий осадконакопления должно быть направлено на выделение терригенно-минералогических показателей, основными из которых являются суммарное содержание минералов с близкой химической и гидромеханической устойчивостью и соотношение минералов, сходных по химической устойчивости и различающихся по гидромеханическим свойствам. В качестве дополнительных терригенно-минералогических показателей следует рассматривать типоморфные особенности и соотношение легких и тяжелых минералов (М.Г. Бергер с соавторами, 1979 г., Н.С. Окнова, 1981 г.).

Использование электрометрических моделей для выявления фациальной принадлежности осадков дает возможность изучить и отождествить генетическую природу отложений по комплексу диагностических признаков (основными являются: конфигурация и знак отклонения кривой ПС, максимальное значение относительной амплитуды , кровельная, боковая, подошвенная линии и ширина аномалии ПС, положение максимального значения , направление уменьшения значений [4]), а также сопоставить полученные результаты с данными других исследований.

Генетическая диагностика песчаных тел и вмещающих их отложений осуществляется на основе их сравнения с современными аналогами или известными моделями по комплексу признаков: форме песчаного тела, приуроченности к определенным палеогеографическим областям и зонам, морфогенетическим типам рельефа, ориентировке относительно береговой линии, характеру фациальных взаимоотношений песчаных тел и вмещающих отложений. Предварительное изучение морфологии ЛСКЛ основано на использовании результатов применения вышеперечисленных методов в комплексе с региональными исследованиями, что позволяет прогнозировать распространение пластов-коллекторов, выявлять зоны и участки стратиграфического выклинивания и срезания, литолого-фациального замещения и линзовидного залегания песчаных тел. Базируясь на особенностях распространения пласта-коллектора, наличии покрышки и экрана, структурном положении песчаного тела, устанавливают морфологический тип ловушки. Конфигурацию ее в плане определяют по результатам построения структурной карты по кровле исследуемого пласта при совмещении с картой распространения пласта-коллектора.

4. Геофизические исследования обязательны в комплексе работ при локальном прогнозе ЛСКЛ. Необходимым условием при этом является создание опытно-методических полигонов в пределах перспективных зон и наличие параметрических и (или) поисковых скважин, обеспечивающих комплексное изучение объектов. Ведущее место в геофизических исследованиях занимает сейсморазведка в наземных и скважинных модификациях. В условиях дифференцированного плотностного разреза и фиксируемых изменений магнитных свойств пород положительные результаты могут быть получены при комплексировании с сейсморазведкой высокоточных гравиметрических и аэромагнитных наблюдений.

Выявление и подготовка ЛСКЛ представляют сложный процесс и требуют привлечения современных полевых методов наблюдений, цифровой обработки информации по стандартным и сложным графам и программам, сейсмогеологического моделирования на основе сейсмостратиграфического анализа, ГИС и др. Основным наземным методом обнаружения ЛСКЛ и последующего прогноза новых объектов является сейсморазведка МОГТ по системам продольного профилирования. Детальное изучение ловушек проводится совместно с бурением параметрических и первых поисковых скважин. Густота профилей и системы МОГТ обусловливаются установленными или прогнозируемыми размерами ловушки, ее генетическим и морфологическим типом, особенностями контролирующего ловушку структурного элемента, глубинами до целевых отражающих границ и сейсмогеологическими условиями разреза. При наличии параметрических и поисковых скважин в них необходимо выполнять скважинные сейсмические исследования (ВСП, МОГ, МПГС-ВСС).

На базе широкого внедрения скважинной сейсморазведки в геологоразведочный процесс, ее комплексирования с наземными системами МОГТ, данными дифференциальной электроразведки и ГИС, другой геолого-геофизической информации развиваются направления и методология локального прогноза сложно построенных ЛСКЛ и связанных с ними залежей нефти и газа. В этом вопросе можно выделить два аспекта: во-первых, прогнозирование ловушек различного типа (их литологического состава, строения и природы) и, во-вторых, прогнозирование в пределах выявленных и опоискованных сейсморазведкой объектов скоплений УВ.

Важное место при локальном прогнозе занимает сейсмическое моделирование, в задачу которого входят изучение волновых полей и оценка возможности применения различных способов обработки и интерпретации при выделении сложно построенных объектов в конкретных сейсмогеологических условиях. Данные моделирования служат основой для выбора информативных динамических и кинематических характеристик отраженных волн для прогноза литолого-фациальных изменений и стратиграфических несогласий.

Обобщенная схема комплексной обработки и интерпретации материалов МОГТ включает создание вариантов сейсмогеологических моделей, получение синтетических трасс и сопоставление их с наблюденными, типизацию временных разрезов по изменению характеристики волновых полей, подбор моделей объектов по результатам сопоставления с временными разрезами, данными ПАК; составление динамических и прогнозных литолого-временных разрезов, их геологическую интерпретацию на основе сейсмостратиграфического анализа, привлечения ПГР и методик изучения АТЗ (КМПП, «Залежь» и т.д.).

Предложенные методические приемы и последовательность геолого-геофизических работ необходимо использовать при изучении каждой перспективной фациальной зоны, так как только в этом случае можно локализовать конкретные объекты, а на основе комплексного геолого-геофизического анализа осуществить локальный прогноз определенных генетических и морфологических типов ЛСКЛ на неисследованных или малоисследованных участках территории в пределах перспективных зон.

Список Литературы

1. Использование факторного анализа физико-литологических свойств пород при генетической диагностике песчаных образований / А.А. Гусейнов, Б.М. Островский, Н.С. Шик, Г.В. Сурцуков // Литология и полезные ископаемые.- 1984.- № 4,- С. 130-135.

2. Литологические, стратиграфические и комбинированные ловушки нефти и газа / А.А. Гусейнов, Г.А. Каледа, Р.Г. Самвелов и др.-М.: Недра.- 1978.

3. Методика палеогеоморфологических исследований нефтегазоносных областей СССР / С.П. Арутюнов, Н.А. Асфандияров, М.М. Балашова и др.- М.: Недра.- 1985.

4. Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел - литологических ловушек нефти и газа.- Л.: Недра.- 1984.

Таблица Схема прогнозирования и поисков ЛСКЛ нефти и газа

Этапы	Стадии	Цель и задачи	Виды и методы исследований	Итоговые геологические документы
Региональный	Оценка зон нефтегазонакопления	Прогноз нефтегазоносности, выявление зон нефтегазонакопления: установление трансгрессивных и регрессивных циклов седиментации; выявление литолого-стратиграфических интервалов разреза, благоприятных для формирования ЛСКЛ; палеогеографические, палеогеоморфологические и палеотектонические реконструкции; установление региональных особенностей распространения продуктивных отложений, изменчивости их литолого-физических свойств; уточнение границ распространения региональных и зональных покрышек, зон развития коллекторов; прогноз, выявление и оконтуривание перспективных зон развития ЛСКЛ; оценка (уточнение) прогнозных ресурсов УВ категорий Д₁, Д₂; геолого-экономическая оценка целесообразности поисков залежей УВ в ЛСКЛ; выбор объектов для проведения дополнительных геофизических работ и бурения параметрических (или структурных) скважин	Интерпретация материалов на стадии прогноза нефтегазоносности, региональные геолого-геофизические работы, сейсмостратиграфический анализ, палеогеографические (ПГГ), палеогеоморфологические (ПГМ), палеотектонические (ПТ), геохимические, гидрогеологические исследования; расчленение и региональная корреляция: комплексный ПГГ-, ПГМ-, ПТ-анализ; сейсмо-, электро-, грави-, магниторазведка; геохимические, гидрогеологические методы; бурение параметрических (или структурных) скважин	Региональные ПГГ-, ПГМ-, ПТ- карты для минимальных стратиграфических интервалов (1:500 000, 1:200 000, 1:100 000)По фациальным зонам: сейсмостратиграфические разрезы (масштабы: горизонтальный не мельче 1:100 000, вертикальный-1:1000, 1:500); литолого-фациальные карты на современной структурной основе (1:200 000, 1:100 000); карта направлений РГГР
Поисковый	Выявление и подготовка ловушек к поисковому бурению	Выявление генетических и морфологических типов ЛСКЛ, подготовка их к поисковому бурению: уточнение генетических типов отложений; исследование геофизических характеристик и ПГР; локальный прогноз ЛСКЛ, выявление участков для проведения детальных геолого-геофизических работ; локальный прогноз залежей УВ; оценка локализованных прогнозных ресурсов категорий Д₁, Д₂ и перспективных ресурсов категории С₃; выбор местоположения поисковых скважин	Детальные геолого-геофизические работы, геохимические и гидрогеологические исследования, бурение параметрических (или структурных) скважин, интерпретация накопленного материала, сейсмостратиграфический анализ и ПГР, структурноформационная интерпретация; детальное расчленение и корреляция; генетический анализ продуктивных отложений; предварительное изучение морфологии ЛСКЛ; геофизические методы (ОГТ, ВСП, ВСС - МПГС, электро- и гравиразведка)	Схемы корреляции, карты мощности продуктивных отложений, покрышек, изменчивости литолого-физических свойств и типов разрезов (масштаб не мельче 1:200000), сейсмогеологические разрезы (масштабы: горизонтальный не мельче 1:50 000, вертикальный 1:500, 1:200) и модели ЛСКЛ Литологические карты (профили) по каждому объекту (1:100 000, 1:50 000, 1:25 000) Пояснительная записка по оценке локализованных ресурсов УВ (Д₁, Д₂) Отчет по оценке перспективных ресурсов (С₃) Прогнозная карта ЛСКЛ (масштаб не мельче 1:200 000) Карта направлений геолого-геофизических работ Проект бурения поисковых скважин
Этапы	Стадии	Цель и задачи	Виды и методы исследований	Итоговые геологические документы
Поисковый	Поиски залежей нефти и газа	Подтверждение ЛСКЛ, открытие залежей, оценка запасов: уточнение локальных особенностей распространения продуктивных отложений и изменчивости их литолого-физических свойств; уточнение генетических и морфологических типов ловушек	Дополнительные геофизические работы, бурение поисковых скважин, интерпретация геолого-геофизического материала; дополнительные исследования по расчленению и корреляции разрезов, генетическому, морфологическому, сейсмостратиграфическому анализу и ПГР; структурно-формационная интерпретация	Графическая модель ловушки Отчет по оценке запасов нефти и газа