Освоение запасов и ресурсов нефти баженовской свиты

Современный этап развития нефтедобычи в России характеризуется высокой динамикой изменения структуры ресурсной базы в сторону увеличения доли трудноизвлекаемых полезных ископаемых (ТРИПИ). В качестве одного из основных источников наращивания запасов углеводородного сырья в последнее время рассматриваются отложения верхнеюрского комплекса Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции (НГП), представленные баженовской и абалакской свитами. Наиболее значительный нефтяной потенциал содержит баженовская свита (БС), обладающая специфическими геологическими, литологическими, геохимическими и иными свойствами, определяющими сложное распределение коллекторов и зон промышленной нефтеносности.

Баженовские отложения распространены на территории Западно-Сибирской НГП на площади более 1 млн.км². Битуминозные отложения свиты приурочены к центральной части нефтегазоносного бассейна. Как видно на Рисунке 1, на окраинах бассейна баженовская свита теряет битуминозность и, соответственно, нефтеносность. В этих районах она представлена сероцветными, преимущественно глинистыми отложениями, с увеличением терригенного материала в северном направлении, замещаясь в западном и восточном направлениях темно-серыми и серыми аргиллитами. В этих районах баженовская свита переходит  в свиты-аналоги: марьяновскую и тутлеймскую (Рис.1). Глубина залегания баженовского горизонта меняется от 650 м окраинных зонах до 3700 м в наиболее погруженных частях бассейна. Он хорошо прослеживается на сейсмических разрезах, поэтому является реперным сейсмическим горизонтом. 

Рис. 1.  Схема распространения битуминозной баженовской свиты в Западно-Сибирском осадочном бассейне. Оценка начальных суммарных ресурсов баженовской свиты в разные годы (по данным НАЦ РН ХМАО)

Оценки извлекаемых суммарных ресурсов нефти в баженовской свите проводились регулярно, начиная с 1979 года. Первая оценка выполнена специалистами института ЗапСибНИГНИ, по всей территории распространения свиты она составляла 20,6 млрд. извлекаемых. Однако геолэкспертизой была принята оценка только в пределах территории Среднего Приобья - 5,15 млрд.т. В 1982 году была выполнена оценка ресурсов нефти в пределах ХМАО, она составила 3,1 млн.т. Существует так же оценка Международной энергетической ассоциации (2010 г.), близкая к оценке ЗапСибНИГНИ – около 20 млрд.т.

Последняя оценка запасов нефти была дана ВНИГРИ в 2016 году в процессе создания геологической модели баженовской свиты. Она составляла 9,6 млрд.т, из которых около половины объема отнесено к так называемой малоподвижной нефти.

В настоящее время на государственном балансе по Западной Сибири геологические и извлекаемые запасы нефти в баженовской свите и ее аналогах учтены почти по 100 месторождениям. Геологические запасы по ним по категориям АВ₁В₂ составляют около 1,5 млрд.т, по категории С₂ – порядка 1,0 млрд.т. Основная часть запасов приурочена к месторождениям ХМАО, которых насчитывается более 80-ти. На территории ЯНАО и на Юге Тюменской области выявлено порядка 10-ти месторождений с залежами нефти в баженовской свите. В Западной Сибири в контуре битуминозных отложений баженовской свиты находится подавляющее большинство лицензионных участков, она вскрыта почти 11,5 тысячами скважин, однако только в 800–х из них получены промышленные притоки нефти.

Таким образом, как показывает опыт изучения баженовской свиты, значительный процент пробуренных скважин нефтяных притоков не дали, либо были получены незначительные притоки нефти дебитами до 1 м³/сут. Лишь в небольшом количестве скважин дебиты составляли порядка 10 м³/сут. и более.

В отдельных высокопродуктивных зонах дебиты нефти, как отмечалось, составляли сотни тонн в сутки.

Запасы и ресурсы нефти БС числятся на балансе многих добывающих компаний на территориях с развитой инфраструктурой. Не исключено, что высокопродуктивные зоны имеют место и на землях нераспределенного фонда недр.

Отметим следующие позитивные моменты, определяющие необходимость проведения работ по  освоению баженовской свиты:

1. Огромные геологические ресурсы нефти (порядка 20 млрд.т).
2. Приуроченность к освоенным районам нефтедобычи.
3. Объект вскрыт большим количеством скважин, часть из которых в бездействии.
4. Для вскрытия объекта на некоторых лицензионных участках требуется лишь небольшое углубление имеющихся скважин.
5. В случае получения положительного результата испытания скважин быстрый ввод в разработку с минимальными затратами.
6. Возможность разработки и применения современных инновационных технологий:

• в области ГРР – методов целевой интерпретации полевой геофизики для прогноза развития высокопродуктивных зон;
• методов отбора и исследования керна, интерпретации ГИС и определения петрофизических зависимостей;
• методов воздействия на пласт с целью получения промышленных притоков нефти.

Для оптимального освоения ресурсной базы баженовской свиты предлагаем выполнение работ по переобработке и комплексной переинтерпретации сейсмических и геологических материалов работ прошлых лет, с учетом геологической информации по прилегающим к району работ территориям. На этой основе будет:

• изучено геологическое строение верхнеюрской толщи пород;
• обоснованы подсчетные параметры и выполнен подсчет запасов известных залежей;
• выделены высокопродуктивные зоны, выполнена вероятностная оценка ресурсов нефти; проведено их ранжирование по степени перспективности и объему ресурсов нефти;
• обоснованы рекомендации по лицензированию (для территорий нераспределенного фонда недр);
• оценены геологические риски и обоснована программа ГРР;
• выполнена разработка  оценок оптимального освоения выявленных залежей.

1. Поиск высокопродуктивных зон:

• целевая переобработка и переинтерпретация сейсморазведки;
• применение прямых методов поиска (гравика, СЛБО и др.).

2. Обоснование подсчетных параметров и подсчет запасов известных залежей:

• интерпретация материалов  ГИС;
• анализ результатов отбора и исследования керна;
• создание петрофизических моделей.

3. Выбор участков для проведения пробной эксплуатации имеющихся скважин   (забурка боковых стволов, испытание различных методов воздействия на пласт).

3. ОБЪЕМ РАБОТ

Работы предполагается проводить в два этапа.

Этап 1. Сбор и анализ фондовых научно-исследовательских и тематических работ, данных Государственного баланса запасов и ресурсов полезных ископаемых РФ, на основании которых составляются таблицы, характеризующие изученность отчетного полигона и сопредельных территорий, структуру ресурсной базы углеводородного сырья, схемы распределения выявленных залежей и перспективных объектов по площади и разрезу.

Далее формируются актуальные схемы и таблицы геолого-геофизической изученности сейсморазведкой и глубоким бурением. Для реализации поставленных геологических задач формируется каркас сейсмических профилей МОГТ, состоящий из сети региональных профилей, площадной съемки 2D.  Формируется база данных, включающая:

- Раздел «Сейсморазведочные работы», содержащий географические координаты выполненных съемок, отчеты сейсмических партий, суммарные временные разрезы в формате sgy, навигацию к разрезам, данные сейсмокаротажа и ВСП.

- Раздел «Скважинные данные» формируется в виде таблиц:

• координаты скважин, инклинометрия, альтитуды, геолого-техническая информация;
• данные ГИС – Las файлы;
• интервалы отбора керна, его описание и результаты лабораторных исследований, в том числе седиментологических, стратиграфических, геохимических (по скважинам отчетного полигона и выборочным скважинам сопредельных территорий, при их наличии);
• интервалы  перфорации, акты опробования и испытания скважин;
• результаты лабораторных исследований пластовых флюидов - данные  по композиционному и фазовому составу УВ, плотности, газовому фактору, коэффициенту усадки нефти, нефтенасыщенности и т. д.

• стратификация и корреляция разрезов скважин, вскрывших верхнеюрские отложения;
• увязка скважинных данных с результатами геофизических исследований. Построение структурной основы изучаемой территории по основным отражающим горизонтам;
• анализ перспектив нефтегазоносности региона и обоснование выделения перспективных горизонтов в юрских отложениях осадочного чехла;
• прогноз распространения высокоперспективных на нефть участков в пределах изучаемой территории;
• построение прогнозных схем распространения и толщин коллекторов для каждой перспективной зоны;
• описание истории геологического развития региона, в том числе  изучаемого участка;

• создание структурной модели - увязка данных бурения и сейсморазведки, определение скоростной модели среды, трассирование стратиграфических границ, выявление и трассирование разломов, построение структурных карт;
• создание литофациальной модели - построение палеосейсмических разрезов, расчленение целевых горизонтов на литофации по данным бурения с учетом особенностей рисунка сейсмической записи, палеорельефа, картирование литофаций, зон выклинивания коллекторов;
• комплексирование структурной и литофациальной модели с целью картирования наиболее перспективных зон локализации скоплений углеводородного сырья с учетом особенностей нефтегазовых генерационно-аккумуляционных систем.

Работа выполняется на основе исходных сейсмических данных, представленных суммарными временными разрезами, полученными разными организациями по неидентичным графам обработки с применением различающихся подходов к учету длиннопериодной составляющей влияния ВЧР.  Приоритетной задачей исполнителя является приведение всей совокупности данных к увязанной по частотным, динамическим и кинематическим параметрам сейсмической модели. На начальном этапе реализуется увязка сейсмических профилей в объеме сформированного каркаса для приведения их к единому стандарту – амплитудная нормировка, единый шаг между трассами, выравнивание амплитудно-частотных характеристик. С целью подготовки надежной основы для сейсмогеологического моделирования проводится детальная лито- и хроностратиграфическая корреляция разрезов скважин, стратификация отражающих сейсмических горизонтов, сопоставление индексации одновозрастных отложений. Уточняются пространственные границы, и положение в разрезе свит, проницаемых пластов и глинистых пачек, осуществляется их идентификация в объеме генерационно-аккумуляционных нефтегазовых систем.  Далее, по каротажным и керновым данным определяются фациальные обстановки осадконакопления по каждому из целевых горизонтов.

Данные работы учитывают результаты интерпретации данных ГИС, опробования, испытания, термометрии параметрических, поисково-оценочных и разведочных скважин, определения возраста пород, материалы лабораторных исследований керна (петрофизических, литологических и геохимических) и пластовых флюидов. 

В результате формируется следующий комплект материалов:

• схемы корреляции, литолого-стратиграфические профили, характеризующие основные тектонические элементы полигона исследований;
• каталоги стратиграфических разбивок скважин;
• результаты литофациального анализа каротажного и кернового материала;
• описание элементов нефтегазовых систем (материнских пород, резервуаров, покрышек), включая их геохронологические, геофизические, геохимические, фильтрационно-ёмкостные характеристики.

При необходимости проводится обработка и интерпретация каротажных кривых по выборочным скважинам, корректировка материалов ГИС и синтез недостающих кривых для выполнения процедуры сейсмостратиграфической привязки, которая реализуется в модуле SynPAK интерпретационного пакета Kingdom. По увязанному каркасу сейсмических профилей выполняется корреляция опорных и целевых отражающих горизонтов. Выявление дизъюнктивных нарушений, их трассирование по площади осуществляется путем визуального анализа временных разрезов. Критерием наличия разлома является резкая, локальная динамическая и кинематическая неоднородность ОВ по вертикали с характерными признаками: изменение характера волновой картины (ослабление или усиление амплитуды ряда отражающих горизонтов, резкое изменение формы записи); наличие зон с ослабленной амплитудой (динамический критерий); смещение осей синфазности (кинематический критерий); смена рисунка записи в районе предполагаемого разлома; наличие флексурного перегиба. Картопостроение, в том числе и построение карт изохрон, осуществляется с использованием геологической информационной системы Isoline (8.0), корреляция отраженных волн – в интерпретационном программном комплексе IHS™Kingdom® (2015). На основе выполненной сейсмостратиграфической привязки, значений t0, снятых с окончательных временных разрезов, исправленных за влияние ВЧР, строятся обобщенные карты изохрон опорных и целевых отражающих горизонтов, временных толщин сейсмостратиграфических комплексов, формируется глубинно-скоростная модель разреза изучаемой территории. Результаты построения скоростной модели представляются в виде зависимостей средней скорости от глубины и/или времени t0, в виде карт средних скоростей до границ, карт пластовых (интервальных) скоростей между границами, а также в виде одно, двух и трехмерных скоростных моделей изучаемой среды.

Комплексная интерпретация сейсмических, промыслово-геофизических и керновых данных, сопоставление априорной скважинной информации с образами и динамическими характеристиками волнового поля позволяют решить задачи прогноза структурных, литолого-петрофизических, генетических и иных характеристик геологического строения разреза. 

• палеотектонические реконструкции на основе анализа карт толщин, палеосейсмических разрезов (разрезов выравнивания) с целью определения локальных условий осадконакопления, источников сноса осадочного материала и площадного распределения объемов его аккумуляции;
• сейсмофациальный анализ по целевым продуктивным и перспективным пластам, региональным глинистым толщам;
• прогноз площадного распространения и толщин коллекторов и покрышек, нефтематеринских толщ;
• картирование границ элементов генерационно-аккумуляционных нефтегазовых систем – материнских толщ, вероятных каналов миграции, наиболее перспективных зон нефтенакопления.

Полученные данные закладываются в основу моделирования возможных объемов и механизмов генерации, эмиграции, миграции углеводородных флюидов, которые впоследствии сопоставляются с объемом ловушек зоны аккумуляции.

Этап 2. Оценка ресурсного потенциала района работ и разработка предложений по лицензированию и проведению ГРР.  Предусматривает проведение следующих работ:

• обоснование выделения перспективных на нефть зон в верхнеюрских отложениях;
• детерминистическая и вероятностная оценка ресурсного потенциала по выявленным перспективным объектам;
• оценка геологических рисков и неопределенностей для перспективных объектов;
• обоснование выбора первоочередных объектов для дальнейшего геологического изучения полевыми геофизическими методами;
• разработка предложений по проведению ГРР;
• расчет прогнозных показателей эффективности ГРР.

Актуальность работы обусловлена высокими перспективами нефтегазоносности баженовской свиты, возможностью открытия новых месторождений в районах с активно развивающейся производственной и транспортной инфраструктурой.

Методика решения поставленной задачи предусматривает совместную обработку и интерпретацию материалов региональных и площадных морских и наземных сейсморазведочных работ, увязку  разнородных сейсмических материалов 2D, с минимизацией расхождения амплитудных, фазовых и частотных характеристик сейсмической записи, обусловленных использованием различной регистрирующей аппаратуры и источников возбуждения сейсмических волн, параметров регистрации и схемы наблюдений, предоставление единого решения статических поправок, поля скоростей и амплитудно-фазовой коррекции. Корректный учет имеющихся на площади статических аномалий, связанных с особенностями строения ВЧР; интерпретацию данных ГИС по  параметрическим, поисково-оценочным, разведочным скважинам; прогноз наиболее перспективных высокопродуктивных зон в баженовской свите, локализация поисковых объектов, оценка перспективных и прогнозных ресурсов УВ сырья.

Результат работ - геологическая модель баженовской свиты в пределах Территории работ, обоснование подсчетных параметров, подсчет запасов нефти известных залежей, вероятностная оценка локализованных ресурсов нефти, паспорта перспективных объектов, оценка геологических рисков, предложения по геологическому изучению и лицензированию нераспределенного фонда недр. Предложения по рациональному освоению новых залежей нефти.