CC BY
35
------ф
^--------
----------------------------- © В.А. Зайцев, С.Б. Секретов,
А.В. Зайцев, 2006
УДК 622.86
В.А. Зайцев, С.Б. Секретов, А.В. Зайцев
ДЕТАЛЬНАЯ Эй ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ УЧАСТКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ ПО ДОБЫЧЕ МЕТАНА ИЗ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ СКВАЖИНОЙ УМ-1 (ЮЖНЫЙ КУЗБАСС)
Создание Эй компьютерных геологических моделей является одним из основных инструментов при освоении метаноугольных месторождений. Компьютерное моделирование позволяет:
• осуществить более точное определение извлекаемых запасов;
• выполнить прогноз добычи;
• определить динамику изменения полей давления и температур;
• вычислить необходимое количество скважин;
• выбрать наилучшую схему размещения скважин;
• определить наилучшее размещение интервалов перфорации;
• оценить финансовый риск посредством экономического анализа наилучшего, наихудшего и промежуточного сценариев разработки.
Для построения геологических и гидродинамических моделей Талдинского метаноугольного месторождения было использовано специализированное программное обеспечение "Reservoir Мodelling System”(IrapRMS) компании Roxar и “ArcView GIS 3.2” компании Esri.
Работы по экспериментальной добычи метана из угольных пластов проводятся ОАО «Промгаз» на двух площадках, расположенных в пределах Талдинской синклинали (Южный Кузбасс). В данной работе будет рассмотрена геологическая модель площадки непосредственно примыкающей к скважине УМ-1, которая находится в северо-западной части Тал-динской
т300 м
267.3
300.2
600 м
Р21п
766.2 м
811 .1 м 828.0 м
Пласты 63-61 0.59(9.0)0. №(7.50)0.20(0.10)0.20(0.34) \0.24(2.0)0.24(3.50)0.20
-/+ 0 м
Пласт 59-60 3.75(0.15)0.8
'Пласт 58 1.77(0.15)0.69]
1 Пласт 57 0.74(0.05)0.30(0.05) \ 0.20(0.20)0.15(0.15)0.10
1 Пласт 56 0.97(0.15)0.73 ^ Пласт 5 5 0.58(0.05)0.29
0.14
0.14(0.48)0.19
Пласт 53 1.26(0.14)0.68
0.64
Пласт 52' 1. 77
Пласт 52 0.10(0.15)0.30 (0.10)0.39(0.10)0.25
Пласт 51 2.66(0.44) 0.64
Пласт 50 2.71
Пласт 49 0.20(0.10)0.15
Пласт 48 3.54(0.15)0.40
-300 м
-600 м
900 м
Рис. 1. Сводная стратиграфическая колонка площадки УМ-1
синклинали. Сводная стратиграфическая колонка площадки УМ-1, подтвержденная данными бурения и согласованная с результатами геофизических исследований в стволах скважин УМ-1-1 и УМ-1-2 показана на рис. 1. Целью бурения скважин данного куста являлось вскрытие двух продуктивных групп угольных пластов: нижней - пласты 50-53 и верхней -пласты 59-60.
Исходными данными, использованными для построения детальной трехмерной геологической модели участка земной коры, попадающего в зону влияния экспериментальной скважины УМ-1, явились следующие виды сейсморазведочных работ:
1. Наземная сейсморазведка МОВ ОГТ по азимутальным профилям 1-5, 2-6, 3-7, 4-8 и профилю 9, проходящему через ранее пробуренную скважину 16116 (Талдинская 1).
2. ВСП исследуемой скважины (УМ-1) с ближнего пункта взрыва (ПВ) и НВП с восьми удаленных ПВ, расположенных на азимутальных профилях.
3. Наземно-скважинные наблюдения, полученные одновременно на поверхности и на различных глубинных уровнях в скважине УМ-1.
Помимо данных сейсморазведки при построении геологической модели были использованы результаты геофизического каротажа, выполненные компанией Шлюмберже и СО-МГЭИС ОАО Сибнефтегеофизика.
Анализ временных разрезов МОГТ, полученных в пределах скважины УМ-1 показал, что основную роль в формировании волнового поля играют преломленные и отраженные волны. Выполненный анализ волновых полей и геометрии изучаемых поверхностей позволил установить существенное увеличение дизъюнктивных деформаций сверху вниз по разрезу. Наиболее деформированная поверхность относится к ассоциации метаноугольных пластов 68-69 и нижележащего песчаника в интервале глубин 40-65 м. По указанной поверхности в северо-западном секторе выделено двухсводовое структурное осложнение.
Структурный план угольных пластов 60-59 указывает на воздымание границ в северо-западном, относительно ненарушенном блоке. Наиболее деформированная часть поверхностей наблюдается в пределах опущенного нарушенного блока непосредственно в районе скважины УМ-1 (рис. 2, А).
Общий структурный план поверхности пластов 51-50 свидетельствуют о наличии здесь ряда блоков, различающихся своим строением (рис. 2, Б). При этом сейсмический горизонт, отождествленный с угольными пластами 51-50, в меньшей степени затронут тектоническими нарушениями и, в
связи с этим, значительно лучше коррелируется по наземным материалам МОГТ. Общей тенденцией рассматриваемой поверхности является погружение ее с северо-запада на юго-восток. При этом_______________________________________
А
Б
Изогипсы, м
Рис. 2. Структурные планы угольных пластов: А - пласт 60-59, Б -пласт 50-51
перепад отметок в пределах всего планшета (за исключением юго-восточного сектора) не превышает 450-900 м. Разрывные нарушения, трассируемые в пределах планшета, имеют разное простирание. Большинство из них являются сквозными и прослеживаются практически до самых верхних интервалов разреза. Нарушения имеют, как правило, вбросо-надвиговый характер и имеют небольшую амплитуду (30-100 м).
Обработка и анализ материалов вертикального сейсмического профилирования (ВСП), позволили восстановить пластовую скоростную модель среды и получить серию глубинных разрезов, освещающих строение околоскважинного пространства (рис. 3).
Отметим, что общей чертой строения всех глубинных разрезов является высокая степень их деформированности. Так, даже в пределах сравнительно небольшого радиуса околоскважинного пространства (150-300 м) в разрезе выделяется ряд трещин и нарушений различной ориентации. Нарушения, пройденные скважиной, на глубинных разрезах отображаются зонами ослабления записи и отсутствия отражений. Интервал пластов 60-59 / 56-55 наиболее затронут нарушениями, что проявляется в рисунке записи. Отражения от этих пластов следятся фрагментами, резко теряя интенсивность, наблюдается изменение количества фаз в отдельных блоках. В пластах 52а-52, 51-50, 49-48 наблюдаются четкие смещения границ вдоль нарушений. Наибольшей сложностью строения характеризуется западный участок площади. В запад-северо-западном направлении отчетливо проявляется нарушенность интервала пластов 56-55 / 52а-52, а также два взброса небольшой амплитуды, затрагивающие пласты 51-50 и 49-48.
На основании временных разрезов преломленных и отраженных волн с помощью программного обеспечение "Дгс-
View GIS 3.2” выполнены структурные построения по поверхности угольных пластов от 50 до 66 на участке земной коры 400х400метров вокруг ствола скважины. Проведенные построения показали, что данный объем земной коры имеет сложное тектоническое строение (рис. 4). Так, на фоне общего падения пород в юго-восточном направлении устанавливается складка субширотного простирания. В морфологическом отношении эту ситуацию можно классифицировать как «структурный нос». Ствол скважины УМ-1 попадает практически точно
Рис. 3. Глубинные разрезы в околосква-жинном пространстве по данным ВСП в дальней зоне. Площадь Талдинская, скв. УМ-1.(Профиль 2-6)
в «переносицу» данной структуры. Помимо пликативных деформаций выявлены и закартированы зоны тектонических нарушений. Всего выделено пять нарушений.
*Первое нарушение пересекает ствол скважины УМ-1 на глубине 352 м. Плоскость сместителя наклонена в восточном направлении при угле падения около 15-200. Кинематический тип нарушения - взбросо-надвиг. Данное разрывное наруше-
ние
А
200 м
Рис. 4. Структура участка земной коры, установленная по данным сейсморазведки в зоне влияния экспериментальной скважины УМ-1: А -форма поверхности угольных пластов, Б - разрывные нарушения
соответствует IV разрывному нарушению по региональной классификации разрывов. Амплитуда смещения - первые сотни метров.
Второе разрывное на-рушение пересекает ствол скважины на глубине 394 м. Амплитуда смещения данного разлома составляет 10-15 м. Плоскость сместителя падает в северозападном направлении под углом 45-50°. Поверхность сместителя неровная. Данный разлом имеет явно подчиненное значения, являясь оперяющим по отношению к первому нарушению.
Третье разрывное нарушение также падает в северо-западном направлении, но имеет более крутые углы - 60-70°. Поверхность сместителя данного разрывного на-
рушения слегка волнистая. Характерной особенностью разлома является то, что он утыкается в разрывные нарушения № 2 и 4, образуя с ними Т-образные сочленения. Амплитуда смещения по данному разлому невелика и составляет первые метры.
Четвертое разрывное нарушение падает в юговосточном направлении под углом 35-450. Амплитуда смещения по нему составляет 10-15 м. Поверхность сместителя -волнистая.
И, наконец, пятое разрывное нарушение пересекает ствол скважины УМ-1 на глубине 670 м. Общее падение плоскости сместителя юго-западное при угле около 500. Амплитуда смещения первые десятки метров, а форма поверхности сместителя крайне неровная.
Таким образом, геологическое строение земной коры в зоне влияния экспериментальной скважины УМ-1 представляет собой сложное сочетание пликативных и разнонаправленных дизъюнктивных деформаций. Подобное сочетание характерно для зон влияния крупных (регионального уровня) разрывных нарушений.
і— Коротко об авторах--------------------------------
Зайцев В.А., Секретов С.Б., Зайцев А.В. - ОАО «Промгаз».
