Прогноз нефтегазоносности карбонатного комплекса верхнего девона Уметовско-Линевской депрессии и прилегающих территорий

Актуальность исследований. В настоящее время в мире ежегодно потребляется свыше 4 млрд. т сырой нефти. При этом, несмотря на рост технологических достижений в области поисков и разведки, прирост разведанных запасов нефти составляет менее 1 млрд. т. В Волгоградской области на 4 млн. т добываемой нефти приходится менее 1 млн. т прироста её запасов. Таким образом, топливно-энергетические проблемы, связанные с восполнением ресурсной базы, в начале XXI века, остаются одними из главных, определяющих состояние и развитие народного хозяйства любого региона. Укрепление ресурсной базы Волгоградской области определяет актуальность научных исследований по обоснованию наиболее эффективных направлений геологоразведочных работ (ГРР) на нефть, а также реальных геологических моделей и запасов нефтяных и газовых месторождений региона. Решение поднимаемых в диссертации вопросов, связанных с использованием в практических целях полученных теоретических и методических результатов исследования слабоизученных вопросов формирования залежей углеводородов (УВ), непосредственно направлено на повышение достоверности регионального и локального прогноза нефтегазо-носности разномасштабных объектов. Такой подход обеспечивает рост успешности и эффективности поисков, разведки и разработки месторождений нефти и газа, что в конечном итоге является для рассматриваемой территории важной задачей.

Работа выполнялась в Волгоградской государственной архитектурно-строительной академии и ОАО «ВолгоградНИПИморнефть», в рамках отраслевых программ Министерства природных ресурсов РФ и основного недропользователя в Нижневолжском регионе — ОАО «ЛУКОЙЛ» по дальнейшему ведению ГРР, укреплению и уверенному прогнозу минерально-сырьевой базы в старых с развитой инфраструктурой нефтедобычи районах, к каким относится правобережная часть Волгоградской области. 7.

Целью работы является прогноз нефтегазоносности карбонатного комплекса отложений верхнего девона и развития ГРР в пределах Уметовско-Линёвской депрессии и прилегающей территории на основе изучения этапов и условий формирования залежей УВ в органогенных постройках.

В соответствие с указанной целью формируются главные задачи исследований:

— обобщить представления о геологическом строении, истории развития и нефтегазоносности рассматриваемой территории;

— изучить условия формирования залежей УВ и закономерности их пространственного размещения в карбонатных отложениях верхнего девона с использованием компьютерного моделирования;

— определить роль покрышки в формировании и разрушении залежей УВ в глинистых, карбонатных и песчано-алевролитовых отложениях;

— составить структурно-генетическую схему развития карбонатного комплекса отложений верхнего девона Уметовско-Линёвской депрессии и прилегающих территорий;

— оценить перспективы нефтегазоносности Уметовско-Линёвской депрессии на основе анализа ее минерально-сырьевой базы и определить основные направления ГРР.

Научная новизна определяется тем, что впервые для рифогенного комплекса верхнего девона Уметовско-Линёвской депрессии перспективы поисков и разведки месторождений УВ увязаны с условиями их формирования. При этом определены: благоприятные геологические предпосылки нефтегазоносности девонских отложений депрессии (значительная доля неразведанных территорийнадежная сырьевая база в виде остаточных запасов нефтидлительная, в том числе и современная реализация нефтематеринского потенциала верхнедевонских породвыявленные и прогнозируемые протяженные зоны развития рифовых массивов в стратиграфическом диапазоне от семилукско-рудкинских до евлановско-ливенских отложений) — трехчленное строение залежей УВ в ископаемых рифах (коллектор, истинная и «ложная» покрышки) — сложная много8 этапная история формирования органогенных построек и залежей нефти и газоконденсата в них.

В работе даны оригинальные: классификация тектонических структур различного порядкаструктурно-генетическая схема строения карбонатного комплекса верхнего девонагеологические модели поэтапного развития и строения рифогенных построек и залежей УВметодические приемы выделения удовлетворительных пород-коллекторов сложного типа в низкопоровых разностях органогенных доломитов, а также местоположения рифогенной постройки и залежи нефти в ней.

Практическая ценность и реализация работы. Результаты проведенных исследований в виде предложений и рекомендаций вошли составной частью в договора и контракты по оценке перспектив нефтегазоносности и по определению первоочередных объектов ГРР рассматриваемых отложений и территорий для основных недропользователей Нижневолжского региона: ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», ООО СП «Волгодеминойл», ООО «ЛУКОЙЛ-Саратов», ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьморнефть», что нашло отражение в соответствующих документах внедрения авторских разработок. Наряду с этим предложенные модели строения крупного Памятно-Сасовского месторождения использованы для пересчёта его запасов и последующего утверждения в ГКЗ.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены на заседаниях Ученого Совета ОАО «ВолгоградНИПИморнефть», кафедры «Геология нефти и газа» СевКавГТУ, секции геологии ОАО «СевКавНИПИгаз», а также на научно-технических конференциях: «Всероссийская студенческая конференция» (Новосибирск, 1995) — «Геохимическое моделирование и материнские породы нефтегазоносных бассейнов» (Санкт-Петербург, 1995) — «Нетрадиционные источники углеводородного сырья и проблемы его освоения» (Санкт-Петербург, 1997) — Международная Геофизическая конференция и выставка (Москва, 1997) — «Новые направления поисково-разведочных работ на нефть и газ» (Москва, 1997) — EAGE Conference & Technical Exhibition (Geneva, 1997) — «Petroleum Geology and Hydrocarbon Potential of the Black and Caspian 9.

Seas Area" (Neptun-Constanta, 1998) — «Основные задачи и направления региональных геолого-геофизических работ в Поволжско-Прикаспийском регионе» (Саратов, 1999) — «XV Губкинские чтения» (Москва, 1999) — «Геология Русской плиты и сопредельных территорий» (Саратов, 2000) — «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа» (Москва, 2000) — «31st International Geological Congress (Rio de Janeiro, Brazil, 2000) — Всероссийский съезд геологов и научно-практическая геологическая конференция «Геологическая служба и минерально-сырьевая база России на пороге XXI века» (Санкт-Петербург, 2000) — «Геологические, геофизические и геохимические исследования юго-востока Русской плиты» (Саратов, 2001) — «Новые идеи в геологии и геохимии нефти и газа» (Москва, 2001).

Публикации. Результаты исследований автора отражены в 12 коллективных научно-исследовательских отчетах и в 18 публикациях, из которых 13 тезисы докладов, 2 статьи в центральных специализированных журналах и 3 статьи в научных сборниках.

Фактический материал. При подготовке диссертации использованы результаты и фактические материалы различных производственных организаций отрасли (ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», «НПЦ ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть», ОАО «ВолгоградНИПИморнефть», ООО «ЛУКОЙЛ-Астраханьморнефть»). Проанализированы и учтены раннее опубликованные работы по данной проблеме, фондовые материалы ОАО «ВолгоградНИПИморнефть» и ООО «ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть» .

При непосредственном участии автора уточнены геологические модели и история формирования залежей нефти в рифогенных постройках Уметовско-Линёвской депрессии по данным 319 глубоких скважин, проанализировано свыше 3000 анализов петрофизических свойств пород и пластовых флюидов. Для построения региональных и детальных карт различного геологического назначения впервые составлен и введён в различные компьютерные программы для автоматизированного использования каталог условных координат 14 тысяч скважин Волгоградской области.

Объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 225 страницах машинописного текста, 8 таблиц, 44 рисунков и 2 приложений.

Список использованных источников

включает 144 наименования.

Заключение

.

В работе рассмотрены основные этапы, условия формирования и предпосылки поисков залежей УВ в органогенных постройках верхнего девона Уме-товско-Линевской депрессии и прилегающих территорий. Основные результаты и выводы проведенных исследований сводятся к следующему.

1. Разработана классификация тектонических структур различного порядка и каталог координат свыше 10 тысяч скважин правобережной части Волгоградской области для целей компьютерного моделирования и структурно-тектонических построений.

2. Из анализа сырьевой базы региона следует, что Волгоградская область была и остаётся высокоперспективной территорией, где экономически выгодно проведение ГРР на нефть и газ.

3. Уметовско-Линевская депрессия — наиболее перспективный на нефть тектонический элемент в регионе с точки зрения следующих геологических предпосылок: значительных начальных и остаточных суммарных ресурсов и промышленных запасов нефтизначительной доли неразведанных территорий и ресурсов нефтипреимущественной нефтеносности недр: открытия крупных нефтяных месторождений, а также мелких и средних залежей с высокоэффективными запасамивысокой плотности запасов на единицу площадистабильно ведущей роли по приросту запасов, эффективности ГРР, добычи нефти за последние 50 летширокого стратиграфического диапазона промышленной нефтегазоносностирастущей роли в восполнении минерально-сырьевой базы нефтяной отрасли карбонатных (рифогенных) отложений верхнего девонаналичия карбонатных пород-коллекторов с высокими ёмкостно-фильтрационными свойствами и сырьевым потенциалом.

4. Главное направление работ по ускорению воспроизводства минерально-сырьевой базы области — поиски и разведка различных по запасам нефтяных месторождений в карбонатных отложениях верхнего девона Уметовско-Линевской депрессии и ее обрамления.

5. По данным анализа палеогеографической обстановки накопления и специфики литолого-фациального состава карбонатных отложений позднедевон-ского возраста Уметовско-Линевской депрессии (с учетом материалов Н. В. Даныпиной, В.А. Цыганковой) для отложений саргаевско-семилукского возраста к перспективным участкам рифовой платформы относены: пограничная полоса с фациями лагуна-шельфзона перепада глубин (юго-восточный склон платформы) — прерывистая полоса вдоль западной границы платформы (мелководная шельфовая зона взмучивания) — для петинских отложенийприфлексурные зоны, а также зона развития мелких одиночных органогенных построекдля евлановско-ливенских отложений — обрамления внешней лагуны, зона перепада глубин юго-восточного склона, широкая мелководно-шельфовая полоса, приуроченная к западной границе депрессии.

6. Из анализа структурно-генетической схемы развития верхнедевонских отложений Уметовско-Линевской депрессии следует, что наибольший поисковый интерес представляет ее западная бортовая зона по отложениям петинско-го и семилукского горизонтов, а также юго-западное и юго-восточное обрамление Линевской депрессии и отдельные участки увеличенных толщин семи-лукско-ливенских отложений в зоне развития карбонатных (рифовых) платформ (Линевская мульда, Ломовско-Добринская ступень, северная часть склона Уметовской мульды).

7. На основе изучения степени катагенетической зрелости пород, установлено, что в ГЗН и ГФН пребывают отложения от каменноугольных до средне-девонских всей территории Уметовско-Линевской депрессии. По физико-химическим свойствам и молекулярному составу флюидов в евлановско-ливенских отложениях обособились следующие зоны нефтегазонакопления: Новокоробковско-Мирошниковская, Бурлукско-Демьяновская, Памятно-Макаровская, Добринская (А.Я. Куклинский).

8. Показана роль покрышки в формировании и разрушении залежей УВ. На примере олигоценовых битуминозных глин (региональная покрышка) Центрального Предкавказья показан механизм формирования в них коллекторской.

204 емкости и залежи нефти за счет трещинообразования под воздействием кави-тационного эффекта.

Природные резервуары нефтяных и газоконденсатных залежей в рифоген-ных постройках Уметовско-Линевской депрессии представляют собой сложные трехчленные системы: коллектор — ложная покрышка — флюидоупор. Наличие ложной покрышки (например, уметовско-линевская толща, перекрывающая продуктивные евлановско-ливенские рифы) определяет современное положение ВНК и существование нефтяной залежи в органогенной постройке. В этом случае залежь сохраняется выше уровня отметки кровли ложной покрышки (подошвы истинной покрышки) на участке критической седловины. Отсюда структурный план кровли ложной покрышки определяет размеры и объем истинной ловушки и запасы УВ в ней. Ложная покрышка может расформировать залежь частично или полностью, если уровень отметки критической седловины находится выше поверхности кровли коллектора (рифа).

9. Установление ложной покрышки и трехчленного строения ловушки позволяет уточнить внутреннее строение залежи, этапы и условия ее формирования, объем, запасы нефти, методические приемы поисково-разведочных работ и рациональное размещение скважин различной категории.

10. Коллекторскую емкость рифовых массивов Уметовско-Линевской депрессии определяет различное количественное соотношение пор, каверн и трещин. Исследования, проводимые по специально разработанной программе по изучению в девонских рифах низкопоровых разностей пород позволяют отнести такие объекты к коллекторам при расчете эффективных нефтенасыщен-ных толщин залежи евлановско-ливенского горизонта Памятно-Сасовского месторождения.

11. На примере Памятно-Сасовского месторождения раскрыты особенности поэтапного формирования органогенных построек и залежей УВ в Уметовско-Линевской депрессии. В саргаевское время на приподнятых участках дна бассейна формировались линзы органогенных пород. С начала формирования рифового массива, а затем в процессее дальнейшего развития его от.

205 дельные блоки испытали неравномерное перемещение в сторону открытого моря по сбросо-сдвиговым разрывным нарушениям, что обусловило современную дугообразную форму органогенной постройки. От семилукского до ливен-ского времени органогенная постройка носила трансгрессивно-регрессивный характер развития. С евлановско-ливенским этапом формирования связан самый значительный по вертикальной составляющей рост рифового массива с одновременным сужением его в ширину.

12. На раннем этапе истории накопления УВ в рифовом массиве уме-товско-линевская толща выполняла роль надежной покрышки и ВНК находился на 200 м ниже его нынешнего положения. Залежь состояла из газовой шапки и нефтяной оторочки. По мере утраты перекрывающей толщей экранирующих свойств часть газовой шапки проникла в вышезалегающие отложения месторождения, другая ее часть мигрировала в пределы сопредельной органогенной постройки (Восточно-Макаровское и Добринское газоконденсатные месторождения). В кратковременные периоды тектонической активности нефть из евла-новско-ливенской залежи проникла по разрывным нарушениям в задонские известняки, где в низкоемких коллекторах и тектонически-экранированных ловушках формировались мелкие залежи нефти. На это указывают идентичные свойства нефтей и равные градиенты пластового давления в залежах задонского и евлановско-ливенского горизонтов.

На основе анализа условий формирования и закономерностей пространственного размещения залежей УВ и нефтегазопроявлений различной интенсивности, а также плотности нереализованных ресурсов на единицу площади в пределах Уметовско-Линевской депрессии и на прилегающих территориях выделены земли различной перспективности. К высокоперспективным в верхнедевонском комплексе карбонатных пород отнесены районы Добринско-Суводской барьерной рифогенной системы и внутренние зоны Уметовско-Линевской депрессии, располагающих благоприятным сочетанием геологических предпосылок: наличие ловушек нефти в рифовых массивахизвестняков и доломитов с удовлетворительными коллекторскими свойстваминадежных пород-покрышекгидрогеологических и геохимических показателей приуроченности залежей к единым зонам нефтегазонакопления.

На основе комплексирования геологических критериев прогноза рифовых зон строилась методика планируемых поисково-разведочных работ: выявление генетических связей выявленных и неоткрытых залежей, использование эталонных сочетаний параметров, апробированных на хорошо изученных территориях (например, в пределах рифовых трендов), привлечение аналогии с современными (Большой Барьерный Риф в Тихом океане) и ископаемыми (Ле-дюкский риф в Канаде) рифами. Геологический анализ при поисках рифов включает: структурный (индикаторы в верхнем структурном этаже, благоприятные условия в нижнем структурном этаже), палеоструктурный, палеогеографический анализы, изучение палеоэкологии и прямых признаков нефтегазо-носности.

Программа полного развития ГРР в пределах Уметовско-Линевской депрессии дана с учетом возможностей и минимальных обязательств всех ее недропользователей. В пределах перспективных участков по совокупности геологических предпосылок намечены рифовые тренды в виде цепочек органогенных построек. В их пределах, в порядке очередности, определяемой степенью перспективности каждого тренда, размещены рекомендуемые объекты поискового, разведочного бурения, сейсморазведки 2Б и ЗБ.