В условиях экономического кризиса для достижения рентабельности геологоразведочных работ необходимо более широко использовать новые альтернативные технологии. Современный уровень функционирования нефтегазодобывающих предприятий основан на повсеместном внедрении цифровой информации и компьютерных методов. В данной статье речь пойдет о применении комической съемки, обеспечивающей решение разнообразного комплекса задач для всех этапов геологоразведочных работ и их сопровождения.
Космические снимки, в первую очередь, используются в качестве топографической основы размещения базы данных. Дело в том, что используемые ныне при геодезических работах топографические карты сильно устарели, так как их съемка проводилась 20–30 лет тому назад. Изменились дорожная сеть, русла рек и ручьев, конфигурация озер, а также высотные отметки рельефа. Например, для относительно крупных меандрирующих рек перемещение русла может достигать нескольких сотен метров. Ошибки при привязке сейсмопрофилей и скважин к старым топокартам, деформирующимся в процессе хранения, также достигают нескольких сотен метров. Это, в конечном счете, негативно отражается на построении структурных карт, инклинометрических данных, отметок водонефтяных контактов и других материалов. Погрешности особенно значимы на средних и небольших месторождениях.
В настоящее время уточнение и корректировка карт производятся именно с помощью космических снимков. Они обеспечивают топографическую основу в любой системе координат в масштабах от 1:25000 и мельче, то есть являются необходимыми при планировании и выполнении полного цикла геологоразведочных работ. Современные возможности переноса на них гипсометрических отметок и географических названий превращают их в высокоточные карты, а при использовании стереоскопических изображений применение их более эффективно по сравнению с топокартами. Разрешение снимков колеблется от нескольких до 20 метров, обеспечивая детальность привязки любых объектов и оценку всего спектра геологических данных. При использовании космических снимков точность привязки не превышает нескольких метров, сводясь к простой и быстрой операции, не требующей проведения топографических работ, то есть определенных финансовых затрат.
Анализ космической информации с помощью специализированного пакета программ позволяет выполнять качественное и достоверное моделирование: от прогноза нефтеносных структур до корректировки моделей резервуаров на эксплуатационной стадии работ. Решение этих задач обеспечивается комплексом снимков: в видимой области спектра, инфракрасном и радиодиапазонах, как в черно-белом, так и цветном изображении, включая стереоскопические модели местности.
Следующее направление применения космической информации — это экология. Путем анализа снимков, сделанных в разные моменты времени и различные сезоны, проводится мониторинг окружающей среды в районе промыслов, а интерпретация инфракрасных снимков регистрирует степень ущерба, нанесенного растительному покрову вследствие загрязнения поверхностных и грунтовых вод.
Космические снимки применяются также для изучения структур осадочного чехла, определения внутреннего строения и положения исследуемых объектов, установления наиболее перспективных направлений геолого-геофизических работ на нефть и газ. Примером использования космической информации может служить исследование Московской синеклизы, изученность которой невелика, а современная поисковая сейсморазведка применялась в крайне ограниченном объеме. Исходя из этого, практически с чистого листа решалась задача прогнозирования локальных поднятий.
Эффективность использования космических снимков может быть проиллюстрирована на примере прогнозирования локальных структур в Сургутском районе Ханты-Мансийского автономного округа. На площади, отображенной на листе карты масштаба 1:200000, сейсморазведкой было установлено 49 локальных структур. «Взгляд из космоса» увидел 48 из них. Кроме того, благодаря снимкам из космоса было спрогнозировано наличие еще 57 структур, существование девяти из которых подтвердилось в ближайшие годы.
При относительно высокой эффективности использования космической информации для поисковых работ, ее стоимость на несколько порядков ниже стоимости сейсморазведки. Поэтому целесообразно комбинировать эти два метода. Однако надо учитывать и тот факт, что проектирование сейсморазведки западными фирмами осуществляется на базе космической информации.
Какова же роль новой альтернативной технологии на различных этапах геологоразведочных работ? На стадии поиска месторождений (залежей) проводится:
детализация морфологии и неотектонической активности поднятий по перспективным горизонтам осадочного чехла для уточнения места заложения поисковых скважин;
выявление новых и уточнение положения известных разрывных нарушений, флексур и зон трещиноватости.
Применение специальных видов съемок (инфракрасной, лазерной, ультрафиолетовой) дает возможность оперативно получать дополнительные материалы для оценки нефтегазоносности локальных структур по аномальным значениям геотемпературного поля поверхности Земли и геохимическим аномалиям, включая концентрации легких углеводородов и сопутствующих им элементов с точностью до миллионных долей процента в приповерхностных слоях воздуха.
Космические исследования необходимы еще и потому, что они обеспечивают высокую плотность исходной информации (на единицу площади). Это очень важно, так как количество глубоких скважин и сейсмопрофилей ограничено, что не позволяет с их помощью решить ряд следующих структурных задач:
- выяснить морфологию локальной структуры и построить достоверную структурную карту;
- протрассировать разрывные нарушения, установить их взаимоотношения;
- структурно увязать систему разрывных нарушений с водонефтяными, газонефтяными и газоводными контактами.
По результатам интерпретации космических снимков на поисковом этапе с использованием данных сейсморазведки и бурения составляются структурные карты и схемы. Однако известные в настоящее время компьютерные программы по построению структурных карт, как правило, не могут достоверно увязать изогипсы картируемого горизонта с разноамплитудными разрывами и контактами. Так что требуются доработка специалиста и дополнительная информация, либо осуществляется подгонка исходных данных.
Основной целью разведочного этапа исследований является установление типа залежи, построение геологической модели резервуара и получение геолого-промысловых параметров для подсчета запасов. Так как основные методы сбора информации имеют точечный (скважины) и профильный (сейсморазведка) характер, то все построения решаются путем интерполяции и экстраполяции. В условиях неоднородности резервуаров, изменчивости свойств коллектора и его нарушенности подобные построения схематичны и недостаточно достоверны. Детальное дешифрирование космических снимков дает возможность установить наличие неоднородностей. Получение литологических и фильтрационно-емкостных характеристик выявляемых неоднородностей решается в процессе комплексной интерпретации данных дешифрирования и бурения.
На стадии оценки месторождений разведочного этапа одними из основных итоговых документов являются исходные структурные карты по результатам бурения и сейсморазведки и итоговые карты по каждому объекту. Для определения типов залежи используются данные дешифрирования космических снимков, дополненные сейсморазведкой и бурением (по профилям и точкам). Несомненно, что при большой плотности сейсмопрофилей можно повысить достоверность структурных построений, но стоимость подобной оценки резко возрастает, что приведет к нерентабельности разведки и разработки средних и мелких месторождений.
На стадии подготовки месторождений к разработке оценивается влияние выявленных неоднородностей (как литологического, так и разрывного характера) на:
— положение контактов газ-нефть-вода;
- гидродинамические связи блоков;
- изменчивость фильтрационно-емкостных свойств коллекторов.
При этом геологическая модель резервуара (в основе которой лежит структурный образ ловушки, установленный по данным дешифрирования космических снимков) анализируется с точки зрения палеотектоники и условий осадконакопления. Разрывные нарушения оцениваются в отношении их палео- и новейшей активности, ширины зоны трещиноватости и кинематических особенностей, определяющих ориентировку трещин и степень их открытости. Из этого делается вывод, являются ли они соединяющими каналами или же экранами, разделяющими резервуар на изолированные части. Получаемые таким образом данные проверяются в период опытной эксплуатации, являясь необходимыми при проектировании системы разработки.
Применение космической информации при разведке месторождений наглядно видно на примере Южно-Покачевского и Покачевского месторождений. Структурная ловушка Южно-Покачевского месторождения, подготовленная к глубокому бурению, была построена в пликативном варианте. Результаты дешифрирования космических снимков показали, что при общем сходстве контуров поднятия, оно разбито разноориентированными разрывами. Эти разрывы разделяют залежь на две нефтяные зоны.
Результаты изучения Покачевского месторождения путем сейсморазведки и разведочного бурения, с одной стороны, и космической съемки, с другой, были достаточно близки. Однако последняя позволила выявить ряд разрывных нарушений, разграничивающих мелкие купола и осложняющих моноклинальный склон поднятия.
Работы на эксплуатационном этапе направлены на реализацию проекта опытно-промышленной разработки залежи. На многих месторождениях не проводилось изучения геологической модели резервуара, которая часто подменяется геолого-промысловой моделью, оставляющей неизученными ряд важных особенностей коллекторов. Поэтому на данном этапе проводятся эксплуатационная доразведка разрабатываемых залежей, разведка второстепенных горизонтов, куполов и блоков с переводом запасов в более высокие категории и их дифференциация применительно к методам извлечения. Пример Ловинского месторождения показывает, что даже после проведения детальной сейсморазведки, бурения ряда разведочных и эксплуатационных скважин возможны получение путем космической съемки новой информации и на ее основе переинтерпретация геологической модели резервуара.
Основным результатом работ по дешифрированию космических снимков стало выделение ядра Ловинского поднятия и ряда куполов, сформированных под воздействием структуры фундамента и разрывных нарушений. Последние по данным сейсморазведки на поисковом и разведочном этапах не выделялись. При переинтерпретации сейсморазведочных данных большая часть нарушений была подтверждена. Гидродинамический анализ показал, что разрывные нарушения в значительной степени определяют разобщенность залежи, а ряд разрывов разделяют зоны с различными условиями накопления песчаных слоев. Эти нарушения приурочены к наиболее активным участкам площади, где расположены высокодебитные скважины. Приведенный пример использования космической информации при разработке сложнопостроенных залежей показал ее эффективность даже в условиях высокой изученности месторождений на эксплуатационном этапе.
Эффективность решения разнообразных геолого-промысловых задач с помощью космической информации определяется несравненной разрешающей способностью снимков по выявлению всего спектра деформаций осадочного чехла и подстилающего его фундамента. Поэтому использование данных, получаемых из космоса, в комплексе с геологоразведочными работами на нефть и газ крайне важно и полезно. К сожалению, этой технологией в большинстве случаев пренебрегают.
Возможность использования космической информации на всех этапах геологоразведочных работ на нефть и газ, включая разработку, определялась апробированной методикой структурного дешифрирования и созданным автором на ее основе пакетом программ «Станвид-2». Современные средства получения комплекса цифровой космической информации и широкие перспективы ее внедрения в практику поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа, компьютерные методы обработки и интерпретации данных, высокий интеллект программных продуктов определяют целесообразность применения предлагаемой современной технологии при геологоразведочных работах.
Автор: Дмитрий Трофимов
