Прослеживание интрузий по материалам сейсморазведки 3D для оптимизации местоположения скважин (на примере Таас-Юряхского месторождения Восточной Сибири)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Прослеживание интрузий по материалам сейсморазведки 3D для оптимизации местоположения скважин (на примере Таас-Юряхского месторождения Восточной Сибири)

А.Н. Козлов,

главный геолог, Геостра

О.В. Петяева,

руководитель сектора, Геостра

Аннотация

Таас-Юряхское месторождение, в пределах которого проводились сейсморазведочные работы, приурочено к Мирнинскому выступу, который отличается наиболее активным магматизмом в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы. Здесь известны трубки взрыва девонского возраста, а также многочисленные дайки и силлы габбро-долеритов.

Результаты интерпретации сейсморазведочных работ Эй в комплексе с данными по скважинам позволили выделить границы трапповых тел и уточнить геологическое строение изучаемой площади. В данной статье кратко представлено выделение интервалов траппового тела в скважинах по результатам геофизических исследований, его корреляция по сейсмическим разрезам, картирование и получение геологической модели.

По данным бурения и характеру волнового поля сейсмических разрезов установлено, что интрузивные тела были распространены практически на всей изучаемой территории, за исключением незначительной зоны в юго-западной ее части. Интрузии долеритов в пределах участка работ занимают различные стратиграфические уровни галогенно-карбонатного комплекса нижнего кембрия: от юрегинской до чарской свит и выходят на поверхность к востоку от площади исследований.

В статье подчеркивается важность и значимость знания площадного распространения, а также глубинного положения интрузивных тел на территории работ. Оценена взаимосвязь интрузий с разрывными нарушениями и их влияние на разломно-блоковое строение залежей углеводородов (УВ). Рассматриваются основные последствия траппового магматизма на уже существующие на тот момент залежи и возможное его влияние на формирование новых ловушек. В работе приведены моменты, осложняющие процесс бурения скважин при проходке траппов, нередко приводящие к аварии.

Наличие модели распространения трапповых тел и разрывных нарушений позволит упростить задачи поиска ловушек и выявления новых залежей, сократить время простоев, уменьшить материальные и финансовые потери.

Ключевые слова: сейсморазведка, Непско-Ботуобинская антеклиза, нефтегазоносность, трапповый магматизм, стратиграфические уровни, разрывные нарушения

Abstract

A.N. Kozlov, O.V. Petyaeva

Tracing intrusions by 3d seismic survey to optimize well locations: the case study of the Taas-Yuryakh deposit of Eastern Siberia

The Taas-Yuryakh field where seismic surveys were conducted is confined to the Mirny ledge characterized by the most active magmatism within the Nepa-Botuoba Anteklise. It is known for Devonian explosion tubes as well as numerous gabbro-dolerite dykes and sills.

The results of interpretation of 3D seismic surveys in combination with well data allowed us to identify the boundaries of trapp bodies and clarify the geological structure of the area under investigation. This article briefly presents the determination of trapp body intervals in wells using the results of geophysical studies, its correlation by seismic sections, mapping and building a geological model.

Based on drilling data and the nature of the wave field in seismic sections, it was found out that intrusive bodies were distributed almost all over the area in question, except for a small zone in its south-western part. Dolerite intrusions within the work site occupy different stratigraphic levels of the Lower Cambrian halogen-carbonate complex (from the Yurege Formation to the Chara Formation) and are exposed eastward of the research region.

The article emphasizes the importance and relevance of knowing the area distribution and also the deep position of intrusive bodies at the work site. Consideration is given to the interrelation of intrusions with disjunctive dislocations and their influence on the fault-block structure of hydrocarbon deposits as well as main consequences of trapp magmatism on the deposits existed at that time and its possible influence on the formation of new traps. The paper presents the factors that complicate the process of drilling wells when penetrating the trapps, which often lead to an accident.

The availability of a model for the distribution of trapp bodies and disjunctive dislocations will simplify the tasks of searching for trapps and identifying new deposits, reduce downtime, and cut material and financial losses.

Key words: seismic survey, Nepa-Botuoba Anteclise, oil and gas potential, trapp magmatism, stratigraphic levels, disjunctive dislocations

Основная часть

Введение. В настоящее время район Непско-Ботуобинской антеклизы является основной нефтегазоносной областью в Республике Саха. Нефтеперспективными являются отложения от терригенной базальной толщи венда до подсолевого карбонатного комплекса венда и нижнего кембрия. С ними связаны месторождения нефтегазовые (Среднеботуобинское, Таас-Юряхское, Верхневилючанское, Вилюйско-Джербинское, Иктехское, Чаяндинское и другие), газонефтяные (Иреляхское, Маччобинское и др.) и газовые (Севе - ро-Нелбинское, Хотобо-Мурбайское и др.).

Фактором, существенно осложняющим геологическое строение территории, является широкое распространение на территории магматических образований трапповой формации. Ее образование в пределах Непско-Ботуобинской антеклизы произошло в среднем палеозое и проявилось, в частности, внедрением интрузий в нефтеносные раннекембрийские отложения. В связи с тем, что залежи углеводородов были сформированы в досреднедевонское время, представляется практически значимым выяснение пространственного положения интрузивных тел в толще нефтеносных пород и их влияние на структуру залежей и качество коллекторов. Не меньший интерес вызывают сведения о распространении магматических образований и разрывных нарушений при планировании буровых работ.

Распространение магматических образований в разрезе возможно установить посредством буровых и сейсморазведочных 3D работ. Их комплексная интерпретация по результатам изучения Таас-Юряхского месторождения Мирнинского выступа позволила уточнить геологическое строение участка, особенности распространения интрузий и разрывных нарушений, выявить зоны, наименее затронутые магматическими и тектоническими процессами.

Очерк геологического строения. На территории исследований развиты отложения вендско-раннекембрийского возраста, а также незначительные по мощности юрские отложения, которые в совокупности составляют осадочный чехол. Непосредственно на площади работ осадочный чехол сложен терригенными, карбонатными, галогенными, сульфатно-карбонатными породами.

Магматические образования трапповой формации имеют на территории широкое распространение. В пределах Непско-Ботуобинской антеклизы Мирнинский выступ отличается наиболее активным магматизмом и внедрением интрузий основных пород - габбро-диабазов. Наибольшим распространением пользуются силлы, мощность которых составляет 65-140 м, тогда как дайки встречаются сравнительно редко. Для силлов характерны плавные изменения мощностей и ступенчатый «переход» от одного стратиграфического уровня к другому по ослабленным зонам и разрывным нарушениям, вплоть до выхода траппов на дневную поверхность [1].

Материал и методы исследования. Сейсмическими работами была охвачена территория, площадь которой составляет 1035 км². Характеристика разреза получена по 49 скважинам, расположенным на территории работ. Во всех них выявлены интервалы, занятые интрузивными породами. Поскольку отбор керна в них не производился, они условно, по аналогии с соседними площадями отнесены к габбро-долеритам. На каротажных диаграммах они характеризуются низкими значениями естественной гамма-активности (ГК), а также интервального времени продольной волны, высокими показаниями кривой НГК и очень высокими показаниями кривой кажущегося сопротивления (рис. 1).

Рис. 1. Выделение интервалов интрузии по данным ГИС: 1 - доломит; 2 - интрузия; 3 - мергель; 4 - соль каменная

Результаты исследований и их обсуждение. Комплексный анализ сейсморазведочных и скважинных данных позволил выявить и проследить отражающий горизонт, соответствующий верхнему контакту пластовой интрузии (рис. 2). На сейсмических разрезах, в стратиграфических интервалах с развитием траппового тела, наблюдаются резкое увеличение временной мощности и «скачкообразное» изменение конфигурации отражающего горизонта в местах внедрения и выхода интрузии из данного интервала на фоне субгоризонтального залегания выше- и нижележащих слоев. На локальных участках отмечается хаотичное распределение непротяженных осей синфазности различной интенсивности под верхним эндоконтактом силла.

Рис. 2. Выделение интрузии и разрывных нарушении на сейсмических разрезах Отражающие горизонты (ОГ) нижнекембрийских отложений: «О» - кровля олекминской свиты; «Кт» - кровля толбачанской свиты; «Кт1» - кровля нижнетолбачанской подсвиты; «I» - кровля юрегинской свиты; «II» - кровля билирской свиты

До сих пор не существует четких критериев выделения траппов по сейсморазведочным данным.

Скорость сейсмических волн в интрузивных телах больше скоростей во вмещающих породах, соответственно кровля интрузии должна быть проявлена как динамически выраженный положительный экстремум. Однако полученная волновая картина весьма неустойчива. Это объясняется тем, что на временных разрезах происходит потеря послойной корреляции отраженных волн. В областях резкого изменения мощностей сил - лов происходит дифракция волн, что мешает прослеживанию регулярных отражений [2]. Таким образом, на некоторых участках прослеживание интрузивного тела существенно затруднено, что требует своего разрешения.

Рис. 3. Отображение тектоники и границ изменения стратиграфических уровней интрузии: а - по кубу когерентности; б - по кубу подобия (Likehood)

Поиск возможных способов более уверенного прослеживания интрузий по территории показал, что наиболее пригоден для этих целей анализ слайсов (горизонтальные сечения) по кубам когерентности и подобия (рис. 3). На них наилучшим образом проявлены линии тектонических нарушений, а также зоны перехода интрузивного тела на другие стратиграфические уровни и резкие изменения его глубинного расположения.

В результате комплексного анализа всего сейсмического материала была получена трехмерная модель интрузивного тела и построены схемы его расположения в отложениях разных свит (рис. 4).

Рис. 4. Модель распространения траппового тела на разных стратиграфических уровнях. Области распространения траппового тела:

1 - в юрегинской свите; 2 - в нижнетолбачанской подсвите, эльгянской и нелбинской свитах; 3 - в верхнетолбачанской свите; 4 - в олекминской свите; 5 - в чарской свите

Интрузивное тело представляет собой каскад силлов, соединенных дайками. Оно распространено на большей части изучаемой территории, за исключением незначительной зоны на ее юго - западе. Силлы отличаются большой протяженностью и выдержанностью толщин на большие расстояния. Признаки явных деформаций вмещающих пород не выявлены, что свидетельствует о внедрении магмы без заметного сопротивления. Подобные условия, согласно [3], возникают в обстановке всестороннего растяжения земной коры и сопровождаются формированием субгоризонтальных и субвертикальных трещин.

При внедрении интрузий в различные стратиграфические интервалы происходит их значительное влияние на вмещающие породы. Большинство исследователей считают, что интрузивные тела при их внедрении в осадочные породы приподнимают перекрывающую их толщу и осложняют ее структуру [4].

Анализ мощностей отложений юрегинской, нелбинской, эльгянской, толбачанской, олекминской и чарской свит на территории работ показал, что они возрастают с увеличением толщины интрузии. Причем подошва интервалов вмещающих пород остается без видимых изменений.

Следовательно, приведенные материалы свидетельствуют о том, что структурные планы перекрывающих траппы отложений значительно сложнее, чем подстилающих и зависят от мощности и морфологии интрузивных тел.

Трапповый магматизм протекает в обстановке всестороннего растяжения земной коры и сопровождается формированием субгоризонтальных и субвертикальных разломов и трещин. По некоторым из них происходит внедрение магматических расплавов. Представляется значимым оценить влияние этих процессов на уже сформированные ловушки углеводородов и на образование новых залежей.

Вопрос существования и распространения разрывных нарушений на территории работ имеет немаловажное значение для прогноза нефтяных залежей. Дизъюнктивные нарушения могут оказать и положительное, и отрицательное влияние на залежи углеводородов.

Положительная роль разломов сводится к экранированию миграционных потоков УВ и формированию тектонически экранированных залежей. О присутствии таковых свидетельствует блоковое строение участка работ, оно подтверждается различными уровнями флюидных контактов в блоках. На данном месторождении выделено 19 тектонических блоков с разными гипсометрическими отметками газожидкостных контактов (рис. 5). Помимо изложенного, с разрывными нарушениями могут быть сопряжены трещинные коллекторы. Отрицательное воздействие разрывных дислокаций на залежи углеводородов сводится к тому, что по зонам дробления могла осуществляться вертикальная миграция нефти и газа, полностью или частично опустошившая залежи.

Рис. 5. Геолого-геофизический разрез Таас-Юряхского месторождения:

1 - песчаник водонасыщенный; 2 - песчаник газонасыщенный; 3 - песчаник нефтенасыщенный; 4 - газожидкостные контакты; 5 - разрывные нарушения; 6 - пробуренные скважины; 7 - скважины, рекомендованные к бурению

геологический сейсморазведочный скважина

Практический интерес представляет влияние интрузий на коллекторские свойства вмещающих пород. Очевидно, что в их экзоконтактах фильтрационно-емкостные свойства карбонатных коллекторов будут существенно ухудшены за счет уплотнения и выполнения пор и трещин вторичными минералами. Это подтверждают исследования В.И. Вожова [5], показавшего, что при приближении к интрузии пористость доломитов снижается с 15% до 2-2,5%. Также имеются данные о том, что интрузивные траппы уплотняют вмещающие породы до 1/5 своего объема [1].

Таким образом, влияние интрузивного магматизма может проявиться двояко. С одной стороны, образование разлома и внедрение по нему интрузии может привести к разрушению крупных залежей и высвобождению ранее скопившихся углеводородов. В то же время регионально выдержанные пластовые интрузии способны формировать прочные флюидоупоры, создавая дополнительные благоприятные условия для накопления углеводородов.

Усольский резервуар приурочен к подсолевому карбонатному комплексу и находится в зоне влияния траппового магматизма. Трап - повые образования оказали негативное влияние на ФЕС резервуаров и сохранность залежей углеводородов. Так, некоторые исследователи связывают низкие ФЕС этих пород Непско-Ботуобинской антеклизы с отрицательным воздействием на них перекрывающих магматических образований. Влияние траппов менее проявлено (либо отсутствует) там, где подошва траппового комплекса имеет более высокий стратиграфический уровень.

Подводя итог изложенному, можно отметить, что в большинстве проницаемых горизонтов в период траппового магматизма были механически и термически уничтожены практически все пластовые флюиды, включая нефть и газ. Положительное влияние интрузивного магматизма практически не проявлено [3]. Следовательно, перспективы исследуемой территории на залежи углеводородов напрямую связаны с наличием или отсутствием интрузий в нефтегазоносном интервале [1] - они могут указывать на разрушение имеющихся залежей, но могут служить флюидоупорами для залежей, сформированных после проявления магматизма.

Кроме прогноза расположения залежей углеводородов, сведения о распространении интрузивных тел и разрывных нарушений важны при буровых работах, поскольку бурение в подобных областях сопряжено с рисками. К таковым относится формирование зон интенсивной вторичной трещиноватости, как в самих интрузиях, так и в их приконтактовой зоне. При проходке таких зон наблюдаются осложнения в виде осыпей, обвалов, прихватов бурильного инструмента вследствие заклинивания его обломками трещиноватых пород и даже слома долота. Особенно сильно это проявляется на контакте интрузий и карбонатных пород.

Почти повсеместно отмечаются поглощение промывочной жидкости различной интенсивности и перепады пластового и забойного давлений. Например, в одной из скважин специальными исследованиями на поглощение промывочной жидкости в процессе бурения при проходке интервала с интрузией было установлено поглощение с интенсивностью 1081,8 м³/сут.

Катастрофическое поглощение бурового раствора в интервалах, занятых интрузиями долеритов, вызванное их трещиноватостью, приводит к потере бурового раствора, непроизводительному времени, двукратному увеличению сроков строительства скважин. Минимизация рисков при проходке скважин возможна только при условии дополнительного изучения и формирования геологической концепции строения интервалов траппов.

Изложенный материал в достаточной мере показывает важность полученной 3D модели распространения на территории исследований интрузий и разрывных нарушений для прогноза ловушек углеводородов и проектирования скважин.

Выводы. Границы контрастных «переходов» траппов с одного стратиграфического уровня на другой совпадают с дизъюнктивными дислокациями или трапповыми нарушениями тектонически ослабленных зон, которые, в свою очередь, могут являться экранами для залежей УВ.

Наличие геологической модели интрузий позволяет выделять перспективные зоны продуктивных интервалов, удаленных от траппов. Влияние траппов менее проявлено (либо отсутствует) там, где подошва траппо - вого комплекса имеет более высокий стратиграфический уровень.

Наличие прогнозных глубин залегания траппового тела представляет возможность минимизировать или избежать потерь бурового раствора, осложнений, аварий в процессе бурения и, как следствие, сократить непроизводительное время и сроки строительства скважин.

Изучение областей распространения траппов, их корреляция, выявление характерных для определенных нефтегазоносных областей особенностей размещения интрузивных тел при интерпретации сейсмических данных существенно повышает надежность составления региональных тектонических схем, структурных карт и профильных разрезов локальных участков и, в конечном итоге, повышает эффективность проведения геологоразведочных работ на нефть и газ.

Литература

1. Абросимова О.О., Кулагин С.И. Особенности строения отложений кембрийского комплекса в пределах Мирнинского выступа (Непско-Ботуобинская антеклиза) // Геология нефти и газа. Известия Томского политехнического университета. 2010. Т. 316. №1. иКЬ: https://core.ac.uk/ download/pdf/53067116.pdf (дата обращения: 01.08.2019)

2. Анализ возможности картирования интрузивных тел по данным сейсморазведки в Восточной Сибири (на примере Мунтульского участка) / С.В. Котова, Г.Д. Ухлова, Е.Г. Келлер, И.В. Ли - таврин // Геофизика, геофизическое приборостроение. 2015 №3 (23). иКЛ: 1яНр:/^оф1ауег. ru/56136556-Analysing-the-possiblity-to-map - intrusive-bodies-a-case-study-from-the-muntul - sky-site.html (дата обращения: 01.08.2019).

3. Гажула С.В. Особенности траппового магматизма в связи с условиями нефтегазоносности Сибирской платформы // Нефтегазовая геология. Теория и практика. 2008. Вып. 3, №1. иКЛ: http://www.ngtp.rU/rub/4/10_2008.pdf (дата обращения: 01.08.2019).

4. Ивченко О.В., Поляков Е.Е., Ивченко М.В. Влияние разрывной тектоники на нефтегазоносность вендско-нижнекембрийских отложений южных районов Сибирской платформы (Непско-Боту - обинская антеклиза и сопредельные территории) // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». 2016. №1 (25). иКЛ: http://www. vesti-gas.ru/sites/default/files/attachments/ vgn-1-25-2016-040-062.pdf

5. Вожов В.И. Гидрогеологические условия месторождений нефти и газа Сибирской платформы. М.: Недра, 1987. 204 с.

References

1. Abrosimova O.O., Kulagin S.I. Osobennosti stroeniya otlozheniy kembriyskogo kompleksa v predelakh Mirninskogo vystupa (Nepsko-Botu - obinskaya antekliza) [Structural features of the Cambrian complex of deposits within the Mirny ledge (Nepa-Botuoba Anteclise)]. Geologiya nefti i gaza. Izvestiya Tomskogo politekhnichesk - ogo universiteta - Geology of Oil and Gas. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, 2010, vol. 316, no. 1. Available at: https://core.ac.uk/ download/pdf/53067116.pdf (accessed August 1, 2019). (In Russian).

2. Kotova S.V., Ukhlova G.D., Keller E.G., Litavrin I.V. Analiz vozmozhnosti kartirovaniya intruzivnykh tel po dannym seysmorazvedki v Vostochnoy Sibiri (na primere Muntulskogo uchastka) [Analyzing the possibility to map intrusive bodies: A case study from the Muntulsky site]. Geofizika, geofizicheskoe priborostroenie - Geophysics, Geophysical Instrumentation, 2015, no. 3 (23). Available at: http://docplayer.ru/56136556-An - alysing-the-possiblity-to-map-intrusive-bodies - a-case-study-from-the-muntul-sky-site.html (accessed August 1, 2019). (In Russian).

3. Gazhula S.V. Osobennosti trappovogo magma - tizma v svyazi s usloviyami neftegazonosnosti Si - birskoy platformy [Features of trapp magmatism in connection with the oil and gas potential of the Siberian Platform]. Neftegazovaya geologiya. Teoriya i praktika - Petroleum Geology. Theory and Practice, 2008, vol. 3, no. 1. Available at: http://www.ngtp.ru/rub/4/10_2008.pdf (accessed August 1, 2019). (In Russian).

4. Ivchenko O.V., Polyakov E.E., Ivchenko M.V. Vli - yaniye razryvnoy tektoniki na neftegazonosnost vendsko-nizhnekembriyskikh otlozheniy yuzhnykh rayonov Sibirskoy platformy (Nepsko-Botuobinskaya antekliza i sopredelnye territorii) [The effect of discontinuous tectonics on the oil and gas potential of the Vendian-Lower Cambrian deposits of the southern regions of the Siberian Platform (Nepa-Botuoba Anteclise and adjacent areas)]. Collected papers. Vesti gazovoy nauki - Bulletin of Gas Science, 2016, no. 1 (25). Available at: http://www.vesti-gas.ru/sites/default/ files/attachments/vgn-1-25-20l6-040-062.pdf (accessed August 1, 2019). (In Russian).

5. Vozhov V.I. Gidrogeologicheskie usloviya mestorozhdeniy nefti i gaza Sibirskoy platformy [Hydrogeological conditions of oil and gas fields of the Siberian platform]. Moscow, Nedra, 1987. 204 p. (In Russian).

Размещено на Allbest.ru