Оценка потенциала тюменской свиты в пределах Ноябрьского региона Западной Сибири

А.В. Буторин, Р.Р. Зиннурова, М.Ю. Митяев, А.В. Онегов, И.Ф. Шарифуллин, Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»), М.А. Виноходов (Филиал «Газпромнефть-Муравленко» ОАО «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегаз»)

Источник: Журнал «Нефтяное хозяйство»

На сегодняшний день все более актуальной становится проблема поиска новых объектов разработки. Особо остро подобный вопрос стоит перед относительно выработанными месторождениями, в этом случае количество возможных участков под бурение новых скважин сокращается с каждым годом, что на фоне падающей добычи делает разработку актива менее привлекательной с экономической точки зрения.

Возможностью дать второе дыхание месторождению является поиск новых объектов разработки в ранее не рассматриваемой части разреза. Именно это решение может в перспективе решить проблемы «выработанного» актива, однако подобный путь зачастую требует комплексной проработки всего накопленного геолого-геофизического материала, а также дополнительных затрат на стадию геологоразведки. Тематика поиска новых «горизонтов» будет рассмотрена в данной статье на примере Ноябрьского региона Западносибирского осадочного бассейна.

В большинстве случаев месторождения Ноябрьского региона ориентированы на разработку нижнемеловых отложений осадочного чехла, в некоторых случаях интересы геологов простираются и ниже — до васюганских и тюменских пластов юрского комплекса. Именно тюменские отложения могут рассматриваться как потенциальный источник пополнения запасов месторождений. К этой стратиграфической единице относят средне-верхнеюрские отложения, подстилающие васюганскую свиту, и сформированные в условиях переходной зоны «суша-море».

Основным недостатком тюменских отложений является относительно низкая изученность пород данными бурения — комплекс залегает ниже наиболее глубокого целевого васюганского комплекса, поэтому данные о строении и насыщении пород средней юры, зачастую представлены только в разрезах глубоких разведочных и поисково-оценочных скважин. В этом случае фактическая информация о геологическом строении является крайне дискретной в пространстве, и основная роль в изучении тюменских отложений отводится методам площадной сейсморазведки. Именно сейсмические методы в данном случае призваны помочь геологам оценить внутреннее строение перспективного юрского комплекса и ответить на вопрос о его фациальном строении.

Целью данного исследования является изучение тюменских отложений при помощи комплексирования скважинной и сейсмической информации. Основное внимание уделено именно выбору оптимального алгоритма изучения волнового поля для решения детальных геологических задач.

Статья в первую очередь, призвана показать накопленный опыт ООО «Газпромнеть НТЦ» в вопросах изучения тюменских отложений Ноябрьского региона Западносибирского бассейна. В рамках статьи приводится анализ наиболее успешных алгоритмов, применяемых для анализа волнового поля в целевом интервале, позволяющих с высокой степенью уверенности прогнозировать фациальное строение комплекса, что в свою очередь является важной ступенью в изучении продуктивного интервала.

Целью данного исследования является составление региональной фациальной карты тюменских отложений с целью выявления наиболее перспективных районов под дальнейшее изучение, в том числе и путем заложения разведочного бурения.

Для достижения поставленной цели выполнен анализ имеющегося геолого-геофизического материала, включая данные сейсморазведки 2D/3D и скважинную информацию (ГИС, керн). Всего на рассматриваемой территории имеется 17 площадных сейсмических съемок, общей площадью около 20 тыс. кв. км. Общий фонд бурения насчитывает около 23 тысяч скважин, однако только 180 вскрывают изучаемые отложения. Таким образом, можно сделать вывод об относительно слабой изученности тюменского комплекса скважинной информацией.

Актуальность данного исследования в первую очередь связана со значительным потенциалом тюменских отложений с точки зрения их нефтенасыщенности. Определение основных закономерностей строения данного комплекса, позволит в перспективе решить важную для Ноябрьского региона проблему восполнения ресурсной базы.

Геологическое строение Тюменской свиты.

Формирование продуктивных пластов верхней части тюменской свиты, к которым на данной территории относится комплекс Ю2-3, происходило в условиях переходной зоны между континентальными и морскими обстановками седиментации. Данный период геологической истории в пределах Западной Сибири характеризуется обширной областью распространения континентальных условий седиментации. Области, с которых море отступало, характеризовались развитием многочисленных опресненных зарастающих водоемов, где происходило накопление илов и торфа. Впоследствии эти водоемы приведут к развитию угольных пачек в разрезе комплекса Ю2-3. Южная часть Западносибирского бассейна представляла собой обширную аллювиальную равнину с большим разнообразием низменных ландшафтов, которые изредка заливались морем.

Изучаемый Ноябрьский регион занимает промежуточное положение и приурочен к системе развития переходного комплекса между континентальными и морскими отложениями. В разрезе скважин фиксируются прослои углей, которые отражают временное наличие застойных условий, во времена регрессионных этапов. Таким образом, геологическое развитие территории позволяет предположить наличие дельтового комплекса, характеризующегося развитием сложной системы каналов, по которым происходил вынос осадочного материала с континентальной части бассейна.

Однако на практике выделение в разрезе скважин дельтовых обстановок, характеризующих геологическое развитие территории, не всегда может быть реализовано. Кроме этого дополнительную неопределенность вносит дискретный характер скважинной информации в пространстве — всего на изучаемой территории тюменские отложения вскрываются в 180 скважинах, при этом далеко не во всех скважинах был получен керновый материал достаточного количества и качества.

Таким образом, тюменские отложения могут быть охарактеризованы как слабо изученные с геологической точки зрения — скважинная информация не способна на сегодняшний день обеспечить уменьшение геологических неопределенностей. Тюменские отложения на момент бурения разведочных и поисково-оценочных скважин не являлись целевыми, поэтому информация носит скорее случайный характер, что с учетом особенностей геологического строения может привести к некорректной оценки строения и перспективности комплекса.

Слабая представительность скважинной информации приводит к тому, что ведущая роль в вопросах изучения тюменского комплекса на сегодняшний день отдается методам площадной сейсморазведки, способной обеспечить первичную дифференциацию территории, тем самым наметить основные закономерности в распределении коллекторских свойств тюменского комплекса.

Изучение тюменских отложений по сейсмическим данным

Изменчивый характер тюменских отложений приводит к сложному строению волнового поля в рамках данного комплекса, что в первую очередь обусловлено относительно резкой сменой коэффициентов отражения и изменениями мощности пластов, что отражает обстановки седиментации переходной зоны.

Изучение характеристик волнового поля, позволяет сделать предположения об условиях седиментации, то есть выполнить ранжирование территории и вложить в нее геологический смысл. Для получения наиболее полного представления о строении изучаемого комплекса использовано несколько подходов к анализу волнового поля:

1) Структурный анализ — основан на предположении большей перспективности отложений в апикальных частях структур. Структурный фактор в случае тюменских отложений носит подчиненный характер, так как основной вклад вносит литология пласта в силу особенностей условий седиментации указанных отложений.

2) Палеогеографический подход — заключается в изучении карт временных толщин, которые позволяют регионально оценить условия седиментации. Анализ карт изопахит позволяет выполнить палеогеоморфологический прогноз.

3) Динамический анализ — данный тип анализа включает в себя множество подходов к анализу динамических характеристик волнового поля (амплитуды, частоты, формы отражения и т.д.). В рамках подобного подхода к интерпретации данных сейсморазведки возможно выделение основных алгоритмов:

Необходимо отметить, что возможности динамического анализа ограничены площадями проведения трехмерных сейсморазведочных работ, что ограничивает прогноз распространения геологических тел границами лицензионных участков.

Комплексирование различных подходов к анализу имеющейся сейсмической информации позволяет более подробно изучить целевой пласт, сочетая как кинематические, так и динамические особенности волнового поля. Однако, необходимо отметить, что кинематические параметры (структурные планы и карты изопахит) не способны обеспечить детального исследования, предоставляя лишь косвенные инструменты для оценки перспективности того или иного района. Наиболее полная информация может быть получена из результатов динамической интерпретации площадных данных, так как характеристики сейсмического отклика связаны с петрофизическими свойствами пласта, что дает возможность перейти к более детальному прогнозу геологических свойств.

Необходимо учитывать, что все методы динамического анализа, несмотря на взаимосвязь изучаемых характеристик, могут рассматриваться как отдельные методы, которые позволяют взглянуть на сейсмический отклик под разными углами. Именно поэтому в рамках данного исследования не производится сравнение информативности того или иного метода интерпретации, вся полученная информация представляется ценным объектом, позволяющим судить о строении изучаемого интервала.

Комплексирование полученной информации о распределении динамических характеристик волнового поля в пространстве позволяет выделить и закартировать в региональном масштабе развитую сеть каналов, выделяющихся в волновом поле в виде линейных аномалий. Наиболее детальное представление канальной системы позволяет получить спектральное изучение сейсмических данных, что отражает их малую мощность (преобладание интерференционного характера поля).

В результате проведенного исследования были составлены карты кинематических и динамических характеристик поля регионального масштаба, позволяющие выполнить оценку потенциала тюменских отложений (рис. 1).

Рис. 1. Пример региональной карты, полученной по результатам оценки спектральных аномалий площадных данных сейсморазведки

Интерпретация результатов анализа волнового поля.

Интеграция карт динамических характеристик волнового поля позволяет выделить в региональном масштабе развитую сеть каналов, предположительно относящихся к приливно-отливной дельтовой системе.

Однако, выделение канальных обстановок седиментации возможно только в рамках площадных сейсмических съемок, так как характерный размер объектов не позволяет картировать их по профильным данным.

С целью оценки вероятных направлений развития канальных систем выполнена оценка палеогеографического фактора (рис. 2). Распределение мощностей юрского комплекса отражает общую закономерность его развития — зоны сокращенных мощностей отвечают областям палеоподнятий, а зоны повышенной мощности соответствуют депрессиям. С этой точки зрения, можно установить меньшую вероятность развития канальной системы в области уменьшения мощности комплекса. Данный тезис позволяет ориентировочно оценить возможное направление развития дельтовой системы.

Рис. 2. Карта изопахит (теплые тона отражают палеоподнятия) с нанесенными палеоканалами (синие линии), полученными по результатам интерпретации сейсмических данных

Выполненный комплексный анализ волнового поля позволяет оценить предполагаемые обстановки седиментации тюменских отложений. Однако необходимо отметить, что понимание распространения канальных систем не дает ответ на вопрос о вероятности наличия коллектора. С целью определения коллекторского потенциала тюменской свиты, выполнена оценка зависимости эффективной мощности комплекса от удаленности от канала, выделяемого по сейсмическим данным (рис. 3).

Рис. 3. Слева точечный график, отражающий зависимость эффективной мощности тюменских отложений от расстояния доя канала. Справа — интегральная гистограмма

Полученный кросс-плот характеризуется треугольным распределением точек. С целью анализа выполнен статистический анализ полученной зависимости. На иллюстрации слева показан результат осреднения эффективных толщин по зонам шириной 500 м. Подобная оценка показывает математическое ожидание толщины коллектора внутри зоны. Полученные значения укладываются в линейную зависимость, отражающую убывание средней мощности коллектора по мере удаления от системы каналов. Дополнительно были рассчитаны интегральные гистограммы, отражающие распределение эффективных толщин по зонам с шагом 1 км. Анализ полученных гистограмм позволяет сделать аналогичный вывод о уменьшении вероятности наличия коллектора с удалением от канала. Очевидно, что полученная зависимость не предполагает какого-либо количественного прогноза, однако она позволяет говорить о наличии тренда в распределении коллекторских свойств.

Развитие канала транспортировки в условиях дельтовой равнины, сопровождается отложением целого комплекса пород, которые не обладают необходимым акустическим контрастом, либо мощностью для отображения на волновом поле. Поэтому для получения более полного представления о строении целевого интервала необходим более детальный анализ геологической информации. По результатам анализа кернового материала скважин выделены основные литотипы, характеризующие условия накопления тюменской свиты: песчаники дельтовых каналов, углистые аргиллиты внутридельтовых областей (лагун, болот и пр.), алевритистые песчаники намывных валов. В породах отмечены обильные макроостатки флоры, растительный детрит, следы биотрубации, включения пирита и сидерита. Стоит отметить, что в образцах керна пласта Ю2 встречены морские двустворки и фораминиферы, что свидетельствует об усилении влияния моря в период накопления данных отложений.

Изучение динамических характеристик поля в сочетании с картами изопахит позволяет оценить литологический фактор, то есть вероятность наличия коллектора. В случае тюменских отложений данный фактор играет наибольшую роль, однако, в рамках выделенных перспективных областей сохраняется влияние и структурного фактора. Исходя из этого дополнительным критерием оценки перспективных зон, является региональная структурная карта по кровле тюменского комплекса. Купольные области характеризуются максимальным потенциалом, при условии наличия канальной системы. Кроме этого, купольные области являются перспективными с точки зрения разработки площадных коллекторов, что позволяет предусмотреть наличие дополнительных перспектив в других комплексах отложений.

Рис. 4. Региональная структурная карта по кровле тюменских отложений (теплые тона отражают поднятия)

Выводы и дальнейшие рекомендации.

Результат исследования заключается в получении региональной карты потенциала тюменских отложений, которая представляет собой интегральную оценку литологического и структурного фактора, полученных на основании анализа сейсмической информации с привлечением данных о распространении коллектора по скважинам (рис. 5). Использование различных подходов к динамической интерпретации волнового поля позволило выделить на изучаемой площади развитую сеть каналов, отвечающих развитию приливно-отливной дельтовой системы. Полученный результат, безусловно, характеризуется естественными неопределенностями, свойственными сейсмическому методу.

Рис. 5. Комплексная карта — подложка представлена картой изопахит, синими линиями вынесено положение палеоканалов, сплошными черными линиями структурный план по кровле тюменских отложений

Как показывает статистический анализ, скважины расположенные ближе к каналам, характеризуются большей вероятностью наличия коллектора. Тогда как по мере удаления от канала, вероятность получить значительный объем коллектора падает. Полученная закономерность позволяет сформировать региональную концептуальную модель геологического строения, которая ложится в основу дальнейшего изучения тюменского комплекса. Более перспективными считаются области развития дельтового комплекса.

Актуальность исследования в первую очередь связана с необходимостью поиска и вовлечения новых объектов разработки с целью поддержания уровня добычи нефти на месторождениях, находящихся на заключительной стадии разработки. Подобная проблема является актуальной для многих месторождений Ноябрьского региона, и Западной Сибири в целом, так как выработанность запасов в данном регионе составляет около 70%.

При этом тюменские отложения характеризуются крайне слабой изученностью, ввиду значительной глубины их залегания, а также сложного строения комплекса с геологической точки зрения. Постепенное накопление знаний и применение новых технологий анализа сейсмической информации позволит уменьшить риски, связанные с разработкой данного стратиграфического комплекса.

Данное исследование является начальным шагом в детальном изучении тюменских отложений Ноябрьского региона, отражая этап концептуального моделирования комплекса, то есть выявление основных закономерностей строения тюменской свиты. Дальнейшее развитие связано с детальной проработкой скважинной информации — анализе и интерпретации кернового материала, проведении переиспытаний скважин, которые анализировались без ГРП, испытание имеющегося фонда скважин. Все эти мероприятия позволят постепенно уменьшить риски и неопределенности, и тем самым приблизить полномасштабную разработку данного комплекса в пределах Ноябрьского региона.

Возврат к списку