Применение малоглубинных зондирований ЗСБ для прогноза условий бурения поисково-разведочных скважин на примере Ковыктинского газоконденсатного месторождения

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 550.834

Применение малоглубинных зондирований ЗСБ для прогноза условий бурения поисково-разведочных скважин на примере Ковыктинского газоконденсатного месторождения

А.И. Ильин

И.В.Буддо

Н.В.Мисюркеева

Ю.А.Агафонов

А.Г.Вахромеев

В докладе показан опыт применения нестационарных электромагнитных зондирований для изучения верхней части разреза и прогноза условий бурения поисково-разведочных скважин на примере Ковыктинского газоконденсатного месторождения.

Ключевые слова:малоглубинные электромагнитные зондирования, горно-геологические условия бурения, Ковыктинское газоконденсатное месторождение. зондирование геологический месторождение скважина

The report shows the experience of transient electromagnetic soundings to explore the upper part of the forecast conditions and drilling exploration wells on the example of Kovykta gas condensate field

Keywords: shallow transient electromagnetic sounding, drilling conditions, KovyktaGas-condensate field.

Ковыктинское газоконденсатное месторождение (КГКМ) одно из крупнейших и перспективныхне только в Сибирском регионе, но и в России. Ковыктинское ГКМ является базовым для развития газового комплекса и промышленности Восточной Сибири. Месторождение было открыто в 1987 г.: в поисковой скважине был получен промышленный притока газа из терригенных коллекторов парфеновского горизонта чорской свиты нижнекембрийского возраста. На протяжении 30-ти лет на месторождении реализуются проекты на бурение поисковых и разведочных скважин, одновременно проводятся геолого-геофизические исследования. Одной из основных причин, задерживающих ввод месторождения в эксплуатацию, являются весьма сложные горно-геологические условия бурения скважин.

Геологический разрез КГКМ характеризуется очень сложными горно-геологическими условиями бурения. Основные технологические осложнения при бурении поисково-разведочных скважин связаны с поглощением бурового раствора и вскрытии зон с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) насыщающего флюида (высокоминерализованная пластовая вода).Наиболее распространенным осложнением при бурении скважин на КГКМ является поглощение бурового раствора вплоть до катастрофического.При бурении в надсолевом терригенно-карбонатном комплексе поглощения были встречены практически во всех скважинах. Поглощающие горизонты приурочены к терригенным и карбонатным породам ордовика и верхоленской свиты.

1. Малоглубинные исследования мЗСБ на КГКМ

На Ковыктинском ГКМ и прилегающих территориях уже более 15-и лет проводятся полевые исследования методом ЗСБ с целью прогноза условий бурения, изучения рассолоносных горизонтов и связанных с ними опасных проявлений АВПД, в том числе, в районах скважин, вскрывших объекты с АВПД. В 2014 - 2015 гг. на Ковыктинском ГКМ были впервые выполнены площадные электроразведочные работы ЗСБ в модификации малоглубинных зондирований (мЗСБ), совмещенных с сетью глубинных 3DЗСБ. Также впервые электроразведочные исследования мЗСБвыполнены с очень высокой пространственной плотностью, до 35 ф.т. на 1км2. Целью работ мЗСБ являлось изучение геологического строения верхней части осадочного чехла, картирование водоносных горизонтов и оценка горно-геологических условий бурения в данном интервале (возможных зон поглощения бурового раствора).С учетом абсолютных отметок и региональной геоэлектрической модели КовыктинскогоГКМ, верхняя часть разреза методом мЗСБ изучена до абсолютных отметок 300 - 400 м (относительные глубины 700 - 800 м),стратиграфически приуроченных к кровле верхоленской свиты.

По данным электроразведочных работ мЗСБ отмечается высокаядифференцированность верхней части разреза до абсолютной глубины 300 м. В составе верхней части разреза по геоэлектрическим характеристикам выделяются три геоэлектрических горизонта, приуроченных к породам ордовикской и средне-верхнекембрийской систем:отложения ордовикской системы, отложения илгинской свиты верхнего кембрия, отложения верхоленской свиты средне-верхнего кембрия.

Породы четвертичной системы развиты преимущественно по долинам рек, мощность составляет до 30 м.Отложения нижней подсвиты ордовика (О1uk1) согласно залегают на красноцветных породах илгинской свиты, выходя на поверхность в долинах рек. Отложения верхней части подсвиты (О1uk2) покрывают практически всю территорию исследования и представлены мощной толщей переслаивающихся терригенно-карбонатных пород, согласно залегающих на породах нижней подсвиты.

Малоглубинные исследования ЗСБ позволяют детально дифференцировать интервал верхней части разреза (рис. 1). По результатам глубинных ЗСБ верхняя часть разреза представлена двумя геоэлектрическими горизонтами, тогда как по данным мЗСБ выделяется от 7 до 12 горизонтов, с минимальной мощностью 5 - 10 м.

Рис. 1. Сопоставление геоэлектрических разрезов верхней части разреза до абсолютной глубины 300 м по данным: А - глубинных ЗСБ, Б - малоглубинных ЗСБ

Условные обозначения: 1 - пункты ЗСБ; 2- геоэлектрические горизонты и их сопротивления, Ом•м; 3 - скважины глубокого бурения; 4 - пересечение профилей; 5 - предполагаемые тектонические нарушения по данным электроразведочных работ и мЗСБ.

На территории исследования располагались две пробуренных поисковых скважины, в которых фиксировались осложнения в виде поглощения в ВЧР. В одной из скважин процесс бурения в интервале верхней части разреза проходил в очень сложных условиях. С глубины 80 м отмечались постоянные подклинки инструмента,вызванные обвалами стенок скважины.В интервалах верхней части разреза 22 - 34 м, 42 м, 49 - 55 (отложения ордовика) и 229 - 234, 234 - 240, 240 - 244 (верхоленская свита) происходили поглощения бурового раствора различной интенсивности - от частичного до полного.

Отложения ордовикапод воздействием поверхностных факторов (выветривания, до глубин 30 м от поверхности) приобрели высокую вторичную, главным образом, порово-трещинную проницаемость и способны к интенсивным поглощениям. Поглощения возникали при плотности буровых растворов менее 1 г/см3, в том числе при бурении на газожидкостной смеси (ГЖС) и технической воде. Верхоленскаясвита на участках, где она залегает непосредственно под четвертичными отложениями, тоже подвергнута эрозионным процессам и обладает высокой проницаемостью. Поглощения на таких участках в зоне до 60 м происходили в скважинах при минимальной плотности бурового раствора, в том числе, при бурении на технической воде. Ниже по разрезу поглощения бурового раствора могут быть связаны только с наличием горизонтов-коллекторов.

Проанализировав априорную геологическую информацию, дела поисковых и гидрогеологических скважин, пробуренных на Ковыктинском ГКМ, видно, что осложнения соответствуют положению в разрезе водонасыщенных горизонтов коллекторов. Отложения четвертичной, ордовикской и средне-верхне кембрийской систем входят в надсолевую гидрогеологическую формацию. Надсолевая гидрогеологическая формация в значительной степени дренируется долинами рек и имеет активный режим водообмена. Воды ордовикских, илгинских и верхоленских отложений относятся к пластовым и трещинным инфильтрационным водам метеогенного генезиса. В верхней части формации они безнапорные, в нижней - слабо напорные. Пьезометрическая высота напора ниже устьев скважин: от 1 до 294 м, что способствует поглощению буровых растворов. В целом по разрезу надсолевой формации пластовые давления в поглощающих пластах возрастают сверху вниз неравномерно.Широкий диапазон статических уровней и напоров указывает на существование гидродинамической связи между водоносными горизонтами и, следовательно, на возможность подземных перетоков воды между ними[1]. Таким образом, в геологическом разрезе повсеместно до абсолютных глубин 300 - 400 м могут встречаться водоносные пласты или линзы, а также разделяющие их водоупоры.

Таким образом, строение верхней части разреза Ковыктинского месторождения является достаточно сложным. Поэтому, в данных условиях исследования мЗСБ могут успешно применяться для выделения в разрезе водонасыщенных интервалов и разделяющих их водоупоров и, следовательно, для прогноза возможных поглощений в отложениях ордовикской, илгинской и верхоленской свит.

2. Результаты исследований мЗСБ

Результатами работ малоглубинных ЗСБ являются разрезы и карты геоэлектрических параметров: разрезы продольного сопротивления, карты сопротивления и проводимости. На геоэлектрических разрезах отражено распределение локальных проводящих объектов (рис. 1). В процессе бурения скважины №1, в верхней части разреза были встречены интервалы поглощений бурового раствора на абсолютных отметках 895 -883 (22-34 от поверхности) м, 875 - 874 (42-43) м, 868 - 862 (49-55) м в отложениях ордовика и 687 - 617 (230-300) м в верхоленской свите. Поглощающие горизонты соответствуют геоэлектрическим слоям с сопротивлением 60 - 70 Ом?м (ордовик),100 - 120 Ом?м (илгинская свита) и 50 - 60 Ом?м (верхоленская свита). Таким образом, в ВЧР КовыктинскогоГКМ водоносные горизонты могут быть встречены в отложениях ордовикской, также в интервалахилгинской и верхоленской свит.

В результате анализа карт сопротивления были построены схемы распространения горизонтов-коллекторов, которые могут проявить себя поглощениями в процессе бурения, для интервалов отложений ордовика, илгинской и верхоленской свит (рис. 2). Как видно из представленных схем, наибольшим площадным распространением характеризуются горизонты-коллекторы приуроченные к верхоленской свите, поэтому они могут вызывать серьезные осложнения при бурении. Для ордовикских горизонтов-коллекторов характерно меньшее распространение, однако они образуют несколько «этажей», между которыми, скорее всего, существуют гидродинамические связи, что также может вызвать катастрофические поглощения в данном интервале.

Рис. 2. Схема распространения горизонтов-коллекторов, с возможным поглощением в процессе бурения в отложениях: А-ордивика, Б - илгинской, В - верхоленской свит кембрия

Условные обозначения: 1 - пункты наблюдений; 2 - скважины глубокого бурения; 3 - гидросеть; горизонты коллекторы в: 4 - приповерхностной части устькутской свиты; 5 - верхней части отложений ордовика; 6 - средней части отложений ордовика; 7 - подошве отложений ордовика; 8 - кровле илгинской свиты; 9 - подошве илгинской свиты; 10 - кровле верхоленской свиты; 11 - средней части верхоленской свиты

Электроразведочные исследование методом малоглубинных ЗСБ являются эффективным инструментом для прогноза условий бурения в верхней части разреза Ковыктинского ГКМ. Проведенные исследование позволяют выявить причины интенсивных поглощений бурового раствора в данном интервале.

Библиографический список

1. Агафонов Ю.А., Вахромеев А.Г. Новые геолого-геофизические подходы в прогнозе зон АВПД на примере Орленгской структурной седловины // Четвертая Байкальская молодежная школа-семинар «Геофизика на пороге третьего тысячелетия»: Сборник трудов. Иркутск: ИрГТУ, 2004, с. 59 - 69.

2. Анциферов А.С., Бессонова И.Ю., Шенькман Б.М., Бурдуковский В.А. Изучение ресурсов подземных вод Ковыктинского ГКМ и возможность их использования для питьевых, бытовых и технологических целей при бурении эксплуатационных скважин, разработке месторождения и выполнение регионального проекта газоснабжения Иркутской области. Новосибирск, 2005 г.

3. Матвеев Б.К. Электроразведка при поисках месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1982, 375с.

Размещено на Allbest.ru