Актуальность работы.
В настоящее время в пределах Республики Татарстан (РТ) в связи со значительной степенью выработанности запасов открытых ещё в 40-х-60-х гг. XX в. крупных и уникальных месторождений все большую актуальность приобретают поиски и разведка средних и мелких скоплений углеводородов. Традиционные районы добычи к настоящему времени изучены предельно детально, пробурены десятки тысяч эксплуатационных скважин, густой сетью покрывшие районы локализации наиболее крупных положительных тектонических элементов осадочного чехла. В связи с исключительной степенью изученности сколько-нибудь ощутимые приросты запасов углеводородов в результате геологоразведочных работ (ГРР) здесь маловероятны. Поэтому уже сегодня складывается ситуация, когда недропользователи вынуждены все чаще и чаще обращать свос внимание на зоны, считавшиеся ранее мало перспективными.
Одной из таких зон является северо-восток РТ, который в геологическом отношении изучен крайне неравномерно. С одной стороны, здесь находятся эксплуатируемые уже много лет месторождения (Кучуковское, Азево-Салаушское, Контузлинское, Дружбинское и др.), с другой, — огромные территории, лежащие между месторождениями, изучены очень слабо: разрозненные данные отдельных сейсмических партий 60-х — 90-х гг. прошлого века и очень редкая сеть глубоких скважин отнюдь не дают ответа на вопрос о деталях структурного плана целевых горизонтов. Более того, не ясны детали строения даже «старых» месторождений. На некоторых из них до недавнего времени даже не были установлены уровни ВНК и надежные структурные планы основных отражающих горизонтов, позволяющие планировать размещение эксплуатационных скважин, в результате чего бурение велось зачастую на далеко не оптимальных в нефгегеологическом отношении участках. Вместе с тем, последние исследования ясно показали, что северо-восток РТ заслуживает, несомненно, гораздо больше внимания, нежели ему уделялось ранее. Это подтверждает открытие в 2005 г. уникального Мензелинского месторождения, приуроченного к верхнедевонско-турнейской рифовой постройке амплитудой более 360 м и толщам её облекания. Дебит нефти из верейских отложений при испытании в открытом стволе составил 129 м3/сут, что уже само по себе является неординарным фактом для данной территории. В 2006 г. открыта залежь нефти в тульском горизонте на Чекалдинском поднятии, на северном обрамлении Азево-Салаушского месторождения. В 2004 — 2006 гг. был подготовлен к разведочному бурению целый ряд локальных поднятий, пропущенных при предыдущих исследованиях.
Таким образом, перспективность рассматриваемой территории несомненна. Однако геологические условия требуют применения здесь принципиально иного подхода к изучению и разведке, а в особенности к обработке первичпых материалов, чем это делалось ранее.
Основными целями диссертационной работы являлись: выявление новых направлений геологоразведочных работ на северо-востоке Республики Татарстангеологическое моделирование высокопродуктивных локальных объектов для их оптимального освоения.
Исходя из поставленных целей решались следующие задачи: анализ результатов комплексного применения различных геологических, геохимических и геофизических методов изучения геологического строения и прогноза нефтеносности в отложениях девона и карбона, выбор рационального комплекса этих исследований в условиях северо-востока РТизучение перспектив нефтеносности осевых зон Камско-Кинельской системы прогибов (ККСП) и, прежде всего, изучение палеогеографических условий и их эволюции в пределах осевой зоны Актаныш-Чишминского прогиба ККСП на протяжении позднего девона и раннего карбонаопределение внутреннего строения и распределения пустотности в пределах Мензелинского рифа на основе изучения кернового материала и данных геофизических исследований скважинпостроение полной трехмерной геологической модели Мензелинского рифа, выяснение условий формирования таких построек и факторов, влияющих на их нефтенасыщение, выбор основных направлений поиска их аналогов.
Фактический материал.
В работе использованы геолого-промысловые данные и промыслово-геофизические материалы (ГИС) по 265 разведочным и 30 эксплуатационным скважинам в пределах Мензелинского, Агрызского, частично Тукаевского и Менделеевского районов Республики Татарстан, керновый материал по 3 разведочным скважинам (макрообразцы, 38 больших шлифов), макроописания керна, данные лабораторных исследований керна, результатов микропалеонтологического анализа в скважинах, результаты обработки и интерпретации более 3480 пог. км сейсмических материалов МОГТ разных лет, результаты исследований территории геолого-геохимическими (ГГХМ, БГХТ), геофизическими (ДНМЭ, «Нейросейсм»), аэрокосмогеологическими (АКГИ) и другими методами.
Большинство примеров в диссертационной работе приведено по Мензелинскому, Кучуковскому, Дружбинскому и Волковскому нефтяным месторождениям.
Для сравнения и анализа использованы материалы по соседним Азево-Салаушскому, Контузлинскому, Бахчисарайскому и Озерному нефтяным месторождениям.
Научная новизна.
Впервые на территории Татарстана осуществлен сейсмический прогноз распространения терригенных и нефтепродуктивных карбонатных пород-коллекторов, обоснованы комплексы методов их изучения в сложных геолого-геофизических условиях северо-востока РТ. Впервые построена детальная геологическая модель карбонатной органогенной постройки, находящейся в пределах осевой зоны ККСП, изучено ее внутреннее строение, установлены факторы, влияющие на распределение в ней пустотности различных типов. Предложен палеогеографически обоснованный механизм формирования таких построек, указаны основные направления поиска их аналогов. Впервые построена трехмерная геологическая модель такой постройки, основанная как на фактическом материале, так и на представлениях об условиях ее развития.
Реализация результатов исследований и практическое значение работы.
Результаты исследований и рекомендуемые автором направления геологоразведочных работ в рассмотренном регионе переданы нефтяной компании ОАО «РИТЭК» и в НГДУ «ТатРИТЭКнефть» в виде схем, карт, разрезов и электронных геологических моделей, составленных автором и при его непосредственном участии. Обоснованы конкретные рекомендации на поиск аналогов Мензелинского рифа в пределах осевой части Актаныш-Чишминского прогиба ККСП.
Апробации работы и публикации.
Результаты проведенных исследований по теме диссертации докладывались на НТС ОАО «РИТЭК» и ЗАО «МиМГО», изложены в трёх публикациях и в шести отчетах по научно-производственным работам ЗАО «МиМГО».
Структура и объем работы.
Диссертационная работа содержит 162 страницы текста, состоит из 5 глав, введения и заключения. Работа иллюстрирована 58 рисунками. Список использованной литературы насчитывает 103 наименования.
Автор признателен преподавателям кафедры геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ за консультации и дискуссии по теоретическим и практическим вопросам, рассмотренным в работе.
Автор благодарит коллектив ЗАО «МиМГО» имени В. А. Двуреченского за помощь в решении теоретических и практических вопросов нефтяной геологии.
Автор благодарит за научные консультации к.г.-м.н. В. Е. Зиньковского в области сейсморазведки, С. С. Гаврилова в области литологии, к.г.-м.н., Н. Ю. Холмянскую в области прогнозирования типов геологического разреза, к.г.-м.н. Н. Е. Соколову в области структурных построений.
Особую благодарность за неоценимый вклад при написании данной работы автор выражает к.г.-м.н. H.H. Бакуну и к.г.-м.н. Т. Е. Ермоловой.
Заключение
.
Следствием проведенной работы явились следующие результаты:
1. Впервые на территории РТ осуществлен сейсмический прогноз типов разреза в межскважинном пространстве методами СВАН, ФА ПАРС и ФА СВП для терригенных отложений тульского, бобриковского и кыновского горизонтов, а также для карбонатных отложений верхней части турнейского яруса;
2. Предложен рациональный комплекс методов изучения геологического строения и нефтеносности, позволяющий наиболее полно учитывать сложные геолого-геофизические условия северо-востока РТ и с высокой степенью точности выделять локальные объекты, перспективные на поиск залежей углеводородов. Данный комплекс включает в себя:
— обработку данных сейсморазведки по усложненному графу с применением процедуры миграции сейсмограмм до суммирования, структурные построения методом взаимных точек, проверку качества структурных построений дстализационным анализом временных разрезов и их трансформаций, а также методом сейсмолокации бокового обзора (СЛБО);
— прогноз типов разреза в межскважинном пространстве и контроль качества прогноза методами динамической инверсии данных сейсморазведки, а также с позиции анализа возможных палеогеографических условий формирования коллекторов;
— методы «прямого» прогноза нефтеносности: комплекс геолого-геохимических и геофизических методов (ГГХМ) и дифференциально-нормированный метод электроразведки (ДНМЭ);
3. В пределах северо-востока РТ выделено 4 палеогеографических зоны, характеризующихся различными условиями образования рифогенных карбонатных толщ в зависимости от различного положения относительно прогибов Камско-Кинельской системы, в качестве наиболее перспективных выделены постройки, формировавшиеся в приосевых частях ККСП;
4. Предложена модель формирования Мензелинской карбонатной органогенной постройки-рифа, расположенной в осевой зоне ККСП, выявлены основные палеогеографические н палеотектонические факторы, влиявшие на ее развитие;
5. Установлено, что внутренняя эффективная пустотность в органогенных известняках Мснзелинского рифа обусловлена сложным сочетанием кавернозности и трещиноватости, вызванных изменениями первичного облика породы вторичными процессами в процессе литогенеза;
6. Построена трехмерная геологическая модель Мензелинского рифа с учетом как фактического материала, так и представлений об условиях его образования.
В работе защищаются следующие положения:
1. Рациональный комплекс геолого-геофизического изучения особенностей строения региональных и локальных нефтеносных горизонтов на северо-востоке Республики Татарстан включает в себя совместный анализ результатов геологических, геохимических и геофизических методов прогноза нефтеносности и изучения геологического разреза.
2. Осевые части прогибов ККСП, традиционно считавшиеся зонами с пониженными перспективами поисков нефти и газа, имеют на самом деле весьма высокий нефтегазовый потенциал.
3. Внутренняя пустотность Мензелинского рифа подразделяется на 2 типа: трещинную и кавернозную и является результатом вторичных преобразований тела карбонатной органогенной постройки, при этом особенности вторичных преобразований определяются первичной структурой породы.
4. Разработка и эксплуатация таких сложных по внутреннему строению природных резервуаров, связанных с ККСП, как Мензелинский риф, в настоящее время может быть основана только на результатах трехмерного моделирования.
Основные положения диссертации изложены в следующих опубликованных работах:
1. Основные данные о строении Мензелинского нефтяного месторождения в депрессионной зоне Актаныш-Чишминского прогиба и поиск его аналогов // Технологии сейсморазведки, 2007, № 4, с. 46−53.
2. Сейсмогеологические критерии выделения и особенности строения и нефтеносности органогенных построек на северо-востоке Республики Татарстан // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений, 2008, № 1, с. 52−62 (соавторы: A.C. Якимов, H.H. Бакун, Т.Е. Ермолова).
3. Перспективы поиска неантиклинальных ловушек в терригенных отложениях верхнего девона и нижнего карбона на северо-востоке Республики Татарстан // Отечественная геология, 2007, № 6, с. 33−41 (соавторы: A.C. Якимов, Т.Е. Ермолова).
