Объектом исследования является неокомский нефтегазоносный комплекс суши северной части Западной Сибири.
Территория исследования включает Ямало-Ненецкий Автономный округ (Надым-Пур-Тазовский регион, п-ов Ямал и п-ов Гыдан). В тектоническом плане территория исследования охватывает Ямало-Тазовскую мегасинеклизу, в состав которой входят Ямало-Гыданская синеклиза, Мессояхская гряда и Надым-Тазовская синеклиза.
Актуальность темы
В настоящее время существенно возрастает роль неокомских отложений в приросте запасов и добыче газа, так как степень разведанности ресурсов этого комплекса ниже, чем вышележащих сеноманских отложений, а объемы неразведанных ресурсов в этих комплексах сопоставимы. Поэтому анализ строения, условий газоносности и прогноз освоения ресурсов газа неокомских отложений северных районов Западной Сибири является актуальным исследованием.
Целью работы является прогноз освоения ресурсов газа неокомского комплекса северной части Западно-Сибирской плиты на длительную перспективу на основе формационного анализа и выявления закономерностей размещения залежей.
Достижение цели включало решение следующих конкретных задач:
1. Выделение формаций в вертикальном разрезе осадочного чехла, в том числе в неокомском комплексе, выявление особенностей геологического строения и изменения неокомских формаций.
2. Выявление особенностей нефтегазоносности сероцветной песчано-глинистой формации нижнеапт-берриасского возраста смешанного происхождения.
3. Разработка на основе ретроспективного анализа (по ряду районов России) методики прогноза порядка открытия месторождений разного класса крупности по временным этапам геологоразведочных работ.
4. Прогноз освоения ресурсов песчано-глинистой нижнеапт-берриасской формации.
Научная новизна.
В соответствии с парагенетическим принципом выделения формаций уточнен формационный ряд мезозойско-кайнозойского осадочного чехла северной части Западно-Сибирской плиты и дана краткая характеристика каждой выделенной формации. Уточнен генезис формаций неокомского комплекса (сероцветной песчано-глинистой со слабой битуминозностью склонового происхождения берриасс-валанжинского возраста — ачимовской и сероцветной песчано-глинистой со слабой спорадической угленосностью шельфового и частично континентального происхождения нижнеапт-берриасского возраста — неокомской), выявлены общие особенности их строения, в том числе выделены субформации, их распространение и изменения по площади.
Уточнены особенности газоносности неокомской формации (включая количественные показатели).
Выполнен прогноз структуры начальных суммарных ресурсов (НСР) газа неокомской формации и неразведанной их части по крупности месторождений с применением методики, основанной на распределении Парето.
Установлен закономерный порядок открытия месторождений разного класса крупности по временным (десятилетним) этапам геологоразведочных работ.
Защищаемые положения:
1. Обоснование выделения в формационном ряду осадочного чехла севера Западной Сибири песчано-глинистой формации нижнеапт-берриасского возраста (неокомской), уточнение ее генезиса, строения и общих черт нефтегазоносности.
2. Прогноз структуры НСР, неразведанных ресурсов неокомского комплекса, ожидаемых приростов и текущих разведанных запасов газа на разные периоды XXI века по классам крупности скоплений, по методике, основанной на распределении Парето.
3. Методика прогноза открытия месторождений разных классов крупности по временным этапам геологоразведочных работ.
4. Прогноз вероятной динамики годовых уровней добычи газа из неокомской формации на перспективу до конца XXI века.
Практическая значимость результатов работ.
Выполнен прогноз:
— вероятного изменения структуры запасов газа в XXI веке неокомской формации для научно-обоснованного планирования ГРР;
— объемов бурения, который базировался на прогнозе структуры прироста запасов по крупности месторождений, с учетом коэффициента успешности разведки, глубины поисковых и разведочных скважин на неокомский комплекс, данных о среднем числе поисковых и разведочных скважин на месторождениях конкретного класса крупности и среднем числе поисковых скважин на площадях, оказавшихся непродуктивными;
— динамики годовых уровней добычи, который прогнозировался по периодам исходя из ожидаемого состояния запасов газа на начало периода (при этом раздельно определялась добыча из запасов высоконапорного и низконапорного газа).
Данный прогноз нашел отражение в научно-исследовательских отчетах, и использован при планировании развития сырьевой базы ОАО «Газпром», в том числе на перспективу до конца XXI века.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались:
— на Пятой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России (РГУ нефти и газа, Москва, 2003 г.);
— на Международной научной конференции «ВНИИГАЗ на рубеже веков: Наука о газе и газовые технологии» (ВНИИГАЗ, 2003 г.);
— на XIII научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (ТюменНИИгипрогаз, Тюмень, 2004 г.);
— на XIV научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (ТюменНИИгипрогаз, Тюмень, 2006 г.);
— на Седьмой Всероссийской конференции молодых ученых, специалистов и студентов по проблемам газовой промышленности России (РГУ нефти и газа, Москва, 2007 г.);
— на I Международной научной конференции «Мировые ресурсы и запасы газа и перспективные технологии их освоения» WGRR 2007 (ВНИИГАЗ, Москва, 2007 г.).
Публикации. По теме диссертации автором опубликовано одиннадцать работ, из них две — в журнале, входящем в «Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, выпускаемых в РФ, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соискание ученой степени кандидата наук» ВАК Минобрнауки РФ.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, рисунков, таблиц. Общий объем диссертации составляет 148 страниц, в том числе 52 рисунка, 19 таблиц.
Список использованных источников
содержит 113 наименований.
Заключение
.
Основными результатами диссертационной работы являются следующие: 1. В результате анализа мезозойско-кайнозойских отложений севера Западной Сибири удалось впервые расчленить весь разрез этой территории на формации. В соответствии с парагенетическим принципом выделен ряд формаций, имеющих практически полностью терригенный состав. Дана характеристика формаций неокомского возраста, включая выделение субформаций, рассмотрены их распространение и изменения по площади.
Проведенное обобщение геологических материалов позволило уточнить черты генезиса и выявить общие особенности строения неокомских формаций, в частности, состав и размещение пластов-коллекторов. Специфика формаций предопределяет индивидуальность характера их газоносности, что важно для объективной оценки перспектив дальнейших поисков залежей газа и конденсата в неокоме севера Западной Сибири.
2. Выявлены особенности нефтегазоносности сероцветной песчано-глинистой со спорадической угленосностью шельфового и частично-континентального происхождения формации нижнеапт-берриасского возраста (неокомская Ф). В неокомской Ф содержание нефти в пластах увеличивается вниз по разрезу от нижней части апского яруса (22% от суммарных геологических запасов нефти и газа по всем районам) к валанжинскому (61%). Газонасыщенные толщины отдельно взятых пластов месторождений рассматриваемой формации лежат в пределах от 1 м до 20 и более м. Наибольшее количество из них (30%) имеет газонасыщенную толщину 2−4 м. Количество залежей в месторождениях колеблется от 1 до 35 пластов. Основную часть (62%) составляют месторождения содержащие от 1 до 5 пластов. Пласты обладают не полной выдержанностью, хотя некоторые прослеживаются как от месторождения к месторождению, так и в пределах литолого-фациальных районов. Пласты по латерали могут выклиниваться, объединяться друг с другом и расчленяться на несколько частей, некоторые из них представляют собой линзы. Значения пористости коллекторов лежат в интервале от 12% до более 28%. У наибольшего количества исследованных образцов (27%) пористость составляет 18%. Значения проницаемости коллекторов изменяется от 0,025 до 0,325 мкм2. Наибольшее количество исследованных образцов (41%) имеют проницаемость 0,025 мкм, около 18% образцов имеют проницаемость 0,05 мкм. Значение водонасыщенности неокомской формации варьирует в пределах от 10 до 55%. Глубина залегания кровли продуктивных пластов находится в пределах от 1655 м (Харасавейское месторождение Ямальской НТО) до 4059 м (Самбургское месторождение Надым-Пурской НТО). Основная часть залежей залегает на глубине 2200−2800 м. Значения пластовых температур формации колеблется от 26 °C до 108 °C. На средних глубинах залегания кровли горизонтов (2200−2800 м), пластовые температуры изменяются от 51 °C до 95 °C. Содержание стабильного конденсата.
3 3 в залежах формации, колеблется в пределах от 23 г/м до 684 г/м Большинство л залежей (44%) содержит 101−200 г/м стабильного конденсата.
3. Выполнен анализ освоенности запасов и ресурсов апт-неокомского комплекса. Начальные суммарные ресурсы газа апт-неокомского комплекса принимаются автором в 27, 653 трл. м3. Разведанность НСР апт-неокомского комплекса рассматриваемой территории на начало 2007 г. составляет 42% (НПТР — 51%, Ямал — 50%, Гыдан — 15%). Выработанность запасов газа апт-неокомского комплекса ЯНАО на тот же период составляет 7%. Выработанность запасов НПТР достигла 15%. Проведенный анализ явился основой для дальнейшего долгосрочного прогноза освоения ресурсов газа неокомской формации.
4. Рассмотрен вопрос о порядке открытия месторождений нефти и газа разной крупности, и о количественных закономерностях формирования совокупности месторождений, открываемых за выбранный период поисковых работ, как выборки из общей совокупности месторождений не открытых на начало периода. На основе ретроспективного анализа разработана методика прогноза порядка открытия месторождений разного класса крупности по временным этапам геологоразведочных работ. Результаты этого анализа по сеноманским и отдельно неокомским газовым скоплениям Западной Сибири, газовым месторождениям Северного Кавказа и нефтяным скоплениям Волго-Уральской провинции показали, что из самого крупного существующего класса за десятилетний период открывается в среднем 74% имевшихся в остаточной совокупности месторождений, из второго — 38%, из третьего условного класса — 23% из четвертого — 9%, из пятого — 4%, из шестого — 1,1%. Для прогноза приростов запасов и набора месторождений, которые будут открыты за десятилетний период использованы указанные выше доли (%) выявления скоплений в каждом реально существующем на начало периода классе крупности.
5. Поскольку процесс подготовки запасов газа зависит от многих факторов и не все они являются предсказуемыми, в данной работе представлен один из вариантов развития газодобычи неокомской формации. В течение XXI века будет происходить постепенное, но неуклонное разубоживание текущих разведанных запасов и остаточных неразведанных ресурсов. Главными составляющими негативных изменений в качественной структуре запасов неокомской формации являются: уменьшение во времени доли запасов в крупнейших и крупных месторождениях и рост их в средних и мелких скопленияханалогичные изменения будут происходить в структуре остаточных неразведанных ресурсовпоследовательное снижение доли высоконапорного газа в общем объеме текущих геологических разведанных запасов и накопление в балансе низконапорного газа и неизвлекаемой частипри прогнозируемых весьма высоких объемах геологических разведанных запасов природного газа неокомской формации на рубеже XXI и в XXII веков (10,3 трлн м) доля о высоконапорного газа будет менее 20% (2 трлн м), а неизвлекаемая часть геологических текущих запасов будет составлять около 44%- снижение доли и абсолютного объема высоконапорного газа прогнозируется на фоне непрерывного прироста новых запасов. Достижение указанных уровней добычи будет зависеть от обеспечения приростов новых запасов в течение XXI века.
Ожидается, что в северных районах Западной Сибири на XXII век перейдут крупные количества геологических запасов газа, в объеме которых высоконапорный газ будет иметь очень небольшое значение, не будут исчерпаны и неразведанные ресурсы, составляющие резерв для подготовки новых запасов в XXII веке, однако они будут сосредоточены исключительно в мелких месторождениях.
6. Дан прогноз объема бурения с учетом структуры прироста запасов по месторождениям разного класса крупности. Объем бурения на месторождениях формации (без учета бурения на пустых структурах) за период с 2007 до 2100 гг. составит 18 604,8 тыс. м. Средняя глубина скважины принята постоянной во всех периодах и составляет 3400 м. При заданном коэффициенте успешности 0,3 наряду с 1193 месторождениями прогнозируется разбурить 2686 пустых структур. Среднее число скважин на пустых структурах было принято равным 2. Общий метраж поисково-разведочного бурения, который включает объемы бурения на месторождениях и на пустых структурах, в неокомской формации за период 2007;2100 гг. по прогнозу составит 36 869,6 тыс. м.
