Построение фациальной схемы ачимовских отложений на территории юга Тюменской области
Арапов В.О., Гейст И.В.,
Пухарев В.А.

Тюменский нефтяной научный центр, Институт горного дела Уральского отделения РАН

В работе рассмотрены результаты по оперативному построению фациальной схемы ачимовских отложений на территории юга Тюменской области при сопровождении эксплуатационного бурения, с использованием результатов интерпретации сейсморазведки и скважинных данных. В процессе работы были выделены и подтверждены пилотным бурением новые перспективные области для дополнительного фонда скважин.
Введение
В последние годы в структуре мировых запасов нефти увеличивается доля трудноизвлекаемых. Это связано не только с открытием новых месторождений со «сложными» запасами и c совершенствованием технологий поиска и добычи, но и с истощением «легких» запасов [1].
Рассматриваемые ачимовские отложения Западной Сибири относятся к трудноизвлекаемым и представлены чередованием низкопроницаемых песчаников и глин.
Ачимовские отложения характеризуются неоднородностью, прерывистостью и расчлененностью высокой степени.
На текущий момент в ачимовской толще открыто более 180 месторождений нефти, газа и конденсата, и только 5 % из них находится в стадии разработки [2]. Недостаточная изученность данных отложений является актуальным стимулом для изучения строения и условий формирований этих отложений [3].
Для успешного бурения скважин и освоения залежей данного типа необходимо более детально подходить к вопросу геологического описания месторождения.
Оперативное построение фациальных схем является одним из методов детализации геологического строения месторождений при ограниченном количестве исходной информации и времени для принятия решений. Данный метод позволяет определить условия осадконакопления на территории месторождения и седиментологические особенности строения изучаемых пластов с выделением перспективных зон под дальнейшие цели эксплуатационного бурения.
На исследуемом месторождении геологическая модель целевого объекта была построена по результатам комплексной интерпретации сейсмических данных 3D, при использовании только разведочных скважин.
Цель данной работы — повышение качества геологической модели за счет создания фациальной схемы на основе комплексирования скважинных данных и 3D-сейсморазведки для задач сопровождения эксплуатационного бурения.
Геологическое строение
Исследуемый участок расположен в юго-западной части Западно-Сибирской плиты и, согласно схематической карте «Тектоническая карта фундамента Западно-Сибирской плиты» (Сурков В.С., 1981), приурочен к структуре I порядка Верхне-Демьянского мегантиклинория.
В геологическом разрезе на изучаемой территории выделяется три тектоно-формационных этажа: палеозойский складчатый фундамент, промежуточный структурный комплекс пермско-триасового возраста (развит не повсеместно) и мезозойско-кайнозойский платформенный осадочный чехол [4]. Установленная нефтеносность на месторождении связана со среднеюрскими отложениями тюменской свиты и неокомскими пластами [5]. При палеоструктурном анализе установлено, что все структуры месторождения являются структурами древнего заложения [6].
Целевой пласт БС9(2)ач относится к усть-балыкской свите (рис. 2), имеет неоднородное строение по площади и характеризуется резкой изменчивостью литологического состава и ФЕС, связанной с особенностями клиноформного строения пласта.
Рис. 2. Геологическая характеристика месторождения: А — шельф; В1 — верхний склон; В2 — нижний склон;
С1 — внутренний (проксимальный) конус;
С2 — средний конус;
С3 — внешний (дистальный) конус; D — равнина дна бассейна; С — каньон; Vp — основные долины; Vs — вторичные долины; Cp — периферийные каналы;
Aiv — области между долинами
Бурение первых эксплуатационных скважин на рассматриваемом участке показало, что геологическое строение целевого пласта БС9(2)ач значительно сложнее относительно первоначальных представлений. Для решения текущих задач, связанных с подтверждаемостью геологического строения и планированием эксплуатационного бурения, принято решение о построении фациальной схемы и последующем ее учете в геологической модели. Для дальнейшего построения фациальной схемы был проведен повторный анализ данных скважин и сейсморазведочных работ с учетом результатов бурения и запусков новых скважин.
Этапность выполнения работ
Для достижения поставленных целей требуется инструмент, который позволяет воспроизвести физические процессы разработки аналогично гидродинамической модели (ГДМ),
и за короткий промежуток времени осуществить многовариантные расчеты. Одним из возможных вариантов увеличения скорости расчетов является применение 2D гидродинамических прокси-моделей, однако создание таких моделей требует существенных трудозатрат.
Фациальная схема входит в состав комплексной геологической модели, в связи с этим часть этапов по созданию данной модели схожа с этапами создания геологической модели. Количество этапов зависит от цели построения литофациальной схемы и количества исходных данных.
В текущей работе основная цель построения схемы — это детализация геологической модели для размещения эксплуатационного фонда, детальность в данном случае будет контролироваться исходными данными.
Изучаемая площадь неравномерно разбурена 24 разведочными скважинами, при этом керновый материал отобран только в 70 % из них. Для седиментологического описания разреза в скважинах с отсутствием кернового материала и в новом эксплуатационном фонде была применена методика выделения электрофаций по данным ГИС [4]. В основе данной методики лежит принцип связи между меняющимися гидродинамическими режимами осадконакопления, размерами зерен породы и типами фаций.
Методика построения лито-фациальной схемы включает в себя следующие этапы:
• детальная корреляция по данным ГИС и сейсморазведки;
• определение фациальных особенностей пласта, выделение электрофаций по кривым ГИС с использованием методики В.С. Муромцева [4] и закона Головкинского-Иностранцева-Вальтера;
• анализ динамических и кинематических сейсмических атрибутов и слайсов с последующей увязкой со скважинными данными;
• в завершение выделение границы палеотел и построение литофациальной схемы.
Отложения исследуемого интервала входят в состав сейсмостратиграфического комплекса БС(9). Кровлей комплекса является отражающий горизонт НБС9. На востоке он сопоставляется с кровлей шельфовой части клиноциклита, на изучаемой территории относится к склоновой части клиноформы.
На этапе корреляции по всем имеющимся скважинам были выделены границы пласта БС9(2)ач. Трудности геологической корреляции таких пластов связаны с их геологической неоднородностью, которая зависит от скорости потоков, источников сноса, его удаленности и т.д.
Выделение границ пласта проводилось с использованием сейсмических разрезов и скважинных данных, подошва пласта соответствует реперным плотным породам, кровля пласта выделяется под выдержанными слабоконтрастными глинами. На рисунке 1
проиллюстрирован пример геологической корреляции целевого пласта по скважинным данным. Целевой коллектор приурочен к проксимальным отложениям конуса выноса (отмечен
красным, рис. 1) [7].

Рис. 1. Схема корреляции по скважинам
На следующем этапе при анализе исходных данных удалось установить, что с точки зрения условий осадконакопления отложения пласта БС9(2)ач формировались в период падения относительного уровня моря, когда мелководный шельф осушается, а в его пределах формируются врезанные долины, по которым обломочный материал транспортируется в глубоководные участки морского бассейна, формируя подводные конусы выноса. Седиментация такого типа фациальных тел происходила за счет лавинного сноса терригенного материала с поверхности осушаемого шельфа к подножию подводного склона [8].
Существуют разнообразные классификации зон осадконакопления в глубоководных конусах выноса, в которых общим является выделение каньонов, внутреннего, среднего и внешнего конусов
выноса (рис. 2) [9]. Дифференциация данных зон в разрезе возможна при помощи данных ГИС и керна, а для определения их латеральных границ палеотел необходимо использовать динамический анализ данных сейсморазведки.
Для седиментологического описания разреза в скважинах с отсутствием кернового материала и в новом эксплуатационном фонде была применена методика выделения электрофаций по данным ГИС [4]. В основе данной методики лежит принцип связи между меняющимися гидродинамическими режимами осадконакопления, размерами зерен породы и типами фаций.
По керну и кривым ГИС на рассматриваемой территории были установлены условия осадконакопления и выделены основные фации, включающие в себя фации проксимальных/средних/дистальных конусов выноса, фации глубоководных каналов/каньонов, фации глубоководных глинистых отложений дна морского бассейна, фации отложений склона и фации глинистых отложений морского мелководья.
На этапе динамического анализа сейсмических атрибутов были определены латеральные границы палеобъектов. Наиболее информативным инструментом при определении границ объектов на исследуемом участке оказался сейсмический слайс по амплитудному кубу, полученный в середине интервала пласта БС9(2)ач, но в работе также были использованы слайсы с кубов спектральной декомпозиции, RMS-амплитуд и относительного акустического импеданса.
Наличие конусов выноса в пласте БС9(2)ач подтверждается сейсмическими данными. На сейсмическом слайсе по амплитудному кубу (рис. 3) выделяется много различных по контрастности фациальных зон, которые по характерной форме сопоставляются с палеоканалами и конусами выноса. Осложняющий фактор на северо-западе месторождения — развитие аномальной баженовской свиты. Данная зона не пересекается с областью эксплуатационного бурения, но аномалия в этой зоне затрудняет геологическую интерпретацию сейсмических материалов [9].
Рис. 3. Интерпретация сейсмических данных

Построение фациальной концептуальной схемы
В результате комплексного анализа сейсмических и скважинных данных на финальном этапе была построена фациальная схема пласта БС9(2)ач (рис. 5).
Рис. 5. Концептуальная фациальная схема пласта

В основу схемы вошли шесть фаций:
1. Глубоководный каньон/канал — соответствует фации разрывных течений по классификации В.С. Муромцева [4], по классификации Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] относится к фации каньона (рис. 2, индекс C).
2. Проксимальные отложения конусов выноса — соответствуют фации головной части конусов выноса по классификации В.С. Муромцева [4], по классификации Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] относится к фации внутреннего конуса (рис. 2, индекс C1).
3. Средние/дистальные отложения конусов выноса — соответствуют фации основной части конусов выноса по классификации В.С. Муромцева [4], по классификации Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] относится к фации среднего и внешнего конуса (рис. 2, индексы C2 и С3).
4. Зона замещения коллектора, представленная глубоководными глинистыми отложениями дна морского бассейна, — соответствует фации открытого моря по классификации В.С. Муромцева [4], по классификации Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] относится к фации равнины дна бассейна (рис. 2, индекс D).
5. Отложения склона — соответствуют фациям верхнего и нижнего склона по классификации
Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] (рис. 2, индексы В1 и В2).
6. Глинистые отложения фаций морского мелководья — соответствуют фации шельфа по классификации Е. Мутти и Ф. Ричи Люччи [9] (рис. 2, индекс A).

В пределах площади, на сейсмических слайсах (рис. 3) отчетливо просматриваются распределительные каналы. Такие объекты прорезают склоновые части пласта и являются путями транспортировки осадочного материала [8]. Отложения данной фации представлены грубо- и среднезернистым песчаником с глинисто-карбонатным и карбонатным (кальцитовым) цементом,
с конволютной слоистостью и блюдцеобразной текстурой [10]. Электрометрическая модель представляет собой аномалию кривой ПС, расположенную в зоне отрицательных значений и имеющую вид четырехугольника [4].
На сейсмических слайсах врезанные аномалии, приуроченные к данной фации, прослеживаются вдоль склона до его подножья. Каналы имеют извилистую шнурковообразную форму длиной десятки километров и шириной от 100 м у бровки шельфа и до 1 000 м у подножья склона.
Перспективными, с точки зрения эксплуатационного бурения, являются конусы выноса, которые выделяются аномалиями на амплитудных слайсах. Каждый конус выноса может обладать своими свойствами и особенностями, а также неоднородностью строения, которое связано с особенностями условий седиментации в той или иной части площади [11].
Проксимальные, средние и дистальные отложения конусов выноса разделялись по следующим признакам: наличие границ аномалий на сейсмическом слайде (рис. 3), удаленность от источника сноса осадочного материала, т.е. от склоновой части и глубоководных каналов, форма кривых ГИС и эффективные толщины коллектора, а также фильтрационно-емкостные свойства коллекторов.
Проксимальные отложения конусов выноса на исследуемой площади представлены массивными средне- и мелкозернистыми однородными песчаниками. Данные отложения формируются высокоплотными потоками у подножья склона в непосредственной близости от питающих каналов. Электрометрическая модель представляет собой аномалию кривой ПС, расположенную в зоне отрицательных значений и имеющую вид равнобедренного треугольника [4] (рис. 4). На сейсмических слайсах данные отложения выделяются площадными аномалиями и расположены
в непосредственной близости от подножья склона. На исследуемой площади проксимальные конусы выноса достигают 14 км в ширину и 11 км в длину.
Рис. 4. Сопоставление электрометрической модели разных типов конусов выноса
Фации неколлектора включают в себя глубоководные глинистые отложения дна морского бассейна, отложения склона и глинистые отложения фаций морского мелководья. Данные фации преимущественно представлены глинами и глинистыми алевролитами. Дифференциация данных фаций производилась при помощи карт временных толщин и спектральной декомпозиции. Граница отложений склона в районе подножья характеризуется сокращением мощности на карте временных толщин, а в районе бровки шельфа — увеличением мощности.
Наиболее перспективными из всех выделенных фаций являются проксимальные отложения конусов выноса, так как соответствуют зонам наилучших коллекторских свойств.
По итогам выполненной работы была рекомендована к бурению опережающая скважина 334PL. Бурение данной скважины подтвердило корректность построенной концептуальной схемы
и наличие перспектив для нового эксплуатационного бурения. Вскрытый разрез сопоставим
с разрезом в районе основного бурения, по результатам анализа формы кривых ГИС подтвердилась фация проксимальных отложений конусов выноса [9], а также эффективные толщины коллектора соответствуют плановым значениям (рис. 6).
Рис. 6. Разрез бурения опережающей скважины

По факту бурения скважины 334PL запланированы дополнительные четыре горизонтальные скважины с использованием технологии многостадийного гидроразрыва пласта. Бурение скважин позволит увеличить накопленную добычу на 3 %, при этом расчетный режим работы скважин аналогичен скважинам в районе основного бурения.
Арапов В.О., Гейст И.В., Пухарев В.А.

ООО «Тюменский нефтяной научный центр», Тюмень, Россия,
Институт горного дела Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия

ivgeyst@tnnc.rosneft.ru
В рамках работы проведен анализ геологического строения изучаемого участка, выполнена детальная корреляция отложений по данным ГИС и сейсморазведки, определены фациальные особенности пласта с выделением электрофаций по методике
В.С. Муромцева, проанализированы динамические и кинематические сейсмические атрибуты и слайсы с последующей увязкой со скважинными данными. При помощи комплексирования данных ГИС и сейсморазведки построена фациальная схема ачимовских отложений.
фациальный анализ, сейсмические атрибуты, геологическая модель
Арапов В.О., Гейст И.В., Пухарев В.А. Оперативное построение фациальной схемы ачимовских отложений для целей сопровождения бурения // Экспозиция Нефть Газ. 2023. № 7. С. 38–43.
DOI: 10.24412/2076-6785-2023-7-38-43
31.08.2023
УДК 553.98
DOI: 10.24412/2076-6785-2023-7-38-43

Рекомендуемые статьи
© Экспозиция Нефть Газ. Научно-технический журнал. Входит в перечень ВАК
+7 (495) 414-34-88