CC BY
68
удк 553.98 Р.С. Хисамов1, Н.С. Гатиятуллин2, С.Е. Войтович2, В.А. Екименко3, В.Г. Базаревская4
]ОАО «Татнефть», Альметьевск, [email protected] 2ТГРУ, Казань, [email protected] 3ТНГ-Групп, Бугульма, [email protected] 4ТатНИПИнефть, Бугульма, [email protected]
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ ВЫЯВЛЕННЫХ СТРУКТУР ДЛЯ ПОИСКОВО-РАЗВЕДОЧНОГО БУРЕНИЯ
В статье приводится краткая характеристика методов, направленных на повышение эффективности подготовки выявленных структур для поисково-разведочного бурения, их апробация и оценка эффективности.
Ключевые слова: поисково-разведочное бурение, новые методы локального прогноза нефтегазоносности.
Республика Татарстан является нефтяным регионом с высокой степенью освоения углеводородного (УВ) сырья. При этом большое значение для воспроизводства сырьевой базы приобретают поиск и разведка небольших по запасам и размерам сложнопостроенных месторождений и залежей, размещенных в восточном Татарстане с высокой плотностью неразведанных ресурсов и в пределах слабои-зученных западных и центральных районов республики.
В настоящее время подготовка объектов к поисковоразведочному бурению происходит в несколько этапов.
Основным методом выявления перспективных структур и их подготовки к глубокому бурению на сегодняшний день остается сейсморазведка МОГТ, информативность которой в последние годы возросла, что обеспечивает эффективное в целом размещение поисково-разведочных скважин. В пределах РТ сейсморазведочные исследования ведутся по нескольким направлениям. На новых территориях, приуроченных к потенциальным зонам нефтегазонакопления и к перспективным и возможно перспективным структурным зонам, проводятся площадные сейсморазведочные исследования 2Б. По двум направлениям выполняются детализационные сейсморазведочные работы в пределах зон нефтегазонакопления и потенциальных зон с подтвержденной нефтеносностью.
Первое из них, более масштабное, направлено на детализацию месторождений и разведочных площадей с целью уточнения контуров известных залежей, а также выявления и подготовки новых объектов к глубокому бурению. Второе имеет более узкую направленность и связано с детализационными работами на новом технико-методическом уровне на конкретных ранее выявленных и подготовленных структурах с целью их подготовки либо подтверждения кондиционности и корректировки местоположения проектных скважин. В отношении подготовленных ранее структур работы ведутся в пределах поднятий, подготовленных в конце 70-х начале 90-х годов прошлого столетия и по каким-либо критериям уже не соответствующих современным требованиям подготовки объектов.
На современном этапе опоискования территории Татарстана разработана и успешно внедряется технология прогнозирования локальных скоплений УВ, основанная на применении комплекса сейсморазведочных работ модификации 2Б и 3Б и новых методов локального прогноза нефтегазоносности, основной особенностью которых является малозатратность.
Так, на территории РТ в разные годы на этапе апробации проводились такие исследования локального прогноза, как комплекс атмогеохимических и гамма-спектрометрических исследований, нейрокомпьютерная обработка сейсмических материалов (НЕЙРОСЕИСМ), комплекс геофизических и геохимических методов (ГГХМ), сейсмолокация бокового обзора (СЛБО), низкочастотное сейсмическое зондирование (НСЗ), непродольное вертикальное сейсмопрофилирование (НВСП), биогеохимическое тестирование (БГХТ), метод электромагнитных многопараметрических зондирований (ЭМЗ) и др. Краткая характеристика методов приведена ниже.
Комплекс атмогеохимических и гамма-спектрометрических исследований:
• Задачи и суть метода - прогнозирование зон возможного нефтегазонакопления по наличию повышенных концентраций углеводородов в приземной атмосфере, обусловленных активностью региональных процессов, отражающих “УВ дыхание” Земли по ослабленным зонам, связанным с тектоническими нарушениями различного простирания.
• Преимущества - изучение особенностей строения геосреды, геодинамического состояния земной коры во взаимосвязи с процессами современной дегазации недр, выделение зон нефтегазонакопления, оценки их сохранности и насыщения.
• Апробация - анализ карт содержаний урана, тория, калия, аномального магнитного поля, концентраций метана и радона показал, что наиболее высокая плотность скоплений изменчивости гамма-поля приурочена к участкам известных месторождений нефти - Бахчисарайскому, Аканскому, Агбязовскому и другим.
• Оценка эффективности - технология локального прогнозирования реализована на Бахчисарайской площади, на Агбязовском участке, в центральной части Мелекесской впадины и т.д. При опоисковании объекта на Бахчисарайской площади получен приток нефти из тульских отложений дебитом 7 т/сут. Одна скважина заложена с учетом результатов атмогеохимических и гамма-спектрометрических исследований в пределах Мелекесской впадины, при этом каких-либо промышленных скоплений нефти не обнаружено.
Метод нейрокомпьютерной обработки сейсмоданных:
• Задачи и суть метода - прогнозирование нефтегазоперспективных объектов методами искусственного интеллекта на основе использования в сейсморазведке многослойных нейронных сетей.
■ а □ б
■ в
к
1 23456 789 10
Рис. 1. Эффективность метода Нейросейсм по тектоноэле-ментами административной принадлежности. а - эффективность метода НЕЙРОСЕЙСМ; б - эффективность по отложениям терригенного девона; в - эффективность по отложениям нижнего карбона. 1 - Восточный склон ЮТС (14 скв.); 2 - Северныш и северо-восточныш склоныг ЮТС (38 скв.); 3 -Юго-восточныт склон ЮТС (18 скв.); 4 - Западныт склон ЮТС (18 скв.); 5 - Мелекесская впадина (12 скв.); 6 - СТС (16 скв.); 7 - Всего по РТ (116 скв.); 8 - Самарская область (12 скв.); 9 -Оренбургская область (4 скв.); 10 - Всего (132 скв.).
На вход сети поступают “образы” трасс сейсмического разреза во временном окне, приуроченном к интервалу с доказанной нефтеносностью. Обученная система анализирует сейсмические разрезы и строит прогнозную карту нефтеперспективности исследуемых отложений.
• Преимущества - решение нефтепоисковых задач осуществляется при минимальном объеме скважинной информации; получение результатов в кратчайшие сроки при минимальных затратах.
• Недостатки - необходимость плотной сети сейсмопрофилей с высоким качеством полевого материала, отработанных по единой методике; наличие как минимум двух продуктивных скважин на площади работ.
• Апробация - в Татарстане и за пределами РТ на лицензионных участках ОАО «Татнефть» и ННК.
• Оценка эффективности - из 132 объектов 91 случай (69%) подтвердили нейрокомпьютерный анализ. Достоверность по девонским объектам составляет 68%, по каменноугольным - 71% (Рис. 1).
АНЧАР - акустическая низкочастотная сейсморазведка:
• Задачи и суть метода - прогнозирование наличия углеводородов в геологических структурах. Суть метода основывается на явлении генерации углеводородной залежью собственных инфразвуковых волн при ее возбуждении полем упругих колебаний.
• Преимущества - позволяет прогнозировать наличие
Се вер о- Западный Юга- Мелекесская Казанско- Всего
восточный склон ЮТС восточный впадина Кажимский (57скв.) склон ЮТС (6 (15скв.) склон ЮТС (9 (24 скв.) авлакоген СКВ.) скв.) (3 СКВ.)
Рис. 2. Сравнение результатов НСЗ с данныти ГИС и дебитами по скважинам на примере Ерыгклинского месторождения.
углеводородов при любых литологических неоднородностях разреза.
• Недостатки - максимальная глубина исследования до 5 - 6 км; нефтегазонасыщенные толщины не менее 2 - 3 м; чем выше вязкость нефти, тем слабее аномалия (четкая корреляция при поисках газовых залежей, газовых шапок).
• Апробация - в пределах РТ на Нуркеевском и Вос-точно-Анзирском месторождениях.
• Оценка эффективности - эффективность эксплуатационного бурения по результатам <АНЧАР» составила 56%, по нижнему карбону 33%, по терригенному девону 70%.
НСЗ - низкочастотное сейсмическое зондирование:
• Задачи и суть метода - ранжирование района работ на зоны с различной степенью нефтеперспективности. В основе метода лежит эффект аномально сильного низкочастотного естественного сейсмического фона над нефтегазовой залежью.
• Преимущества - не зависит от типа ловушки нефти (структурные, структурно-литологические и т.д.); позволяет вести работы в природоохранных зонах, зонах жилой и промышленной застройки, в условиях сложного рельефа.
• Недостатки - наличие продуктивной скважины на территории; в техногенно загруженных зонах прогнозируемые по данным НСЗ залежи стратиграфически не привязаны.
Кп, Кн {%)
100 т-----------
15, Кп |
71 72 71,3 ™ 72,4 М 7 71,1 73 73,8 78’3
55 57,5 е?’6 61.2
з 14,:
1
№№ скв. 10 1243 22 1242 901 1244 30 12351232 16
20 23 12 19 27 1236
І I
Иэф (м)
Он (м /сут)
скважины пробуренные з наиболее перспективной зоне
скважины пробуренные в возможно перспективной зоне
скважина в неперспективной зоне
Рис. 3. Эффективность метода НСЗ по тектоноэлементам.
• Апробация - в пределах Республики Татарстан, Оренбургской, Самарской областей, в Республике Калмыкия.
• Оценка эффективности - эффективность глубокого бурения по результатам «НСЗ» составила 80,7 % (Рис. 2, 3).
БЕМ - прогноз флюидодинамических параметров:
• Задачи и суть метода - оценка параметров миграции и аккумуляции флюида. Осуществляется прогноз флюидодинамических параметров (флюидное давление, вектор течения) сейсмическими методами с построением флюидодинамических карт, показывающих зоны вероятного скопления флюида.
• Преимущества - не зависит от формы и типа ловушки нефти (структурные, структурно-литологические и т.д.); возможность определения зоны скопления флюида в разрезе осадочной толщи.
• Недостатки - необходимость плотной сети сейсмопрофилей с высоким качеством полевого материала; на объектах амплитудой менее 10 м аномалии ББМ-оценок давления интерпретируются неоднозначно.
4 (27) 2008
• Апробация - в пределах Агбязовского участка и Че-годайского месторождения.
• Оценка эффективности - по участкам работ получены неоднозначные результаты.
ВРС-ГЕО - высокоразрешающая сейсморазведка:
• Задачи и суть метода - локальный прогноз нефтеносности по стратиграфическим комплексам с использованием высокоразрешающей сейсморазведки. Анализ материалов ГИС. Анализ характерных аномалий сейсмического волнового поля: понижение средних и эффективных скоростей волн, отраженных от границ ниже залежи; понижение интервальных скоростей и увеличение интервальных времен в области залежи; интенсивное затухание энергии и понижение динамической регулярности волн, прошедших через залежь; изменение частотного состава волн, прошедших через залежь; изменение амплитуд волн, отраженных от нефтегазонасыщенных пластов и др.
• Апробация - в пределах Онбийского и Краснооктябрьского месторождений. Целевые объекты - девонские тер-ригенные отложения. В целях опробации проведен анализ сходимости результатов бурения и результатов работ с использованием ВРС-ГЕО на месторождении по 27 скважинам. Подтверждаемость результатов бурения и результатов работ с использованием ВРС-ГЕО на этапе опробации составила в кыновском горизонте более 60 %, в па-шийском - более 80 %. Общий объем извлекаемых ресурсов на объектах в отложениях кыновского и пашийского горизонтов оценивается авторами в 8 млн.т.
• Оценка эффективности - после выделения этих участков (после 2000 г.) пробурена эксплуатационная скважина 11290 в пределах аномалий на Новоселовском поднятии. В скважине выделено, по заключению ГИС. остаточное нефтенасыщение в кыновском горизонте, в пашийс-ком горизонте - вода. Таким образом, эффективность ВРС-ГЕО в девонских отложениях составила 0 %.
«Микролептонная» технология:
• Задачи и суть метода - стимулирование производительности нефтяных скважин и уменьшения энергозатрат на добычу нефти.
• Апробация - на территории Актанышского и Нижнекамского районов. Исследования космоснимков показа-
Рис. 4. Эффективность метода ГГХМпо тектоноэлементам и административной принадлежности. а - эффективность метода ГГХМ; б - эффективность положительного прогноза; в - эффективность отрицательного прогноза. 1 - Западный склон ЮТС (7 скв.); 2 - Северныш и северо-восточныш склоныг ЮТС (27 скв.); 3 - СТС (4 скв.); 4 - Верхнекамская впадина (4 скв.); 5 - Всего по РТ (42 скв.); 6 - Ульяновская область (5 скв.); 7 - Самарская область (14 скв.); 8 - Оренбургская область (3 скв.); 9 - Всего (64 скв.).
ли, что на территории указанных районов имеются участки с «микролептонным» излучением углеводородного спектра. Плотность излучений на некоторых из участков позволяла сделать прогноз о наличии в них на некоторой глубине нефтегазоносных залежей.
• Оценка эффективности - выявлено 5 участков в Акта-нышском и 10 участков в Нижнекамском районе. Для постановки детальных поисковых работ методика использоваться не может, поскольку смещения центров аномалии и залежей варьируют от 2 до 11 км.
ГГХМ - комплекс геофизических и геохимических методов:
• Задачи и суть метода - существование электрического потока от нефтяного пласта к верхней части разреза. Над залежью фиксируются геофизические аномалии обратного знака, приуроченные к контуру нефтеносности. Наиболее контрастно «топливный элемент» регистрируется методами ЕП и МП. Достоверность прогноза достигается за счет последовательной отбраковки ложных аномалий путем комплексирования геофизических и геохимических методов. ЕП отражает пространственную форму, размеры и элементы залегания окислительно-восстановительной системы залежи УВ. МП подтверждают наличие общих объектов, формирующих аномальные магнитные и электрические поля, выделяют субвертикальные зоны эпигенетических изменений горных пород под воздействием углеводородного потока. Для определения генезиса глубинного объекта проводится хроматографический анализ качественного и количественного состава углеводородных газов.
• Преимущества - при поисках залежей неструктурного типа; при оконтуривании границ залежей, вскрытых единичными скважинами.
• Недостатки - выявленная залежь стратиграфически не привязана; не работает в “загрязненных” зонах.
• Апробация - в Татарстане, Ульяновской, Самарской и Оренбургской области.
• Оценка эффективности - эффективность глубокого бурения по результатам ГГХМ составила 60,9 % (Рис. 4).
Метод СОИЕ^ОКБЕК:
• Задачи и суть метода - на основе “пассивного” сбора углеводородных газов из почвы выделяется ореол рассеивания УВГ из залежи и дается прогноз о наличие углеводородов на глубине.
Рис. 5. Эффективность метода БГХМпо тектоноэлементам. а - эффективность метода БГХТ; б - эффективность положительного прогноза; в - эффективность отрицательного прогноза. 1 - Свод ЮТС (2 скв.); 2 - Северныш склон ЮТС (13 скв.); 3 - Северо-восточныш склон ЮТС (17 скв.); 4 - Юго-восточныш склон ЮТС (16 скв.); 5 - Мелекесская впадина (4 скв.); 6 - СТС (1 скв.); 7 - Всего (53 скв.).
• Преимущества - успешность работы в областях с низкой проницаемостью и высокой влажностью; позволяет вести работы в природоохранных зонах, в условиях сложного рельефа.
• Недостатки - необходимо наличие продуктивной скважины на территории; выявленная залежь стратиграфически не привязана; не работает в “загрязненных” зонах.
• Апробация - в Татарстане и за пределами РТ на 4 лицензионных участках ОАО «Татнефть».
• Оценка эффективности - в пределах Мелекесской впадины (Ульяновская обл.) 2 скважины, пробуренные с учетом данных Ооге-БогЪег, выявили залежи нефти в каменноугольных отложениях; в скважине, пробуренной в контуре перспективного объекта на Масадском участке (РТ), нефтеносность отложений не установлена.
Метод НВСП:
• Задачи и суть метода - изучение структурных особенностей по целевым горизонтам вокруг исследуемых скважин, литолого-стратиграфическая привязка отраженных волн.
• Преимущества - уверенное выделение и изучение строения локально развитых неоднородностей; охарактеризована структурной ситуации в околоскважинном пространстве в краткие сроки.
• Недостатки - большие погрешности при изучении сложнопостроенных сред (рифогенные структуры, визей-ские врезы, тектонические нарушения, скоростные аномалии) и в сильно наклонных скважинах (для С1 при смещении более 200 м, для Д3 - более 400 м).
• Апробация - работы ведутся в Татарстане, Оренбургской, Ульяновской областях.
• Оценка эффективности - прогнозы по данным НВСП, подтвержденные результатами бурения, составляют 82% от общего числа пробуренных скважин, погрешность определения абсолютных отметок целевых горизонтов ±5 м.
Биогеохимическое тестирование:
• Задачи и суть метода - прогнозирование нефтеносности разреза палеозойского чехла с использованием тестирования неглубоких (до 550 м) скважин. Суть метода заключается в увеличении абсолютных значений и градиентов БГХ - сигнала по разрезу скважин по мере приближения к скоплению углеводородов.
• Преимущества - прямой прогноз нефтеперспектив-ности объектов; бурение тестировочных скважин позволяет учитывать нефтебитуминозность пермских отложений.
• Недостатки - точечный прогноз; выявленная залежь стратиграфически не привязана; дорогостоящий метод.
• Апробация проведена по 10 скважинам, т.е. десять тестировочных скважин пробурены вблизи устьев вертикальных поисково-разведочных скважин.
• Оценка эффективности - эффективность БГХТ на этапе апробации составила 100%. 53 объекта опоискова-ны глубоким бурением после получения результатов БГХТ. Эффективность метода составила 62% (Рис. 5).
ЭМЗ - электромагнитное зондирование:
• Задачи и суть метода - комплексный анализ электро-разведочных методов зондирования и профилирования позволяет получить разрезы удельного сопротивления и поляризуемости, выделить зоны повышенной поляризуемости среды, расчленить осадочный чехол на геоэлектри-ческие комплексы, перспективные на поиски углеводородов, а также выявить и протрассировать зоны повышен-
ной тектонической трещиноватости пород осадочной толщи и развития терригенных отложений девона с улучшенными коллекторскими свойствами.
• Преимущества - не зависит от формы и типа ловушки нефти (структурные, структурно-литологические и т.д.); осуществляется привязка залежи по глубине.
• Недостатки - не работает в “техногенных” зонах.
• Апробация - в Татарстане, Ульяновской и Оренбургской областях.
• Оценка эффективности - получены положительные результаты при бурении трех скважин в Ульяновской обл. и одной скважины, приуроченной к северному склону ЮТС, в Татарстане. В пределах СТС одна скважина подтвердила прогноз ЭМЗ, вторая - нет. Эффективность метода 83 %.
Основной областью применения малозатратных технологий является доизучение сейсмоподнятий закартиро-ванных на новых слабоизученных территориях, на площадях, характеризующихся сложными сейсмогеологически-ми условиями, а также оценка нефтеперспективности объектов, доизучение которых сейсморазведкой невозможно по условиям местности.
Экономический эффект применяемых методов обуславливается: • сужением области поиска локальных нефтяных залежей в результате отбраковки ранее закартирован-ных объектов; • уточнением мест заложения поисковоразведочных скважин.
Как результат - снижение затрат на проведение буровых работ и повышение эффективности геологоразведочного этапа. При комплексировании сейсморазведочных работ с легкими методами коэффициент успешности бурения структур достигнет 77 - 80 %, при успешности поисковоразведочных скважин равном 81%. Экономический эффект от комплексирования сейсморазведки с легкими методами в связи с увеличением коэффициента подтверждаемости на 20 % в расчете только на выявление одной залежи нефти снижает затраты по сравнению с традиционными методами (бурение поисково-разведочных скважин на основе сейсморазведочных исследований) от 17 до 20 %.
R.S. Khisamov, N.S. Gatyatullin, S.E. Voitovich, V.A. Ekimenko, V.G. Bazarevskaya. New technologies for enhancing the efficiency of pre-drilling exploration.
The paper briefly characterises the methods of enhancing the efficiency of pre-drilling exploration, their approbation and efficiency evaluation.
Key words: pre-drilling exploration, new areal exploration techniques.
ХисамовРаис Салихович, главный геолог ОАО «Татнефть», професор, д. г.-м. н.
423450, ОАО «Татнефть», г. Альметьевск, ул. Ленина, 2. Тел.: (8553)307117.
Гатиятуллин Накип Салахович, начальник ТГРУ, д. г.-м. н. Войтович Сергей Евгеньевич, начальник отдела ТГРУ. 420008, Татарское геологоразведочное управление ОАО «Татнефть», Казань, ул. Чернышевского, 23/25.
Тел.: (843)2926771.
Базаревская Венера Гильмеахметовна , зав. отделом поисковой и разведочной геологии ТатНИПИнефть, д. г.-м. н. 423200, ТатНИПИнефть, г. Бугульма, ул. М. Джалиля, д. 32. Тел.: (85514)78684.
■— научно-технический журнал
4 (27) 2008 I бОРбСУРСЫ Щ
