Лекция 9.

Продолжение темы 8 «Поиск нефтегазовых объектов»

Платформенные структуры. Структуры этого типа относятся к древним (Русская, Сибирска) и молодым (Скифская, 3ападно-Сибирская) платформам. В качестве примера рассмотрим структуру 3ападно-сибирской плиты. Допалеозойский фундамент плиты имеет блоковое строение. Мощность перекрывающих палеозойско-мезозойских образований изменяется от 2 - 7 км на юге до 12 – 14 км на севере. Осадки палеозоя заполняют глубокие впадины плиты с углами падения 10 - 12 град. Залежи нефти в их разрезе приурочены к карбонатным отложениям силура и девона.

Залегающие выше отложения триаса (мощностью около 500 м) представлены терригенными и вулканогенными образованиями. Юрские отложения сложены песчано-алевролито-глинистыми осадками (һ = 0.5-3 км). Меловые отложения залегают согласно на юрских и представлены морскими, озерно-аллювиальными песчано-глинистыми фациями (мощность 1,1 - 3,3 км). Выше по разрезу развиты палеоценовые, эоценовые, олигоценовые, неоценовые и четвертичные отложения суммарной мощностью до 450 м.

Основные месторождения относятся к меловому и юрскому комплексу пород. В мезозойско-кайнозойском чехле в пределах структур 1-го и 2-го порядков выявлено множество структур 3-го порядка - валы, мульды, купола, уступы с размерами по площади от 2 до 50 км² , а их амплитуды 50 - 150 м. Структуры в верхних горизонтах выполаживаются. Среди осадочной толщи есть дизъюнктивные нарушения. Большинство месторождений связано с антиклинальными структурами, но есть залежи нефти в литологических и тектонических ловушках. Примерно такие условия наблюдаются и на других платформах. Локальные структуры имеют округлую, реже вытянутую форму, размеры их от 2x4 км до 15x30 км, падение крыльев от 1 - 2 до 5 - 7 град., амплитуды чаще всего составляют 20 - 40 м.

Петрофизическая модель и геофизические разрезы. Кровля допалеозойского фундамента является преломляющим горизонтом, имеет граничную скорость в диапазонеV_г = 6,1 - 6,5 км/с, поверхность палеозоя имеет V_г - 6 км/с. Непрерывных отражающих горизонтов в палеозое не отмечено. В мезозойском комплексе опорный отражающий горизонт связан с баженовской свитой (верхняя юра). Здесь пластовая скорость V_пл изменяется в диапазоне 2,59 - 3,5 км/с, а плотность σ = 2,03 2,52 г/см³. В меловых отложениях имеются два опорных горизонта, V_пл =2,59 - 3,5км/с, те же и значения плотности σ. В вышележащих отложениях (палеоцен, эоцен, олигоцен) дифференциация параметров более слабая (σ =1,86 - 2,08; V_пл = 1,8 - 2,2), поэтому опорных отражающих и плотностных границ нет.

В геоэлектрическом разрезе Западно-Сибирской платформы опорным является палеозойский фундамент. На картах суммарной продольной проводимости S выделены аномалии, отвечающие структурам, которые являются иногда газовыми месторождениями. Эти карты являются весьма информативными и отражают в грубом представлении двухслойный разрез.

В пределах Сибирской платформы (Вилюйская синеклиза, Приверхоянский прогиб) геоэлектрический разрез представлен трёхслойным: верхний комплекс - мезозойские терригенные отложения с сопротивлением 20-50 Омм, средний - осадки от верхнепалеозойских до рифейских (менее 10 Омм), нижний - кристаллические породы архея (5000-10000 Омм).

Магнитные свойства осадочных пород платформ слабо меняются, они практически немагнитны с величиной магнитной восприимчивости в диапазоне ( æ= 0-10*10^-5ед.СИ).Слабомагнитными являются песчаники (æ =(10-200)*10^-5СИ). Установлена приуроченность нефтеперспективных структур к приподнятым блокам кристаллического фундамента, отмечаемым минимумами 20-100нТл.. С ними в основном связаны антиклинальные структуры. Фундамент представлен гранитоидами.

Комплексы геофизических методов. В южных районах Западно-Сибирской плиты, где мощность осадков (h=2-7 км) для прослеживания кровли фундамента используются метод преломленных волн. Так выявляются структуры силура и девона. В северных районах для прослеживания фундамента привлекают метода МТЗ и МПВ.

Аэромагнитные и гравиметрические съёмки масштаба 1:50 000 - 1:25 000 позволяют выяснить тектонические условия, выявить разломы, установить наличие унаследованных структур, выявить некоторые антиклинальные структуры в осадках. Результаты этих исследований позволяют рационально размещать сейсмические профиля и поисковые скважины.

Но ведущим методом является МОВ в модификации МОГТ, поскольку есть опорные отражающие горизонты, пологий тип структур, хорошие условия возбуждения упругих колебаний. На данном этапе ведётся поиск нефтяных месторождений на больших глубинах в юрских отложениях. Кроме того, начали проводить поиск ловушек неантиклинального типа и приступили к изучению продуктивных горизонтов. Средняя густота сети МОГТ - 0,7 км/км².

Применение методики ЗD обеспечивает прослеживание продуктивных пластов по промежуточным горизонтам и картирование структур амплитудой 20-40 м. Для интерпретации сейсмических данных используют вертикальное сейсмическое профилирование (ВСП), акустический каротаж и плотностной гамма-гамма каротаж (ГГК).

Электроразведка успешно используется в районах Сибирской платформы. Здесь в комплексе с МПВ, МОГТ используют МТЗ, ЗС - БЗ. Последнее применяют при поисках структур аудио-МТЗ с новой аппаратурой. Целью этих работ является определение мощности осадочных пород, изучение поверхности фундамента. На выявленных структурах проводят поисковые съемки МОВ-ОГТ и детальные ЗС-БЗ. Существенную роль при поисках структур в Вилюйской синеклизе играют работы МТЗ с опорой на отдельные маршруты МПВ.

Неантиклинальные ловушки. НАТ. Многие такие ловушки приурочены к терригенным отложениям. В Западной Сибири их положение определяется латеральными замещениями песчаных коллекторов глинами. Ловушки связаны с региональными и локальными зонами литологических и тектонических экранирований, фациальных замещений и стратиграфических несогласий.

Протяжённость ловушек изменяется от сотен метров до сотен километров. Наиболее значительны по размерам ловушки наблюдаются в русловых отложениях, песчаных телах подводных долин, дельтовых отложениях. Ширина их достигает десятков километров. Мощность отдельных песчаных тел варьирует от нескольких метров до десятков метров.

Замкнутые и полузамкнутые ловушки связаны с различного рода выклиниваниями коллекторов. Незамкнутые - это ловушки типа перегибов слоев или выступов, в которых углеводороды удерживаются под напором воды со всех сторон. Ловушки подразделяются на литологические, стратиграфические, тектонически экранированные и связанные с зонами дробления.

Физические характеристики физико-геологических моделей. Контрастность физических свойств пород ловушек по отношению к вмещающим породам незначительна. Волновое поле отражает параллельные и непараллельные напластования, и это позволяет выделять неантиклинальные ловушки, связанные с песчаными телами.

В Западной Сибири метод МОВ-ОГТ выделяет субгоризонтальные и клиноформные отражающие границы. Первые связаны с отложениями шельфа, вторые - с отложениями материкового склона. Выделение линз песчаников и зон фациального замещения песчаных коллекторов глинами способствует тот фактор, что пластовая скорость V_пл песчаников (3,5 км/с) существенно отличается от V_пл„ песчано-глинистых пород (3,2 км/с), и в глинах (2 км/с).

На разрезах уверенно выделяются зоны выклинивания литолого-стратиграфического комплекса на склонах крупных сводов и бортовых частей прогибов. Повышение разрешающей способности сейсморазведки связано с расширением диапазона частот и использованием динамических параметров.

В геоэлектрических разрезах выделяются проводящие и высокоомные слои. Электромагнитные зондирования чувствительны к таким проводящем пластам, а методы ВЭЗ-ДЭЗ - выделяют высокоомные горизонты. В разрезах прослеживаются зоны резкого изменения мощности терригенных отложений, выявляются эрозионные врезы (включения), выполненные терригенными породами, к которым приурочены неантиклинальные ловушки.

В гравитационном поле эффекты над ловушками не превышают первых десятых долей милигала (меньше 0,1 мГал), поэтому трудно использовать метод гравиразведки. Проявлению терригенных коллекторов в этом поле способствует то, что представлены они песчаниками и алевролитами, для которых характерна высокая пористость, достигающая до 40% и более. Плотность песчаников составляет 2,3 г/см³, а с увеличением глинистости песчаников, уменьшением зёрен изменяется их пористость и плотность, их величины становятся меньше.

Геомагнитная модель неантиклинальных ловушек практически не исследована. Есть данные, что магнитная восприимчивость æ песчаников и алевролитов имеет меньшие значения, а в зоне оконтуривания залежи они возрастают за счет присутствия магнетита и гематита. Магнитная восприимчивость песчанныков и алевролитов изменяется в довольно широком диапазоне (10-100*10^-5 ед.СИ), в то время как у глинистых и карбонатных отложений она составляет на порядок меньше. Изменяются магнитные свойства и в зонах нарушений, где проявлено тектоническое экранирование залежей.

Комплекс геофизических методов. Основными задачами методов при поисках неантиклинальных ловушек являются:

1) палеогеографические, палеотектонические реконструкции

2) изучение структур и литологического состава НАТ ловушек

3) прогнозирование продуктивных ловушек

Основной метод изучения это МОВ - ОГТ, но его возможности не столь эффективны как при поисках антиклинальных структур. Результаты МОГТ дают палеоморфологическую картину. Особенности палеорельефа (эрозионные и аккумулятивные формы) выделяются по кинематическим и динамическим аномалиям при применении приёмов сейсмостратиграфии (прогнозирование условий осадконакопления во времени).

На сейсмогеологических разрезах выделяются клиноформные границы, зоны фациального замещения песчаных толщ глинистыми, а в благоприятных условиях выделяются линзы песчаников в толще глин. Возможно прогнозирование положения палеодельт, конусов выноса и подводящих каналов.

При решении литологических задач используется комплекс приёмов углублённой интерпретации метода общей глубинной точки и бурения для получения информации о вещественном составе и флюидонасыщения изучаемых объектов.

Из электроразведки применяются методы магнитотеллурического зондирования, зондирования становлением поля в ближней зоне (ЗС-БЗ) и частотные зондирования (ЧЗ). Проводящие слои хорошо фиксируются на кривых МТЗ и ЗС-БЗ. По данным метода Ч3 прослеживаются зоны резкого изменения мощности терригенных отложений, выявляются эрозионные врезы, к которым приурочены неантиклинальные ловушки.

При сочетании методов ЗС - БЗ с МОГТ по первому определяются зоны развития водонасыщенного низкоомного коллектора, а по методу МОГТ - структура горизонтов и аномалии затухания волн, связанные с залежами углеводородов. Густота сети в методах ЗС, МТЗ зависит от размеров зон выклинивания. Исходя из требований к стадии раьот масштаба 1:50 000 - 1:100 000, средняя густота профилей составляет 1-2 км., шаг по профилю определен как 0,5-1 км.

Гравиразведка применяется при поисках ловушек литолого -стратиграфического типа (Краснодарский край). Но более эффективно использовать метод при выделении зон тектонических нарушений, которые экранируют движение углеводородов. С учетом слабой интенсивности аномалий гравитационный эффект низкий, поэтому съёмка должна быть высокоточная (0,03-0,05 мГал), масштаб 1:50 000, а расстояния между профилями 500-1000 м и шаг 250-500 м. Сечение изолиний на картах составляет 0,1-0,2 мГал.

Аэромагнитная съёмка выполняется для выделения площадей с мощными толщами терригенных песчано-алевролитовых отложений, при установлении эрозионных врезов, обнаружения тектонических нарушений, контролирующих размещение ловушек. Съёмка должна быть высокоточной (1-2 нТл), масштаб 1:50 000, маршруты через 500 метров.

Для определения литологического состава пород (коллекторов и покрышек) полевая геофизика применяется в комплексе с геофизическими исследованиями в скважинах (акустический каротаж АК, электрический каротаж КС, ПС, ВП, гамма-гамма каротаж ГГК, вертикальное сейсмическое профилирование ВСП. Это позволяет прогнозировать литологический состав, а иногда оценить продуктивность объекта.