На примере Ярайнерской площади (Западная Сибирь)

С отложениями васюганской свиты (пласт Ю₁) в восточной части Среднего Приобья связаны основные месторождения нефти и газа (Бахиловское, Ярайнерское, Тагринское и др.). Подготовка объектов в верхнеюрских отложениях к поисково-разведочному бурению осуществляется по данным сейсморазведки на основе анализа кинематических и динамических характеристик волнового поля. Резкая изменчивость литологического состава, толщин продуктивных пластов и вмещающих их пород затрудняет выбор информативных характеристик волнового поля для картирования нефтеперспективных зон. В связи с этим практический и научный интерес представляет изучение геологической информативности динамики и кинематики волнового поля в этих отложениях и разработка на этой основе оптимальной методики прогноза распространения продуктивных отложений по площади.

В качестве объекта исследований на Ярайнерской площади выбраны отложения васюганской свиты, которые перекрываются породами баженовской и георгиевской свит и подстилаются отложениями тюменской. Сложность прогноза продуктивных зон здесь заключается в том, что по данным бурения флюидонасыщенность пласта Ю₁ резко меняется в близрасположенных скважинах. Так в скв. 9 и 7 (расстояние ~ 1 км) пласты-коллекторы либо отсутствуют (скв. 9), либо водонасыщены (скв. 7). В скв. 10, расположенной на расстоянии ~ 1,5 км от скв. 7 пласт Ю₁ нефтенасыщен. В скв. 5 и 6 (расстояние между ними ~ 2,5 км) пласт Ю₁ нефтенасыщен (скв. 6) и водонасыщен (скв. 5). Пласт Ю₁ нефтенасыщен в скв. 1, а в скв. 2, расположенной на расстоянии ~ 3 км получены притоки воды с нефтью. Промыслово-геофизическими исследованиями (стандартный комплекс ГИС и АК) отложения васюганской свиты изучены в скв. 6, 8–10. Анализ материалов комплекса ГИС и сейсморазведки выполнялся по следующей методике [1, 2]: а) обработка данных ГИС и составление геоакустических моделей; б) изучение влияния на физические параметры (скорость распространения упругих волн, плотность) вещественного состава изучаемых отложений и вмещающих их толщ; в) моделирование волновых полей с количественной оценкой вклада каждой из отражающих границ в интервале формирования отражений от исследуемого объекта; г) определение сейсмического образа различных ситуаций строения и состава целевого объекта; д) обоснование математического аппарата для прогноза сейсмических образов свиты по площади.

К началу исследований строение васюганской свиты было изучено по данным АК в скв. 6, 8–10. Расчленение разреза на литологические однородные пласты осуществлялось путем интерпретации кривых КС, ПС, РК, НКТ результаты которого приведены на рис. 1. По данным ГИС отложения баженовской свиты представлены аргиллитами толщиной 36–42 м. Литологический состав и толщина георгиевской свиты менее выдержаны, например, в скв. 9 она составляет 68 м, а в скв. 8 сокращается до 20 м. Литологический состав меняется от частого переслаивания аргиллитов и глин (скв. 9) до преимущественного аргиллитового состава (скв. 8). Литологический состав отложений васюганской свиты крайне изменчив: в скв. 9 пласт Ю₁ представлен плотными песчаниками (породы-коллекторы отсутствуют); в скв. 10 и 6 – песчаниками с переслаиванием алевролитов (из них получены основные притоки нефти с газом); в скв. 8 – преимущественно алевролитами (водонасыщенные породы-коллекторы).

Скоростные модели отложений васюганской свиты и перекрывающих пород отличаются изменениями скорости с глубиной и величинами скоростной дифференциации. В скв. 9, в отложениях баженовской и георгиевской свит отмечается положительный градиент нарастания скорости с глубиной (2,8–4,1 км/с), также и в пласте Ю₁ (3,8–4,5 км/с). В скв. 10 скоростную модель баженовской и васюганской свит можно аппроксимировать сочетанием границ первого рода (скачки акустической жесткости). В георгиевской свите в интервалах, представленных глинами, отмечается отрицательный градиент скорости. В скв. 6 скоростная модель баженовской, георгиевской и васюганской свит в отличие от скв. 10, 9 представлена границами только первого рода. В пласте Ю₁ как в скв. 6, так и 10 нет существенного различия в величинах скоростей в песчаниках, из которых получены или не получены промышленные притоки нефти. Более существенная разница (100– 200 м/с) характерна для скоростей в песчаниках и глинах, плотных песчаниках и алевролитах. Скоростная модель отложений васюганской свиты и вмещающих пород в скв 8 по сравнению со скоростными моделями скв 6, 9, 10, характеризуется уменьшением скоростной дифференциации на 400–500 м/с. Существенное различие скоростных моделей рассматриваемых скважин можно объяснить следствием тектонической деятельности, так как скважины расположены в разных тектонических блоках.

Особенности формирования волнового поля показаны на рис. 1. Различие в теоретических и экспериментальных сейсмограммах в скв 9, 10 объясняется отсутствием данных АК в интервале ниже кровли васюганской свиты на 150–200 м. По данным расчетов отложения васюганской свиты вносят вклад в формирование суммарного волнового поля, начиная с локального экстремума, осложняющего интерференционный минимум, следующий за волной Б (см. рис. 1.). Существенный вклад в формирование локального экстремума вносит кровля пласта Ю₁ Интенсивность и временная длительность следующего за ним положительного экстремума, помимо васюганской свиты, на 40–50 % обусловлена вкладом отражающих границ (К>=0,03) в георгиевской свите. В васюганской свите форму записи этого экстремума определяют границы, обусловленные сменой литологического состава (плотные песчаники – алевролиты, песчаники – глины К>=0,01). Существенное влияние на изменение его временной длительности оказывают участки разреза с градиентным изменением скорости.

Из-за отсутствия данных АК ниже васюганской свиты геологическая информативность последующего (отрицательного) экстремума полностью не определена. По данным расчетов отложения последней вносят преобладающий вклад в формирование левой его части. Из результатов оценки геологической информативности динамики отражений от васюганской свиты следует, что ни один из отдельно вышеописанных экстремумов не несет смысловой геологической нагрузки о ее строении. Информативной является форма записи волнового пакета, включающего эти экстремумы, так как в них содержится информация о характере распределения величин и знаков коэффициентов отражения, связанная со сменой литологического состава васюганской свиты. Следовательно, форму записи экстремумов, соответствующих отражениям от этой свиты можно рассматривать как ее сейсмический образ. Согласно проведенным исследованиям форма записи в пределах каждой из скважин будет характеризовать свой определенный сейсмический образ (литологический тип) разреза васюганской свиты. Выдержанность сейсмических образов в пределах участков профиля по площади соответствует распространению соответствующего типа разреза васюганской свиты. Установленная геологическая информативность отражений от васюганской свиты обуславливает необходимость применения для прогноза ее строения автоматизированной системы ИДС-1 “Залежь”, позволяющей представить каждый тип разреза в виде эталона и проследить его распространение в пределах площади [2].

Анализ формы записи описанных выше экстремумов в скв. 1–3, 5, строение и состав которых не охарактеризован данными ГИС и АК, показал, что они существенно различаются как между собой, так и от записей скв. 6, 8–10. Это свидетельствует о том, что скв. 1–3 представляют собой тип разреза васюганской свиты и вмещающих пород и должны быть использованы в качестве эталонов. Отсутствие промыслово-геофизических материалов в скв. 1–3, 5 не позволило на количественном уровне описать геологический смысл каждого из типов разреза васюганской свиты, представленных в эталонах. Поэтому каждому из эталонов был придан опосредованный геологический смысл, основанный на данных испытаний скважин:

Из исходного набора 25 признаков сформировано оптимальное пространство признаков (14) для используемых в системе программ распознавания. Критерием их выбора явилось: значение среднего коэффициента контрастности, коррелируемость с другими признаками, характер их распределения. Программа распознавания по данной эталонной выборке в 14-мерном признаковом пространстве выработала решающее правило распознавания на семь классов. Неправильно опознались 10 записей из 96, что является вполне допустимым. Результатом обработки профилей по площади является вероятность (в %) отнесения каждой трассы к одному из эталонных классов. Интервал временного разреза, по которому осуществлялся прогноз, указан на рис. 2 а (отмечен квадратными скобками). На рис. 2 б приведены результаты распознавания по профилю 9, в пределах которого присутствуют cледующие протяженности типов разрезов: скв. 3 (2–6 км); скв. 5 (9,8–11,3); скв. 3 (11,4– 12,2);скв.5 (14,4–15,9); скв. 10 (16,8–19,9). Между этими участками отмечаются переходные зоны, разделяющие разные типы разреза, наличие которых естественно, так как смена одного типа разреза на другой осуществляется постепенно. Анализ результатов распознавания по эталонным профилям 16 и 7 показал, что в качестве порогового значения уверенного прогноза может быть принята вероятность >=30%, а протяженность класса по горизонтали – 0,8 км. С учетом установленных пороговых значений построена схематическая карта прогноза распространения семи эталонных типов разреза (рис. 3).

Выделенные зоны имеют четко выраженную ориентировку с юго-запада на северо-восток. Контролируются они тектоническими нарушениями, которые по временным разрезам прослеживаются от фундамента до верхов тюменской или баженовской свит. Результаты прогноза четко показывают, что каждый из тектонических блоков характеризуется своим типом разреза васюганской свиты, различающихся по литологическому составу и коллекторским свойствам пласта Ю₁. Протяженность типов разрезов скважин-эталонов по площади разная; наименьшая – для скв. 6, 9, наибольшая – для скв. 10. Зона распространения типа разреза последней ограничена с обеих сторон тектоническими нарушениями и заслуживает первоочередного внимания при размещении буровых работ на данной площади.

После построения прогнозной схемы и передачи результатов в Главтюменьгеологию были пробурены скв. 14, 11, 15. В скв. 14, 11 при испытаниях притоков из пласта Ю₁ не получено. Таким образом, последующим бурением подтверждено распространение по площади типа разреза 3 (низкие коллекторские свойства пласта Ю₁). Скв. 15 пробурена в небольшой прогнозной зоне распространения типа разреза скв. 6, где пласт Ю₁ нефтенасыщен. По данным испытаний в скв. 15 из пласта Ю₁ получен приток нефти, т. е. прогнозная зона типа скв. 6 также подтверждена бурением. В целом по данным прогноза не представляется возможным провести контуры нефте- и водонасыщенной части пласта Ю₁ (выше было показано, что, исходя из геологической информативности формы записи, можно осуществить прогноз типа разреза – литологического состава) васюганской свиты. Однако, как показывают данные последующего бурения, полученная информация о распространении типов разреза позволяет оптимизировать размещение поисково-разведочных скважин.

1. Галаган Е.А., Кузнецов О.Л., Тальвирский Д.Б. Особенности динамики отраженных волн в тонкослоистых средах. – Новосибирск. – Геология и геофизика.– 1987.– № 9.– С. 109– 117.
2. Интерпретация данных сейсморазведки с использованием методов распознавания образов /Е.А. Галаган, О.Л. Кузнецов, А.Я. Литвинов и др.//Внеш. экон-ка минер, сырья и геологоразведочных работ. М.: 1984. – С. 49.

Рис. 1. Волновое поле в интервале регистрации отражений от васюганской свиты

1– песчаники, 2 – аргиллиты, 3 – алевролиты, 4 – глины, 5 – скоростная модель, сейсмограммы: 6 – экспериментальные, 7–теоретические, 8–интервал формирования фаз волнового поля, 9 – вклад отложении васюганской свиты в формирование

суммарной отраженной волны. Свиты: I – ачимовская, II – баженовская, III – георгиевская, IV – васюганская, V – тюменская.

Типы разрезов скважин: 1 – 3; 2 – 5; 3– 10.

1 – границы зон, 2 – тектонические нарушения, 3 – предполагаемые тектонические нарушения. Типы разреза скважин 4 – 2, 5 – 1, 6 – 6, 7 – 9, 8 – точки ОГТ, 9 – скважины глубокого бурения. Остальные уcл. обозн. см. на рис. 2.