Особенности подхода к межпластовой корреляции покурских пластов Харампурского месторождения
Кузив К.Б.
ООО «Тюменский нефтяной научный центр»
В работе проанализирован один из наиболее важных и сложных этапов построения геологических моделей Харампурского месторождения, напрямую влияющего на процесс выполнения подсчета запасов углеводородного сырья, планирования процесса разработки нефтегазоносных залежей, а также оценки перспективных зон — корреляции продуктивных пластов. Корреляция пластов влияет в первую очередь на геометризацию известных залежей и распространение перспективных нефтегазоносных зон. Сложность моделирования покурских залежей связана с преимущественно континентальным генезисом отложений покурских пластов, которым обусловлена их высокая геологическая неоднородность и латеральная изменчивость разреза. В статье описан процесс корреляции продуктивных пластов покурской свиты континентального генезиса, условия образования осадков, рекомендованы основные корреляционные реперы, характеризующиеся углистым, глинистым, карбонатным литологическим составом, показаны их характерные признаки и закономерности.
Введение
Харампурское нефтегазоконденсатное месторождение, расположенное на территории Пуровского и Красноселькупского района Ямало-Ненецкого автономного округа Тюменской области, является уникальным по начальным геологическим запасам газа. Продуктивный разрез Харапурского месторождения прослеживается в широком стратиграфическом диапазоне от сеномана до верхних пластов тюменской свиты юрского возраста. Одна из основных задач при построении геологических моделей Харампурского месторождения — корреляция продуктивных пластов покурской свиты (группа ПК). В группу пластов апт-альбского нефтегазоносного комплекса Харампурского месторождения входят 31 пласт и более 78 залежей, отличающиеся своим строением и насыщением. Сложность моделирования покурских залежей связана с преимущественно континентальным генезисом пластов группы ПК, которым обусловлена их высокая геологическая неоднородность и латеральная изменчивость геологического разреза. Прогностические свойства геологических моделей не высоки, поэтому для подсчета и оценки запасов углеводородного сырья модели перестраивались несколько раз, а с появлением новых скважин — уточнялись. Чтобы облегчить процесс корреляции покурских продуктивных пластов и прийти к единообразному подходу в заложении структурного каркаса, предложены специальные методические приемы, описанные в данной статье.
Корреляция пластов континентального генезиса на примере покурской свиты
Рассматриваемые отложения покурской свиты Харампурского месторождения формировались преимущественно в условиях континентальной или прибрежной флювиальной равнины, временами заливаемой морем (рис. 1). Образование осадков на изучаемой территории осложнялось развитием речных дельт. Осадочные тела были образованы во всевозможных фациальных условиях — русла, поймы, озера и болота. Данные обстоятельства учитываются при построении геологических моделей рассматриваемых пластов.
Риc. 1. Фрагмент схемы палеогеографического районирования Западной Сибири [1] Области морского осадконакопления: 1 — море мелкое, 100–200 м; 2 — море мелкое, 35–100 м. Области переходного осадконакопления: 3 — равнина прибрежная, временами заливаемая морем (осадки пойменные, озерно-болотные, русловые, дельтовые, береговых баров, пляжевые). Области континентального осадконакопления: 4 — равнина низменная аккумулятивная; 5 — равнина денудационно-аккумулятивная. Области размыва: 6 — равнина возвышенная (денудационная суша); 7 — горы низкие; 8 — главные направления сноса обломочного материала; 9 — Харампурский ЛУ.
Согласно схемам, во время формирования покурских отложений изучаемый район представлял собой низменную аккумулятивную равнину с обильной растительностью (осадки русел, пойм, болот, озер), находящуюся вблизи границы с зоной переходного осадконакопления — прибрежной равниной, временами заливаемой морем (осадки: русловые, дельтовые, пойменные, озерно-болотные и др.). Царил влажный и теплый субтропический климат [1]. Высокая фациальная изменчивость пород коллекторов залежей покурских пластов на рассматриваемой территории сводит к минимуму возможность прослеживания распространения глинистых тел и тел коллекторов, то есть данные обстоятельства осложняют геологическую корреляцию пластов. Большинство тел коллекторов имеют ограниченное площадное распространение и сложную гидродинамическую связь, многие из них разобщены. Залежи имеют пластово-сводовое, массивное, тектонически ограниченное и другие типы строения в пласте. Практически само понятие «пласты покурской свиты» теряет свой смысл, так как отложения представляют собой не выдержанные слои, а сложную совокупность тел осадочных пород, различающихся по свойствам, генезису и гидродинамической связи. Вышеперечисленные особенности свидетельствуют о том, что в процессе геологического моделирования продуктивных залежей покурских отложений для оценки запасов углеводородного сырья и проектирования их разработки необходимо прийти к наиболее вероятному представлению о геометрии тела, вмещающего продуктивную залежь. Геологическая корреляция — неотъемлемая часть в пути к представлению геометрии залежи.
На территории Харампурского месторождения основная задача в геологической корреляции покурских пластов сводится к поиску границ, которые могут служить гидродинамическими барьерами и могут быть прослежены на значительном расстоянии. В процессе формирования отложений покурской свиты временные наступления моря были довольно частыми и непродолжительными. На залитой морем площади происходило образование покровных пород со свойствами, отличными от типичных терригенных континентальных осадков. Часто такие породы отличались по плотностным характеристикам от вмещающих пород, поэтому при корреляции наряду со стандартными методами ГИС активно можно использовать плотностной и акустический каротаж.
Учитывая особенности формирования покурских пластов и преимущественно сглаженный рельеф континентальной флювиальной равнины, характерный для данного периода, покровные слои распространялись на сравнительно обширные территории, что позволяет прослеживать их в качестве корреляционных реперов. Одним из видов корреляционных реперов на изучаемой территории являются углисто-глинистые прослои, образовавшиеся в результате временных наступлений моря на пониженные болотистые участки. Данные реперы имеют также свойства гидродинамических барьеров, которые обусловлены гидрофобностью углей. На контакте гидрофильных и гидрофобных пород создается барьер капиллярных сил, препятствующий миграции флюидов [2]. Углистый прослой, залегающий над пластами ПК21, в совокупности с залегающими над ним глинами, предположительно, образует сейсмический отражающий горизонт М`. Реперный углистый прослой, толщиной до 8 м, распространен по всей изучаемой площади (рис. 2а). Другая разновидность реперов — глинисто-карбонатизированные пласты. Карбонатизация пород произошла, предположительно, компонентами морской воды в результате испарений в мелководном бассейне. Данные реперы в результате высокой плотности являются флюидоупорами. Такие пласты характеризуются пониженной ɣ-активностью (при высоких показаниях αSP) и повышенной плотностью (рис. 2б) [5].
Рис. 2. Рэперы различного литологического состава по линии скважин 330R–334R: а — скв. 330R. 1 — углистые прослои над пластом ПК₂₁; б — скв. 344R: 2 — глинистые прослои; 3 — карбонати-зированные уплотненные над пластами ПК₁₃₋₀, ПК₁₃₋₂
В некоторых пластах реперы плотных карбонатных глин сочетаются с реперными углистыми или глинистыми прослоями, а в ряде скважин в кровле пластов наблюдается их чередование (рис. 3).
Рис. 3. Рэперы различного литологического состава по линии скважин 339R–350R: а — скв. 339R: 1 — чередование глинисто; 2 — углистых прослоев в кровле пластов ПК₁₉₋₁, ПК₁₈₋₂; б — скв. 330R: 1 — чередование углистых; 3 — карбонатистых прослоев в кровле пластов ПК₁₃₋₂ и ПК₁₃₋₁
Для реперных слоев, образовавшихся в результате временной трансгрессии моря, нет закономерности соответствия с подстилающими и перекрывающими породами. Соответствие пород зависит от того, какие породы были на поверхности в момент наступления моря. На рисунке 4 показано, что в скв. 293R (а) покровный слой плотных карбонатных глин залегает между прослоями коллектора, а в находящейся в относительной близости скв. 336R (б) — внутри глин. Данные скважины расположены в непосредственной близости друг от друга (менее 1 500 м), и карбонатный прослой в массиве пласта ПК12–3 прослеживается локально на изучаемой площади. Таким образом, подобран локальный репер, который на изучаемой площади можно увязать с более широко распространенным, например, толщей углей в кровле ПК21. Описанные выше покровные слои могут быть встречены в различных пластах покурской свиты, но все же существуют некоторые возрастные закономерности. Для пластов ПК18, ПК19–1, ПК21 более характерны углисто-глинистые реперы. Для пластов ПК12–1, ПК13–1, ПК13–2 в качестве реперов более характерны плотные карбонатизированные прослои глин. Согласно работе [1], рассматриваемые пласты также формировались в условиях зоны переходного осадконакопления — прибрежной равнины, временами заливаемой морем.
Рис. 4. Положение пласта плотных карбонатных глин относительно вмещающих пород: а — скв. 293R; б — скв. 336R
В других пластах покурской свиты могут сочетаться оба вида описанных реперов. На рисунке 5 показана корреляция пласта ПК13–2 в двух скважинах одного района: в скв. 326R в кровле пласта залегает углистый поропласток, а в скв. 344R — плотный глинисто-карбонатный слой. Сопоставление слоев в толще породы между опорными реперами следует производить от нижележащего репера к вышележащему, выделяя на диаграммах скважин те же слои, пачки и горизонты, которые предварительно были установлены в первой скважине. Критерием сравнения служат приблизительное сходство конфигурации каротажных диаграмм скважин, соответствующих одноименным пластам, а также имеющиеся палеонтологические данные [3]. Нельзя утверждать, что корреляция реперных прослоев, образовавшихся в результате временной трансгрессии или регрессии моря, полностью решает вопросы моделирования отложений покурской свиты. На некоторых участках реперы оказались размыты в процессе последующего континентального периода формирования осадков или просто не были образованы на приподнятых частях местности. На таких участках для корреляции используются другие локальные признаки, которые в конечном результате могут быть увязаны с прослеженными реперами.
Рис. 5. Плотные карбонатные глины в кровле пласта ПК₁₃₋₂ в скв. 344R — а, глинистый репер в скв. 326R — б
На некоторых пластах в качестве корреляционных реперов, с учетом других реперов, прослеживались слои типичных глин (ПК15, ПК16). В таких случаях указанные слои рассматриваются как границы пластов. Например, в районе скв. 320R имеется глинистый слой между пластами ПК15 и ПК14–2. Здесь типичные глины являются покрышкой небольшой залежи и рассматриваются как кровля пласта ПК15 (рис. 6). Далее по распространению пласта они увязаны с другими описанными реперами покровных пластов.
Кровля верхнего пласта покурского разреза ПК1 приурочена к границе подошвы кузнецовской свиты и кровле покурской свиты. Прослеживание описанной границы пласта серьезных затруднений не вызывает. Она однозначно выделяется по материалам ГИС (рис. 7) и по сейсмическим данным. Пласт формировался в условиях завершения региональной регрессии моря, а его кровля приурочена к начальной стадии очередной масштабной трансгрессии. К кровле сеноманских отложений приурочен сейсмический опорный отражающий горизонт Г.
Рис. 7. Скв. 346R–329R. Корреляция пласта ПК₁
Для проверки качества корреляции на Харампурском месторождении выполнен анализ выдержанности общих толщин пластов и комплексов пластов покурской свиты [4]. Особенности формирования покурских пластов в континентальных условиях и характерный сглаженный рельеф равнины приводят к формированию преимущественно выдержанных по общей толщине пластов, что находит отображение на картах общих толщин (рис. 8, 9).
Рис. 8. Карта общих толщин пластов ПК₁₈, ПК₁₉, ПК₂₁
Рис. 9. Карта общих толщин комплекса пластов ПК₂₁–ПК₁
Точечные аномалии на картах общих толщин связаны преимущественно с неоднозначностью геологической корреляции и высокой плотностью разбуривания покурской свиты транзитным фондом скважин.
Проведена геологическая корреляция продуктивных отложений покурских пластов в разрезе Харампурского месторождения.
Выделение локальных реперов, в различной степени литологически представленных углистым, глинистым, карбонатным составом, способствовало более корректному выделению кровли и подошвы покурских пластов в соседних скважинах.
Анализ выдержанности общих толщин выделенных слоев подтверждает эффективность использования локальных реперов для корректного определения кровли и подошвы покурских пластов.
При подходе к корреляции пластов континентального генезиса, в случае когда коррелируемые отложения фациально неоднородны и нет возможности проследить их распространение по площади месторождения, основная задача корреляции сводится к поиску реперов, имеющих максимальное распространение по площади.
Для корреляции покровных реперов следует проанализировать основные закономерности их образования, взаимоотношения между собой и телами вмещающих пород. Для покурских пластов континентального генезиса характерны реперы углистого, глинистого, карбонатного литологического состава.
Для участков, где по каким-либо геологическим причинам указанные реперы отсутствуют, могут быть подобраны локальные реперы, которые на изучаемой площади можно увязать с основными.
Описанные реперы от скважины к скважине прослеживаются на малой площади, что связано со спецификой формирования отложений в континентальных условиях. Поэтому для наиболее корректной корреляции следует прослеживать реперы по каротажам в ближайших скважинах, отмечая изменчивость разреза по территории.
Для проверки корректности межскважинной корреляции следует оценивать карты общих толщин на выдержанность и относительную сглаженность пластов в разрезе пластов континентального генезиса покурской свиты.
Конторович А.Э., Ершов С.В., Казаненков Ю.Н. и др. Палеогеография Западно-Сибирского осадочного бассейна в меловом периоде // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 5–6. С. 745–776.
Касаткин В.В., Светлов К.В., Миропольцев К.Ф., Шилов Ю.И. Корреляция пластов континентального генезиса на примере покурской свиты Берегового месторождения // Актуальные проблемы нефти и газа. 2021. № 4. С. 13–20.
Абрикосов И.X., Гутман И.С. Общая, нефтяная и нефтепромысловая геология. М.: Недра, 1982. 272 с.
Каналин В.Г., Дементьев Л.Ф. Методика и практика выделения эксплуатационных объектов на многопластовых нефтяных месторождениях. М.: Недра, 1982. 224 с.
Фролов В.Т. Литология. М.: МГУ, 1992. 352 с.
Кузив К.Б.
ООО «Тюменский нефтяной научный центр»
kbkuziv@tnnc.rosneft.ru
Материалы и методы
Ключевые слова
Для цитирования
Поступила в редакцию
УДК и DOI
Результаты геофизических исследований скважин, а также данные геологической попластовой корреляции месторождения. Выделение реперных горизонтов, построение двумерных карт для оценки корректности геологической корреляции.
Кузив К.Б. Особенности подхода к межпластовой корреляции покурских пластов Харампурского месторождения // Экспозиция Нефть Газ. 2022. № 6. С. 24–29. DOI: 10.24412/2076-6785-2022-6-24-29