USD ЦБ — 57,37 +0,05
EUR ЦБ — 67,48 −0,12
Brent — 58,09 +0,29%
вторник 17 октября 14:24

Наука и технологии // Разведка и разработка

Геосолитонная концепция месторождений углеводородов в районе Среднего Приобья

23 апреля 2009 г., 09:59Бембель Р.М., Бембель С.Р.Вестник недропользователя ХМАО5661

Рассмотрим несколько наиболее широко используемых в Среднем Приобье типов месторождений углеводородов (УВ). Первый тип – классические структурные ловушки; второй тип – месторождения, связанные с клиноформными отложениями; третий тип – месторождения, связанные с корой выветривания; четвертый тип – месторождения, связанные с аномалиями внутри баженовской свиты; пятый тип – месторождения, связанные с ачимовскими отложениями.

 

Все типы месторождений, которые мы будем рассматривать, объединяются в рамках единого геосолитонного механизма формирования. Общим для всех перечисленных типов месторождений является наличие специфических «корней», уходящих от каждого из них глубоко в недра, пересекающих отложения платформенного чехла и теряющихся на геофизических материалах где-то в районе фундамента. Общим принципом для всех этих месторождений является то, что главным поставщиком «строительного материала» для углеводородов являются внутренние геосферы Земли, т.е. ядро, мантия и нижние слои земной коры. Сам «строительный материал», который поступает из глубинных геосфер, представляет собой различные виды газов, размеры молекул которых чрезвычайно малы (диаметр их молекул в диапазоне 10–4–10–9 м). Размер трещин, по которым может осуществляться эта транспортировка, порядка одного микрона (10–6 м). Следовательно, на геофизических разрезах эти тонкие вертикальные каналы выделить в принципе невозможно. Тем не менее, накопленный опыт работ показывает, что повышение вертикальной и латеральной разрешающей способности позволяет выделять очень тонкие субвертикальные каналы, по которым можно будет определять местоположение очагов сгущения «корней» отдельных месторождений. Такие очаги повышенной концентрации проводящих каналов образуют геосолитонные трубки.

Начнем с первого типа месторождений – обычных хорошо изученных, структурных амплитудных ловушек. Что принципиально нового дает подход с позиции геосолитонной концепции в этом классе ловушек, достаточно и подробно, казалось бы, изученных? Самое важное, это повышенный интерес к малоразмерным амплитудным ловушкам. Причем поперечные размеры классических амплитудных ловушек могут быть даже в пределах первых сотен метров. Подобные размеры ловушек сегодня практически интересны для промышленных целей, т.к. запасы УВ в этих месторождениях определяются не столько поперечными размерами отдельных залежей, сколько их глубинными связями с нижележащими геосферами. Этот новый геосолитонный принцип и породил повышенный интерес к малоразмерным в плане амплитудным ловушкам.

Малоразмерные амплитудные ловушки либо вообще не картируются при стандартных методах поисков и разведки из-за слишком редкой сети геофизических измерений, редкой системы скважин и т.д., либо вносят значительные искажения в геометрические формы морфологии структурных поверхностей, карты тех или иных геофизических параметров, расчетных параметров и т.д. Это искажающее свойство в геофизике принято называть пространственным эйлиас-эффектом [1], который возникает каждый раз при редкой сетке геофизических измерений относительно преобладающего размера геологических объектов. Эйлиас-эффект был открыт в 1933 году при передаче дискретной информации. Существуют специальные методы борьбы с эйлиас-эффектом, но все это известно, в основном, в геофизике (конкретнее, в сейсморазведке). К сожалению, эйлиас-эффект мало известен геологам, нефтяникам и разработчикам.

Особый случай представляют собой системы близкорасположенных малоразмерных амплитудных ловушек, которые создают формы так называемых многосводовых структур с различной амплитудой. При этом может оказаться, что максимальные дебиты и максимальная добыча на подобных многосводовых структурах могут быть связаны лишь со сводовыми элементами структур. Внутри такой структуры могут оказаться участки, заполненные пластовой водой. Поэтому сегодня, когда мы на части месторождений или залежей встречаем подобную «мозаичную» структуру обводнения, это связано, возможно, с явлением многосводовых структурных форм, каждый отдельный микросвод которых связан со своим отдельным независимым геодинамическим или геосолитонным элементом (геосолитонной трубкой). Подобные геосолитонные трубки и образуют самостоятельную систему.

Кроме того, наблюдается еще одна особенность, связанная с амплитудными формами ловушек. Представляет интерес анализ унаследованности по отдельным элементам. Ясно, что амплитудные ловушки с максимальным этажом унаследованности по нескольким горизонтам могут быть над теми геосолитонными трубками, которые обладают достаточно высокой геодинамической активностью. И, наоборот, в зонах пониженной геодинамической активности этаж унаследованности структурных форм будет минимальным. Таким образом, в геосолитонной концепции совершенно иначе интерпретируются структуры унаследованности отдельных залежей, расположенных друг над другом. В этом случае необходимо проводить анализ состояния и образования многопластовых залежей и месторождений с позиции концепции геосолитонной активности.

В том случае, когда одна из геосолитонных трубок, обладающая значительной геодинамической активностью, пробивает трещинами и разрушает межпластовые глинистые перегородки и покрышки. В сводовых частях этих структур возможно разрушение залежей и значительно обводненная продукция. Очаги слабых активных геодинамических воздействий на таких структурах могут оказаться значительно меньше обводненными. В этих менее активных локальных сводах активность геосолитонного воздействия оказалась достаточной для создания залежей, но не достаточной, чтобы привести к разрушению покрышек и залежей. Такой новый геолого-геофизический взгляд возникает у нас при анализе структурных ловушек.

Еще раз следует напомнить, что главной задачей исследований при анализе амплитудных ловушек становится исследование глубинных корней залежей. Необходимо попытаться проследить ниже сейсмического отражающего горизонта, контролирующего морфологию целевого интервала геологического разреза, насколько глубоко и интенсивно трассируются на материалах сейсморазведки следы геодинамических (геосолитонных) воздействий и каналы возможной геосолитонной транспортировки. Подобная дополнительная информация становится совершенно необходимой для правильной оценки перспектив и прогноза нефтегазоносности структурных ловушек.

Увлечение идеями сейсмостратиграфии в 70–90-х годах прошлого века привело не только к появлению новых взглядов в области нефтяной геологии, позволившим достичь положительного эффекта, но и, вместе с тем, имело некото-рые негативные, на наш взгляд, последствия. Произошло следующее совпадение. Фактические материалы сейсмостратиграфии особенно широко стали использоваться при компьютерной обработке результатов сейсморазведки методом отраженных волн МОГТ. Сейсмостратиграфия стала популярной благодаря тому, что геологи на сейсмостратиграфических разрезах наглядно увидели представления геологического строения. Однако массовое применение интерференционных систем, группирование источников, приемников, повышение кратности ОГТ при слабом качестве коррекции статических и кинематических поправок – все это в конечном итоге привело к значительному понижению разрешающей способности метода. В начале 70-х годов геофизики старшего поколения указывали на недостаток новейшей технологии, позволившей увидеть многие яркие картины строения Земли, при этом потеряв в разрешенности почти в 1,5–2,5 раза. Однако об этом быстро забыли.

Сейсмостратиграфия основывалась на изображениях сейсмогеологических разрезов с очень невысокой разрешающей способностью. Одним из результатов этого направления стали своеобразные формы, получившие название «клиноформ». Это сочленение зон мелководного шельфа с крутыми склонами погружения морей и океанов. Долгое время геологи, занимавшиеся стратиграфической привязкой на основании палеонтологических данных, не признавали таких клиноформ. Результаты корреляции сейсмостратиграфии не совпадали с корреляцией геологов. Кончилось тем, что победила точка зрения большинства – сейсмостратиграфическая. Хотя многие из геологов остались при своем мнении, считая, что форма стратиграфической корреляции является заблуждением.

Восстановление идей высокого разрешения позволяет по-новому взглянуть на клиноформы. На отдельных участках Западной Сибири с высоким соотношением сигнал/помеха на сейсмической записи (иногда до значения 100) удалось получить материалы с очень высоким разрешением, благодаря которому установлено принципиальное отличие внутреннего строения клиноформных изображений на сейсмических разрезах от того, что было принято при низкочастотном разрешении. Главное отличие оказалось в значениях углов наклона отражающих границ в зоне более крутого склона клиноформы при высоком и низком разрешении. Фактически низкоразрешенные, зачастую искусственно программно выглаженные сейсмические разрезы искажали вид клиноформ, делали их более пологими, чем на самом деле. Проверить это удалось только на сейсмических материалах с высоким разрешением записи. Клиноформы, внешне похожие на общепринятые в мире картины, имеют совершенно иную природу, о которой речь пойдет ниже.

Месторождения, связанные с клиноформами, это месторождения, как на высоких шельфовых участках, так и месторождениях ачимовских коллекторов у подножия клиноформ. Во-первых, сама природа образования этих геологических форм в геосолитонной концепции принципиально иная, чем в сейсмостратиграфии. Отсюда и все практические следствия будут совершенно иные. Геосолитонный механизм формирует клиноформы в том месте, где находится активный глубинный геодинамический источник. Формирование этих клиноформ происходит за счет землетрясений в момент осадконакопления. Акт землетрясения создает штормы, взмучивание осадочного материала, перенос и вынос легких фракций этого материала в далекие, более спокойные участки бассейна. Таким образом, вдалеке от береговой линии в морском бассейне создаются геосолитонные активные очаги от палеоземлетрясений, которые являются главной причиной пересортировки осадочного материала и формирования улучшенных коллекторских свойств. Если этот очаг геодинамической активности находится в районе палеосклона (как в Западной Сибири в районе Среднего Приобья), который направлен с востока на запад, то соответственно и клиноформы будут формироваться здесь с крутым падением в западном направлении, что мы, как правило, и прослеживаем в центральной части Западной Сибири в отложениях неокома.

Что еще необходимо отметить с точки зрения перспектив? Во-первых, сам очаг интенсивной нефтегазогенерации, безусловно, связан с геосолитонной трубкой, наиболее приподнятой и амплитудно выраженной в виде положительной структурной формы, где идет поставка «строительного материала» – в виде водорода и простейших углеводородов (таких, как метан).

Во-вторых, коллекторские свойства в силу работы механизма, возбужденного палеоземлетрясениями, распределяются неравномерно. Вверх по разрезу, в сторону подъема палеосклона – в восточную сторону, это, как правило, очень ограниченные территории, поэтому на шельфе получаются хорошо промытые, с хорошими коллекторскими свойствами крупнозернистые песчаные отложения, а вниз по склону на большое расстояние может выноситься материал с высокими коллекторскими свойствами. Таким образом, получается своеобразная асимметричная структура ловушек в районе клиноформ. Создана она исключительно в результате того, что механизм пересортировки материала работал на склоне, а не на горизонтальной поверхности.

Пространственная геометрия очагов с улучшенными коллекторскими свойствами будет своеобразной, поскольку материал с наилучшими коллекторскими свойствами формируется вдоль максимального градиента палеосклонов, по узким долинам. Очень интересно получать геометрические формы у подножия клиноформ. Здесь можно прогнозировать довольно узкие в поперечном плане турбидитовые потоки, составляющий материал которых обладает уникальными коллекторскими свойствами с высокими параметрами нефтеотдачи. Геометрия подобных тел очень своеобразная.

Геосолитонное понимание причин образования клиноформ очень многое меняет с точки зрения принципов размещения эксплуатационной сетки скважин. Кроме того, сформировавшие когда-то ярко выраженные клиноформы активные геосолитонные очаги, скорее всего, до настоящего времени имеют достаточно надежную связь с глубинными геосферами. Возможно, что в окрестности этих очагов до сих пор существует высокий коэффициент восстанавливаемости запасов углеводородов. Сам факт существования подобных клиноформ на территории Западно-Сибирского региона, в том числе и в районе Сургутского свода, указывает на геосолитонные активные очаги, обеспечивающие поставку необходимого «строительного материала» для месторождений нефти и газа из больших глубин Земли, т.е. из ядра, мантии и нижних слоев земной коры.

Таким образом, клиноформы в настоящее время стали вызывать повышенный интерес. Вместе с тем, геосолитонный принцип не предполагает непрерывности клиноформ на геологических картах. Скорее всего, теперь это будут цепочки из локально активных клиноформных участков. Именно цепочки, а не непрерывный склон одной большой клиноформы. Если очень подробно изучить большинство таких клиноформ, мы убедимся, что действительно это явление было замечено значительно раньше (до появления геосолитонной концепции). Клиноформы и палеосклоны всегда имели сложный, прерывистый, причудливый характер и не укладывались в традиционную модель сейсмостратиграфии. Как правило, на это просто старались не обращать внимания.

Очень интересным является повышение пространственной разрешенности. Такой опыт был проведен нами еще на Приобском месторождении, где были получены сейсмические материалы 3D в режиме повышенного пространственного разрешения по сравнению со стандартной методикой. Сопоставление полученных материалов с результатами стандартной обработки показало, что геометрия структурных поверхностей принципиально не совпадает. Как правило, более высоко разрешенные системы обработки геофизического материала (в данном случае на материалах сейсморазведки) показывают, что на самом деле углы наклона в клиноформных частях геологического разреза оказываются еще бульшими, чем были получены при типовой обработке по стандартному графу.

В целом, рекомендуется повышать пространственную разрешенность результатов геофизических наблюдений как минимум в несколько раз (в 2–3 раза). Так, на Приобском месторождении удалось получить максимум спектра отраженных волн в интервале юрских и нижнемеловых отложений на частоте 65 Гц. Обычная стандартная обработка имеет максимум на частоте 25 Гц. Таким образом, было получено повышение вертикальной разрешенности более чем в 2 раза. Только с использованием таких материалов можно действительно изучать детальное глубинное строение наших залежей и месторождений в районе клиноформ.

Третий тип ловушек, представляющих интерес в районе Среднего Приобья, давно известен, это – объекты коры выветривания. Геосолитонная концепция совершенно по-иному позволяет воспринимать эти объекты и значительно увели-чить их перспективы для нефтегазовой отрасли.

С этой точки зрения, ловушки, выявленные на границе между осадочным чехлом и фундаментом, связывать лишь с корой выветривания фундамента, на наш взгляд, ошибочно. Самый главный аргумент, который может дезавуировать такое ошибочное представление, – выявление под этими, так называемыми ловушками коры выветривания, очень глубоких корней. Например, в районе п-ова Ямал на Новопортовском месторождении на границе между чехлом и фундаментом была выявлена ловушка в коре выветривания с поперечными размерами 200–300 метров, глубинные корни которой уходили почти на километр в фундамент. Это было зафиксировано не только на сейсмических разрезах, но и проверено бурением скважины, которая вскрыла насыщенный газом интервал разреза в девонских известняках глубиной около 1000 м.

Аналогичные результаты могут быть получены и в пределах Сургутского свода. Нужно заново проанализировать материалы, содержащие ловушки, традиционно относимые к коре выветривания.

Особое место занимают месторождения, связанные с баженовской свитой. Эти месторождения были открыты еще в начале 1970-х годов, когда при бурении интервала баженовских аргиллитов были получены фонтаны нефти большой величины. Дебиты нефти достигали 200–300 т/сут и более при мощности баженовской свиты до 40 метров и размерах залежей иногда не более 100–300 метров. Подобные крохотные ловушки давали такое огромное количество нефти. Об этой особенности баженовской нефти известно уже более 30 лет, но ни одна из существующих сегодня геологических теорий или концепций не в состоянии объяснить этот феномен баженовской нефти. Однако в геосолитонной концепции существует объяснение существования залежей нефти внутри баженовской свиты еще с 1982 года. Материалы были опубликованы и доложены на Всесоюзных конференциях. Феномен баженовской нефти стал отправной точкой для создания геосолитонной концепции. Еще в начале 80-х годов все месторождения внутри баженовской свиты, открытые в районе Большого Салыма, оказались в точности совпадающими с некими «вертикальными столбами» на сейсмических разрезах. С этих столбов и началось открытие геосолитонной концепции. Сначала было установлено, что под всеми достаточно большими нефтяными месторождениями (залежами) в баженовской свите обязательно находятся странные, уходящие глубоко в фундамент столбы физических свойств в виде субвертикальных узких зон ослабления амплитуд сейсмической записи. Сейчас мы понимаем, что это участки деструкции всех сейсмических отражающих границ, которые возникли в результате геодинамических (геосолитонных) воздействий, в результате землетрясений, повторявшихся тысячи или миллионы раз вдоль этого направления. Именно траектории геосолитонов и образовывали эти так называемые столбы. Позднее эти столбы были обнаружены во многих районах мира. В частности, много сообщений было вокруг вертикальных столбов на Северном Кавказе, в Каспийском море, где, благодаря новейшим методам объемной сейсморазведки, было обнаружено, что высота этих столбов достигает всей глубины земной коры под дном Каспийского моря (почти на 30 км) [3].

Таким образом, залежи нефти в баженовской свите являются самыми яркими и одними из самых начальных проявлений действия геосолитонного механизма.

В рамках геосолитонной геологической концепции ловушки, обнаруживаемые в ачимовских отложениях, входят в единую систему образования месторождений нефти и газа вместе со многими другими типами ловушек. Ранее уже было отмечено, что чаще всего ачимовские отложения образуются на склонах ярко выраженных интенсивных диапировых поднятий, вызванных геосолитонным механизмом, с вершин которых этот же механизм сбрасывает неконсолидированные осадки вниз по склону в сторону глубоководных частей бассейна. Такие сброшенные вниз по склону турбидитовые потоки (это название закрепилось в геологии за этим явлением) могут иметь огромную скорость. Известны примеры глубинных турбидитовых потоков в районе острова Ньюфаундленд, порвавших в 1929 году трансатлантический кабель связи между Европой и Северной Америкой. По оценке специалистов, скорость таких потоков на глубине несколько тысяч метров достигала 90 миль в час. Аналогичные мощные турбидитовые потоки могут распространять с вершин гор вниз по склону, образуя селевые потоки, мощные лавины и т.д. Причина таких активных геосолитонных взрывов вызвана выходящими из больших глубин вихревыми геосолитонными импульсами на вершинах как современных гор, так и глубоководных отмелей. По касательной к такому вихрю может сорваться поток и пойти в любую сторону с огромной скоростью. Заметим, что такая огромная величина скоростей, зафиксированных на морском дне и в горах на суше (в частности, не так давно такие сильные потоки отмечались на Кавказе, Тянь-Шане и т.д.), до сих пор не нашла объяснения ни в одной геологической теории. Разумное объяснение, на наш взгляд, дает геосолитонная концепция. При палеоземлетрясениях (и современных тоже) вихревой геодинамический импульс, вырываясь из глубин Земли в мировой океан либо в атмосферу, создает в этой области вихревые процессы с силой, превосходящей все, что здесь есть на поверхности, в десятки, а то и в тысячи раз. Вероятно, в этом секрет разрушающей силы многих ураганов, тайфунов и тому подобных явлений.

Ачимовские типы ловушек и приуроченных к ним месторождений, связанные с турбидитовыми потоками на склонах структурных форм, будь то клиноформы либо отдельные локальные поднятия, могут образовывать довольно продол-жительные полосы песчаных линз с узкой шириной. Процессы, протекающие при формировании ачимовских отложений в турбидитовых потоках, обладают очень сильной направленностью, тонко чувствуя самые незначительные изменения в рельефе и принимая траектории с минимальной затратой энергии передвижения на большие расстояния. Энергия турбидитового потока может оказаться настолько огромной, что будет в состоянии привести к хаотическому порядку распределения осадков. Исходные отложения с довольно низкими коллекторскими свойствами образуют смесь глыбового потока, который после прохождения содержит множество пустот. Таким образом, узкие турбидитовые потоки могут обладать высокими коллекторскими свойствами. Отсюда и большие перспективы таких потоков, ловушки УВ в которых могут иметь дебиты до 100–1000 т/сут (при удачном заложении скважин).

Этот тип ловушек, связанных с турбидитовыми потоками и ачимовскими отложениями, представляет собой чрезвычайно сложный объект для стандартных традиционных методов разведки. Поэтому по старым технологиям разведки до сих пор ачимовские отложения освоены еще очень слабо.

Ачимовские отложения так же, как и баженовский тип ловушек, и зоны коры выветривания, и жильные коллекторы, требуют чрезвычайно серьезного отношения к повышению пространственной разрешающей способности. Реально на успех разведки и разработки такого типа месторождений (в том числе и ачимовского типа) можно рассчитывать только по материалам высокоразрешающей объемной сейсморазведки.

 

Литература


Бембель Р.М. Высокоразрешающая объемная сейсморазведка. – Новосибирск: Наука.–1991.
Бембель Р.М., Мегеря В.М., Бембель С.Р. Геосолитоны: функциональная система Земли, концепция разведки и разработки месторождений углеводородов. – Тюмень: Изд. «Вектор Бук».–2003.
Гулиев И.С., Иванов В.В. Новая парадигма поисков углеводородов в Южно-Каспийском бассейне // Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа. Нефтегазовая геология нефти и газа. – М.: изд. Моск. ун-та.–2001.

Комментарии

Пока нет комментариев.

Написать комментарий


Neftegaz.RU context