| К оглавлению журнала | |
|
УДК 528.88:553.98 |
© В.М. Перерва, 1992 |
Аэрокосмогеологические исследования в оптимизации процессов разведки и разработки месторождений нефти и газа
В.М. ПЕРЕРВА (Киевский отдел ИГиРГИ)
Процессы поиска, разведки и разработки месторождений нефти и газа на современном этапе характеризуются дальнейшим их усложнением, что неизбежно приводит к удорожанию работ, снижению темпов роста геологической и экономической эффективности. Поддержание уровня добычи нефти и газа, удовлетворяющего потребности народного хозяйства в указанных условиях, может быть обеспечено лишь широким внедрением достижений научно-технического прогресса в практику поиска, разведки и разработки месторождений. Одним из составных звеньев научно-технического прогресса в области изучения природных ресурсов Земли являются дистанционные методы, используемые в геологических целях как аэрокосмогеологические исследования (АКГИ).
На современном этапе при геологоразведочных работах на нефть и газ АКГИ широко используются на поисковом этапе. В производственном режиме выполняются исследования по выявлению локальных нефтепоисковых объектов и изучению зон нефтегазонакопления. Методика выявления нефтепоисковых объектов антиклинального типа к настоящему времени характеризуется высокой степенью достоверности выявляемых объектов. Так, по Днепровско-Донецкой впадине коэффициент достоверности выявления объектов составляет 0,76
–0,80. Это надежный критерий научной обоснованности методики детальных (1:50000) АКГИ. По другим регионам этот коэффициент несколько ниже – 0,5–0,7 (Волго-Уральская, Северо-Кавказско-Мангышлакская, Западно-Сибирская, Южно-Каспийская НГП), что связано с более сложными ландшафтными уcловиями этих нефтегазоносных территорий и их геологическим строением.Комплексное применение космоаэрометодов по большинству регионов позволяет наиболее рационально разместить объемы сейсморазведочных работ, так как опережающее выполнение АКГИ позволяет получить информацию, относящуюся к положению прогнозных объектов, структурно-тектоническому, неотектоническому районированию, блоковому строению нефтегазоносных территорий, имеющей важное значение при проектировании сейсморазведочных работ. Это позволит снизить затраты на сейсморазведочные работы, повысить информативность материалов сейсморазведки.
В Волго-Уральской НГП по данным АКГИ с достаточной степенью эффективности выявляются продуктивные малоамплитудные ловушки, находящиеся за пределами разрешающей способности сейсморазведочных методов.
В этих условиях комплексирование космоаэрометодов и структурного бурения позволяет с необходимой геологической и экономической эффективностью выявлять нефтепоисковые объекты, совмещать задачи подготовки объекта и изучения его продуктивности, т. е. выходить непосредственно на решение задачи прироста запасов.
С помощью космоаэрометодов удается повысить эффективность нефтепоисковых работ в регионах со сложными сейсмогеологическими условиями, а также с повышенной гидроморфностью ландшафтов (наличие лиманов, болот и т. д.), затрудняющей проходимость сейсморазведочной техники. Например, на площади Новицкой в Днепровско-Донецкой впадине по данным сейсморазведочных работ структурный план условного сейсмического горизонта
V В3 представлен моноклиналью. По результатам впоследствии выполненных АКГИ и комплексной интерпретации этих материалов с данными сейсморазведочных работ на указанной площади выявлен и подготовлен нефтепоисковый объект.Второй пример относится к территории Восточного Приазовья, ландшафтный облик которого характеризуется повышенной гидроморфностью. В этих условиях задача выявления нефтепоисковых объектов, как показала практика АКГИ, достаточно успешно решается дешифрированием материалов многозональных сканерных космических съемок. Здесь по этим материалам выявлена серия нефтепоисковых объектов, перспективы продуктивности которых оцениваются высоко близостью месторождения Прибрежного.
Другим важнейшим направлением поискового этапа являются региональные АКГИ, выполняемые с целью тематического районирования (структурно-тектонического, неотектонического, нефтегеологического, ландшафтного и др.), выявления новых, а также уточнения строения известных зон нефтегазонакопления. В эту задачу входит изучение зон новейшей трещиноватости в карбонатных вулканогенных образованиях Северо-Кавказско-Мангышлакской, Южно-Каспийской, Прикаспийской и Волго-Уральской НГП, обусловливающей формирование коллекторов трещинного типа.
Большой научный и практический интерес представляет изучение влияния на размещение месторождений нефти и газа новейшей и современной геодинамики, развития разрывных нарушений и зон трещиноватости, определяющих степень флюидопроводимости земной коры и развитие процессов формирования и переформирования скоплений УВ, структурно-фациальных зон нефтеперспективных комплексов.
Интересные данные в рассматриваемом плане получены по западной части Краснодарского края по результатам дешифрирования и комплексной интерпретации материалов космических фотографических и сканерных съемок. По этим материалам выявлена серия субмеридиональных и субширотных глубинных разломов. Комплексный анализ данных АКГИ и геолого-геофизических исследований показывает контролирующую роль глубинных
разломов в процессах нефтегазонакопления. Связь большой группы нефтяных месторождений с Ахтырской шовной зоной, представленной серией сближенных разрывных нарушений, общеизвестна. Полученные новые данные показывают, что эта закономерная связь имеет более широкий характер. Известные севернее Ахтырской шовной зоны нефтяные и газовые месторождения приурочены к выявленным разломам. Так, с одним из субмеридиональных разломов связаны Анастасиевско-Троицкое, Славянское, Фрунзенское, Гривенское газовые месторождения; они как бы “нанизаны” на линию этого разлома. Причем, на Анастасиевско-Троицком месторождении, уникальном по величине запасов, Ханьковский криптодиапир приурочен к узлу пересечения субмеридионального разлома с субширотным. Высокопроницаемая зона этого узла обеспечила связь глубокопогруженных газонефтяных горизонтов с уникальной ловушкой в мэотических отложениях и обусловила за счет процессов переформирования образование указанного месторождения.Интересен и такой факт: южнее Анастасиевско-Троицкого месторождения глубинный разлом пересекается с Ахтырской шовной зоной. В зоне этого узла пересечения отмечаются поверхностные (в подпочвенном слое) проявления легкой светлой нефти, не характерной для соседних месторождений Кудако-Киевского и Кеслеровского, где нефть тяжелая, высоковязкая. Указанное проявление нефти связано с продуктивными глубокопогруженными горизонтами мезозоя
– кайнозоя. В этой связи указанный участок представляет нефтепоисковый интерес. Здесь промышленные скопления УВ наиболее вероятны в поднадвиговой части Ахтырской шовной зоны. Указанные факты свидетельствуют о связи промышленных скоплений УВ рассматриваемого региона с глубинными разломами, современной и новейшей геодинамикой и флюидодинамикой. Поэтому в этом регионе следует выполнить исследования по изучению закономерностей размещения месторождений нефти и газа в связи с вышеуказанными процессами. Затраты на такие исследования будут небольшими, а геологическая и экономическая результативность может быть значительной.Региональные аэрокосмогеологические исследования, выполненные по материалам различных космических и воздушных съемок в пределах Западно-Сибирской НГП, в комплексе с данными геолого-геофизических исследований позволили установить контролирующую роль разрывных нарушений различных рангов в размещении месторождений нефти и газа, формировании складчатых структур (сводов, валов, поднятий). Система глубинных разломов субширотной, субмеридиональной и диагональной ориентации формирует блоковую структуру региона; закономерное расположение этих систем на расстоянии 240
–260 км друг от друга определяет волновую природу поля разрывных нарушений, в основе которой лежит волновая же природа тектонических напряжений. При этом установлено, что контролирующая роль разрывных нарушений просматривается как на региональном уровне, так и в геологическом строении локальных объектов. Для иллюстрации этого достаточно обратиться к некоторым особенностям геологического строения Тагринского месторождения (Западно-Сибирская НГП).По данным космических и самолетных съемок указанное месторождение серией разрывных нарушений разбито на ряд различной величины блоков. Ориентация разрывных нарушений отвечает субширотному, субмеридиональному и диагональному направлениям региональных разломов (
рисунок).Интерес в рассматриваемом плане представляет анализ роли разрывных нарушений в развитии зон фациального замещения горизонтов-коллекторов, положения ВНК в различных тектонических блоках. В данном примере рассматривается продуктивный горизонт валанжина
– берриаса – БВ9. Прежде всего, обращает на себя внимание факт приуроченности линий литологического выклинивания горизонта к разрывным нарушениям. Более того, участки с улучшенными коллекторскимн свойствами горизонта (увеличение дебитов скважин до 150 т/сут по сравнению с 10–20 по смежным участкам) связаны с отдельными тектоническими блоками (например, блок А на рисунке). Это указывает на конседигенный характер развития разрывных нарушений: тектонические режимы блоков определяли палеофациальную обстановку рассматриваемой площади. С блоками связано различное гипсометрическое положение ВНК.Из краткого рассмотрения этого примера и региональных закономерностей приходим к выводу о важном значении для нефтепоисковых работ изучения зон фациального замещения коллекторов по данным аэрокосмогеологических исследований. Наиболее трудная задача в данном методическом подходе
– ранжировка разрывных нарушений по их контролирующей роли в определении палеофациальной обстановки. Имеющиеся в настоящее время методические разработки позволяют решать эту задачу. Применение аэрокосмометодов при изучении зон фациального замещения коллекторов повышает эффективность поискового бурения, в значительной мере позволяет сократить бурение “пустых” скважин. В настоящее время в Западно-Сибирской НГП роль нефтепоисковых объектов, связанных с зонами фациального замещения коллекторов, в обеспечении плана прироста запасов достаточно высокая и в дальнейшем будет возрастать по мере исчерпания фонда объектов антиклинального типа. Краткое рассмотрение частного примера из практики АКГИ показывает принципиальную возможность эффективного использования аэрокосмометодов при решении сложных нефтепоисковых задач с использованием методики детальных АКГИ, учитывающей особенности геологического строения и ландшафтных условий конкретных нефтегазоносных территорий.Очередные задачи аэрокосмометодов в нефтепоисковых работах
– дальнейшее расширение круга нефтегеологических задач, повышение научного и практического уровня их решения на базе дальнейшего развития теории метода, применения наиболее эффективных методов дистанционного зондирования, дальнейшего совершенствования методики детальных АКГИ.Из числа основных задач этого направления можно отметить следующие. Имеющийся опыт в использовании материалов тепловой космической съемки позволяет заключить об успешности их использования в нефтепоисковых работах. Материалы тепловой съемки, получаемые аппаратурой с отечественных космических спутников (МСУ
– СК), характеризуются недостаточным пространственным и температурным разрешениями, а поэтому практически не пригодны не только для детальных, но и для региональных АКГИ (1:200 000). Выполнены предварительные исследования по определению возможности использования в нефтепоисковых целях материалов тепловой космической съемки, получаемых с искусственного спутника NOAA-9, 10.После выполнения серии фотографических и опытно-электронных преобразований этих материалов по району Закавказья отдешифрированы месторождения Самгори, Южный Купол, Патардзеули, Ниноцминда. Выделено несколько нефтеперспективных участков, дешифрируемых по аналогичной методике, что и указанные месторождения, а поэтому представляющие несомненный поисковый интерес. Кроме того, по этим же материалам уверенно дешифрируются разрывные нарушения, активные на современном этапе, участки повышенной флюидопроводимости земной коры и повышенной современной и новейшей тектонической активности, перспективные для обнаружения промышленных скоплений УВ и образованные за счет процессов переформирования залежей.
Достигнутый уровень в развитии аэрокосмометода позволяет уже сейчас ставить задачу по выявлению тектонически экранированных ловушек (Днепровско-Припятская, Южно-Каспийская, Се-веро-Кавказско-Мангышлакская, Охотская НГП и др.) и успешно ее решать. Существенным элементом этого направления является то, что только с использованием аэрокосмометодов можно получить наиболее полную картину разрывных нарушений в изучаемых регионах. Комплексное использование аэрокосмометодов позволяет также оценить флюидопроводящую или же экранирующую роль выявленных разрывных нарушений, что имеет решающее значение в оценке продуктивности выявляемых ловушек.
Из числа приемов автоматизированной обработки изображений заслуживают внимания приемы, позволяющие изучать процессы флюидопроводимости земной коры, зоны новейшей трешиноватости, ареалы развития растительности, зараженной тяжелыми металлами, и ряд других процессов нефтепоисковой или экологической направленности. Например, по ряду месторождений нефти и газа установлены факты воздействия газообразных УВ миграционного вертикального потока, исходящего от скоплений УВ, на корневую систему древесной и травяной растительности, произрастающей в районе влияния газового ареола. Последнее приводит к аномальному изменению коэффициента спектральной яркости растений по сравнению с указанным коэффициентом растений, произрастающих за пределами влияния газового миграционного ареола. Этот эффект уверенно дешифрируется на преобразованных изображениях и позволяет осуществлять прямой прогноз скоплений УВ в благоприятных ландшафтных условиях. Указанные исследования проводятся в Минском отделе ВНИИКАМ, а с 1990 г. в Киевском отделе ИГиРГИ.
По данным АКГИ в большинстве случаев для каждого изучаемого региона выделяется густая сеть разрывных нарушений различной протяженности и глубины заложения. В целом такая картина отвечает естественному состоянию земной коры, однако,
эта информация в полном объеме часто затрудняет ее использование в нефтепоисковых целях. Поэтому важно выполнение отбраковки разрывных нарушений по критерию их роли в процессах нефтегазонакопления. После такой отбраковки остаются в дальнейшем анализе те из них, которые должны учитываться при поиске, разведке и разработке месторождений.Достигнутый уровень развития дистанционных методов позволяет ставить задачу их широкого использования при разведке и разработке месторождений нефти и газа, обеспечивая получение достаточно высокой геологической и экономической эффективности.
Важное значение имеет дополнительная, нередко наиболее важная информация о геологическом строении разведочных площадей и разрабатываемых месторождений.
По данным комплексных аэрокосмогеологических исследований, направленных на изучение геологического строения разведочных площадей и месторождений, можно определить:
На основе указанной информации достигается” повышение уровня оптимизации процессов разведки и разработки месторождений:
Целесообразно внедрение АКГИ в практику проектирования и строительства объектов транспортировки нефти и газа (магистральных трубопроводов, нефтегазокомпрессорных станций), обустройства промысловых площадей на базе получения информации о современных и новейших движениях земной коры, инженерной геологии и месторождениях строительных материалов.
Из всего изложенного правомерно заключить, что более широкое использование аэрокосмометодов в практике поиска месторождений нефти и газа, внедрение их в практику разведки и разработки месторождений для решения различных геологических, технических и экологических задач обеспечит повышение уровня рентабельности предприятий, что имеет важнейшее значение в условиях рыночных отношений.
The purpose of this article is to show the effectiveness of the use of aerospace and geologic studies when solving oil and gas problems at a searching stage, as well as the prospects of their application during the exploration and development of oil and gas fields.
Схема разрывных нарушений Тагринского месторождения:
1 –
изогипсы кровли пласта БВ9, м; 2 – внешний контур нефтеносности; 3 – линии литофациального замещения коллекторов; 4 – участки развития коллекторов улучшенного типа; 5 – линеаменты, отвечающие разрывным нарушениям: а – региональным, б – локальным; 6 – скважины