Геологическое обоснование освоения трудноизвлекаемых запасов нефти кероген-глинисто-силицитовых пород баженовской свиты района красно

На  правах рукописи

 

 

ВЕРТИЕВЕЦ ЮЛИЯ АЛЕКСАНДРОВНА

 

 

 

ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ОСВОЕНИЯ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМЫХ  ЗАПАСОВ НЕФТИ КЕРОГЕН-ГЛИНИСТО-СИЛИЦИТОВЫХ  ПОРОД БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ РАЙОНА КРАСНОЛЕНИНСКОГО СВОДА

 

Специальность 25.00.12 – «Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений»

 

 

 

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата

геолого-минералогических наук

 

 

 

Москва  – 2011

Работа выполнена на кафедре промысловой геологии нефти  и газа Российского государственного университета нефти и газа им. И.М.Губкина

 

Научный руководитель:	доктор геолого-минералогических наук, Лобусев Александр Вячеславович
Официальные оппоненты:	доктор геолого-минералогических наук, доцент по кафедре  литологии  Постников Александр  Васильевич Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина
	кандидат геолого-минералогических наук, главный специалист Департамента ресурсной базы и лицензирования Страхов Павел Николаевич ОАО "Газпром Нефть"
Ведущая организация:	Федеральное государственное унитарное предприятие «Институт геологии и разработки горючих ископаемых» (ИГиРГИ)

 

 

 

Защита состоится 31 мая 2011 года в 15 часов в аудитории 232 на заседании диссертационного Совета Д 212.200.02 при Российском государственном университете нефти и газа им. И.М.Губкина по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинский проспект, д.65

 

 

С диссертацией можно  ознакомиться в библиотеке Российского государственного университета нефти и газа им. И.М.Губкина.

 

 

 

Автореферат разослан ____ апреля 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук    Е.А.Леонова

 

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность  работы 

Вовлечение в разработку залежей нефти, приуроченных к отложениям баженовской свиты, является одной из важнейших задач, стоящих перед нефтедобывающей отраслью в Западно-Сибирском регионе.

Имеющийся многолетний  опыт добычи нефти из отложений баженовской свиты, убедительно показал ее высокие перспективы, однако применение существующих до настоящего времени технологий поисков, разведки и освоения этих трудноизвлекаемых запасов нефти, малоэффективно.

Значительные объемы нефти при применяемых технологиях  не могут быть вовлечены в разработку, поэтому необходимо найти новые  и эффективные геологические  подходы к промышленному освоению имеющегося углеводородного потенциала, который, по общему мнению исследователей, весьма значителен.

Накопленный опыт доказал  высокую перспективность и значительный потенциал нефтеносности баженовских отложений, однако их низкая фильтрационная способность осложнила и затруднила промышленное освоение запасов и ресурсов нефти в необходимых объемах. Основной задачей, стоящей сейчас перед геологами, является разработка подходов к выделению и локализации зон с улучшенными коллекторскими свойствами «баженитов» и геологическое обоснование возможных технологий эффективного нефтеизвлечения.

 

Цель работы заключается в научном обосновании возможности промышленного нефтеизвлечения из отложений баженовской свиты района Красноленинского свода на основе детального изучения геологических условий залегания, петрофизических и геохимических свойств, а также геолого-промыслового анализа опытно-промышленной эксплуатации скважин.

Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи:

• комплексная интерпретация данных сейсморазведки и бурения;
• 2D и 3D моделирование изучаемых геологических объектов;
• анализ термобарических условий залегания отложений баженовской свиты;
• анализ геохимических и нефтегазоматеринских свойств отложений баженовской свиты;
• анализ результатов опробований и опытно-промышленной эксплуатации скважин, вскрывших отложения баженовской свиты;
• обобщение результатов исследований и научное обоснование рекомендаций по оптимизации поисков и освоения залежей углеводородов в баженовских отложениях.

 

Научная новизна

• Дано научное обоснование возможности промышленного освоения трудноизвлекаемых запасов кероген-глинисто-силицитовых пород литотипа «баженит».
• Построена дизъюнктивная модель исследуемого объекта и установлена ведущая роль разрывных дислокаций в повышении проницаемости пород за счет увеличенной плотности субвертикальных трещин и формировании флюидо-динамических систем в баженовской и абалакской свитах.
• Установлены геологические и техногенные факторы, приводящие к необратимым изменениям фильтрационно-емкостных свойств литотипа «баженит», падению дебитов скважин при их эксплуатации и научно обоснованы рекомендации по предотвращению негативных последствий.
• Научно обоснованы возможные способы локализации и промышленного освоения залежей, приуроченных к кероген-глинисто-силицитовым породам баженовской свиты.

 

Практическая  значимость

• В результате проведенного геологического моделирования уточнено геологическое строение баженовской свиты района исследований, установлены соотношения и пространственное расположение литотипов кероген-глинисто-силицитовых «баженитов» и карбонатных пород.
• Локализованы участки с улучшенными коллекторскими свойствами «баженитов» и выделены зоны, гидродинамически связанные с абалакскими отложениями, как высокопродуктивные эксплуатационные объекты. Проведен подсчет запасов нефти по выделенным прогнозным зонам.
• Проведен геолого-промысловый анализ пробной и опытно-промышленной эксплуатации скважин, выделены различные группы эксплуатационных скважин в зависимости от геологической эффективности их работы.
• На основе проведенного ранжирования исследуемой территории по степени продуктивности скважин установлены эксплуатационные участки, в пределах которых выделены первоочередные объекты промышленного освоения трудноизвлекаемых запасов нефти.
• На основе комплексных геологических исследований и геолого-промыслового анализа работы скважин при их пробной и опытно-промышленной эксплуатации разработаны рекомендации по увеличению эффективности освоения залежей нефти из литотипа «баженит».

 

Основные защищаемые положения

1. Уточненная геологическая модель и установленные особенности строения баженовской свиты в районе исследований.
2. Выявленное пространственное расположение участков с улучшенными коллекторскими свойствами кероген-глинисто-силицитовых пород баженовской свиты.
3. Геологическое обоснование возможности эффективной работы добывающих скважин на основе геолого-промыслового анализа опытно-промышленной эксплуатации (нижнетутлеймская подсвита и абалакская свита).
4. Разработанные рекомендации по повышению геологической эффективности освоения залежей трудноизвлекаемых запасов нефти из отложений баженовской свиты.

 

 

Апробация работы и публикации

Результаты и основные положения работы докладывались  на III Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Геоперспектива-2009», Москва, 2009 г, восьмой всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов «Новые технологии в газовой промышленности», Москва, 2009 г, XVIII Губкинских чтениях «Инновационное развитие нефтяной и газовой промышленности России: наука и образование», Москва, 2009 г, VIII Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы развития нефтегазового комплекса России», Москва, 2009 г. По теме диссертации опубликовано 8 научных работ.

 

Структура и объем работы

Диссертационная работа содержит 140 страниц текста, состоит из 4 глав, введения и заключения. Работа иллюстрирована 42 рисунками. Список использованной литературы насчитывает 90 наименований.

 

Фактический материал

В работе использованы отчеты сейсмических партий по 2D съемке, данные литологических и петрофизических анализов керна, результаты геохимических исследований кероген-глинисто-силицитовых пород и пластового флюида, данные ГИС, промыслово-геологические данные опытно-промышленной эксплуатации 23 разведочных и эксплуатационных скважин, включая месячные эксплуатационные рапорты по месторождениям Красноленинского свода.

 

Благодарности

Автор выражает искреннюю благодарность за оказанную помощь при работе над диссертацией, квалифицированные советы и консультации научному руководителю – зав. кафедрой промысловой геологии нефти и газа, проф. А.В.Лобусеву, сотрудникам кафедры промысловой геологии нефти и газа проф. И.С.Гутману, проф. И.П.Чоловскому, проф. С.Б.Вагину, проф. В.П.Филиппову, доц. М.А.Лобусеву, доц. Г.П.Кузнецовой, а также проф. О.В.Постниковой, с.н.с. Ю.Л.Шишкину, с.н.с. В.А.Костериной.

 

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе рассмотрены вопросы истории исследования и освоения отложений баженовской свиты. Баженовская свита впервые выделена Ф.Г. Гурари (1959) как пачка в составе марьяновской свиты и отображена в региональной стратиграфической схеме 1960г. Свита получила название от села Баженово, расположенного на левом берегу Иртыша к северо-западу от Омска.

Промышленная нефтеносность отложений  баженовской свиты была выявлена в конце 60-х годов при разведке Салымской площади. Для опоискования и разведки Салымского месторождения было пробурено более 200 глубоких скважин, часть из которых попала в высокопродуктивные зоны, но оконтурить выявленные залежи и определить основные параметры подсчетных объектов ни по данным керна, ни по материалам ГИС не удалось.

В 70-е годы высокие  дебиты отдельных скважин и широкое  распространение продуктивного  комплекса баженовской свиты  на территории Западной Сибири послужили основанием для появления оптимистичных и завышенных оценок его ресурсов. К середине 80-х годов промышленная нефтеносность отложений баженовской свиты была установлена более чем на 50-ти разведочных площадях Западной Сибири, но крупных открытий не последовало, хотя дебиты отдельных скважин достигали 1200 т/сут, и даже 6000 т/сут. Отдельные продуктивные скважины были пробурены в западной части Сургутского района, но наибольшее их количество оказалось сосредоточено на Салымском и Красноленинском месторождениях, опытно-промышленная эксплуатация скважин, на которых была начата в середине 70-х годов. В скв. 141 и 129 Салымской площади начальные дебиты составили 6000 т/сут и 1250 т/сут соответственно, при этом примерно 30% всех пробуренных скважин оказались сухими.

На ближайшем к изучаемому участку, Красноленинском месторождении, суммарная добыча превысила 5 млн. т, причем накопленная добыча отдельных скважин достигает 700 тыс. т.

Залежи нефти, содержащие крупные реальные запасы, выявлены не были, высокие начальные дебиты скважин-открывательниц, как правило, быстро снижались, затраты на опоискование и доразведку новых месторождений выходили за рамки рентабельности. В середине 80-х годов ГРР были переориентированы на более глубокие горизонты юры и палеозоя, а баженовская свита, как объект, стала изучаться только попутно.

Во второй главе рассматриваются особенности строения отложений баженовской свиты и нефтегазогенерационный потенциал как в целом, так и района исследования (нижнетутлеймской подсвиты).

Отложения баженовской свиты стратиграфически приурочены к границе волжского яруса верхней юры и берриасского яруса нижнего мела. Они являются аналогом нефтеносных сланцев, но отличительной особенностью баженовской свиты является то, что процесс преобразования органического вещества в нефть еще не завершен. Поэтому в коллекторе, наряду с легкой, подвижной нефтью, содержатся связанные углеводороды, называемые керогеном, составляющие совместно с глинисто-силицитовыми породами каркас литотипа «баженит».

Площадь распространения свиты несколько превышает 1 млн. км². Толщина отложений в центральной части Западно-Сибирского бассейна составляет 20-40 м, а ближе к окраинам увеличивается до 80 м. В центральной части бассейна отложения представлены глинисто-силицитовыми и карбонатными породами, содержание органического вещества в которых достигает 15-18%. Кроме того, в центральной части бассейна выявлены зоны с аномальными разрезами баженовской свиты, в которых в основании свиты выделяется песчано-глинистая пачка толщиной 60-70 м, не имеющая стратиграфических аналогов за пределами этих зон.

Характерной особенностью залежей нефти в отложениях баженовской  свиты является отсутствие подошвенных  и краевых вод, отсутствие зависимости  нефтенасыщения от структурного фактора, аномально высокие поровые давления (АВПД) и температуры (температура пласта по площади изменяется от 80ºС до 135ºС). В пластовом состоянии литотип «баженит», как правило, содержит не более 2% связанной воды.

Как правило, нефти баженовских  отложений высококачественные, с  содержанием светлых фракций до 50-60%, малосернистые, безпарафинистые и безводные, с газовым фактором в среднем около 180 м³/м³.

Одной из основных проблем, сдерживающих массированное освоение нефтяного потенциала баженовской  свиты, стало выделение коллекторов в разрезах скважин. В данной работе рассматриваются кероген-глинисто-силицитовые породы отложений баженовской свиты, как породы-коллекторы, с которыми связаны основные запасы и ресурсы углеводородного сырья.