Флюидонасыщенные трещиновато-пористые слои в зонах нефтегазонакоплений с пластовым строением карбонатных пород

Геодинамические и палеотермические исследования зон нефтегазонакоплений (ЗНГН) в северо - западной части Прикаспийского бассейна, связаны с методологией комплексного изучения состояния углеводородных геосистем и с использованием различных способов выделения карбонатных трещиновато - пористых слоев в подсолевых палеозойских отложениях.

Приведены теоретические обоснования применимости различных геолого-геофизико-геохимических методов и показана результативность от принимаемых по ним технических решений, в конечном итоге, при- ведшая к успешности экспериментальных и практических разработок по определению геологических закономерностей и особенностей нефтегазоконденсатных залежей.

Полученные результаты позволяют выявлять и количественно оценивать уровень и динамику изменений термобарических условий нефтегазоконденсатных объектов в условиях интенсивной разведки и добычи нефти, газа, конденсата.

Масштабы и результаты изученности региона. Полнота и содержательность геологических, геофизических и геохимических данных северозападной прибортовой нефтегазоносной области и южной части Прикаспийской впадины, представляемых в современном свете, стали базовыми после открытия месторождений-гигантов, таких, как Карачага-нак и Тенгиз. Но в то же время, полученные данные о геологическом строении изучаемого северо-западного участка Прикаспийского осадочного бассейна свидетельствуют о необходимости продолжения научноисследовательских и дальнейших геолого-разведочных работ (ГРР) на нефть и газ [1].

Тектоника осадочных блоков Прикаспийского бассейна. Месторождения углеводородов (УВ) изучаемой территории связаны, в основном, с антиклинальными складками, причем большинство из них расположены в пределах свода, на своде и склонах которого находятся ЗНГН и ловушки различных типов, как структурные, так и литологические, связанные с локальными поднятиями, выклиниванием и стратиграфическим срезанием [2].

Перспективы нефтегазоносности северо - западного участка Прикаспийского осадочного бассейна связаны, вероятнее всего, с отложениями девоно-карбоно-пермского комплекса, с массивными газоконденсатными залежами УВ в коллекторах порового и кавернозно-трещинного типов. Основными направлениями геолого-геофизических исследований на этой территории являются следующие:

• 1.    Региональное доизучение осадочных бассейнов сейсмическими исследованиями МОВ ОГТ 120 с целью уточнения нефтегазоносности перспективных участков, особенно в части локализации УВ-ресурсов и их коммерческой оценки.

• 2.    Тематические исследования и обобщение материалов по северо-западной прибортовой нефтегазоносной области и южной части Прикаспийской впадины.

• 3.    Бурение поисковых скважин.

• 4.    Подготовка пакетов данных и проведение лицензионных конкурсов на право пользования недрами.

Экспериментально - практическое решение нового моделирования геоструктур, путем сопряжения геолого-геофизико-геохимических методов.

В данное время многие зарубежные нефтегазовые компании, активно освоили и перешли на создание блочных имитационных моделей месторождений УВ. Поэтому, мы считаем, что отечественные разработки имитационных моделей должны быть предельно адаптированы к современным международным стандартам и используемым программам, которые могут быть экспортированы для дальнейшей обработки с помощью программ оптимизации для составления модели изучаемого геологического объекта, основанных, в первую очередь, на определении таких параметров, как фильтрационно-емкостных свойств (ФЕС), истинной мощности, глубины, контуров залегания (кровля, подошва, ГНК-газонефтяной контакт, ВНК - водонефтяной контакт) пласта и других геолого-геофизикогеохимических (ГГГ) параметров для детального геологического изучения недр на основе создания эффективно действующих имитационных моделей отдельно взятого региона.

Итак, c применением метода ГГГ моделирования в работе предпринята попытка ответить на следующие вопросы:

• -    Какова пространственно-временная изменчивость УВ в трехмерных течениях бассейнового и суббассейнового масштабов?

• -    Какие внешние и внутренние факторы определяют изменчивость ФЕС УВ?

• -    Какова роль внутренних термогидродинамических процессов в изменчивости ФЕС?

Выводы: Вышеуказанные вопросы изучались в научном и практическом плане с различных позиций, а именно, путем применения составных и определенно-заданых (программных) ступеней изучения ГГГ, и научно-исследовательских и проектных работ (НИИиПР) по следующим категориям разделов: геология, геофизика, геохимия и программное обеспечение, суть и содержание которых более подробно изложены ниже.

Геология. Изучение геодинамики углеводородообразующих процессов в высокоперспективной северо-западной прибортовой нефтегазоносной области Прикаспийского бассейна проведено на основе сопряжения основ теории геологии, геофизики и геохимии: изучение тектоники подсолевых палеозойских отложений; выделение и систематизация региональных зон тектонических нарушений, связываются с поиском различных типов ловушек УВ в девонско - каменноугольно-пермских отложениях. В целом выделенный стратиграфический комплекс составляет особый структурно-генетический ряд углеводородных объектов Прикаспийской впадины [2]. Для глубокого понимания основного материала, вначале были взяты сведения из классической теории геоинформации, тектоники плит, уяснены основные понятия из классической теории нафтидогенеза, традиционной теории происхождения нефти [4].

В процессе проведения работ учтены первоначальные фазовые состояния пластовых флюидов и протекающие процессы в конденсированных жидких и газообразных средах, технологии и методы, влияющие на изменения первоначального (естественного) состояния залежи. Для проведения анализа и отображения многомерной информации изучены основные типы перераспределения пластовой энергии в пластовых системах и причины неравномерного падения давления в проницаемых и непроницаемых зонах.

В ы в о д ы : Изложенные в работе результаты, относящиеся к неоднородной изотропной подземной среде на стадии ее эволюции и на последующих геологических этапах, могут быть успешно использованы в качестве методической основы для палеогеодинамиче-ских реконструкций раннедокембрийских областей, в целях продолжения углеводородного прогноза и подтверждений объективности оценки перспектив нефтегазоносности северо-западной прибортовой нефтегазоносной области и южной части Прикаспийской впадины и ее акваториального продолжения.

Геофизика. Вначале обратим внимание на понятие динамического равновесия, которое часто используется для характеристики естественного состояния залежи УВ, незатронутого разработкой. За миллионы лет все природные процессы должны как будто сба-лансироваться между собой, прийти к полному равновесию, а затем, по известным причинам (влияние человека), нарушается равновесие природных процессов. Поэтому значительное внимание было уделено анализу и обоснованию физической постановки задачи, формулировке модели, выбору оптимальной схемы решения уравнений геофизической модели. Так, например, проведена оценка характера насыщения карбонатного коллектора и изучение особенностей геологического строения Карачаганакского нефтегазоконденсатного месторождения (КНГКМ) по данным геофизических исследований скважин (ГИС) [5] и сопоставление их с геолого-геофизической обстановкой и сейсмичностью рассматриваемого региона, по результатам работ проведены ГГГ реконструкции. Они включают, в основном, работы последних лет, связанные с мониторингом сейсмоактивных областей и прогнозом землетрясений, посредством изучения эффективности совмещения технологий GPS-наблюдений и полевых сейсмоисследований. Некоторые вопросы посвящены рассмотрению модели воздействия обратной закачки газа (сайклинг-процесс) на конденсированные среды подземного резервуара при контроле за ходом разработки КНГКМ. Рассмотрена роль изменения поверхностных и пластовых параметров закачки газа (Т, Р и др.), вызывающие процессы нагревания закачиваемого вещества - газа, в линейных и нелинейных режимах, а также нетермические эффекты, сопровождающие нагрев газа до закачки в пласт (трения о детали оборудования и др.).

Для раскрытия эффективности радиоактивных измерений с применением меченых атомов при проведении исследований в скважинах изучены основы теории проведения исследований методом меченого вещества. На основе изученных данных, автором разработана методика «Применение нейтронного вещества (меченого атома) наряду с другими традиционными методами ГИС при контроле за ходом разработки нефтегазоконденсатных месторождений» [3].

Выводы: Систематизированы и подробно изложены известные и полученные к настоящему времени, по данным ГИС, особенности распространения закачиваемого газа в пласт и фронта продвижения жидкостей к стволам скважин, по данным изучения акустомаг-нитного и магнитоакустического эффектов и радиоактивных измерений.

Геохимия. Лабораторными методами рассматривались геохимические свойства главного продукта синтеза органического вещества (ОВ) - жидких и конденсированных пластовых УВ систем в условиях раз-газирования. На основе использования стандартного химико-аналитического анализа нефтей, проведена типизация изменчивости ФЕС, получены ее фоновые значения и предложены количественные критерии оценки ее изменчивости при снижении давления до давления начала конденсации (Рнк) и давления насыщения (Рнас), т.е. посвящены исследованиям физикохимических свойств нефти и газа их смесей в пластовых условиях, особенностей протекания термобарических процессов с участием различных (жидких и газообразных флюидов и техники лабораторных экспериментов, разделение и анализ веществ, модифицирование объема и поверхности различных проницаемых и непроницаемых сред и др.).

На заключительном этапе лабораторные работы включали обработку результатов рассмотрения данных о составе и построении комплексных исследований УВ методами химико-аналитического анализа нефти. Основной акцент в работе сделан на определение особенностей компонентосодержания легких и тяжелых УВ различных стратиграфических комплексов, изучение зависимости их состава и строения от способа и условий образования ОВ.

По нашим данным и данным других исследователей [2], проводивших формирования структур северозападной прибортовой нефтегазоносной области Прикаспийской впадины, степень преобразования ОВ и диапазон палеотемператур (110…200°С), вполне способствовали практически полной реализации нефте-и газоматеринского потенциала сапропелевого и гумусового растворенного органического вещества (РОВ) подсолевой толщи. Надежность размещения нефтяных скоплений здесь составляет от 3,7 до 6,2 км. В целях раздельного прогноза использовались данные по составу нерастворимого органического вещества (НОВ), так как элементный и вещественный состав керогена дает возможность с высокой степенью достоверности определять генетический тип исходного ОВ и стадии его катагенеза. Более того, анализ углеводородного состава выделяющихся из керогена газообразных и жидких продуктов позволяет однозначно судить о преимущественно нефте-или газоносности вскрываемых осадочных толщ.

Выводы: Основываясь на ряде предложенных признаков, рассматриваемые флюиды можно отнести к вторичным газоконденсатным системам с нефтяной оторочкой. На примере палеозойских отложений КНГКМ удалось установить, что состав низкокипящих УВ, выделяемых из пород, отражает возможное наличие нефтяной, газовой или газоконденсатной залежи в исследуемых отложениях.

Программное обеспечение ГГГ методов и НИИиПР. Одной из рекомендуемых нами является программа Geoblock. Программа рассчитана для персонального компьютера для геомоделирования и визуализации [6], а также "Геолого-промысловый автоматизированный комплекс" (Геопак), адаптированная к приближенным к реальным условиям конкретной залежи.

Выводы: Таким образом, областью применения программ Geoblock и «Геопак» являются задачи предварительной подготовки исходных данных для моделирования геоструктур, путем сопряжения геолого - геофизико-геохимических методов в целях детального геологического расчленения и корреляции продуктивных горизонтов, оценки и учета сложности геологического строения пластов КНГКМ, геометризация залежей и подсчет запасов нефти и газа, подготовка двухмерных и трехмерных числовых геологических моделей залежей.