Методика оценки перспектив нефтегазоносности на основе комплексного анализа данных геофизических исследований и ДЗЗ

Актуальность темы

.

В результате исследований, выполненных в последнее десятилетие, установлено, что формирование месторождений на территории Западно — Сибирской плиты связано со сдвиговой тектоникой региона. Основной объем сведений о тектоническом строении геологических структур, необходимых для оценки перспектив нефтегазоносности территории и построения геологических моделей, предоставляют сейсмические методы разведки. Однако, применение этих методов ограничено при выявлении и картировании тектонических нарушений сдвигового типа., распространенных в нефтегазоносных районах Западной Сибири. По данным сейсморазведки сложно, а иногда невозможно уверенно прогнозировать положение и форму нарушений сдвигового типа с горизонтальным смещением пород вдоль поверхности разрыва и незначительными по амплитуде вертикальными смещениями, а также тектонических нарушений не связанных с образованием новых или нарушением корреляции уже существующих отражающих сейсмических границ. Особые трудности при изучении разрывных нарушений сдвигового типа и связанных с ними зон трещиноватости возникают при использовании результатов профильных сейсмических наблюдений. Это связано с относительно малыми размерами большинства структур горизонтального сдвига, сложной геометрией таких нарушений и преимущественно горизонтальными смещениями горных пород вдоль поверхности разрыва, не нарушающими корреляции сейсмических горизонтов.

Применение потенциальных геофизических методов для изучения тектонического строения и оценки нефтегазоносности осадочных пород геологического разреза также не дает однозначного решения этих задач. Морфологические черты и структура гравитационного и магнитного полей обусловлены, в основном, литологической неоднородностью доюрского фундамента Западно — Сибирской плиты, характером его рельефа и наличием неоднородностей. Прогнозирование вышележащего юрскомелового комплекса горных пород, где сосредоточены основные запасы углеводородов, по данным потенциальных геофизических методов неоднозначно. Следует отметить, что часть объектов, формирующих интенсивные аномалии в гравитационном поле, не находит отражения в магнитном поле.

Морфометрические методы изучения неотектонических движений земной коры на основе изучения изменения превышений рельефа в условиях Западно — Сибирской низменности также не могут использоваться как самостоятельные методы оценки из-за слабой выраженности особенностей рельефа этой территории.

Дополнительную информацию, необходимую для прогноза тектонического строения и оценки перспектив нефтегазоносности, предоставляет дистанционное зондирование поверхности Земли из космоса. Однако, использование этой информации в целях оценки нефтегазоносности территории Западно — Сибирской плиты выявило целый ряд принципиальных трудностей. Физической основой методов оценки нефтегазоносности и поисков месторождений углеводородов из космоса является тот факт, что нефтегазоносность в условиях севера Западной Сибири связана с положением зон трещиноватости горных пород и проявляется на земной поверхности ландшафтными аномалиями. В пределах платформенных равнин в условиях заболоченной местности Западной Сибири, эти аномалии имеют неявные расплывчатые границы, что существенно ограничивает применение космических методов в этом регионе для целей геологоразведки без комплексирования с геофизическими методами.

Повысить достоверность оценки перспектив нефтегазоносности территории методами сейсморазведки можно на основе комплексного анализа данных геофизических и дистанционных исследований. В основу разработанной методики оценки нефтегазоносности положены современные представления о принципах формирования месторождений нефти и газа, получившие развитие на базе глубинно — фильтрационной модели образования и накопления углеводородов в земной коре. Тектоническая активность в сочетании с экранирующими свойствами осадочного чехла и положением региональных флюидоупоров определяет пространственно — стратиграфическое распределение углеводородов в недрах этого региона.

Разработанная методика комплексной обработки и анализа данных в среде геоинформационных систем, увеличивает достоверность оценки нефтегазоносности исследуемых территорий за счет определения оптимальных критериев комплексного анализа данных геофизических и дистанционных исследований. Эта информация позволит повысить качество проектирования детальных геологоразведочных работ, что обеспечит увеличение результативности и снижение стоимости прироста запасов углеводородного сырья. В связи с этим, тема диссертации является актуальной.

Цель работы.

Целью настоящей работы является создание методики оценки нефтегазоносности территории на основе определения критериев комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли в среде геоинформационных систем.

Основные задачи исследований.

Основными задачами исследований являются:

• обоснование методологии оценки нефтегазоносности территории северной части Западно — Сибирской плиты, тектоническое строение которой осложнено сдвиговой тектоникой, на основе комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли;

• создание методики подготовки к анализу и выполнения методами классификации комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли на основе расчета признаков нефтегазоносности участков территории;

• разработка технологии построения в среде геоинформационных систем тематических карт оценки нефтегазоносности территории на основе комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли;

• опробование разработанной технологии на примере оценки нефтегазоносности участков территории северной части Западно — Сибирской плиты, геологическое строение которых осложнено сдвиговой тектоникой.

Научная новизна.

• Разработаны способы подготовки для анализа в среде геоинформационных систем данных о потенциальных геофизических полях, отражающих характеристиках ландшафта и дислоцированности рельефа поверхности Земли, обеспечившие достоверную оценку перспектив нефтегазоносности территории на основе методов классификации.

• Создана методика определения в среде геоинформационных систем критериев классификации по комплексу показателей многомерного пространства признаков нефтегазоносности поисковых геологических объектов для произвольного набора данных геофизических и дистанционных исследований.

• Разработана и опробована в условиях Западно — Сибирской плиты технология оценки перспектив нефтегазоносности территории методами эталонной классификации на основе определения критериев классификации по комплексу признаков поисковых геологических объектов для произвольного набора данных геофизических и дистанционных исследований.

Практическая значимость.

• Создана методика комплексного анализа данных различных методов геологоразведки, предназначенная для оценки нефтегазоносности территории в условиях Западно — Сибирской плиты, выявления перспективных для геологического изучения объектов, подготовки аналитических материалов и рекомендаций, необходимых для проектирования детальных геологоразведочных работ.

• Для оценки нефтегазоносности территории разработана технология обработки и анализа данных наземных и космических исследований на базе геоинформационных систем ArcGIS и Erdas Imagine, проведено опробование этой технологии на реальных материалах, использованных при подготовке рекомендаций на проведение детальных геологоразведочных работ.

• Положительные результаты опробования разработанных методики и технологии позволяют применять их в условиях Западной Сибири для нефтегазогеологического и тектонического районирования территорий, оценки перспектив нефтегазоносности отдельных участков, ранжирования и паспортизации фонда геологических структур.

Защищаемые положения.

• Разработанная на основе эталонной классификации методика комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли обеспечивает достоверную оценку перспектив нефтегазоносности участков территории, осложненных сдвиговой тектоникой.

• Технология подготовки информации к анализу и проведения в среде геоинформационных систем комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли из космоса обеспечивает построение тематических карт оценки нефтегазоносности участков территории, используемых при проектировании геологоразведочных работ.

• Опробование технологии комплексного анализа данных геофизических исследований и дистанционного зондирования Земли в условиях северной части Западно — Сибирской плиты позволило уточнить оценку перспектив нефтегазоносности участков территории Надым — Пурской и Пур — Тазовской нефтегазоносных областей.

Внедрение результатов работы и личный вклад автора.

Автором работы проведена обработка материалов и выполнена оценка нефтегазоносности территорий, расположенных в пределах Надым — Пурской (месторождения: Еты-Пуровское, Вынгапуровское, Вынгаяхинское, Новогоднее, Ярайнерское, Лимбаяхское, Таркосалинское, Ханчейское, Губкинское, Тапское), Пур-Тазовской (месторождения: Новочасельское, Верхне-Часельское, Усть-Часельское, Кынское, Наумовское) нефтегазоносных областей (НГО) Западно Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП). Результаты исследований, представленные в настоящей работе, подготовлены автором и вошли в виде самостоятельных разделов в отчеты ОАО «ЦГЭ» по договорам с ООО «Газпром добыча Ноябрьск», ООО «Газпром добыча Надым», ООО «Газпром добыча шельф», ОАО «НК Роснефть», ОАО «ТНК-ВР».

Апробация работы.

Основные положения диссертации докладывались на следующих конференциях: Международная научно-техническая конференция «Аэрокосмические технологии в нефтегазовом комплексе», РГУ нефти и газа, г. Москва, 2009 г., V Межвузовская научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о Земле», РГГРУ, г. Москва 2010 г., IX Международная конференция «Геоинформатика: теоретические и прикладные аспекты», EAGE, г. Киев, 2010 г., V Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле, ИГМ и ИНГГ СО РАН, г. Новосибирск, 2010 г, II Международная научно-практическая конференция молодых учёных и специалистов памяти А. П. Карпинского, ВСЕГЕИ, С-Петербург, 2011 г. Основные методические и технологические результаты получены непосредственно автором. По результатам выполненных исследований опубликовано 7 работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Благодарности.

Диссертационная работа выполнена в период учебы в аспирантуре Российского государственного геологоразведочного университета и работы в ОАО «Центральная геофизическая экспедиция».

Автор выражает благодарность научному руководителю работы, проректору РГГРУ, заведующему кафедрой Информатики и геоинформационных систем, д. г-м.н., проф. В. И. Пахомову, руководителям ОАО «ЦГЭ» д.т.н. A.C. Кашику, д.т.н. Г. Н. Гогоненкову и д. г-м.н. А. И. Тимурзиеву за поддержку, внимание и помощь при выполнении данной работы.

Основные результаты научных исследований, представленные в настоящей работе, опубликованы [31] и неоднократно докладывались автором на конференциях [32−33, 3740].

Результаты исследований, представленные в настоящей работе вошли в виде самостоятельных разделов в отчеты, выполненные ОАО «ЦГЭ» по договорам с ООО «Газпром добыча Ноябрьск» (бывш. «Сибнефть — Ноябрьскнефтегаз»), ООО «Газпром добыча Надым», ООО «Газпром добыча шельф», ОАО «НК Роснефть», ОАО «ТНК-ВР».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В результате выполненных исследований:

1. Проведен анализ результатов предыдущих работ по обоснованию методологии оценки нефтегазоносности северной части территории Западной Сибири на основе комплексного анализа данных наземных и космических исследований. На основе результатов анализа обоснована система принципов и подходов к решению задачи выбора критериев оценки нефтегазоносности. В качестве геологической основы методологии оценки нефтегазоносности выбрана глубинно — фильтрационная модель формирования месторождений.

2. Разработана методика оценки перспектив нефтегазоносности территории основанная на расчете поисковых признаков по результатам совместного анализа: тематических изображений, построенных методом автономной классификации, данных сейсмогеологического моделирования и другой геолого — геофизической информации в среде геоинформационных систем.

3. В качестве поисковых признаков для оценки нефтегазоносности территории и прогноза положения зон трещиноватости выбраны параметры геофизических полей, космических снимков, топографических карт и их трансформант, рассчитанные на эталонных участках и хранящиеся в сигнатурах эталонных объектов. Рассчитанные для эталонного участка с доказанной нефтегазоносностью поисковые признаки не являются универсальными, а могут использоваться только при оценке нефтегазоносности территории, на которой расположен этот участок, либо на территориях со сходными геологическими условиями.

4. Для повышения достоверности и качества оценки предложены и опробованы на реальных материалах различные приемы обработки информации в среде геоинформационных систем и подготовки данных для проведения комплексного анализа. Обоснованы связи построенных в результате анализа тематических карт (изображений) с зонами тектонической трещиноватости и залежами углеводородов, выделенных по результатам обработки данных объемной сейсморазведки и построения сейсмогеологических моделей. Сопоставление и анализ выполнялись на основе использования объемной модели, сформированной в среде геоинформационной системы ArcGIS.

5. Созданная методика опробована на участках территории Надым — Пурской и Пур — Тазовской НГО, расположенных в северной части Западно Сибирской плиты. Результаты опробования показали высокую достоверность оценки нефтегазоносности территории этих участков. По результатам оценки были подготовлены рекомендации недропользователям по постановке геологоразведочных работ.