6. Зоны нефтегазонакопления – объекты локального прогноза
Существенное повышение эффективности поисков УВ может быть достигнуто изучением не только традиционных локальных антиклинальных структур, но и изучением, главным образом, локальных неантиклинальных объектов не самих по себе, а как составных частей систем – ЗНГН.
Проблема ЗНГН по заданию Мингео СССР в 80 –е годы прошлого столетия фундаментально исследовалась во ВНИГРИ [1, 4, 5, 15, 26, 27, 52 и др.].
ЗНГН – определенная система ловушек, которая служит объектом поисковых работ.
Нефтегазоносные зоны, приуроченные к поднятиям, могут точно совпадать с ЗНГН, которые часто выделяются в пределах всего осадочного чехла. Но, чаще, эти зоны не совпадают; отклонение тем сильнее, чем больше влияние свойств пород на размещение залежей в конкретных интервалах разреза.
ЗНГН выделяются в НГК – мощных и относительно гидродинамически изолированных толщах осадочных пород, состоящих из проницаемой части и региональной покрышки и характеризующихся единством условий нефтегазонакопления (Б.А.Лебедев, Б.М.Фролов, 1985).
Однако – в некоторых бассейнах интервал разреза , включающего ЗНГН, может возрастать и достигать (захватывать) не только базальные горизонты чехла, но и породы фундамента (В.Б.Арчегов, 1982-1995). В других случаях ЗНГН может сужаться до одного продуктивного пласта (Б.А.Лебедев, 1985).
В США поисковым региональным объектом является часть продуктивного разреза, приуроченная к однородному резервуару, перекрытому надежной покрышкой, с однородными флюидными и инженерными условиями, примыкающая к области генерации в период миграции из последней (этому и наличию нефтегазоматеринских пород придается решающее значение).
Т.К.Баженова (1995) считает, что формированию ЗНГН способствует определенное дифференцированное (ступенчатое) расположение, различных блоков земной коры друг относительно друга, сложившееся в эпоху активной работы ОНГО.
ЗНГН, выделяемые в пределах НГК, соответствуют определенной системе ловушек, в качестве которой могут быть выделены:
группа поднятий;
зона регионального стратиграфического выклинивания, связанная с длительными размывами и включающая серию срезанных эрозией проницаемых пластов, перекрытых покрышками;
зона регионального литологического выклинивания, связанная, например, со сменой песчаной формации краевого прогиба песчано-глинистой платформенной формацией и также включающая серию выклинивающихся проницаемых тел;
зона повышенной песчанитости (речные отложения);
группа палеоподнятий, позднее расформированных (погребенных);
приразломная зона, сопровождающаюся интенсивными трещиноватостью и выщелачиванием;
газогидратная и подгидратная (криогенная) зона;
зона на перегибе крутой моноклинали, где мощный инфильтрационный поток создает региональный гидродинаический барьер.
Возможно обнаружение неизвестных пока экранированных коллекторских систем, физическое состояние которых благоприятно для аккумуляции УВ. Каждая система характеризуется преобладанием ловушек определенного типа (Б.А.Лебедев и др., 1985; А.Н.Золотов и др., 1986).
Не всякая система ловушек является ЗНГН. Наличие залежей нефти и газа определяются этапами: генерации, миграции, аккумуляции и консервации (сохранности) (рис. 1). Однако поскольку выделение ЗНГН производится только в пределах перспективных территорий, два первых этапа можно не рассматривать. Тогда степень обогащенности ЗНГН относительно смежных территорий и характер распределения залежей определяются исключительно условиями аккумуляции и сохранностью залежей в ходе последующей истории развития территории (В.В.Самсонов, Б.А.Лебедев, 1986).
Если систему ловушек характеризует неоднородность пород по физическим параметрам (пористости и проницаемости), то механизм аккумуляции определяется свойствами заключенных в поровом пространстве флюидов (А.Н.Золотов и др., 1986).
В итоге можно сформулировать следующее определение: ЗНГН – система ловушек, локализованных в нефтегазоносном бассейне (чаще всего в НГК), характеризующаяся общностью механизма аккумуляции УВ.
Предложенное определение позволяет выделять ЗНГН в разнообразных НГБ, типизировать их и целенаправленно проводить изучение и опоискование.
Главная закономерность формирования ЗНГН – наличие горизонтальной и вертикальной неоднородностей в физических свойствах пород и заключенных в их поровом пространстве флюидов, которая обусловливает дискретную концентрацию залежей нефти и газа внутри перспективной части НГБ (А.Н.Золотов, В.В.Самсонов, Б.А.Лебедев, 1986) [25].
Вопросы вертикальной и горизонтальной неоднородностей земной коры, их взаимоотношении в геологическом пространстве, влиянии на условия формирования ЗНГН и залежей нефти и газа, дискретности этих процессов, выраженной через совокупность разномасштабных блоков и межблоковых систем, различающихся по своим индивидуальным нефтегазогеологическим параметрам, обстоятельно исследованы во ВНИГРИ в 1994-2000 г.г..
Модели зон нефтегазонакопления и их типизация. Интервал разреза, в котором фиксируется ЗНГН, определяется особенностями НГК, выделяемых в разрезе НГБ. Отсюда следует, что классификация ЗНГН должна опираться на классификацию НГК. Основой типизации НГК является вертикальная и горизонтальная неоднородности физических свойств пород, определяющая характер миграции УВ и их аккумуляции в залежах. Эта неоднородность контролируется первичными и вторичными признаками (А.Н.Золотов и др., 1986). По первичным признакам Б.А.Лебедевым, Б.М.Фроловым, В.В. Самсоновым и А.Н.Золотовым, обобщившим в 1985-1986 г.г. обширный материал, обособляются три группы НГК [25, 26] (рис. 5, 6, 7):
*существенно терригенные с высокой песчанитостью (25-50%) и соответственно с широким проявлением латеральной миграции флюидов;
**существенно карбонатные и существенно глинистые с низкой песчанитостью (10-25% и меньше) и ограниченными возможностями латеральной миграции;
***сложенные сильно и очень сильно уплотненными породами.
Выделенные группы НГК принципиально отличаются по соотношению тектонических и литологических факторов, контролирующих залежи УВ.
В НГК первой группы морфология современной структуры практически полностью определяет особенности размещения залежей (рис. 5). Латеральная миграция УВ обусловливает преимущественное скопление их в антиклинальных структурах. В НГК второй и третьей групп литологический фактор всегда существенный. При выделении ЗНГН в них надо обязательно учитывать и современную структуру, и особенности распределения коллекторов.
В НГК второй группы доля первичных коллекторов небольшая, но она достаточна для размещения больших запасов УВ (рис. 6). Сложные по морфологии песчаные тела весьма осложняются вторичныи процессами. Песчаные тела, приуроченные к русловым, дельтовым, баровым отложениям, органогенные постройки в карбонатных породах служат основными элементами зон нефтегазоносности (ЗНГ). С перерывами связано и формирование зон стратиграфического выклинивания – важнейших элементов ЗНГН. Связь залежей с современной структурой существенна – размещение фаций и коллекторов тесно связано с конседиментационной структурой, а сильное отклонение современной структуры от конседиметационной для слабо и умеренно уплотненных толщ отмечается редко.
Рис. 5. Модели зон нефтегазонакопления для НГК I группы (типы 1-3) [25, 26].
1 – изогипсы подошвы основной (обычно региональной) покрышки; 2 – контуры полеоподнятий; 3 – линии выклинивания проницаемых толщ; 4 – границы зон с повышенной песчанитостью; 5 – зоны разломов; 6 – границы зон улучшенных коллекторов; 7 – песчаники; 8 – глинистые и другие покрышки; 9 - карбонатные породы; 10 – органогенные постройки; 11 – улучшенные коллекторы; 12 - направления движения вод, создающие гидродинамический барьер; 13 – границы ЗНГН; 14 – скопления УВ.
В НГК третьей группы литологический контроль нефтегазоносности превышает роль современной тектонической структуры (рис. 7) Структурный контроль залежей наблюдается только в тех ЗНГН, где современные поднятия совпадают с площадями развития эффективных коллекторов. Это типично для ЗНГН с унаследованным развитием, в которых к сводам конседиментационных поднятий приурочены лучшие первичные коллекторы. В целом, даже в пределах унаследованных крупных поднятий, залежи обычно сильно смещены относительно сводов, а совпадение залежей с локальными современными структурами представляет исключение.
Рассматриваемые группы НГК принципиально отличаются по механизму аккумуляции нефти и газа.
В НГК первой группы аккумуляция УВ происходит путем гравитационного всплывания в воде за счет вертикальной миграции или восходящей латеральной миграции(существенное значение приобретает гидродинамический режим аккумуляции) (рис. 5).
Для НГК второй группы также типично всплывание УВ в воде. Однако при плохой и меняющейся во времени связи между проницаемыми телами всплывание происходит пульсационно (рис. 6).
НГК третьей группы свойственен компрессионный режим (А.Е.Гуревич, 1985) (рис. 7).
Рис. 6. Модели зон нефтегазонакопления для НГК II группы (типы 1-4) [25, 26].
Условные обозначения см. рис. 5.
Классификации ЗНГН проведены по группам НГК (А.Н.Золотов, В.В.Самсонов, Б.А.Лебедев, 1986) (рис.5 - 7) [25, 26].
Классификация ЗНГН в НГК с однородными коллекторами (верхние преимущественно терригенные НГК с высокой песчанитостью):
Неритмичное чередование проницаемых и изолирующих тел:
антиклинали на валах и сводах.
Ритмичное чередование проницаемых и изолирующих тел:
цепочки антиклиналей по линиям максимальных градиентов углов наклона структур поверхности;
ловушки в зонах регионального выклинивания (ЗРВ):
ЗРВ на склонах внутренних поднятий;
ЗРВ на пологих внешних моноклиналях;
ЗРВ на крутых внешних моноклиналях (предгорные прогибы).
Рис. 7. Модели зон нефтегазонакопления для НГК III группы (типы 1-5) [25, 26].
Условные обозначения см. рис. 5.
Классификация ЗНГН в НГК с первично неоднородными коллекторами (верхние преимущественно карбонатные или глинистые НГК):
Преимущественно карбонатные разрезы:
= ловушки в карбонатных породах:
- органогенные постройки;
палеокарст, связанный с перерывами.
= ловушки в песчаных породах:
зоны повышенной песчанитости (бары, пляжи и т.д.);
зоны стратиграфического выклинивания песчаных тел.
Преимущественно глинистые разрезы:
= ловушки в зонах повышенной песчанитости (русла, дельты, бары и т.д.);
= ловушки в зонах литологического выклинивания песчаных тел.
Классификация ЗНГН в НГК с вторично неоднородными коллекторами (нижние сильно уплотненные НГК):
Распределение коллектора связано с дифференциальным уплотнением пород:
= ловушки в зонах палеоподнятий (ЗП):
унаследованные ЗП;
расформированные ЗП;
ЗП, инверсировавшие в предгорных прогибах.
= ловушки в зонах с повышенной долей первичных коллекторов, часто
осложненных зонами выклинивания.
Рапределение коллекторов связано с вторичным пустотообразованием:
= ловушки в зонах повышенной трещиноватости и выщелачивания карбонатов;
= ловушки в зонах наложенного эпигенеза в песчаниках;
= ловушки в зонах повышенной преобразованности ОВ в хорошо изолированных
доманикитах .
Карты ЗНГН составляются для разных частей разреза и разных районов. Единой методики нет. Предпочтительна методика, основанная на рассмотрении тектонических и дитологических критериев нефтегазоносности.
Из тектонических критериев на картах показывают контуры современных и древних поднятий, их интенсивность, углы региональных уклонов, основные направления миграции и другие показатели. Литологические условия нефтегазоносности – выделяются региональные, субрегиональные и зональные покрышки, территории с улучшенными свойствами первичных коллекторов, зоны уплотнения, основные зоны регионального выклинивания проницаемых тел. На основе названных критериев и показателей нефтегазоносности оконтуриваются ЗНГН и фиксируются преобладающие типы ловушек.
Методика апробирована в ряде районов и Восточной и Западной Сибири, а также Тимано-Печорской НГП.
Локальный прогноз – прогноз в пределах ЗНГН пространственного распределения ловушек и ресурсов УВ в них. На этапе, когда объектами прогноза являются локальные поднятия, задача сводится либо к количественной оценке ресурсов УВ этих поднятий, либо к их делению на продуктивные и пустые. В соответствии с прогнозом ставятся поисково-оценочные работы, ориентирование на разбуривание наиболее перспективных поднятий в пределах ЗНГН.
Современный этап, характеризующийся переходом на малоамплитудные поднятия и неантиклинальные ловушки, принципиально отличается от предыдущего усложнением условий работ на нефть и газ. Необходима дальнейшая разработка этого важнейшего направления – прогноза, картирования и изучения ЗНГН [3, 25, 26].